[发明专利]基于机器视觉的新型起重机主动防斜拉控制系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的新型起重机主动防斜拉控制系统及其控制方法，其装置包括可沿支架轨道运行的移动大车和可沿大车导轨运行的移动小车，所述移动小车机构上设有吊绳，所述吊绳的底端设有吊具，还包括设置在移动小车上的图像处理中心工控机和控制中心PLC、设置在移动小车底部的图像传感器和设置在吊具上的靶标，所述图像处理中心工控机与图像传感器连通，所述控制中心PLC与移动小车驱动机构连通。本发明的优点在于：其基于机器视觉来精确测量吊钩斜拉的角度，传递吊钩斜拉角度值和位置信息至PLC中，通过PLC控制大小车及起升机构运行，保证货物起吊时吊钩倾斜角度在阈值范围内，从而避免货物斜拉，具有自动化程度高、精度高、效率高、安装方便、实时性强等优点。

技术领域

本发明涉及起重机安全控制技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的新型 起重机主动防斜拉控制系统及其控制方法。

背景技术

在工业领域里起重机作为一种工程机械，作用广大，随着近些年来自动化 技术的迅速发展，已成为合理组织、成批生产和机械化流水作业的基础，是现 代化生产的重要标志之一。起重机广泛应用于各类生产车间，在实际吊装过程 中，经常处于长时间的工作循环，因此，作业人员注意力不集中，或者因其他 客观条件的限制等，造成起重机在起升货物时歪拉斜吊的现象普遍存在。货物 在起升过程中一旦出现这一种情况，由于惯性的影响不仅在竖直方向上运动， 水平方向上也会运动，极容易与水平方向生产线上的工人或者其他货物发生碰 撞，不仅给工人的生命安全带来严重威胁，而且还会造成巨大的财产损失。因此，在生产过程中起重机需要时刻避免货物斜拉，以免造成严重的生产事故。

目前，市面上针对起重机防斜拉的方法主要有两种：机械式和电子式。例 如：专利号ZL201320607098.8公开了一种机械式的防斜拉装置，通过在起重 机卷筒上增添限位开关和导绳器圈来防止导绳器出现斜拉斜吊。这种方法成本 较为低廉、结构简单，具有较好的防斜拉斜吊功能，但是存在着故障率较高的 不足；专利号ZL 201520083435.7公开了一种桥式起重机防斜拉控制装置，通 过六路继电器的输出电路上的触点开关来控制小车、大车和起重钢丝绳使其均 不得向斜拉的不利方向运动，该装置安装简单、工作可靠，使用安全，可以有 效地防止斜拉事件的产生，但大小车不能自动对正，需要多次调解大小车位置，生产效率不高；专利号ZL 201620043764.3公开了一种电动单梁起重机防斜拉 保护装置，通过一个摆动传感器测量吊钩斜拉的角度，当斜拉角度超限时及时 切断控制电路，防止生产事故的发生。其优点是测量简单，操作方便，但精度 不高，工作效率较低。

发明内容

本发明的目的就是要针对现有装置的不足，提供一种基于机器视觉的新型 起重机主动防斜拉控制系统及其控制方法，其通过图像处理技术检测货物起吊 时的斜拉角度并在PLC中控制起重机起升机构及大小车机构运行，纠正起吊 货物时起重机起升机构与货物的相对位置，实现起重机主动防斜拉。

为实现上述目的，本发明所涉及的一种基于机器视觉的新型起重机主动防 斜拉控制系统及其控制方法，其装置包括可沿支架轨道运行的移动大车和可沿 大车导轨运行的移动小车，所述移动小车上设有吊绳，所述吊绳的底端设有吊 具，还包括设置在移动小车上的图像处理中心工控机和控制中心PLC、设置在 移动小车底部的图像传感器和设置在吊具上的靶标，所述控制中心PLC分别 与图像传感器、移动大车和移动小车驱动机构连通，所述图像处理中心工控机 与图像传感器连通。

进一步地，所述移动小车底部还设有与图像传感器配合使用的光源。

更进一步地，所述吊具包括吊钩平台、吊钩支架和吊钩，所述吊钩通过吊 钩支架与吊钩平台铰接，所述靶标设置在吊钩平台上与图像传感器相对。

其控制方法包括如下步骤：

步骤1：靶标深度信息的获取；

步骤2：像素当量的标定；

步骤3：吊绳角度的计算；