一种塔机群塔作业防碰撞方法技术

本发明专利技术公开了一种塔机群塔作业防碰撞方法，该方法先进行塔机参数设置，在设置时将塔机群塔分为自身塔机和关联塔机，对自身塔机和关联塔机分别进行参数设置；然后计算防碰撞数据，建立原点坐标系、低位塔机坐标系和高位塔机坐标系，通过齐次坐标变换方法在三个坐标系之间进行坐标变换来求获得防碰撞数据，高位塔机小车与低位塔机坐标系中x轴的垂直距离d1，高位塔机小车与低位塔机坐标系原点的距离d2；最后通过防碰撞MCU对防碰撞数据d1和d2进行判断，并结合两个塔机的工况，通过联动台进行防碰撞调节，使d1大于低位塔机塔臂宽度的一半，实现防碰撞控制。本发明专利技术不仅能够避免塔机群塔作业时发生碰撞，还具有施工安全性好和操作方便的优点。便的优点。便的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种塔机群塔作业防碰撞方法


[0001]本专利技术涉及一种塔机群塔作业控制方法，特别是一种塔机群塔作业防碰撞方法。

技术介绍

[0002]在现代建筑领域，施工时经常会使用多个塔机同时作业，形成群塔作业来提高施工效率。在实际施工过程中，一般相邻两个塔机之间的距离会大于塔机塔臂的长度，但为了方便施工，一般相邻两个塔机之间的距离会小于两个塔机塔臂长度之和；因此，在两个塔机的塔臂运行时，塔臂位置相对较高的塔机小车下悬吊的吊钩容易与塔臂位置相对较低的塔机塔臂发生碰撞，导致施工安全性不理想。因此，现有的塔机群塔作业存在着吊钩与塔臂容易发生碰撞和施工安全性不理想的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，提供一种塔机群塔作业防碰撞方法。本专利技术不仅能够避免塔机群塔作业时发生碰撞，还具有施工安全性好的优点。
[0004]本专利技术的技术方案：一种塔机群塔作业防碰撞方法，包括以下步骤：
[0005]S1、塔机参数设置，将塔机群塔分为自身塔机和关联塔机；自身塔机的参数设置包括塔机基础参数和防碰撞参数，塔机基础参数包括塔臂高度和塔臂臂长，防碰撞参数包括自身塔机序号、信道、防碰撞预警距离、低速回转频率、回转停机角度和功能开关；关联塔机参数包括手动设置参数和自动获取参数，手动设置参数包括关联塔机序号和关联塔机距离，自动获取参数包括标定角度、塔臂高度和塔臂臂长；
[0006]S2、计算防碰撞数据，建立原点坐标系O
xyz
、低位塔机坐标系O
1xyz
和高位塔机坐标系O
2xyz
；低位塔机坐标系O
1xyz
以低位塔机塔身为原点，低位塔机塔臂方向为x轴；高位塔机坐标系O
2xyz
以高位塔机塔身为原点，高位塔机塔臂方向为x轴；通过齐次坐标变换方法求获得防碰撞数据，高位塔机小车与低位塔机坐标系O
1xyz
中x轴的垂直距离d1，高位塔机小车与低位塔机坐标系O
1xyz
原点的距离d2，d1＝|A
m
*sin(θ2‑
θ1)+(x1‑
x2)sinθ1+(y2‑
y1)cosθ1|，其中(x1,y1)为低位塔机塔身在原点坐标系O
xyz
上的坐标值，(x2,y2)为高位塔机塔身在原点坐标系O
xyz
上的坐标值，θ1为低位塔机的塔臂回转角度，θ2为高位塔机的塔臂回转角度，A
m
为高位塔机的小车幅度；
[0007]S3、通过防碰撞MCU对防碰撞数据进行判断，当d2小于等于低位塔机塔臂长度l1时，高位塔机小车进入干涉区域；结合自身塔机和关联塔机上的防碰撞MCU对自身塔机和关联塔机进行工况判断，最后通过联动台对自身塔机和关联塔机进行防碰撞调节，使d1大于低位塔机塔臂宽度的一半，使得高位塔机小车下方悬挂的吊钩不会与低位塔机塔臂发生碰撞，实现防碰撞控制。
