CN101439825A - 一种起重机吊具发电系统、起重机吊具及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种起重机吊具发电系统、起重机吊具及起重机。公开的起重机吊具发电系统包括动滑轮，动滑轮能够安装在起重机吊具架上，并能够通过钢丝绳与起重机臂上的定滑轮组相连，还包括发电机，蓄电池，动滑轮旋转时能够驱动发电机转子轴旋转，发电机电路的输出端能够通过连接装置与蓄电池相连，连接装置能够在吊具下降时，使发电机向蓄电池充电。提供的系统能够充分利用动滑轮的动能产生电能，产生的电能可以用于驱动吊具的伸缩机构和旋锁机构，也可以用于起重机的其他方面，以节省起重机耗油量；同时可以减少液压油污染，提高起重机环保性能；另外，还可以简化起重机输送电路的布置，进而优化起重机的使用性能。

Description

一种起重机吊具发电系统、起重机吊具及起重机

技术领域

本发明涉及一种起重机技术，特别是涉及一种起重机吊具发电系统，还涉及到带有起重机吊具发电系统的起重机吊具及带有吊具的起重机。

背景技术

起重机吊具是直接与集装箱相接触部分，起重机通过吊具抓取集装箱，并运送到预定位置。吊具上架上安装有动滑轮组，动滑轮组的动滑轮通过钢丝绳与小车机构上的定滑轮组相连，小车机构能够通过钢丝绳驱动吊具的上升或下降。

在吊具运动，特别是在吊具下降时，钢丝绳和动滑轮之间的摩擦力会使动滑轮组的各个动滑轮旋转，吊具的一部分势能转化成动滑轮的动能。在当前能源紧缺的条件下，有必要对吊具的结构进行改进，将动滑轮的动能进行转化利用。

另外，当前吊具上设有伸缩机构和旋锁机构，伸缩机构能够改变吊具的长度以适应集装箱的尺寸，比如说，可以使吊具的长度为20英尺或40英尺，以与相应规格的集装箱相匹配；旋锁机构用于控制吊具锁销的旋转，达到锁紧集装箱和松开集装箱的目的。一般来讲，伸缩机构和旋锁机构由液压驱动或者电机驱动，需要专用电缆为相应电磁阀或电机提供电力供给。专用电缆的布置要跨越起重机的起重梁，线路比较长，走线布置非法复杂；另外，在起吊作业中，吊具高度需要不断调整，很容易勾挂专用电缆，减损电缆的使用寿命，还会影响起重机的操作性能。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的第一个目的在于，提供一种起重机吊具发电系统，以将吊具动滑轮的动能转化为电能。

本发明的第二个目的在于，提供一种包括上述起重机吊具发电系统的起重机吊具，以省去为电机或电磁阀提供电力的专用电缆。

本发明还提供了一种带有上述起重机吊具的起重机。

本发明提供的起重机吊具发电系统包括动滑轮组，发电机，蓄电池和连接装置；所述动滑轮组包括动滑轮，所述的动滑轮能够安装在起重机吊具上架上，并能够通过钢丝绳与小车机构上的定滑轮组相连；所述动滑轮旋转时能够驱动发电机转子轴旋转，所述发电机包括第一输出端和第二输出端；在吊具下降时，所述的第一输出端和第二输出端通过连接装置分别与蓄电池的正极端和负极端导通，并使发电机向蓄电池充电。

优选地，该起重机吊具发电系统还包括加速器，所述加速器连接在动滑轮与发电机转子轴之间；所述加速器能够增加发电机转子轴与动滑轮之间的转速比。

优选地，所述连接装置包括第一单向电路；所述的第一单向电路能够使第一输出端和第二输出端分别与蓄电池的正极端和负极端导通。

优选地，所述连接装置包括整流单元；所述的整流单元包括第一单向电路和第二单向电路，所述的第一单向电路能够使第一输出端和第二输出端分别与蓄电池的正极端和负极端导通；在吊具上升时，所述的第二单向电路能够使第一输出端和第二输出端分别与蓄电池的负极端和正极端导通，并使发电机向蓄电池充电。

优选地，该起重机吊具发电系统还包括反馈单元，所述的反馈单元能够检测蓄电池的电量，并向连接装置发送反馈信号；所述的反馈信号表示蓄电池电量不足时，所述的连接装置能够使第一输出端和第二输出端在吊具上升时分别与蓄电池的负极端和正极端导通，并使发电机向蓄电池充电。

