[发明专利]一种起重机遥控系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种起重机控制技术，尤其涉及一种起重机遥控系统及其控制方法。

背景技术

物料搬运在整个国民经济中起着十分重要的作用，提高起重运输机械的生产效率，确保运行的安全性、可靠性，提高自动化水平，降低物料搬运成本是非常重要的。

现有起重机遥控器的操作者工作时首先要分辨出吊件的目标方位和起重机机构的相对位置关系，再在自己的头脑中解析对应出摇杆方向或按键，需要专门的操作人员，且效率低、容易误判出错；尤其对于使用频繁和工作量很大的起重机或方向性不强的核环吊设备，使操作者的劳动强度增大，更增加了误操作的可能性，国内外每年都发生大量因误操作造成的起重机设备损坏甚至机械事故。

中国专利CN200820042427.8公开了《一种基于陀螺仪的空间遥控器》，该空间遥控器只是把遥控器基于感知轴方向上的位置信息通过光标反应在屏幕上，实现屏幕光标的移动、定位和选择，类似于空间鼠标，仅适用于对电脑、电视机等的显示终端进行控制，无法实现根据遥控器和受控对象的姿态信息自动解析方向控制指令，因此该遥控器无法对起重机实现所指即所行的方向控制。

中国专利CN201110096680.8公开了《一种电动滑板车陀螺仪遥控器》，该遥控器内置陀螺仪，以倾斜角度控制滑板车前进、后退、刹车、转向、速度，受控滑板车上不安装姿态检测装置，无法实现根据遥控器和受控对象的姿态信息自动解析方向控制指令，操作者要分辨滑板车的行进方向后再进行操作，因此无法对受控装置实现所指即所行。

中国专利CN201110329178.7公开了《整合式遥控器》，该遥控器的第一种工作模式是根据三轴加速度传感器、陀螺仪感应的遥控器的移动速度、方向参数产生相应的控制信号控制受控装置，没有对受控装置进行姿态检测，无法实现根据遥控器和受控对象的姿态信息自动解析方向控制指令，因此该遥控器无法对起重机实现所指即所行的方向控制。

因此开发一种能减轻操作者劳动强度的起重机智能遥控系统成为亟待解决的技术难题。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种能根据遥控器和受控对象的姿态信息自动解析方向控制指令，即可控制起重机按照所指方向以给定速度运行的起重机遥控系统及其控制方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种起重机遥控系统，包括本机遥控单元和手持遥控单元；所述的手持遥控单元包括微控制器、速度信号给定单元、手持遥控单元姿态检测装置和手持遥控单元无线收发装置，所述的微控制器分别与速度信号给定单元、手持遥控单元姿态检测装置和手持遥控单元无线收发装置连接；所述的本机遥控单元包括本机姿态检测装置和本机无线收发装置，所述的本机遥控单元安装在起重机大车的机构上；所述的本机姿态检测装置的输出端与本机无线收发装置连接，所述的本机无线收发装置与本机控制器连接；所述的手持遥控单元无线收发装置通过无线网络与本机无线收发装置连接；

所述的手持遥控单元姿态检测装置包括微机电传感器陀螺仪、加速度计和磁强计，所述的微机电传感器陀螺仪、加速度计和磁强计分别通过IC总线与微控制器进行通信；所述的微机电传感器陀螺仪用于获取手持遥控单元的实时姿态信息，通过对微机电传感器陀螺仪的角速度数据进行姿态解算得到手持遥控单元的姿态角：航向角ψ、滚转角γ和俯仰角θ，手持遥控单元的航向角ψ用于指示起重机吊件的目标方向，手持遥控单元的滚转角γ用于控制小车的运行方向，手持遥控单元的俯仰角θ用于指示吊件的垂直升降方向，同理，通过本机姿态检测装置可获得大车的姿态信息。

一种起重机遥控系统的控制方法，包括以下步骤：

A、手持遥控单元姿态检测装置将检测到的手持遥控单元上的微机电传感器输出的数据通过手持遥控单元无线收发装置传给微控制器；

B、本机姿态检测装置将检测到的大车上的微机电传感器输出的数据通过本机无线收发装置和手持遥控单元无线收发装置传给微控制器；

C、微控制器根据手持遥控单元和大车上的微机电传感器输出数据进行姿态解算得到手持遥控单元的姿态角：航向角ψ、滚转角γ、俯仰角θ和大车的姿态角：航向角ψ、滚转角γ、俯仰角θ；

D、微控制器将手持遥控单元航向角ψ与大车航向角ψ进行比较，得到大车与手持遥控单元所指目标方向的偏差航向角，再根据小车在大车上的具体位置，解析出大车最优的目标方向运行控制指令；小车在大车上的具体位置由小车编码器测出；