CN215626268U - 配重监测系统、臂架监测系统、吊载安全监测系统及起重设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种配重监测系统、臂架监测系统、吊载安全监测系统及起重设备，属于工程机械控制技术领域。所述系统包括：行程检测单元，被布置于起重设备的配重的移动式配重调节机构，用于检测配重实时行程；角度检测单元，被布置于所述配重的配重支撑臂，用于检测所述配重支撑臂的仰角；控制单元，分别与所述行程检测单元和所述角度检测单元连接，用于获取并基于所述配重实时行程的第一实际检测值和/或所述仰角的第二实际检测值，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业。本申请可用于设备故障监测。

Description

配重监测系统、臂架监测系统、吊载安全监测系统及起重设备

技术领域

本申请涉及工程机械控制技术领域，具体地涉及一种配重监测系统、一种臂架监测系统、一种吊载安全监测系统和一种起重设备。

背景技术

目前，履带式起重机和其他起吊能力卓越的起重机等，在吊装过程中，为了提高配重使用效率、提升吊装能力以及降低配重运送安装成本，开始考虑将传统的固定式配重改进为可变行程的前后移动式配重。相较于固定式配重，移动式配重可扩大起重机同等配重大小情况下的起吊能力。在吊装作业中，通常要求移动式配重能够被悬空使用，同时需要起重机控制系统根据吊载过程中吊载重量或力矩的变化适时或最好实时灵活调整配重位置、匹配得到合适的配重行程，以实现保持起重机重心处于回转支撑中心点处，提供平衡力矩，进而维持吊装系统平稳。

安全的、匹配的吊装作业和配重移动控制是需要以起重机的各项准确的传感器数据为基础的。而常规安全监测通常针对固定式配重进行，设备配重通常不会在吊装作业过程中发生变化，系统安全裕度基本不会发生较大变化且保持较高水平，吊装作业将容易被限制在安全范围内执行，但对于移动式配重而言，随着吊装作业进行，系统根据力矩平衡性调整配重的位置，配重的移动会影响系统安全裕度，传感器出现故障或传感器数据不准确时，系统根据故障元件的传感器数据或不准确的传感器数据执行的配重移动操作，如理论上应该执行配重推出(或外推，可相对回转中心而言)以保持平衡而实际执行了配重内收，这将不仅不能为吊装作业提供足够的安全裕度，还会加剧受力不平衡，甚至导致倾覆事故。更令人担忧的是，在系统丧失安全裕度或失去紧急安全控制能力之前，没有达到阈值的传感器数据或没有报警达到了阈值的故障传感器，很难被系统识别发现，可见，使用常规固定式配重、臂架姿态、吊载安全的监测方式难以实现移动式配重的起重机基本安全保障。

因此，需要实现识别检测配重行程、臂架姿态、吊载大小(吊载重量的大小或吊载端力矩的大小)的传感器是否存在故障或传感器数据是否存在不准确的、适用移动式配重的多层配重监测方案，以保障吊装作业安全和尽量避免倾覆事故的发生。

发明内容

本申请的目的是提供一种配重监测系统、臂架监测系统、吊载安全监测系统及起重设备，避免起重设备中检测配重行程、臂架姿态、吊载大小的传感器或传感器数据存在故障或异常难以被控制系统识别发现而导致力矩平衡维持的控制失效，进而改善起重设备的监测安全可靠性、控制准确性和作业平稳性。

为了实现上述目的，本申请实施例提供一种配重监测系统，该配重监测系统包括：

行程检测单元，被布置于起重设备的配重的移动式配重调节机构，用于检测配重实时行程；

角度检测单元，被布置于所述配重的配重支撑臂，用于检测所述配重支撑臂的仰角；

控制单元，分别与所述行程检测单元和所述角度检测单元连接，用于获取并基于所述配重实时行程的第一实际检测值和/或所述仰角的第二实际检测值，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业。

具体的，其中所述移动式配重调节机构具有配重底座，所述行程检测单元包括长度传感器或位移传感器，所述长度传感器或所述位移传感器被布置于所述配重底座。

具体的，其中所述移动式配重调节机构具有用于变配重行程的油缸，所述行程检测单元包括油缸行程传感器，所述油缸行程传感器被布置于所述油缸。

具体的，所述角度检测单元包括角度传感器、加速度传感器或陀螺仪。

具体的，所述角度传感器被布置于所述配重支撑臂的根部和/或头部。

具体的，所述控制单元包括：

处理单元，用于控制所述起重设备的吊装作业；

第一存储单元，与所述处理单元连接；

其中，所述第一存储单元存储有能被所述处理单元读取并执行的第一指令，

所述第一指令具有基于所述第一实际检测值的大小或所述第二实际检测值的大小，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业的功能。

具体的，所述控制单元还包括：

第二存储单元，与所述处理单元连接；

其中，所述第二存储单元存储有能被所述处理单元读取并执行的第二指令，

所述第二指令具有基于所述第二实际检测值和所述第一实际检测值的相对大小，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业的功能。

具体的，所述起重设备具有超起机构，所述超起机构中超起桅杆与所述配重或所述配重底座连接，所述超起桅杆还与所述起重设备的主臂连接。

本申请实施例提供一种臂架监测系统，该臂架监测系统包括：

第一角度检测单元，被布置于起重设备的主臂，用于检测所述主臂的第一仰角，其中，所述起重设备具有超起机构，所述超起机构包括超起桅杆；

第二角度检测单元，被布置于所述超起桅杆，用于检测所述超起桅杆的第二仰角；

第三角度检测单元，被布置于所述主臂和所述超起桅杆之间，用于检测所述超起桅杆和所述主臂的夹角；

控制单元，分别与所述第一角度检测单元、所述第二角度检测单元和所述第三角度检测单元连接，用于基于所述第一仰角的实际检测值、所述第二仰角的实际检测值和所述夹角的实际检测值中任意至少一个或三个之和，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业。

具体的，所述第一角度检测单元包括第一组角度传感器，所述第一组角度传感器被分别布置于所述主臂的根部和头部。

具体的，所述第二角度检测单元包括第二组角度传感器，所述第二组角度传感器被分别布置于所述超起桅杆的根部和头部。

具体的，所述第三角度检测单元包括夹角传感器，所述夹角传感器被布置于所述主臂的中部和所述超起桅杆的中部。

具体的，所述控制单元包括：

处理单元，用于控制所述起重设备的吊装作业；

第一存储单元，与所述处理单元连接；

其中，所述第一存储单元存储有能被所述处理单元读取并执行的第一指令，

所述第一指令具有基于所述第一仰角的实际检测值、所述第二仰角的实际检测值和所述夹角的实际检测值中任意至少一个的大小，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业的功能。

具体的，所述控制单元还包括：

第二存储单元，与所述处理单元连接；

其中，所述第二存储单元存储有能被所述处理单元读取并执行的第二指令，

所述第二指令具有基于所述第一仰角的实际检测值、所述第二仰角的实际检测值和所述夹角的实际检测值三个之和的大小，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业的功能。

本申请实施例提供一种吊载安全监测系统，该吊载安全监测系统包括：

拉力检测单元，被布置于起重设备的主臂拉板，用于获得测量拉力；

第一压力检测单元，被布置于所述起重设备的主臂，用于获得第一测量压力；

控制单元，分别与所述拉力检测单元和所述第一压力检测单元连接，用于基于所述测量拉力的实际检测值和/或所述第一测量压力的实际检测值，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业。

