一种起重性能计算与控制系统，起重机及控制方法与流程

本发明涉及起重机性能计算与控制系统领域，尤其是一种起重性能计算与控制系统，起重机及控制方法。

背景技术：

1、起重机是工程建设中常用的生产设备，其起重性能表提供了起重机在各种工况下安全作业所允许的起吊重物的最大质量。现有起重性能表都是预先计算好并存储在起重机控制系统的存储单元中，而对于如非对称工况等需要进行大量运算并实时更新的性能参数，上述预先计算全部工况起重性能表并存储的方式便不再适合，因存储单元的容量限制，无法提供足够的空间进行数据的存储，而控制系统运算单元的性能也制约了复杂高性能的实时运算的实现。

2、云计算是一种基于因特网的超级计算模式，使用户投入极少的成本，就能获得极大的网络计算能力。云计算的关键技术包括虚拟机技术、数据存储技术、数据管理技术、分布式编程与计算等。5g通讯具有高速率、低时延、大连接的突出特征，用户速率高达1gbps，时延低至1ms，超高可靠低时延通信主要面向工业控制、远程医疗、自动驾驶等对时延和可靠性具有极高要求的垂直行业应用需求。

3、现有起重性能表都是基于支腿半伸或全伸对称支撑工况下计算得来的，并将预先计算好的性能表存储在起重机控制系统的存储单元中，由车载控制单元根据臂长、幅度等参数进行查表插值得出当前工况的额定起重量。

4、如中国专利cn114275679a用于起重设备的控制方法、控制器、控制装置和起重设备中控制方法包括：确定第一侧支腿组件的第一支撑状况；确定第二侧支腿组件的第二支撑状况；根据第一支撑状况和第二支撑状况确定上装部分的至少一个回转区域以及至少一个回转区域内的额定起重量。该专利实施例的方案简单，对控制装置的计算力要求低，便于快速确定起重臂的至少一个回转区域以及至少一个回转区域内的额定起重量并降低产品的成本，使得起重设备在充分发挥起重性能的同时有效避免发生倾翻风险。

5、中国专利cn111960279a起重机的控制方法、装置、起重机、处理器及存储介质中控制方法包括：基于外部输入的工况需求信息，根据所述起重机的起重量表组，生成第一工况作业信息和第二工况作业信息，其中所述起重量表组包括所述起重机的多个支腿任意长度组合的起重量表；根据所述第一工况作业信息，控制所述每个支腿伸出以支撑所述起重机；基于外部输入的控制信息，根据所述第二工况作业信息，控制所述起重机的运行。该发明可以在支腿以不同长度伸出时作业，提高了起重机的作业性能和场地适应性。

6、中国专利cn110929356a起重性能计算方法、起重控制器及起重机提供起重性能计算方法、起重控制器及起重机，涉及起重机领域。旨在缓解现有的起重机吊重性能受限的问题。该实施例中将360°回转区域划分为至少两个单元区域，分别对每个单元区域的吊重性能进行调节控制，方便起重机在有利位置吊载，有助于提高吊重性能和吊重量。

7、中国专利cn113353820a起重机性能表生成方法中用以解决现有的起重机存在不能充分利用起重机的抗倾覆性能的问题。当起重机四个支腿均为全伸状态时，根据吊臂臂长和第一吊臂工作幅度，得到吊臂回转角回转360度时第一吊臂工作幅度和吊臂臂长所对应的最优起重载荷；当最优起重载荷和吊臂臂长为定值，若吊臂回转角的投影位于一个小区域内，根据起重载荷力矩、上装自重力矩、底盘自重力矩依次确定第一倾覆合力矩、第二倾覆合力矩、第一倾覆线所对应的第二吊臂工作幅度和第二倾覆线所对应的第三吊臂工作幅度；将第二吊臂工作幅度和第三吊臂工作幅度中的最小值确定为当前吊臂回转角所对应的最优吊臂工作幅度。

8、上述专利中涉及到的传统的起重性能计算方法仅考虑了支腿半伸或全伸对称支撑工况下的性能，没有充分利用起重机在支腿任意长度下非对称支撑工况下的性能。且对于支腿非对称工况性能的计算，虽然提出了基于回转区域和支腿长度计算倾翻性能的方法，但没有考虑到由此生成的超大量性能表的存储和查表方式在现有技术手段下难以实现的问题。对于如非对称工况等需要进行大量数据运算并实时更新性能参数的问题，可以采用实时计算的方式，但这需要起重设备配置要求较高的电控单元算力，在目前的硬件条件下会导致产品成本大幅增加。

