一种汽车吊运动控制系统及其安全控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种汽车吊运动控制系统及其安全控制方法，包括汽车吊和汽车吊的安全控制系统，汽车吊的安全控制系统是由臂架控制系统、吊具控制系统、行走控制系统、车辆常规控制系统和安全保护系统等子系统组成。在对汽车吊进行安全控制时，引入CAN总线控制。CAN总线协议是一种架构开放、广播式的网络通信协议，称为控制器局域网现场总线。作为一种极具应用潜力的控制器局域网总线，近年来在汽车计算机控制系统以及纺织机械、包装机械、造纸机械、农业机械、工程机械、机器人和其他开放式分布智能控制领域得到了越来越广泛的应用。

A Kinematic Control System of Automobile Crane and Its Safety Control Method

The invention discloses an automobile crane motion control system and its safety control method, including the safety control system of the automobile crane and the automobile crane. The safety control system of the automobile crane is composed of a boom control system, a hanger control system, a walking control system, a conventional control system of the automobile and a safety protection system. CAN bus control is introduced in safety control of automobile crane. CAN bus protocol is an open and broadcasting network communication protocol, which is called controller local area network fieldbus. As a potential controller LAN bus, it has been widely used in automobile computer control system, textile machinery, packaging machinery, paper-making machinery, agricultural machinery, construction machinery, robots and other open distributed intelligent control fields in recent years.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车吊运动控制系统及其安全控制方法
本专利技术属于建筑机械领域，具体涉及一种汽车吊运动安全控制系统及其控制方法，适用于建筑起重机安全控制的使用。
技术介绍
汽车吊起重机(简称汽车吊)主要应用于公路、桥梁、建筑和抢险等的工程队、建筑业、电力安装部门的作业。而汽车吊安全控制系统是提供一种高度可靠的安全保护手段的系统，可以最大限度地避免相关设备的不安全状态，防止恶性事故的发生或在事故发生后尽可能地减少损失，保护生产装置及最重要的人身安全。但目前应用于汽车吊运动安全的传统控制系统存在以下不足：（1）通信方式不够灵活，不能便捷的构成多机备份系统；（2）信息传输时间长，易受干扰，重发送信号时间较长；（3）与总线其他节点有联系，导致节点上其他操作受影响；（4）系统可靠性较低，产品维修费用较高；（5）不能实现远程检测、故障诊断，自动化程度较低。为解决以上问题，从现场实际施工的角度出发，综合考虑安全性、可靠性与自动化控住，故采取该新型的汽车吊运动安全控制系统及其控制方法。中国专利技术专利CN108178111A公开了一种汽车吊具保护装置，包括支撑架，其包括两个平行设置的吊架升降梁，其两端分别与两个所述吊架滑动连接导向组件，其包括纵向设置且分别与两个所述吊架连接的两条导轨，设于所述升降梁两端且分别与两条所述导轨滑动配合的滚轮及驱动组件，其包括设于其中一个所述吊架上的卷扬机，分别设于两个所述吊架及所述升降梁上的若干定滑轮，和一端与卷扬机连接的柔索，柔索的另一端依次绕过设有卷扬机的吊架上的定滑轮、升降梁上的定滑轮、及另一个吊架上的定滑轮后固定于该另一个吊架上。本专利技术可提高汽车吊具的工作稳定性和安全性。