CN108862040B

CN108862040B - 确定起重机吊重的方法及装置

Info

Publication number: CN108862040B
Application number: CN201810798718.8A
Authority: CN
Inventors: 郭启训; 龙世文; 杨凯; 袁海; 谢明中
Original assignee: Hunan Intellectual Technology Co Ltd Of Zhong Lianchong Section
Current assignee: Hunan Intellectual Technology Co Ltd Of Zhong Lianchong Section
Priority date: 2018-07-19
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2019-11-01
Anticipated expiration: 2038-07-19
Also published as: CN108862040A

Abstract

本发明涉及重工控制领域，具体地涉及确定起重机吊重的方法及装置。该方法包括：获取时间顺序上的多个初始计算的初始吊重值；根据与当前时刻最临近的预定个数的初始吊重值，确定所述起重机的当前工作状态；以及根据所述当前工作状态，确定所述起重机的当前吊重值。该方法和装置能够精确确定起重机的当前吊重，并消除了起重机带载伸缩时吊重的跳变现象，从而为起重机的安全控制提供可靠依据。

Description

确定起重机吊重的方法及装置

技术领域

本发明涉及重工控制领域，具体地涉及确定起重机吊重的方法及装置。

背景技术

起重机作为一种重工机械设备，在其运行过程中需要防止因特定运行条件导致其部件受损，因而需要进行安全控制。现有技术中，通常利用力矩限制器实现起重机运行时的安全控制。起重机力矩限制器是一种实时的起重力矩安全检测装置，通过力矩限制器可以查看起重机运行时的臂长、角度、幅度、吊重、力矩百分比等参数，同时也可以查询力矩限制器的工作记录及超载记录。在力矩限制器众多参数中吊重显示是最为重要的参数之一。其他多个功能都是在吊重正确显示的前提下实现的，例如超载记录查询和超载时切断起重机向危险方向操作。因而吊重是起重机运全安全控制的关键参数，准确确定起重机吊重对于起重机的安全控制有很重要的意义。

现有技术中，由起重机力矩限制器确定的吊重精度在一般的工况下均能达到国家标准，但是在一些特殊操作时显示吊重值不稳定，容易发生跳变。例如，起重机带载伸缩时会引起钢丝绳、臂架、滑轮之间的摩擦力产生急剧变化，产生的摩擦力无法计算，最终导致吊重显示变化大，达不到精度显示要求。

现有起重机一般为避免引起油缸变形而严禁起重机带载伸缩操作。只有某些经过特别设计的伸缩油缸允许带载伸缩，并配备了带载伸缩额定起重量表，当带载重量大于带载伸缩额定起重量时严禁带载伸缩。这些经过特别设计的允许带载伸缩的起重机必须能够精确显示当前吊重，在不允许带载伸缩时切断带载伸缩，避免引起伸缩油缸断裂等安全事故发生。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种确定起重机吊重的方法及装置，该方法和装置能够精确确定起重机的当前吊重，并消除了吊重的跳变现象，从而为起重机的安全控制提供可靠依据。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种确定起重机吊重的方法，该方法包括：获取时间顺序上的多个初始计算的初始吊重值；根据与当前时刻最临近的预定个数的初始吊重值，确定所述起重机的当前工作状态；以及根据所述当前工作状态，确定所述起重机的当前吊重值。

其中，所述根据与当前时刻最临近的预定个数的初始吊重值，确定所述起重机的当前工作状态包括：确定所述预定个数的初始吊重值的变化度，所述变化度表示所述起重机的吊重变化程度；根据所述变化度确定所述起重机的所述当前工作状态。

其中，所述确定所述预定个数的初始吊重值的变化度包括：确定与所述预定个数的初始吊重值关联的基准值；以及确定所述预定个数的初始吊重值中每一者相对于所述基准值的变化度。所述根据所述变化度确定所述起重机的所述当前工作状态包括：确定所述预定个数的初始吊重值中，相对于所述基准值的变化度大于预定值的第一个数；以及根据所述第一个数确定所述当前工作状态。

