塔机承力绳索的形变检测方法及装置、计算设备和介质与流程

1.本发明涉及智能控制技术领域，尤其涉及塔机承力绳索的形变检测方法及装置、计算设备和介质。


背景技术：

2.在塔机、电梯等机械设备中，承力绳索由于长期使用或者超负荷使用，可能会发生塑性变形。在这种情况下，承力绳索容易互相缠绕，而且承力绳索的破断拉力会下降，承重能力会降低，容易发生承力绳索断裂的情况，从而容易造成安全事故。如何对机械设备中的承力绳索的形变量进行准确检测，是目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.鉴于现有技术的以上问题，本技术实施例提供一种塔机承力绳索的形变检测方法及装置、计算设备和介质，通过设定标记位和起始位以及对应的编码器数值可进行距离标定，在此基础上通过获取标记位对应的编码器数值，可准确检测塔机承力绳索的形变量，防止因承力绳索塑性形变导致的绳索断裂事故，提高塔机的安全性能。
4.为达到上述目的，本技术第一方面提供了一种塔机承力绳索的形变检测方法，包括：
5.预先在承力绳索的运行场景中设定标记位和起始位，并测量所述标记位与所述起始位的第一距离；
6.在所述承力绳索承力运行的过程中，获取所述标记位对应的编码器数值；其中，所述编码器数值用于记录所述承力绳索的移动距离，所述标记位对应的编码器数值是塔机吊钩运行到所述标记位时编码器记录的数值；
7.根据所述标记位对应的编码器数值和预先测定的所述起始位对应的编码器数值，得到第二距离；
8.将所述第二距离与所述第一距离相比较，得到所述承力绳索的形变量。
9.作为第一方面的一种可能的实现方式，所述预先测定所述起始位对应的编码器数值的过程包括：
10.获取标定编码器数值，所述标定编码器数值是在所述承力绳索空载运行的过程中获取的所述标记位对应的编码器数值；
11.根据所述第一距离和所述标定编码器数值，得到所述起始位对应的编码器数值。
12.作为第一方面的一种可能的实现方式，所述承力绳索包括设置于塔机上的承力绳索；
13.所述预先在承力绳索的运行场景中设定标记位和起始位，包括：将塔机的大臂所在的水平位置设置为起始位，将塔机的驾驶室的预设位置所在的水平位置设置为标记位；
14.所述获取所述标记位对应的编码器数值，包括：
15.利用设置于塔机吊钩上的激光传感器挡板接收激光信号，所述激光信号是设置于
所述驾驶室的预设位置的激光传感器发出的；
16.在所述激光传感器挡板接收激光信号时，触发读取所述标记位对应的编码器数值。
17.作为第一方面的一种可能的实现方式，所述方法还包括：
18.预先在所述承力绳索的运行场景中设定限位，所述限位是在所述承力绳索的运行方向上与所述标记位的距离为预设阈值的位置；
19.根据所述标定编码器数值和所述预设阈值，得到所述限位对应的编码器数值；
20.在检测到编码器的数值为所述限位对应的编码器数值的情况下，开启所述激光传感器。
21.作为第一方面的一种可能的实现方式，所述方法还包括：
22.在开启所述激光传感器后，检测所述编码器的数值以确定所述承力绳索的运行方向；
23.在所述塔机吊钩背离所述标记位运行的情况下，关闭所述激光传感器。
24.作为第一方面的一种可能的实现方式，所述方法还包括：
25.接收力传感器检测的所述承力绳索承力运行的过程中所受的拉力；
26.根据所述拉力、所述形变量，以及预先测定的所述承力绳索所受的拉力和对应的形变量的关系，确定所述承力绳索的形变性质。
27.作为第一方面的一种可能的实现方式，所述形变性质包括弹性形变和塑性形变，所述方法还包括：
28.在确定所述承力绳索的形变性质为塑性形变的情况下，发出警示信息。
29.本技术第二方面提供了一种塔机承力绳索的形变检测装置，包括：
30.设定单元，用于预先在承力绳索的运行场景中设定标记位和起始位，并测量所述标记位与所述起始位的第一距离；
31.获取单元，用于在所述承力绳索承力运行的过程中，获取所述标记位对应的编码器数值；其中，所述编码器数值用于记录所述承力绳索的移动距离，所述标记位对应的编码器数值是塔机吊钩运行到所述标记位时编码器记录的数值；
32.第一处理单元，用于根据所述标记位对应的编码器数值和预先测定的所述起始位对应的编码器数值，得到第二距离；
33.第二处理单元，用于将所述第二距离与所述第一距离相比较，得到所述承力绳索的形变量。
34.作为第二方面的一种可能的实现方式，所述第一处理单元还用于：
35.获取标定编码器数值，所述标定编码器数值是在所述承力绳索空载运行的过程中获取的所述标记位对应的编码器数值；
36.根据所述第一距离和所述标定编码器数值，得到所述起始位对应的编码器数值。
37.作为第二方面的一种可能的实现方式，所述承力绳索包括设置于塔机上的承力绳索；
