一种高空吊装防倾翻控制方法技术

本发明专利技术公开了一种高空吊装防倾翻控制方法，包括以下步骤：(1)高空吊装作业时，传感系统读取当前风速、风向；(2)车载控制器根据当前风速判断是否超过起重机预先设定的最大允许作业风速；(3)当前风速不大于最大允许作业风速时，车载控制器根据司机的操作指令，结合吊装物的参数、所采集的风速和风向起进行判断和计算；(4)当前风速超过最大允许作业风速，向起重机司机提示作业风险，司机反馈继续作业信号后，只允许起重机执行降低安全风险的操作。本发明专利技术能够警示起重机司机操作风险，并允许向更安全的方向运动，降低倾翻风险，能够主动控制高空吊装的倾翻风险，不需要另外设置检测元件和机构，成本低、易于推广。

【技术实现步骤摘要】
一种高空吊装防倾翻控制方法
本专利技术涉及一种控制方法，尤其涉及一种高空吊装防倾翻控制方法。
技术介绍
起重机械如汽车起重机、全地面起重机、轮胎起重机、履带起重机、塔式起重机，在高空吊装作业时由于风速大，起重机、起重机吊装物体不完全受控于起重机司机的操作，在风载荷容易造成吊装物体偏摆，甚至可能引起吊装物体坠落、起重机倒塌。为防止起重机在高空吊装作业受风力作用可能引起的安全风险，现有技术在起重机上安装风速仪，测量起重作业高空风速，当风速在允许的范围内起重机正常作业，当风速超过允许范围不允许起重机作业，进行警示、停止起重机工作。但是现有技术方案存在两点不足：一、仅仅把超过额定风速作为作业边界，在高空吊装作业时，如起重机在山顶安装风力发电机风叶高空对接过程中，风力瞬间变化可能超过额定风速边界，停止作业把风叶悬置在百米高空依然非常危险；二、无论是否超过额定风速，空中悬置的大型吊装物的偏摆大小，不仅取决于起重机司机控制起重机的运动，风速、风向也会影响悬置在高空中的大型物体运动，即使相同风速下由于风向与起重机运动不一致，会产生吊装物体偏摆的较大差异。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术旨在提供一种全面、精准、高效的高空吊装防倾翻控制方法。技术方案：本专利技术的高空吊装防倾翻控制方法，包括以下步骤：(1)高空吊装作业时，传感系统读取当前风速、风向；(2)车载控制器根据当前风速判断是否超过起重机预先设定的最大允许作业风速；(3)当前风速不大于最大允许作业风速时，车载控制器根据司机的操作指令，结合吊装物的参数、所采集的风速和风向起进行判断和计算，控制起重机动作的幅度，同时控制吊装物体的运动，使得吊装偏摆不超过吊装安全边界；(4)当前风速大于最大允许作业风速，向起重机司机提示作业风险，当司机反馈继续作业信号后，车载控制器根据起重机司机操作指令，结合吊装物的参数、采集的风速和风向进行计算，只允许起重机执行降低安全风险的操作。所述起重机动作包括起升、回转、变幅以及伸缩臂的一种或多种组合。所述控制起重机动作具体包括以下步骤：(1)起升：随风速增加并接近最大允许作业风速，降低起重机起升动作的工作速度或/和加速度，当风速达到最大允许作业风速时，降低到最小允许工作速度或/和加速度；(2)回转：随风速增加，自动降低起升动作的最大工作速度或/和加速度；且，根据风向检测的结果，自动降低顺风运动的最大工作速度或/和加速度；(3)变幅：随风速增加，自动降低起升动作的最大工作速度或/和加速度；且，根据风向检测的结果，自动降低顺风运动的最大工作速度或/和加速度；(4)起重臂伸缩：随风速增加，自动降低起升动作的最大工作速度或/和加速度；且，根据风向检测的结果，自动降低顺风运动的最大工作速度或/和加速度。所述吊装物体的运动包括吊装物体的运动速度、吊装物体的运动加速度、吊装物体的摆动频率以及吊装物体的摆动幅度的一种或多种组合。所述控制吊装物体的运动具体包括以下步骤：(1)预先设定起重机运动的最大边界，进而确定吊装物体允许的最大偏摆边界；(2)根据吊装物体允许的最大偏摆边界，计算吊装物体的最大加速度；(3)通过控制起重机，控制吊装物体的运动加速度不大于吊装物体的最大加速度；(4)比较并判断吊装物体运动方向以及采集的风向信息，若吊装物体运动方向与风向相同，则降低吊装物体的运动速度和/或加速度，若吊装物体运动方向与风向相反，风速不参与起重机运动控制。所述降低安全风险的操作包括对起重机进行以下控制：(a)起重机减速：起重机运动允许最大工作速度、最大加速度，随风速增加而减小，若判断起重机运动方向为顺风方向，则自动降低顺风方向运动的最大工作速度或/和最大加速度；(b)起重臂向内缩回：减小作业幅度降低起重机吊装力矩，继而降低倾翻风险，且，通过起重臂向内缩回减小起重机迎风面积，降低风阻力；(c)起重机作业幅度变小：通过减小作业幅度降低起重机吊装力矩，继而降低倾翻风险；(d)起重机回转：只允许起重机向顺风方向回转。当起重机吊装物体时，所述降低安全风险的操作还包括进行以下控制：降低吊装物体的高度，或降低吊装载荷；所述(d)还包括：只允许向减小吊装物体偏摆的方向做回转运动，进而降低吊装物体与起重臂端部的夹角。所述步骤(4)中，车载控制器判断起重机完成降低安全风险的操作后，允许起重机进行停机操作。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：1、本专利技术在高空吊装作业时，如果当前风速不大于最大允许作业风速，可以有效降低吊装物体的偏摆量，防止起重机倾翻；当前风速超过最大允许作业风速时，能够警示起重机司机操作风险，并允许向更安全的方向运动，降低倾翻风险，规定了多种允许动作，控制全面，更加有效防止起重机倾翻。2、本专利技术在进行防倾翻操作时，输出的控制变量不是司机的操作或指令，而是综合司机操作或指令，经过控制器计算得到的操作，更有效的对防倾翻操作动作进行自动控制。3、在现有起重机控制系统上，把仅仅测量风速扩大到风速、风向的测量，利用起重机现有的传感器、执行机构，能够主动控制高空吊装的倾翻风险，不需要另外设置检测元件和机构，成本低、易于推广。附图说明图1是本专利技术控制系统的结构图；图2是本专利技术控制方法的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。本实施例中起重机为全地面起重机，最大吊装作业高度155m。需要说明的是，对于塔式起重机、履带式起重机等其他高空吊装的起重机具有相似的工作原理，或者吊装高度大于或小于该最高值，并不构成该高空吊装防倾翻功能的限制。如图1所示，本专利技术提供了实施例的高空吊装防倾翻控制系统结构图，起重机车载计算机通过检测高空吊装的风速、风向，判断当前风速不大于最大允许作业风速下结合司机的操作输入、起重机当前姿态参数，动态规划并控制吊装物体的运动速度和运动边界，规避风载造成的超边界运动；如果当前风速大于最大允许作业风速，警示操作风险，控制起重机只允许做减小风载荷对吊装物体偏摆量、降低起重机倾翻风险的运动。本实施例的高空吊装防倾翻控制系统可以包括：风速传感器1，风向传感器2，加速度传感器3，操纵手柄4，车载控制器5，显示器6，声音警示装置7，起重机执行机构8。风速传感器1和风向传感器2可以为两个单独的传感器，也可以为同一个传感器同时测量风向、风速，图1并不构成该检测功能的限制。风速传感器1、风向传感器2安装在起重机作业部分的最高位置，如汽车起重机的最末节起重臂的端部，塔式起重机的塔顶等。风速传感器1能够测量当前高空吊装的实际风速，传递给车载控制器5，用于判断风险并控制起重机运动。实施例给出的最大允许作业风速为5级风。风向传感器2能够测量当前高空吊装的实际风向，传递给车载控制器5，用于判断风险并控制起重机运动。加速度传感器3用于测量吊装物体的偏摆状态，或采用倾角传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高空吊装防倾翻控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)高空吊装作业时，传感系统读取当前风速、风向；/n(2)车载控制器根据当前风速判断是否超过起重机预先设定的最大允许作业风速；/n(3)当前风速不大于最大允许作业风速时，车载控制器根据司机的操作指令，结合吊装物的参数、所采集的风速和风向起进行判断和计算，控制起重机动作的幅度，同时控制吊装物体的运动，使得吊装偏摆不超过吊装安全边界；/n(4)当前风速大于最大允许作业风速，向起重机司机提示作业风险，当司机反馈继续作业信号后，车载控制器根据起重机司机操作指令，结合吊装物的参数、采集的风速和风向进行计算，只允许起重机执行降低安全风险的操作。/n

