用于起重机的控制方法及装置、控制器和起重机与流程

1.本发明涉及起重机自动控制技术领域，具体涉及一种用于起重机的控制方法及装置、控制器和起重机。


背景技术：

2.在起重机自动控制技术领域，目前并没有针对起重机操作员操作行为的监测手段，完全依靠操作员自身的职业素养、工作经验以及现场安全员来约束操作员的操作行为。随着市场对工程机械的需求激增，市场对工程机械操作员的工作强度需求也在日渐增长，常会有起重机操作员无休加班加点工作，导致自身注意力下降，即使操作员有较高的职业素养和较久的工作经验，但伴随着自身精力下降、注意力被分散，其在工作细节上也容易发生失误，从而引发安全事故。另外，随着市场对工程机械的需求激增，大部分操作人员属于“新手”，其自身经验和职业素养都不足，起重机作业的安全性缺乏保障，需要额外的自动化设备进行补偿，来增加起重机作业的安全性。因此，急需提出一种技术方案来解决现有技术中的上述技术问题。


技术实现要素：

3.本发明实施例的目的是提供一种用于起重机的控制方法及装置、控制器和起重机，解决了现有技术中起重机作业的安全性缺乏保障的技术问题。
4.为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于起重机的控制方法，包括：获取操作员的异常行为；获取起重机的工况信息；根据异常行为和工况信息确定是否存在危险操作行为；以及在确定存在危险操作行为的情况下，根据异常行为和工况信息执行安全控制。
5.在本发明实施例中，在确定存在危险操作行为的情况下，根据异常行为和工况信息执行安全控制，包括：根据异常行为的类型和工况信息执行安全控制。
6.在本发明实施例中，类型包括：第一类型和第二类型。
7.在本发明实施例中，第一类型包括：操作员吸烟、操作员接打电话、操作员闭眼时间超过第一预定时长、操作员低头时间超过第二预定时长、操作员玩手机和操作员打哈欠中的至少一者；第二类型包括：操作员离开起重机的操纵舱。
8.在本发明实施例中，工况信息包括：起重机的载荷、起重机的发动机工作状态、起重机的执行单元制动器状态、起重机的控制单元零位状态和起重机的吊钩高度中的至少一者。
9.在本发明实施例中，根据异常行为的类型和工况信息执行安全控制，包括：在类型为第一类型的情况下，确定起重机是否有载荷；在确定起重机有载荷的情况下，确定起重机是否在运动；在确定起重机在运动的情况下，进行报警，并控制起重机降速直至停止；在确定起重机不在运动的情况下，进行报警，并禁止起重机启动。
10.在本发明实施例中，根据异常行为的类型和工况信息执行安全控制，还包括：在确
定起重机没有载荷的情况下，确定起重机是否在运动；在确定起重机在运动的情况下，进行报警，并控制起重机降速直至停止。
11.在本发明实施例中，根据异常行为的类型和工况信息执行安全控制，包括：在类型为第二类型的情况下，确定起重机是否有载荷；在确定起重机没有载荷的情况下，确定起重机的吊臂是否在伸缩运动；在确定吊臂没有在伸缩运动的情况下，确定起重机的吊钩的高度是否处于安全高度；在确定高度未处于安全高度的情况下，进行报警。
12.在本发明实施例中，根据异常行为的类型和工况信息执行安全控制，还包括：在确定起重机的吊臂在伸缩运动的情况下，进行报警，并控制起重机降速直至停止。
13.在本发明实施例中，根据异常行为的类型和工况信息执行安全控制，还包括：在确定起重机有载荷的情况下，进行报警，并禁止起重机执行动作。
14.在本发明实施例中，起重机在运动的情况下，起重机的发动机处于工作状态，起重机的任意一个执行单元制动器未处于制动状态，起重机的任意一个控制单元未处于零位状态。
15.在本发明实施例中，起重机的吊臂在伸缩运动的情况下，起重机的发动机处于工作状态，起重机的吊臂执行单元制动器未处于制动状态，起重机的吊臂控制单元未处于零位状态。
16.本发明第二方面提供一种控制器，被配置成执行前述实施例的用于起重机的控制方法。
17.本发明第三方面提供一种用于起重机的控制装置，包括：前述实施例的控制器；监测设备，被配置成监测操作员的异常行为；以及操作器，被配置成向控制器提供起重机的工况信息。
18.在本发明实施例中，用于起重机的控制装置还包括：报警器；以及执行器；其中，控制器被配置成通过报警器进行报警；以及通过执行器控制起重机执行动作。
19.本发明第四方面提供一种起重机，包括前述实施例的用于起重机的控制装置。
