本发明涉及一种具有安全冗余功能的起重机行走机构及其控制方法，属于起重机运动控制。
背景技术：
1、起重机具有高效、节省成本、提高安全性和多功能性等诸多优势。其作用主要包括吊装货物、搬运物料、维修安装和应急救援等功能。通过快速、准确地进行吊装和移动，起重机能够提高工作效率，降低人力成本，减少人为操作风险，同时适用于各种场合和工况。在工程施工、设备维修和灾害救援等领域发挥着重要作用，为各行各业提供了便利和支持。对于起重机的运动控制在起重机安全性和易于操作性方面有着重要的意义。
2、现有的起重机在运动控制设计中主要存在不足有：每个行走车轮均是有单一的电机进行驱动，存在较大的失效风险。起重机在运动过程中，如果出现某个或多个电机失效则会导致起重机两侧的行走机构的纵向速度不同，致使起重机产生横摆运动。对于负载较大，处于运动过程中的起重机如果发生此类情况，则很容易导致起重机发生垮塌，有极大的安全风险。
3、各个行走车轮质心处的纵向速度协调不佳，这会导致在启动或者制动时，起重机自身发生明显的晃动，对接地点处行走车轮的轨道产生巨大的冲击，加快了大车行走轨道的磨损，同时在负载较重时，也存在着巨大的安全隐患。
4、对于起重机的大车行走机构进行安全功能备份以及对各个行走车轮的轮速进行协调是非常有必要的，保证了起重机的运动具有更高的安全性。
技术实现思路
1、本发明设计开发了一种具有安全冗余功能的起重机行走机构，通过第一电机与第二电机的交替配合，实现对起重机行走机构的冗余设置，克服起重机的行走机构因驱动电机失效而引起的危险工况，提高起重机运动的安全性。
2、本发明还设计开发了一种具有安全冗余功能的起重机行走机构的控制方法，根据行驶速度对行走轮的状态和驱动电机状态进行判断，并根据电机状态确定是否启用备份驱动电机，防止起重机因两侧行走速度不同导致的振动和横摆等危险工况。
3、本发明提供的技术方案为：
4、一种具有安全冗余功能的起重机行走机构，包括：
5、第一电机；
6、第一电磁离合器，其一端连接所述第一电机的输出端；
7、第一齿轮，其同轴连接所述第一电磁离合器的另一端；
8、第二齿轮和第三齿轮，其同轴间隔设置，所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合；
9、第四齿轮和行走轮，其同轴设置，所述第四齿轮与所述第三齿轮相啮合；
10、第二电机；
11、第二电磁离合器，其一端连接所述第二电机的输出端；
12、第五齿轮，其同轴连接所述第二电磁离合器的另一端，所述第五齿轮与所述第三齿轮相啮合。
13、优选的是，还包括：
14、第一转速传感器，其设置在所述第一电机的输出端；
15、第二转速传感器，其设置在所述第二电机的输出端；
16、轮速传感器，其设置在所述行走轮上；
17、行驶速度传感器，其设置在起重机的质心处；
18、中央处理器，其设置在所述起重机的支腿下部，所述中央处理器同时与所述第一转速传感器、所述第二转速传感器、所述轮速传感器、行驶速度传感器电连接。
19、一种具有安全冗余功能的起重机行走机构的控制方法，其特征在于，使用所述的具有安全冗余系统的行走机构，包括：
20、分别采集第一电机转速nt、第二电机转速、行走轮轮速nw以及行驶速度vc(t)并发送给中央处理器，以行驶速度值作为各行走车轮质心处纵向速度的目标值，对行走轮的状态和电机状态进行判断：
21、当行走轮的轮速信号正常时，第一电机功率保持不变；
22、当行走轮的轮速信号出现异常，则对第一电机的状态进行判断：
23、若第一电机状态正常，则继续由第一电机进对行走轮进行驱动；
24、若第一电机状态异常，则启动第二电机，由第二电机对行走轮进行驱动。
25、优选的是，对所述行走轮的状态进行判断，包括：
26、当|vc-ntr|＜ε时，判定行走车轮的轮速信号正常；
27、当|vc-ntr|≥ε时，判定行走车轮的轮速信号异常；
28、式中，ε为纵向速度误差阈值，r为行走车轮的滚动半径，vc为起重机的行驶速度。
29、优选的是，对所述第一电机的状态进行判断，包括：
30、当时，判定为第一电机工作正常；
31、当时，判定为第一电机工作异常；
32、式中，i为行走机构驱动系统的传动比；nt为第一电机的转速；ξ为第一电机转速判断阈值。
33、优选的是，当第一电机工作正常时，第一电磁离合器闭合，第一电机输出动力驱动行走轮行走，第二电磁离合器断开，切断第二电机输出的动力；
34、当第一电机工作异常时，第一电磁离合器断开，切断第一电机输出的动力，第二电磁离合器闭合，第二电机输出动力驱动行走轮行走。
35、本发明所述的有益效果：
36、本发明提供的具有安全冗余功能的起重机行走机构，对行走机构进行硬件冗余设计。正常工作时，只有所述第一电机输出动力驱动行走车轮。当第一电机工作异常时，切断第一电机的动力输出，由第二电机输出动力驱动行走车轮。防止起重机行走机构因驱动电机失效导致起重机两侧行走不同而引起的起重机振动和绕质心横摆的危险工况，提高了起重机运动的安全性。
37、本发明提供的具有安全冗余功能的起重机行走机构的控制方法，对各个行走车轮进行轮速协调。若行走轮的轮速出现异常，再根据行走车轮的驱动电机工作状态，判断是否启用备份驱动电机。防止起重机因两侧行走速度不同导致的振动和横摆等危险工况，提高了起重机运动的安全性。
1.一种具有安全冗余功能的起重机行走机构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的具有安全冗余功能的起重机行走机构，其特征在于，还包括：
3.一种具有安全冗余功能的起重机行走机构的控制方法，其特征在于，使用权利要求1-2任意一项所述的具有安全冗余系统的行走机构，包括：
4.根据权利要求3所述的具有安全冗余功能的起重机行走机构的控制方法，其特征在于，对所述行走轮的状态进行判断，包括：
5.根据权利要求4所述的具有安全冗余功能的起重机行走机构的控制方法，其特征在于，对所述第一电机的状态进行判断，包括：
6.根据权利要求5所述的具有安全冗余功能的起重机行走机构的控制方法，其特征在于，当第一电机工作正常时，第一电磁离合器闭合，第一电机输出动力驱动行走轮行走，第二电磁离合器断开，切断第二电机输出的动力；
