[发明专利]一种基于起重机车载控制系统的吊装模拟方法

说明书

本发明属于起重机车载控制系统领域，具体涉及一种基于起重机车载控制系统的吊装模拟方法，包括如下步骤：（1）建模：建模分为吊装设备建模与作业环境建模；（2）工况优选及路径规划；（3）吊装仿真：a.仿真过程及功能选择；b．碰撞检测及最小距离计算；c.臂架变形显示；d．根据仿真过程中起重机的工况设定、动作顺序、动作方法进行记录，自动回放；根据仿真过程生成能够驱动起重机操作的参数化程序段。本发明主要有以下优点：本发明通过在起重机显示器上进行吊装模拟，提高了吊装模拟的方便性、作业效率；通过精确的计算模拟，包含臂架碰撞检测等方法，对臂架系统能够精确的变形显示，提高了作业的安全性。

技术领域

本发明属于起重机车载控制系统领域，具体涉及一种基于起重机车载控制系统的吊装模拟方法。

背景技术

随着起重机向大型化方向发展，起重机系统越来越复杂，扩展工况越来越多，用户作业难度大幅度提高，对起重机的安全性、作业效率、作业精度要求越来越高；另外，随着吊装工程向大型化、复杂化、精确化方向发展，国内外施工现场对人员、设备、环境的安全标准越来越严格，简单的手工计算已不能满足大型施工单位的需要。针对上述问题，国内外相关企业单位将虚拟仿真技术引入吊装领域，开发了不同版本的吊装模拟方法，但是均基于个人电脑，车载力限器电脑仅能进行起重性能查询和简单的起重机动作，没有吊装仿真功能。

在现有技术条件下，对于吊装模拟都是通过PC电脑进行，基于B/S架构或者C/S架构，没有与起重机控制系统进行数据通讯，吊装模拟过程仅仅作为粗略的方案，精度较低，无法精确保证吊装作业的安全性。另外，现有基于PC电脑的吊装模拟系统，功能较弱，臂架变形显示、碰撞检测、路径规划等功能模拟精度较低、运算时间较长，需要PC电脑具有良好的硬件配置，不适合在如起重机控制系统等硬件配置相对较低的系统上运行。

现有吊装模拟辅助功能的臂架变形仿真方法主要通过力学计算算出相应的每一节臂的挠度和转角，将该计算得到的挠度和转角加载到起重机模型上，但是由于起重机臂架变形涉及制造误差、非线性计算误差，通过力学计算方法得到的数据与实际测量数据有较大的偏差，所以吊装模拟的精度受到限制，不能够精确的指导吊装过程。

1、现有技术方案使用不方便，需要专业的个人电脑进行操作，起重机吊装作业通常在野外进行，缺少网络、高配置的PC电脑支持；

2、现有技术方案功能不全，运行效率低，碰撞检测、臂架变形显示、最小距离测量、路径规划、工况优选等功能相对独立；

3、现有技术方案无法与起重机控制系统进行数据交互，虽然有臂架变形，但是变形量通过力学计算得到，没有系统考虑制造误差、非线性计算误差，吊模方案精确性无法保障；

4、现有技术方案无法对吊装模拟方案与实际吊装过程进行对比、监控，无法保障用户实际操作安全。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明的目的是提供一种运行在起重机车载控制系统上的吊装模拟方法及系统。起重机用户在吊装作业前，可以通过起重机车载控制系统进行吊装仿真，此项技术可以提前判断出吊装作业是否安全有效，并将判断出的有效工况发送给车载控制单元，便于车载控制单元对起重机的吊装过程进行实时而有效地控制。通过此项技术在起重机上的应用，起重机的安全性能和工作效率将得到显著的提升。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种基于起重机车载控制系统的吊装模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）建模：建模分为吊装设备建模与作业环境建模；

（2）工况优选及路径规划：力限器控制器智能处理单元根据建模的吊装需求进行运算，推荐满足吊装需求的工况，工况确定后，力限器控制器智能处理单元进行二次运算对吊装路径进行规划；

（3）吊装仿真：