用于起重机人机交互吊装智能化操作的方法和力矩限制器

一、智能化吊装操作方法

1. 作业参数输入与工况匹配
   • 用户通过图形化界面输入作业参数（如吊重、幅度、高度等），系统基于预设的起重机SWL特性曲线自动筛选符合条件的所有工况，并通过排序算法推荐最优选择。例如，臂长、幅度等参数可触发系统匹配对应额定起重量。
2. 工况模拟与动态修正
   • 在选定工况后，系统通过FLASH动画或3D模拟展示吊装过程，计算理论参数（如起升角度、最大高度），并结合传感器数据（如吊臂变形量）修正实际工作幅度，验证安全性。若模拟结果不满足要求，需重新选择工况。
3. 实时监控与自适应调整
   • 吊装过程中，传感器实时采集幅度、臂长、重量等数据，结合吊重变形补偿算法动态计算实际工作参数。当参数超出安全阈值时，系统自动报警并切断危险方向动作（如停止变幅增大或提升）。
4. 虚拟墙与安全防护
   • 通过设定虚拟电子围栏（如最大起升高度、幅度范围），限制起重机运动边界。若传感器检测到越界（如起升高度超限），立即触发声光报警并强制停机。
5. 远程操控与数据交互
   • 结合物联网技术，实现手机、平板等终端远程监控，实时传输吊装参数与视频画面。支持故障诊断、黑匣子数据存储（记录超载时间、幅度等关键信息）。

二、力矩限制器的关键技术

1. 核心组成与工作原理
   • 传感器单元：包括轴销式测力传感器（检测钢丝绳张力）、角度传感器（臂架倾角）、幅度传感器（臂长）等，用于实时采集载荷与姿态数据。
   • 数据处理单元：基于单片机或嵌入式系统（如80C196KC），将传感器信号转换为起重力矩，并与预设安全阈值比对。例如，当实际力矩≥额定值的90%时预报警，≥105%时切断危险动作。
   • 控制单元：输出继电器信号或PLC指令，控制起重机液压系统或电机启停。
2. 功能特性
   • 动载抑制：区分正常作业动载荷与超载，避免误触发。
   • 多工况适配：支持10种以上预设工况（如不同臂长、倍率），可手动或自动切换。
   • 自诊断与容错：传感器失效时自动校准，故障代码提示（如通信中断、电压异常）。
3. 典型应用场景
   • 塔式起重机：通过弓板式结构检测塔帽主弦杆压缩变形，放大后触发限位开关。
   • 流动式起重机：结合GPS定位与倾角补偿算法，适应复杂地形下的力矩修正。

三、技术优势与发展趋势

1. 效率与安全性提升
   • 通过工况规划与模拟，减少人工试错，吊装效率提升约30%；力矩限制器的动作误差≤3%，大幅降低倾翻事故风险。
2. 智能化融合方向
   • 引入模糊控制与专家系统，实现吊装路径自动规划；结合5G与边缘计算，支持多机协同作业与云端数据管理。