CN116253251A - 用于匹配超起塔臂工况的方法、控制器及起重机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于匹配超起塔臂工况的方法、控制器及起重机。该方法包括：获取主塔夹角数据、主钩位置数据和超起模块的拉力数据；获取起重机的姿态信息和工况信息；根据姿态信息和工况信息确定目标主塔夹角数据、目标主钩位置数据和目标拉力数据；控制塔式卷扬模块的收绳速度或放绳速度，使得主塔夹角数据与目标主塔夹角数据相等；控制主卷扬模块的收绳速度或放绳速度，使得主钩位置数据与目标主钩位置数据相等；控制超起模块的背压或压力，使得拉力数据与目标拉力数据相等。本申请能使得主塔夹角数据、主钩位置数据和超起模块的拉力数据与超起塔臂工况相匹配，在减少安全事故的发生的同时，降低操作难度。

Description

用于匹配超起塔臂工况的方法、控制器及起重机

技术领域

本申请涉及工程机械技术领域，具体地涉及一种用于匹配超起塔臂工况的方法、控制器及起重机。

背景技术

起重机安装超起、塔臂装置后，在进行吊臂伸缩动作时，超起钢丝绳拉力、塔臂装置位置、主钩位置是操作人员的重点关注对象。由于超起钢丝绳拉力过小或过大将导致超起钢丝绳乱绳或吊臂反翘、塔臂角度超出安全夹角范围会导致倾翻、主钩位置过高会导致冲顶或过卷，主钩位置过低会导致吊钩落地，可能引起元件损坏。因此，在伸缩过程中既要调节塔臂起落，使主塔夹角控制在安全夹角范围内，又要匹配超起钢丝绳拉力，确保超起钢绳的拉力适度，还要控制主钩位置，防止主钩位置过高或过低。对此，现有技术通常在超起塔臂工况下采用手动伸缩的传统方案进行操作，需要由操作人员手动匹配伸缩速度、塔式卷扬的收放绳速度、超起装置的拉力和主卷扬收放绳速度，操作难度大，且对操作人员要求较高。因此，由于现有技术需要操作人员进行手动操作，因而存在操作难度大、对操作人员要求较高的问题。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种用于匹配超起塔臂工况的方法，用以解决现有技术中操作难度大、对操作人员要求较高的问题。

为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种用于匹配超起塔臂工况的方法，应用于起重机的控制器，起重机还包括塔式卷扬模块、主卷扬模块和超起模块，该方法包括：

获取主塔夹角数据、主钩位置数据和超起模块的拉力数据；

获取起重机的姿态信息和工况信息；

根据姿态信息和工况信息确定目标主塔夹角数据、目标主钩位置数据和目标拉力数据；

控制塔式卷扬模块的收绳速度或放绳速度，使得主塔夹角数据与目标主塔夹角数据相等；

控制主卷扬模块的收绳速度或放绳速度，使得主钩位置数据与目标主钩位置数据相等；

控制超起模块的背压或压力，使得拉力数据与目标拉力数据相等。

在本申请实施例中，该方法还包括：

根据姿态信息和工况信息确定起重机的最大伸缩速度；

判断起重机的伸缩速度是否小于或等于最大伸缩速度；

在起重机的伸缩速度小于或等于最大伸缩速度的情况下，允许塔式卷扬模块、主卷扬模块和超起模块工作。

在本申请实施例中，该方法还包括：

分别确定主塔夹角数据、主钩位置数据和拉力数据的变化趋势和目标变化趋势；

在塔式卷扬模块的收绳速度或放绳速度达到第一预设值且主塔夹角数据的变化趋势与主塔夹角数据的目标变化趋势相反的情况下，和/或在主卷扬模块的收绳速度或放绳速度达到第二预设值且主钩位置数据的变化趋势与主钩位置数据的目标变化趋势相反的情况下，和/或在超起模块的背压或压力达到第三预设值且拉力数据的变化趋势与拉力数据的目标变化趋势相反的情况下，减小起重机的伸缩速度。