具体的，所述拉力检测单元包括拉力传感器，所述拉力传感器被布置于所述主臂拉板上靠近所述主臂的头部的位置。

具体的，所述第一压力检测单元包括第一压力传感器，所述第一压力传感器被布置于所述主臂的根部。

具体的，所述控制单元包括：

处理单元，用于控制所述起重设备的吊装作业；

第一存储单元，与所述处理单元连接；

其中，所述第一存储单元存储有能被所述处理单元读取并执行的第一指令，

所述第一指令具有基于所述测量拉力的实际检测值的大小和所述第一测量压力的实际检测值的大小，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业的功能。

具体的，所述控制单元还包括：

第二存储单元，与所述处理单元连接；

其中，所述第二存储单元存储有能被所述处理单元读取并执行的第二指令，

所述第二指令具有通过所述测量拉力的实际检测值和所述第一测量压力的实际检测值分别换算得到吊载重量的第一换算检测值和第二换算检测值，且基于所述第一换算检测值和所述第二换算检测值的相对大小，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业的功能。

具体的，该吊载安全监测系统还包括：

第二压力检测单元，被布置于后撑杆，用于获得第二测量压力，其中，所述起重设备具有超起机构，所述超起机构包括超起桅杆和所述后撑杆；

所述控制单元还用于基于所述第二测量压力的实际检测值与所述测量拉力的实际检测值、或所述第二测量压力的实际检测值与所述第一测量压力的实际检测值，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业。

具体的，所述第二压力检测单元包括第二压力传感器，所述第二压力传感器被布置于所述后撑杆的底部。

具体的，所述控制单元还包括：

第三存储单元，与所述处理单元连接；

其中，所述第三存储单元存储有能被所述处理单元读取并执行的第三指令，

所述第三指令被配置为用于基于所述第二测量压力的实际检测值与所述第一换算检测值的相对大小、或所述第二测量压力的实际检测值与所述第二换算检测值的相对大小，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业。

本申请实施例提供一种起重设备，该起重设备具有前述的配重监测系统，或者，该起重设备具有前述的臂架监测系统，或者，该起重设备具有前述的吊载安全监测系统。

本申请基于配重实时行程和角度对应的实际检测值的相关性，将配重调节机构的角度传感器和位移度量作用的传感器进行关联监测，能够基于位移和呈角度相关的实际检测值是否表现为配重实时行程和角度之间的几何映射特点，如角度换算的位移和检测的位移是否(近似)相等，实现配重调节机构的配重移动监测是否存在故障的识别并同时有效实现起重设备吊装作业和/或配重移动的控制。

本申请实施例基于臂架姿态的主臂仰角、超起桅杆仰角、主臂与超起桅杆的夹角及实际检测值的相关性，将主臂和超起桅杆上角度传感器进行关联监测，能够基于呈角度相关的实际检测值是否表现为相应作业参数之间的几何映射特点，如两个仰角与夹角之和为180度等指定角度，实现臂架姿态监测是否存在故障的识别并同时有效实现起重设备吊装作业，为配重移动的控制提供安全可靠的数据基础。

本申请基于吊载大小所涉及的主臂上测量拉力和测量压力、超起机构的后撑杆的测量压力及实际检测值的相关性；将起重设备臂架主臂靠近主臂的头部上的拉力传感器和主臂根部的压力传感器进行关联监测，如拉力换算的吊载大小和压力换算的吊载大小是否近似相等，实现主臂上的吊载大小监测是否存在故障的识别并同时有效实现起重设备吊装作业和/或配重移动的控制；还将超起桅杆的后撑杆底部压力传感器与主臂上的拉力传感器和压力传感器进行关联监测，如后撑杆上压力等级与主臂上拉力等级或压力等级是否匹配，进一步实现吊载大小监测是否存在故障的识别并同时有效实现起重设备吊装作业，为配重移动的控制提供安全可靠的数据基础。

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为本申请实施例配重监测系统的主要模块示意图；

图2为本申请实施例的示例性配重监测系统架构示意图；

图3为本申请实施例臂架监测系统的主要模块示意图；

图4为本申请实施例的示例性臂架监测系统架构示意图；

图5为本申请实施例吊载安全监测系统的主要模块示意图；

图6为本申请实施例的示例性起重设备主臂头部的力学分解示意图；

图7为本申请实施例的示例性吊载安全监测系统架构示意图；

图8为本申请实施例的示例性相对于履带式车体的起重机各结构的位置示意图；

图9为本申请实施例的图8中起重机局部放大的结构上一些传感器的安装位置示意图；

图10为本申请实施例的图8中起重机局部放大的结构上再一些传感器的安装位置示意图；

图11为本申请实施例的图8中起重机局部放大的结构上又一些传感器的安装位置示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请实施例的具体实施方式进行详细说明。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。

实施例1

本申请实施例提供一种配重监测系统，如图1，该配重监测系统可以包括：

行程检测单元100，被布置于起重设备的配重的移动式配重调节机构，用于检测配重实时行程；

角度检测单元101，被布置于所述配重的配重支撑臂，用于检测所述配重支撑臂的仰角；

控制单元102，分别与所述行程检测单元100和所述角度检测单元101连接，用于获取并基于所述配重实时行程的第一实际检测值和/或所述仰角的第二实际检测值，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业。

在一些具体实施中，所述起重设备具有配重和移动式配重调节机构，所述配重调节机构包括配重支撑臂和所述配重底座，所述配重被布置于所述配重底座。配重支撑臂和超起机构可以支持配重和配重底座一起离地悬空，配重调节机构还可以包括具有电机和/或油缸等驱动机构，驱动机构可以调节配重支撑臂的仰角(如可以是配重支撑臂与在配重的位移方向上投影的角度)和/或变配重行程；行程检测单元和角度检测单元可以是传感器，传感器检测配重实时行程和角度后可以得到具有实际检测值信息的电信号，电信号可以经模数转换器(可以属于控制单元或可以属于传感器)采集后得到传感器数据或采集后信号，传感器数据包括配重实时行程的实际检测值和仰角的实际检测值两者，或采集后信号至少具有这两者的信息。

行程检测单元可以有多个传感器，角度检测单元也可以有多个传感器，各个检测单元的多个传感器可以布置于起重设备的不同结构位置，相应地，第一实际检测值可以是多个检测值，第二实际检测值也可以是多个检测值。控制单元可以比较各个检测单元的多个传感器的实际检测值是否差异过大(可通过配置的差异阈值实现)，若差异大，则控制单元可以报警，若差异不大，则可以使用多个传感器的均值作为实际检测值。行程检测单元和角度检测单元可以构成检测起重设备的配重行程(作业关键参数)的传感器组，从而基于各个检测单元安装的结构位置，通过各个检测单元与控制单元的耦合，可以实现第一层监测系统，起到一层监测的作用。

具体的，第一层监测系统的实现可以基于电路结构或控制单元处理，例如经指定阈值配置比较器，使用比较器确定，或控制单元具有处理器，采用处理器的用于比较信号大小的管脚，或还可以由处理器读取存储器中配置的指令后，基于一定时间范围内的输出数据或输出信号，确定比较结果。

前述传感器的布置方式可以包括在布置位置处通过螺栓和安装孔固定、焊接固定、支架固定等方式。基于起重设备的结构特点和传感器布置位置，可以确定出仰角和配重实时行程的几何换算关系，该几何换算关系表明理论上仰角的实际检测值经该几何换算关系得到的换算检测值，应该与配重实时行程的实际检测值相等或近似相等，由于实际使用中传感器和结构等存在一定测量误差，则可以将换算检测值与配重实时行程的实际检测值之差的绝对值小于等于预定义的极小数视为是前述的相等或近似相等，预定义的极小数可以任意选取，然后根据实际监测表现进行调整。依照该几何换算关系，可以通过控制单元直接实时比较经仰角的实际检测值得到的换算检测值与配重实时行程的实际检测值的相对大小，从而基于各个检测单元安装的结构位置，通过各个检测单元与控制单元的耦合，还可以实现第二层监测系统，起到双层监测的作用。

