[发明专利]一种起重机控制方法、系统以及起重机

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种起重机控制方法、系统、以及包含该系统的起重机。

背景技术

现有的塔式起重机一般采用双起升机构来抬吊物体，每一起升机构由电机、卷筒、以及钢丝绳构成，该双起升机构驱动一吊钩横梁起升和下降，以抬吊物体。

然而，在起重机实际工作过程中，起升机构远离操作人员，钢丝绳在卷筒上的排列情况操作人员无法知晓，如果钢丝绳在卷筒上排列很差（即，乱绳），会导致钢丝横挤压磨损，在排绳过程中产生巨大的冲击载荷，长时间积累会最终导致结构损坏、钢丝绳断裂，从而引发重大安全事故。

另外，现有的塔式起重机在预防吊钩冲顶时，一般采用高度限位器。该高度限位器可检测钢丝绳卷筒的旋转角度，该角度可反映吊钩与小车的距离。在该距离小于预设距离时，采取相应的操作，以防止吊钩冲顶。

然而，当高度限位器发生故障，极易发生吊钩冲顶，造成结构损坏、钢丝绳断裂、重物坠落，发生安全事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种起重机控制方法、系统、以及包含该系统的起重机，其可起升机构远离操作人员的情况，判断是否发生乱绳，并在发生乱绳的情况采取相应操作；另外其提供了一种有别于上述高度限位器的另一新型防吊钩冲顶方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种起重机控制方法，该起重机包括起升机构，该起升机构包括卷筒、缠绕在卷筒上的绳索、与该绳索一端相连的吊钩、以及驱动该卷筒转动以提升重物的电机，该方法包括：获取可反映所述卷筒上的绳索缠绕状态的图像；对该图像进行解码及二值化处理，以生成数据矩阵；基于该数据矩阵，确定所述卷筒上的绳索缠绕状态，并在该绳索缠绕状态为乱绳状态的情况下，控制所述电机停止驱动所述卷筒提升重物；以及将数据矩阵与预定数据矩阵进行比较，并根据比较结果执行以下操作中的至少一者：在所述数据矩阵与冲顶预警位置数据矩阵相等时，发出吊钩冲顶预警信号；在所述数据矩阵与起升减速位置数据矩阵相等且所述起升机构未减速时，控制所述起升机构减速；以及在所述数据矩阵与起升紧急制动速位置数据矩阵相等且所述起升机构未停止起升操作时，制动所述起升机构。

相应的，本发明还提供一种起重机控制系统，该起重机包括起升机构，该起升机构包括卷筒、缠绕在卷筒上的绳索、与该绳索一端相连的吊钩、以及驱动该卷筒转动以提升重物的电机，该系统包括：图像采集装置，用于获取可反映所述卷筒上的绳索缠绕状态的图像；以及控制装置，用于对所述图像进行解码及二值化处理，以生成数据矩阵；基于该数据矩阵，确定所述卷筒上的绳索缠绕状态，并在该绳索缠绕状态为乱绳状态的情况下，控制所述电机停止驱动所述卷筒提升重物；以及将数据矩阵与预定数据矩阵进行比较，并根据比较结果执行以下操作中的至少一者：在所述数据矩阵与冲顶预警位置数据矩阵相等时，发出吊钩冲顶预警信号；在所述数据矩阵与起升减速位置数据矩阵相等且所述起升机构未减速时，控制所述起升机构减速；以及在所述数据矩阵与起升紧急制动速位置数据矩阵相等且所述起升机构未停止起升操作时，制动所述起升机构。

相应的，本发明还提供一种起重机，该起重机包括上述起重机控制系统。

通过上述技术方案，可通过图像处理的方式判断缠绕在卷筒上的绳索的缠绕状态，并在发生乱绳的情况下控制电机停止驱动所述卷筒提升重物，以避免安全事故的发生。另外，可通过图像处理的方式判断吊钩的位置，并根据吊钩的位置执行相应的操作，以防止吊钩冲顶。

本发明的其他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发明的进一步理解，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发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提供的用于确定起重机卷筒的绳索缠绕状态的系统的结构示意图；

图2为图像采集装置与卷筒的布局示意图；

图3为图像采集所采集的图像；

图4为图像处理流程图；

图5为对应于图3所示的图像的数据矩阵；

图6A、图6B以及图6C分别为绳索缠绕状态为正常状态、叠绳状态、及跳绕状态的示意图及相应的数据矩阵；

图7A及图7B分别为双起升机构同步与不同步状态下的绳索缠绕状态示意图；

图8为倾角传感器于吊钩横梁上的布置示意图；

图9A、图9B、图9C以及图9D分别为具有双起升机构的起重机的吊钩处于冲顶预警位置、起升减速位置、起升紧急制动位置以及冲顶位置时的示意图及相应的数据矩阵；以及