38.所述设定单元用于：将塔机的大臂所在的水平位置设置为起始位，将塔机的驾驶室的预设位置所在的水平位置设置为标记位；
39.所述获取单元用于：
40.利用设置于塔机吊钩上的激光传感器挡板接收激光信号，所述激光信号是设置于所述驾驶室的预设位置的激光传感器发出的；
41.在所述激光传感器挡板接收激光信号时，触发读取所述标记位对应的编码器数值。
42.作为第二方面的一种可能的实现方式，所述装置还包括控制单元，所述控制单元用于：
43.预先在所述承力绳索的运行场景中设定限位，所述限位是在所述承力绳索的运行方向上与所述标记位的距离为预设阈值的位置；
44.根据所述标定编码器数值和所述预设阈值，得到所述限位对应的编码器数值；
45.在检测到编码器的数值为所述限位对应的编码器数值的情况下，开启所述激光传感器。
46.作为第二方面的一种可能的实现方式，所述控制单元还用于：
47.在开启所述激光传感器后，检测所述编码器的数值以确定所述承力绳索的运行方向；
48.在所述塔机吊钩背离所述标记位运行的情况下，关闭所述激光传感器。
49.作为第二方面的一种可能的实现方式，所述装置还包括确定单元，所述确定单元用于：
50.接收力传感器检测的所述承力绳索承力运行的过程中所受的拉力；
51.根据所述拉力、所述形变量，以及预先测定的所述承力绳索所受的拉力和对应的形变量的关系，确定所述承力绳索的形变性质。
52.作为第二方面的一种可能的实现方式，所述形变性质包括弹性形变和塑性形变，所述装置还包括警示单元，所述警示单元用于：
53.在确定所述承力绳索的形变性质为塑性形变的情况下，发出警示信息。
54.本技术第三方面提供了一种计算设备，包括：
55.通信接口；
56.至少一个处理器，其与所述通信接口连接；以及
57.至少一个存储器，其与所述处理器连接并存储有程序指令，所述程序指令当被所述至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器执行上述第一方面任一所述的方法。
58.本技术第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行上述第一方面任一所述的方法。
59.本发明的这些和其它方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
60.以下参照附图来进一步说明本发明的各个特征和各个特征之间的联系。附图均为示例性的，一些特征并不以实际比例示出，并且一些附图中可能省略了本技术所涉及领域的惯常的且对于本技术非必要的特征，或是额外示出了对于本技术非必要的特征，附图所示的各个特征的组合并不用以限制本技术。另外，在本说明书全文中，相同的附图标记所指代的内容也是相同的。具体的附图说明如下：
61.图1为本技术实施例提供的塔机承力绳索的形变检测方法的一实施例的示意图；
62.图2为本技术实施例提供的塔机承力绳索的形变检测方法的一实施例的示意图；
63.图3为本技术实施例提供的塔机承力绳索的形变检测方法的一实施例的塔机的示意图；
64.图4为本技术实施例提供的塔机承力绳索的形变检测方法的一实施例的边缘控制器功能示意图；
65.图5为本技术实施例提供的塔机承力绳索的形变检测方法的一实施例的边缘控制器算法流程示意图；
66.图6为本技术实施例提供的塔机承力绳索的形变检测方法的一实施例的边缘控制器架构示意图；
67.图7为本技术实施例提供的塔机承力绳索的形变检测装置的一实施例的示意图；
68.图8为本技术实施例提供的塔机承力绳索的形变检测装置的一实施例的示意图；
69.图9为本技术实施例提供的计算设备的示意图。
具体实施方式
70.说明书和权利要求书中的词语“第一、第二、第三等”或模块a、模块b、模块c等类似用语，仅用于区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本技术实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
71.在以下的描述中，所涉及的表示步骤的标号，如s110、s120
……
等，并不表示一定会按此步骤执行，在允许的情况下可以互换前后步骤的顺序，或同时执行。
72.说明书和权利要求书中使用的术语“包括”不应解释为限制于其后列出的内容；它不排除其它的元件或步骤。因此，其应当诠释为指定所提到的所述特征、整体、步骤或部件的存在，但并不排除存在或添加一个或更多其它特征、整体、步骤或部件及其组群。因此，表述“包括装置a和b的设备”不应局限为仅由部件a和b组成的设备。