具体的，控制单元可以具有从前述传感器信号中得到的实际检测值的功能以及具有实际检测值的换算和判断的功能。可以采用控制单元中处理器读取存储器中配置的指令的方式，实现第二层监测系统，成本更低廉。可以理解的，也可以单独采用电路结构实现第二层监测系统，电路结构可以是数字逻辑电路，实现换算和判断，例如算术运算电路确定换算检测值及换算检测值与实际检测值之差，再使用经极小数配置的比较电路，比较差与极小数的大小，则比较电路的输出信号可以经控制单元接收，控制单元可以基于该输出信号确定是否超过指定数值范围，即确定是否存在第二层监测系统监测的故障。

进一步地，所述行程检测单元包括长度传感器或位移传感器，长度传感器或位移传感器可以具体是激光式传感器或拉线式传感器等，拉线式传感器可以包括线缆和绞线盘。移动式配重调节机构可以具有用于变配重行程的油缸，行程检测单元也可以包括油缸行程传感器(此时可与长度传感器或位移传感器同时存在)，油缸行程传感器被布置于油缸。角度检测单元包括角度传感器、加速度传感器或陀螺仪，角度传感器可以被布置于配重支撑臂的根部和/或头部，加速度传感器或陀螺仪可以被布置在配重支撑臂的中部(如中点)；在一些情况中，为了监测便捷性，长度传感器或位移传感器被布置于所述配重底座。

控制单元基于配重支撑臂的仰角(或仰角变化)可以换算出配重移动的距离(或距离变化)，该距离即换算检测值，若换算检测值近似等于配重实时行程的实际检测值变化，同时角度传感器以及长度传感器或位移传感器对应的实际检测值之间均不存在异常(异常可为多个同种传感器的实际检测值差异过大)，则配重及配重调节结构的监测系统正常，控制单元可被配置为不触发停止所述起重设备的吊装作业。若角度传感器以及长度传感器或位移传感器的实际检测值之间不存在异常，而该换算检测值相对于配重实时行程的实际检测值有较大差异时，则配重及配重调节结构的监测系统监测到异常，此时为第二层监测系统监测到异常，控制单元可被配置为触发停止所述起重设备的吊装作业。若多个角度传感器以及长度传感器或多个位移传感器的实际检测值之间存在异常(如，不同位置同种传感器的实际检测值的数值之间差异过大)，则配重及配重调节结构的监测系统监测到异常，此时为第一层监测系统监测到异常，控制单元可被配置为触发停止所述起重设备的吊装作业。

进一步地，控制单元可以包括：处理单元以及第一存储单元、第二存储单元，处理单元可以是前述的处理器，第一存储单元和第二存储单元可以是外接存储器，外接存储器经电路主板与处理器连接。此外，处理单元以及第一存储单元、第二存储单元也可以是片上系统型芯片，如微控制器和嵌入式芯片。在一种有利的实施方式中，第一存储单元和第二存储单元是同一存储器，该存储器存储有第一指令和第二指令。第一指令可以具有功能：判断角度传感器以及长度传感器或位移传感器对应的实际检测值是否超过相应阈值，若超过相应阈值，则确定存在异常。第二指令可以具有功能：判断经仰角的实际检测值通过几何换算关系得到的换算检测值是否与配重实时行程的实际检测值近似相等，若不近似相等(换算检测值与配重实时行程的实际检测值之差的绝对值超过前述的极小数)，则确定存在异常。

在一些示例性具体实施中，配重监测系统可以还包括显示单元，显示单元可以包括中控屏和/或状态灯，中控屏和/或状态灯被布置在起重设备的操作室内，中控屏和/或状态灯与处理单元连接，中控屏可以在第一指令和第二指令执行后，任意至少一者确定存在异常时，显示异常状态标识(例如显示“设备故障1”或“设备故障2”文字标识)，异常状态标识包括第一层监测故障标识(对应第一层监测系统)和第二层监测故障标识(对应第二层监测系统)，第一层监测故障标识可以唯一地与第一指令执行后确定存在异常的状态对应，第二层监测故障标识同样地可以唯一地与第二指令执行后确定存在异常的状态对应。

类似地，状态灯可以包括单个多色LED灯或多个LED灯，例如为了便于区分，可以有一个绿光LED灯(可以省略不设置)和两个红光LED灯，绿光LED灯可以唯一地与配重监测系统监测正常的状态对应，两个红光LED灯中一个可以唯一地与第一指令执行后确定存在异常的状态对应，两个红光LED灯中另一个可以唯一地与第二指令执行后确定存在异常的状态对应，其中，控制单元可以包括LED驱动设备，处理单元可以通过第一指令和/或第二指令在执行后的指定时间范围(实时、或配置的监测周期，监测周期可以基于定时器或定时功能管脚实现)内是否有返回存在异常的状态信号，在返回存在异常的状态信号时，可以发送控制信号至LED驱动设备，LED驱动设备响应于该控制信号开启状态灯。控制单元对中控屏和/或状态灯的控制可以是触发停止所述起重设备的吊装作业的操作之一，在一些情况中，控制单元可以进一步通过中控屏或状态灯快速频闪提示机手，起重设备当前已被监测到存在故障，并也可以进一步主动暂停油缸和卷扬机等起重设备的运动机构(即触发停止吊装作业)。

在本申请公开的一种示例性实施中，如图2，配重监测系统可以包括控制单元、角度检测单元和行程检测单元，控制单元可以有处理器103和存储器104，处理器103经系统总线105与存储器104连接，可用于读取存储器104中存储的第一指令和第二指令，控制单元可以还有(外设)接口108、接口109、接口113和接口114，接口108和接口109可以替换为同一接口实现，各接口均通过外设总线107、总线桥106和系统总线105与处理器连接，角度检测单元可以包括角度传感器112，角度传感器112经传感器数据总线110与接口108连接，行程检测单元可以包括长度传感器(或位移传感器)111，长度传感器111经传感器数据总线110与接口109连接，传感器数据总线110可以选用CAN总线；配重监测系统可以还包括显示单元，显示单元包括中控屏115，中控屏115可以经接口113与外设总线107连接，显示单元也可以包括LED模块116，LED模块116可以有LED驱动设备和状态灯，状态灯包括(实心圆表示已亮)绿光LED灯G、(空心圆表示未亮)红光LED灯R1和(未亮)红光LED灯R2，LED模块116可以经接口114与外设总线107连接；角度传感器112和长度传感器111的实时的传感器数据经传感器数据总线1110、接口108、接口109、外设总线107、总线桥106及系统总线105被处理器103获取，基于第一指令和第二指令，处理器103可以确定是否存在返回的第一层监测故障标识和/或第二层监测故障标识，若存在则传输至中控屏115进行显示，和/或控制LED模块116开启红光LED灯R1和/或红光LED灯R2，并熄灭绿光LED灯G。

