吊装引导方法、控制器、系统、起重机和存储介质与流程

1.本公开涉及起重机领域，尤其涉及一种吊装引导方法、控制器、系统、起重机和存储介质。


背景技术：

2.起重机吊装重物普遍较大，且在吊装就位过程中由于惯性、风等环境因素影响，吊装物会存在一定晃动，肉眼观察不易快速判断出吊装物距离目标安装位置的距离。在实际吊装就位过程中，技术不够熟练的驾驶员需要反复调整才能准确定位，对驾驶员技能要求高。
3.随着技术的发展，通过添加gps(global positioning system，全球定位系统)、定位感应传感器等技术手段，可以实现目标位置的准确定位。例如，在目标位置安装移动gps配合工程机械上的基准gps，才能确定目标位置，但是，gps安装难度大，且成本高，实际使用这类技术的场景非常有限。或者，相关技术中的辅助系统多采用自动操作的方式，即在确定目标位置后，自动控制起重机的某个动作，但因为起重机作业空间大、作业工况复杂，目前技术条件难以保证自动控制的安全，导致实际使用此类辅助系统的情况非常少。


技术实现要素：

4.本公开要解决的一个技术问题是，提供一种吊装引导方法、控制器、系统、起重机和存储介质，能够便捷的确定目标位置，实现吊装引导。
5.根据本公开一方面，提出一种吊装引导方法，包括：在吊装吊装物之前，控制起重机的吊钩运行至目标吊装点位置，并确定起重机的目标参数；在吊装吊装物过程中，比较起重机的真实参数与目标参数之间的偏差；根据偏差，确定起重机依次执行的动作步骤，并生成相应动作信号；以及输出动作信号，以指示操作人员根据动作信号控制起重机。
6.在一些实施例中，目标参数包括目标工作幅度、目标吊钩高度和目标回转角度；以及真实参数包括真实工作幅度、吊装物离地高度和真实回转角度。
7.在一些实施例中，输出动作信号包括：向显示器输出工作信号，以便显示器显示工作信号。
8.在一些实施例中，输出动作信号包括：向声音装置输出工作信号，以便声音装置播放工作信号。
9.在一些实施例中，起重机依次执行的动作步骤包括：上升步骤、变幅操作步骤、起升卷扬步骤、第一回转步骤和下落步骤；或者上升步骤、第二回转步骤、变幅操作步骤、第一回转步骤和下落步骤。
10.在一些实施例中，上升步骤对应的动作信号包括上升信号，以使吊装物上升预定距离。
11.在一些实施例中，变幅操作对应的动作信号包括：若真实工作幅度小于目标工作幅度与第一误差之差，则动作信号包括落变幅动作信号；若真实工作幅度大于目标工作幅
度与第一误差之和，则动作信号包括起变幅动作信号；以及若真实工作幅度大于或等于目标工作幅度与第一误差之差，且小于或等于目标工作幅度与第一误差之和，则动作信号包括停止变幅动作信号。
12.在一些实施例中，变幅操作对应的动作信号还包括：在起重机执行落变幅动作时，若吊装物离地高度小于第一高度阈值时，则动作信号包括吊钩起升动作信号和停止变幅动作信号。
13.在一些实施例中，起升卷扬步骤对应的动作信号包括：若吊装物离地高度小于第一阈值与第二误差之差，则动作信号包括起升动作信号，其中，第一阈值为目标工作幅度与第二高度阈值之和；若吊装物离地高度大于第一阈值与第二误差之和，则动作信号包括下落动作信号；以及若吊装物离地高度大于或等于第一阈值与第二误差之差，且小于或等于第一阈值与第二误差之和，则动作信号包括停止起升和下落动作信号。
14.在一些实施例中，第一回转步骤对应的动作信号包括：根据真实回转角度与目标回转角度，若确定目标吊装点位置在操作员面对方向的右侧，则动作信号包括向右回转信号；若确定目标吊装点位置在操作员面对方向的左侧，则动作信号包括向左回转信号；以及若确定目标吊装点位置在操作员正前方，则动作信号包括停止回转信号。
15.在一些实施例中，下落步骤对应的动作信号包括下落信号，以使吊装物下落到离地高度为目标吊钩高度。
16.在一些实施例中，第二回转步骤对应的动作信号包括回转信号，以使起重机回转预定角度。
17.根据本公开的另一方面，还提出一种吊装引导控制器，包括：定位模块，被配置为在吊装吊装物之前，控制起重机的吊钩运行至目标吊装点位置，并确定起重机的目标参数；比较模块，被配置为在吊装吊装物过程中，比较起重机的真实参数与目标参数之间的偏差；信号生成模块，被配置为根据偏差，确定起重机依次执行的动作步骤，并生成相应动作信号；以及信号输出模块，被配置为输出动作信号，以指示操作人员根据动作信号控制起重机。