73.本说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意味着与该实施例结合描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书各处出现的用语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定都指同一实施例，但可以指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，能够以任何适当的方式组合各特定特征、结构或特性，如从本公开对本领域的普通技术人员显而易见的那样。
74.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。如有不一致，以本说明书中所说明的含义或者根据本说明书中记载的内容得出的含义为准。另外，本文中所使用的术语只是为了描述本技术实施例的目的，不是旨在限制本技术。为了准确地对本技术中的技术内容进行叙述，以及为了准确地理解本发明，在对具体实施方式进行说明之前先对本说明书中所使用的术语给出如下的解释说明或定义：
75.1)力传感器(force sensor)：将力的量值转换为相关电信号的器件。力是引起物质运动变化的直接原因。力传感器能检测张力、拉力、压力、重量、扭矩、内应力和应变等力学量。
76.2)弹性形变：是指固体受外力作用而使各点间相对位置的改变，当外力撤消后，固
体又恢复原状谓之“弹性形变”。
77.3)塑性形变：所谓弹性形变是除去外力后能够恢复原状的形变。物体的形变过大，超过一定限度，这个时候即使除去外力，物体也不能完全恢复原状，这个限度叫做弹性限度。超过了这个限度，物体发生的形变叫做塑性形变。外力对材料的作用效果不外乎变形和断裂。变形又分为弹性变形和塑性变形。前者指应力较小时，外力去除后变形消失。后者指应力大到一定程度后，外力去除后形变也不能完全消失，而是还有一部份残余变形，即发生了塑性形变。
78.4)软件定义的无线电(sdr，software defined radio)：是一种无线电广播通信技术，它基于软件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现。
79.下面先对现有的方法进行介绍，然后再对本技术的技术方案进行详细介绍。
80.在塔机、电梯等机械设备中，承力绳索由于长期使用或者超负荷使用，可能会发生塑性变形。在这种情况下，承力绳索容易互相缠绕，而且承力绳索的破断拉力会下降，承重能力会降低，容易发生承力绳索断裂的情况，从而容易造成安全事故。如何对机械设备中的承力绳索的形变量进行准确检测，是目前亟待解决的问题。
81.现有技术存在着以下的缺陷：无法对机械设备中的承力绳索的形变量进行检测，容易因承力绳索的塑性形变而导致的绳索断裂而引发事故，机械设备的安全性能较差。
82.基于上述现有技术所存在的技术问题，本技术提供了一种塔机承力绳索的形变检测的方法。该方法通过设定标记位和起始位以及对应的编码器数值进行距离标定，通过获取标记位对应的编码器数值，可以对塔机等机械设备中的承力绳索的形变量进行准确检测，可有效防止因承力绳索的塑性形变而导致的绳索断裂而引发的事故，从而可解决现有技术中提到的容易因承力绳索的塑性形变而导致的绳索断裂而引发事故的技术问题。
83.图1为本技术实施例提供的塔机承力绳索的形变检测方法的一实施例的示意图。在一种实施方式中，可在边缘控制器中执行该塔机承力绳索的形变检测方法。如图1所示，该塔机承力绳索的形变检测方法可以包括：
84.步骤s110，预先在承力绳索的运行场景中设定标记位和起始位，并测量所述标记位与所述起始位的第一距离；
85.步骤s120，在所述承力绳索承力运行的过程中，获取所述标记位对应的编码器数值；其中，所述编码器数值用于记录所述承力绳索的移动距离，所述标记位对应的编码器数值是塔机吊钩运行到所述标记位时编码器记录的数值；
86.步骤s130，根据所述标记位对应的编码器数值和预先测定的所述起始位对应的编码器数值，得到第二距离；
87.步骤s140，将所述第二距离与所述第一距离相比较，得到所述承力绳索的形变量。
88.在动力设备、工程机械、各类工作母机和工业自动化系统中，机械设备的承力绳索长期使用或者超负荷使用，可能由于塑性变形而发生承力绳索断裂的情况。因此需要对机械设备中的承力绳索的形变量进行准确检测。在机械设备中，可利用动力装置驱动承力绳索运行，将待运载对象由初位置移动到末位置。例如，在塔机中利用承力绳索将重物沿竖直方向运输；在电梯中利用承力绳索将轿厢沿竖直方向运载。在另外一些机械设备的应用场景中，也可以利用承力绳索在水平面上或者斜面上运载重物，则承力绳索的运行方向也可以是水平方向或者与水平方向成一定的角度。
