起重机超载检测方法、系统及起重机与流程

1.本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种起重机超载检测方法、系统及起重机。


背景技术：

2.随着全国基础建设的大力发展，基建领域对重型机械(如挖掘机、起重机等)的需求量不断增大。在工程作业过程中会出现一些事故，对于起重机来说，超载就是引起作业事故的主要原因之一。
3.为避免起重机的当前起重力矩或起重量超过允许的最大载荷，有必要对起重机的当前负载力矩进行检测，判断其是否超载。
4.目前，力矩超载检测系统的结构都比较复杂，通过众多销轴传感器、压力传感器、臂长传感器、角度传感器检测起重机的各种工况，通过复杂的运算控制系统或试验修正参数拟合超载保护。由于该系统结构复杂、成本高昂，所以仅适应于大型起重机，其在小型起重机中成本占比高，限制了其在的小型起重机的应用。
5.随之而来的，不配备力矩超载检测系统的起重机越来越多，操作人员仅依靠经验进行超载判断，不安全作业日益增多。
6.因此，如何为起重机提供一种结构简单、成本低廉的力矩超载检测系统，是目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

7.本发明提供一种起重机超载检测方法、系统及起重机，用以解决现有技术中超载检测复杂的缺陷，实现简单有效的超载检测。
8.本发明提供一种起重机超载检测方法，包括：
9.根据起重机的实际工作臂长、臂与地面之间的角度，获取幅度；
10.根据所述幅度和所述起重机的实际负重，获取实际负载力矩；
11.根据所述实际负载力矩和预设最大负载力矩，判断所述起重机是否超载，其中，所述预设最大负载力矩表示所述起重机在所述实际工作臂长和所述幅度下对应的最大负载力矩。
12.根据本发明提供的一种起重机超载检测方法，所述预设最大负载力矩根据所述起重机的型号、所述实际工作臂长和所述幅度确定。
13.根据本发明提供的一种起重机超载检测方法，所述预设最大负载力矩通过如下方式获得：
14.根据所述起重机的型号，获取所述起重机对应的性能表，所述性能表表示不同臂长和不同幅度对应的最大负重；
15.通过查找所述性能表，获取所述实际工作臂长和所述幅度对应的理论最大负载；
16.根据所述幅度和所述理论最大负载，获取所述预设最大负载力矩。
17.根据本发明提供的一种起重机超载检测方法，所述根据起重机的实际工作臂长、臂与地面之间的角度，获取幅度，应用如下公式计算获得：
18.幅度＝实际工作臂长
×
角度的余弦值。
19.根据本发明提供的一种起重机超载检测方法，所述根据所述幅度和所述起重机的实际负重，获取实际负载力矩，应用如下公式获得：
20.实际负载力矩＝幅度
×
实际负重。
21.根据本发明提供的一种起重机超载检测方法，所述实际工作臂长通过如下方式获得：
22.若所述起重机没有使用副臂，则主臂的长度即为所述实际工作臂长；
23.若所述起重机使用了副臂，则所述主臂和所述副臂的长度之和即为所述实际工作臂长。
24.本发明还提供一种起重机超载检测系统，包括：
25.幅度计算模块，用于根据起重机的实际工作臂长、臂与地面之间的角度，获取幅度；
26.力矩计算模块，用于根据所述幅度和所述起重机的实际负重，获取实际负载力矩；
27.超载判断模块，用于根据所述实际负载力矩和预设最大负载力矩，判断所述起重机是否超载，其中，所述预设最大负载力矩表示所述起重机在所述实际工作臂长和所述幅度下对应的最大负载力矩。
28.本发明还提供一种起重机，包括上述起重机超载检测系统，所述超载检测系统设置于所述起重机上。
29.本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述起重机超载检测方法的步骤。
30.本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述起重机超载检测方法的步骤。
31.本发明提供的一种起重机超载检测方法、系统及起重机，该方法简单有效、能大大降低起重机超载检测的成本和复杂性，有效保护起重机的各零件，确保起重机安全稳定运行，尤其适用于成本要求高的小型起重机。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本发明提供的一种起重机超载检测方法的流程图；
