[发明专利]一种基于自学习的塔吊及智能避障控制方法

说明书

本发明公开了一种基于自学习的塔吊及智能避障控制方法，包括塔吊本体，所述塔吊本体包括竖直设置的塔吊塔架、垂直于塔吊塔架的吊臂，其中，吊臂包括起重臂和平衡臂、设置在起重臂下方的货物起重机构和平衡臂下方的配重仓、以及位于吊臂和塔吊塔架交叉位置的旋转机构和位于旋转机构上的指挥仓，所述指挥仓内设置有控制吊臂运行的服务器，所述服务器内设置有自学习模块，所述服务器判断货物起重机构行走路径有无障碍物，启动避障程序，进行障碍规避。本发明自动化程度高，通过在自学习模式下，记录塔吊在避障轨迹上的参数，能够使后续的避障过程按照该位置参数自动进行，降低操作者的指挥强度，进而提高了工作效率。

技术领域

本发明涉及塔吊领域，尤其涉及一种基于自学习的塔吊及智能避障控制方法。

背景技术

目前，塔式起重机（亦称塔机）是建设房屋和桥梁的主要运输作业工具。一方面，工作重心高、起重载荷大、运行速度快，塔机工作中蕴藏较多的危险因素，特别是在现代大型建筑工地，多塔机协同工作的条件下，塔机工作情况 更加复杂，塔机更容易发生恶性事故。另一方面，塔机操作属于高空作业， 司机注意力长时间高度集中，劳动强度大，容易疲劳，经常处于接近极限状 态作业，为塔机重大事故埋下隐患。目前，欧洲国家以及东南亚的香港、台 湾、韩国、新加坡等城市均有强制的法规，要求施工塔机必须安装塔机安全 监控装置。塔机的现场环境复杂，如现场风速、载荷惯性、塔机的反应速度、塔机的刹车性能等都会影响塔机的回转控制，如果塔机回转控制不当将会对塔机钢结构产生冲击，配重不平衡，还可能导致塔机的作业范围变小，影响施工进程。

目前，塔机的运动状态是受塔机司机的操控，它是一种人的主观行为，一般情况操作员发现危险，会提前采取减速、停车的行为，然而，有些情况下，操作员没有发现危险，此时，防碰撞装置将会根据危险情况，做出避障控制，这种控制将会是一种被动控制，是一种辅助控制的原则，基本原理是：在安全状态下，不干预人的操作，当发生危险，系统截断人为操作行为的实施，也就是提前切断人的危险操作行为，从而避免危险发生。近几年已有高校以及研究所对塔机防碰撞装置进行研究，实现了塔机对危险状态的判断以及报警，但是在塔机自学习方面还存在严重不足，智能化程度不高。

专利号CN201310088195.5该发明提供了一种起重机及其定点吊装控制方法、设备和系统。其中，该方法包括：在定点吊装的自学习模式下，按照设定的时间间隔记录吊臂和卷扬机构在吊装轨迹上的位置参数；根据记录的位置参数控制下一次吊装过程。该发明通过在定点吊装的自学习模式下，记录各个吊臂和卷扬机构在吊装轨迹上的位置参数，能够使后续的吊装过程按照该位置参数自动进行，降低操作者的指挥强度，提高吊装设备的环境适应性和人性化，解决了定点吊装作业过程中，每次均依靠指挥人员控制起吊物运行轨迹存在操作困难的问题，进而提高了工作效率。

CN201310219078.8 公开了一种基于自学习的塔式起重机危险状态回转控制方法，该发明具体步骤是：步骤1：在塔机上对塔机惯性、以及回转运行特性进行自学习；步骤2：根据塔机当前运行状态，视情进行减速或停车控制；步骤3：塔机低速截断控制后，将执行闭环控制；如果此时塔机危险角大于理想停车位置，系统将重新开启塔机控制方向的低速，允许塔机继续低速前行，靠近目标位置；步骤4：塔机失控，进入危险警戒线，立即采取刹车制动，直接停止塔机运动，刹车延时一定时间，然后打开刹车，允许塔机向安全方向转动。本发明方法，对塔机回转实行被动控制，停车调整并结合刹车控制，保证了停车的平稳性，避免了塔机回转惯性的冲击。

专利号CN201711002305.6 该发明公开了一种基于物联网感知预警的智能安全塔吊，包括物联网感知端和塔吊操控端，物联网感知端和塔吊操控端均通信连接塔吊网关，塔吊网关通过无线网络通信连接地面测控端；该发明基于物联网感知预警技术，综合应用无线视频引导操控、超声波测距避障、人体红外探测报警等技术手段，实现塔吊远程安全操控、碰撞预警、人员闯入作业区报警等功能，提升塔吊操作的安全性和智能化水平。