在本申请实施例中，根据姿态信息和工况信息确定起重机的最大伸缩速度包括：

获取超起模块的最大收绳速度；

确定与第一预设值匹配的第一伸缩速度，确定与第二预设值匹配的第二伸缩速度，以及确定与超起模块的最大收绳速度匹配的第三伸缩速度；

确定起重机的执行动作，执行动作包括伸臂动作和缩臂动作；

在确定执行动作为伸臂动作的情况下，将第一伸缩速度和第二伸缩速度中的较小值确定为最大伸缩速度；

在确定执行动作为缩臂动作的情况下，将第一伸缩速度、第二伸缩速度和第三伸缩速度中的较小值确定为最大伸缩速度。

在本申请实施例中，塔式卷扬模块包括塔式卷扬，确定与第一预设值匹配的第一伸缩速度包括：

确定主臂长度变化量和塔式卷扬的塔式卷扬绳长变化量；

根据主臂长度变化量和塔式卷扬绳长变化量确定第一比例系数；

根据第一预设值、第一比例系数和调节系数，确定第一伸缩速度。

在本申请实施例中，主卷扬模块包括主卷扬，确定与第二预设值匹配的第二伸缩速度包括：

确定主臂长度变化量和主卷扬的主卷扬绳长变化量；

根据主臂长度变化量和主卷扬绳长变化量确定第二比例系数；

根据第二预设值、第二比例系数和调节系数，确定第二伸缩速度。

在本申请实施例中，超起模块包括超起卷扬，确定与超起模块的最大收绳速度匹配的第三伸缩速度包括：

确定主臂长度变化量和超起卷扬的超起卷扬绳长变化量；

根据主臂长度变化量和超起卷扬绳长变化量确定第三比例系数；

根据超起模块的最大收绳速度、第三比例系数和调节系数，确定第三伸缩速度。

在本申请实施例中，该方法还包括：

每间隔预设时间获取检测信号；

根据检测信号判断起重机是否符合故障危险条件；

在判定起重机符合故障危险条件的情况下，控制起重机停止作业，并发送报警信号。

本申请第二方面提供一种控制器，包括：

存储器，被配置成存储指令；以及

处理器，被配置成从存储器调用指令以及在执行指令时能够实现上述的用于匹配超起塔臂工况的方法。

本申请第三方面提供一种起重机，包括：

控制器；

塔式卷扬模块，与控制器通信；

主卷扬模块，与控制器通信；

超起模块，与控制器通信。

本申请第四方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的用于匹配超起塔臂工况的方法。

本申请通过获取主塔夹角数据、主钩位置数据和超起模块的拉力数据，获取起重机的姿态信息和工况信息，并根据姿态信息和工况信息确定目标主塔夹角数据、目标主钩位置数据和目标拉力数据。再控制塔式卷扬模块的收绳速度或放绳速度，使得主塔夹角数据与目标主塔夹角数据相等，控制主卷扬模块的收绳速度或放绳速度，使得主钩位置数据与目标主钩位置数据相等，控制超起模块的背压或压力，使得拉力数据与目标拉力数据相等。本申请在超起塔臂工况下，通过控制塔式卷扬模块的收绳速度或放绳速度、主卷扬模块的收绳速度或放绳速度和超起模块的背压或压力，能够降低安全事故发生的可能性，降低操作难度。

本申请实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请实施例，但并不构成对本申请实施例的限制。在附图中：

图1示意性示出了根据本申请实施例的一种起重机的结构图；

图2示意性示出了根据本申请实施例的一种用于匹配超起塔臂工况的控制原理图；

图3示意性示出了根据本申请实施例的一种用于匹配超起塔臂工况的方法的流程图；

图4示意性示出了根据本申请一具体实施例的一种用于匹配超起塔臂工况的方法的流程图；

图5示意性示出了根据本申请实施例的一种控制器的结构框图。

附图标记说明

1 超起卷扬 2 主卷扬

3 塔式卷扬 201 拉力传感器

202 长度检测器 203 主臂角度传感器

204 塔臂角度传感器 205 主卷扬编码器

206 人机界面 207 控制器

208 超起卷扬背压调节电磁阀 209 超起溢流电磁阀

210 超起卷扬收绳比例电磁阀 211 塔卷收绳电磁阀

212 塔卷放绳电磁阀 213 主卷收绳电磁阀

214 主卷放绳电磁阀 215 主卷扬高速电磁阀

216 伸缩比例电磁阀

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请实施例，并不用于限制本申请实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

图1示意性示出了根据本申请实施例的一种起重机的结构图。如图1所示，在本申请实施例中，起重机包括超起模块、主卷扬模块和塔式卷扬模块。超起模块包括但不限于超起卷扬1。主卷扬模块包括但不限于主卷扬2。塔式卷扬模块包括但不限于塔式卷扬3。超起卷扬1的钢丝绳一端安装并缠绕在超起卷筒上，另一端由超起卷扬1拉出，从连接架动滑轮处绕回再固定在超起桅杆上；主卷扬2的钢丝绳一端安装并缠绕在主卷筒上，另一端由主卷扬2拉出，首先经过塔臂后撑杆处滑轮，再连接至塔臂头部，通过塔臂头部滑轮组与吊钩进行连接，并可将塔臂头部滑轮组至吊钩的钢丝绳设置成单倍率或多种倍率。塔式卷扬3的钢丝绳一端安装并缠绕在塔式卷筒上，另一端由塔式卷扬3拉出，绕至塔臂后拉板滑轮处，再绕回至卷扬架滑轮组处。此处的钢丝绳可设置成单倍率或多种倍率，且固定在卷扬架上。

图2示意性示出了根据本申请实施例的一种用于匹配超起塔臂工况的控制原理图。如图2所示，控制器207分别与拉力传感器201、长度检测器202、主臂角度传感器203、塔臂角度传感器204、主卷扬编码器205、人机界面206、超起卷扬背压调节电磁阀208、超起溢流电磁阀209、超起卷扬收绳比例电磁阀210、塔卷放绳电磁阀211、主卷收绳电磁阀212、主卷放绳电磁阀213、主卷扬高速电磁阀214和伸缩比例电磁阀215通信。控制器207可以获取拉力传感器201、长度检测器202、主臂角度传感器203、塔臂角度传感器204、主卷扬编码器205和人机界面206发送的姿态信息和工况信息，并根据拉力传感器201、长度检测器202、主臂角度传感器203、塔臂角度传感器204、主卷扬编码器205和人机界面206发送的姿态信息和工况信息，控制超起卷扬背压调节电磁阀208、超起溢流电磁阀209、超起卷扬收绳比例电磁阀210、塔卷放绳电磁阀211、主卷收绳电磁阀212、主卷放绳电磁阀213、主卷扬高速电磁阀214和伸缩比例电磁阀215。