[0008]前述的一种塔机群塔作业防碰撞方法中，所述步骤S1中的标定角度通过以下方法获取，在关联塔机和自身塔机正常上电且停止运行的状态下，控制自身塔机塔臂对准关联塔机塔身，此时自身塔机塔臂与角度零点之间的夹紧为标定角度；角度零点为原点坐标系
O
xyz
的x轴方向。
[0009]前述的一种塔机群塔作业防碰撞方法中，所述步骤S2中齐次坐标变换方法为，列出从原点坐标系O
xyz
到低位塔机坐标系O
1xyz
的齐次变换矩阵T
10
，代表原点坐标系O
xyz
内的任何坐标与矩阵相乘后的结果就是低位塔机坐标系O
1xyz
内的坐标；
[0010][0011]其中，θ1为低位塔机的塔臂回转角度，(x1,y1)为低位塔机塔身在原点坐标系O
xyz
上的坐标值，h1为低位塔机的塔臂高度；同理，再列出从高位塔机坐标系O
2xyz
到原点坐标系O
xyz
的齐次变换矩阵T
02
，代表高位塔机坐标系O
2xyz
内的任何坐标与矩阵相乘后的结果就是原点坐标系O
xyz
内的坐标；
[0012][0013]其中，θ2为高位塔机的塔臂回转角度，(x2,y2)为高位塔机塔身在原点坐标系O
xyz
上的坐标值，h2为高位塔机的塔臂高度；根据T
10
和T
02
获得齐次变换矩阵T
12
＝T
10
*T
02
，代表高位塔机坐标系O
2xyz
内的任何坐标与矩阵相乘后的结果就是低位塔机坐标系O
1xyz
内的坐标；
[0014][0015]；将高位塔机坐标系O
2xyz
中的高位塔机小车坐标(A
m
,0,0)代入齐次变换矩阵T
12
中即可获得高位塔机小车在低位塔机坐标系O
1xyz
内的坐标(x
m1
,y
m1
,z
m1
)；其中A
m
为高位塔机的小车幅度，得d1＝|y
m1
|＝|A
m
*sin(θ2‑
θ1)+(x1‑
x2)sinθ1+(y2‑
y1)cosθ1|；将高位塔机坐标系O
2xyz
中的高位塔机小车坐标(A
m
,0,0)代入齐次变换矩阵T
02
中即可获得
高位塔机小车在原点坐标系O
xyz
内的坐标(x
m0
,y
m0
,z
m0
)；得x
m0
＝A
m
*cosθ2+x2，y
m0
＝A
m
*sinθ2+y2，再结合低位塔机塔身在原点坐标系O
xyz
上的坐标值(x1,y1)，计算得获得高位塔机小车与低位塔机坐标系O
1xyz
中x轴的垂直距离d1和高位塔机小车与低位塔机坐标系O
1xyz
原点的距离d2。
[0016]前述的一种塔机群塔作业防碰撞方法中，所述步骤S3中的工况包括塔机同向运行工况、塔机反向运行工况和单台塔机运行工况。
[0017]前述的一种塔机群塔作业防碰撞方法中，所述塔机同向运行工况为高位塔机和低位塔机运行的回转方向一致，若高位塔机小车和低位塔机塔臂均位于干涉区外，则控制高位塔机优先进入，控制低位塔机在干涉区外等待；若高位塔机小车位于干涉区内，低位塔机塔臂位于干涉区外，则高位塔机正常运行，控制低位塔机降低回转频率并在干涉区外停机等待；若高位塔机小车在干涉区外，低位塔机塔臂在干涉区内，则控制低位塔机正常运行，控制高位塔机降低回转频率并在干涉区外停机等待；若高位塔机小车和低位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种塔机群塔作业防碰撞方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、塔机参数设置，将塔机群塔分为自身塔机和关联塔机；自身塔机的参数设置包括塔机基础参数和防碰撞参数，塔机基础参数包括塔臂高度和塔臂臂长，防碰撞参数包括自身塔机序号、信道和功能开关；关联塔机参数包括手动设置参数和自动获取参数，手动设置参数包括关联塔机序号和关联塔机距离，自动获取参数包括标定角度、塔臂高度和塔臂臂长；S2、计算防碰撞数据，建立原点坐标系O