20.本发明实施例通过结合起重机的工况信息和操作员的异常行为来监测操作员的危险操作行为，并结合具体情况对起重机进行自动安全控制，提高起重机作业的安全性。
21.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
22.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：
23.图1是本发明第一方面提供的用于起重机的控制方法100的流程示意图。
24.图2是本发明第三方面提供的用于起重机的控制装置200的结构示意图。
具体实施方式
25.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。
26.如图1所示，本发明第一方面提供一种起重机的控制方法100，包括以下步骤：
27.步骤s110：获取操作员的异常行为。具体地，异常行为的类型例如包括：第一类型和第二类型。其中，第一类型例如包括但不限于：操作员吸烟、操作员接打电话、操作员闭眼时间超过第一预定时长、操作员低头时间超过第二预定时长、操作员玩手机(例如打游戏、玩微信等)和操作员打哈欠中的至少一者。第二类型例如包括但不限于：操作员离开起重机的操纵舱。当然，本发明实施例的异常行为还可以是其他异常行为，例如操作员躺下了或者晕倒了等，本发明并不以此为限。获取操作员的异常行为例如是通过监测设备实时监测操作员的行为发现的异常行为。当然，在其他一些实施例中，获取操作员的异常行为还可以是实时获取操作员的行为，判断该行为是否是异常行为来获取的，若是异常行为，后续再获取起重机的工况信息进行进一步的判断，此种情况下就不再通过监测设备实时监测操作员的行为发现异常行为，而是通过监测设备实时监测操作员的行为，但并不通过监测设备做行为是否是异常行为的判断。
28.步骤s130：获取起重机的工况信息。起重机的工况信息例如包括但不限于：起重机的载荷、起重机的发动机工作状态、起重机的执行单元制动器状态、起重机的控制单元零位状态和起重机的吊钩高度中的至少一者。当然，本发明实施例的工况信息还可以是其他工况信息，本发明并不以此为限。起重机的载荷例如为起重机的实际载荷，也即除去起重机的吊钩自重的载荷。
29.步骤s150：根据异常行为和工况信息确定是否存在危险操作行为。危险操作行为例如为影响起重机作业安全性的行为。以及
30.步骤s170：在确定存在危险操作行为的情况下，根据异常行为和工况信息执行安全控制。
31.具体地，在确定存在危险操作行为的情况下，根据异常行为和工况信息执行安全控制，也即步骤s170例如包括：根据异常行为的类型和工况信息执行安全控制。
32.更具体地，根据异常行为的类型和工况信息执行安全控制例如包括如下子步骤：
33.(a1)在异常行为的类型为第一类型的情况下，确定起重机是否有载荷。
34.(a2)在确定起重机有载荷的情况下，确定起重机是否在运动。
35.(a3)在确定起重机在运动的情况下，进行报警，并控制起重机降速直至停止。
36.以及(a4)在确定起重机不在运动的情况下，进行报警，并禁止起重机启动。
37.更进一步地，在异常行为的类型为第一类型的情况下，根据异常行为的类型和工况信息执行安全控制例如还包括如下子步骤：
38.(a5)在确定起重机没有载荷的情况下，确定起重机是否在运动。以及(a6)在确定起重机在运动的情况下，进行报警，并控制起重机降速直至停止。
39.根据异常行为的类型和工况信息执行安全控制例如包括如下子步骤：
40.在异常行为的类型为第二类型例如操作员离开起重机的操纵舱的情况下，确定起重机是否有载荷。
41.(b1)在确定起重机没有载荷的情况下，确定起重机的吊臂是否在伸缩运动。
42.(b2)在确定吊臂没有在伸缩运动的情况下，确定起重机的吊钩的高度是否处于安全高度。以及
43.(b3)在确定高度未处于安全高度的情况下，进行报警。
44.更进一步地，在异常行为的类型为第二类型的情况下，根据异常行为的类型和工
况信息执行安全控制例如还包括子步骤：
45.(b4)在确定起重机的吊臂在伸缩运动的情况下，进行报警，并控制起重机降速直至停止。
46.再进一步地，在异常行为的类型为第二类型的情况下，根据异常行为的类型和工况信息执行安全控制例如还包括子步骤：