拉力传感器201一端安装在超起桅杆拉板上，另一端安装在钢丝绳上，用于采集超起卷扬1的钢丝绳的拉力数据，即超起模块的拉力数据。长度检测器202安装在主臂上，用于检测主臂长度变化量，并将主臂长度变化量发送给控制器207。主臂角度传感器203安装在主臂上，用于检测主臂的角度并输入给控制器207。塔臂角度传感器204安装在塔臂上，用于检测塔臂角度并输入给控制器207。主卷扬编码器205通过联轴器，安装在主卷扬的卷筒上，与卷筒同心旋转，并将采集的卷筒位置信号和频率信号发送给控制单器207，用于计算当前主卷扬的钢丝绳绳长。人机界面206输出开始伸缩信号至控制器207，在伸缩过程中实时显示起重机状态，以及显示报警信号。

控制器207通过超起卷扬背压调节电磁阀208控制超起卷扬的背压，控制电流越大，对应的背压越小。控制器207通过超起溢流电磁阀209控制超起油路的压力，控制电流越大，对应的压力越高。控制器207通过超起卷扬收绳比例电磁阀210控制超起卷扬收绳速度，控制电流越大，超起卷扬的收绳速度越快。控制器207通过塔卷收绳电磁阀211调节塔卷收绳速度，控制电流越大，塔式卷扬的收绳速度越快。控制器207通过塔卷放绳电磁阀212调节塔卷放绳速度，控制电流越大，塔式卷扬的放绳速度越快。控制器207通过主卷扬收绳电磁阀213调节主卷收绳速度，控制电流越大，主卷扬的收绳速度越快。控制器207通过主卷扬放绳电磁阀214调节主卷放绳速度，控制电流越大，主卷扬的放绳速度越快。控制器207通过主卷高速电磁阀215调节主卷扬的速度，主卷高速电磁阀215在主卷收绳电磁阀或主卷放绳电磁阀得电后得电，控制电流越大，主卷扬的速度越快。

图3示意性示出了根据本申请实施例的一种用于匹配超起塔臂工况的方法的流程图。如图3所示，本申请实施例提供一种用于匹配超起塔臂工况的方法，应用于起重机的控制器，起重机还包括塔式卷扬模块、主卷扬模块和超起模块，该方法可以包括下列步骤：

步骤301、获取主塔夹角数据、主钩位置数据和超起模块的拉力数据；

步骤302、获取起重机的姿态信息和工况信息；

步骤303、根据姿态信息和工况信息确定目标主塔夹角数据、目标主钩位置数据和目标拉力数据；

步骤304、控制塔式卷扬模块的收绳速度或放绳速度，使得主塔夹角数据与目标主塔夹角数据相等；

步骤305、控制主卷扬模块的收绳速度或放绳速度，使得主钩位置数据与目标主钩位置数据相等；

步骤306、控制超起模块的背压或压力，使得拉力数据与目标拉力数据相等。

在本申请实施例中，起重机在超起塔臂工况下进行伸缩动作时，控制器可以控制主塔夹角数据、主钩位置数据和拉力数据，使得主塔夹角数据、主钩位置数据和拉力数据与当前的工况相匹配，在减小发生安全事故的可能性的同时，降低操作难度。为实现上述目的，首先，控制器可以获取主塔夹角数据、主钩位置数据和超起模块的拉力数据，以及获取起重机的姿态信息和工况信息。主塔夹角数据是指主臂和塔臂之间夹角的补角，主塔夹角数据等于主臂头部的角度减去塔臂根部的角度。进一步地，控制器可以根据姿态信息和工况信息确定目标主塔夹角数据、目标主钩位置数据和目标拉力数据。姿态信息包括但不限于臂长信息、超起结构信息、塔臂结构信息。工况信息除常规的工况信息以外，还包括人机界面设置的主卷扬随动模式信息。根据姿态信息和工况信息确定目标主塔夹角数据和目标拉力数据。结合主卷扬随动模式信息，控制器可以确定目标主钩位置数据。

需要说明的是，控制器包括四个控制模块，即塔卷闭环控制模块、主卷闭环控制模块、超起闭环控制模块和伸缩速度闭环控制模块。控制器可以判断起重机当前的执行动作，执行动作包括伸臂动作和缩臂动作。在确定执行动作为伸臂动作时，塔卷闭环控制模块根据主塔夹角数据调节塔式卷扬模块的放绳速度，使得主塔夹角数据与目标主塔夹角数据相等。塔式卷扬模块的放绳速度增大，主塔的夹角数据增大，塔式卷扬模块的放绳速度减小，主塔的夹角数据减小。在确定执行动作为缩臂动作时，塔卷闭环控制模块根据主塔夹角数据调节塔式卷扬模块的收绳速度，使得主塔夹角数据与目标主塔夹角数据相等。塔式卷扬模块的收绳速度增大，主塔的夹角数据减小，塔式卷扬模块的收绳速度减小，主塔的夹角数据增大。

