塔機(jī)安全運(yùn)行控制方法
【專(zhuān)利摘要】一種塔機(jī)安全運(yùn)行控制方法，包括：確定控制點(diǎn)、獲取塔機(jī)目標(biāo)的當(dāng)前運(yùn)行量并計(jì)算運(yùn)行速度（第一步）；將控制點(diǎn)、運(yùn)行速度和當(dāng)前運(yùn)行量代入追擊方程，解追擊方程得出接近時(shí)間；判斷接近時(shí)間是否小于等于預(yù)設(shè)控制時(shí)限：若是，控制停止當(dāng)前運(yùn)行，然后重復(fù)第一步；若否，直接重復(fù)第一步。本發(fā)明根據(jù)塔機(jī)目標(biāo)的當(dāng)前運(yùn)行量和運(yùn)行速度預(yù)測(cè)到達(dá)控制點(diǎn)的接近時(shí)間，在接近時(shí)間小于等于控制時(shí)限時(shí)，控制塔機(jī)目標(biāo)停止相應(yīng)動(dòng)作，塔機(jī)目標(biāo)停頓一下，使速度降低，目標(biāo)依靠慣性向控制點(diǎn)前行；一直重復(fù)上述步驟，塔機(jī)速度不斷降低，但越來(lái)越接近控制點(diǎn)，在無(wú)限接近控制點(diǎn)時(shí)，速度幾乎為零，目標(biāo)停止，通過(guò)該方法塔機(jī)目標(biāo)無(wú)限接近控制點(diǎn)，克服了到達(dá)控制方法的作業(yè)死角問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】塔機(jī)安全運(yùn)行控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種控制方法，尤其是一種塔機(jī)安全運(yùn)行控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]塔機(jī)在運(yùn)行中不能超過(guò)控制點(diǎn)，否則會(huì)造成危險(xiǎn)。
[0003]塔機(jī)安全輔助裝置(本文亦稱(chēng)儀表)是指力矩限制器等在塔機(jī)運(yùn)行期間為駕駛員提供安全輔助的電子裝置，主要功能是通過(guò)對(duì)塔機(jī)幅度、高度、角度、力矩等運(yùn)行量的測(cè)量和控制，避免其運(yùn)行至非安全范圍。
[0004]為方便敘述，相關(guān)概念定義如下:
[0005]運(yùn)行量:塔機(jī)運(yùn)行中某一個(gè)或一組部件的動(dòng)作分量，與塔機(jī)安全輔助相關(guān)的運(yùn)行量包括變幅小車(chē)幅度、吊鉤高度、起重臂回轉(zhuǎn)角度等。
[0006]行程量:可以用運(yùn)動(dòng)距離(行程)描述的運(yùn)行量。變幅小車(chē)幅度、吊鉤高度、起重臂回轉(zhuǎn)角度均為行程量。
[0007]力矩:塔機(jī)在某幅度上的起重量。力矩-重量X幅度。
[0008]控制點(diǎn):運(yùn)行量對(duì)應(yīng)的禁止范圍的起點(diǎn)，或者說(shuō)安全范圍的邊界。是GB12602-2009《起重機(jī)械超載保護(hù)裝置》中“動(dòng)作點(diǎn)”外延擴(kuò)大后的概念。
[0009]危險(xiǎn)區(qū):施工現(xiàn)場(chǎng)存在塔機(jī)不應(yīng)進(jìn)入的危險(xiǎn)區(qū)域，儀表將此區(qū)域標(biāo)識(shí)出來(lái)，控制塔機(jī)避開(kāi)此區(qū)域。
[0010]干涉區(qū):多臺(tái)塔機(jī)間的重疊運(yùn)行區(qū)域，分為起重臂干涉區(qū)和平衡臂干涉區(qū)，分別表示多塔間起重臂的干涉和起重臂與平衡臂的干涉。
[0011]現(xiàn)有塔機(jī)均采用到達(dá)控制算法控制塔機(jī)何時(shí)停止相應(yīng)運(yùn)行量向禁止范圍的運(yùn)行動(dòng)作。到達(dá)控制算法:即不管運(yùn)行量以何種速度變化，當(dāng)且僅當(dāng)其到達(dá)控制點(diǎn)時(shí)儀表才輸出控制信號(hào)。到達(dá)控制算法的缺點(diǎn)是當(dāng)運(yùn)行速度較高時(shí)慣性可能導(dǎo)致運(yùn)行量“沖出”控制點(diǎn)。業(yè)界普遍采取的辦法是將控制點(diǎn)“提前”。但這種方案又會(huì)造成運(yùn)行量低速運(yùn)行時(shí)永遠(yuǎn)無(wú)法到達(dá)提前量與實(shí)際控制點(diǎn)之間的區(qū)域而出現(xiàn)作業(yè)死角。