其中，所述确定所述预定个数的初始吊重值中每一者相对于所述基准值的变化度包括：根据如下等式一确定所述预定个数的初始吊重值中每一者相对于所述基准值的变化度：

等式一：

其中，d_i为所述预定个数的初始吊重值中第i个初始吊重值相对于所述基准值的变化度，M_i为所述第i个初始吊重值，M为所述基准值。

其中，所述基准值优选为所述预定个数的初始吊重值的中值、平均值或所述预定个数的初始基准值按所述时间顺序排列时位于正中间的一者或两者的平均值。

其中，所述根据所述第一个数确定所述当前工作状态包括：记录到所述当前时刻为止，所述第一个数大于预定个数的第一次数和所述第一个数为所述预定个数以下的第二次数；根据与所述第一次数和所述第二次数关联的状态隶属度函数确定所述起重机的当前平稳度；当所述当前平稳度大于预定平稳度时，确定所述当前工作状态为平稳状态；以及当所述当前平稳度为所述预定平稳度以下时，确定所述当前工作状态为起钩状态或落钩状态，其中，当确定所述当前工作状态为平稳状态时，所述第一次数和所述第二次数被清零。

其中，所述状态隶属度函数如以下等式二所示：

等式二：

其中，n为所述第一次数，m为所述第二次数，P为所述平稳度。

其中，根据所述当前工作状态，确定所述起重机的当前吊重值可以包括：如果确定所述当前工作状态为平稳状态，确定与当前时刻最临近的第一预定个数的所述初始吊重值的平均值；以及如果当前初始吊重值相对于所述平均值的误差为预定误差以内，则将所述平均值确定为所述当前吊重值。

根据本发明的另一方面，还提供一种确定起重机吊重的装置，该装置包括：获取模块，用于获取时间顺序上的多个初始计算的初始吊重值；确定模块，用于：根据与当前时刻最临近的预定个数的初始吊重值，确定所述起重机的当前工作状态；以及根据所述当前工作状态，确定所述起重机的当前吊重值。

其中，根据与当前时刻最临近的预定个数的初始吊重值，确定所述起重机的当前工作状态包括：确定所述预定个数的初始吊重值的变化度，所述变化度表示所述起重机的吊重变化程度；根据所述变化度确定所述起重机的所述当前工作状态。

其中，所述确定所述预定个数的初始吊重值的变化度包括：确定与所述预定个数的初始吊重值关联的基准值；确定所述预定个数的初始吊重值中每一者相对于所述基准值的变化度；所述根据所述变化度确定所述起重机的所述当前工作状态包括：确定所述预定个数的初始吊重值中，相对于所述基准值的变化度大于预定值的第一个数；以及根据所述第一个数确定所述当前工作状态。

其中，变化度的确定可以通过所述等式一实现。

其中，所述基准值为所述预定个数的初始吊重值的中值、平均值或所述预定个数的初始基准值按所述时间顺序排列时位于正中间的一者或两者的平均值。

其中，所述根据所述第一个数和所述第二个数确定所述当前工作状态包括：记录到所述当前时刻为止，所述第一个数大于预定个数的第一次数和所述第一个数为所述预定个数以下的第二次数；根据与所述第一次数和所述第二次数关联的状态隶属度函数确定所述起重机的当前平稳度；当所述当前平稳度大于预定平稳度时，确定所述当前工作状态为平稳状态；以及当所述当前平稳度为所述预定平稳度以下时，确定所述当前工作状态为起钩状态或落钩状态，其中，当确定所述当前工作状态为平稳状态时，所述第一次数和所述第二次数被清零。

其中，所述状态隶属度函数可由所述等式二实现。

其中，根据所述当前工作状态，确定所述起重机的当前吊重值包括：如果确定所述当前工作状态为平稳状态，确定与当前时刻最临近的第一预定个数的所述初始吊重值的平均值；以及如果当前初始吊重值相对于所述平均值的误差为预定误差以内，则将所述平均值确定为所述当前吊重值。

另一方面，本发明提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行本申请所述的确定起重机吊重的方法。

通过上述技术方案，根据获取的最近的初始吊重值确定起重起的当前工作状态，并根据当前工作状态对初始吊重值进行模糊处理，以确定最终的吊重值，由此显示的吊重值能够避免跳变，从而为起重机的安全控制提供可靠依据。

