起重机臂架监控方法、装置、系统及起重机

摘要

本公开涉及一种起重机臂架监控方法、装置、系统及起重机，其中，监控方法包括：接收通过角运动检测部件获取的起重机臂架头部在三个方向的角度、角速度和角加速度；获取起重机的工况信息；根据臂架头部在三个方向的角度、角速度和角加速度，以及起重机的工况信息，计算出起重机作业过程中臂架和吊钩的姿态信息；其中，三个方向包括：第一方向、第二方向和第三方向，第二方向与臂架延伸方向一致，第三方向在竖直平面内垂直于第二方向，第一方向垂直于第二方向和第三方向。

说明书

技术领域

本公开涉及工程机械控制技术领域，尤其涉及一种起重机臂架监控方法、装置、系统及起重机。

背景技术

起重机，尤其是汽车起重机，作为一种起吊搬运工程机械，已大量应用于城市建筑建设、工厂设备吊装、风电吊装等场合。随着起重机吊载吨位、臂长需求的增加，对起重机智能化水平及安全性能要求越来越高。

在起重机吊载过程中，臂架的变形会造成臂架性能的降低，臂架的运动会造成臂架和吊钩的摆动，进而臂架和吊钩的摆动会造成臂架所受力矩的变化，造成受力变大或偏载，减少结构件寿命，严重时可能出现断臂、翻车等危险。所以，臂架姿态和吊钩姿态的监控能力是提升起重机智能化水平、安全性能的重要指标。

相关技术中，一种方案是在臂头与臂尾设置传感器，只能检测臂架的整体旁弯或挠度，无法实现臂架动态监控，也不能获取臂架运动对吊钩摆动的影响。另一种方案是在吊钩上安装传感器，其只能检测吊钩的摆动。因此，这两种方案都难以准确地对臂架和吊钩姿态进行监控，无法保证起重机臂架工作的安全性。