[0012]有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的是提供一種解決到達(dá)控制方法的作業(yè)死角問(wèn)題的塔機(jī)安全運(yùn)行控制方法。
[0014]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是:
[0015]一種塔機(jī)安全運(yùn)行控制方法，包括以下步驟:
[0016]確定控制點(diǎn)、獲取塔機(jī)目標(biāo)的當(dāng)前運(yùn)行量并計(jì)算運(yùn)行速度；所述控制點(diǎn)為運(yùn)行量對(duì)應(yīng)禁止范圍的起點(diǎn)；
[0017]將控制點(diǎn)、運(yùn)行速度和當(dāng)前運(yùn)行量代入追擊方程，求解追擊方程得出接近時(shí)間；所述追擊方程為用以表示塔機(jī)目標(biāo)當(dāng)前運(yùn)行量、控制點(diǎn)和接近時(shí)間關(guān)系的關(guān)于接近時(shí)間的一元方程，運(yùn)行量包括行程量、重量和力矩，行程量為用運(yùn)動(dòng)距離表示的運(yùn)行量，包括幅度、高度和角度；
[0018]判斷接近時(shí)間是否小于等于預(yù)設(shè)的控制時(shí)限:
[0019]若是，控制塔機(jī)目標(biāo)停止當(dāng)前運(yùn)行；
[0020]停止當(dāng)前運(yùn)行后重復(fù)步驟:確定控制點(diǎn)、獲取塔機(jī)目標(biāo)當(dāng)前運(yùn)行量并計(jì)算運(yùn)行速度；
[0021]若否，重復(fù)步驟:確定控制點(diǎn)、獲取塔機(jī)目標(biāo)當(dāng)前運(yùn)行量并計(jì)算運(yùn)行速度。
[0022]進(jìn)一步地，在所述求解追擊方程得出接近時(shí)間后包括:判斷所述接近時(shí)間是否小于等于預(yù)定的報(bào)警時(shí)限；報(bào)警時(shí)限大于控制時(shí)限；
[0023]若是，則報(bào)警；
[0024]若否，則不報(bào)警。
[0025]當(dāng)控制點(diǎn)為已知的固定控制點(diǎn)或重量固定，幅度改變的幅度控制點(diǎn)，其追擊方程為
[0026]S = St 十 vtt
[0027]其中，S為控制點(diǎn)，St為當(dāng)前行程量，Vt為運(yùn)行速度。
[0028]當(dāng)控制點(diǎn)為固定控制點(diǎn)或幅度控制點(diǎn)時(shí)，所述計(jì)算運(yùn)行速度的步驟具體為:
[0029]連續(xù)采集塔機(jī)目標(biāo)的行程量，至少獲得塔機(jī)目標(biāo)的當(dāng)前行程量st、當(dāng)前前一相鄰時(shí)刻的行程量以及對(duì)應(yīng)的時(shí)間，利用速度公式求解運(yùn)行速度Vt
【權(quán)利要求】
1.一種塔機(jī)安全運(yùn)行控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 確定控制點(diǎn)、獲取塔機(jī)目標(biāo)的當(dāng)前運(yùn)行量并計(jì)算運(yùn)行速度；所述控制點(diǎn)為運(yùn)行量對(duì)應(yīng)禁止范圍的起點(diǎn)； 將控制點(diǎn)、運(yùn)行速度和當(dāng)前運(yùn)行量代入追擊方程，求解追擊方程得出接近時(shí)間；所述追擊方程為用以表示塔機(jī)目標(biāo)當(dāng)前運(yùn)行量、控制點(diǎn)和接近時(shí)間關(guān)系的關(guān)于接近時(shí)間的一元方程，運(yùn)行量包括行程量、重量和力矩，行程量為用運(yùn)動(dòng)距離表示的運(yùn)行量，包括幅度、高度和角度； 判斷接近時(shí)間是否小于等于預(yù)設(shè)的控制時(shí)限: 若是，控制塔機(jī)目標(biāo)停止當(dāng)前運(yùn)行； 停止當(dāng)前運(yùn)行后重復(fù)步驟:確定控制點(diǎn)、獲取塔機(jī)目標(biāo)當(dāng)前運(yùn)行量并計(jì)算運(yùn)行速度； 若否，重復(fù)步驟:確定控制點(diǎn)、獲取塔機(jī)目標(biāo)當(dāng)前運(yùn)行量并計(jì)算運(yùn)行速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔機(jī)安全運(yùn)行控制方法，其特征在于，在所述求解追擊方程得出接近時(shí)間后包括:判斷所述接近時(shí)間是否小于等于預(yù)定的報(bào)警時(shí)限；報(bào)警時(shí)限大于控制時(shí)限； 若是，則報(bào)警； 若否，則不報(bào)警。