[发明专利]监测吊钩位置及防止吊钩冲顶的方法、系统及起重机

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种监测起重机吊钩位置及防止起重机吊钩冲顶以及的方法、系统、以及包含该系统的起重机。

背景技术

现有的塔式起重机在预防吊钩冲顶时，一般采用高度限位器。该高度限位器可检测钢丝绳卷筒的旋转角度，该角度可反映吊钩与小车的距离。在该距离小于预设距离时，采取相应的操作，以防止吊钩冲顶。

然而，当高度限位器发生故障，极易发生吊钩冲顶，造成结构损坏、钢丝绳断裂、重物坠落，发生安全事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于图像处理的防止起重机吊钩冲顶以及监测起重机吊钩位置的控制方法、系统、以及包含该系统的起重机，其提供了一种有别于上述高度限位器的另一新型防吊钩冲顶方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种防止起重机吊钩冲顶的控制方法，该起重机包含卷筒、缠绕在卷筒上的绳索、连接在该绳索一端的吊钩、以及驱动该卷筒转动的电机，该方法包括：获取可反映所述卷筒上的绳索缠绕状态的图像；对所获取的图像分别进行解码及二值化处理，以生成数据矩阵；将该数据矩阵与预定数据矩阵进行比较，并根据比较结果执行以下操作中的至少一者：在所述数据矩阵与冲顶预警位置数据矩阵相等时，发出吊钩冲顶预警信号；在所述数据矩阵与起升减速位置数据矩阵相等且所述起升机构未减速时，控制所述起升机构减速；以及在所述数据矩阵与起升紧急制动速位置数据矩阵相等且所述起升机构未停止起升操作时，制动所述起升机构。

相应的，本发明还提供一种防止起重机吊钩冲顶的控制系统，该起重机包含卷筒、缠绕在卷筒上的绳索、连接在该绳索一端的吊钩、以及驱动该卷筒转动的电机，该系统包括：图像采集装置，用于获取可反映所述卷筒上的绳索缠绕状态的图像；控制装置，用于对所获取的图像分别进行解码及二值化处理，以生成数据矩阵；将该数据矩阵与预定数据矩阵进行比较，并根据比较结果执行以下操作中的至少一者：在所述数据矩阵与冲顶预警位置数据矩阵相等时，发出吊钩冲顶预警信号；在所述数据矩阵与起升减速位置数据矩阵相等且所述起升机构未减速时，控制所述起升机构减速；以及在所述数据矩阵与起升紧急制动速位置数据矩阵相等且所述起升机构未停止起升操作时，制动所述起升机构。

相应的，本发明还提供一种监测起重机吊钩位置的方法，该起重机包含卷筒、缠绕在卷筒上的绳索、连接在该绳索一端的吊钩、以及驱动该卷筒转动的电机，该方法包括：获取可反映所述卷筒上的绳索缠绕状态的图像；对所获取的图像分别进行解码及二值化处理，以生成数据矩阵；以及根据该数据矩阵，确定所述吊钩的位置。

相应的，本发明还提供一种监测起重机吊钩位置的系统，该起重机包含卷筒、缠绕在卷筒上的绳索、连接在该绳索一端的吊钩、以及驱动该卷筒转动的电机，该系统包括：图像采集装置，用于获取可反映所述卷筒上的绳索缠绕状态的图像；控制装置，用于对所获取的图像分别进行解码及二值化处理，以生成数据矩阵；以及根据该数据矩阵，确定所述吊钩的位置。

相应的，本发明还提供一种起重机，该起重机包括上述防止起重机吊钩冲顶的控制系统和/或监测起重机吊钩位置的系统。

通过上述技术方案，可通过图像处理的方式判断吊钩的位置，并根据吊钩的位置执行相应的操作，以防止吊钩冲顶。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提供的用于确定起重机卷筒的绳索缠绕状态的系统的结构示意图；

图2为图像采集装置与卷筒的布局示意图；

图3为图像采集所采集的图像；

图4为图像处理流程图；

图5为对应于图3所示的图像的数据矩阵；

图6A、图6B以及图6C分别为绳索缠绕状态为正常状态、叠绳状态、及跳绕状态的示意图及相应的数据矩阵；

图7A及图7B分别为双起升机构同步与不同步状态下的绳索缠绕状态示意图；

图8为倾角传感器于吊钩横梁上的布置示意图；

图9A、图9B、图9C以及图9D分别为具有双起升机构的起重机的吊钩处于冲顶预警位置、起升减速位置、起升紧急制动位置以及冲顶位置时的示意图及相应的数据矩阵；以及

图10A、图10B、图10C以及图10D分别为具有单起升机构的起重机的吊钩处于冲顶预警位置、起升减速位置、起升紧急制动位置以及冲顶位置时的示意图及相应的数据矩阵。