在确定执行动作为伸臂动作时，主卷闭环控制模块根据主钩位置数据调节主卷扬模块的放绳速度，使得主钩位置数据与目标主钩位置数据相等。主卷扬模块的放绳速度增大，主钩位置数据增大，主卷扬模块的放绳速度减小，主钩位置数据减小。在确定执行动作为缩臂动作时，主卷闭环控制模块根据主钩位置数据调节主卷扬模块的收绳速度，使得主钩位置数据与目标主钩位置数据相等。主卷扬模块的收绳速度增大，主钩位置数据减小，主卷扬模块的收绳速度减小，主钩位置数据增大。

在确定执行动作为伸臂动作时，超起闭环控制模块根据拉力数据调节超起模块的背压，使得拉力数据与目标拉力数据相等。超起模块的背压增大，拉力数据增大，超起模块的背压减小，拉力数据减小。在确定执行动作为缩臂动作时，超起闭环控制模块根据拉力数据调节超起模块的压力，使得拉力数据与目标拉力数据相等。超起模块的压力增大，拉力数据增大，超起模块的压力减小，拉力数据减小。

此外，为保证塔卷闭环控制模块、主卷闭环控制模块和超起闭环控制模块的有效性，在塔卷闭环控制模块、主卷闭环控制模块和超起闭环控制模块中至少一个控制模块失效的情况下，由伸缩速度闭环控制模块根据失效的控制模块的控制目标减小起重机的伸缩速度。在一个示例中，在起重机执行伸臂动作的过程中，塔式卷扬模块执行放绳动作，此时塔卷闭环控制模块将根据主塔夹角数据实时调节塔式卷扬模块的放绳速度。当主塔夹角数据过小时，塔式卷扬模块的放绳速度增大；当主塔夹角数据过大时，塔式卷扬模块的放绳速度减小。在主塔夹角数据过小时，若控制器检测到塔式卷扬模块的放绳速度已调节至第一预设值，但主塔夹角数据仍无变大的趋势，则启用伸缩速度闭环控制器，伸缩速度闭环控制器根据主塔夹角数据的变化趋势将伸缩速度调小，直到主塔夹角数据存在变大趋势为止。

本申请通过获取主塔夹角数据、主钩位置数据和超起模块的拉力数据，获取起重机的姿态信息和工况信息，并根据姿态信息和工况信息确定目标主塔夹角数据、目标主钩位置数据和目标拉力数据。再控制塔式卷扬模块的收绳速度或放绳速度，使得主塔夹角数据与目标主塔夹角数据相等，控制主卷扬模块的收绳速度或放绳速度，使得位置数据与目标主钩位置数据相等，控制超起模块的背压或压力，使得拉力数据与目标拉力数据相等。本申请在超起塔臂工况下，通过控制塔式卷扬模块的收绳速度或放绳速度、主卷扬模块的收绳速度或放绳速度和超起模块的背压或压力，能够降低安全事故发生的可能性，降低操作难度。

在本申请实施例中，该方法还可以包括：

根据姿态信息和工况信息确定起重机的最大伸缩速度；

判断起重机的伸缩速度是否小于或等于最大伸缩速度；

在起重机的伸缩速度小于或等于最大伸缩速度的情况下，允许塔式卷扬模块、主卷扬模块和超起模块工作。

具体地，控制器可以根据姿态信息和工况信息确定起重机的最大伸缩速度。姿态信息包括但不限于主臂角度、塔臂角度、前撑杆外形尺寸、后撑杆外形尺寸、后拉板长度、超起外形尺寸、连接架外形尺寸、塔式卷扬倍率、主卷扬倍率、超起卷扬倍率、初始主臂长度和目标主臂长度。在确定当前的最大伸缩速度后，控制器可以判断当前起重机的伸缩速度是否小于或等于最大伸缩速度，在起重机的伸缩速度小于或等于最大伸缩速度的情况下，允许塔式卷扬模块、超起模块和主卷扬模块工作，以减少安全事故发生的可能。

在本申请实施例中，该方法还可以包括：

分别确定主塔夹角数据、主钩位置数据和拉力数据的变化趋势和目标变化趋势；

在塔式卷扬模块的收绳速度或放绳速度达到第一预设值且主塔夹角数据的变化趋势与主塔夹角数据的目标变化趋势相反的情况下，和/或在主卷扬模块的收绳速度或放绳速度达到第二预设值且主钩位置数据的变化趋势与主钩位置数据的目标变化趋势相反的情况下，和/或在超起模块的背压或压力达到第三预设值且拉力数据的变化趋势与拉力数据的目标变化趋势相反的情况下，减小起重机的伸缩速度。

