起重机卷扬倍率自动识别控制方法及控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种起重机卷扬倍率自动识别控制方法及控制系统。
【背景技术】
[0002]起重机广泛应用于多种工程环境，根据作业场合的不同，需在车载显示器上对配重、支腿、臂长组合以及倍率等进行设置，以满足额载计算及车辆安全控制的需求。如图1所示，起重机是通过吊臂a4、钢丝绳a5、滑轮组和吊钩a3来吊起重物的，滑轮组分为定滑轮组al和动滑轮组a2，实际倍率是指起重机钢丝绳滑轮组省力或者增速倍率，能够根据定滑轮组和动滑轮组之间的钢丝绳股数来确定。
[0003]起重机车载显示器具备人机交互功能，作业过程中操作者会针对当前环境特点通过显示器选择合适的工况类型、伸臂组合、倍率等，以确保吊重的可靠性和安全性，这里由操作者所设置的倍率被称为设置倍率。
[0004]目前，在起重机进行吊重之前，需要人工调整卷扬钢丝绳的缠绕方式，以确保实际倍率与设置倍率一致。但在实际使用中，可能会出现以下情况:由于当前实际倍率过小，导致吊重超载，为了节省更换钢丝绳的时间，操作者可能人为通过人机交互系统来增加设置倍率，而这将会造成实际倍率与设置倍率的不一致，进而导致力矩计算器输出数据有误，容易造成起重危险。此外，设置倍率大于实际倍率时，还会造成每股钢丝绳承受力量过大，吊重过程中存在断绳、无法垂直起降、降低结构件使用寿命等起重隐患。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提出一种起重机卷扬倍率自动识别控制方法及控制系统，能够消除起重机作业时滑轮组钢丝绳的实际倍率与设置倍率不一致的起重隐患，确保起重作业安全有效的进行。
[0006]为实现上述目的，本发明提供了一种起重机卷扬倍率自动识别控制方法，包括:
[0007]对起重机滑轮组及钢丝绳进行图像采集；
[0008]对采集到的图像数据进行图像分析，识别所述起重机滑轮组两侧的钢丝绳股数；
[0009]根据识别结果确定所述起重机滑轮组的实际倍率；
[0010]判断所述起重机滑轮组的实际倍率与设置倍率是否一致，如果不一致，则启动安全保护措施并报警提示。
[0011]进一步的，所述对起重机滑轮组及钢丝绳进行图像采集的操作具体为:
[0012]通过安装在起重机臂头的摄像头获取所述起重机滑轮组及钢丝绳的多幅拍摄图像；
[0013]从获取的多幅拍摄图像中选择质量最优的拍摄图像作为图像分析用的图像数据。
[0014]进一步的，所述根据识别结果确定所述起重机滑轮组的实际倍率的操作具体为:
[0015]根据识别出的所述起重机滑轮组两侧的钢丝绳股数以及所述起重机滑轮组的类型计算所述起重机滑轮组的实际倍率；
[0016]如果所述起重机滑轮组为单联滑轮组，则实际倍率为所述起重机滑轮组两侧的钢丝绳股数；
[0017]如果所述起重机滑轮组为双联滑轮组，则实际倍率为所述起重机滑轮组两侧的钢丝绳股数的二分之一。
[0018]进一步的，所述启动安全保护措施并报警提示的操作具体为:
[0019]执行能够阻止引起吊重垂直或者水平方向运动的起重机动作的安全保护控制手段，以促使操作者立即改变车辆当前的危险状况；
[0020]通过人机交互装置进行报警视觉提示，并通过声音报警，引导操作者重新选择正确的工况配置，或者更换钢丝绳缠绕方式以使调整后的实际倍率与设置倍率一致。
[0021]为实现上述目的，本发明提供了一种起重机卷扬倍率自动识别控制系统，包括:
[0022]车载卷扬监控装置，用于对起重机滑轮组及钢丝绳进行图像采集；
[0023]控制器，用于对采集到的图像数据进行图像分析，识别所述起重机滑轮组两侧的钢丝绳股数，并根据识别结果确定所述起重机滑轮组的实际倍率，判断所述起重机滑轮组的实际倍率与设置倍率是否一致，如果不一致，则启动安全保护措施并报警提示。
[0024]进一步的，所述车载卷扬监控装置包括安装在起重机臂头的摄像头，所述摄像头的拍摄角度正对起重机吊钩，以使所述摄像头能够拍摄到所述起重机滑轮组的钢丝绳，所述车载卷扬监控装置通过所述摄像头获取所述起重机滑轮组及钢丝绳的多幅拍摄图像，并从获取的多幅拍摄图像中选择质量最优的拍摄图像作为图像分析用的图像数据发送给所述控制器。
[0025]进一步的，还包括:人机交互装置，用于实现起重机工况设置、报警视觉提示以及声音报警。
[0026]进一步的，所述人机交互装置为车载显示器、平板电脑或随车负载笔记本电脑。
[0027]进一步的，所述控制器为车载控制器、车载显示器或车载力限器，所述控制器具体包括:
[0028]拍摄图像分析模块，用于对采集到的图像数据进行图像分析，识别所述起重机滑轮组两侧的钢丝绳股数；