34.图2为本发明中起重机的结构示意图；
35.图3为本发明提供的一种起重机超载检测系统的结构示意图；
36.图4为本发明提供的一种电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
37.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.本发明实施例提供一种起重机超载检测方法，如图1所示，该方法包括：
39.如图2所示，起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械，起重机的臂包括起重机主臂和起重机副臂，主臂是指从与转台铰接的根部铰点起，至起重臂头部装设的主起升机构钢绳导向滑轮轴心之间的起重臂；主臂又可以看做由基本臂和伸缩臂构成，基本臂是指固定不动的臂，伸缩臂是指能够上下伸缩的臂，通过改变伸缩臂的长度，从而可以改变主臂的长度；另外，副臂与主臂之间通过滑轮进行连接。
40.110，根据起重机的实际工作臂长、臂与地面之间的角度，获取幅度；
41.本发明实施例中，实际工作臂长是指主臂根部至挂绳索的滑轮处，当该起重机在实际工作时，如果只有主臂，则将主臂的长度作为实际工作臂长，如果有主臂和副臂，则将主臂和副臂的长度之和作为实际工作臂长。
42.本发明实施例中，通过在起重机上安装距离传感器，来检测起重机的实际工作臂长，该距离传感器包括但不限于激光测距传感器；通过在起重机上安装角度传感器，通过角度传感器检测臂和地面之间的角度；从而采集到起重机的实际工作臂长和臂与地面之间的角度两个参数。
43.根据起重机的实际工作臂长、角度，计算出幅度，在一实施例中，具体计算方法可以是，利用工作臂长乘以角度的余弦值，得到幅度；或者利用工作臂长乘以互补角度的正弦值，得到幅度，互补角度与角度之和为90度。
44.120，根据所述幅度和所述起重机的实际负重，获取实际负载力矩；
45.接着根据幅度和起重机的实际负重，所谓的实际负重就是指起重机吊起货物的实际重量，将幅度和起重机的实际负重相乘，得到实际负载力矩。
46.还可以将幅度和起重机的实际负重相乘后，进行平方后开方，得到实际负载力矩。
47.130，根据所述实际负载力矩和预设最大负载力矩，判断所述起重机是否超载，其中，所述预设最大负载力矩表示所述起重机在所述实际工作臂长和所述幅度下对应的最大负载力矩。
48.接着将实际负载力矩和预设最大负载力矩进行比较，如果实际负载力矩大于预设最大负载力矩，说明起重机超载了，如果实际负载力矩不大于预设最大负载力矩，说明起重机没有超载。
49.具体地，预设最大负载力矩表示该型号的起重机在该实际工作臂长和该幅度下对应的理论最大负载力矩，该理论最大负载力矩为理论值，也就是最理想情况下的负载力矩。
50.本发明提供的一种起重机超载检测方法，该方法简单有效，可以准确、直观的衡量超载情况，并能大大降低起重机超载检测的成本和复杂性，有效保护起重机的各零件，确保起重机安全稳定运行。
51.在上述实施例的基础上，优选地，所述预设最大负载力矩根据所述起重机的型号、所述实际工作臂长和所述幅度确定。
52.具体地，预设最大负载力矩根据起重机的型号、实际工作臂长和幅度来确定。
53.在上述实施例的基础上，优选地，所述预设最大负载力矩通过如下方式获得：
54.根据所述起重机的型号，获取所述起重机对应的性能表，所述性能表表示不同臂长和不同幅度对应的最大负重；
55.通过查找所述性能表，获取所述实际工作臂长和所述幅度对应的理论最大负载；
56.根据所述幅度和所述理论最大负载，获取所述预设最大负载力矩。
57.不同型号的起重机对应的性能表不同，性能表表示不同的臂长不同的幅度情况下对应的最大负重，该最大负重为理论上的值；当臂长一定时，改变幅度的值，其对应的最大负重也会发生相应的改变；当幅度一定时，改变臂长的值，其对应的最大负载也会发生相应的改变。
58.通过查找性能表，找出实际工作臂长和幅度对应的理论最大负载。
59.根据幅度和理论最大负载，计算出预设最大负重力矩，本发明实施例中，将幅度乘以理论最大负载，得到预设最大负重力矩。
60.本发明一优选实施例提供一种起重机超载检测方法，该方法包括如下几个步骤：
61.1、数据采集，通过传感器采集实际工作臂长、臂与地面之间的角度和实际负重三个参数。
62.2、将实际工作臂长乘以角度的余弦值，得到幅度。