技术实现思路

1、发明目的：为了解决现有技术所存在的问题，本发明提供了一种起重性能计算与控制系统，起重机及控制方法，对于非对称工况等需要进行大量数据运算并实时更新性能参数的问题能有效进行实时计算。

2、技术方案：为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：一种起重性能计算与控制系统，包括云服务器，无线通讯网络终端以及控制装置；

3、所述云服务器采用云计算方式实现实时性能计算；

4、所述无线通讯网络终端进行数据高速传输；

5、所述控制装置包括控制单元，存储单元，网络通讯单元，显示单元。

6、更进一步的，所述控制单元作为车载控制系统的主节点，具有以太网和can网络通信端口，负责整车的动作控制、传感器信号解析转换、性能参数处理，与显示单元进行数据交互。

7、更进一步的，所述存储单元用来存储控制参数和起重性能参数。

8、更进一步的，所述网络通讯单元具有无线通信端口如5g端口和以太网通信端口，实现车载控制系统与云服务器之间的高速通信。

9、更进一步的，所述显示单元为人机交互系统汇总主要组成部分，显示起重单元工作状态参数并进行控制功能操作。

10、更进一步的，所述云服务器上预先部署相应算法的计算软件，包括但不限于非对称工况起重性能的计算软件。

11、本发明还公开了包含上述起重性能计算与控制系统的起重机，为汽车起重机，全地面起重机，履带式起重机，工程起重机械装置中的一种。

12、本发明还公开了上述起重机的控制方法，包括如下实施步骤：

13、1)操作起重机的显示器或装有相关应用软件的手机等移动终端发出起重性能云计算的请求指令，由控制单元将请求指令通过网络通讯单元发送到云服务器，云服务器收到指令后，给出能否进入计算模式的响应指令并发送到控制系统；

14、2)当控制系统在规定时间内没有收到云端响应指令或收到拒绝进入计算模式的指令后，控制系统将终止此次请求并返回到到原有工作模式；

15、3)当控制系统收到确认进入计算模式的指令后，控制系统将进入接收云端起重性能工作模式，将当前起重机的臂长、支腿长度、大臂角度、回转角度、倍率等相关工况信息通过无线网络发送到云服务器；云服务器按照指令运行起重性能计算程序，根据接收的工况参数，实时计算出对应的额定起重量等性能参数，并将计算结果实时发送到控制系统；

16、4)当出现网络断开或故障时，控制系统自动进入安全应急工作模式，由操作人员进行安全方向的起重单元动作操作；云服务器将终止运行起重性能计算程序并进入待机初始化状态；

17、5)为保证起重机安全应急模式的正确执行，云端起重性能计算软件利用高速计算的优势，生成起重机当前臂长工况下所有回转区域和工作幅度下的起重性能数据，发送到车载控制系统并缓存到存储单元中，使得车载控制系统在网络离线模式下仍可以使用此工况性能参数；当再次进入起重性能云计算模式时，检测到臂长等工况参数改变后，云服务器将发出指令清除缓存数据并更新为当前工况性能数据；

18、6)操作起重机的显示器或装有相关应用软件的手机等移动终端发出退出起重性能云计算的请求指令，由车载控制单元将请求指令通过网络通讯单元发送到云服务器，云服务器收到指令后，将停止运行起重性能计算程序并进入待机初始化状态，控制系统返回常规工况工作模式；

19、7)为保证数据传输的正确性，控制系统自动对起重性能数据进行校验，校验通过方可使用，数据校验不通过时由显示单元进行提示，并由控制系统限制操作起重机危险方向动作。

20、有益效果：本发明具有以下优点：

21、1)有效解决了因起重机车载控制系统的硬件条件限制起重性能实时计算的问题。尤其是解决了对于如非对称工况等需要进行大量数据运算并实时更新性能参数的问题。

22、2)在基本不增加硬件成本的前提下，扩展了起重性能的应用边界，提高了起重机的吊装能力。