[发明专利]起重机臂架监控方法、装置、系统及起重机

说明书

本公开涉及一种起重机臂架监控方法、装置、系统及起重机，其中，监控方法包括：接收通过角运动检测部件获取的起重机臂架头部在三个方向的角度、角速度和角加速度；获取起重机的工况信息；根据臂架头部在三个方向的角度、角速度和角加速度，以及起重机的工况信息，计算出起重机作业过程中臂架和吊钩的姿态信息；其中，三个方向包括：第一方向、第二方向和第三方向，第二方向与臂架延伸方向一致，第三方向在竖直平面内垂直于第二方向，第一方向垂直于第二方向和第三方向。

技术领域

本公开涉及工程机械控制技术领域，尤其涉及一种起重机臂架监控方法、装置、系统及起重机。

背景技术

起重机，尤其是汽车起重机，作为一种起吊搬运工程机械，已大量应用于城市建筑建设、工厂设备吊装、风电吊装等场合。随着起重机吊载吨位、臂长需求的增加，对起重机智能化水平及安全性能要求越来越高。

在起重机吊载过程中，臂架的变形会造成臂架性能的降低，臂架的运动会造成臂架和吊钩的摆动，进而臂架和吊钩的摆动会造成臂架所受力矩的变化，造成受力变大或偏载，减少结构件寿命，严重时可能出现断臂、翻车等危险。所以，臂架姿态和吊钩姿态的监控能力是提升起重机智能化水平、安全性能的重要指标。

相关技术中，一种方案是在臂头与臂尾设置传感器，只能检测臂架的整体旁弯或挠度，无法实现臂架动态监控，也不能获取臂架运动对吊钩摆动的影响。另一种方案是在吊钩上安装传感器，其只能检测吊钩的摆动。因此，这两种方案都难以准确地对臂架和吊钩姿态进行监控，无法保证起重机臂架工作的安全性。

发明内容

本公开的实施例提供了一种起重机臂架监控方法、装置、系统及起重机，能够提高起重机臂架工作的安全性。

根据本公开的第一方面，提供了一种起重机臂架监控方法，包括：

接收通过角运动检测部件获取的起重机臂架头部在三个方向的角度、角速度和角加速度；

获取起重机的工况信息；

根据臂架头部在三个方向的角度、角速度和角加速度，以及起重机的工况信息，计算出起重机作业过程中臂架和吊钩的姿态信息；

其中，三个方向包括：第一方向、第二方向和第三方向，第二方向与臂架延伸方向一致，第三方向在竖直平面内垂直于第二方向，第一方向垂直于第二方向和第三方向。

在一些实施例中，角运动检测部件包括三轴陀螺仪，三轴陀螺仪设在臂架头部。

在一些实施例中，根据臂架头部在三个方向的角度、角速度和角加速度，以及起重机的工况信息，计算出臂架的姿态信息的步骤包括：

根据臂架头部在三个方向的角度、臂架长度和工作时间信息，计算出臂架头部在三个方向内的位移；

根据臂架头部在三个方向的角度、角速度和角加速度、臂架长度和工作时间信息，计算出臂架头部在三个方向内的速度。

在一些实施例中，计算出臂架的姿态信息的步骤还包括：

根据臂架头部在三个方向内的位移、臂架伸缩长度和臂架头部的角度值，分别计算臂架由于伸缩动作产生的旁弯量和挠度量，以及臂架由于吊重作业产生的旁弯量和挠度量；

将臂架伸缩动作和吊重作业各自产生的旁弯量叠加，得出臂架的实际旁弯量；

将臂架伸缩动作和吊重作业各自产生的挠度量叠加，得出臂架的实际挠度量。

在一些实施例中，根据臂架头部在三个方向的角度、角速度和角加速度，以及起重机的工况信息，在臂架伸缩动作过程中，计算出臂架的姿态信息的步骤还包括：

根据臂架头部在三个方向内的位移、臂架伸缩长度和臂架头部在第三方向上的角度值，计算出臂架的旁弯量；