[0029]实际倍率确定模块，用于根据识别出的所述起重机滑轮组两侧的钢丝绳股数以及所述起重机滑轮组的类型计算所述起重机滑轮组的实际倍率，如果所述起重机滑轮组为单联滑轮组，则实际倍率为所述起重机滑轮组两侧的钢丝绳股数，如果所述起重机滑轮组为双联滑轮组，则实际倍率为所述起重机滑轮组两侧的钢丝绳股数的二分之一；
[0030]倍率一致性判断模块，用于判断所述起重机滑轮组的实际倍率与设置倍率是否一致；
[0031]安全保护启动模块，用于在所述倍率一致性判断模块判断所述实际倍率与设置倍率不一致时，执行能够阻止引起吊重垂直或者水平方向运动的起重机动作的安全保护控制手段，以促使操作者立即改变车辆当前的危险状况；
[0032]报警提示启动模块，用于在所述倍率一致性判断模块判断所述实际倍率与设置倍率不一致时，通过所述人机交互装置进行报警视觉提示，并通过声音报警，引导操作者重新选择正确的工况配置，或者更换钢丝绳缠绕方式以使调整后的实际倍率与设置倍率一致。
[0033]进一步的，所述车载卷扬监控装置、所述控制器和所述人机交互装置通过CAN总线网络进行通信。
[0034]基于上述技术方案，本发明通过对采集到的起重机滑轮组及钢丝绳的图像进行图像分析，以获得实际倍率，并通过判断实际倍率与设置倍率的一致性，当两者倍率不一致时，通过启动安全保护措施来限制危险动作的执行，并报警提示操作者起重作业的危险性，引导其进行正确的工况设置，从而消除起重机作业时滑轮组钢丝绳的实际倍率与设置倍率不一致的起重隐患，确保起重作业安全有效的进行。
【附图说明】
[0035]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0036]图1为现有起重机的滑轮组及吊钩的结构示意图。
[0037]图2为本发明起重机卷扬倍率自动识别控制方法的一实施例的流程示意图。
[0038]图3为本发明起重机卷扬倍率自动识别控制系统的一实施例的结构示意图。
[0039]图4为应用本发明起重机卷扬倍率自动识别控制系统实施例的起重机的结构示意图。
[0040]图5为本发明更换钢丝绳缠绕的过程示意图。
【具体实施方式】
[0041]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0042]如图2所示，为本发明起重机卷扬倍率自动识别控制方法的一实施例的流程示意图。在本实施例中，控制方法包括:
[0043]步骤101、对起重机滑轮组及钢丝绳进行图像采集；
[0044]步骤102、对采集到的图像数据进行图像分析，识别所述起重机滑轮组两侧的钢丝绳股数；
[0045]步骤103、根据识别结果确定所述起重机滑轮组的实际倍率；
[0046]步骤104、判断所述起重机滑轮组的实际倍率与设置倍率是否一致，是则结束操作，否则执行步骤105;
[0047]步骤105、启动安全保护措施并报警提示。
[0048]在本实施例中，通过对采集到的起重机滑轮组及钢丝绳的图像进行图像分析，以获得实际倍率，并通过判断实际倍率与设置倍率的一致性，当两者倍率不一致时，通过启动安全保护措施来限制危险动作的执行，并报警提示操作者起重作业的危险性，引导其进行正确的工况设置，从而消除起重机作业时滑轮组钢丝绳的实际倍率与设置倍率不一致的起重隐患，确保起重作业安全有效的进行。
[0049]步骤101中的图像采集过程是通过拍摄的方式实现的，在起重机臂头的适当位置安装摄像头，使其正对起重机滑轮组及钢丝绳，制造过程中工人可以通过对摄像头的位置、角度及焦距进行调试，以使得摄像头能够清晰的拍摄到起重机滑轮组中定滑轮组和动滑轮组之间钢丝绳数量。拍摄过程可以为单幅拍摄图像，这通常对应的是拍摄效果足以满足需要的情形；也可以是多幅拍摄图像，然后从多幅拍摄图像选取质量最优的拍摄图像作为图像分析用的图像数据，这样可以尽量避免外界或设备自身对拍摄图像的不利影响；当然根据需要也可以是从连续的视频图像中截取适合的图像作为分析用的图像数据。
[0050]在步骤102中，图像数据将会被进行图像分析，以确定出起重机滑轮组两侧的钢丝绳股数，而图像分析可采用现有成熟的算法，例如去噪、边缘检测、分类等，这里就不再赘述了。基于确定出的钢丝绳股数可以进一步计算出起重机滑轮组的实际倍率，计算时需要结合起重机滑轮组的类型进行考虑，来计算起重机滑轮组的实际倍率。如果所述起重机滑轮组为单联滑轮组，则实际倍率为所述起重机滑轮组两侧的钢丝绳股数。如果所述起重机滑轮组为双联滑轮组，则实际倍率为所述起重机滑轮组两侧的钢丝绳股数的二分之一。
[0051]在实际倍率和设置倍率不一致时，要通过步骤105启动安全保护措施并报警提示，这个步骤实际上包括两方面操作，一方面是执行能够阻止引起吊重垂直或者水平方向运动的起重机动作的安全保护控制手段，例如停机、关断某些作业动作的切换阀、使作业动作回收等，以促使操作者立即改变车辆当前的危险状况；