实施例2

本申请实施例与实施例1属于同一发明创造的构思，本申请实施例提供了一种臂架监测系统，如图3，该臂架监测系统包括：

第一角度检测单元200，被布置于起重设备的主臂，用于检测所述主臂的第一仰角，其中，所述起重设备具有超起机构，所述超起机构包括超起桅杆；

第二角度检测单元201，被布置于所述超起桅杆，用于检测所述超起桅杆的第二仰角；

第三角度检测单元202，被布置于所述主臂和所述超起桅杆之间，用于检测所述超起桅杆和所述主臂的夹角；

控制单元203，分别与所述第一角度检测单元200、所述第二角度检测单元201和所述第三角度检测单元202连接，用于基于所述第一仰角的实际检测值、所述第二仰角的实际检测值和所述夹角的实际检测值中任意至少一个或三个之和，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业。

在一些具体实施中，所述起重设备具有配重和移动式配重调节机构，所述配重调节机构包括配重支撑臂和所述配重底座，所述配重被布置于所述配重底座。配重支撑臂和超起机构可以支持配重和配重底座一起离地悬空，配重调节机构还可以包括具有电机和/或油缸等驱动机构，在吊装作业中，随着主臂的仰角变化，驱动机构可以调节配重支撑臂的仰角(如可以是配重支撑臂与在配重的位移方向上投影的角度)和/或移动配重，超起桅杆的仰角也可以随之变化，在不存在安全风险作业、监测故障或设备结构变化等异常情况时，主臂的仰角、超起桅杆的仰角及主臂与超起桅杆的夹角的实际检测值处于安全的阈值范围内，并同时两个仰角和夹角之和等于或近似等于180度，鉴于此，本申请实施例通过控制单元和多个角度检测单元，构建了臂架姿态的多层监测系统。

在本申请实施例的监测系统中，第一角度检测单元、第二角度检测单元和第三角度检测单元可以是传感器，传感器检测三个角度后可以得到具有实际检测值信息的电信号，电信号可以经模数转换器(可以属于控制单元或可以属于传感器)采集后得到传感器数据或采集后信号，传感器数据包括第一仰角的实际检测值、第二仰角的实际检测值和夹角的实际检测值。

第一角度检测单元、第二角度检测单元和第三角度检测单元三者都可以有多个传感器，各个检测单元的多个传感器可以布置于起重设备的不同结构位置，相应地，前述的实际检测值可以是多个检测值。控制单元可以比较各个检测单元的多个传感器的实际检测值是否差异过大(可通过配置的差异阈值实现)，若差异大，则控制单元可以报警，若差异不大，则可以使用多个传感器的均值作为实际检测值。第一角度检测单元、第二角度检测单元和第三角度检测单元可以构成检测起重设备的臂架姿态(作业关键参数)的传感器组，从而基于各个检测单元安装的结构位置，通过各个检测单元与控制单元的耦合，可以实现第一层监测系统，起到一层监测的作用。

具体的，第一层监测系统的实现可以基于电路结构或控制单元处理，例如经指定阈值配置比较器，使用比较器确定，或控制单元具有处理器，采用处理器的用于比较信号大小的管脚，或还可以由处理器读取存储器中配置的指令后，基于一定时间范围内的输出数据或输出信号，确定比较结果。

前述传感器的布置方式可以包括在布置位置处通过螺栓和安装孔固定、焊接固定、支架固定等方式。基于起重设备的结构特点和传感器布置位置，可以配置几何换算关系，该几何换算关系为所述第一仰角的实际检测值、所述第二仰角的实际检测值和所述夹角的实际检测值三个之和180度，该几何换算关系表明理论上，三个角度的实际检测值之和所得的换算检测值，该换算检测值应该与180度相等或近似相等，由于实际使用中传感器和结构等存在一定测量误差，则将换算检测值属于指定数值范围，如[180^°-δ,180^°+](或也可以确定换算检测值与180度之差，再判断是否差属于[-,δ]或差的绝对值是否小于等于误差量)，视为是前述的相等或近似相等，δ为误差量，可以根据传感器的检测精度进行设置，其中，臂架监测系统可以包括与控制单元连接的输入单元，输入单元可以设置误差量大小和结合实际使用表现调整该误差量大小，输入单元可以为触摸屏、按键等。依照该几何换算关系，可以通过控制单元直接实时比较三个角度的实际检测值之和与180度的相对大小或判断是否属于指定数值范围，从而基于各个检测单元安装的结构位置，通过各个检测单元与控制单元的耦合，还可以实现第二层监测系统，起到双层监测的作用。

具体的，控制单元可以具有从前述传感器信号中得到的实际检测值的功能以及具有实际检测值的换算和判断的功能。可以采用控制单元中处理器读取存储器中配置的指令的方式，实现第二层监测系统，成本更低廉。可以理解的，也可以单独采用电路结构实现第二层监测系统，电路结构可以是数字逻辑电路，实现换算和判断，例如算术运算电路确定换算检测值及换算检测值与180度之差，再使用经误差量配置的比较电路，比较差与误差量的大小，则比较电路的输出信号可以经控制单元接收，控制单元可以基于该输出信号确定是否超过指定数值范围，即确定是否存在第二层监测系统监测的故障。

进一步地，所述第一角度检测单元包括第一组角度传感器，所述第一组角度传感器被分别布置于所述主臂的根部和头部，例如选用两个角度传感器分别布置在主臂的根部和头部。所述第二角度检测单元包括第二组角度传感器，所述第二组角度传感器被分别布置于所述超起桅杆的根部和头部，例如选用两个角度传感器分别布置在超起桅杆的根部和头部。所述第三角度检测单元包括夹角传感器，所述夹角传感器被布置于所述主臂的中部和所述超起桅杆的中部，夹角传感器可以是监测夹角的角度传感器、或任意一种用于倾斜度量的检测元件，例如旋转角度传感器、编码器，可以将超起桅杆和主臂的角位移、线位移转换为具有夹角的实际检测值信息的电信号。

在一些成本允许的情况中，第一角度检测单元和第二角度检测单元的角度传感器可以被加速度传感器和/或陀螺仪替换，例如可以将加速度传感器和陀螺仪安装在主臂的中部(如中点)和安装在超起桅杆的中部。可以理解的，不同类型的夹角传感器，在主臂和超起桅杆的安装位置是可以不同的，例如其安装于主臂和超起桅杆的根部。

控制单元基于所述第一仰角的实际检测值、所述第二仰角的实际检测值和所述夹角的实际检测值得到三者之和，可作为换算检测值，若该换算检测值近似等于180度，同时第一组角度传感器、第二组角度传感器和夹角传感器对应的实际检测值之间均不存在异常(异常可为多个同种传感器的实际检测值差异过大)，则臂架姿态的监测系统未监测到异常，控制单元可被配置为不触发停止所述起重设备的吊装作业。若第一组角度传感器、第二组角度传感器和夹角传感器对应的实际检测值均不存在异常，而该换算检测值与180度有较大差异(不等于且不近似等于180度)，则臂架姿态的监测系统监测到异常，此时为第二层监测系统监测到异常，控制单元可被配置为触发停止所述起重设备的吊装作业。若第一组角度传感器、第二组角度传感器和夹角传感器对应的实际检测值存在异常(如，不同位置同种传感器的实际检测值的数值之间差异过大)，则臂架姿态的监测系统监测到异常，此时为第一层监测系统监测到异常，控制单元可被配置为触发停止所述起重设备的吊装作业。

