【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及起重机司机考试，具体涉及一种起重机司机考试过程中吊物空间状态监测方法及装置。
技术介绍
1、对于见习起重机司机而言，经常出现的情况是由于操作不当导致吊物超出运行区域，或发生类似单摆、圆锥摆等周期性运行。此种情况下往往摆动幅度较大，如不能及时采取有效的稳控措施消除，则极易导致吊物失控发生撞击。故起重机作业中吊物能否平稳按预定路线行驶，是保障作业安全运行的关键因素之一。也正因为此，在起重机司机培训考试过程中，学员是否具备控制吊物的技能，是需要考核的重要指标，也是评判驾驶能力的最直接体现。
2、学员驾驶起重机控制吊物作为考试中一个能够否决起重机司机的考试项目，在传统考试模式下由考评人员人工观察吊物空间状态，从而判定学员是否具备控制吊物的技能，非常依赖考评员的直观观察和经验，不可避免的具有主观判断的因素，判断标准的尺度不一，进而影响考核的客观性。
技术实现思路
1、本专利技术得目的是：采用智能化自动评分系统分析起重机吊物的空间状态，即空间位置及摆动状态，以实时监测并应用于司机驾驶操作技能的评判中。但由于起重机与吊物之间一般采用柔性的钢丝绳进行连接，故它们之间的相对位置在不断改变。因此吊物空间状态不易直接监测，吊物空间状态也就是吊物姿态，如吊物处于水平位置、垂直位置或具有一定倾斜角度等位置。正因为此，本专利技术采用间接的方法进行检测，以实现准确的识别到吊物的不安全状态，消除考评员主观因素的影响。
2、为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是提供了一种起重
3、优选地，所述吊物组合件包括滑轮、滑轮罩以及吊钩，滑轮设于吊绳上，姿态传感器设于滑轮的一侧，滑轮、姿态传感器以及吊钩的一端均设于滑轮罩内部。
4、本专利技术还提供一种起重机司机考试过程中吊物空间状态监测方法，应用于所述数据处理模块，所述方法包括以下步骤：步骤1：实时获取起重机数据、吊物数据以及承重吊绳数据，起重机数据包括预设高度、第一距离和第二距离，吊物数据包括n个时刻t、n个时刻t相对应的吊物倾角数据以及吊物方位角数据，承重吊绳数据为承重长度。步骤2：将起重机数据、吊物数据以及承重吊绳数据传输至空间位置计算模型，并建立三维坐标系，得到n个在时刻t时，以坐标形式的吊物空间位置信息。步骤3：预处理起重机数据、吊物数据以及承重吊绳数据，再根据摆动状态特征判定条件进行摆动状态判定，得到吊物摆动状态信息。步骤4：结合吊物空间位置信息以及吊物摆动状态信息，得到吊物空间状态。
5、优选地，在所述步骤2中，所述空间位置计算模型为：
6、x＝x1+lsinαcosβ
7、y＝y1+lsinαcosβ
8、z＝z1-lcosα
9、其中，x为吊物的横坐标，y为吊物的纵坐标，z为吊物的高度坐标，x1为第一距离，y1为第二距离，z1为预设高度，l为承重长度，α为在时刻t时吊物倾角数据，β为在时刻t时吊物方位角数据。
10、优选地，所述步骤3中，所述预处理包括以下步骤：步骤301：根据类单摆目标时刻公式以及n个时刻t时的吊物倾角数据，得到j个目标时刻tk和吊物方位角βk；根据类圆锥摆动目标时刻公式以及n个时刻t时的吊物倾角数据，得到起始目标时刻ts与终止目标时刻tz以及h个吊物方位角βv。步骤302：根据单摆摆动周期公式、类圆锥摆摆动周期公式以及承重长度，得到参考类单摆摆动周期以及参考类圆锥摆摆动周期。
11、优选地，所述步骤301中，包括以下步骤：步骤3011：根据类单摆目标时刻公式以及n个时刻t时的吊物倾角数据，得到j个类单摆目标时刻tk(j≥3，k＝0,1,2...j)。步骤3012：根据j个目标时刻tk，从n个吊物方位角数据中筛选与目标时刻tk相对应的j个吊物方位角βk。步骤3013：根据类圆锥摆动目标时刻公式以及n个时刻t时的吊物倾角数据，得到起始目标时刻ts和终止目标时刻tm。步骤3014：从n个时刻t时的吊物倾角数据中，筛选出起始目标时刻ts与终止目标时刻tm时间段内相对应的h个吊物方位角βv(v＝0,1,2...h)。
12、优选地，所述步骤303中，所述单摆摆动周期公式通过人为形成吊物类单摆摆动，测得不同承重长度的摆动周期，并将测得的多组不同承重长度及相应的摆动周期进行拟合，得到单摆摆动周期t单公式：
13、t单＝f(1)；
14、所述类圆锥摆摆动周期t圆公式：
15、
16、优选地，所述类单摆目标时刻公式为：
17、αb＞αw
18、tk＝tb
19、其中，αb为在n个吊物倾角数据中第d个吊物倾角，αw为预设类单摆吊物倾角阈值，tb为第d个吊物倾角相对应的时刻。所述类圆锥摆动目标时刻公式为：
20、αd＞αe