89.在步骤s110中，为准确检测塔机承力绳索的形变量，可预先在承力绳索的运行场景中设定标记位和起始位。在检测过程中，这两个位置可以作为绳索承力运行的两个相对位置，在后续过程中可在绳索承力运行到标记位获取检测数据，再参照起始位的检测数据，得到承力绳索的形变量。其中，可在承力绳索的运行场景中选择关键重要的位置或者关节枢纽位置设定为标记位和起始位。在设定之后测量标记位与起始位的第一距离。
90.设置于塔机中的编码器可以记录承力绳索的移动距离。例如，塔机中的编码器数值可记录承力绳索在滚筒上缠绕的角度。在角度制中规定周角的360分之一为1度的角。则通过编码器数值可进一步通过换算得到承力绳索在滚筒中缠绕的圈数和承力绳索的移动距离。其中，编码器数值可以是承力绳索的当前状态与初始状态相比较得到的已在滚筒中缠绕的角度。初始状态可以根据系统参数进行设置。根据塔机的结构设计参数和编码器的记录精度等参数，可以得到编码器数值和承力绳索的移动距离之间的换算关系。
91.在步骤s120中，在承力绳索承力运行的过程中，此时由于绳索受到拉力的作为会产生形变量。在承力绳索的端点运行到标记位时，可获取标记位对应的编码器数值。在塔机的应用场景中，承力绳索的端点可以是塔机吊钩所在的位置。
92.在步骤s130中，将步骤s120中获取的标记位对应的编码器数值与预先测定的起始位对应的编码器数值作差，再将该差值进行换算成承力绳索的移动距离，可得到第二距离。
93.以塔机为例，运行场景中标记位与起始位的距离是一个不变量，该距离也就是在步骤s110中测量得到的第一距离。承力运行使得承力绳索发生形变，也就是承力绳索承力时的长度会比空载时变长，并且承力绳索的形变量会随着受到的拉力变大而变大。在承力绳索变长的情况下，从标记位到起始位，吊钩移动第一距离而产生的承力绳索在滚筒上缠绕的角度和圈数也会变少。因此在步骤s130中根据编码器数值的差值换算得到的第二距离与在步骤s110中测量得到的第一距离是有差距的。并且该差距与承力绳索的形变量的大小有关。在步骤s140中，将第二距离与第一距离作差，可得到所述承力绳索的形变量。
94.本技术实施例可对塔机等机械设备中的承力绳索的形变量进行准确检测，从而有效防止因承力绳索的塑性形变而导致的绳索断裂而引发的事故，提高了机械设备的安全性能。
95.图2为本技术实施例提供的塔机承力绳索的形变检测方法的一实施例的示意图。如图2所示，在一种实施方式中，所述预先测定所述起始位对应的编码器数值的过程包括：
96.步骤s210，获取标定编码器数值，所述标定编码器数值是在所述承力绳索空载运行的过程中获取的所述标记位对应的编码器数值；
97.步骤s220，根据所述第一距离和所述标定编码器数值，得到所述起始位对应的编码器数值。
98.如前述，在步骤s130中计算第二距离需要预先测定起始位对应的编码器数值。在步骤s210中，可利用动力装置驱动承力绳索空载运行，在承力绳索运行到标记位时获取标记位对应的编码器数值。
99.标记位对应的编码器数值、起始位对应的编码器数值和第一距离三者的关系如下：根据编码器数值和承力绳索的移动距离之间的换算关系，可将标记位与起始位对应的编码器数值两者的差值换算成第一距离。因此在步骤s220中可根据第一距离和步骤s210中获取的标记位对应的编码器数值，得到起始位对应的编码器数值。
100.在一种实施方式中，所述承力绳索包括设置于塔机上的承力绳索；
101.所述预先在承力绳索的运行场景中设定标记位和起始位，包括：将塔机的大臂所在的水平位置设置为起始位，将塔机的驾驶室的预设位置所在的水平位置设置为标记位；
102.所述获取所述标记位对应的编码器数值，包括：
103.利用设置于塔机吊钩上的激光传感器挡板接收激光信号，所述激光信号是设置于所述驾驶室的预设位置的激光传感器发出的；
104.在所述激光传感器挡板接收激光信号时，触发读取所述标记位对应的编码器数值。
105.图3为本技术实施例提供的塔机承力绳索的形变检测方法的一实施例的塔机的示意图。图3中的各个标号所表示的含义如下：1表示塔机大臂下边沿与塔身的交点；2表示激光传感器；3表示挡板；4表示重量传感器。如图3所示，塔机可在竖直方向上运载重物，则在本技术实施例中可在一条竖直线上标定起始位和标记位，将与竖直线垂直的两个不同高度的水平位置作为起始位和标记位。参见图3，将塔机大臂所在的水平位置设定为起始位，则标号为1的位置为起始位所在水平线上的一个点。
106.在一个示例中，可在塔机驾驶室的预设位置安装激光传感器。参见图3，预设位置可以在驾驶室的下边标号为2的位置安装激光传感器。塔机大臂的方向是水平的，激光传感器也是在水平方向上发射激光，可保证激光发射方向与塔机大臂保持平行。可将塔机的驾驶室的预设位置所在的水平位置设置为标记位，则标号为2的位置为标记位所在水平线上的一个点。将激光传感器挡板3安装在吊钩上。激光传感器可以和吊钩上的挡板形成开关。当吊钩运行到标记位所在水平线上时，激光传感器挡板接收到激光信号，可触发读取标记位对应的编码器数值。