18.根据本公开的另一方面，还提出一种吊装引导控制器，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器的指令执行如上述的吊装引导方法。
19.根据本公开的另一方面，还提出一种吊装引导系统，包括：上述的吊装引导控制器；以及定位开关，被配置为对目标吊装点位置进行定位。
20.在一些实施例中，力矩限制器，被配置为检测目标工作幅度和真实工作幅度；起升高度传感器，被配置为检测目标吊钩高度和吊装物离地高度；以及回转角度传感器，被配置为检测目标回转角度和真实回转角度。
21.在一些实施例中，该吊装引导系统还包括显示器和声音装置中的至少一项，其中，显示器被配置为显示动作信号；声音装置被配置为播放动作信号。
22.在一些实施例中，声音装置和定位开关中的至少一项集成在显示器中。
23.根据本公开的另一方面，还提出一种起重机，包括：上述的吊装引导控制器；或者上述的吊装引导系统。
24.根据本公开的另一方面，还提出一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上述的吊装引导方法。
25.本公开实施例中，预先将吊钩运行时目标吊装点，确定吊装目标位置，并记录起重机的目标参数，在吊装过程中，将起重机的真实参数与目标参数进行比对，实现吊装位置的准确定位，引导操作者根据工作信号向目标移动起重机臂架，减轻了操作者工作强度，降低操作难度，提高了吊装效率。
26.通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
27.构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
28.参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
29.图1为本公开的吊装引导方法的一些实施例的流程示意图；
30.图2为本公开的起重机的吊钩运行至目标吊装点位置时的目标参数的一些实施例的示意图；
31.图3为本公开的起重机吊装过程中真实参数的一些实施例的示意图；
32.图4为本公开的一些实施例中的吊装引导显示器图标示意图；
33.图5为本公开的吊装引导控制器的一些实施例的结构示意图；
34.图6为本公开的吊装引导控制器的另一些实施例的结构示意图；以及
35.图7为本公开的吊装引导系统的一些实施例的结构示意图。
具体实施方式
36.现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
37.同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
38.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
39.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
40.在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
41.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
42.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
43.图1为本公开的吊装引导方法的一些实施例的流程示意图，该方法由控制器执行。
44.在步骤110，在吊装吊装物之前，控制起重机的吊钩运行至目标吊装点位置，并确定起重机的目标参数。
45.在一些实施例中，起吊前，控制起重机吊臂空吊钩运行至目标位置，吊钩中心处于吊装位置中心，吊钩高度等于目标重物就位高度。利用定位开关，记录该目标吊装点位置坐标。
46.在一些实施例中，起重机的目标参数包括目标工作幅度r、目标吊钩高度h和目标回转角度θ。例如，控制器接收到定位开关信号后，运算并记录当时起重机的工作幅度r、回转角度θ和吊钩高度h。
47.在一些实施例中，工作幅度信息由力矩限制器运算提供，回转角度信息由回转角度传感器提供，吊钩高度信息由起升高度传感器提供。
48.在一些实施例中，工作幅度r、回转角度θ和吊钩高度h等信息能够通过显示器查询和选择。
49.在步骤120，在吊装吊装物过程中，比较起重机的真实参数与目标参数之间的偏差。
50.在一些实施例中，真实参数包括真实工作幅度r、吊装物离地高度h和真实回转角度α。
