[发明专利]一种嵌入式集成的多台塔机碰撞智能监测方法和系统

说明书

本发明公开了一种嵌入式集成的多台塔机碰撞智能监测方法和系统，该方法通过获取设置在塔机吊钩，前臂最外点，小车上传感器采集到的数据，分析所述传感器的数据以及前臂范围内的障碍物、周围塔机、目标地点信息；判断所述塔机吊钩是否进入障碍物、周围塔机的影响区域；计算所述塔机吊钩受到第一作用力，平衡臂受到第二作用力，计算所述塔机吊钩受到第三作用力；计算所述塔机受到的合力；调节塔机角速度，变幅小车速度，吊钩运行速度，使得塔机受到的合力为零，吊钩距离目标地点距离等于制动距离。能够综合考虑各种碰撞情况，且运算简单，实时性好的防碰撞算法有着重要的意义。

技术领域：

本发明属于塔机控制领域，尤其涉及一种嵌入式集成的多台塔机碰撞智能监测方法和系统。

背景技术：

塔式起重机是一种通过回转、起升和变幅运动来装卸搬运货物和建筑材料的非连续性搬运机械。随着塔机在工程建设中的应用越来越普遍，为了加快施工进度塔机的布设密度越来越大。这就使得塔机与塔机之间、塔机与周围建筑物发生碰撞事故的可能性大大增加。为了保证塔机之间不发生碰撞，在交涉区域内往往需要一台塔机倒退来避让另一台塔机，这就大大降低了塔机群的作业效率，增加了能耗。目前，针对塔机碰撞问题多是运用各种传感器采集本塔机实时状态数据根据获得的周围塔机以及障碍物的信息，通过复杂的几何计算来判断塔机是否即将发生碰撞。成熟的塔机防碰撞系统产品还处在比较初级的阶段，只针对塔机的实时防碰撞，并没有考虑到塔机碰撞的超前预测并进行主动防碰以及塔机群在防碰撞过程中的效率优化问题。

如何在塔机群作业过程中，防止碰撞等事故发生，提高塔机群作业安全效率成为了亟待解决的技术问题。

发明内容

针对塔机的实时防碰撞，并没有考虑到塔机碰撞的超前预测并进行主动防碰以及塔机群在防碰撞过程中的效率优化问题，本发明通过获取设置在塔机吊钩，前臂最外点，小车上设置传感器采集到的数据，分析所述传感器的数据以及前臂范围内的障碍物、周围塔机、目标地点信息；判断所述塔机吊钩是否进入障碍物、周围塔机的影响区域；计算所述塔机吊钩受到障碍物、周围塔机的第一作用力，平衡臂受到障碍物、周围塔机的第二作用力，计算所述塔机吊钩受到目标地点的第三作用力；计算所述塔机受到的合力；调节塔机角速度，变幅小车速度，吊钩运行速度，使得塔机受到的合力为零，吊钩距离目标地点距离等于制动距离。能够综合考虑各种碰撞情况，且运算简单，实时性好的防碰撞算法有着重要的意义，保证施工生产的安全，加快施工进度，提高塔机群的作业效率。

本发明为解决以上技术问题所采取的技术方案是：

一种嵌入式集成的多台塔机碰撞智能监测方法，包括以下步骤：

S1、获取设置在塔机吊钩，前臂最外点，小车上传感器采集到的数据，分析所述传感器的数据以及前臂范围内的障碍物、周围塔机、目标地点信息；

S2、判断所述塔机吊钩是否进入障碍物、周围塔机的影响区域；若是，则计算所述塔机吊钩受到障碍物、周围塔机的第一作用力，平衡臂受到障碍物、周围塔机的第二作用力，执行步骤S3；若否，则直接执行步骤S3；

S3、计算所述塔机吊钩受到目标地点的第三作用力；

S4、计算所述塔机受到的合力，所述合力为第一作用力，第二作用力，第三作用力的和；

S5、调节塔机角速度，变幅小车速度，吊钩运行速度，使得塔机受到的合力为零，吊钩距离目标地点距离等于制动距离

进一步地，制动距离模型计算包括：