优选地，所述的连接装置包括第一单向电路、第二单向电路和转换单元；所述的第一单向电路能够使第一输出端和第二输出端分别与蓄电池的正极端和负极端导通；所述转换单元能够根据反馈信号使第二单向电路接通；所述第二单向电路接通时，能够使第一输出端和第二输出端在吊具上升时分别与蓄电池的负极端和正极端导通。

优选地，所述的转换单元为行程开关，所述的行程开关连接在第二单向电路中。

提供的起重机吊具，包括吊具架、伸缩机构和旋锁机构；所述的伸缩机构和旋锁机构分别包括伸缩电机和旋锁电机，所述的伸缩机构能够使吊具的伸缩长度改变，以适应不同尺寸规格的集装箱，所述的旋锁机构能够锁紧集装箱，还包括上述的起重机吊具发电系统，所述的动滑轮、发电机和蓄电池安装在起重机吊具上架上，所述伸缩电机和旋锁电机通过电路与蓄电池相连。

提供的起重机包括小车机构和吊具，所述吊具为上述的起重机吊具。

本发明提供的起重机吊具发电系统包括动滑轮、发电机和蓄电池；所述动滑轮为起重机吊具动滑轮组的动滑轮，能够在吊具上升和下降时，在钢丝绳摩擦力作用下旋转；动滑轮旋转时能够间接驱动发电机转子轴旋转；所述发电机能够在动滑轮的驱动下发电，并向蓄电池充电。提供的系统能够充分利用动滑轮的动能产生电能，并将产生的电能储存在蓄电池中；产生的电能可以用于驱动吊具的伸缩机构和旋锁机构，也可以用于起重机的其他方面，以节省起重机耗油量，降低运行成本；同时，减小油渍污染，提高起重机环保性能。另外，在发电机产生的电能驱动吊具的伸缩机构和旋锁机构时，由于驱动伸缩机构和旋锁机构不再需要专用电缆提供电力，还可以简化起重机输送线路的布置，为起重机的起重操作提供便利，优化起重机的使用性能。

在进一步的技术方案中，在发电机与动滑轮之间加设加速器，在动滑轮转速不变的情况下，能够增加发电机转子轴转速，根据发电机原理，可以增加发电机的发电能力，为吊具的伸缩机构和旋锁机构提供更充足的电能。

在进一步的技术方案中，在发电机与蓄电池之间设整流单元，使发电机在吊具上升和下降时都能够向蓄电池充电，增加起重机吊具发电系统供电的可靠性。

在进一步的技术方案中，增设反馈单元，反馈单元能够检测蓄电池的电量，并将反馈信号传送到连接装置；在反馈信号表示蓄电池的电量不足的时，连接装置能够改变连接电路，使发电机在吊具上升时也能够向蓄电池充电。在蓄电池电量充足时，使发电机仅在吊具下降时，向蓄电池充电；吊具上升时，不向蓄电池充电。提供的发电系统能够充分利用吊具下降时动滑轮的动能；在吊具上升时，能够避免由于发电机工作增加起重机小车机构的负载；在蓄电池电量不足时，将小车机构的一部分机械能转化成电能，补充蓄电池电量，可以提高起重机吊具发电系统可靠性，保证吊具伸缩机构、旋锁机构的正常运转。

