[发明专利]一种起重机协同载运的导航控制装置与导航控制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及多起重机协同作业领域，尤其是一种适用于大型重载远距离载运的基于网络的多起重机协同载运导航系统及方法。

背景技术

起重吊装设备是工厂、铁路、港口及其他部门实现物料搬运机械化的重要工具，其中起重机因其良好的机动性能和较大的负载能力得到了广泛的应用。近年随着制造业的快速发展，重载化大型化的负载和日益复杂的吊装作业环境，对起重机提出了更高的要求。受到协调能力，负载能力等方面的限制，单台起重机已不能完全满足当前的要求。

随着计算机技术和控制理论的飞速发展，起重机的自动化程度大大提高，多起重机协同作业得以实现并因其具有负载能力强、吊装过程平稳、性价比高等优点，在大型重载复杂工况的实际工程中得到了越来越多的应用。目前对于大型重载的吊装运输，普遍采用分解成多个部件分别运输，然后进行组装并调试的方法，费时费力，而且运输过程中不可避免的会出现剧烈振动，不适用与一些精密或者大型负载的载运，多台起重机协同作业运载可以很好的解决这个问题，即不需将重物分解即可将重物整体运送至目的地，而且起重机的钢丝绳的柔索特性可以一定程度上抵消运输过程中的剧烈振动，但是由于传统多起重机协同载运一般采用现场指挥，手动控制，完全依靠操作者经验，自动化程度低，无法对起重机动作进行协调的控制和重物的状态进行实时精确的监测，不能有效抑制重物的摆动，无法保证重物的水平，不适于贵重物品的载运，并且会由于重物的摇摆而发生事故从而造成不可挽回的损失。另外由于传统多起重机协同载运无法对环境进行实时有效的感知，因此对载运的外部环境，比如风力、雨雪、路况等要求比较高，同时对外部环境的变化抵抗力较差，载运效率低且存在一定的风险性，这也使得多起重机协同载运无法得到广泛的应用。因此，目前尚无安全可靠的导航控制方法，导致多起重机的协同运载的应用局限于短距离低速小型轻载的搬运，还未能广泛地应用于大型重载复杂工况的远距离吊装载运作业。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术中存在的问题，提供一种适用于大型重载复杂工况、性能可靠、适应性强、基于网络的多起重机协同载运导航系统及方法。

一种起重机协同载运的导航控制装置，针对由四台起重机共同吊运一个载物箱5的操作环境。所述的四台起重机，依次记为第一起重机10、第二起重机20、第三起重机30和第四起重机40。四台起重机内均配有起重机控制系统，用以控制起重机的运动，依次为第一起重机控制系统11、第二起重机控制系统21、第三起重机控制系统31和第四起重机控制系统41，此外，设有网络运算监控服务器1、载物箱下位机3、四轴航拍飞行器4、载物箱状态监测模块6、无线通讯装置、载物箱位置指示灯2、四台起重机状态监测模块和四台起重机下位机。

无线通讯装置由第一起重机网络通信模块71、第二起重机网络通信模块72、第三起重机网络通信模块73、第四起重机网络通信模块74、服务器网络通信模块75、飞行器无线射频模块76、载物箱无线射频模块77和载物箱网络通信模块78组成。

四台起重机下位机依次记为第一起重机下位机12、第二起重机下位机22、第三起重机下位机32和第四起重机下位机42；四台起重机状态监测模块依次记为第一起重机状态监测模块13、第二起重机状态监测模块23、第三起重机状态监测模块33和第四起重机状态监测模块43。

网络运算监控服务器1与服务器网络通信模块75相连接，第一起重机下位机12与第一起重机网络通信模块71相连接，第二起重机下位机22与第二起重机网络通信模块72相连接，第三起重机下位机32与第三起重机网络通信模块73相连接，第四起重机下位机42与第四起重机网络通信模块74相连接，四轴航拍飞行器4与飞行器无线射频模块76相连接，载物箱下位机3同时连接有载物箱无线射频模块77和载物箱网络通信模块78。通过第一起重机网络通信模块71、第二起重机网络通信模块72、第三起重机网络通信模块73、第四起重机网络通信模块74、服务器网络通信模块75和载物箱网络通信模块78实现网络运算监控服务器1与第一起重机下位机12、第二起重机下位机22、第三起重机下位机32、第四起重机下位机42和载物箱下位机3的一对一通讯，通过飞行器无线射频模块76和载物箱无线射频模块77实现载物箱下位机3与四轴航拍飞行器4之间的一对一通讯。