CN107720553A - 塔机及其装配控制方法、控制装置和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塔机及其装配控制方法、控制装置和存储介质，用于对塔机的装配过程进行在线监控，本发明塔机的回转平台之上设有用于定位实时地理位置信息的位置检测装置，本发明控制方法包括：接收塔机固定至安装基础面的初始状态下回转对应的位置检测装置生成的多个位置参数；判断多个位置参数对应的海拔高度差值是否超出设定阈值，根据判断结果生成用于提示述塔机的基础水平度是否超标的第一提示信息。实现了塔机的基础水平度的在线监测，利于塔机装配施工过程中的质量监控，及早发现问题，且利于在线监管，提升后续塔机的运行安全性及可靠性。

Description

塔机及其装配控制方法、控制装置和存储介质

技术领域

本发明涉及起重设备领域，特别地，涉及一种塔机及其装配控制方法、控制装置和存储介质。

背景技术

塔式起重机(以下简称塔机)是大型作业设备，其主要作用是在工农业建设中用于垂直物料输送，随着现代化建设水平的不断发展，塔机的应用需求越来越多，但伴随着的安全事故也时有发生，每年都有多起带有人身伤亡的塔机重特大事故发生。从所有的事故原因分析结果来看，塔机结构安全是一个不可忽视的原因。

发明人在实现本发明的过程中，发现塔机在装配过程中涉及到较为重要的两个方面的因素：其一，塔机安装的基础水平度是否符合要求，若在塔机安装之初，其基础水平度未符合要求，则随着塔身的加高，势必会导致塔机后续的装配施工无法满足其垂直度要求，极大浪费施工时间及成本，且容易导致安全事故；其二，塔机配重块的设计是否符合规范，现有的塔机配重块一般都是工地现场浇筑的，由于受限于施工条件及施工人员的水平，其重量的精确性难以控制，而配重块过轻或过重都会对塔机安全使用带来隐患。现有技术中，对基础水平度的检验，一般均采用全站仪或水平仪进行手工检验，其精度无法控制且不利于监管控制，对于配重块的校核亦无可靠的技术手段，故设计一种能够实现塔机在建施工过程中对其基础水平度检验及配重块校核的监测方案，是塔机行业亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种塔机及其装配控制方法、控制装置和存储介质，以解决现有的塔机装配施工过程中无法及时有效实现对其基础水平度和/或配重块进行监管控制的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种塔机装配控制方法，用于对塔机的装配过程进行在线监控，塔机的回转平台之上设有用于定位实时地理位置信息的位置检测装置，本发明控制方法包括：

接收塔机固定至安装基础面的初始状态下回转对应的位置检测装置生成的多个位置参数；

判断多个位置参数对应的海拔高度差值是否超出设定阈值，根据判断结果生成用于提示述塔机的基础水平度是否超标的第一提示信息。

进一步地，本发明控制方法还包括：

通过接收塔机上位置检测装置生成的多个位置参数判断塔机的配重块是否合格。

进一步地，通过接收塔机上位置检测装置生成的多个位置参数判断塔机的配重块是否合格包括：

构建以塔机的设备回转中心为圆心、位置检测装置与设备回转中心的理论水平距离为半径的水平参考圆；

构建塔机空载状态对应的第一水平轨迹圆，第一水平轨迹圆基于塔机空载状态下回转一周时位置检测装置采集的位置参数生成；

构建塔机额定载荷状态对应的第二水平轨迹圆，第二水平轨迹圆基于塔机额定载荷状态下回转一周时位置检测装置采集的位置参数生成；

比对水平参考圆与第一水平轨迹圆之间的半径差和第二水平轨迹圆与水平参考圆之间的半径差，根据比对结果生成用于提示塔机的配重块校核结果的第二提示信息。

进一步地，根据比对结果生成用于提示塔机的配重块校核结果的第二提示信息包括：

若水平参考圆与第一水平轨迹圆之间的半径差大于第二水平轨迹圆与水平参考圆之间的半径差，则判定配重块过重；

若水平参考圆与第一水平轨迹圆之间的半径差小于第二水平轨迹圆与水平参考圆之间的半径差，则判定配重块过轻。

进一步地，本发明控制方法还包括：

将提示信息发送给本地或者远程监控终端。

根据本发明的另一方面，还提供一种塔机装配控制装置，用于对塔机的装配过程进行在线监控，塔机的回转平台之上设有用于定位实时地理位置信息的位置检测装置，本发明控制装置包括：