该方案由于操作较为繁琐，结构较为复杂，不能便捷操作系统。中国专利技术专利CN207732106U公开了一种汽车吊机用接地安全防护装置，目前吊装作业施工因条件限制，汽车吊在高压线路下施工安全距离不足是危险作业“常态”，虽然国家行业规范当中明确指出了安全操作距离和应对措施，但由于各种原因一直不能得到有效执行，通过在汽车吊以及接地体上柱形导体，柱形导体上设有集成接地线的集成体，在集成体两侧设有金属组件，金属组件与集成体通过压紧件压紧，增大连接面积，减小电阻，便于更好的导电，在吊装作业过程中因操作不当引起的触电事故时，将电流导入地面以下，保护操作人员的人身安全，且制作方便，实用效果明显，具有较好的推广应用价值。该方案金属组件与集成体易于导电，不能有效的解决触电的威胁。中国专利技术专利CN108470097A公开了一种汽车吊力矩限制器额定负荷高效高精度整定算法，系统根据汽车吊当前的幅度及臂长确认汽车吊所在的幅度、臂长区间，根据区间内的额定负荷计算出准确的额定负荷。本专利技术汽车吊力矩限制器额定负荷高效高精度整定算法通过特定的算法能够计算出汽车吊全臂长和幅度全覆盖下的吊重额定负荷，计算精度高，速度快，范围广，为汽车吊厂家提供了可靠的。该方案的自动化程度较低，不能实现远程检测，影响系统的可靠性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题之一，在于提供一种汽车吊运动控制系统，是采用采用CAN总线技术，CAN总线协议是一种架构开放、广播式的网络通信协议，称为控制器局域网现场总线。作为一种极具应用潜力的控制器局域网总线，近年来在汽车计算机控制系统以及纺织机械、包装机械、造纸机械、农业机械、工程机械、机器人和其他开放式分布智能控制领域得到了越来越广泛的应用。CAN总线技术为多主机式工作，通信方式灵活。可以方便地构成冗余多机备份系统，提高系统的可靠性；具有很好的实时性；可以点对点、一点对多点或全局广播方式传送和接收数据；短帧结构使信息传输时间短，受干扰的概率低，重新发送时间短；抗干扰能力较强，通信介质可以是双绞线，也可是光纤；强容错能力及较好的数据传输同步性保证了数据传输的可靠性；节点有识别永久性故障和短暂故障的能力；对于短暂的扰动，CAN可对错误进行标定并重发。对严重的故障，CAN具有自动关闭总线的功能，切断它与总线上其他节点的关系，使总线上的其他操作不受影响。本专利技术的问题之一，是这样实现的：一种汽车吊运动控制系统，包括汽车吊和汽车吊的安全控制系统，其特征在于：还包括汽车吊CAN总线和J1939网络，所述汽车吊CAN总线由1个CANOPEN网络组成，CANOPEN网络由控制器APAX-6572、显示屏、吊具控制器APAX-6572、长度角度传感器和带CAN控制器APAX-6572的操作手柄组成，显示屏、吊具控制器、长度角度传感器及操作手柄各自通过CAN总线接入到带120Ω电阻的控制器APAX-6572外接扩展CAN总线接口；显示屏用于显示故障报警信息和整车工作状态:吊重重量、臂架伸出长度、臂架伸出角度、实际力矩及安全力矩，实现系统初始化参数的标定；吊具控制器APAX-6572接收控制器APAX-6572发出的动作指令，并将吊具的工作状态信息发给控制器APAX-6572；长度角度传感器将测到的臂架伸出长度、俯仰角度的数据发给控制器APAX-6572；操作手柄将臂架的动作指令、吊具的动作指令发送给控制器APAX-6572；所述的J1939网络由控制器APAX-6572、发动机和驱动器组成，发动机和驱动器各自通过CAN总线接入到带120Ω电阻的控制器APAX-6572外接扩展CAN总线接口，通过同一个通讯IP协议设置实现汽车吊的行走；发动机将发动机运行参数、故障信息发给控制器APAX-6572；控制器APAX-6572接收发动机、驱动器的状态信息，并将运行指令发给发动机、驱动器；驱动器接收控制器APAX-6572发出的指令，并将发动机运行状态、故障信息发给控制器APAX-6572。上述显示屏的CAN接口与控制器APAX-6572CAN接口通过CAN的总线进行连接，控制器APAX-6572的LAN2接口与吊具控制器INCAN的接口通过CAN的总线相互连接，吊具控制器的脉冲信号及方向信号发送给用于驱动发动机的驱动器，吊具控制器的PUL+25引脚、PUL-13引脚、DIR+24引脚、DIR-12引脚、Enable+4引脚及Enable-16引脚与对应的驱动器的PUL+引脚、PUL-引脚、DIR+引脚、DIR-引脚、ENB+引脚及ENB-引脚连接；驱动器的A+引脚、A-引脚、B+引脚、B-引脚及B-引脚与GND点短接后与发动机的A+引脚、A-引脚、B+引脚、B-引脚的相应的引脚连接，实现脉冲信号及方向信号的传输，从而驱动发动机运转；角度长度传感器的A+引脚、A-引脚、B+引脚、B-引脚、Z+引脚、Z-引脚与吊具控制器的ENC_A+引脚、ENC_A-引脚、ENC_B+引脚、ENC_B-引脚、ENC_Z+引脚、ENC_Z-引脚相互连接，实现角度长度信号的反馈。