一种起重机防撞击控制系统的制作方法

本发明属于起重机安全防护领域，具体涉及一种起重机防撞击控制系统。

背景技术：

起重机广泛应用于工程施工的各种领域，具有作业效率高、施工速度快等优点。

随着社会的发展，起重机的施工安全日益重要，起重机的技术发展路线之一就是其作业的安全性。其中，防止起重机与作业场地内的人员、建筑物和其他起重机的撞击，一直是起重机的重要安全指标。

为了确保起重机不与其他物体撞击，起重机现有技术采取了很多技术措施，包括：

1、利用摄像头采集驾驶员视觉盲区的视频；

2、利用测距雷达测量车辆到障碍物的距离；

3、通过声光报警的方式提醒驾驶员；

上述现有技术并不能覆盖施工现场的所有不安全因素，因此也不能确保起重机在其他突发情况下的安全，甚至对可能发生危险完全没有技术措施。这些被遗漏的危险因素包括：

1、对移动物体的探测不足；

2、驾驶员的注意力不会全部在盲区，而是在作业区，可能导致疏漏；

3、缺少突发情况的检测和自动处理措施；

技术实现要素：

本方案提供了一种起重机防撞击控制系统，能够检测静止物体和移动物体，能够对施工现场的人-机-环境的安全进行持续监测，并在必要的时候及时采取合适的措施，避免事故发生，进而提高安全性。本发明的技术方案如下：

一种起重机防撞击控制系统，包括检测模块、控制模块和执行机构，所述检测模块与控制模块相连接，检测模块检测到的信号输入控制模块；所述控制模块与执行机构联接，控制模块发送执行信号给执行机构，用于对起重机进行操作控制；

所述执行机构包括起升机构、回转机构、起重臂及变幅油缸；

所述检测模块包括距离探测器、视频监视器和作业速度探测器；

所述距离探测器安装在起重机上，用于检测起重机与周边物体的距离d；作业速度探测器安装在起重机上，用于检测起重机相对地面的运动速度v1，视频检测器安装在起重机的后部，控制模块对视频监测器的视频信号进行处理，测算得出周边的物体移动速度v2；

控制模块实时计算起重机的安全状态值f,

其中a、b、k为预设的系数；

根据预设的起重机安全状态阈值f，当f>＝f时，控制模块输出执行信号，控制起重机降低作业速度，直到实际作业速度v1低于最大允许作业速度vmax；

进一步的，最大允许作业速度vmax是f的函数，当f>f时，随着f增加，vmax降低。

由于起重机的作业过程需要带载运行，起重机的重心较高，导致倾翻稳定性降低，所以，起重机在作业过程中不能猛烈制动，只能采用相对柔和的制动方式来降低起重机的作业速度。因此，

进一步的，最大允许作业速度c为预设系数

本发明的原理如下：

1、系统组成和连接关系

在起重机上装有检测模块，所述的检测模块包括距离探测器、视频监视器和作业速度探测器中的部分或全部。检测模块用于检测起重机周围的视频图像、物体的距离和作业速度等信号。

检测模块与起重机的控制模块相连接，检测模块检测到的信号输入控制模块。

起重机上装有控制模块，用于接收检测模块发来的检测信号。

为了实现起重机的安全防护，控制模块输出执行信号用于控制模块对起重机进行操作控制，以提高起重机和施工现场的安全性。

2、本方案所述的安全防护系统的工作原理

检测模块对起重机周围的环境进行实时检测，主要检测区域包括驾驶员视觉盲区和起重机作业范围区域，主要检测起重机行驶速度、周边物体情况及其移动速度，上述检测数据输入控制模块。

检测模块的实时数据输入到控制模块后，控制模块对环境数据进行本地实时运算，获得起重机在行驶方向上的安全状态值，并与预设的安全状态阈值进行比较，根据比较结果，输出执行信号，对作业速度进行干预。

控制模块输出执行信号，执行信号发送给对应的执行机构，用于操纵起重机降速，从而避免危险发生，提高起重机的安全性。

3、本方案工作过程中采用的控制方法

距离探测器安装在起重机上，用于检测起重机与周边物体的距离d；作业速度探测器安装在起重机上，用于检测起重机相对地面的运动速度v1，视频检测器安装在起重机的后部，用于检测起重机周边的视频信息，对起重机周边的物体进行识别和测速。

控制模块对视频监测器的视频信号进行识别、分析等处理，得出视频中物体的类别、形状、移动速度等信息.控制模块根据距离探测器的数据d、作业速度探测器的v1和测算得出的物体移动速度v2，按照特定的算法计算起重机的安全状态值:

其中a、b、k为预设的系数；

预设有起重机安全状态阈值f，当控制模块计算得到的实时安全状态值f>＝f时，控制模块输出执行信号，控制起重机降低作业速度，直到实际作业速度v1低于最大允许作业速度vmax。

vmax是f的函数，当f>f时，随着f增加，vmax降低。

进一步的，c为预设系数。

附图说明

图1是本发明各模块的连接关系示意图

图2是本发明的控制方法流程图

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案：

1、系统组成和连接关系

在起重机上装有距离探测器、视频监视器和作业速度探测器，用于检测起重机周围的视频图像、物体的距离和作业速度等信号。

起重机上装有控制器，控制器与距离探测器、视频监视器和作业速度探测器相连接。

为了实现起重机的安全防护，控制器输出执行信号给执行机构，用于对起重机进行速度限制，以提高起重机和施工现场的安全性；所述执行机构包括起升机构、回转机构、起重臂及变幅油缸；上述各模块的连接关系如图1所示。

2、本方案所述的安全防护系统的工作原理

作业速度探测器检测起重机的行驶速度v1，距离探测器检测周边物体到起重机的距离d，视频监测器拍摄起重机周围的视频，并识别出周边物体的类别和移动速度v2，这些检测数据输入控制器。

检测到的实时数据输入到控制器后，控制器对这些数据进行实时运算，获得起重机在行驶方向上的安全状态值f，并与预设的安全状态阈值f进行比较，根据比较结果，输出执行信号，对作业速度进行干预。

控制模块输出执行信号，执行信号发送给对应的执行机构，用于操纵起重机降速，从而避免危险发生，提高起重机的安全性。

3、本方案工作过程中采用的控制方法

本方案控制方法流程图如图2所示，距离探测器安装在起重机上，用于检测起重机与周边物体的距离d；作业速度探测器安装在起重机上，用于检测起重机相对地面的运动速度v1，视频检测器安装在起重机的后部，用于检测起重机周边的视频信息，对起重机周边的物体进行识别和测速。

控制模块对视频监测器的视频信号进行识别、分析等处理，得出视频中物体的类别、形状、移动速度等信息.控制模块根据距离探测器的数据d、作业速度探测器的v1和测算得出的物体移动速度v2，按照特定的算法计算起重机的安全状态值:

其中a、b、k为预设的系数，本实施例中，选取a＝1，b＝1，k＝1。

预设起重机安全状态阈值f＝0.2，当控制模块计算得到的实时安全状态值f>＝f时，控制模块输出执行信号，控制起重机降低作业速度，直到实际作业速度v1低于最大允许作业速度vmax。

vmax是f的函数，当f>f时，随着f增加，vmax降低。本实施例中，vmax与f的函数关系取为：

以上是对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。