发明内容

本公开的实施例提供了一种起重机臂架监控方法、装置、系统及起重机，能够提高起重机臂架工作的安全性。

根据本公开的第一方面，提供了一种起重机臂架监控方法，包括：

接收通过角运动检测部件获取的起重机臂架头部在三个方向的角度、角速度和角加速度；

获取起重机的工况信息；

根据臂架头部在三个方向的角度、角速度和角加速度，以及起重机的工况信息，计算出起重机作业过程中臂架和吊钩的姿态信息；

其中，三个方向包括：第一方向、第二方向和第三方向，第二方向与臂架延伸方向一致，第三方向在竖直平面内垂直于第二方向，第一方向垂直于第二方向和第三方向。

在一些实施例中，角运动检测部件包括三轴陀螺仪，三轴陀螺仪设在臂架头部。

在一些实施例中，根据臂架头部在三个方向的角度、角速度和角加速度，以及起重机的工况信息，计算出臂架的姿态信息的步骤包括：

根据臂架头部在三个方向的角度、臂架长度和工作时间信息，计算出臂架头部在三个方向内的位移；

根据臂架头部在三个方向的角度、角速度和角加速度、臂架长度和工作时间信息，计算出臂架头部在三个方向内的速度。

在一些实施例中，计算出臂架的姿态信息的步骤还包括：

根据臂架头部在三个方向内的位移、臂架伸缩长度和臂架头部的角度值，分别计算臂架由于伸缩动作产生的旁弯量和挠度量，以及臂架由于吊重作业产生的旁弯量和挠度量；

将臂架伸缩动作和吊重作业各自产生的旁弯量叠加，得出臂架的实际旁弯量；

将臂架伸缩动作和吊重作业各自产生的挠度量叠加，得出臂架的实际挠度量。

在一些实施例中，根据臂架头部在三个方向的角度、角速度和角加速度，以及起重机的工况信息，在臂架伸缩动作过程中，计算出臂架的姿态信息的步骤还包括：

根据臂架头部在三个方向内的位移、臂架伸缩长度和臂架头部在第三方向上的角度值，计算出臂架的旁弯量；

根据臂架头部在三个方向内的位移、臂架伸缩长度和臂架在第一方向上的角度值，计算出臂架的挠度量。

在一些实施例中，根据臂架头部在三个方向的角度、角速度和角加速度，以及起重机的工况信息，在吊重作业过程中，计算出臂架的姿态信息的步骤还包括：

根据臂架头部在三个方向内的位移、起升卷扬对拉绳的作用力、实际吊重量和臂架头部在第三方向上的角度值，计算出臂架的旁弯量；

根据臂架头部在三个方向内的位移、起升卷扬对拉绳的作用力、实际吊重量和臂架头部在第一方向上的角度值，计算出臂架的挠度量。

在一些实施例中，根据臂架头部在三个方向的角度、角速度和角加速度，以及起重机的工况信息，计算出起重机作业过程中吊钩的姿态信息的步骤包括：

根据臂架头部在三个方向的角度、角速度、起升卷扬的出绳长度、臂架工作幅度、臂架回转角度和工作时间，计算出吊钩的横向摆动幅度；

根据臂架头部在三个方向的角度、角速度、起升卷扬的出绳长度、臂架工作幅度和工作时间，计算出吊钩的纵向摆动幅度。

在一些实施例中，臂架和吊钩的姿态信息包括：臂架的旁弯量、臂架的挠度量、吊钩的横向摆动幅度和吊钩的纵向摆动幅度，起重机臂架监控方法还包括：

在臂架的旁弯量、臂架的挠度量、吊钩的横向摆动幅度和吊钩的纵向摆动幅度中的任一个超过各自对应的预设阈值时，进行报警提示。

在一些实施例中，还包括：对角运动检测部件的检测信息、起重机的工况信息、臂架和吊钩的姿态信息及其预设阈值、监控提示信息中的至少一项进行实时显示。

在一些实施例中，起重机臂架监控方法还包括：

在臂架和吊钩的姿态信息超过各自对应的预设阈值时，使臂架减速，并停止朝向危险方向动作。

在一些实施例中，对于有超起装置的臂架，起重机臂架监控方法还包括：

在臂架和吊钩的姿态信息超过各自的预设阈值时，调整超起支架展开角度、超起钢丝绳左右两侧的长度和拉力中的至少一项。

在一些实施例中，对于有超起装置的臂架，还包括：

在臂架朝向第一侧旁弯，且旁弯量超过对应的预设阈值时，执行如下动作中的至少一项：增大超起支架的展开角度、缩短第二侧超起钢丝绳的长度和增加第二侧超起钢丝绳的拉力；

其中，第一侧为左侧和右侧中的其中一侧，第二侧为左侧和右侧中的另一侧。

在一些实施例中，对于有超起装置的臂架，起重机臂架监控方法还包括：

在臂架下挠变形，且挠度量超过对应的预设阈值时，执行如下动作中的至少一项：减小超起支架的展开角度、缩短左右两侧超起钢丝绳的长度和增加左右两侧超起钢丝绳的拉力；或

在臂架上挠变形，且挠度量超过对应的预设阈值时，执行如下动作中的至少一项：增加超起支架的展开角度、增加左右两侧超起钢丝绳的长度和减小左右两侧超起钢丝绳的拉力。

根据本公开的第二方面，提供了一种起重机臂架监控装置，用于执行上述实施例的起重机臂架监控方法。

根据本公开的第三方面，提供了一种起重机臂架监控系统，包括：

角运动检测部件，设在起重机的臂架头部，被配置为获取臂架头部在三个方向的角度、角速度和角加速度；和

上述实施例的起重机臂架监控装置。

根据本公开的第四方面，提供了一种起重机，包括上述实施例的起重机臂架监控装置和起重机臂架监控系统。

本公开实施例的起重机臂架监控方法，可通过角运动检测部件获取臂架头部在三维空间内的角度、角速度和角加速度，并结合臂架工况信息，实时动态监控臂架姿态，进而获取臂架运动和变形对吊钩摆动的影响，以同时动态监控吊钩姿态，以便在臂架和吊钩姿态异常时及时采取安全措施，从而提高起重机作业的安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为本公开起重机的一些实施例的结构示意图。