在进一步的技术方案中，通过两个单向电路和行程开关实现电路的改变能够简化连接电路，降低成本。

由于上述的起重机吊具发电系统具备上述的技术效果，提供的带有上述发电系统的起重机吊具及起重机也具备相应的技术效果。

本发明提供的起重机吊具发电系统，特别适用于为起重机吊具的伸缩机构和旋锁机构提供电源动力供应。

附图说明

图1是本发明实施例一起重机吊具发电系统安装位置图；

图2是本发明实施例一起重机吊具发电系统结构框图；

图3是本发明实施例一中连接装置电路示意图；

图3-1是实施例一中连接装置形成的整流单元电路示意图；

图4是本发明实施例二中连接装置电路示意图；

图5-1是另一实施例连接装置一种状态电路示意图；

图5-2是另一实施例连接装置另一种状态电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

实施例一提供了一种起重机吊具发电系统，结合图1和图2，提供的起重机吊具发电系统包括4个动滑轮1、加速器2、发电机3、连接装置4和蓄电池5，为了便于描述，图中还示出了吊具架100。所述动滑轮1安装在吊具架100上，可以绕固定轴旋转；4个动滑轮1形成起重机的动滑轮组，所述动滑轮组能够与定滑轮组形成起重机的滑轮机构，实现吊具的上升和下降。与每个动滑轮1相对应，安装有4个加速器2，加速器2安装在动滑轮1的旋转轴与发电机3的转子轴之间。本例中，加速器2为行星加速器，两端分别通过弹性联轴器与发电机3的转子轴和动滑轮1的旋转轴相连，加速器2能够增加发电机3转子轴与动滑轮1的转速比。发电机3的两个输出端与蓄电池的电极端相连。动滑轮1旋转时，能够通过加速器2驱动发电机3转子轴旋转，使发电机3产生电流，将动滑轮1的动能转化为电能，并通过连接装置4向蓄电池5充电。本领域技术人员可以理解，发电机3产生的电能可以在多种方面使用，尤其可以用于驱动吊具的伸缩机构和旋锁机构，以减少起重机电量供应的需要，减少起重机的能源消耗，降低运行成本，减小油渍污染。另外，由于驱动伸缩机构和旋锁机构不再需要专用电缆输送电力，还可以简化起重机电路布置；同时也为起重机的操作提供了便利，能够优化起重机的使用性能。

为了使动滑轮1在任何方向旋转都能够驱动发电机3发电，并向蓄电池5充电，本例中，如图3所示，连接装置4包括第一单向电路45和第二单向电路46。

所述第一单向电路45包括两个二极管41、44，发电机3的第一输出端A通过二极管41与蓄电池5的正极端D相连，第二输出端B通过二极管44与蓄电池5的负极端C相连。在吊具下降时，发电机3的高压端为第一输出端A，低压端为第二输出端B；在发电机3产生的感应电势达到预定值时，第一单向电路45的二极管41、44正向导通，能够使发电机3的第一输出端A和第二输出端B分别与蓄电池5的正极端D与负极端C相通，使发电机3向蓄电池充电5；吊具上升时，第一单向电路45的二极管41、44反向截止，使蓄电池5的正极端D与负极端C不能通过第一单向电路45与发电机3的第一输出端A和第二输出端B相通，同时防止蓄电池5通过第一单向电路45放电。

所述第二单向电路46也包括两个二极管42、43，发电机3的第一输出端A通过二极管42与蓄电池5的负极端C相连，第二输出端B通过二极管43与蓄电池5的正极端D相连。在吊具下降时，发电机3的高压端为第二输出端B，低压端为第一输出端A；在发电机3产生的感应电势达到预定值时，第二单向电路46的二极管42、43正向导通，能够使发电机3的第二输出端B和第一输出端A分别与蓄电池5的正极端D与负极端C相通，使发电机3向蓄电池5充电；吊具上升时，第二单向电路46的二极管42、43反向截止，使蓄电池5的正极端D与负极端C不能通过第二单向电路46与发电机3的第二输出端B和第一输出端A相通，防止蓄电池5通过第二单向电路46放电。

本领域技术人员可以理解，如图3-1所示，本例中，所述的第一单向电路45与第二单向电路46形成一个桥式的整流单元。通过整流单元，在吊具上升和下降时，发电机3都能够向蓄电池5充电，使起重机吊具发电系统能够提供更可靠的电能供应。本领域技术人员可以理解，吊具上的4个动滑轮1的旋转方向是不同的，为了电路连接的方便，可以在每个发电机3的输出端设一个整流单元，使每个整流单元的正极输出端和负极输出端保持不变，再将四个整流单元正极输出端和负极输出端分别与蓄电池的正极端和负极端相连。本领域技术人员可以理解，上述的整流单元可以有多种选择，可以是多倍整流电路，比如说：三倍整流单元或十倍整流单元等等。

本领域技术人员可以理解，吊具上升时，需要小车机构拉动钢丝绳使吊具上升，这个过程中，小车机构的一部分机械能转化成吊具的势能，此时，如果再将动滑轮1的动能转化为电能会增加小车机构的负载；另外，只有在特定时间，如蓄电池5电量不充足时，才有必要在吊具上升时，将动滑轮1的动能转化成电能，使发电机3给蓄电池充电。为了减轻吊具上升时小车机构的负载，如图4所示，实施例二提供的起重机吊具发电系统还包括反馈单元6，所述连接装置4除了包括第一单向电路45、第二单向电路46之外，还包括行程开关47。

