【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及起重机控制系统，特别是涉及一种智能无人操作起重机控制系统。
技术介绍
1、现代工业领域，起重机扮演着重物搬运的支柱性角色，肩负着提升作业效率与确保操作安全的双重关键使命。随着工业自动化技术的不断进步，传统起重机在操作精度、实时响应及智能化水平上的局限性逐渐显现。这些局限不仅影响了作业效率，也对操作安全构成了潜在威胁。
2、智能化技术的蓬勃发展给传统起重机控制系统带来了革新。通过集成尖端的传感器技术、高效的数据处理算法以及智能决策模块，这一新型控制系统已经实现了起重机的自主运行与智能避障功能。它能够实时捕捉并分析位置、速度、负载等海量且结构复杂的数据，从而在自动化运行方面取得了长足的进步。
3、然而，尽管该智能无人操作起重机控制系统在自动化运行领域取得了显著成就，但在面对紧急避障、快速负载调整复杂工况时，由于实时数据的规模庞大且结构复杂，数据处理过程存在一定的延迟，同时决策响应也相对迟缓。这导致起重机控制系统在紧急情况下难以迅速且准确地做出判断，从而增加了事故发生的潜在风险。
技术实现思路
1、针对上述情况，本专利技术通过对数据延迟分析，及时增强数据链路带宽，同时根据数据延迟分析结果，调整负载分析、悬臂三维运动轨迹的阈值参数，及时避障。
2、其解决的技术方案是，包括数据采集模块、数据处理模块、延迟分析模块和预测分析模块、负载分析模块、分布控制模块，所述数据采集模块采集起重机的动态状况和周边物体的动态状况、负载状况以及发送信息的时间戳t
3、所述数据处理模块记录数据采集模块发送信息的时间戳t2，去除噪声，同时检测并处理异常值；
4、所述延迟分析模块计算延迟时间t3=t2-t1，然后提取数据库内延迟时间阈值ht，t3大于ht，表示信息传输延迟，增强数据链路带宽，通知相关人员排除干扰因素，t3小于等于ht，表示信息传输正常；
5、所述负载分析模块提取动态变化信息fd中的晃动信息fd1、倾斜信息fd2，然后提取数据库中对应的晃动阈值fd11、倾斜阈值fd21、负载重量阈值fh1、负载尺寸阈值fb1，计算负载风险值q，根据q判断负载异常状态；
6、所述预测分析模块通过起重机运动轨迹信息b、悬臂移动速度c建立起重机三维动态轨迹m，同时通过周边物体的运动轨迹信息wb、移动速度wc建立物体三维动态轨迹n，通过位置信息a、位置信息wa进行m和n的三维动态轨迹重合判断，识别周围物体中的障碍物；
7、所述分布控制模块接收延迟分析模块、负载分析模块、预测分析模块发送的分析结果，信息传输延迟时，提高负载分析和预测分析的风险预警，负载异常时，排除负载异常后重新执行起重任务，识别周围物体存在的障碍物时，驱动悬臂远离三维动态轨迹重合位置。
8、悬臂的运动轨迹信息，使悬臂新的运动轨迹信息远离三维动态轨迹重合位置。
9、进一步地，所述数据处理模块检测并处理异常值，提取数据库内悬臂移动速度阈值c1、负载重量阈值fh1，c大于c1时，表示悬臂移动速度异常，fh大于fh1时，表示负载重量异常，悬臂移动速度、负载重量任一异常时，起重机暂停工作，通知相关人员对相应的异常参数检修，检修无异常时，起重机恢复工作，数据采集模块重新采集信息。
10、进一步地，所述负载分析模块计算负载风险值q，q=[（fd11- fd1）÷fd11]×0.3+[（fd21- fd2）÷fd21]×0.3+[（fh1- fh）÷fh1]×0.2+[（fb1- fb）÷fb1]×0.2+ε，ε为负载风险值q的误差校准值；
11、q大于0.2，表示负载异常，反之，q小于等于0.2，表示负载正常。