51.在一些实施例中，开始正式吊装时，选择记录的目标吊装点位置，控制器分别比较目标工作幅度r与真实工作幅度r、目标吊钩高度h与吊装物离地高度h、以及目标回转角度θ与真实回转角度α。
52.在步骤130，根据偏差，确定起重机依次执行的动作步骤，并生成相应动作信号。
53.在一些实施例中，根据控制器内预设策略或用户设定的吊装步骤，确定起重机臂架和起升卷扬动作步骤。通过控制起重机臂架和起升卷扬动作，使得吊装物位置与目标吊装点位置匹配。
54.在步骤140，输出动作信号，以指示操作人员根据动作信号控制起重机。
55.在一些实施例中，控制器向显示器输出工作信号，显示器根据动作信号通过光学信号给驾驶员提供动作引导。例如，如图4所示，在显示器上显示引导图形，图示中通过箭头图标来对驾驶员引导，图中左箭头表示左回转，上箭头表示起升，便于驾驶员动作。
56.在一些实施例中，控制器向声音装置输出工作信号，声音装置播放该工作信号。例如，播放器通过声音信号给予驾驶员动作引导。
57.在上述实施例中，预先将吊钩运行时目标吊装点，确定吊装目标位置，并记录起重机的目标参数，在吊装过程中，将起重机的真实参数与目标参数进行比对，实现吊装位置的准确定位，由于目标定位和吊装物定位过程依赖起重机普遍装配的传感器，因此，能够在不增加硬件成本和定位操作时间成本的情况下，实现吊装引导。另外，通过显示器提供动作引导图形，或者声音提示引导操作员按照系统规划的动作操作，显著降低了操作难度，提高了劳动生产率，具备快速大规模推广的优势。
58.在本公开的一些实施例中，根据预设策略吊装步骤，确定的起重机依次执行的动作步骤包括：上升步骤、变幅操作步骤、起升卷扬步骤、第一回转步骤和下落步骤。该实施例针对没有固定障碍物的情况。
59.在一些实施例中，上升步骤对应的动作信号包括上升信号，以使吊装物上升预定距离。例如，确定当前吊装物离地高度，然后起升卷扬志吊装物离地一定高度，利用力矩限制器实时获取当前幅度信息r。
60.在一些实施例中，变幅操作对应的动作信号包括：若真实工作幅度小于目标工作幅度与第一误差之差，则动作信号包括落变幅动作信号；若真实工作幅度大于目标工作幅度与第一误差之和，则动作信号包括起变幅动作信号；以及若真实工作幅度大于或等于目标工作幅度与第一误差之差，且小于或等于目标工作幅度与第一误差之和，则动作信号包括停止变幅动作信号。
61.例如，在执行完上升动作后，执行变幅操作，如果r《r-&1，则控制器输出落变幅信号；如果r》r+&1，则控制器输出起变幅信号；如果r-&1≤r≤r+&1，则说明起重器变幅到位，控制器输出停止变幅信号，其中，&1为允许的误差范围。
62.在一些实施例中，在起重机执行落变幅动作时，若吊装物离地高度小于第一高度阈值时，则动作信号包括吊钩起升动作信号和停止变幅动作信号。
63.例如，在变幅过程中，避免吊装物落地，检测到吊装物高度h小于预设值，如0.5米时，显示器系统提示吊钩起升并停止变幅落的提示图标。
64.在一些实施例中，起升卷扬步骤对应的动作信号包括：若吊装物离地高度小于第一阈值与第二误差之差，则动作信号包括起升动作信号，其中，第一阈值为目标工作幅度与第二高度阈值之和；若吊装物离地高度大于第一阈值与第二误差之和，则动作信号包括下落动作信号；以及若吊装物离地高度大于或等于第一阈值与第二误差之差，且小于或等于第一阈值与第二误差之和，则动作信号包括停止起升和下落动作信号。
65.例如，变幅到位后，变幅动作指示图标停止指示，开始比较当前吊装物离地高度h与目标高度h，指示起升卷扬动作到h＝h+δ。如果h《h+δ-&2，则指示起升信号，如果h》h+δ+&2，则指示下落信号；如果h+δ-&2≤h≤h+δ+&2，则停止起升和下落指示，其中，δ为预设的安全值，例如为0.5米，&2为允许的误差范围。
66.在一些实施例中，第一回转步骤对应的动作信号包括：根据真实回转角度与目标回转角度，若确定目标吊装点位置在操作员面对方向的右侧，则动作信号包括向右回转信号；若确定目标吊装点位置在操作员面对方向的左侧，则动作信号包括向左回转信号；以及若确定目标吊装点位置在操作员正前方，则动作信号包括停止回转信号。
67.例如，起升卷扬到位后，比较当前回转角度α与目标回转角度θ。如果判断出目标回转角度在驾驶员面对方向的右侧，则显示器显示向右回转图标，如果判断出目标回转角度在驾驶员面对方向的左侧，则显示器显示向左回转图标，待回转到位后回转图标停止指示。