接收单元，用于接收塔机固定至安装基础面的初始状态下回转对应的位置检测装置生成的多个位置参数；

第一判断单元，用于判断多个位置参数对应的海拔高度差值是否超出设定阈值，根据判断结果生成用于提示述塔机的基础水平度是否超标的第一提示信息。

进一步地，本发明控制装置还包括：

第二判断单元，用于通过接收塔机上位置检测装置生成的多个位置参数判断塔机的配重块是否合格。

进一步地，本发明控制装置还包括：

发送单元，用于将提示信息发送给本地或者远程监控终端。

根据本发明的另一方面，还提供一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行本发明的控制方法。

根据本发明的另一方面，还提供一种塔机，包括设置于塔机的回转平台之上用于定位实时地理位置信息的位置检测装置，还包括与位置检测装置通信连接的处理器，处理器用于运行程序，程序运行时执行本发明的控制方法。

本发明具有以下有益效果：

本发明实施例，通过接收塔机固定至安装基础面的初始状态下回转对应的位置检测装置生成的多个位置参数，判断多个位置参数对应的海拔高度差值是否超出设定阈值，进而实现塔机的基础水平度的在线监测，利于塔机装配施工过程中的质量监控，及早发现问题，且利于在线监管，提升后续塔机的运行安全性及可靠性。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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：

图1是本发明优选实施例塔机装配控制方法的流程示意图；

图2是本发明优选实施例中塔机基础水平度检测的原理示意图；

图3是本发明优选实施例塔机配重块校准方法的流程示意图；

图4是本发明优选实施例中塔机配重块校准的原理示意图；

图5是本发明优选实施例塔机装配控制装置的原理方框示意图；

图6是本发明优选实施例中第二判断单元的原理方框示意图。

附图标记说明：

100、接收单元；

200、第一判断单元；

300、第二判断单元；

310、水平参考圆构建模块；

320、第一水平轨迹圆构建模块；

330、第二水平轨迹圆构建模块；

340、配重块校准模块；

400、发送单元。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明塔机装配控制方法，解决了传统的在建塔机装配过程中无法实现对其基础水平度进行在线自动监测及在线无法监管的难题。

本发明的一个实施例提供一种塔机装配控制方法，用于对塔机的装配过程进行在线监控，本实施例在塔机的回转平台之上设置位置检测装置。优选地，本实施例塔机的吊臂远端或者工作小车上设有用于定位实时地理位置信息的位置检测装置，参照图1，本实施例控制方法包括：

步骤S101，接收塔机固定至安装基础面的初始状态下回转对应的位置检测装置生成的多个位置参数；

步骤S102，判断多个位置参数对应的海拔高度差值是否超出设定阈值，根据判断结果生成用于提示述塔机的基础水平度是否超标的第一提示信息。

参见图2，在塔机的初始安装状态下(对应塔机最低高度状态)，即在塔机安装基础面上安装好必要标准节且各个部件都连接无误后，即可进行塔机的设备回转中心及安装水平面检测。如果位置检测装置安装于工作小车上，将工作小车位移至最远端。对于动吊臂，为了保证测量精度，保持动吊臂处于初始仰角状态，即吊臂与水平方向的夹角最小。开动塔机回转机构，让塔机吊臂绕塔身中心旋转，在旋转过程中，位置检测装置不断接收到当前的经纬度和高度的地理位置信息，当吊臂完整地旋转360度后，经数据处理装置连接所有的位置检测装置接收到的经纬度及高度值检测值，即可形成一个封闭的三维轨迹G，该三维轨迹G投影到水平方向，形成测试圆，通过简单的计算，即可算出该圆的圆心O三维空间坐标，该圆心坐标的水平坐标即为塔机的设备回转中心的地理位置坐标。优选地，圆心O的海拔高度减去初装塔机基础到位置检测装置的实际高度，即为塔机的基础海拔高度。该三维轨迹G上各个点高度的差值大小，即代表塔机的基础水平度状态，差值越大，则代表塔机的基础水平度越差。优选地，数据处理装置通过比较该三维轨迹上各点高度的差值，并与预设阈值比较，即可判定塔机的基础水平度是否出现超差的问题，一旦检测到塔机的基础水平度不满足要求，则可生成警报信息以及时提醒安装或者管理人员。本实施例中的数据处理装置可以为集成于塔机驾驶室侧的处理器上的处理单元，亦可以为单独设置于塔机上的处理装置，还可以为设置于远程服务器处与塔机上的位置检测装置有线或者无线通信连接的处理装置。本实施例中，数据处理装置记录下生成的初始状态下塔机的设备回转中心，并根据位置检测装置检测得到的地理位置坐标与塔机的设备回转中心的实际水平距离，即可构建出水平参考圆R1。此时，由于塔机高度低，塔身刚性大，水平参考圆R1与测试圆的半径基本相同。

