[發明專利]監測吊鉤位置及防止吊鉤沖頂的方法、系統及起重機

有效

• 申請號: 201210365660.0
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN103466480A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 陽云華
• 申請（專利權）人: 中聯重科股份有限公司
• 主分類號: B66C23/90
• 分類號: B66C23/90
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;南毅寧

技術領域

本發明涉及工程機械領域，具體地，涉及一種監測起重機吊鉤位置及防止起重機吊鉤沖頂以及的方法、系統、以及包含該系統的起重機。

背景技術

現有的塔式起重機在預防吊鉤沖頂時，一般采用高度限位器。該高度限位器可檢測鋼絲繩卷筒的旋轉角度，該角度可反映吊鉤與小車的距離。在該距離小于預設距離時，采取相應的操作，以防止吊鉤沖頂。

然而，當高度限位器發生故障，極易發生吊鉤沖頂，造成結構損壞、鋼絲繩斷裂、重物墜落，發生安全事故。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于圖像處理的防止起重機吊鉤沖頂以及監測起重機吊鉤位置的控制方法、系統、以及包含該系統的起重機，其提供了一種有別于上述高度限位器的另一新型防吊鉤沖頂方法。

為了實現上述目的，本發明提供一種防止起重機吊鉤沖頂的控制方法，該起重機包含卷筒、纏繞在卷筒上的繩索、連接在該繩索一端的吊鉤、以及驅動該卷筒轉動的電機，該方法包括：獲取可反映所述卷筒上的繩索纏繞狀態的圖像；對所獲取的圖像分別進行解碼及二值化處理，以生成數據矩陣；將該數據矩陣與預定數據矩陣進行比較，并根據比較結果執行以下操作中的至少一者：在所述數據矩陣與沖頂預警位置數據矩陣相等時，發出吊鉤沖頂預警信號；在所述數據矩陣與起升減速位置數據矩陣相等且所述起升機構未減速時，控制所述起升機構減速；以及在所述數據矩陣與起升緊急制動速位置數據矩陣相等且所述起升機構未停止起升操作時，制動所述起升機構。

相應的，本發明還提供一種防止起重機吊鉤沖頂的控制系統，該起重機包含卷筒、纏繞在卷筒上的繩索、連接在該繩索一端的吊鉤、以及驅動該卷筒轉動的電機，該系統包括：圖像采集裝置，用于獲取可反映所述卷筒上的繩索纏繞狀態的圖像；控制裝置，用于對所獲取的圖像分別進行解碼及二值化處理，以生成數據矩陣；將該數據矩陣與預定數據矩陣進行比較，并根據比較結果執行以下操作中的至少一者：在所述數據矩陣與沖頂預警位置數據矩陣相等時，發出吊鉤沖頂預警信號；在所述數據矩陣與起升減速位置數據矩陣相等且所述起升機構未減速時，控制所述起升機構減速；以及在所述數據矩陣與起升緊急制動速位置數據矩陣相等且所述起升機構未停止起升操作時，制動所述起升機構。

相應的，本發明還提供一種監測起重機吊鉤位置的方法，該起重機包含卷筒、纏繞在卷筒上的繩索、連接在該繩索一端的吊鉤、以及驅動該卷筒轉動的電機，該方法包括：獲取可反映所述卷筒上的繩索纏繞狀態的圖像；對所獲取的圖像分別進行解碼及二值化處理，以生成數據矩陣；以及根據該數據矩陣，確定所述吊鉤的位置。

相應的，本發明還提供一種監測起重機吊鉤位置的系統，該起重機包含卷筒、纏繞在卷筒上的繩索、連接在該繩索一端的吊鉤、以及驅動該卷筒轉動的電機，該系統包括：圖像采集裝置，用于獲取可反映所述卷筒上的繩索纏繞狀態的圖像；控制裝置，用于對所獲取的圖像分別進行解碼及二值化處理，以生成數據矩陣；以及根據該數據矩陣，確定所述吊鉤的位置。

相應的，本發明還提供一種起重機，該起重機包括上述防止起重機吊鉤沖頂的控制系統和/或監測起重機吊鉤位置的系統。

通過上述技術方案，可通過圖像處理的方式判斷吊鉤的位置，并根據吊鉤的位置執行相應的操作，以防止吊鉤沖頂。

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1為本發明提供的用于確定起重機卷筒的繩索纏繞狀態的系統的結構示意圖；

圖2為圖像采集裝置與卷筒的布局示意圖；

圖3為圖像采集所采集的圖像；

圖4為圖像處理流程圖；

圖5為對應于圖3所示的圖像的數據矩陣；

圖6A、圖6B以及圖6C分別為繩索纏繞狀態為正常狀態、疊繩狀態、及跳繞狀態的示意圖及相應的數據矩陣；

圖7A及圖7B分別為雙起升機構同步與不同步狀態下的繩索纏繞狀態示意圖；

圖8為傾角傳感器于吊鉤橫梁上的布置示意圖；

圖9A、圖9B、圖9C以及圖9D分別為具有雙起升機構的起重機的吊鉤處于沖頂預警位置、起升減速位置、起升緊急制動位置以及沖頂位置時的示意圖及相應的數據矩陣；以及

圖10A、圖10B、圖10C以及圖10D分別為具有單起升機構的起重機的吊鉤處于沖頂預警位置、起升減速位置、起升緊急制動位置以及沖頂位置時的示意圖及相應的數據矩陣。