具体地，控制器包括四个控制模块，即塔卷闭环控制模块、主卷闭环控制模块、超起闭环控制模块和伸缩速度闭环控制模块。伸缩速度闭环控制模块可以根据采样周期内主塔夹角数据、主钩位置数据和拉力数据的变化值，分别确定主塔夹角数据、主钩位置数据和拉力数据的变化趋势。并且，根据当前的主塔夹角数据、主钩位置数据和拉力数据与目标主塔夹角数据、目标主钩位置数据和目标拉力数据，伸缩速度闭环控制模块可以分别确定主塔夹角数据、主钩位置数据和拉力数据的目标变化趋势。

在塔式卷扬模块的收绳速度或放绳速度达到第一预设值且主塔夹角数据的变化趋势与主塔夹角数据的目标变化趋势相反的情况下，和/或在主卷扬模块的收绳速度或放绳速度达到第二预设值且主钩位置数据的变化趋势与主钩位置数据的目标变化趋势相反的情况下，和/或在超起模块的背压或压力达到第三预设值且拉力数据的变化趋势与拉力数据的目标变化趋势相反的情况下，伸缩速度闭环控制模块可以控制起重机的伸缩速度减小，以保证塔卷闭环控制模块、主卷闭环控制模块、超起闭环控制模块的有效性。第一预设值是指塔式卷扬模块的收绳速度或放绳速度的最大值，可以根据元器件规格确定。第二预设值是指主卷扬模块的收绳速度或放绳速度的最大值，可以根据元器件规格确定。第三预设值是指超起模块的背压或压力的最大值，可以根据元器件规格确定。

在本申请实施例中，根据姿态信息和工况信息确定起重机的最大伸缩速度可以包括：

获取超起模块的最大收绳速度；

确定与第一预设值匹配的第一伸缩速度，确定与第二预设值匹配的第二伸缩速度，以及确定与超起模块的最大收绳速度匹配的第三伸缩速度；

确定起重机的执行动作，执行动作包括伸臂动作和缩臂动作；

在确定执行动作为伸臂动作的情况下，将第一伸缩速度和第二伸缩速度中的较小值确定为最大伸缩速度；

在确定执行动作为缩臂动作的情况下，将第一伸缩速度、第二伸缩速度和第三伸缩速度中的较小值确定为最大伸缩速度。

具体地，控制器可以根据姿态信息和工况信息确定最大伸缩速度。首先，控制器可以获取超起模块的最大收绳速度，并确定与第一预设值匹配的第一伸缩速度，确定与第二预设值匹配的第二伸缩速度，以及确定与超起模块的最大收绳速度匹配的第三伸缩速度。此外，控制器还需要确定起重机当前的执行动作，执行动作包括伸臂动作和缩臂动作。在执行动作为伸臂动作时，由于超起卷扬的钢丝绳是随吊臂伸出，伸缩速度不影响钢丝绳的拉力数据。因此，在确定执行动作为伸臂动作的情况下，控制器可以比较第一伸缩速度和第二伸缩速度的大小，并将第一伸缩速度和第二伸缩速度中的较小值确定为最大伸缩速度。在确定执行动作为缩臂动作的情况下，控制器可以比较第一伸缩速度、第二伸缩速度和第三伸缩速度的大小，并将第一伸缩速度、第二伸缩速度和第三伸缩速度中的较小值确定为最大伸缩速度。这样，可以保障塔卷闭环控制模块、主卷闭环控制模块和超起闭环控制模块的有效性，以及保证伸缩效率的最大化。

在本申请实施例中，塔式卷扬模块包括塔式卷扬，确定与第一预设值匹配的第一伸缩速度可以包括：

确定主臂长度变化量和塔式卷扬的塔式卷扬绳长变化量；

根据主臂长度变化量和塔式卷扬绳长变化量确定第一比例系数；

根据第一预设值、第一比例系数和调节系数，确定第一伸缩速度。

具体地，塔式卷扬模块包括塔式卷扬。控制器可以确定与第一预设值匹配的第一伸缩速度。首先，控制器可以根据元器件规格确定塔式卷扬的最大收绳速度或最大放绳速度，即第一预设值。根据主臂角度、塔臂角度、前撑杆外形尺寸、后撑杆外形尺寸、后拉板长度、塔式卷扬倍率、初始主臂长度、目标主臂长度等姿态信息和工况信息，控制器可以确定塔式卷扬的塔式卷扬绳长变化量。并且，控制器获取长度检测器发送的主臂长度变化量。以主臂长度变化量除以塔式卷扬绳长变化量，从而得到第一比例系数。将第一预设值乘第一比例系数，再除以调节系数，即可以得到与第一预设值匹配的第一伸缩速度。这样，控制器可以确定与第一预设值匹配的第一伸缩速度，以便后续确定最大伸缩速度。