63.将实际负重乘以幅度，得到实际负载力矩。
64.3、根据起重机型号，获取该型号对应的性能表，得到不同臂长和不同幅度下起重机可以承受的最大负重。
65.4、根据不同幅度乘以相应的最大负重，得到当前实际工作臂长和幅度下的预设最大负载力矩。
66.5、计算力矩百分比，力矩百分比＝实际负载力矩
÷
预设最大负载力矩。
67.6、当力矩百分比大于100％时，判定该起重机超载。
68.7、超载的状况从力矩百分比和超载次数两个维度进行分析。
69.8、绘制多维图，x轴表示臂长，y轴表示幅度，z轴表示力矩百分比，通过颜色表示超载次数。
70.通过本方法可以衡量起重机的超载，进而对操作手作出行为画像，指导操作手安全操作，减少起吊事故的发生。
71.综上，本发明通过将臂长、幅度、力矩百分比和超载次数构建出超载的多维数据图像，可较准确、直观的衡量超载情况，进而对操作手做出行为画像，可以指导操作手避开超载区间，降低操作安全事故的发生。
72.本发明实施例还提供一种起重机超载检测系统，如图3所示，该系统包括幅度计算模块301、力矩计算模块302和超载判断模块303，其中：
73.幅度计算模块301用于根据起重机的实际工作臂长、臂与地面之间的角度，获取幅度；
74.力矩计算模块302用于根据所述幅度和所述起重机的实际负重，获取实际负载力矩；
75.超载判断模块303用于根据所述实际负载力矩和预设最大负载力矩，判断所述起
重机是否超载，其中，所述预设最大负载力矩表示所述起重机在所述实际工作臂长和所述幅度下对应的最大负载力矩。
76.本实施例为与上述方法相对应的系统实施例，其具体实施方式与上述方法实施例一致，详情请参考上述方法实施例，本系统实施例在此不再赘述。
77.本发明实施例提供一种电子设备，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)410、通信接口(communications interface)420、存储器(memory)430和通信总线440，其中，处理器410，通信接口420，存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑指令，以执行一种起重机超载检测方法，该方法包括：
78.根据起重机的实际工作臂长、臂与地面之间的角度，获取幅度；
79.根据所述幅度和所述起重机的实际负重，获取实际负载力矩；
80.根据所述实际负载力矩和预设最大负载力矩，判断所述起重机是否超载，其中，所述预设最大负载力矩表示所述起重机在所述实际工作臂长和所述幅度下对应的最大负载力矩。
81.此外，上述的存储器430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，randomaccess memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
82.另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的一种起重机超载检测方法，该方法包括：
83.根据起重机的实际工作臂长、臂与地面之间的角度，获取幅度；
84.根据所述幅度和所述起重机的实际负重，获取实际负载力矩；
85.根据所述实际负载力矩和预设最大负载力矩，判断所述起重机是否超载，其中，所述预设最大负载力矩表示所述起重机在所述实际工作臂长和所述幅度下对应的最大负载力矩。
86.又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的一种起重机超载检测方法，该方法包括：
87.根据起重机的实际工作臂长、臂与地面之间的角度，获取幅度；
88.根据所述幅度和所述起重机的实际负重，获取实际负载力矩；
89.根据所述实际负载力矩和预设最大负载力矩，判断所述起重机是否超载，其中，所述预设最大负载力矩表示所述起重机在所述实际工作臂长和所述幅度下对应的最大负载力矩。
90.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
91.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
92.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。