[發明專利]起重機臂架監控方法、裝置、系統及起重機

在審

• 申請號: 202110473706.X
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113135512A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 柴君飛;李磊;王雙;閆亞賓
• 申請（專利權）人: 徐州重型機械有限公司
• 主分類號: B66C23/82
• 分類號: B66C23/82;B66C23/84;B66C23/687;B66C23/88;B66C23/62
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 張文超

本公開涉及一種起重機臂架監控方法、裝置、系統及起重機，其中，監控方法包括：接收通過角運動檢測部件獲取的起重機臂架頭部在三個方向的角度、角速度和角加速度；獲取起重機的工況信息；根據臂架頭部在三個方向的角度、角速度和角加速度，以及起重機的工況信息，計算出起重機作業過程中臂架和吊鉤的姿態信息；其中，三個方向包括：第一方向、第二方向和第三方向，第二方向與臂架延伸方向一致，第三方向在豎直平面內垂直于第二方向，第一方向垂直于第二方向和第三方向。

技術領域

本公開涉及工程機械控制技術領域，尤其涉及一種起重機臂架監控方法、裝置、系統及起重機。

背景技術

起重機，尤其是汽車起重機，作為一種起吊搬運工程機械，已大量應用于城市建筑建設、工廠設備吊裝、風電吊裝等場合。隨著起重機吊載噸位、臂長需求的增加，對起重機智能化水平及安全性能要求越來越高。

在起重機吊載過程中，臂架的變形會造成臂架性能的降低，臂架的運動會造成臂架和吊鉤的擺動，進而臂架和吊鉤的擺動會造成臂架所受力矩的變化，造成受力變大或偏載，減少結構件壽命，嚴重時可能出現斷臂、翻車等危險。所以，臂架姿態和吊鉤姿態的監控能力是提升起重機智能化水平、安全性能的重要指標。

相關技術中，一種方案是在臂頭與臂尾設置傳感器，只能檢測臂架的整體旁彎或撓度，無法實現臂架動態監控，也不能獲取臂架運動對吊鉤擺動的影響。另一種方案是在吊鉤上安裝傳感器，其只能檢測吊鉤的擺動。因此，這兩種方案都難以準確地對臂架和吊鉤姿態進行監控，無法保證起重機臂架工作的安全性。

發明內容

本公開的實施例提供了一種起重機臂架監控方法、裝置、系統及起重機，能夠提高起重機臂架工作的安全性。

根據本公開的第一方面，提供了一種起重機臂架監控方法，包括：

接收通過角運動檢測部件獲取的起重機臂架頭部在三個方向的角度、角速度和角加速度；

獲取起重機的工況信息；

根據臂架頭部在三個方向的角度、角速度和角加速度，以及起重機的工況信息，計算出起重機作業過程中臂架和吊鉤的姿態信息；

其中，三個方向包括：第一方向、第二方向和第三方向，第二方向與臂架延伸方向一致，第三方向在豎直平面內垂直于第二方向，第一方向垂直于第二方向和第三方向。

在一些實施例中，角運動檢測部件包括三軸陀螺儀，三軸陀螺儀設在臂架頭部。

在一些實施例中，根據臂架頭部在三個方向的角度、角速度和角加速度，以及起重機的工況信息，計算出臂架的姿態信息的步驟包括：

根據臂架頭部在三個方向的角度、臂架長度和工作時間信息，計算出臂架頭部在三個方向內的位移；

根據臂架頭部在三個方向的角度、角速度和角加速度、臂架長度和工作時間信息，計算出臂架頭部在三個方向內的速度。

在一些實施例中，計算出臂架的姿態信息的步驟還包括：

根據臂架頭部在三個方向內的位移、臂架伸縮長度和臂架頭部的角度值，分別計算臂架由于伸縮動作產生的旁彎量和撓度量，以及臂架由于吊重作業產生的旁彎量和撓度量；

將臂架伸縮動作和吊重作業各自產生的旁彎量疊加，得出臂架的實際旁彎量；

將臂架伸縮動作和吊重作業各自產生的撓度量疊加，得出臂架的實際撓度量。

在一些實施例中，根據臂架頭部在三個方向的角度、角速度和角加速度，以及起重機的工況信息，在臂架伸縮動作過程中，計算出臂架的姿態信息的步驟還包括：

根據臂架頭部在三個方向內的位移、臂架伸縮長度和臂架頭部在第三方向上的角度值，計算出臂架的旁彎量；