本发明实施例的其它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实施例的进一步理解，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实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是根据本发明一实施例的确定起重机吊重的方法的流程图；

图2是根据本发明另一实施例的确定起重机吊重的方法的流程图；

图3是根据本发明另一实施例的确定起重机吊重的方法中，确定起重机当前工作状态的流程图；

图4是根据本发明一实施例的确定起重机吊重的装置的结构框图；以及

图5是根据本发明一实施例的确定起重机吊重的方法及装置中确定变化度的一种示例。

附图标记说明

10：获取模块 20：确定模块

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图1是根据本发明一实施例的确定起重机吊重的方法的流程图。该方法包括以下步骤：

步骤S110，获取时间顺序上的多个初始计算的初始吊重值。初始吊重值即利用现有技术获得的吊重值。例如，可以将吊臂长度、角度、压力传感器实时参数等输入力矩限制器，以作为BP神经网络的输入，由此计算得出初始吊重值。初始吊重值还可以利用现有技术中的其它方法确定。

步骤S120，根据与当前时刻最临近的预定个数的初始吊重值，确定所述起重机的当前工作状态。在起重机工作过程中，可以时间顺序和一定的时间间隔依次获取每个时刻的初始吊重值。在确定起重机的当前工作状态时，根据距离当前时刻最近的预定个数的初始吊重值，能够准确判断当前工作状态。对于起重机而言，工作状态一般包括平稳状态、起钩状态、落钩状态。平稳状态即起重机起钩后、落钩前在空中正常移动或伸缩的状态。

步骤S130，根据所述当前工作状态，确定所述起重机的当前吊重值。

在平稳状态下，理论上起重机的吊重应当保持不变，但吊重可能由于各种各样的因素而发生跳变，尤其是对于可进行带载伸缩功能的起重机，在带载伸缩时臂架、钢丝绳等的摩擦力发生急剧变化，导致吊重跳变严重。这种情况下，如果将现有技术中确定的吊重值作为起重机吊重将不利于起重机的安全控制。因而本发明将现有技术确定的吊重值作为初始吊重值，并基于此确定起重机的当前工作状态，并根据当前工作状态进一步确定最终的当前吊重值。由此，对起重机工作过程中获得的吊重进行模糊化处理，从而能够消除吊重跳变，以得到精确的当前吊重值。

图2是根据本发明另一实施例的确定起重机吊重的方法的流程图。如图2所示，根据所述预定个数的初始吊重值确定当前工作状态可包括如下步骤：

步骤S202，确定所述预定个数的初始吊重值的变化度，所述变化度表示所述起重机的吊重变化程度。

步骤S203，根据所述变化度确定所述起重机的所述当前工作状态。

图3是根据本发明一优选实施例中确定起重机当前工作状态的过程的流程图。如图3所示，确定当前工作状态的过程可以优选地包括以下步骤：

步骤S301，确定与预定个数的初始吊重值关联的基准值。基准值可以是与预定个数的初始吊重值关联的任意值，例如可以选取所述预定个灵敏的初始值中的任意一个值作为基准值。

在本发明中，所述基准值优选为所述预定个数的初始吊重值的中值、平均值或所述预定个数的初始基准值按所述时间顺序排列时位于正中间的一者或两者的平均值。例如，预定个数的初始吊重值可以选取离当前时刻最近的9个值，如图5所示，可依次标记为M₁、M₂……M₉，此时，可选取M₅为基准值。如果选取离当前时刻最近的8个值(可依产记为M₁、M₂……M₈)作为预定个数的初始值，基准值可以是M₃和M₄的平均值。此外，基准值还可以是预定个数的基准值的平均值或中值。本领域技术人员可以选用其它规则来确定基准值，例如在预定个数为9个时，可以是M₂和M₈的平均值。

步骤S302，确定所述预定个数的初始吊重值中每一者相对于所述基准值的变化度。

可以根据如下等式一确定所述预定个数的初始吊重值中每一者相对于所述基准值的变化度：

等式一：

步骤S303，确定所述预定个数的初始吊重值中，相对于所述基准值的变化度大于预定值的第一个数。例如，该预定值可以是0.5，当变化度大于0.5时，可认为起重机的吊重变化较大。可统计在预定个数的初始吊重值中，相对于基准值的变化度大于0.5的个数作为所述第一个数，并根据所述第一个数确定所述当前工作状态。