优选地，本实施例控制方法还包括：

步骤S200，通过接收塔机上位置检测装置生成的多个位置参数判断塔机的配重块是否合格。

根据塔身设计的一般原则，当空载状态时，配重块的重量对塔身产生的弯矩基本为额定工作弯矩的50％，此时为后倾状态，当塔机起吊额定工作弯矩载荷时，此时塔身应该处于前倾状态，由于塔机标准节的对称性，决定了塔机在空载时候的后倾与起吊额定工作力矩时前倾塔身产生的弹性变形量是基本相同的，也就是在这两种状态下，塔身轴心线L对支承面的侧向垂直度偏差一致。本实施例利用该设计原则，并巧妙地采集及接收位置检测装置生成的位置参数实现对配重块的在线校核。

参照图3，本实施例中，通过接收塔机上位置检测装置生成的多个位置参数判断塔机的配重块是否合格包括：

步骤S201，构建以塔机的设备回转中心为圆心、位置检测装置与设备回转中心的理论水平距离为半径的水平参考圆；

本实施例中，水平参考圆的构建具体包括：

接收塔机初始安装状态下回转时经位置检测装置生成多个位置参数并生成塔机的设备回转中心对应的初始位置参数；本实施例中，通过塔机回转机构驱动在吊臂回转超过180度，形成周向点轨迹线，即可精确地计算出设备回转中心的地理位置坐标经纬度数据。

以初始位置参数的水平坐标为圆心，位置检测装置与设备回转中心的理论水平距离为半径构建水平参考圆。此处的理论水平距离是指塔机的塔身无形变对应的位置检测装置与设备回转中心间的水平距离。具体可以参见前述记载部分，在此不做赘述。

步骤S202，构建塔机空载状态对应的第一水平轨迹圆，第一水平轨迹圆基于塔机空载状态下回转一周时位置检测装置采集的位置参数生成；

步骤S203，构建塔机额定载荷状态对应的第二水平轨迹圆，第二水平轨迹圆基于塔机额定载荷状态下回转一周时位置检测装置采集的位置参数生成；

步骤S204，比对水平参考圆与第一水平轨迹圆之间的半径差和第二水平轨迹圆与水平参考圆之间的半径差，根据比对结果生成用于提示塔机的配重块校核结果的第二提示信息。

参见图4，图4分别示出了本实施例中的水平参考圆R1、第一水平轨迹圆R2、第二水平轨迹圆R3。其中，水平参考圆R1的构建方法已在前述部分记载。第一水平轨迹圆R2为塔机在空载状态下经位置检测装置生成的空载位置轨迹K在水平方向的投影生成。第二水平轨迹圆R3为塔机在额定载荷状态下经位置检测装置生成的位置轨迹在水平方向的投影。