图2为本公开起重机中超起装置中超起支架的结构示意图。

图3为本公开起重机中超起装置的结构示意图。

图4A和图4B分别为本公开起重机在执行吊重作业过程中吊钩纵向摆动和横向摆动的示意图。

图5A和图5B分别为本公开起重机臂架处于正常状态和旁弯状态的结构示意图。

图6A和图6B分别为起重机臂架处于下挠和上挠的状态示意图。

图7为本公开起重机臂架变幅角度和工作幅度的示意图。

图8为本公开起重机臂架监控方法的一些实施例的流程图。

图9为本公开起重机臂架监控方法的另一些实施例的流程图。

图10为本公开起重机臂架监控系统的一些实施例的模块组成示意图。

图11为本公开起重机臂架监控系统中人机交互部件的显示界面示意图。

具体实施方式

以下详细说明本公开。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本公开中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于驾驶员坐在车内座位上为基准进行定义，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

为了使本领域技术人员对下面的实施例有更清楚的了解，首先对一些属于进行说明。

起重机：在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械，又称吊车。

流动式起重机：利用轮胎式或履带式底盘行走的动臂旋转起重机。由上车和下车两部分组成。吊装作业时，下车用于支撑地面；上车通过变幅、伸缩、起升、回转等动作完成吊装作业。一般包括汽车起重机、轮胎起重机、越野轮胎起重机、全路面起重机、履带起重机、特种起重机等。

臂架：起重机上的一个重要结构装置，通过改变臂架的长度和仰角能改变作业幅度，亦称起重机吊臂。按照结构型式可分为伸缩臂和桁架臂，伸缩臂一般为筒形、可伸缩的臂，一般由3～8节臂组成，一般在汽车起重机中作主臂使用；桁架臂为桁架结构的臂，一般在汽车起重机中作副臂使用。

吊钩：是起重机械中最常见的一种吊具，常借助于滑轮组等部件悬挂在起升机构的钢丝绳上。

挠度：在受力或非均匀温度变化时，杆件轴线在垂直于轴线方向的线位移或板壳中面在垂直于中面方向的线位移。

旁弯：起重机伸臂旁弯距离，起重机末节臂顶端与第一节臂中心轴之间的距离。

超起：超大吨位移动式起重机上使用的特殊装置。它为吊臂提供一个反向拉力。由此可以减小吊臂挠度，从而获得更好的起升性能和安全性。

如图1所示，本公开的起重机包括设在底盘上的臂架1，臂架1可伸缩、变幅和回转。臂架1的根部设有起升卷扬3，起升卷扬3通过起升钢丝绳4与吊钩2连接。为了提高臂架1的承载能力，起重机还包括超起装置，超起装置包括超起支架5、超起卷扬6和超起钢丝绳8。臂架1的第一节臂上设有超起支架5，超起拉板5上设有超起卷扬6，超起卷扬6通过超起钢丝绳8与臂架1的头部连接，超起支架5通过超起拉板7进行固定。

如图2所示，臂架1的左右两侧分别设有一个超起支架5，超起支架5与臂架1的中心线之间的夹角为α，且夹角α可调。

如图3所示，左右两侧的超起支架5上分别设有一个超起卷扬6，超起卷扬6通过一根超起钢丝绳8与臂架1的头部连接，可通过两侧的超起卷扬6控制臂架1两侧的张紧力。

如图4A所示，臂架1在吊重的过程中，臂架1起升时，理论上起升钢丝绳4与吊钩2会沿箭头方向运动至臂架1头部正下方的位置，但是由于受到惯性或其它因素影响，吊钩2可能会向外出现纵向偏摆。如图4B所示，臂架1沿箭头方向顺时针回转时，吊钩2可能会向左出现横向偏摆。

如图5A为臂架1未变形时的状态图，图5B为臂架1产生旁弯变形时的状态图，旁弯量为△PTele。

如图6A所示，臂架1处于吊重状态，在重力作用下，臂架1会发生下挠变形，挠度量为△RTele。如图6B所示，为带有超起装置的臂架1，若超起钢丝绳8牵拉过紧，则臂架1可能会发生上挠变形，挠度量为△RTele。在发生上挠或下挠变形时，臂架1呈弯曲状态。