进一步地，控制单元可以包括：处理单元、第一存储单元和第二存储单元，处理单元可以是前述的处理器，第一存储单元和第二存储单元可以是外接存储器，外接存储器经电路主板与处理器连接。此外，处理单元以及第一存储单元、第二存储单元也可以是片上系统型芯片，如微控制器和嵌入式芯片。在一种有利的实施方式中，第一存储单元和第二存储单元是同一存储器，该存储器存储有第一指令和第二指令。第一指令可以具有功能：判断第一组传感器、第二组传感器和夹角传感器对应的实际检测值是否超过相应阈值，若超过相应阈值，则确定存在异常。第二指令可以具有功能：经所述第一仰角的实际检测值、所述第二仰角的实际检测值和所述夹角的实际检测值三个之和得到的换算检测值是否与180度近似相等，若不近似相等(换算检测值与180度之差的绝对值超过前述的误差量)，则确定存在异常。

在一些示例性具体实施中，臂架监测系统可以还包括显示单元，显示单元可以包括中控屏和/或状态灯，中控屏和/或状态灯被布置在起重设备的操作室内，中控屏和/或状态灯与处理单元连接，中控屏可以在第一指令和第二指令执行后，任意至少一者确定存在异常时，显示异常状态标识(例如显示“设备故障1”或“设备故障2”文字标识)，异常状态标识包括第一层监测故障标识(对应第一层监测系统)和第二层监测故障标识(对应第二层监测系统)，第一层监测故障标识可以唯一地与第一指令执行后确定存在异常的状态对应，第二层监测故障标识同样地可以唯一地与第二指令执行后确定存在异常的状态对应。类似地，状态灯可以包括单个多色LED灯或多个LED灯，例如为了便于区分，可以有一个绿光LED灯(可以省略不设置)和两个红光LED灯，绿光LED灯可以唯一地与臂架监测系统监测正常的状态对应，两个红光LED灯中一个可以唯一地与第一指令执行后确定存在异常的状态对应，两个红光LED灯中另一个可以唯一地与第二指令执行后确定存在异常的状态对应，其中，控制单元可以包括LED驱动设备，处理单元可以通过第一指令和/或第二指令在执行后的指定时间范围(实时、或配置的监测周期，监测周期可以基于定时器或定时功能管脚实现)内是否有返回存在异常的状态信号，在返回存在异常的状态信号时，可以发送控制信号至LED驱动设备，LED驱动设备响应于该控制信号开启状态灯。控制单元对中控屏和/或状态灯的控制可以是触发停止所述起重设备的吊装作业的操作之一，在一些情况中，控制单元可以进一步通过中控屏或状态灯快速频闪提示机手，起重设备当前已被监测到存在故障，并也可以进一步主动暂停油缸和卷扬机等起重设备的运动机构。

在本申请公开的一种示例性实施中，如图4，臂架监测系统可以包括控制单元、第一角度检测单元、第二角度检测单元和第三角度检测单元，控制单元可以有处理器204和存储器205，处理器204经系统总线206与存储器205连接，可用于读取存储器205中存储的第一指令和第二指令，控制单元可以还有(外设)接口209、接口210、接口211、接口216和接口217，接口209、接口210和接口211可以替换为同一接口实现，各接口均通过外设总线208、总线桥207和系统总线206与处理器204连接，第一角度检测单元可以包括第一组角度传感器213，第一组角度传感器213经传感器数据总线212与接口209连接，第二角度检测单元可以包括第二组角度传感器214，第二组角度传感器214经传感器数据总线212与接口210连接，第三角度检测单元可以包括夹角传感器215，夹角传感器215经传感器数据总线212与接口211连接，传感器数据总线212可以选用CAN总线；臂架监测系统可以还包括显示单元，显示单元包括中控屏218，中控屏218可以经接口216与外设总线208连接，显示单元也可以包括LED模块219，LED模块219可以有LED驱动设备和状态灯，状态灯包括(实心圆表示已亮)绿光LED灯G、(空心圆表示未亮)红光LED灯R1和(未亮)红光LED灯R2，LED模块219可以经接口217与外设总线208连接；第一组角度传感器213、第二组角度传感器214和夹角传感器215的实时的传感器数据经传感器数据总线212、接口209、接口210、接口211、外设总线208、总线桥207及系统总线206被处理器204获取，基于第一指令和第二指令，处理器204可以确定是否存在返回的第一层监测故障标识和/或第二层监测故障标识，若存在，则传输至中控屏218进行显示，和/或控制LED模块219开启红光LED灯R1和/或红光LED灯R2，并熄灭绿光LED灯G。

实施例3

本申请实施例与实施例1和2均属于同一发明创造的构思，本申请实施例提供了吊载安全监测系统，如图5，该吊载安全监测系统可以包括：

拉力检测单元300，被布置于起重设备的主臂拉板，用于获得测量拉力；

第一压力检测单元301，被布置于所述起重设备的主臂，用于获得第一测量压力；

控制单元303，分别与所述拉力检测单元和所述第一压力检测单元连接，用于基于所述测量拉力的实际检测值和/或所述第一测量压力的实际检测值，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业；在一些情况中，吊载安全监测系统还可以包括第二压力检测单元302，第二压力检测单元302与控制单元303连接，第二压力检测单元302被布置于后撑杆底部位置。

在一些具体实施中，起重设备具有配重和移动式配重调节机构，配重调节机构包括配重支撑臂和配重底座，配重被布置于配重底座；起重设备还具有超起机构，超起机构包括超起桅杆和后撑杆；配重支撑臂和超起机构可以支持配重和配重底座一起离地悬空。在吊装作业中，吊载端(起重设备的主臂侧)和配重端需要被起重设备控制系统保持力矩平衡状态，可靠精确地监测吊载重量对力矩平衡的保持是非常重要的。在不存在安全风险作业、监测故障或设备结构变化等异常情况时，经起重设备的结构上多个测量作用力换算的相应吊载重量均应该保持相等或近似相等，即主臂拉板上的测量拉力的实际检测值换算的吊载重量的第一换算检测值，与主臂上的第一测量压力的实际检测值换算的吊载重量的第二换算检测值，应保持相等或近似相等，鉴于此，本申请实施例通过控制单元和多个作用力检测单元，构建了吊载大小的多层监测系统。

在本申请实施例的监测系统中，拉力检测单元、第一压力检测单元和第二压力检测单元可以是传感器，传感器检测三个角度后可以得到具有实际检测值信息的电信号，电信号可以经模数转换器(可以属于控制单元或可以属于传感器)采集后得到传感器数据或采集后信号，传感器数据包括测量拉力的实际检测值、第一测量压力和第二测量压力的实际检测值。

拉力检测单元、第一压力检测单元和第二压力检测单元都可以有多个传感器，各个检测单元的多个传感器可以布置于起重设备的不同结构位置，相应地，传感器的实际检测值可以是多个检测值。控制单元可以比较各个检测单元的多个传感器的实际检测值是否差异过大(可通过配置的差异阈值实现)，若差异大，则控制单元可以报警，若差异不大，则可以使用多个传感器的均值作为实际检测值。拉力检测单元、第一压力检测单元和第二压力检测单元可以构成检测起重设备的吊载大小的传感器组，从而基于各个检测单元安装的结构位置，通过各个检测单元与控制单元的耦合，可以实现第一层监测系统，起到一层监测的作用。

具体的，第一层监测系统的实现可以基于电路结构或控制单元处理，例如经指定阈值配置比较器，使用比较器确定，或控制单元具有处理器，采用处理器的用于比较信号大小的管脚，或还可以由处理器读取存储器中配置的指令后，基于一定时间范围内的输出数据或输出信号，确定比较结果。