优选地，根据比对结果生成用于提示塔机的配重块校核结果的第二提示信息包括：

若水平参考圆R1与第一水平轨迹圆R2之间的半径差大于第二水平轨迹圆R3与水平参考圆R2之间的半径差，则判定配重块过重；

若水平参考圆R1与第一水平轨迹圆R2之间的半径差小于第二水平轨迹圆R3与水平参考圆R1之间的半径差，则判定配重块过轻。

本领域技术人员可以理解，在理想状态下，第一水平轨迹圆R2与第二水平轨迹圆R3与水平参考圆R1之间的半径差相等，且圆周的变化曲率一致。

在其他实施例中，位置检测装置还可以设置与塔机的平衡臂上，检测方案可以参照前述实施例，在此不做赘述。

优选地，本实施例塔机装配控制方法还包括：

将提示信息发送给本地或者远程监控终端。譬如，经处理装置生成的判断塔机基础水平度是否超差的第一提示信息和/或判断配重块是否符合要求的第二提示信息发送至塔机驾驶室侧的显示终端上或者发送至管理者的手持监控终端上或者发送至调度室内的远程管理服务器处等，从而可以实现装配质量的在线及远程监控管理。

本实施例中，位置检测装置采用GPS接收装置进行实时定位。优选地，为了提高整个***监测的精度，GPS接收装置基于实时动态差分RTK(Real-time kinematic)定位，可以将定位精度提升至厘米级。具体地，本实施例中，GPS接收装置包括设置于吊臂远端或者移动小车上的移动GPS接收单元及固设于地面上的基准GPS接收单元。

本实施例中，卫星导航定位***由三大部分组成：空间卫星星座、地面监控以及用户设备，卫星连续不断发送导航定位信号，在经过大气层和电离层时会产生一定的误差，地面监控***根据卫星数据计算编制卫星星历，并经注入站注入给各个卫星，卫星星历包括两种，一种是广播星历，实时接收卫星数据，这样由于误差导致精度会比较低，只能用于实时导航定位。另一种是精密星历，卫星数据经事后精密处理计算出来，该星历仅供事后高精度定位用，不能进行实时定位。本实施例中，RTK技术的原理是设置两个站，基准站(即基准GPS接收单元)设置在地面固定不动，具有确定的位置坐标，再设置一个移动GPS端(即移动GPS接收单元)，移动GPS端可处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给移动GPS端，移动GPS端不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集观测数据，将接收到的准确和非准确的数据进行实时解算，在***内组成差分观测值进行实时处理，将数据进行对比，算出位置的实时精度，可以达到厘米级的高精度定位结果，历时不到一秒钟，从而实现实时的高精度定位，从而满足塔机吊臂远端或者位移至吊臂远端的工作小车定位的精度要求。

根据本发明的另一方面，还提供一种塔机装配控制装置，用于对塔机的装配过程进行在线监控，塔机的回转平台之上设有用于定位实时地理位置信息的位置检测装置。本实施例控制装置可以运行本发明实施例的控制方法，参见图5，本实施例控制装置包括：

接收单元100，用于接收塔机固定至安装基础面的初始状态下回转对应的位置检测装置生成的多个位置参数；

第一判断单元200，用于判断多个位置参数对应的海拔高度差值是否超出设定阈值，根据判断结果生成用于提示述塔机的基础水平度是否超标的第一提示信息。

优选地，本实施例控制装置还包括：

第二判断单元300，用于通过接收塔机上位置检测装置生成的多个位置参数判断塔机的配重块是否合格。

具体地，本实施例中，参见图6，本实施例第二判断单元300包括：

水平参考圆构建模块310，用于构建以塔机的设备回转中心为圆心、位置检测装置与设备回转中心的水平距离为半径的水平参考圆；

第一水平轨迹圆构建模块320，用于构建塔机空载状态对应的第一水平轨迹圆，第一水平轨迹圆基于塔机空载状态下回转一周时位置检测装置采集的位置参数生成；

第二水平轨迹圆构建模块330，用于构建塔机额定载荷状态对应的第二水平轨迹圆，第二水平轨迹圆基于塔机额定载荷状态下回转一周时位置检测装置采集的位置参数生成；

配重块校准模块340，用于比对水平参考圆与第一水平轨迹圆之间的半径差和第二水平轨迹圆与水平参考圆之间的半径差，根据比对结果生成用于提示塔机的配重块校核结果的第二提示信息。

本实施例中，各单元的具体执行过程可以参照上述方法实施例，在此不做赘述。

优选地，参照图5，本实施例控制装置还包括：

发送单元400，用于将提示信息发送给本地或者远程监控终端。

根据本发明的另一方面，还提供一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行本发明实施例的控制方法。