进一步地，所述臂架控制系统是通过俯仰液压缸的伸缩来调整臂架的俯仰角度，通过伸缩液压缸的伸缩来调节伸缩臂的伸出长度，从而实现不同位置物品的作业。吊具控制系统是汽车吊的工作系统，主要起吊运物品的作用。通过液压马达驱动回转支承，实现吊具横梁的旋转动作；通过伸缩液压缸的伸缩实现20/40英尺的转换；通过旋锁液压缸的伸缩完成解锁闭锁功能；通过侧移液压缸的伸缩实现吊具的左右移动；通过阻尼液压缸防止吊具的摇摆晃动，提高吊具工作的平稳性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车吊运动控制系统，包括汽车吊和汽车吊的安全控制系统，其特征在于：还包括汽车吊CAN总线和J1939网络，所述汽车吊CAN总线由1个CANOPEN网络组成，CANOPEN网络由控制器APAX‑6572、显示屏、吊具控制器APAX‑6572、长度角度传感器和带CAN控制器APAX‑6572的操作手柄组成，显示屏、吊具控制器、长度角度传感器及操作手柄各自通过CAN总线接入到带120Ω电阻的控制器APAX‑6572外接扩展CAN总线接口；显示屏用于显示故障报警信息和整车工作状态:吊重重量、臂架伸出长度、臂架伸出角度、实际力矩及安全力矩，实现系统初始化参数的标定；吊具控制器APAX‑6572接收控制器APAX‑6572发出的动作指令，并将吊具的工作状态信息发给控制器APAX‑6572；长度角度传感器将测到的臂架伸出长度、俯仰角度的数据发给控制器APAX‑6572；操作手柄将臂架的动作指令、吊具的动作指令发送给控制器APAX‑6572；所述的J1939网络由控制器APAX‑6572、发动机和驱动器组成，发动机和驱动器各自通过CAN总线接入到带120Ω电阻的控制器APAX‑6572外接扩展CAN总线接口，通过同一个通讯IP协议设置实现汽车吊的行走；发动机将发动机运行参数、故障信息发给控制器APAX‑6572；控制器APAX‑6572接收发动机、驱动器的状态信息，并将运行指令发给发动机、驱动器；驱动器接收控制器APAX‑6572发出的指令，并将发动机运行状态、故障信息发给控制器APAX‑6572。...

【技术特征摘要】
1.一种汽车吊运动控制系统，包括汽车吊和汽车吊的安全控制系统，其特征在于：还包括汽车吊CAN总线和J1939网络，所述汽车吊CAN总线由1个CANOPEN网络组成，CANOPEN网络由控制器APAX-6572、显示屏、吊具控制器APAX-6572、长度角度传感器和带CAN控制器APAX-6572的操作手柄组成，显示屏、吊具控制器、长度角度传感器及操作手柄各自通过CAN总线接入到带120Ω电阻的控制器APAX-6572外接扩展CAN总线接口；显示屏用于显示故障报警信息和整车工作状态:吊重重量、臂架伸出长度、臂架伸出角度、实际力矩及安全力矩，实现系统初始化参数的标定；吊具控制器APAX-6572接收控制器APAX-6572发出的动作指令，并将吊具的工作状态信息发给控制器APAX-6572；长度角度传感器将测到的臂架伸出长度、俯仰角度的数据发给控制器APAX-6572；操作手柄将臂架的动作指令、吊具的动作指令发送给控制器APAX-6572；所述的J1939网络由控制器APAX-6572、发动机和驱动器组成，发动机和驱动器各自通过CAN总线接入到带120Ω电阻的控制器APAX-6572外接扩展CAN总线接口，通过同一个通讯IP协议设置实现汽车吊的行走；发动机将发动机运行参数、故障信息发给控制器APAX-6572；控制器APAX-6572接收发动机、驱动器的状态信息，并将运行指令发给发动机、驱动器；驱动器接收控制器APAX-6572发出的指令，并将发动机运行状态、故障信息发给控制器APAX-6572。2.根据权利要求1所述的汽车吊运动控制系统，其特征在于：显示屏的CAN接口与控制器APAX-6572CAN接口通过CAN的总线进行连接，控制器APAX-6572的LAN2接口与吊具控制器INCAN的接口通过CAN的总线相互连接，吊具控制器的脉冲信号及方向信号发送给用于驱动发动机的驱动器，吊具控制器的PUL+25引脚、PUL-13引脚、DIR+24引脚、DIR-12引脚、Enable+4引脚及Enable...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹朝强，林巧淋，刘炳强，
申请(专利权)人：福建六建集团有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35