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔機(jī)安全運(yùn)行控制方法，其特征在于，當(dāng)控制點(diǎn)為已知的固定控制點(diǎn)或重量固定，幅度改變的幅度控制點(diǎn)，其追擊方程為
S=st+Vtt 其中，S為控制點(diǎn)，St為當(dāng)前行程量，Vt為運(yùn)行速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的塔機(jī)安全運(yùn)行控制方法，其特征在于，當(dāng)控制點(diǎn)為固定控制點(diǎn)或幅度控制點(diǎn)時(shí)，所述計(jì)算運(yùn)行速度的步驟具體為: 連續(xù)采集塔機(jī)目標(biāo)的行程量，至少獲得塔機(jī)目標(biāo)的當(dāng)前行程量st、當(dāng)前前一相鄰時(shí)刻的行程量以及對(duì)應(yīng)的時(shí)間，利用速度公式求解運(yùn)行速度Vt
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的塔機(jī)安全運(yùn)行控制方法，其特征在于，當(dāng)控制點(diǎn)為幅度控制點(diǎn)時(shí)，所述確定控制點(diǎn)的步驟包括: 從存儲(chǔ)的力矩曲線表數(shù)據(jù)中查找Pn和pn+1，得出Pn和pn+1對(duì)應(yīng)的起重量Wn和wn+1，并同時(shí)獲得對(duì)應(yīng)的幅度Sn和sn+1 ； 判斷吊裝物體的重量Wt是否滿足下述條件式
Wn ≤ Wt ≤ ffn+1 ； 當(dāng)Wt滿足上述條件式時(shí)，將上述參數(shù)代入下述方程求解幅度控制點(diǎn)S

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔機(jī)安全運(yùn)行控制方法，其特征在于，在A塔、B塔雙塔碰撞，且為A塔低，B塔高的不等高工況時(shí)，所述獲取塔機(jī)目標(biāo)的當(dāng)前運(yùn)行量并計(jì)算運(yùn)行速度的步驟中的運(yùn)行速度包括A塔的幅度速度和角速度，則所述獲取塔機(jī)目標(biāo)的當(dāng)前運(yùn)行量并計(jì)算運(yùn)行速度的步驟具體為: 連續(xù)采集A塔的幅度，至少獲得A塔的當(dāng)前幅度sa0、A塔當(dāng)前幅度Sa0的前一相鄰時(shí)刻的幅度以及對(duì)應(yīng)的時(shí)間，A塔的當(dāng)前角度以及A塔當(dāng)前角度前一相鄰時(shí)刻的角度以及對(duì)應(yīng)的時(shí)間；并采集B塔的當(dāng)前角度、B塔當(dāng)前前一相鄰時(shí)刻的角度以及對(duì)應(yīng)的時(shí)間； 利用下述速度公式求解A塔的幅度速度Va、角速度以及B塔的角速度cob
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的塔機(jī)安全運(yùn)行控制方法，其特征在于， 在A塔、B塔雙塔碰撞時(shí): 在同一坐標(biāo)系中，設(shè)A塔的位置為(xa，ya)，B塔的位置為(xb，yb)，A塔的起重臂長(zhǎng)為Ra，平衡臂長(zhǎng)為T(mén)a，B塔的起重臂長(zhǎng)為Rb，平衡臂長(zhǎng)為T(mén)b，A塔的當(dāng)前角度為Cia，當(dāng)前角速度為Qa, B塔的當(dāng)前角度為ab,當(dāng)前角速度為cob; 其中，a a和ab的單周正角度為: a = ( a %2 Ji +2 Ji) %2 Ji ； 則，雙塔間的距離
【文檔編號(hào)】B66C23/62GK103922225SQ201410154013
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】陳吉申, 劉紅星 申請(qǐng)人:北京中鐵建安裝工程有限公司, 宜昌億萬(wàn)軟件有限公司