21、ts＝td
22、αd+1＜αe
23、tm＝td+1
24、其中，αe为预设类圆锥摆吊物倾角阈值，αd为在n个吊物倾角数据中第b个吊物倾角，td为第b个吊物倾角相对应的时刻。
25、优选地，所述步骤3中，所述摆动状态判定通过类单摆摆动条件公式以及类圆锥摆摆动条件公式对摆动状态进行判定，类单摆摆动条件公式为：
26、tj-t0＜3t单/2
27、|βk-βk-1|＝175～185°(k+1≤j)
28、类圆锥摆摆动条件公式为：
29、tm-ts＜3t圆/2
30、20°＞βv-βv-1＞0°(v-1≤h)°
31、优选地，在所述步骤4中，根据预设吊物坐标及吊物空间位置信息，判断吊物是否按照规定路线行驶，若吊物按照规定路线行驶，则根据吊物摆动本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种起重机司机考试过程中吊物空间状态监测装置，其特征在于，用于检测位于预设高度的起重机通过吊绳间接控制吊物时的吊物空间状态，吊绳一端部设有吊物组合件用于连接吊物，所述装置包括：
2.如权利要求1所述的一种起重机司机考试过程中吊物空间状态监测装置，其特征在于，所述吊物组合件包括滑轮、滑轮罩以及吊钩，滑轮设于吊绳上，姿态传感器设于滑轮的一侧，滑轮、姿态传感器以及吊钩的一端均设于滑轮罩内部。
3.一种起重机司机考试过程中吊物空间状态监测方法，其特征在于，应用于如权利要求1中所述数据处理模块，所述方法包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的一种起重机司机考试过程中吊物空间状态监测方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述空间位置计算模型为：
5.如权利要求4所述的一种起重机司机考试过程中吊物空间状态监测方法，其特征在于，所述步骤3中，所述预处理包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的一种起重机司机考试过程中吊物空间状态监测方法，其特征在于，所述步骤301中，包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的一种起重机司机考试过程中吊
8.如权利要求7所述的一种起重机司机考试过程中吊物空间状态监测方法，其特征在于，所述类单摆目标时刻公式为：
9.如权利要求8所述的一种起重机司机考试过程中吊物空间状态监测方法，其特征在于，所述步骤3中，所述摆动状态判定通过类单摆摆动条件公式以及类圆锥摆摆动条件公式对摆动状态进行判定，类单摆摆动条件公式为：
10.如权利要求1所述的一种起重机司机考试过程中吊物空间状态监测方法，其特征在于，在所述步骤4中，根据预设吊物坐标及吊物空间位置信息，判断吊物是否按照规定路线行驶，若吊物按照规定路线行驶，则根据吊物摆动状态信息得到吊物空间状态。
...【技术特征摘要】
1.一种起重机司机考试过程中吊物空间状态监测装置，其特征在于，用于检测位于预设高度的起重机通过吊绳间接控制吊物时的吊物空间状态，吊绳一端部设有吊物组合件用于连接吊物，所述装置包括：
2.如权利要求1所述的一种起重机司机考试过程中吊物空间状态监测装置，其特征在于，所述吊物组合件包括滑轮、滑轮罩以及吊钩，滑轮设于吊绳上，姿态传感器设于滑轮的一侧，滑轮、姿态传感器以及吊钩的一端均设于滑轮罩内部。
3.一种起重机司机考试过程中吊物空间状态监测方法，其特征在于，应用于如权利要求1中所述数据处理模块，所述方法包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的一种起重机司机考试过程中吊物空间状态监测方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述空间位置计算模型为：
5.如权利要求4所述的一种起重机司机考试过程中吊物空间状态监测方法，其特征在于，所述步骤3中，所述预处理包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的一种起重机司机考试过程中吊物空间状态监测方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：许兆宇，翟光辉，施鸿均，刘小畅，林明辉，罗斌，吴峥，
申请(专利权)人：上海市特种设备监督检验技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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