一种卷筒防乱绳控制方法、系统以及工程机械技术方案

本发明专利技术公开了一种卷筒防乱绳控制方法、系统以及工程机械，该方法包括：获取可反映所述卷筒上的绳索缠绕状态的图像；对该图像进行解码及二值化处理，以生成数据矩阵；以及基于该数据矩阵，确定所述卷筒上的绳索缠绕状态，并在该绳索缠绕状态为乱绳状态的情况下，控制所述卷筒停止转动。通过上述技术方案，可通过图像处理的方式判断缠绕在卷筒上的绳索的缠绕状态，并在发生乱绳的情况下控制所述卷筒停止转动，以避免安全事故的发生。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种卷筒防乱绳控制方法、系统以及工程机械，该方法包括：获取可反映所述卷筒上的绳索缠绕状态的图像；对该图像进行解码及二值化处理，以生成数据矩阵；以及基于该数据矩阵，确定所述卷筒上的绳索缠绕状态，并在该绳索缠绕状态为乱绳状态的情况下，控制所述卷筒停止转动。通过上述技术方案，可通过图像处理的方式判断缠绕在卷筒上的绳索的缠绕状态，并在发生乱绳的情况下控制所述卷筒停止转动，以避免安全事故的发生。【专利说明】一种卷筒防乱绳控制方法、系统以及工程机械
本专利技术涉及工程机械领域，具体地，涉及一种卷筒防乱绳控制方法、系统、以及包含该系统的工程机械。
技术介绍
现有的塔式起重机一般采用双起升机构来抬吊物体，每一起升机构由电机、卷筒、以及钢丝绳构成，该双起升机构驱动一吊钩横梁起升和下降，以抬吊物体。然而，在起重机实际工作过程中，起升机构远离操作人员，钢丝绳在卷筒上的排列情况操作人员无法知晓，如果钢丝绳在卷筒上排列很差(即，乱绳)，会导致钢丝横挤压磨损，在排绳过程中产生巨大的冲击载荷，长时间积累会最终导致结构损坏、钢丝绳断裂，从而引发重大安全事故。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种卷筒防乱绳控制方法、系统、以及包含该系统的工程机械，其可起升机构远离操作人员的情况，判断是否发生乱绳，并在发生乱绳的情况采取相应操作。为了实现上述目的，本专利技术提供一种卷筒防乱绳控制方法，该方法包括:获取可反映所述卷筒上的绳索缠绕状态的图像；对该图像进行解码及二值化处理，以生成数据矩阵；以及基于该数据矩阵，确定所述卷筒上的绳索缠绕状态，并在该绳索缠绕状态为乱绳状态的情况下，控制所述卷筒停止转动。相应的，本专利技术还提供一种卷筒防乱绳控制系统，该系统包括:图像采集装置，用于获取可反映所述卷筒上的绳索缠绕状态的图像；以及控制装置，用于对所述图像进行解码及二值化处理，以生成数据矩阵；基于该数据矩阵，确定所述卷筒上的绳索缠绕状态，并在该绳索缠绕状态为乱绳状态的情况下，控制所述卷筒停止转动。相应的，本专利技术还提供一种工程机械，该工程机械包括上述卷筒防乱绳控制系统。通过上述技术方案，可通过图像处理的方式判断缠绕在卷筒上的绳索的缠绕状态，并在发生乱绳的情况下控制所述卷筒停止转动，以避免安全事故的发生。本专利技术的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。【专利附图】【附图说明】附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中:图1为本专利技术提供的用于确定起重机卷筒的绳索缠绕状态的系统的结构示意图；图2为图像采集装置与卷筒的布局示意图；图3为图像采集所采集的图像；图4为图像处理流程图；图5为对应于图3所示的图像的数据矩阵；图6A、图6B以及图6C分别为绳索缠绕状态为正常状态、叠绳状态、及跳绕状态的示意图及相应的数据矩阵；图7A及图7B分别为双起升机构同步与不同步状态下的绳索缠绕状态示意图；图8为倾角传感器于吊钩横梁上的布置示意图；图9A、图9B、图9C以及图9D分别为具有双起升机构的起重机的吊钩处于冲顶预警位置、起升减速位置、起升紧急制动位置以及冲顶位置时的示意图及相应的数据矩阵；以及图10A、图10B、图1OC以及图1OD分别为具有单起升机构的起重机的吊钩处于冲顶预警位置、起升减速位置、起升紧急制动位置以及冲顶位置时的示意图及相应的数据矩阵。