107.另外，图3中标号为1的位置和标号为2的位置在一条竖直线上，则这两个位置之间的距离也就是第一距离。在步骤s110中测量第一距离时，可测量激光传感器与塔机大臂之间的垂直距离l，这个距离即为第一距离。第一距离可作为后续处理过程中的算法参考值。
108.再参见图2，在测量到第一距离后，可以在承力绳索空载运行的过程中，当吊钩运行到标记位时，通过边缘控制器获取到标记位对应的编码器数值。然后通过换算关系，根据第一距离和标记位对应的编码器数值，得到起始位对应的编码器数值。具体地，可利用以下公式(1)计算起始位对应的编码器数值：
109.loa＝a1/4096*π*d/2-o1/4096*π*d/2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
110.其中，loa表示o点到a点的距离，即第一距离；o点表示标号1所在的位置；a点表示标号2所在的位置；a1表示a点的编码器数值，即标记位对应的编码器数值；d表示滚筒的直径与误差系数的和；o1表示o点的编码器数值，即起始位对应的编码器数值。
111.在编码器对运行数据进行记录时，将周角的360度分成4096份。承力绳索是缠绕在滚筒上的，滚筒旋转的角度增加一份，则记录的编码器数值也对应加1。另外，上述示例中塔机的承力绳索设置于包括动滑轮的驱动装置中。使用动滑轮虽然省了力，但是动力移动的距离是吊钩升高的距离的2倍，即费距离，因此公式(1)中的系数“2”表示动滑轮产生的动力移动的距离的倍数。
112.同理，通过公式(1)不仅可以计算出起始位对应的编码器数值，也可以采用同样的方法得到a点附近的编码器数值。通过吊钩运行过程中记录的编码器数值，可以推算出吊钩
经过的所有路径的距离。
113.在一种实施方式中，所述方法还包括：
114.预先在所述承力绳索的运行场景中设定限位，所述限位是在所述承力绳索的运行方向上与所述标记位的距离为预设阈值的位置；
115.根据所述标定编码器数值和所述预设阈值，得到所述限位对应的编码器数值；
116.在检测到编码器的数值为所述限位对应的编码器数值的情况下，开启所述激光传感器。
117.参见图3，a点即标号2所在的位置，也是标记位所在水平线上的一个点。可以在a点所在的竖直线上、且距离a点的距离为预设阈值的位置，增设限位b点和c点。其中，b点为a点的下方点，c点为a点的上方点。b点和c点的编码器数值分别为a
±
δ。其中，“δ”表示b点和c点与a点之间编码器数值的差值；
“±”
与编码器的设置有关。如果下方点对应的编码器数值相对小，则b点的编码器数值为a-δ。限位b点和c点可以作为软开关，例如当吊钩每次到达b点所在的水平位置时，会触发边缘控制器，使得此时边缘控制器打开激光传感器，开始搜索吊钩的挡板。这样在吊钩到达a点所在的水平位置时，挡板就可以接收到激光信号。
118.参见图2和公式(1)，可以采用同样的方法得到b点和c点对应的编码器数值。在公式(1)中，以第一距离作为算法参考值，根据标定编码器数值即标记位对应的编码器数值，得到起始位对应的编码器数值。同理，可以以预设阈值作为算法参考值，根据标定编码器数值即标记位对应的编码器数值，得到b点和c点对应的编码器数值。边缘控制器在检测到编码器的数值为b点或c点对应的编码器数值的情况下，开启激光传感器，开始搜索吊钩的挡板。
119.在一种实施方式中，所述方法还包括：
120.在开启所述激光传感器后，检测所述编码器的数值以确定所述承力绳索的运行方向；
121.在塔机吊钩背离所述标记位运行的情况下，关闭所述激光传感器。
122.如前述，通过吊钩运行过程中记录的编码器数值，可以推算出吊钩经过的所有路径的距离。在吊钩到达限位开启所述激光传感器后，边缘控制器可检测编码器的数值以确定承力绳索的运行方向。例如，限位b点为标记位a点的下方点，在吊钩到达b点所在的水平位置时打开激光传感器，然后检测吊钩的运行方向。如果吊钩此时经过b点所在的水平位置向下运动远离a点，则关闭激光传感器。或者，如果吊钩从下向上经过b点所在的水平位置后并没有到过a点所在的水平位置，又向下运动远离a点，则关闭激光传感器。如果吊钩此时经过b点后的运行方向是向着a点运动，则在吊钩到达a点所在的水平位置时挡板接收到激光信号，触发获取a点对应的编码器数值。
123.在一种实施方式中，所述方法还包括：
124.接收力传感器检测的所述承力绳索承力运行的过程中所受的拉力；
125.根据所述拉力、所述形变量，以及预先测定的所述承力绳索所受的拉力和对应的形变量的关系，确定所述承力绳索的形变性质。