根据第一个数确定当前工作状态的过程可以优选为包括：

步骤S304，判断当前时刻确定的第一个数是否大于预定个数。

步骤S305，当第一个数大于预定个数时，使n加1，n表示到当前时刻为止，第一个数大于预定个数的第一次数。

步骤S306，当第一个数小于或等于预定个数时，使m加1，m表示到当前时刻为止，第一个数为所述预定个数以下的第二次数。

举例说明如下。将至当前时刻为止，对初始吊重值的采样时刻计为t1、t2……ti，ti表示当前时刻，t1表示对初始吊重值进行采样的第一时刻，以距离当前时刻最近的9个值作为所述预定个数的初始吊重值，预定个数取值为7。假设当前时刻为第17时刻(即i＝17)，延时到第9时刻为止，可以根据9个初始吊重值确定当前时刻的当前工作状态。假设从第9时刻起到当前时刻为止，每个时刻的9个初始吊重值中变化度大于0.5的个数依次为5、4、6、8、9、7、6、8、9。则在前时刻执行步骤S304-S306之后，m＝5，n＝4。即，到当前时刻为止，预定个数的初始吊重值中，相对于基准值的变化度大于0.5的个数有4次超过了7个，有5次没有超过7个。

所述预定个数的取值会影响能够精确确定当前吊重的延时，本领域技术人员在实施本发明时，可根据具体情况确定预定个数的取值。

步骤S307，根据与所述第一次数和所述第二次数关联的状态隶属度函数确定所述起重机的当前平稳度。当前平稳度表示当前起重机趋向于平稳状态的程度，例如，可以认为当前平稳度大于0.5时，当前工作状态为平稳状态。

在一优选实施例中，所述状态隶属度函数如以下等式二所示：

等式二：

确定当前平稳度后，可进一步根据当前平稳度确定当前工作状态。具体可包括如下步骤：

步骤S308，判断当前平稳度是否大于预定平稳度。

步骤S309，如果当前平稳度大于预定平稳度，则可确定当前工作状态为平稳状态。

步骤S310，如果当前平稳度小于或等于预定平稳度，可认为当前工作状态为起钩或落钩状态。

步骤S311，当确定当前工作状态为平稳状态时，将m、n清零。

起重机的当前工作状态被确定时，可根据当前工作状态确定最终的当前吊重。参考图2，根据当前工作状态确定当前吊重可包括如下步骤：

步骤S204，判断当前工作状态是否为平稳状态。

步骤S205，如果当前工作状态为平稳状态，可进一步确定与当前时刻最临近的第一预定个数的初始吊重值的平均值。

步骤S206，判断当前初始吊重值相对于所述平均值的误差是否在预定误差范围内。

步骤S207，如果当前初始吊重值相对于所述平均值的误差在预定误差内，则可将所述平均值确定为当前吊重。在确定当前工作状态为平稳状态时，起重机的实际工作状态可能是始终保持平稳状态，也可能在当前时刻已开始由平稳状态向起钩状态或落钩状态转换。因此，如果当前初始吊重值相对于所述平均值的误差为预定误差以内时，可认为起重机到当前时刻仍在以平稳状态运行。而如果当前初始吊重相对于所述平均值的误差超过了预定误差时，可认为当前工作状态已由之前的平稳状态转换为起钩状态或落钩状态。例如，第一预定个数可以是20，预定误差可以为8％，如果当前时刻的初始吊重值相对于离当前时刻最近的20个初始吊重值的平均值的误差为9％，则可认为实际的当前工作状态已由之前的平稳状态转换为起钩状态或落钩状态。

在步骤S208中，如果当前工作状态不是平稳状态，则可认为当前工作状态为起钩状态或落钩状态。

在步骤S209中，如果当前工作状态为起钩状态或落钩状态，则可将当前时刻的初始吊重值确定为当前吊重值。在起钩或落钩状态下，起重机吊重出现变化是正常的，因此可将当前的初始吊重值确定为当前吊重值。也可以对当前初始吊重值进行进一步的处理以作为当前吊重值。例如，如果当前初始吊重值相对上一时刻的初始吊重值变化过大时，可取最近两时刻的平均值作为当前吊重值。