在一些情况中，如图6，可以将吊载重量进行分解，例如基于换算角度α和换算角度β，换算角度α通过主臂的仰角计算获得，换算角度β可根据主臂长度、超起桅杆长度以及主臂与超起桅杆之间的夹角结合余弦定理或适合的三角函数计算获得，适应于此分解，可以布置多个角度传感器分别用于测量主臂的仰角、主臂和超起桅杆的夹角等，控制单元可以实时基于各个角度传感器对应的实际检测值得到换算角度α和换算角度β。前述的传感器的布置方式可以包括在布置位置处通过螺栓和安装孔固定、焊接固定、支架固定等方式。基于起重设备的结构特点和传感器布置位置，可以预配置几何换算关系，该几何换算关系包括：

G_la*sinβ/sinα＝G|_x＝la (1)

G_ya*sinβ/sin(α+β)＝G|_x＝ya (2)

式(1)和式(2)中，吊载重量G的两个换算参量为第一吊载重量G|_x＝la和第二吊载重量G|_x＝ya，在实际监测过程中，控制单元在获得各个传感器对应的实际检测值之后，可以直接输出吊载重量G的第一换算检测值和吊载重量G的第二换算检测值，吊载重量G的第一换算检测值可以视为第一吊载重量G|_x＝la的实际检测值，吊载重量G的第二换算检测值可以视为第二吊载重量G|_x＝ya的实际检测值。前述的几何换算关系还可以包括第一吊载重量G|_x＝la的实际检测值与第二吊载重量G|_x＝ya的实际检测值两者相等或近似相等，近似相等即无符号的两者之差不超过指定的极小数值，其中，吊载安全监测系统还可以包括与控制单元连接的输入单元，输入单元可以设置极小数值大小和结合实际使用表现调整该极小数值大小，输入单元可以为触摸屏、按键等。依照该几何换算关系，可以通过控制单元直接几乎实时比较第一吊载重量G|_x＝la的实际检测值与第二吊载重量G|_x＝ya的实际检测值是否近似相等或近似相等，从而基于各个检测单元安装的结构位置，通过各个检测单元与控制单元的耦合，还可以实现第二层监测系统，起到双层监测的作用。

具体的，控制单元可以具有从前述传感器信号中得到的实际检测值的功能以及具有实际检测值的换算和判断的功能。可以采用控制单元中处理器读取存储器中配置的指令的方式，实现第二层监测系统，成本更低廉。可以理解的，也可以单独采用电路结构实现第二层监测系统，电路结构可以是数字逻辑电路，实现换算和判断，例如算术运算电路确定第一吊载重量G|_x＝la的实际检测值与第二吊载重量G|_x＝ya的实际检测值两者，再使用经极小数值配置的比较电路，比较两者之差与极小数值的大小，则比较电路的输出信号可以经控制单元接收，控制单元可以基于该输出信号确定是否超过指定数值范围，即确定是否存在第二层监测系统监测的故障。

进一步地，所述拉力检测单元包括拉力传感器，所述拉力传感器被布置于所述主臂拉板上靠近所述主臂头部的位置，拉力传感器例如电阻式应变传感器、悬臂梁式传感器等。所述第一压力检测单元包括第一压力传感器，所述第一压力传感器被布置于所述主臂的根部，第一压力传感器例如电感式传感器、电阻应变片压力传感器等。

控制单元基于所述测量拉力的实际检测值和所述第一测量压力的实际检测值分别换算得到吊载重量的第一换算检测值和第二换算检测值，若第一换算检测值和第二换算检测值相等或近似相等，同时第一压力传感器和拉力传感器对应的实际检测值之间不存在异常(异常可为多个同种传感器的实际检测值差异过大)，则吊载安全监测系统未监测到异常，控制单元可被配置为不触发停止所述起重设备的吊装作业。若第一压力传感器和拉力传感器对应的实际检测值之间不存在异常，而第一换算检测值和第二换算检测值的差异较大(不相等且不近似相等)，则吊载安全监测系统监测到异常，此时为第二层监测系统监测到异常，控制单元可被配置为触发停止所述起重设备的吊装作业。若第一压力传感器和拉力传感器对应的实际检测值之间存在异常(如，不同位置同种传感器的实际检测值的数值之间差异过大)，则吊载安全监测系统监测到异常，此时为第一层监测系统监测到异常，控制单元可被配置为触发停止所述起重设备的吊装作业。

吊载大小是起重设备执行吊装作业中非常重要的参数，针对吊载大小的监测，还可以在超起桅杆后撑杆底部布置压力传感器，通过该压力传感器可以确定第二测量压力，第二测量压力的实际检测值和两个压力参考值，例如记第二测量压力F_p，压力参考值F₁和F₂(F_p≤F₁,F₁<F_p≤F₂,F₂<F_p分别对应第三吊载重量的大小等级为小、中、大)，可以基于第二测量压力的实际检测值确定第三吊载重量的当前大小等级，吊载重量G可以被视为第一吊载重量G|_x＝la和第二吊载重量G|_x＝ya中任意一个，也可以基于至少两个重量参考值，如重量参考值G₁和G₂(G≤G₁,G₁<G≤G₂,G₂<G分别对应等级为小、中、大)，确定吊载重量G的当前大小等级，如大、中、小，大、中、小的等级可以与电压信号(-1，0，1)对应，在吊载重量G的当前大小等级为大时，起重设备处于前倾状态，第三吊载重量的当前大小等级应当匹配的大小等级为小；在吊载重量G的当前大小等级为中时，起重设备处于平稳的状态，第三吊载重量的当前大小等级应当匹配的大小等级也为中；在吊载重量G的当前大小等级为小时，起重设备处于后倾状态，第三吊载重量的当前大小等级应当匹配的大小等级为大。基于上述分析，控制单元可以转换得到第三吊载重量的等级实际检测值(例如电压信号-1、0或1)，以及转换得到吊载重量G的等级实际检测值(例如电压信号-1、0或1)，在监测正常时，转换得到的等级实际检测值之和为0(相对大小一种实施)，从而基于各个检测单元安装的结构位置，通过各个检测单元与控制单元的耦合，还可以实现第三层监测系统，起到三层监测的作用。

类似地，第三层监测系统可以使用比较电路和算术逻辑电路等集成电路实现，具有高可靠性和实时性，第三层监测系统也可以是使用处理器执行指令实现，成本低廉。在第一层监测系统和第二层监测系统均监测正常时，若转换得到的等级实际检测值之和不为0，则吊载安全监测系统监测到异常，此时为第三层监测系统监测到异常，控制单元可被配置为触发停止所述起重设备的吊装作业。

进一步地，控制单元可以包括：处理单元、第一存储单元、第二存储单元和第三存储单元，处理单元可以是前述的处理器，三个存储单元可以是外接存储器，外接存储器经电路主板与处理器连接。此外，处理单元和三个存储单元也可以是片上系统型芯片，如微控制器和嵌入式芯片。在一种有利的实施方式中，第一存储单元、第二存储单元和第三存储单元是同一存储器，该存储器存储有第一指令、第二指令和第三指令。

第一指令可以具有功能：拉力传感器和第一压力传感器对应的实际检测值是否超过相应阈值，若超过相应阈值，则确定存在异常。第二指令可以具有功能：判断经测量拉力的实际检测值和第一测量压力的实际检测值，分别换算得到的吊载重量的第一换算检测值和第二换算检测值，是否近似相等，若不近似相等(第一换算检测值和第二换算检测值之差超过极小数值)，则确定存在异常。第三指令可以具有功能：判断前述经转换得到的等级实际检测值之和是否为0，若不为0，则确定存在异常。