与实施例一相同，实施例二中所述第一单向电路45包括两个二极管，并连接在发电机3的输出端与蓄电池5电极端之间；在吊具下降时，第一单向电路45上的二极管正向导通，能够使发电机3的第一输出端A和第二输出端B分别与蓄电池5的正极端D与负极端C相通，使发电机3向蓄电池充电5；吊具上升时，第一单向电路45上的二极管反向截止，同时防止蓄电池5通过第一单向电路45放电。所述第二单向电路46也包括两个二极管，并连接在发电机3的输出端与蓄电池5电极端之间；所述的行程开关47连接在第二单向电路45上。所述的反馈单元6与行程开关47相连，并能够检测蓄电池5的电量，根据蓄电池5的电量向行程开关47发送反馈信号。所述行程开关47能够根据反馈信号确定蓄电池5电量是否充足，在蓄电池5电量充足时，能够使第二单向电路46保持断开状态；在蓄电池5电量不足时，能够使第二单向电路46保持闭合状态。在第二单向电路46处于闭合状态，吊具上升时，第二单向电路46的二极管正向导通，能够使发电机3的第一输出端B和第二输出端A分别与蓄电池5的正极端D与负极端C相通，使发电机3向蓄电池充电5；吊具下降时，第二单向电路46上的二极管反向截止，防止蓄电池5通过第二单向电路46放电；在第二单向电路46保持断开状态时，吊具上升和下降时，蓄电池5与发电机3处于断路状态，发电机3不能通过第二单向电路46向蓄电池充电，蓄电池5也不会通过第二单向电路46放电。

实施例二提供的起重机吊具发电系统的工作过程是：在蓄电池5电量充足时，行程开关47使第二单向电路46保持断开状态，第二单向电路46不能将发电机3与蓄电池连通，第二单向电路46不起作用；此时，只有第一单向电路45保持连通状态。当吊具上升时，发电机3的第二输出端B为高压端、第一输出端A为低压端，第一单向电路45二极管反向截止，发电机3不能向蓄电池5充电，蓄电池5也不会放电；在当吊具下降时，发电机3的第一输出端A为高压端、第二输出端B为低压端，第一单向电路45二极管正向导通，使发电机3第一输出端A和第二输出端B分别与蓄电池5的正极端D和负极端C导通，向蓄电池5充电。在蓄电池5电量不足时，行程开关47根据反馈信号使第二单向电路46保持闭合状态，第二单向电路46能够发挥作用；在吊具下降时，发电机3的第一输出端A为高压端、第二输出端B为低压端，第一单向电路45二极管正向导通，发电机3向蓄电池5充电；第二单向电路46二极管反向截止，蓄电池5也不会通过第二单向电路46放电；当吊具上升时，发电机3的第二输出端B为高压端、第一输出端A为低压端，第一单向电路45二极管反向截止；第二单向电路46的二极管正向导通，使发电机3通过第二单向电路46向蓄电池5充电。因此，本例提供的起重机发电系统能够在蓄电池5电量不充足，在吊具上升和下降时，都能够将动滑轮1的动能转化成电能，使发电机3向蓄电池5充电；在蓄电池5电量充足的情况下，只在吊具下降时，发电机3才向蓄电池5充电；从而即能够保证起重机发电系统的可靠性，又可以尽可能地减小小车机构的负载。

本领域技术人员可以理解，实现上述目的的具体方式不限于上述电路连接，还可以是其他具体的转换单元，以在蓄电池电量不足时，实现相应电路的转换，在吊具上升时，使发电机的第一输出端A和第二输出端B分别与蓄电池的负极端C和正极端D导通。如图5-1和5-2所示，可以设独立的单向电路48作为转换单元，该单向电路48上具有行程开关，且使行程开关与反馈单元6相连；使单向电路48与整流单元串连组成连接装置4；通过反馈单元6可以控制独立单向电路48的闭合与断开，在蓄电池5电量不足时，使独立单向电路48保持闭合状态，如图5-1所示，在吊具上升和下降时，整流单元发挥作用，发电机3都能够向蓄电池5充电；在蓄电池5电量充足时，使独立单向电路48保持断开状态，如图5-2所示，使发电机3只能够在吊具下降时才能够向蓄电池5充电，同样能够达到上述目的。本领域技术人员可以理解，反馈单元可以是电压传感器或电流传感器，还可以是其他能够检测蓄电池5电量的传感器。控制单向电路断开和闭合的方式也不限于行程开关，还可以通过继电器等本领域其他惯用手段实现对相应电路的控制。

在蓄电池5容量足够的情况下，也可以只设一个单向电路，在吊具上升时，发电机3不向蓄电池5充电；只在吊具下降时，发电机3才向蓄电池5充电；单向电路能够避免蓄电池5在发电机3转子轴反向旋转时放电，保持蓄电池5的电量。