如图7所示，臂架1与水平面之间的夹角γ为变幅角度，臂架1的头部与起重机上车回转中心之间的距离A为工作幅度，也称变幅幅度。

通过上述描述，起重机的臂架1在工作过程中会发生变形，且吊钩2自身也会发生位置变化，吊钩2的位置也会随臂架1的变形改变。为了提高臂架11工作的安全性，本公开提供了一种起重机臂架监控方法，该监控方法可由控制器执行。控制器可单独存在，也可集成在起重机控制系统中。

在一些实施例中，如图8和图10所示，包括：

步骤110、接收通过角运动检测部件9获取的起重机臂架1头部在三个方向的角度θ、角速度ω和角加速度β信息；

例如，角运动检测部件9设在臂架1头部，可通过单个角运动检测部件9同时检测臂架1头部在三维空间内的信息，也可通过三个独立的角运动检测部件9分别检测臂架1头部在每个方向的信息。

例如，角运动检测部件9与控制器可通过硬件线路连接，以实现供电与信号通信；或者其与控制器也可进行无线通讯，并使角运动检测部件9内部自带电池。

步骤120、获取起重机的工况信息，包括臂架长度、幅度、倍率和绳长等。

步骤130、根据臂架1头部在三个方向的角度θ、角速度ω和角加速度β信息，以及起重机的工况信息，计算出起重机作业过程中臂架1和吊钩2的姿态信息；

例如，臂架1的姿态信息包括臂架1三维坐标、旁弯量和挠度量中的至少一个，吊钩2的姿态信息包括吊钩2的横向摆动幅度Rhx和纵向摆动幅度Rhy等。

其中，三个方向包括：第一方向x、第二方向y和第三方向z，第二方向y与臂架1延伸方向一致，第三方向z在竖直平面内垂直于第二方向y，第一方向x垂直于第二方向y和第三方向z。

步骤110和120的执行顺序不受限制，步骤130在步骤110和120之后执行。

本公开实施例的起重机臂架监控方法，可通过角运动检测部件获取臂架头部在三维空间内的角度、角速度和角加速度，并结合臂架工况信息，实时动态监控臂架姿态，进而获取臂架运动和变形对吊钩摆动的影响，以同时动态监控吊钩姿态，以便在臂架和吊钩姿态异常时及时采取安全措施，从而提高起重机作业的安全性。

此种监控方法通过在臂头设置角运动检测部件，可同时获得臂架及吊钩的姿态，结构简单，而且，可获得臂架运动和变形对于吊钩摆动的影响，考虑了吊钩与臂架姿态的关联性，更能更准确地获得臂架及吊钩的姿态。

在一些实施例中，角运动检测部件9包括三轴陀螺仪，三轴陀螺仪设在臂架1头部。陀螺仪能够实时准确地测量臂架1头部在三个方向上的位置、速度和加速度等信号，可降低监控系统的结构，降低安装难度。

可选地，角运动检测部件9也可包括三个独立的检测部件，分别检测三个方向的角度θ、角速度ω和角加速度β信息。

在一些实施例中，步骤130根据臂架1头部在三个方向的角度θ、角速度ω和角加速度β信息，以及起重机的工况信息，计算出臂架1的姿态信息包括：

步骤131、根据臂架1头部在三个方向的角度θ、臂架长度Lb和工作时间t信息，计算出臂架1头部在三个方向内的位移Sb；其中，工作时间t的计时起点为臂架1开始执行某一动作的时刻；

步骤132、根据臂架1头部在三个方向的角度θ、角速度ω和角加速度β、臂架长度Lb和工作时间t信息，计算出臂架1头部在三个方向内的速度Vb。

具体地，Sb＝f(θ,Lb,t)；Vb＝f(θ,ω,β,Lb,t)。

该实施例能够根据角运动检测部件9的检测信息和起重机工况信息实时监控臂架1头部在三维空间内的位移和速度，以便获取臂架1工作时的位置姿态，通过速度信息除了能判断出当前速度是否安全，还能预测臂架1的姿态变化趋势。