【技术特征摘要】
1.一种高空吊装防倾翻控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)高空吊装作业时，传感系统读取当前风速、风向；
(2)车载控制器根据当前风速判断是否超过起重机预先设定的最大允许作业风速；
(3)当前风速不大于最大允许作业风速时，车载控制器根据司机的操作指令，结合吊装物的参数、所采集的风速和风向起进行判断和计算，控制起重机动作的幅度，同时控制吊装物体的运动，使得吊装偏摆不超过吊装安全边界；
(4)当前风速大于最大允许作业风速，向起重机司机提示作业风险，当司机反馈继续作业信号后，车载控制器根据起重机司机操作指令，结合吊装物的参数、采集的风速和风向进行计算，只允许起重机执行降低安全风险的操作。


2.根据权利要求1所述的高空吊装防倾翻控制方法，其特征在于，所述起重机动作包括起升、回转、变幅以及伸缩臂的一种或多种组合。


3.根据权利要求2所述的高空吊装防倾翻控制方法，其特征在于，所述控制起重机动作具体包括以下步骤：
(1)起升：随风速增加，自动降低起重机起升动作的工作速度或/和加速度，当风速达到最大允许作业风速时，降低到最小允许工作速度或/和加速度；
(2)回转：随风速增加，自动降低回转动作的最大工作速度或/和加速度；且车载控制器根据采集风向的结果，自动降低顺风运动的最大工作速度或/和加速度；
(3)变幅：随风速增加，自动降低变幅动作的最大工作速度或/和加速度；且车载控制器根据采集风向的结果，自动降低顺风运动的最大工作速度或/和加速度；
(4)起重臂伸缩：随风速增加，自动降低起重臂伸缩动作的最大工作速度或/和加速度；且车载控制器根据采集风向的结果，自动降低顺风运动的最大工作速度或/和加速度。


4.根据权利要求1所述的高空吊装防倾翻控制方法，其特征在于，所述吊装物体的运动包括吊装物体的运动速度、吊装物体的运动加速度、吊装物体的摆动频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱长建，史金飞，陈茹雯，王玉国，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32