xyz
、低位塔机坐标系O
1xyz
和高位塔机坐标系O
2xyz
；低位塔机坐标系O
1xyz
以低位塔机塔身为原点，低位塔机塔臂方向为x轴；高位塔机坐标系O
2xyz
以高位塔机塔身为原点，高位塔机塔臂方向为x轴；通过齐次坐标变换方法求获得防碰撞数据，高位塔机小车与低位塔机坐标系O
1xyz
中x轴的垂直距离d1，高位塔机小车与低位塔机坐标系O
1xyz
原点的距离d2，d1＝|A
m
*sin(θ2‑
θ1)+(x1‑
x2)sinθ1+(y2‑
y1)cosθ1|，其中(x1,y1)为低位塔机塔身在原点坐标系O
xyz
上的坐标值，(x2,y2)为高位塔机塔身在原点坐标系O
xyz
上的坐标值，θ1为低位塔机的塔臂回转角度，θ2为高位塔机的塔臂回转角度，A
m
为高位塔机的小车幅度；S3、通过防碰撞MCU对防碰撞数据进行判断，当d2小于等于低位塔机塔臂长度l1时，高位塔机小车进入干涉区域；结合自身塔机和关联塔机上的防碰撞MCU对自身塔机和关联塔机进行工况判断，最后通过联动台对自身塔机和关联塔机进行防碰撞调节，使d1大于低位塔机塔臂宽度的一半，使得高位塔机小车下方悬挂的吊钩不会与低位塔机塔臂发生碰撞，实现防碰撞控制。2.根据权利要求1所述的一种塔机群塔作业防碰撞方法，其特征在于：所述步骤S1中的标定角度通过以下方法获取，在关联塔机和自身塔机正常上电且停止运行的状态下，控制自身塔机塔臂对准关联塔机塔身，此时自身塔机塔臂与角度零点之间的夹紧为标定角度；角度零点为原点坐标系O
xyz
的x轴方向。3.根据权利要求1所述的一种塔机群塔作业防碰撞方法，其特征在于：所述低位塔机和高位塔机按照以下方法区分，判断关联塔机相对于自身塔机的高低位，自身塔机和关联塔机中塔臂高度较低的为低位塔机，自身塔机和关联塔机中塔臂高度较高的为高位塔机。4.根据权利要求1所述的一种塔机群塔作业防碰撞方法，其特征在于：所述步骤S2中齐次坐标变换方法为，列出从原点坐标系O
xyz
到低位塔机坐标系O
1xyz
的齐次变换矩阵T
10
，代表原点坐标系O
xyz
内的任何坐标与矩阵相乘后的结果就是低位塔机坐标系O
1xyz
内的坐标；其中，θ1为低位塔机的塔臂回转角度，(x1,y1)为低位塔机塔身在原点坐标系O
xyz
上的坐标值，h1为低位塔机的塔臂高度；同理，再列出从高位塔机坐标系O
2xyz
到原点坐标系O
xyz
的齐次变换矩阵T
02
，代表高位塔机坐标系O
2xyz
内的任何坐标与矩阵相乘后的结果就是原点坐标系O
xyz
内的坐标；
其中，θ2为高位塔机的塔臂回转角度，(x2,y2)为高位塔机塔身在原点坐标系O
xyz
上的坐标值，h2为高位塔机的塔臂高度；根据T
10
和T
02
获得齐次变换矩阵T
12
＝T
10
*T
02
，代表高位塔机坐标系O
2xyz
内的任何坐标与矩阵相乘后的结果就是低位塔机坐标系O
1xyz
内的坐标；内的坐标；将高位塔机坐标系O
2xyz
中的高位塔机小车坐标(A
m
,0,0)代入齐次变换矩阵T
12
中即可获得高位塔机小车在低位塔机坐标系O
1xyz
内的坐标(x
m...

【专利技术属性】
技术研发人员：何涛涛，范俊红，朱桂林，楼圣伟，方建飞，单洪峰，应旦昊，
申请(专利权)人：浙江一通电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：