47.(b5)在确定起重机有载荷的情况下，进行报警，并禁止起重机执行动作。
48.当然，在根据异常行为和工况信息判断存在危险操作行为并执行相应的安全控制之后，若后面发现危险操作行为已经不存在，例如还可以在检测到不存在危险操作行为的情况下自动解除安全控制，也即不再执行相应的安全控制；或者可以在操作者认为需要解除安全控制的情况下，响应操作者的解除安全控制的请求不再执行相应的安全控制；也可以在操作者认为需要解除安全控制的情况下，响应操作者的解除安全控制的请求，并结合操作员的行为或工况信息判断是否仍然存在危险操作行为，若存在则继续执行相应的安全控制，若不存在则接受操作者的解除安全控制的请求，解除相应的安全控制。
49.具体地，起重机在运动的情况下，起重机的发动机处于工作状态，起重机的任意一个执行单元制动器未处于制动状态，起重机的任意一个控制单元未处于零位状态，也即需要同时满足起重机的发动机处于工作状态、起重机的任意一个执行单元制动器未处于制动状态和起重机的任意一个控制单元未处于零位状态三个条件说明起重机在运动。相反，若无法满足起重机的发动机处于工作状态、起重机的任意一个执行单元制动器未处于制动状态和起重机的任意一个控制单元未处于零位状态这三个条件，说明起重机不在运动。举例来说，若起重机的发动机未处于工作状态说明起重机不在运动，或者起重机的所有执行单元制动器都处于制动状态也说明起重机不在运动，再或者起重机的所有控制单元都处于零位状态也说明起重机不在运动。
50.在本发明实施例中，起重机的吊臂在伸缩运动的情况下，起重机的发动机处于工作状态，起重机的吊臂执行单元制动器未处于制动状态，起重机的吊臂控制单元未处于零位状态，也即需要同时满足起重机的发动机处于工作状态、起重机的吊臂执行单元制动器未处于制动状态和起重机的吊臂控制单元未处于零位状态三个条件说明起重机在运动。相反，若无法满足起重机的发动机处于工作状态、起重机的吊臂执行单元制动器未处于制动状态和起重机的吊臂控制单元未处于零位状态这三个条件，说明起重机的吊臂不在伸缩运动。举例来说，若起重机的发动机未处于工作状态说明起重机的吊臂不在伸缩运动，或者起重机的吊臂执行单元制动器处于制动状态也说明起重机的吊臂不在伸缩运动，再或者起重机的吊臂控制单元处于零位状态也说明起重机的吊臂不在伸缩运动。
51.下面详细说明本发明实施例的用于起重机的控制方法100的工作过程。
52.首先会获取操作员的异常行为和起重机的工况信息，之后会根据获取的操作员的异常行为和起重机的工况信息来确定是否存在危险操作行为影响到了起重机作业的安全性，若存在危险操作行为会根据获取的操作员的异常行为和起重机的工况信息执行相应的安全控制以保障起重机作业的安全性。在异常行为的类型为第一类型的情况下，会根据工况信息来判断起重机是否有载荷以及起重机是否在运动，并根据判断结果来执行相应的安全控制。在异常行为的类型为第二类型的情况下，会根据工况信息来判断起重机是否有载荷、起重机的吊臂是否在伸缩运动以及起重机的吊钩高度是否安全，并根据判断结果来执
行相应的安全控制。
53.在异常行为的类型为第一类型的情况下，若判断起重机有载荷且起重机在运动，认为存在危险操作行为，会进行报警，并控制起重机降速直至停止；若判断起重机有载荷且起重机不在运动，认为存在危险操作行为，会进行报警，并禁止起重机启动；若判断起重机没有载荷且起重机在运动，认为存在危险操作行为，会进行报警，并控制起重机降速直至停止；若判断起重机没有载荷且起重机不在运动，认为是安全行为，不干预起重机动作，也不报警。
54.在异常行为的类型为第二类型的情况下，若判断起重机没有载荷、起重机的吊臂不在伸缩运动且起重机的吊钩高度不安全，认为存在危险操作行为，会进行报警，但对起重机的动作不做干预；若判断起重机有载荷，认为存在危险操作行为，会进行报警，并禁止起重机执行动作；若判断起重机没有载荷且起重机的吊臂在伸缩运动，认为存在危险操作行为，会进行报警，并控制起重机降速直至停止；若判断起重机没有载荷、起重机的吊臂不在伸缩运动且起重机的吊钩高度安全，认为是安全行为，不干预起重机动作，也不报警。
55.本发明第二方面提供一种控制器，控制器被配置成执行根据任意一项前述实施例的用于起重机的控制方法。
56.其中，用于起重机的控制方法的具体功能和细节可参考前述实施例的相关描述，在此不再赘述。
57.具体地，控制器例如可为工控机、嵌入式系统、微处理器、可编程逻辑器件等控制设备。