图4是根据本发明一实施例的确定起重机吊重的装置的结构框图。该装置包括：获取模块10，用于获取时间顺序上的多个初始计算的初始吊重值；确定模块20，用于：根据与当前时刻最临近的预定个数的初始吊重值，确定所述起重机的当前工作状态；以及根据所述当前工作状态，确定所述起重机的当前吊重值。

其中，变化度的确定可以通过所述等式一实现。

其中，所述状态隶属度函数可由所述等式二实现。

上述对本发明的确定起重机吊重的方法的描述中提到的细节同样适用于所述确起定重机吊重的装置。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例装置中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述装置的全部或部分步骤。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，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims

1.一种确定起重机吊重的方法，其特征在于，该方法包括：

获取时间顺序上的多个初始计算的初始吊重值；

根据与当前时刻最临近的预定个数的初始吊重值，确定所述起重机的当前工作状态；以及

根据所述当前工作状态，确定所述起重机的当前吊重值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据与当前时刻最临近的预定个数的初始吊重值，确定所述起重机的当前工作状态包括：

确定所述预定个数的初始吊重值的变化度，所述变化度表示所述起重机的吊重变化程度；

根据所述变化度确定所述起重机的所述当前工作状态。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述预定个数的初始吊重值的变化度包括：

确定与所述预定个数的初始吊重值关联的基准值；以及

确定所述预定个数的初始吊重值中每一者相对于所述基准值的变化度，

所述根据所述变化度确定所述起重机的所述当前工作状态包括：

确定所述预定个数的初始吊重值中，相对于所述基准值的变化度大于预定值的第一个数；以及

根据所述第一个数确定所述当前工作状态。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述预定个数的初始吊重值中每一者相对于所述基准值的变化度包括：

根据下式确定所述预定个数的初始吊重值中每一者相对于所述基准值的变化度：

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述基准值为所述预定个数的初始吊重值的中值、平均值或所述预定个数的初始吊重值按所述时间顺序排列时位于正中间的一者或两者的平均值。

6.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一个数确定所述当前工作状态包括：

记录到所述当前时刻为止，所述第一个数大于预定个数的第一次数和所述第一个数为所述预定个数以下的第二次数；

根据与所述第一次数和所述第二次数关联的状态隶属度函数确定所述起重机的当前平稳度；

当所述当前平稳度大于预定平稳度时，确定所述当前工作状态为平稳状态；以及

当所述当前平稳度为所述预定平稳度以下时，确定所述当前工作状态为起钩状态或落钩状态，

其中，当确定所述当前工作状态为平稳状态时，所述第一次数和所述第二次数被清零。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述状态隶属度函数为：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述当前工作状态，确定所述起重机的当前吊重值包括：

如果确定所述当前工作状态为平稳状态，确定与当前时刻最临近的第一预定个数的所述初始吊重值的平均值；以及

如果当前初始吊重值相对于所述平均值的误差为预定误差以内，则将所述平均值确定为所述当前吊重值。

9.一种确定起重机吊重的装置，其特征在于，该装置包括：

获取模块，用于获取时间顺序上的多个初始计算的初始吊重值；

确定模块，用于：

根据所述当前工作状态，确定所述起重机的当前吊重值。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，根据与当前时刻最临近的预定个数的初始吊重值，确定所述起重机的当前工作状态包括：

根据所述变化度确定所述起重机的所述当前工作状态。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定所述预定个数的初始吊重值的变化度包括：

确定与所述预定个数的初始吊重值关联的基准值；

确定所述预定个数的初始吊重值中每一者相对于所述基准值的变化度；

根据所述第一个数确定所述当前工作状态。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述确定所述预定个数的初始吊重值中每一者相对于所述基准值的变化度包括：

13.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述基准值为所述预定个数的初始吊重值的中值、平均值或所述预定个数的初始吊重值按所述时间顺序排列时位于正中间的一者或两者的平均值。

14.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述根据所述第一个数确定所述当前工作状态包括：

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述状态隶属度函数为：

16.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，根据所述当前工作状态，确定所述起重机的当前吊重值包括：

17.一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行权利要求1-8中任一项的方法。