根据本发明的另一方面，还提供一种塔机，包括设置于塔机的回转平台之上用于定位实时地理位置信息的位置检测装置，还包括与位置检测装置通信连接的处理器，处理器用于运行程序，程序运行时执行本发明实施例的控制方法。

本发明实施例，通过接收塔机固定至安装基础面的初始状态下回转对应的位置检测装置生成的多个位置参数，判断多个位置参数对应的海拔高度差值是否超出设定阈值，进而实现塔机的基础水平度的在线监测，利于塔机装配施工过程中的质量监控，及早发现问题，且利于在线监管，提升后续塔机的运行安全性及可靠性。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本实施例方法所述的功能如果以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，可以存储在一个或者多个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例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设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)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-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)，磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种塔机装配控制方法，用于对塔机的装配过程进行在线监控，其特征在于，所述塔机的回转平台之上设有用于定位实时地理位置信息的位置检测装置，所述控制方法包括：

接收所述塔机固定至安装基础面的初始状态下回转对应的所述位置检测装置生成的多个位置参数；

判断所述多个位置参数对应的海拔高度差值是否超出设定阈值，根据判断结果生成用于提示述塔机的基础水平度是否超标的第一提示信息。

2.根据权利要求1所述的塔机装配控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

通过接收所述塔机上所述位置检测装置生成的多个位置参数判断所述塔机的配重块是否合格。

3.根据权利要求2所述的塔机装配控制方法，其特征在于，所述通过接收所述塔机上所述位置检测装置生成的多个位置参数判断所述塔机的配重块是否合格包括：

构建以所述塔机的设备回转中心为圆心、所述位置检测装置与所述设备回转中心的理论水平距离为半径的水平参考圆；

构建所述塔机空载状态对应的第一水平轨迹圆，所述第一水平轨迹圆基于所述塔机空载状态下回转一周时所述位置检测装置采集的位置参数生成；

构建所述塔机额定载荷状态对应的第二水平轨迹圆，所述第二水平轨迹圆基于所述塔机额定载荷状态下回转一周时所述位置检测装置采集的位置参数生成；

比对所述水平参考圆与所述第一水平轨迹圆之间的半径差和所述第二水平轨迹圆与所述水平参考圆之间的半径差，根据比对结果生成用于提示塔机的配重块校核结果的第二提示信息。

4.根据权利要求3所述的塔机装配控制方法，其特征在于，所述根据比对结果生成用于提示塔机的配重块校核结果的第二提示信息包括：

若所述水平参考圆与所述第一水平轨迹圆之间的半径差大于所述第二水平轨迹圆与所述水平参考圆之间的半径差，则判定所述配重块过重；

若所述水平参考圆与所述第一水平轨迹圆之间的半径差小于所述第二水平轨迹圆与所述水平参考圆之间的半径差，则判定所述配重块过轻。

5.根据权利要求1至4任一所述的塔机装配控制方法，其特征在于，还包括：

将提示信息发送给本地或者远程监控终端。

6.一种塔机装配控制装置，用于对塔机的装配过程进行在线监控，其特征在于，所述塔机的回转平台之上设有用于定位实时地理位置信息的位置检测装置，所述控制装置包括：

接收单元，用于接收所述塔机固定至安装基础面的初始状态下回转对应的所述位置检测装置生成的多个位置参数；

第一判断单元，用于判断所述多个位置参数对应的海拔高度差值是否超出设定阈值，根据判断结果生成用于提示述塔机的基础水平度是否超标的第一提示信息。

7.根据权利要求6所述的塔机装配控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：

第二判断单元，用于通过接收所述塔机上所述位置检测装置生成的多个位置参数判断所述塔机的配重块是否合格。

8.根据权利要求6所述的塔机装配控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：

发送单元，用于将提示信息发送给本地或者远程监控终端。

9.一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至5任一所述的控制方法。

10.一种塔机，其特征在于，包括设置于所述塔机的回转平台之上用于定位实时地理位置信息的位置检测装置，还包括与所述位置检测装置通信连接的处理器，所述处理器用于运行程序，所述程序运行时执行如权利要求1至5任一所述的控制方法。