58.如图2所示，本发明第三方面提供一种用于起重机的控制装置200，包括：控制器210、监测设备230和操作器250。
59.其中，控制器210为根据任意一项前述实施例的控制器，控制器210的具体功能和细节可参考前述实施例的相关描述，在此不再赘述。
60.监测设备230被配置成监测操作员的异常行为。在监测到操作员的异常行为后例如还会把监测到的异常行为转换成电信号输出给控制器210。监测设备230例如可为采用视频检测技术的监控设备，具体例如可为监控摄像头等视频监控设备，具体例如安装于起重机的操纵舱内便于监控到操作员的异常行为的合适位置。当然，本发明并不限制于此，还可以是安装在操纵舱外的可以监控到操作员的异常行为的合适位置。当然，在其他一些实施例中，还可以是由监测设备来实现对操作员行为的实时监测，并不对监测到的操作员的行为是否是异常行为进行识别，而是转由控制器通过图像比对等识别方法来实现对异常操作行为的识别。
61.操作器250被配置成向控制器210提供起重机的工况信息。操作器250例如会收集起重机的工况信息以发送给控制器210。
62.具体地，控制器230例如可具体为工控机、嵌入式系统、微处理器、可编程逻辑器件等控制设备。
63.进一步地，用于起重机的控制装置200例如还包括：报警器270和执行器290。控制器210例如被配置成通过报警器270进行报警以及通过执行器290控制起重机执行动作。报警器270例如通过声光、图文报警等来产生警示效果，报警器270例如包括显示器和/或蜂鸣器。执行器290是起重机的动作模块，其会接收控制器210的控制指令来控制起重机执行相
应的动作。
64.控制器230、操作器250、报警器270和执行器290例如安装或集成在起重机的上车系统。
65.用于起重机的控制装置200的工作原理如下：
66.监测设备230监测操作员的异常行为，在监测到操作员的异常行为后例如还会把监测到的异常行为转换成电信号输出给控制器210。操作器250收集起重机的工况信息，将收集到的工况信息发送给控制器210。控制器210对操作员的异常行为和起重机的工况信息进行分析、处理，来判断是否存在危险操作行为，若是危险操作行为，会向报警器270发送报警指令，并根据异常行为的类型和工况信息来决定是否同时产生相应的起重机动作指令给执行器290以实现安全控制。报警器270接收到报警指令会产生警示效果。执行器290接收到控制器210发送的起重机动作指令会控制起重机执行相应的动作来限制危险操作行为，保证起重机作业安全。
67.本发明第四方面提供一种起重机，包括：控制装置。其中，控制装置例如为根据任意一项前述实施例的用于起重机的控制装置，控制装置的具体功能和细节可参考前述实施例的相关描述，在此不再赘述。
68.综上所述，本发明实施例通过结合起重机的工况信息和操作员的异常行为来监测操作员的危险操作行为，并结合具体情况对起重机进行自动安全控制，提高起重机作业的安全性，避免发生安全事故。
69.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
70.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
71.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
72.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
73.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
74.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
75.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
76.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
77.以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理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权利要求范围之内。