臂架1工作的整个过程是实时的、动态的，根据臂架状态、吊重量变化、动作执行情况，分别计算和整体计算，为了便于理解，举例说明。

1、以展车(臂架伸出或展开)为例，在臂架1全部收回的状态下开始计时，到展车完毕需要的时间为t1，并计算出臂架1在展车过程中产生的位移Sb1。

2、以吊装为例，在开始吊装时计时，在被吊物体离开地面且臂架承受的吊重量不再增加时，所需要的时间为t2，计算出臂架1在吊装过程中产生的位移Sb2。

3、在执行完展车和吊装作业后，此时臂架1头部的位移为Sb＝Sb1+Sb2。

在臂架1展车或吊装的过程中，位移Sb和速度Vb等过程信息可以在人机交互界面中显示，也可为了界面简洁使操作者聚焦结果信息，通过专门的查询界面或者调取查看。

在一些实施例中，步骤130中计算出臂架1的姿态信息的步骤还包括：

步骤133、根据臂架1头部在三个方向内的位移、臂架1伸缩长度和臂架1头部的角度θ，分别计算臂架1由于伸缩动作产生的旁弯量△PTele和挠度量△RTele，以及臂架1由于吊重作业产生的旁弯量△Pload和挠度量△Rload；

步骤134、将臂架1伸缩动作产生的旁弯量△PTele和吊重作业产生的旁弯量△Pload叠加，得出臂架1的实际旁弯量△P；

步骤135、将臂架1伸缩动作产生的挠度量△RTele和吊重作业各自产生的挠度量△Rload叠加，得出臂架1的实际挠度量△R。

其中，步骤133～135在步骤132之后执行，步骤131-135在图中未示意出。该实施例在计算臂架的旁弯量时，将臂架伸缩动作和吊重作业各自产生的挠度量分别计算再进行叠加；在计算臂架的挠度量时，将臂架伸缩动作和吊重作业各自产生的挠度量分别计算再叠加，此种方式能够将臂架伸缩和吊重产生的变形解耦分别计算再叠加，可降低计算难度，并提高计算结果的准确性。

在一些实施例中，步骤130中根据臂架1头部在三个方向的角度θ、角速度ω和角加速度β信息，以及起重机的工况信息，在臂架1伸缩动作过程中，计算出臂架1的姿态信息还包括：

根据臂架1头部在三个方向内的位移Sb、臂架1伸缩长度b_Tele和臂架1头部在第三方向z上的角度θz，计算出臂架1的旁弯量△PTele；

根据臂架1头部在三个方向内的位移Sb、臂架1伸缩长度b_Tele和臂架1头部在第一方向x上的角度θx，计算出臂架1的挠度量△RTele。

具体地：

△PTele＝f(Sb,b_Tele,θz)；△RTele＝f(Sb,b_Tele,θx)。

其中，伸缩长度b_Tele可以是臂架1的实际长度减去臂架1全部缩回时的长度。

该实施例能够根据臂架头部的位移、角度以及伸缩长度信息得出臂架伸缩产生的旁弯量和挠度量，除了吊重带来的变形，在计算过程中同时考虑了臂架伸缩产生的变形，可提高臂架变形监测的准确性。

在一些实施例中，步骤130中根据臂架1头部在三个方向的角度θ、角速度ω和角加速度β信息，以及起重机的工况信息，在吊重作业过程中，计算出臂架1的姿态信息还包括：

根据臂架1头部在三个方向内的位移Sb、起升卷扬3对拉绳的作用力b_Hoist、实际吊重量r_ActLoad和臂架1头部在第三方向z上的角度θz，计算出臂架1的旁弯量△Pload；

根据臂架1头部在三个方向内的位移Sb、起升卷扬3对拉绳的作用力b_Hoist、实际吊重量r_ActLoad和臂架1头部在第一方向x上的角度θx，计算出臂架1的挠度量△Rload。