在一些示例性具体实施中，吊载安全监测系统可以还包括显示单元，显示单元可以包括中控屏和/或状态灯，中控屏和/或状态灯被布置在起重设备的操作室内，中控屏和/或状态灯与处理单元连接，中控屏可以在第一指令和第二指令、以及第三指令执行后，任意至少一者确定存在异常时，显示异常状态标识(例如显示“设备故障1”或“设备故障2”或“设备故障3”文字标识)，异常状态标识包括第一层监测故障标识(对应第一层监测系统)、第二层监测故障标识(对应第二层监测系统)和第三层监测故障标识(对应第三层监测系统)，第一层监测故障标识可以唯一地与第一指令执行后确定存在异常的状态对应，第二层监测故障标识同样地可以唯一地与第二指令执行后确定存在异常的状态对应，第三层监测故障标识同样地可以唯一地与第三指令执行后确定存在异常的状态对应。

类似地，状态灯可以包括单个多色LED灯或多个LED灯，例如为了便于区分，可以有一个绿光LED灯(可以省略不设置)和三个红光LED灯，绿光LED灯可以唯一地与吊载安全监测系统监测正常的状态对应，三个红光LED灯中第一个可以唯一地与第一指令执行后确定存在异常的状态对应，三个红光LED灯中第二个可以唯一地与第二指令执行后确定存在异常的状态对应，三个红光LED灯中第三个可以唯一地与第三指令执行后确定存在异常的状态对应，其中，控制单元可以包括LED驱动设备，处理单元可以通过第一指令、第二指令和/或第三指令在执行后的指定时间范围(实时、或配置的监测周期，监测周期可以基于定时器或定时功能管脚实现)内是否有返回存在异常的状态信号，在返回存在异常的状态信号时，可以发送控制信号至LED驱动设备，LED驱动设备响应于该控制信号开启状态灯。控制单元对中控屏和/或状态灯的控制可以是触发停止所述起重设备的吊装作业的操作之一，在一些情况中，控制单元可以进一步通过中控屏或状态灯快速频闪提示机手，起重设备当前已被监测到存在故障，并也可以进一步主动暂停油缸和卷扬机等起重设备的运动机构。

在本申请公开的一种示例性实施中，如图7，吊载安全监测系统可以包括控制单元、拉力检测单元、第一压力检测单元和第二压力检测单元，控制单元可以有处理器304和存储器305，处理器304经系统总线306与存储器305连接，可用于读取存储器305中存储的第一指令、第二指令和第三指令，控制单元可以还有(外设)接口309、接口310、接口311、接口316和接口317，接口309、接口310和接口311可以替换为同一接口实现，各接口均通过外设总线308、总线桥307和系统总线306与处理器连接，拉力检测单元可以包括拉力传感器313，拉力传感器313经传感器数据总线312与接口309连接，第一压力检测单元可以包括第一压力传感器314，第一压力传感器314经传感器数据总线312与接口310连接，第二压力检测单元可以包括第二压力传感器315，第二压力传感器315经传感器数据总线312与接口311连接，传感器数据总线312可以选用CAN总线；吊载安全监测系统可以还包括显示单元，显示单元包括中控屏318，中控屏318可以经接口316与外设总线308连接，显示单元也可以包括LED模块319，LED模块319可以有LED驱动设备和状态灯，状态灯包括(实心圆表示已亮)绿光LED灯G、(空心圆表示未亮)红光LED灯R1、(未亮)红光LED灯R2和(未亮)红光LED灯R3，LED模块319可以经接口317与外设总线308连接；拉力传感器313、第一压力传感器314和第二压力传感器315的实时的传感器数据经传感器数据总线312、接口309、接口310、接口311、外设总线308、总线桥307及系统总线306被处理器304获取，基于第一指令、第二指令和第三指令，处理器304可以确定是否存在返回的第一层监测故障标识、第二层监测故障标识和/或第三层监测故障标识，若监测存在故障，则传输至中控屏318进行显示，和/或控制LED模块319开启红光LED灯R1、红光LED灯R2和/或红光LED灯R3，并熄灭绿光LED灯G。

实施例4

本申请实施例与实施例1至3均属于同一发明创造的构思，本申请实施例提供了一种故障预警系统，该故障预警系统包括实施例1的配重监测系统、实施例2的臂架监测系统和实施例3的吊载安全监测系统中任意至少一者，其中控制单元可以是同一个单元，该故障预警系统还包括：

报警单元，与所述控制单元连接，用于被所述控制单元基于所述配重实时行程的第一实际检测值和/或所述仰角的第二实际检测值，选择性地触发报警。在一些具体实施中，报警单元可以包括蜂鸣器和报警灯等，可以在任意一个红光LED灯亮起时或中控屏显示一种设备故障的标识时，被控制单元同时触发开启，报警单元可以被布置于起重设备上，也可以被布置于吊装作业环境中。需要提出的是，在一些情况中，行程检测单元、角度检测单元、显示单元和报警单元均可以有独立的处理器(或单片机等控制器)和通信模块，例如显示单元可以有无线通信模块、总线通信模块等，控制单元也可以有无线通信模块、总线通信模块等，无线通信模块如无线保真通信模块、射频模块等，控制单元可以与显示单元无线传输数据。

实施例5

本申请实施例与实施例1至4均属于同一发明创造的构思，本申请实施例提供了同一发明创造的构思下的起重设备，该起重设备可以具有实施例4的故障预警系统，或者该起重设备具有实施例1的配重监测系统、实施例2的臂架监测系统和实施例3的吊载安全监测系统中任意至少一者，其中控制单元可以是同一个单元。

在一些具体实施中，起重设备可包括汽车起重机、全地面起重机和履带式起重机等。在本申请实施例的示例性一种有利的公开实施例中，如图8，履带式起重机包括履带式车体、主臂、超起桅杆、(后)撑杆、用于配重悬空的调节臂的油缸等，该履带式起重机的配重可以离地悬空。该履带式起重机受到多层监测系统的故障预警。该履带式起重机可以被安装有传感器组。如图9，在主臂上，安装有主臂拉板(指此拉板位置区域)拉力传感器和主臂头部角度传感器。如图10，在超起桅杆上，安装有超起桅杆头部第一位置区域内角度传感器A和第二位置区域内角度传感器B。如图11，在油缸上，安装有用于换算配重行程的油缸行程传感器；在配重支撑臂上，安装有角度传感器，该角度传感器被安装的优选区域在图11中以图的顶层示出；在撑杆上，安装有撑杆底部(指底部位置区域内)压力传感器；在主臂和超起桅杆之间，安装有主臂和超起桅杆的夹角传感器；在主臂上，安装有主臂根部(指根部位置区域内)角度传感器和压力传感器；在超起桅杆上，安装有超起桅杆根部角度传感器。

本申请可以适用配重需要悬空以及配重可移动吊装作业，起重设备的配重行程可靠精确监测实现是起重设备主要作业关键参数(臂架姿态、吊载重量大小、配重行程等)的可靠精确监测实现的基础，根据上述换算检测值和实际检测值，可实时确定是否有故障存在，在无设备故障状态下，控制单元还可实时计算起重设备的力矩平衡状态并实时给出精确的配重行程(配重匹配或移动位置)，同时，也能够根据力矩平衡状态判断系统作业工况是否处于安全控制范围，因此，本申请实现了可靠的安全冗余监测方案，能够提高履带式起重机配重悬空后动态变配重行程的安全稳定性能。

以上结合附图详细描述了本申请实施例的可选实施方式，但是，本申请实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请实施例的技术构思范围内，可以对本申请实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本申请实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解，前述的存储器可以是非瞬时的，存储器可以包括：U盘、硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、闪存(FlashMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本申请实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请实施例的思想，其同样应当视为本申请实施例所公开的内容。