附图标记说明10、10a、IOb图像采集装置20 倾角传感器21吊钩横梁22 太阳能电池板23蓄电池24 无线传输模块30电流检测装置40 电机50制动机构60a、60b卷筒70、70a、70b 绳索80 底板100控制装置25 起重臂26载重小车27 变幅拉杆29吊钩以下结合附图对本专利技术的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。图1为本专利技术提供的用于确定卷筒的绳索缠绕状态的系统的结构示意图。如图1所示，本专利技术提供了一种用于包含双起升机构的起重机的控制系统，该双起升机构包含第一起升机构及第二起升机构，该第一起升机构及第二起升机构均包含卷筒、缠绕在卷筒上的绳索、以及驱动该卷筒转动的电机，该第一起升机构及第二起升机构用于驱动吊钩横梁起升和下降，该系统包括:图像采集装置10，用于针对所述双起升机构，分别获取可反映该起升机构的卷筒上的绳索缠绕状态的图像；控制装置100，用于执行以下操作:对所获取的图像分别进行解码及二值化处理，以生成两个数据矩阵；比较该两个数据矩阵，以判断所述吊钩横梁是否发生倾斜；以及在所述吊钩横梁倾斜的情况下，调节所述电机的转速，以使得所述吊钩横梁趋于水平。图2为图像采集装置与卷筒的布局示意图。如图2所示，可针对双起升机构的两个卷筒60a、60b (该两个卷筒上分别缠绕有绳索70a和70b)，分别设置一图像采集装置10a、10b，该图像采集装置可采集卷筒上的绳索的排布情况。该图像采集装置所采集的图像如图3所示，附图标记80代表卷筒底板，附图标记70代表卷绕于该卷筒底板上的绳索。图4为图像处理流程图。如图4所示，首先，通过图像采集装置获取可反映所述卷筒上的绳索缠绕状态的图像。之后，控制装置对该图像进行解码及二值化处理，以生成数据矩阵(对应于图3所示的图像的数据矩阵如图5所示，数据矩阵中的值对应于所述图像内的像素，所述图像中显示对象(例如，绳索或底板等)的像素对应于数据矩阵中的数据“1”，所述图像中未显示对象的像素(例如，表示空白的像素)对应于数据矩阵中的数据“O”，当然也可以反过来，例如所述图像中显示对象的像素对应于数据矩阵中的数据“O”，所述图像中未显示对象的像素对应于数据矩阵中的数据“I”)。之后，可基于该数据矩阵，确定所述卷筒上的绳索缠绕状态，这将在以下进行详细描述。优选地，在对所述图像进行二值化处理之前，所述控制装置还可对所述图像进行灰度化及去噪处理，这样可以提高图像二值化的精确度。图6A、图6B以及图6C分别为绳索缠绕状态为正常状态、叠绳状态、及跳绕状态的示意图及相应的数据矩阵，需要说明的是，图6A、图6B以及图6C以及下面的图7A、图7B中示出的绳索缠绕状态均仅显示了卷筒的上半部分，而未显示下半部分，相应的数据矩阵也仅针对上半部分。实际上，无论是卷筒的上半部分、下半部分还是某一局部的部分(例如，卷筒上某一局部的伸缩缠绕状态)，只要可根据其对应的数据矩阵达到相应的判断目的(例如，判断绳索是否乱绳、吊钩的位置等)即可，而且对于乱绳而言，卷筒各部分的缠绕状态均可能导致乱绳，因此理想状态下应根据卷筒各部分(例如，同时考虑上部分与下部分)的缠绕状态来判断是否发生乱绳。本专利技术出于简化说明的目的，在此仅以上半部分为例进行说明。如图6A、图6B以及图6C所示，在其所显示的数据矩阵中，数值“O”代表不存在对象(例如，绳索或底板等)，数值“I”代表存在对象。从图中可很明显看出，数据矩阵中的左右3列均代表了卷筒底板上的挡板，在图6A的数据矩阵中，第4行可代表卷筒表面的绳索排列情况，其为规则排列；在图6B的数据矩阵中，第3行和第4行可代表卷筒表面的绳索排列情况，其为叠绳状态，即不规则排列；在图6C的数据矩阵中，第4行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卷筒防乱绳控制方法，该方法包括：获取可反映所述卷筒上的绳索缠绕状态的图像；对该图像进行解码及二值化处理，以生成数据矩阵；以及基于该数据矩阵，确定所述卷筒上的绳索缠绕状态，并在该绳索缠绕状态为乱绳状态的情况下，控制所述卷筒停止转动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阳云华，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：