126.在各种不同的应用场景中，承力绳索的运行方向可以是竖直方向，也可以是水平方向或者与水平方向成一定的角度。在塔机的示例中，承力绳索的运行方向通常是竖直方向。在这种情况下承力绳索承力运行的过程中所受的拉力等于吊装物品的重量。参见图3，
可在钩上安装无线重量传感器，用来测量吊装物品的重量。
127.在承力绳索承力运行的过程中，一方面吊钩到达a点所在的水平位置时可获取编码器数值。根据编码器数值和承力绳索的移动距离之间的换算关系，具体地，可根据与公式(1)类似的公式(2)，将获取的当前状态下a点对应的编码器数值a1'以及预先测定的起始位对应的编码器数值o1代入公式(2)，计算得到当前的第二距离la。公式(2)如下：
128.la＝a1'/4096*π*d/2-o1/4096*π*d/2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
129.其中，la表示第二距离；o点表示标号1所在的位置；a点表示标号2所在的位置；a1'表示当前的a点的编码器数值，即标记位对应的编码器数值；d表示滚筒的直径与误差系数的和；o1表示o点的编码器数值，即起始位对应的编码器数值。
130.计算得到当前的第二距离la后，将第二距离与第一距离作差，可得到所述承力绳索的形变量。
131.另一方面，通过无线重量传感器可以随时获取吊装物品的重量，实时传送给边缘控制器。
132.再一方面，可预先测定的承力绳索所受的拉力和对应的形变量的关系。例如，可测试相同材料的绳索，绘制出承力绳索所受的拉力和对应的形变量的关系曲线。可预估某一拉力值产生的正常形变量范围。
133.在一种实现方式中，可将计算得到的当前承力绳索的形变量与同等拉力作用下的正常形变量范围进行比较。如果当前述承力绳索的形变量在正常形变量范围之内，则确定承力绳索的形变性质为弹性形变；如果当前述承力绳索的形变量超出了正常形变量范围，则确定承力绳索的形变性质为塑性形变。
134.在另一种实现方式中，可将重物卸载后再次检测承力绳索的形变量，如果发现重物卸载后承力绳索的长度不能恢复到原来空载时的长度，则确定承力绳索的形变性质为塑性形变。
135.在以上两种实现方式中，也可以通过比较当前状态下标记位对应的编码器数值与空载状态下标记位对应的编码器数值，将标记位对应的编码器数值的变化值与形变量的大小建立关联，根据标记位对应的编码器数值的变化值可确定承力绳索的形变性质。
136.在一种实施方式中，所述形变性质包括弹性形变和塑性形变，所述方法还包括：
137.在确定所述承力绳索的形变性质为塑性形变的情况下，发出警示信息。
138.在确定所述承力绳索的形变性质为塑性形变的情况下，提示承力绳索由于超载可能发生塑性形变的情况，可有效防止因承力绳索的塑性形变而导致的绳索断裂而引发的事故，提高了塔机等机械设备的安全性能。
139.在又一种实现方式中，还可以对承力绳索的弹性限度进行预估。如果通过无线重量传感器获取到的吊装物品的重量超出了弹性限度，可以给出警示信息，提示承力绳索由于超载可能发生塑性形变的情况。
140.图4为本技术实施例提供的塔机承力绳索的形变检测方法的一实施例的边缘控制器功能示意图。如图4所示，边缘控制器通过软件定义的无线电sdr以及4g、5g与其他部件进行无线通信。边缘控制器实现的功能包括：接收编码器数值、控制激光传感器打开和关闭、接收无线重量传感器的检测信息、通过算法实现距离标定。其中，实现距离标定可包括：设定标记位a和起始位o、设定限位b和限位c；在承力绳索的端点运行到限位时控制激光传感
器打开，通过激光传感器挡板实现的开关在承力绳索的端点运行到标记位时获取编码器数值；比较标记位的编码器数据的变化，得到变化标记位a；接收无线重量传感器的检测到的吊装物品的重量信息；根据吊装物品的重量信息和变化标记位a，判断承力绳索的形变量是否在弹性限度之内。
141.图5为本技术实施例提供的塔机承力绳索的形变检测方法的一实施例的边缘控制器算法流程示意图。如图5所示，边缘控制器通过算法模块控制在承力绳索的端点运行到限位时打开激光传感器，在承力绳索的端点运行到标记位时通过编码器数据采集模块获取编码器数值。另一方面，重量传感器通过重量传感器数据采集模块将检测到的吊装物品的重量信息，实时传送给边缘控制器的算法模块。边缘控制器的算法模块对上述接收到的数据进行处理，得到承力绳索的形变量，以及进一步确定承力绳索的形变性质。边缘控制器的算法模块将上述接收到的数据以及对数据进行处理的结果存储到数据记录模块。在确定承力绳索的形变性质为塑性形变的情况下，通过报警控制模块发出警示信息。
