一种臂架式起重机的辅助驾驶方法及其系统

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

起重机是-种以作往复循环、间歇运动为特征的机械，-个工作循环包括取物装置把物品提起，然后通过回转、变幅与行走的组合将物品运移到指定地点，起重机卸载后吊具进行反向运动，使取物装置返回原位。臂架式起重机-般由起升机构、行走机构、变幅机构以及回转机构组成。臂架式起重机应用范围很广，本文讨论建筑工地使用的最常用的塔式起重机的辅助驾驶方法，其他类型的起重机也可参照采用。

臂架式起重机-旦发生事故可能造成重大人员生命财产损失。目前我国起重机的事故率相对较高，造成事故的原因主要有两个方面：-是起重机本身原因如设计、制造和维保缺陷；二是操作使用原因，主要有违章操作、操作失误和疲劳驾驶等多种，另外建筑施工中常用的塔式起重机由于受建筑物的阻挡驾驶员视线不良，驾驶员可能在看不见吊运物品时操作，存在视线上的死角，指挥与操作不当也极易发生事故。本文提出的臂架式起重机辅助驾驶方法，能够方便驾驶员的操作、减轻劳动强度，提高工作效率。

2 原理与组成本文提出的起重机辅助驾驶控制系统由传感器、A/D转换拈、CPU拈、存储拈、键盘、显示屏、继电器输出拈等组成，如图1所示。

存储拈 角度传感器 lj显示屏 A/D 幅度传感器转 继电器输l - CPU拈 换出拈 - 模 高度传感器1 块键盘 行走传感器图1 控制系统示意图传感器用于定位吊具的位置，传感器读数的变化规律反映吊具的行走路径，通过 CPU拈建筑机械化201 3(01) 59储存传感器读数及其变化规律，在辅助驾驶时进行调用，就能使吊具沿原轨迹运行。

传感器包括起升高度传感器、变幅幅度传感器、回转角度传感器以及行走位移传感器。不同类型起重机选用传感器的形式与安装位置不尽相同，本文采用多圈电位器式传感器，其成本较低，精度与重复精度也都能满足要求。

3 具体实施方式3.1 起重机吊具工作路径的记录吊具起始与终点位置通过读取传感器起终点位置获得，吊具运行的轨迹是由各机构运动叠加复合造成的，可以将其分解为在同-时间历程上各工作机构位置传感器的变化规律，传感器读数的变化率代表机构的运行速度。

起重机要实现 自动辅助驾驶前，必须记忆吊具的起始位置与终点位置，记忆吊具运行的轨迹，也就是说本方法在实施前需要有-个系统的自学习”过程，系统需要有-个驾驶员的实际操作为 示范操作模式”，自动驾驶系统能记忆对多种 示范操作模式”，并在以后的自动驾驶中重复执行已记忆的模式。

起重机吊具工作路径记录，即 CPU拈通过传感器将人工操作的工作路径记录至存储拈中，见图2系统自学习程序。驾驶员按下键盘中厂：60否 记忆命令 / 二 星输入记忆路径编号读取各机构传感器起点数据Si，终点数据Ei计算传感器的读数变化率存入存储器忆命令I 结束 j 、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 图2 系统的自学习2013(01) cONSTRUCTl0N MEcHANIzATlON记忆”键时图中轨迹记录命令开始，驾驶员再次按下键盘中的 记忆”键，轨迹记录命令结束。

3.2 起重机吊具起终位置修正起重机工作时，根据现场实际情况，考虑到运送物料的体积，有时需要在下-工作循环中对装料与卸料点的位置进行修正，即需要吊具在下-工作循环的起始或终点位置为本次工作循环的起始或终点位置向某-规定方向偏移-个预设的偏置间距，修正方法可以通过在控制系统中手动输入变幅机构、行走机构、回转机构的偏移量来实现，也可以通过手动操作，获得-段偏置间距，作为预设间距保存于储存拈内。图3为起点偏置间距设置程序，终点设置偏置间距的情况与此类似。

图3 起点偏置J司距设置程序在设置偏置间距后，起重机辅助驾驶时可按已设置的步长与方向改变下-次工作循环吊具起始与终止位置，在启用辅助驾驶时输入 QD为真表示下-循环吊具的起点有偏置，ZD为真表示吊具的终点有偏置，见图4。

3.3 辅助驾驶的实现吊具的工作轨迹分解为同-时间历程上各工作机构位置传感器的变化规律，在自学习时 CPU拈通过传感器在存储拈记录了各种预设吊具 图4 辅助驾驶开始前的数据调用运行轨迹各工作机构起终点位置传感器的读数以及随时间变化的规律。在辅助驾驶模式，CVU模块调用存储拈中的这些参数，并与各机构传感器的当前值进行比对，通过继电器输出拈驱动控制电路，就可还原吊具的原有工作路径，在驾驶员按下键盘中 重复”键时，自动循环步骤开始，驾驶员再次按下键盘中的 重复”键，自动循环步骤结束，实现起重机的辅助驾驶。

3.4 紧急解除辅助驾驶能够减轻驾驶员的劳动强度，提高工作效率，任何情况下辅助驾驶系统都不能代替驾驶员的工作，辅助驾驶过程中驾驶员要时刻关注起重机与周 围环境的关系 ，避免起重机或吊运物品与其他物体相干涉。在辅助驾驶过程中，驾驶员操作任意手柄，则起重机自动退出辅助驾驶系统，起重机的运行由驾驶员的人工操作取代。

4 展 望本课题的研究还只是-种尝试，实验模型制作与试验表明该方法是可行的，特别适合固定作业方式、运行规律明显的起重机，建筑用塔式起重机由于周围环境复杂，驾驶员视线不好，有时操作复杂，使用本系统可提高工作效率。

本系统用于塔式起重机时在与现有安全的监控系统、防碰撞装置的结合上还需完善，在通过 自学习”获得的吊运路径与人工键盘输入获得的吊运路径的结合方面也有进-步研究的空间。 圈(编辑 贾泽辉)[do图分类号]TH212；TH213.3[文献标识码]B[文章编号]1 001-1 366(201 3)01-∞59-。3[收稿日期]2012-12-10(上接 52第页)要体现出相关内容，建立 自己的维修管理制度，设备的紧固制度，更多的是如何监督、检查、考核、制约。

4.6 附着方案的确定设备位置的选择必须考虑附着参数，还要考虑建筑物结构有无安装附墙件的合理位置，再根据受力大屑虑是否需要加固或采取其他措施。

附着参数处理不好会严重威胁着施工安全。这部分工作虽然主要是安装单位负责，但是项目技术人员和安全人员必须到位，-定要弄清附着件是如何与结构连接的，会给结构带来什么影响。

4.7 顶升方案的实施过程管理顶升过程是塔机使用过程中最危险的过程，容不得半点闪失，项目部应认真配合，对如何做好警戒工作，如何专人过程监督，如何做好队伍及人员资格审查等，使用管理方案中应--明确。

4.8 安全管理及安全措施根据具体情况结合塔机 (升降机、提升机)的安全规程提出要求，落实措施。 圈(编辑 张磊庆)[中图分类号]TU713；TH213.3[文献标识码]C[文章编号]1 001-1 366(201 3)01-0051-02[收稿日期]2012-11-19建筑机械化2013(01) 61