具体地：

△Pload＝f(Sb,b_Hoist,r_ActLoad,θz)；

△Rload＝f(Sb,b_Hoist,r_ActLoad,θx)。

该实施例能够根据臂架头部的位移、角度、起升卷扬3对拉绳的作用力和实际吊重量得出臂架伸缩产生的旁弯量和挠度量，能够准确计算出吊重使臂架产生的变形。

在一些实施例中，步骤130中根据臂架1头部在三个方向的角度θ、角速度ω和角加速度β信息，以及起重机的工况信息，计算出起重机作业过程中吊钩2的姿态信息包括：

根据臂架1头部在三个方向的角度θ、角速度ω、起升卷扬3的出绳长度Lr、臂架工作幅度Rb、臂架回转角度αb和工作时间t，计算出吊钩2的横向摆动幅度Rhx；

根据臂架1头部在三个方向的角度θ、角速度ω、起升卷扬3的出绳长度Lr、臂架工作幅度Rb和工作时间t，计算出吊钩2的纵向摆动幅度Rhy。

具体地：

Rhx＝f(θ,ω,Lr,Rb,αb,t)；

Rhy＝f(θ,ω,Lr,Rb,t)。

该实施例基于臂架1的姿态计算吊钩2的摆动幅度，在监测吊钩2姿态时考虑了臂架1姿态的影响，能够提高吊钩2姿态检测的准确性。

在一些实施例中，如图9所示，臂架1和吊钩2的姿态信息包括：臂架1的旁弯量△P、臂架1的挠度量、吊钩2的横向摆动幅度和吊钩2的纵向摆动幅度，起重机臂架监控方法还包括：

步骤140、判断臂架1的旁弯量△PTele、臂架1的挠度量△R、吊钩2的横向摆动幅度Rhx和吊钩2的纵向摆动幅度Rhy中的任一个是否超过各自对应的预设阈值，如果超过则执行步骤150，否则正常操作；

步骤150、进行报警提示。

该实施例能够在臂架1和吊钩2的姿态超出安全范围时，通过报警进行提示，及时提醒操作者控制臂架进行安全动作，提高臂架工作的安全性。

在一些实施例中，如图9所示，起重机臂架监控方法还包括：

步骤160、对角运动检测部件9的检测信息、起重机的工况信息、臂架1和吊钩2的姿态信息及其预设阈值、监控提示信息中的至少一项进行实时显示。

如图10所示，上述信息可在人机交互部件11中进行显示，以使操作者实时了解起重机的工作状态，以便在出现安全隐患时及时进行调整操作，提高起重机臂架工作的安全性。

在一些实施例中，起重机臂架监控方法还包括：

步骤170、在臂架1和吊钩2的姿态信息超过各自对应的预设阈值时，使臂架1减速，并停止朝向危险方向动作。例如，停止进行臂架伸、卷扬起、变幅落等朝向危险方向动作。

该实施例能够在臂架1和吊钩2的姿态信息超过预设阈值时，自动进行安全控制，以便及时做出安全响应，提高臂架作业安全性。使臂架1减速可减缓臂架变形和吊钩变动幅度的增加速度，停止朝向危险方向动作可使臂架朝向安全方向调整。

在一些实施例中，对于有超起装置的臂架1，起重机臂架监控方法还包括：

在臂架1和吊钩2的姿态信息超过各自的预设阈值时，调整超起支架5展开角度α、超起钢丝绳8左右两侧的长度和拉力中的至少一项。

在出现危险情况时，除了使臂架1减速，并停止朝向危险方向动作，对于有超起装置的臂架1，还可通过控制超起装置来调整臂架1和吊钩2的姿态，从而更加快速地将臂架1和吊钩2的姿态调整到安全范围之内。

在一些实施例中，对于有超起装置的臂架1，起重机臂架监控方法还包括：

在臂架1朝向第一侧旁弯，且旁弯量△P超过对应的预设阈值时，执行如下动作中的至少一项：增大超起支架5的展开角度α、缩短第二侧超起钢丝绳8的长度和增加第二侧超起钢丝绳8的拉力；

其中，第一侧为左侧和右侧中的其中一侧，第二侧为左侧和右侧中的另一侧。

具体地，当臂架1向左侧旁弯，适当增大超起支架5的展开角度α、缩短右侧超起钢丝绳8长度和/或增加右侧超起钢丝绳8的拉力。当臂架1向右侧旁弯，适当增大超起支架5的展开角度、缩短左侧超起钢丝绳8长度和/或增加左侧超起钢丝绳8的拉力。

在一些实施例中，对于有超起装置的臂架1，起重机臂架监控方法还包括：

在臂架1下挠变形，且挠度量△R超过对应的预设阈值时，执行如下动作中的至少一项：减小超起支架5的展开角度α、缩短左右两侧超起钢丝绳8的长度和增加左右两侧超起钢丝绳8的拉力；或