142.图6为本技术实施例提供的塔机承力绳索的形变检测方法的一实施例的边缘控制器架构示意图。如图6所示，一方面，边缘控制器通过modbusrtu(remote terminal unit，远程终端单元)与塔吊模型中的编码器和电机相互通信。另一方面，边缘控制器通过modbustcp(transmission control protocol，传输控制协议)、远程io(输入输出)与联动台相互通信，可对联动的其他设备进行控制。边缘控制器可作为底层软件系统，在其上层还可安装边缘操作系统、windows操作系统、实时系统、ide(integrated development environment，集成开发环境)、rte(runtime environment，运行环境)和plc(programmable logic controller，可编程逻辑控制器)控制器应用。可通过plc编辑代码，实现控制逻辑。
143.如图7所示，本技术还提供了相应的一种塔机承力绳索的形变检测装置的实施例，关于该装置的有益效果或解决的技术问题，可以参见与各装置分别对应的方法中的描述，或者参见发明内容中的描述，此处不再一一赘述。
144.在该塔机承力绳索的形变检测装置的实施例中，该装置包括：
145.设定单元100，用于预先在承力绳索的运行场景中设定标记位和起始位，并测量所述标记位与所述起始位的第一距离；
146.获取单元200，用于在所述承力绳索承力运行的过程中，获取所述标记位对应的编码器数值；其中，所述编码器数值用于记录所述承力绳索的移动距离，所述标记位对应的编码器数值是塔机吊钩运行到所述标记位时编码器记录的数值；
147.第一处理单元300，用于根据所述标记位对应的编码器数值和预先测定的所述起始位对应的编码器数值，得到第二距离；
148.第二处理单元400，用于将所述第二距离与所述第一距离相比较，得到所述承力绳索的形变量。
149.在一种实施方式中，所述第一处理单元300还用于：
150.获取标定编码器数值，所述标定编码器数值是在所述承力绳索空载运行的过程中获取的所述标记位对应的编码器数值；
151.根据所述第一距离和所述标定编码器数值，得到所述起始位对应的编码器数值。
152.在一种实施方式中，所述承力绳索包括设置于塔机上的承力绳索；
153.所述设定单元100用于：将塔机的大臂所在的水平位置设置为起始位，将塔机的驾
驶室的预设位置所在的水平位置设置为标记位；
154.所述获取单元200用于：
155.利用设置于塔机吊钩上的激光传感器挡板接收激光信号，所述激光信号是设置于所述驾驶室的预设位置的激光传感器发出的；
156.在所述激光传感器挡板接收激光信号时，触发读取所述标记位对应的编码器数值。
157.如图8所示，在一种实施方式中，所述装置还包括控制单元500，所述控制单元500用于：
158.预先在所述承力绳索的运行场景中设定限位，所述限位是在所述承力绳索的运行方向上与所述标记位的距离为预设阈值的位置；
159.根据所述标定编码器数值和所述预设阈值，得到所述限位对应的编码器数值；
160.在检测到编码器的数值为所述限位对应的编码器数值的情况下，开启所述激光传感器。
161.在一种实施方式中，所述控制单元500还用于：
162.在开启所述激光传感器后，检测所述编码器的数值以确定所述承力绳索的运行方向；
163.在所述塔机吊钩背离所述标记位运行的情况下，关闭所述激光传感器。
164.在一种实施方式中，所述装置还包括确定单元600，所述确定单元600用于：
165.接收力传感器检测的所述承力绳索承力运行的过程中所受的拉力；
166.根据所述拉力、所述形变量，以及预先测定的所述承力绳索所受的拉力和对应的形变量的关系，确定所述承力绳索的形变性质。
167.在一种实施方式中，所述形变性质包括弹性形变和塑性形变，所述装置还包括警示单元700，所述警示单元700用于：
168.在确定所述承力绳索的形变性质为塑性形变的情况下，发出警示信息。
169.图9是本技术实施例提供的一种计算设备900的结构性示意性图。该计算设备900包括：处理器910、存储器920、通信接口930。
170.应理解，图9中所示的计算设备900中的通信接口930可以用于与其他设备之间进行通信。
171.其中，该处理器910可以与存储器920连接。该存储器920可以用于存储该程序代码和数据。因此，该存储器920可以是处理器910内部的存储单元，也可以是与处理器910独立的外部存储单元，还可以是包括处理器910内部的存储单元和与处理器910独立的外部存储单元的部件。
172.可选的，计算设备900还可以包括总线。其中，存储器920、通信接口930可以通过总线与处理器910连接。总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，eisa)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。
173.应理解，在本技术实施例中，该处理器910可以采用中央处理单元(central processing unit，cpu)。该处理器还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，
asic)、现成可编程门矩阵(field programmable gate array，fpga)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。或者该处理器910采用一个或多个集成电路，用于执行相关程序，以实现本技术实施例所提供的技术方案。
174.该存储器920可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器910提供指令和数据。处理器910的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，处理器910还可以存储设备类型的信息。
175.在计算设备900运行时，所述处理器910执行所述存储器920中的计算机执行指令执行上述方法的操作步骤。
176.应理解，根据本技术实施例的计算设备900可以对应于执行根据本技术各实施例的方法中的相应主体，并且计算设备900中的各个模块的上述和其它操作和/或功能分别为了实现本实施例各方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
177.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
178.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
179.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
180.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
181.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
182.所述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，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说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，该计算机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机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术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(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
183.本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程
序被处理器执行时用于执行一种多样化问题生成方法，该方法包括上述各个实施例所描述的方案中的至少之一。
184.本技术实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是，但不限于，电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
185.计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
186.计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括、但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
187.可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本技术操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
188.注意，上述仅为本技术的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本技术进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明的构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本发明的保护范畴。