在本申请实施例中，主卷扬模块包括主卷扬，确定与第二预设值匹配的第二伸缩速度可以包括：

确定主臂长度变化量和主卷扬的主卷扬绳长变化量；

根据主臂长度变化量和主卷扬绳长变化量确定第二比例系数；

根据第二预设值、第二比例系数和调节系数，确定第二伸缩速度。

具体地，主卷扬模块包括主卷扬。控制器可以确定与第二预设值匹配的第二伸缩速度。首先，控制器可以根据元器件规格确定主卷扬的最大收绳速度或最大放绳速度，即第二预设值。根据主臂角度、塔臂角度、后撑杆外形尺寸、后拉板长度、主卷扬倍率、初始主臂长度、目标主臂长度等姿态信息和工况信息，控制器可以确定主卷扬的主卷扬绳长变化量。并且，控制器获取长度检测器发送的主臂长度变化量。以主臂长度变化量除以主卷扬绳长变化量，从而得到第二比例系数。将第二预设值乘第二比例系数，再除以调节系数，即可以得到与第二预设值匹配的第二伸缩速度。这样，控制器可以确定与第二预设值匹配的第二伸缩速度，以便后续确定最大伸缩速度。

在本申请实施例中，超起模块包括超起卷扬，确定与超起模块的最大收绳速度匹配的第三伸缩速度可以包括：

确定主臂长度变化量和超起卷扬的超起卷扬绳长变化量；

根据主臂长度变化量和超起卷扬绳长变化量确定第三比例系数；

根据超起模块的最大收绳速度、第三比例系数和调节系数，确定第三伸缩速度。

具体地，超起模块包括超起卷扬。控制器可以确定与超起模块的最大收绳速度匹配的第三伸缩速度。首先，控制器可以根据元器件规格确定超起卷扬的最大收绳速度。根据主臂角度、超起模块外形尺寸、连接架外形尺寸、超起卷扬倍率、初始主臂长度、目标主臂长度等姿态信息和工况信息，控制器可以确定超起卷扬的超起卷扬绳长变化量。并且，控制器获取长度检测器发送的主臂长度变化量。以主臂长度变化量除以超起卷扬绳长变化量，从而得到第三比例系数。将超起模块的最大收绳速度乘第三比例系数，再除以调节系数，即可以得到与超起模块的最大收绳速度匹配的第三伸缩速度。这样，控制器可以确定与超起模块的最大收绳速度匹配的第三伸缩速度，以便后续确定最大伸缩速度。

在本申请实施例中，该方法还可以包括：

每间隔预设时间获取检测信号；

根据检测信号判断起重机是否符合故障危险条件；

在判定起重机符合故障危险条件的情况下，控制起重机停止作业，并发送报警信号。

具体地，为保障安全，起重机设置有紧急情况下自动切断的功能。控制器在作业过程中通过检测元件实时获取拉力数据、主钩位置数据、主塔夹角数据、超起脱锁到位信号、电磁阀故障信号、传感器故障信号等检测信号，并根据检测信号判断起重机是否符合故障危险条件。故障危险条件包括但不限于拉力数据超限、主塔夹角数据超限、主钩位置数据超限、超起模块未脱锁、传感器故障和电磁阀故障等故障危险条件。在判定起重机符合任意一种故障危险条件时，控制器可以控制起重机停止作业，并发送报警信号至人机界面，以提醒操作人员。

图4示意性示出了根据本申请一具体实施例的一种用于匹配超起塔臂工况的方法的流程图。在本申请一具体实施例中，匹配超起塔臂工况可以包括以下步骤：

S1、开始伸缩；

S2、读取传感器发送的信号，获取姿态信息和工况信息；

S3、确定主塔夹角数据、主钩位置数据和超起模块的拉力数据；

S4、根据姿态信息和工况信息确定允许的最大伸缩速度；

S5、判断是否符合故障危险条件。若是，则进入S6，若否，则进入S7、S8和S9；

S6、停止作业，并发送报警信号；

S7、塔卷闭环控制模块调节主塔夹角数据；

S8、主卷闭环控制模块调节主钩位置数据；

S9、超起闭环控制模块调节超起模块的拉力数据；

S10、判断三个控制模块是否均受控。若是，则进入步骤S5，若否，则进入步骤S11；

S11、启用伸缩速度闭环控制模块，调节伸缩速度。

具体地，在控制器接收到人机界面发送的开始伸缩信号时，控制器读取传感器发送的信号，以获取姿态信息和工况信息，以及获取主塔夹角数据、主钩位置数据和超起模块的拉力数据。并且，控制器根据姿态信息和工况信息确定允许的最大伸缩速度。在确定允许的最大伸缩速度后，控制器需要判断起重机是否符合故障危险条件。故障危险条件包括拉力数据超限、主塔夹角数据超限、超起未脱锁、主钩位置数据超限、传感器故障、电磁阀故障等故障危险条件。在符合任意一个故障危险条件时，控制器可以控制起重机停止作业，并发送报警信号至人机界面。在不符合故障危险条件时，塔卷闭环控制模块调节主塔夹角数据、主卷闭环控制模块调节主钩位置数据、超起闭环控制模块调节超起模块的拉力数据，使得主塔夹角数据、主钩位置数据和拉力数据与当前的工况相匹配。进一步地，控制器还需要判断塔卷闭环控制模块、主卷闭环控制模块和超起闭环控制模块是否均受控。若受控，则返回到判断是否符合故障危险条件的步骤。若不受控，则启用伸缩速度闭环控制模块，调节伸缩速度，使得塔卷闭环控制模块、主卷闭环控制模块和超起闭环控制模块均受控。