12、进一步地，所述预测分析模块通过位置信息a、位置信息wa进行m和n的三维动态轨迹重合判断，识别周围物体中的障碍物，当三维动态轨迹m和n判断未来具有空间位置的重合点，表示对应的物体为障碍物，通过悬臂移动速度c、移动速度wc结合三维动态轨迹m和n计算重合的时间t，t小于等于3s，为第一预警信号，t大于3s小于10s为第二预警信号，t大于10s为第三预警信号，反之，当三维动态轨迹m和n判断未来不具有空间位置的重合点，表示对应的物体不为障碍物。
13、进一步地，所述分布控制模块接收信息传输延迟时，提高负载分析和预测分析的风险预警，其中q大于0.1，表示负载异常，反之，q小于等于0.1，表示负载正常，同时t小于等于3s，为第一预警信号，t大于3s小于10s为第二预警信号，t大于10s为第三预警信号，t小于等于2s，为第一预警信号，t大于2s小于9s为第二预警信号，t大于9s为第三预警信号，反之，信息传输正常时，负载分析模块、预测分析模块正常工作；
14、负载异常时，发送警报提醒起重机周围的人赶紧撤离，同时降低悬臂移动速度，停止起重任务，执行将负载物就近放置的任务，通知相关人员排除负载异常，排除负载异常后重新执行起重任务。
15、进一步地，所述分布控制模块接收第一预警信号时，发送警报提醒起重机周围的人赶紧撤离，同时控制悬臂工作电机停止工作，实现立刻停止悬臂当前的运动轨迹信息b移动，启用备用电机驱动悬臂远离三维动态轨迹重合位置；
16、接收第二预警信号时，发送警报提醒起重机周围的人赶紧撤离，降低悬臂移动速度，同时控制驱动悬臂远离三维动态轨迹重合位置；
17、接收第三预警信号时，重新规划悬臂的运动轨迹信息，使悬臂新的运动轨迹信息远离三维动态轨迹重合位置。
18、进一步地，所述运动轨迹信息b是起重机执行起重任务时悬臂的移动轨迹，从悬臂起始位置到结束位置的整个运动轨迹信息；
19、所述运动轨迹信息wb是数据采集模块实时采集的周围物体移动轨迹，从检测到物体开始，实时跟踪周围物体的位置变化，根据当前已经检测到物体的运动轨迹，预测形成的周围物体运动轨迹。
20、由于以上技术方案的采用，本专利技术与现有技术相比具有如下优点；
21、1. 信息传输延迟，增强数据链路带宽，通知相关人员排除干扰因素，提取动态变化信息fd中的晃动信息fd1、倾斜信息fd2，计算负载风险值q，根据q判断负载异常状态，预测分析模块通过位置信息a、位置信息wa进行m和n的三维动态轨迹重合判断，识别周围物体中的障碍物，分布控制模块接收信息传输延迟时，提高负载分析和预测分析的风险预警，并且针对障碍物的三种不同的预警信号，作出针对性地避障处理，实习紧急避障的效果，具有很大的实用性和推广性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种智能无人操作起重机控制系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据处理模块、延迟分析模块和预测分析模块、负载分析模块、分布控制模块，所述数据采集模块采集起重机的动态状况和周边物体的动态状况、负载状况以及发送信息的时间戳T1，其中起重机的动态状况包括位置信息A、运动轨迹信息B、悬臂移动速度C，周边物体的动态状况包括位置信息WA、运动轨迹信息WB和移动速度WC，负载状况包括负载重量FH、负载尺寸信息FB和动态变化信息FD；
2.根据权利要求1所述一种智能无人操作起重机控制系统，其特征在于，所述数据处理模块检测并处理异常值，提取数据库内悬臂移动速度阈值C1、负载重量阈值FH1，C大于C1时，表示悬臂移动速度异常，FH大于FH1时，表示负载重量异常，悬臂移动速度、负载重量任一异常时，起重机暂停工作，通知相关人员对相应的异常参数检修，检修无异常时，起重机恢复工作，数据采集模块重新采集信息。
3.根据权利要求1所述一种智能无人操作起重机控制系统，其特征在于，所述负载分析模块计算负载风险值Q，Q=[（FD11- FD1）÷FD11]×0.3+[（FD21- FD2）
