[发明专利]起重吊装协作柔索并联构型装备实时故障监测系统及方法

权利要求书

1.一种起重吊装协作柔索并联构型装备实时故障监测系统，其特征是：监测系统包括感知单元、信号处理单元和控制中心三大部分；所述的感知单元包括并联构型装备外部感知单元和内部感知单元两部分，其中装备外部感知单元由超声波传感器组成；装备内部感知单元包括光电编码器、位移传感器、加速度传感器、断丝检测传感器、测力传感器和温度传感器；所述的信号处理单元包括信号调理电路、模/数转换电路、信号采集和处理ARM处理器；所述的控制中心包括主控制ARM处理器、故障处理ARM处理器、人机交互设备、声光报警电路和数据存储设备。

2.根据权利要求1所述的起重吊装协作柔索并联构型装备实时故障监测系统，其特征是：所述的并联构型装备外部感知单元由超声波传感器组成；其中超声波传感器有多个，按照节点布置分别安装在并联构型装备的每台起重吊装设备和重物上，在装备工作时对每台起重吊装设备、重物和障碍物进行测距和定位。

3.根据权利要求1所述的起重吊装协作柔索并联构型装备实时故障监测系统，其特征是：所述的并联构型装备内部感知单元包括光电编码器、位移传感器、三轴加速度传感器、断丝检测器、测力传感器和温度传感器；光电编码器有多个，分别安装在各起重吊装设备的起升马达和回转马达上，测量马达的转角和转速；位移传感器有多个，分别安装在各起重吊装设备变幅装置的油缸上，测量油缸的位移和速度；1个三轴加速度传感器安装在所吊装的重物上，测量重物在吊装过程中的姿态；3个断丝检测器和3个测力传感器分别安装在三根柔索上，每一组结构相同，分别监测柔索的断丝情况和测量柔索的拉力；温度传感器有多个，分别安装在每台起重吊装设备的液压系统中，监测液压系统温度。

4.根据权利要求1所述的起重吊装协作柔索并联构型装备实时故障监测系统，其特征是：所述的信号处理单元包括信号调理电路、模/数转换电路、信号采集和处理ARM处理器、无线收发模块、看门狗电路、时钟芯片和外部扩展电路接口；其中，所述的信号调理电路输出端接入模/数转换电路，模/数转换电路输出端接入信号采集和处理ARM处理器，信号采集和处理ARM处理器接有无线收发模块，用以与控制中心的主控制ARM处理器进行通信，同时还接有看门狗电路、时钟芯片和外部扩展电路接口。

5.根据权利要求1所述的起重吊装协作柔索并联构型装备实时故障监测系统，其特征是：所述的控制中心包括主控制ARM处理器、故障处理ARM处理器、无线收发模块、人机交互设备、声光报警电路和数据存储设备；其中，所述的无线收发模块与信号处理单元的无线收发模块配套，并与主控制ARM处理器连接，主控制ARM处理器还分别与人机交互设备、声光报警电路和数据存储设备连接，故障处理ARM处理器通过通信装置与主控制ARM处理器相连。

6.一种起重吊装协作柔索并联构型装备实时故障监测方法，其特征是：所述故障监测方法步骤如下：

（1）、起重吊装协作柔索并联构型装备开始吊装重物时，故障监测系统初始化，载入预先设定的故障监测指标和阀值；

（2）、故障监测系统运行时，安装在设备上的内部感知单元和外部感知单元开启，对设备进行监测，采集到的信号经过信号调理电路和模/数转换后，传送给信号采集和处理ARM处理器；

（3）、信号采集和处理ARM处理器得到信号后，进行预处理，采用内置算法对信号进行分析后作出初步判断，若有故障发生，则将判断结果和相应的监测信号经无线收发模块传送给控制中心的主控制ARM控制器；

（4）、主控制ARM控制器对接收到的判断结果和信号进行更详尽的分析和处理，若确定有故障发生，则一方面控制声光报警电路进行报警，另一方面分析出故障发生点和故障发生原因等信息，通过人机交互设备提供给现场工程人员查看，同时存储在数据存储设备中，并传送相应故障处理控制信号给故障处理ARM处理器；若无故障发生，主控制ARM控制器则将设备运行状态通过人机交互设备提供给现场工程人员查看。

（5）、故障处理ARM处理器根据接收到的信号，依照预先内置的故障处理算法，对柔索并联构型装备进行控制系统解算，得到反馈控制信号，并将信号传送至起重吊装协作柔索并联构型装备的控制系统中进行反馈控制，以达到快速处理故障的目的。