在臂架1上挠变形，且挠度量△R超过对应的预设阈值时，执行如下动作中的至少一项：增加超起支架5的展开角度α、增加左右两侧超起钢丝绳8的长度和减小左右两侧超起钢丝绳8的拉力。

对于本公开上述的起重机臂架监控系统，可实时采集角运动检测部件9的角度、角速度、角加速度等信号，能够实时动态监控臂架姿态，尤其是臂头姿态，进而获取臂架运动对吊钩摆动的影响，当臂架姿态异常或吊钩摆角过大时，进行智能报警提醒，并对手柄操作快慢智能控制，引导操作者安全作业。而且，该方法能够分析臂架从不吊载到吊载的过程中臂架姿态的变化过程，便于对有限元分析的理论数据进行验证。此外，此种监控方法将臂架姿态数据化、可视化，解决了起重机工作过程中臂架姿态无法有效实时动态监控的问题，有效提高起重机作业的安全性。

其次，本公开提供了一种起重机臂架监控装置10，如图10所示，用于执行上述实施例的起重机臂架监控方法。起重机臂架监控装置10可采用控制器，既可集中在起重机控制系统200中，也可独立设置。

再次，本公开提供了一种起重机臂架监控系统100，如图10所示，在一些实施例中，包括：

角运动检测部件9，设在起重机的臂架1头部，被配置为获取臂架1头部在三个方向的角度θ、角速度ω和角加速度β信息；和

上述实施例的起重机臂架监控装置10。

该实施例将角运动检测部件9上在臂架1头部，易于安装，便于供电和信号传输，也不会影响臂架1的作业。此种起重机臂架监控系统可获得臂架运动和变形对于吊钩摆动的影响，考虑了吊钩与臂架姿态的关联性，更能更准确地获得臂架及吊钩的姿态。

角运动检测部件9的数量不做限制，可将一个或多个角运动检测部件9安装于臂架1头部的相同位置，也可设在臂架1的不同位置便于更全面验证各节臂架和整体臂架的结构动态变化。

例如，角运动检测部件9可采用三轴陀螺仪，也可采用其它可测量角速度、角加速度、速度、加速度的传感器或设备装置。

在一些实施例中，如图10所示，起重机臂架监控系统100还包括：人机交互部件11，被配置为对角运动检测部件9的检测信息、起重机的工况信息、臂架1和吊钩2的姿态信息及其预设阈值、监控提示信息中的至少一项进行实时显示。

起重机臂架监控装置10与角运动检测部件9和人机交互部件11电连接。

通过将上述信息在人机交互部件11中进行显示，以使操作者实时了解起重机的工作状态，以便在出现安全隐患时及时进行调整操作，提高起重机臂架工作的安全性。

而且，起重机控制系统200包括：起重机主控制装置20、力矩限制器21和车载显示部件22，起重机主控制装置20与力矩限制器21和车载显示部件22电连接。起重机臂架监控装置10与起重机主控制装置20电连接，能够进行信息交互，以便对起重机臂架进行控制。

如图11所示，为本公开起重机臂架监控系统100中人机交互部件11的显示界面示意图。显示界面可显示起重机的工况信息，例如：额定吊重量、实际吊重量、力矩百分比、工作幅度、臂头高度、风速度等；还可显示臂架1和吊钩2的姿态信息，例如：允许最大旁弯量、允许最大挠度量、臂架整体旁弯量、臂架整体挠度量、吊钩横向摆动幅度、吊钩纵向摆动幅度等。在臂架1和吊钩2的姿态信息接近或超过预设阈值时，还可提示出调整方式，例如，在臂架整体旁弯量接近允许的最大旁弯量时，提示“向右侧旁弯量偏大，建议调整臂间滑块”。另外，还可给出传感器端口查询和历史数据查询功能。

最后，本公开提供了一种起重机，包括上述实施例的起重机臂架监控装置10，或者起重机臂架监控系统100。

以上对本公开所提供的一种起重机臂架监控方法、装置、系统及起重机进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开原理的前提下，还可以对本公开进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本公开权利要求的保护范围内。