图5示意性示出了根据本申请实施例的一种控制器的结构框图。如图5所示，本申请实施例提供一种控制器，可以包括：

存储器510，被配置成存储指令；以及

处理器520，被配置成从存储器510调用指令以及在执行指令时能够实现上述的用于匹配超起塔臂工况的方法。

具体地，在本申请实施例中，处理器520可以被配置成：

获取主塔夹角数据、主钩位置数据和超起模块的拉力数据；

获取起重机的姿态信息和工况信息；

根据姿态信息和工况信息确定目标主塔夹角数据、目标主钩位置数据和目标拉力数据；

控制塔式卷扬模块的收绳速度或放绳速度，使得主塔夹角数据与目标主塔夹角数据相等；

控制主卷扬模块的收绳速度或放绳速度，使得主钩位置数据与目标主钩位置数据相等；

控制超起模块的背压或压力，使得拉力数据与目标拉力数据相等。

进一步地，处理器520还可以被配置成：

根据姿态信息和工况信息确定起重机的最大伸缩速度；

判断起重机的伸缩速度是否小于或等于最大伸缩速度；

在起重机的伸缩速度小于或等于最大伸缩速度的情况下，允许塔式卷扬模块、主卷扬模块和超起模块工作。

进一步地，处理器520还可以被配置成：

分别确定主塔夹角数据、主钩位置数据和拉力数据的变化趋势和目标变化趋势；

在塔式卷扬模块的收绳速度或放绳速度达到第一预设值且主塔夹角数据的变化趋势与主塔夹角数据的目标变化趋势相反的情况下，和/或在主卷扬模块的收绳速度或放绳速度达到第二预设值且主钩位置数据的变化趋势与主钩位置数据的目标变化趋势相反的情况下，和/或在超起模块的背压或压力达到第三预设值且拉力数据的变化趋势与拉力数据的目标变化趋势相反的情况下，减小起重机的伸缩速度。

进一步地，处理器520还可以被配置成：

获取超起模块的最大收绳速度；

确定与第一预设值匹配的第一伸缩速度，确定与第二预设值匹配的第二伸缩速度，以及确定与超起模块的最大收绳速度匹配的第三伸缩速度；

确定起重机的执行动作，执行动作包括伸臂动作和缩臂动作；

在确定执行动作为伸臂动作的情况下，将第一伸缩速度和第二伸缩速度中的较小值确定为最大伸缩速度；

在确定执行动作为缩臂动作的情况下，将第一伸缩速度、第二伸缩速度和第三伸缩速度中的较小值确定为最大伸缩速度。

进一步地，处理器520还可以被配置成：

确定主臂长度变化量和塔式卷扬的塔式卷扬绳长变化量；

根据主臂长度变化量和塔式卷扬绳长变化量确定第一比例系数；

根据第一预设值、第一比例系数和调节系数，确定第一伸缩速度。

进一步地，处理器520还可以被配置成：

确定主臂长度变化量和主卷扬的主卷扬绳长变化量；

根据主臂长度变化量和主卷扬绳长变化量确定第二比例系数；

根据第二预设值、第二比例系数和调节系数，确定第二伸缩速度。

进一步地，处理器520还可以被配置成：

确定主臂长度变化量和超起卷扬的超起卷扬绳长变化量；

根据主臂长度变化量和超起卷扬绳长变化量确定第三比例系数；

根据超起模块的最大收绳速度、第三比例系数和调节系数，确定第三伸缩速度。

进一步地，处理器520还可以被配置成：

每间隔预设时间获取检测信号；

根据检测信号判断起重机是否符合故障危险条件；

在判定起重机符合故障危险条件的情况下，控制起重机停止作业，并发送报警信号。

本申请通过获取主塔夹角数据、主钩位置数据和超起模块的拉力数据，获取起重机的姿态信息和工况信息，并根据姿态信息和工况信息确定目标主塔夹角数据、目标主钩位置数据和目标拉力数据。再控制塔式卷扬模块的收绳速度或放绳速度，使得主塔夹角数据与目标主塔夹角数据相等，控制主卷扬模块的收绳速度或放绳速度，使得主钩位置数据与目标主钩位置数据相等，控制超起模块的背压或压力，使得拉力数据与目标拉力数据相等。本申请在超起塔臂工况下，通过控制塔式卷扬模块的收绳速度或放绳速度、主卷扬模块的收绳速度或放绳速度和超起模块的背压或压力，能够降低安全事故发生的可能性，降低操作难度。

本申请实施例还提供一种起重机，可以包括：

控制器；

塔式卷扬模块，与控制器通信；

超起模块，与控制器通信；

主卷扬模块，与控制器通信。

具体地，起重机包括控制器、塔式卷扬模块、超起模块和主卷扬模块。控制器分别与塔式卷扬模块、超起模块和主卷扬模块通信。控制器包括塔卷闭环控制模块、主卷闭环控制模块、超起闭环控制模块和伸缩速度闭环控制模块。通过塔卷闭环控制模块，可以发送控制指令至塔式卷扬模块，以控制塔式卷扬模块的收绳速度或放绳速度。通过主卷闭环控制模块，可以发送控制指令至主卷扬模块，以控制主卷扬模块的收绳速度或放绳速度。通过超起闭环控制模块，可以发送控制指令至超起模块，以控制超起模块的背压或压力。此外，通过伸缩速度闭环控制模块，可以发送控制指令至起重机，以控制起重机的伸缩速度。这样，可以实现当前的主塔夹角数据、主钩位置数据、超起模块的拉力数据与超起塔臂工况相匹配。