在提供上述起重机吊具发电系统基础上，还提供了一种起重机吊具，该起重机吊具包括吊具架、伸缩机构和旋锁机构；所述的伸缩机构和旋锁机构分别包括伸缩电机和旋锁电机，所述的伸缩机构能够使吊具的伸缩长度改变，以适应不同集装箱的长度要求，所述的旋锁机构能够锁紧集装箱，还包括上述的起重机吊具发电系统，所述的动滑轮、发电机和蓄电池安装在起重机吊具上架上，所述伸缩电机和旋锁电机分别通过相应电路与蓄电池相连。由于上述的起重机吊具发电系统具备上述的技术效果，提供的带有上述发电系统的起重机吊具也具备相应的技术效果。本技术领域人员可以理解，上述的起重机发电系统不仅能够应用在上述起重机吊具上，还能够在液压机构作为动力源的起重机吊具上，为驱动液压泵运转的电机或控制液压油路的电磁阀提供电力。

在提供上述起重机吊具的基础上，还提供了一种起重机，所述起重机带有上述的起重机吊具和小车机构，小车机构用来控制起重机的整车作业，吊具能够抓取集装箱，所述吊具为上述带有发电系统的起重机吊具，由于起重机吊具具备相应的技术效果，带有该吊具的起重机也具备相应的技术效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1、一种起重机吊具发电系统，其特征在于，包括动滑轮组，发电机，蓄电池和连接装置；所述动滑轮组包括动滑轮，所述的动滑轮能够安装在起重机吊具上架上，并能够通过钢丝绳与小车机构上的定滑轮组相连；所述动滑轮旋转时能够驱动发电机转子轴旋转，所述发电机包括第一输出端和第二输出端；在吊具下降时，所述的第一输出端和第二输出端通过连接装置分别与蓄电池的正极端和负极端导通，并使发电机向蓄电池充电。

2、根据权利要求1所述的起重机吊具发电系统，其特征在于，还包括加速器，所述加速器连接在动滑轮与发电机转子轴之间；所述加速器能够增加发电机转子轴与动滑轮之间的转速比。

3、根据权利要求1或2所述的起重机吊具发电系统，其特征在于，所述连接装置包括第一单向电路；所述的第一单向电路能够使第一输出端和第二输出端分别与蓄电池的正极端和负极端导通。

4、根据权利要求1或2所述的起重机吊具发电系统，其特征在于，所述连接装置包括整流单元；所述的整流单元包括第一单向电路和第二单向电路，所述的第一单向电路能够使第一输出端和第二输出端分别与蓄电池的正极端和负极端导通；在吊具上升时，所述的第二单向电路能够使第一输出端和第二输出端分别与蓄电池的负极端和正极端导通，并使发电机向蓄电池充电。

5、根据权利要求1或2所述的起重机吊具发电系统，其特征在于，还包括反馈单元，所述的反馈单元能够检测蓄电池的电量，并向连接装置发送反馈信号；

所述的反馈信号表示蓄电池电量不足时，所述的连接装置能够使第一输出端和第二输出端在吊具上升时分别与蓄电池的负极端和正极端导通，并使发电机向蓄电池充电。

6、根据权利要求5所述的起重机吊具发电系统，其特征在于，所述的连接装置包括第一单向电路、第二单向电路和转换单元；所述的第一单向电路能够使第一输出端和第二输出端分别与蓄电池的正极端和负极端导通；

所述转换单元能够根据反馈信号使第二单向电路接通；所述第二单向电路接通时，能够使第一输出端和第二输出端在吊具上升时分别与蓄电池的负极端和正极端导通。

7、根据权利要求6所述的起重机吊具发电系统，其特征在于，所述的转换单元为行程开关，所述的行程开关连接在第二单向电路中。

8、一种起重机吊具，包括吊具架、伸缩机构和旋锁机构；所述的伸缩机构和旋锁机构分别包括伸缩电机和旋锁电机，所述的伸缩机构能够使吊具的伸缩长度改变，以适应不同尺寸规格的集装箱，所述的旋锁机构能够锁紧集装箱，其特征在于，还包括权利要求1-7任一项所述的起重机吊具发电系统，所述的动滑轮、发电机和蓄电池安装在起重机吊具上架上，所述伸缩电机和旋锁电机通过电路与蓄电池相连。

9、一种起重机，包括小车机构和吊具，其特征在于，所述吊具为权利要求8所述的起重机吊具。

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