Claims (23)

1.一种配重监测系统，其特征在于，该配重监测系统包括：

行程检测单元，被布置于起重设备的配重的移动式配重调节机构，用于检测配重实时行程；

角度检测单元，被布置于所述配重的配重支撑臂，用于检测所述配重支撑臂的仰角；

控制单元，分别与所述行程检测单元和所述角度检测单元连接，用于获取并基于所述配重实时行程的第一实际检测值和/或所述仰角的第二实际检测值，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业。

2.根据权利要求1所述的配重监测系统，其中所述移动式配重调节机构具有配重底座，其特征在于，所述行程检测单元包括长度传感器或位移传感器，所述长度传感器或所述位移传感器被布置于所述配重底座。

3.根据权利要求1所述的配重监测系统，其中所述移动式配重调节机构具有用于变配重行程的油缸，其特征在于，所述行程检测单元包括油缸行程传感器，所述油缸行程传感器被布置于所述油缸。

4.根据权利要求1所述的配重监测系统，其特征在于，所述角度检测单元包括角度传感器、加速度传感器或陀螺仪。

5.根据权利要求4所述的配重监测系统，其特征在于，所述角度传感器被布置于所述配重支撑臂的根部和/或头部。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的配重监测系统，其特征在于，所述控制单元包括：

处理单元，用于控制所述起重设备的吊装作业；

第一存储单元，与所述处理单元连接；

其中，所述第一存储单元存储有能被所述处理单元读取并执行的第一指令，

所述第一指令具有基于所述第一实际检测值的大小或所述第二实际检测值的大小，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业的功能。

7.根据权利要求6所述的配重监测系统，其特征在于，所述控制单元还包括：

第二存储单元，与所述处理单元连接；

其中，所述第二存储单元存储有能被所述处理单元读取并执行的第二指令，

所述第二指令具有基于所述第二实际检测值和所述第一实际检测值的相对大小，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业的功能。

8.根据权利要求2所述的配重监测系统，其特征在于，所述起重设备具有超起机构，所述超起机构中超起桅杆与所述配重或所述配重底座连接，所述超起桅杆还与所述起重设备的主臂连接。

9.一种臂架监测系统，其特征在于，该臂架监测系统包括：

第一角度检测单元，被布置于起重设备的主臂，用于检测所述主臂的第一仰角，其中，所述起重设备具有超起机构，所述超起机构包括超起桅杆；

第二角度检测单元，被布置于所述超起桅杆，用于检测所述超起桅杆的第二仰角；

第三角度检测单元，被布置于所述主臂和所述超起桅杆之间，用于检测所述超起桅杆和所述主臂的夹角；

控制单元，分别与所述第一角度检测单元、所述第二角度检测单元和所述第三角度检测单元连接，用于基于所述第一仰角的实际检测值、所述第二仰角的实际检测值和所述夹角的实际检测值中任意至少一个或三个之和，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业。

10.根据权利要求9所述的臂架监测系统，其特征在于，所述第一角度检测单元包括第一组角度传感器，所述第一组角度传感器被分别布置于所述主臂的根部和头部。

11.根据权利要求9所述的臂架监测系统，其特征在于，所述第二角度检测单元包括第二组角度传感器，所述第二组角度传感器被分别布置于所述超起桅杆的根部和头部。

12.根据权利要求9所述的臂架监测系统，其特征在于，所述第三角度检测单元包括夹角传感器，所述夹角传感器被布置于所述主臂的中部和所述超起桅杆的中部。

13.根据权利要求9至12中任意一项所述的臂架监测系统，其特征在于，所述控制单元包括：

处理单元，用于控制所述起重设备的吊装作业；

第一存储单元，与所述处理单元连接；

其中，所述第一存储单元存储有能被所述处理单元读取并执行的第一指令，

所述第一指令具有基于所述第一仰角的实际检测值、所述第二仰角的实际检测值和所述夹角的实际检测值中任意至少一个的大小，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业的功能。

14.根据权利要求13所述的臂架监测系统，其特征在于，所述控制单元还包括：

第二存储单元，与所述处理单元连接；

其中，所述第二存储单元存储有能被所述处理单元读取并执行的第二指令，

所述第二指令具有基于所述第一仰角的实际检测值、所述第二仰角的实际检测值和所述夹角的实际检测值三个之和的大小，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业的功能。

15.一种吊载安全监测系统，其特征在于，该吊载安全监测系统包括：

拉力检测单元，被布置于起重设备的主臂拉板，用于获得测量拉力；

第一压力检测单元，被布置于所述起重设备的主臂，用于获得第一测量压力；

控制单元，分别与所述拉力检测单元和所述第一压力检测单元连接，用于基于所述测量拉力的实际检测值和/或所述第一测量压力的实际检测值，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业。

16.根据权利要求15所述的吊载安全监测系统，其特征在于，所述拉力检测单元包括拉力传感器，所述拉力传感器被布置于所述主臂拉板上靠近所述主臂的头部的位置。

17.根据权利要求15所述的吊载安全监测系统，其特征在于，所述第一压力检测单元包括第一压力传感器，所述第一压力传感器被布置于所述主臂的根部。

18.根据权利要求15至17中任意一项所述的吊载安全监测系统，其特征在于，所述控制单元包括：

处理单元，用于控制所述起重设备的吊装作业；

第一存储单元，与所述处理单元连接；

其中，所述第一存储单元存储有能被所述处理单元读取并执行的第一指令，

所述第一指令具有基于所述测量拉力的实际检测值的大小和所述第一测量压力的实际检测值的大小，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业的功能。

19.根据权利要求18所述的吊载安全监测系统，其特征在于，所述控制单元还包括：

第二存储单元，与所述处理单元连接；

其中，所述第二存储单元存储有能被所述处理单元读取并执行的第二指令，

所述第二指令具有通过所述测量拉力的实际检测值和所述第一测量压力的实际检测值分别换算得到吊载重量的第一换算检测值和第二换算检测值，且基于所述第一换算检测值和所述第二换算检测值的相对大小，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业的功能。

20.根据权利要求19所述的吊载安全监测系统，其特征在于，该吊载安全监测系统还包括：

第二压力检测单元，被布置于后撑杆，用于获得第二测量压力，其中，所述起重设备具有超起机构，所述超起机构包括超起桅杆和所述后撑杆；

所述控制单元还用于基于所述第二测量压力的实际检测值与所述测量拉力的实际检测值、或所述第二测量压力的实际检测值与所述第一测量压力的实际检测值，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业。

21.根据权利要求20所述的吊载安全监测系统，其特征在于，所述第二压力检测单元包括第二压力传感器，所述第二压力传感器被布置于所述后撑杆的底部。

22.根据权利要求21所述的吊载安全监测系统，其特征在于，所述控制单元还包括：

第三存储单元，与所述处理单元连接；

其中，所述第三存储单元存储有能被所述处理单元读取并执行的第三指令，

所述第三指令被配置为用于基于所述第二测量压力的实际检测值与所述第一换算检测值的相对大小、或所述第二测量压力的实际检测值与所述第二换算检测值的相对大小，选择性地触发停止所述起重设备的吊装作业。

23.一种起重设备，该起重设备具有权利要求1至8中任意一项所述的配重监测系统，或者，

该起重设备具有权利要求9至14中任意一项所述的臂架监测系统，或者，

该起重设备具有权利要求15至22中任意一项所述的吊载安全监测系统。

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