本申请实施例还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的用于匹配超起塔臂工况的方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (11)

1.一种用于匹配超起塔臂工况的方法，其特征在于，应用于起重机的控制器，所述起重机还包括塔式卷扬模块、主卷扬模块和超起模块，所述方法包括：

获取主塔夹角数据、主钩位置数据和所述超起模块的拉力数据；

获取所述起重机的姿态信息和工况信息；

根据所述姿态信息和所述工况信息确定目标主塔夹角数据、目标主钩位置数据和目标拉力数据；

控制所述塔式卷扬模块的收绳速度或放绳速度，使得所述主塔夹角数据与所述目标主塔夹角数据相等；

控制所述主卷扬模块的收绳速度或放绳速度，使得所述主钩位置数据与所述目标主钩位置数据相等；

控制所述超起模块的背压或压力，使得所述拉力数据与所述目标拉力数据相等。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述姿态信息和所述工况信息确定所述起重机的最大伸缩速度；

判断所述起重机的伸缩速度是否小于或等于所述最大伸缩速度；

在所述起重机的伸缩速度小于或等于所述最大伸缩速度的情况下，允许所述塔式卷扬模块、所述主卷扬模块和所述超起模块工作。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

分别确定所述主塔夹角数据、所述主钩位置数据和所述拉力数据的变化趋势和目标变化趋势；

在所述塔式卷扬模块的收绳速度或放绳速度达到第一预设值且所述主塔夹角数据的变化趋势与所述主塔夹角数据的目标变化趋势相反的情况下，和/或在所述主卷扬模块的收绳速度或放绳速度达到第二预设值且所述主钩位置数据的变化趋势与所述主钩位置数据的目标变化趋势相反的情况下，和/或在所述超起模块的背压或压力达到第三预设值且所述拉力数据的变化趋势与所述拉力数据的目标变化趋势相反的情况下，减小所述起重机的伸缩速度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述姿态信息和所述工况信息确定所述起重机的最大伸缩速度包括：

获取所述超起模块的最大收绳速度；

确定与所述第一预设值匹配的第一伸缩速度，确定与所述第二预设值匹配的第二伸缩速度，以及确定与所述超起模块的最大收绳速度匹配的第三伸缩速度；

确定所述起重机的执行动作，所述执行动作包括伸臂动作和缩臂动作；

在确定所述执行动作为伸臂动作的情况下，将所述第一伸缩速度和所述第二伸缩速度中的较小值确定为所述最大伸缩速度；

在确定所述执行动作为缩臂动作的情况下，将所述第一伸缩速度、所述第二伸缩速度和所述第三伸缩速度中的较小值确定为所述最大伸缩速度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述塔式卷扬模块包括塔式卷扬，所述确定与所述第一预设值匹配的第一伸缩速度包括：

确定主臂长度变化量和所述塔式卷扬的塔式卷扬绳长变化量；

根据所述主臂长度变化量和所述塔式卷扬绳长变化量确定第一比例系数；

根据所述第一预设值、所述第一比例系数和调节系数，确定第一伸缩速度。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述主卷扬模块包括主卷扬，所述确定与所述第二预设值匹配的第二伸缩速度包括：

确定主臂长度变化量和所述主卷扬的主卷扬绳长变化量；

根据所述主臂长度变化量和所述主卷扬绳长变化量确定第二比例系数；

根据所述第二预设值、所述第二比例系数和调节系数，确定第二伸缩速度。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述超起模块包括超起卷扬，所述确定与所述超起模块的最大收绳速度匹配的第三伸缩速度包括：

确定主臂长度变化量和所述超起卷扬的超起卷扬绳长变化量；

根据所述主臂长度变化量和所述超起卷扬绳长变化量确定第三比例系数；

根据所述超起模块的最大收绳速度、所述第三比例系数和调节系数，确定第三伸缩速度。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

每间隔预设时间获取检测信号；

根据所述检测信号判断所述起重机是否符合故障危险条件；

在判定所述起重机符合故障危险条件的情况下，控制所述起重机停止作业，并发送报警信号。

9.一种控制器，其特征在于，包括：

存储器，被配置成存储指令；以及

处理器，被配置成从所述存储器调用所述指令以及在执行所述指令时能够实现根据权利要求1至8中任一项所述的用于匹配超起塔臂工况的方法。

10.一种起重机，其特征在于，包括：

根据权利要求9所述的控制器；

塔式卷扬模块，与所述控制器通信；

主卷扬模块，与所述控制器通信；

超起模块，与所述控制器通信。

11.一种机器可读存储介质，其特征在于，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行根据权利要求1至8中任一项所述的用于匹配超起塔臂工况的方法。

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