4.根据权利要求3所述一种智能无人操作起重机控制系统，其特征在于，所述预测分析模块通过位置信息A、位置信息WA进行M和N的三维动态轨迹重合判断，识别周围物体中的障碍物，当三维动态轨迹M和N判断未来具有空间位置的重合点，表示对应的物体为障碍物，通过悬臂移动速度C、移动速度WC结合三维动态轨迹M和N计算重合的时间t，t小于等于3S，为第一预警信号，t大于3S小于10S为第二预警信号，t大于10S为第三预警信号，反之，当三维动态轨迹M和N判断未来不具有空间位置的重合点，表示对应的物体不为障碍物。
5.根据权利要求4所述一种智能无人操作起重机控制系统，其特征在于，所述分布控制模块接收信息传输延迟时，提高负载分析和预测分析的风险预警，其中Q大于0.1，表示负载异常，反之，Q小于等于0.1，表示负载正常，同时t小于等于3S，为第一预警信号，t大于3S小于10S为第二预警信号，t大于10S为第三预警信号，t小于等于2S，为第一预警信号，t大于2S小于9S为第二预警信号，t大于9S为第三预警信号，反之，信息传输正常时，负载分析模块、预测分析模块正常工作；
6.根据权利要求5所述一种智能无人操作起重机控制系统，其特征在于，所述分布控制模块接收第一预警信号时，发送警报提醒起重机周围的人赶紧撤离，同时控制悬臂工作电机停止工作，实现立刻停止悬臂当前的运动轨迹信息B移动，启用备用电机驱动悬臂远离三维动态轨迹重合位置；
7.根据权利要求1-6任一权利要求所述一种智能无人操作起重机控制系统，其特征在于，所述运动轨迹信息B是起重机执行起重任务时悬臂的移动轨迹，从悬臂起始位置到结束位置的整个运动轨迹信息；
...【技术特征摘要】
1.一种智能无人操作起重机控制系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据处理模块、延迟分析模块和预测分析模块、负载分析模块、分布控制模块，所述数据采集模块采集起重机的动态状况和周边物体的动态状况、负载状况以及发送信息的时间戳t1，其中起重机的动态状况包括位置信息a、运动轨迹信息b、悬臂移动速度c，周边物体的动态状况包括位置信息wa、运动轨迹信息wb和移动速度wc，负载状况包括负载重量fh、负载尺寸信息fb和动态变化信息fd；
2.根据权利要求1所述一种智能无人操作起重机控制系统，其特征在于，所述数据处理模块检测并处理异常值，提取数据库内悬臂移动速度阈值c1、负载重量阈值fh1，c大于c1时，表示悬臂移动速度异常，fh大于fh1时，表示负载重量异常，悬臂移动速度、负载重量任一异常时，起重机暂停工作，通知相关人员对相应的异常参数检修，检修无异常时，起重机恢复工作，数据采集模块重新采集信息。
3.根据权利要求1所述一种智能无人操作起重机控制系统，其特征在于，所述负载分析模块计算负载风险值q，q=[（fd11- fd1）÷fd11]×0.3+[（fd21- fd2）÷fd21]×0.3+[（fh1- fh）÷fh1]×0.2+[（fb1- fb）÷fb1]×0.2+ε，ε为负载风险值q的误差校准值；
4.根据权利要求3所述一种智能无人操作起重机控制系统，其特征在于，所述预测分析模块通过位置信息a、位置信息wa进行m和n的三维动态轨迹重合判断，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓飞，李强，王鹏飞，陈雪腾，佑攀峰，曹新波，
申请(专利权)人：河南世航自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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