68.在一些实施例中，下落步骤对应的动作信号包括下落信号，以使吊装物下落到离地高度为目标吊钩高度。
69.例如，吊装物下落到离地高度为h时，则说明吊装完成。
70.在上述实施例中，在起吊吊装物时，比较起重机的真实参数与目标参数之间的偏差，确定起重机依次执行的动作步骤，并生成相应动作信号，实现吊装引导，降低了驾驶员的操作难度。
71.在本公开的另一些实施例中，用户设定的吊装步骤，确定的起重机依次执行的动作步骤包括：上升步骤、第二回转步骤、变幅操作步骤、第一回转步骤和下落步骤。其中，上升步骤、变幅操作步骤、第一回转步骤和下落步骤对应的动作信号已在上述实施例中进行详细介绍，此处不再进一步阐述。第二回转步骤对应的动作信号包括回转信号，以使起重机回转预定角度。
72.例如，用户通过显示器设置或通过数据导入吊装动作的先后顺序和中间点坐标，以便绕开障碍物，其中先设置吊装的步骤数，然后输入每一步的动作形式和目标点。比如，第一步起升至5m,第二步右回转10
°
，第三步变幅至最终目标幅度，第四步回转至最终目标角度，第五步下落至最终目标位置。
73.图5为本公开的吊装引导控制器的一些实施例的结构示意图，该控制器包括定位模块510、比较模块520、信号生成模块530和信号输出模块540。
74.定位模块510被配置为在吊装吊装物之前，控制起重机的吊钩运行至目标吊装点位置，并确定起重机的目标参数。
75.在一些实施例中，起吊前，定位模块510控制起重机吊臂空吊钩运行至目标位置，吊钩中心处于吊装位置中心，吊钩高度等于目标重物就位高度。
76.在一些实施例中，利用定位开关，记录该目标吊装点位置坐标。起重机的目标参数包括目标工作幅度r、目标吊钩高度h和目标回转角度θ。
77.比较模块520被配置为在吊装吊装物过程中，比较起重机的真实参数与目标参数之间的偏差。
78.在一些实施例中，真实参数包括真实工作幅度r、吊装物离地高度h和真实回转角度α。
79.在一些实施例中，开始正式吊装时，选择记录的目标吊装点位置，控制器分别比较目标工作幅度r与真实工作幅度r、目标吊钩高度h与吊装物离地高度h、以及目标回转角度θ与真实回转角度α。
80.信号生成模块530被配置为根据偏差，确定起重机依次执行的动作步骤，并生成相应动作信号。
81.在一些实施例中，根据控制器内预设策略或用户设定的吊装步骤，确定起重机臂架和起升卷扬动作步骤。通过控制起重机臂架和起升卷扬动作，使得吊装物位置与目标吊装点位置匹配。
82.在一些实施例中，起重机依次执行的动作步骤包括：上升步骤、变幅操作步骤、起升卷扬步骤、第一回转步骤和下落步骤。
83.上升步骤对应的动作信号包括上升信号，以使吊装物上升预定距离。
84.变幅操作对应的动作信号包括：若真实工作幅度小于目标工作幅度与第一误差之差，则动作信号包括落变幅动作信号；若真实工作幅度大于目标工作幅度与第一误差之和，则动作信号包括起变幅动作信号；以及若真实工作幅度大于或等于目标工作幅度与第一误差之差，且小于或等于目标工作幅度与第一误差之和，则动作信号包括停止变幅动作信号。在起重机执行落变幅动作时，若吊装物离地高度小于第一高度阈值时，则动作信号包括吊钩起升动作信号和停止变幅动作信号。
85.起升卷扬步骤对应的动作信号包括：若吊装物离地高度小于第一阈值与第二误差之差，则动作信号包括起升动作信号，其中，第一阈值为目标工作幅度与第二高度阈值之和；若吊装物离地高度大于第一阈值与第二误差之和，则动作信号包括下落动作信号；以及若吊装物离地高度大于或等于第一阈值与第二误差之差，且小于或等于第一阈值与第二误差之和，则动作信号包括停止起升和下落动作信号。
86.第一回转步骤对应的动作信号包括：根据真实回转角度与目标回转角度，若确定
目标吊装点位置在操作员面对方向的右侧，则动作信号包括向右回转信号；若确定目标吊装点位置在操作员面对方向的左侧，则动作信号包括向左回转信号；以及若确定目标吊装点位置在操作员正前方，则动作信号包括停止回转信号。
87.下落步骤对应的动作信号包括下落信号，以使吊装物下落到离地高度为目标吊钩高度。
88.在本公开的另一些实施例中，用户设定的吊装步骤，确定的起重机依次执行的动作步骤包括：上升步骤、第二回转步骤、变幅操作步骤、第一回转步骤和下落步骤。第二回转步骤对应的动作信号包括回转信号，以使起重机回转预定角度。上升步骤、变幅操作步骤、第一回转步骤和下落步骤对应的动作信号已在上述实施例中进行详细介绍，此处不再进一步阐述。
89.信号输出模块540被配置为输出动作信号，以指示操作人员根据动作信号控制起重机。
90.在一些实施例中，控制器向显示器输出工作信号，显示器根据动作信号通过光学信号给驾驶员提供动作引导。
91.在一些实施例中，控制器向声音装置输出工作信号，声音装置播放该工作信号。
92.在上述实施例中，起重机在吊装前，必须进行试吊，通过将吊钩运行到目标定位点确定吊装目标位置，方法简单定位准确，在起吊吊装物时，比较起重机的真实参数与目标参数之间的偏差，确定起重机依次执行的动作步骤，并生成相应动作信号，引导操作者根据工作信号向目标移动起重机臂架，减轻了操作者工作强度，降低了操作难度。
93.图6为本公开的吊装引导控制器的另一些实施例的结构示意图，该控制器600包括存储器610和处理器620。其中：存储器610可以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器用于存储上述对应实施例中的指令。处理器620耦接至存储器610，可以作为一个或多个集成电路来实施，例如微处理器或微控制器。该处理器620用于执行存储器中存储的指令。
94.在一些实施例中，处理器620通过bus总线630耦合至存储器610。该控制器600还可以通过存储接口640连接至外部存储系统650以便调用外部数据，还可以通过网络接口660连接至网络或者另外一台计算机系统(未标出)。此处不再进行详细介绍。
95.在该实施例中，通过存储器存储数据指令，再通过处理器处理上述指令，提示引导操作员按照系统规划的动作向目标移动起重机臂架，从而减轻操作者工作强度，降低操作难度。
96.图7为本公开的吊装引导系统的一些实施例的结构示意图。该吊装引导系统包括定位开关710以及上述实施例中的吊装引导控制器720。
97.定位开关710被配置为对目标吊装点位置进行定位。定位开关710被按下时，吊装引导控制器720自动记录目标位置信息。
98.在一些实施例中，该吊装引导系统还包括力矩限制器730、回转角度传感器740和起升高度传感器750。力矩限制器730被配置为检测目标工作幅度和真实工作幅度；回转角度传感器740被配置为检测目标回转角度和真实回转角度；起升高度传感器750被配置为检测目标吊钩高度和吊装物离地高度。
99.在一些实施例中，该吊装引导系统还包括显示器760，被配置为显示动作信号，例
如，通过箭头图标来对驾驶员引导。
100.在一些实施例中，该吊装引导系统还包括声音装置770，被配置为播放动作信号。
101.在一些实施例中，定位开关710、吊装引导控制器720、力矩限制器730、回转角度传感器740、起升高度传感器750、显示器760、和声音装置770，各部件之间通过通讯总线连接或电连接。吊装引导系统部件全部安装于起重机上，其中显示器安装于驾驶舱内。在一些实施例中，定位开关710和声音装置770可集成于显示器760中。
102.在上述实施例中，通过起重机自带传感器配合定位开关，在不增加成本的前提下解决目标点定位问题，然后通过在显示器提供动作引导图形或声音，提示引导操作员按照系统规划的动作向目标移动起重机臂架，从而减轻操作者工作强度，降低操作难度。驾驶员仍是安全操作的主体，符合现行法规和当前技术水平，可以快速大批量应用。
103.在本公开的另一些实施例中，还保护一种起重机，该起重机包括上述实施例中的吊装引导控制器，或者，吊装引导系统。
104.在另一些实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上述对应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
105.本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
106.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
107.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
108.至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
109.虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本公开的范围由所附权利要求来限定。