CN102431896A - 起重机载荷检测的方法、装置和系统以及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种起重机载荷检测的方法、装置和系统以及起重机，用以解决现有技术中难以检测起重机所受的侧向载荷的问题。该方法包括：步骤A：检测起重臂两侧对称布置的张力单元的拉力，从而获得两个拉力值；步骤B：根据所述两个拉力值判断所述起重机的侧载是否超出预设范围，然后输出判断结果。采用本发明的技术方案，能够方便、准确地检测到起重机的侧载。结合现有装备，只需增加两个拉力检测装置，成本增加很小。另外，在增加了这两个拉力检测装置后，能够很方便地确定起重机吊重载荷是否超载，比现有的力矩限制器的载荷检测方法更直接准确。

Description

起重机载荷检测的方法、装置和系统以及起重机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别地涉及一种起重机载荷检测的方法、装置和系统以及一种起重机。

背景技术

起重机是一种常见的工程机械。相关技术中，臂架式起重机的超载保护安全装置主要是力矩限制器。力矩限制器除了是起重机的核心控制装置之外，它还是起重机最主要的安全装置之一，可监测起重机的实时工作状况。

臂架式起重机是用起重力矩特性来反映载荷状态的，而力矩值是由起重量、幅度(臂长和臂架倾角余弦的乘积)和作业工况等多项参数决定的，控制起来比较复杂。力矩限制器由载荷检测器、臂长检测器、角度检测器、工况选择器和微型计算机构成。当起重机进人工作状态时，将实际各参数的检测信号输入计算机，经过运算、放大、处理后，显示相应的参数值，并与事先存人的额定起重力矩值比较。当实际值达到额定值的90％时，发出预警信号，当超载时则发出报警信号，并使起重机停止向危险的方向(起升、伸臂、降臂、回转)继续动作。

相关技术中，在主臂为伸缩臂并主变幅由变幅油缸执行时，力矩限制器的载荷检测是通过检测主变幅油缸压力来换算整个臂架的吊重载荷，而主变幅油缸是一端连接转台另一端连接主臂尾部的基本臂节，因此主变幅油缸压力的检测难以反映较长臂架前部特别是主伸缩臂靠前几节所受的侧向载荷。这样，力矩限制器难以检测起重机所受的侧向载荷，也就不能对臂架系统特别是主伸缩臂在作业时因侧向载荷超载而引起的旁弯以致可能折臂等危险做出安全保护。

在相关技术中，难以检测起重机所受的侧向载荷，对于该问题，目前尚未提出有效解决方案。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种起重机载荷检测的方法、装置和系统以及一种起重机，以解决现有技术中难以检测起重机所受的侧向载荷的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种起重机载荷检测的方法。

本发明的起重机载荷检测的方法包括：步骤A：检测起重臂两侧对称布置的张力单元的拉力，从而获得两个拉力值；步骤B：根据所述两个拉力值判断所述起重机的侧载是否超出预设范围，然后输出判断结果。

根据本发明的另一方面，提供了一种起重机载荷检测的装置。

本发明的起重机载荷检测的装置包括：接收设备，用于接收起重臂两侧对称布置的张力单元的拉力检测值；计算设备，用于根据所述两个拉力值判断所述起重机的侧载是否超出预设范围；输出设备，用于输出所述计算设备的判断结果。

根据本发明的又一方面，提供了一种起重机载荷检测的系统。

本发明的起重机载荷检测的系统包括：2个拉力检测装置，分别用于检测起重臂两侧对称布置的张力单元的拉力；计算装置，与所述拉力检测装置连接，用于根据两个所述张力单元的拉力值判断所述起重机的侧载是否超出预设范围，或者根据两个所述拉力值判断所述起重机是否超载；输出装置，与所述计算装置连接，用于输出所述计算装置进行判断的结果。

根据本发明的又一方面，提供了一种起重机，该起重机包括本发明的起重机载荷检测的系统。

根据本发明的技术方案，检测起重臂两侧对称布置的张力单元的拉力，该拉力能够直接反映起重机侧载的大小，从而能够方便、准确地检测到起重机的侧载。结合现有装备，只需增加两个拉力检测装置，成本增加很小。另外，在增加了这两个拉力检测装置后，能够很方便地确定起重机吊重载荷是否吊重超载，比现有的力矩限制器的载荷检测方法更直接准确。

附图说明

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

图1是根据本发明实施例的起重机载荷检测的方法的基本步骤的示意图；

图2是根据本发明实施例的起重机载荷检测的装置的基本组成部分的示意图；

图3是根据本发明实施例的起重机载荷检测的系统的基本组成部分的示意图；以及

图4是根据本发明实施例的起重机的基本结构的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明实施例的起重机载荷检测的方法的基本步骤的示意图，如图1所示，该方法主要包括如下步骤：

步骤S11：检测起重臂两侧对称布置的张力单元的拉力，从而获得两个拉力值。

步骤S13：根据获得的两个拉力值判断起重机的侧载是否超出预设范围。

步骤S15：输出步骤S13中的判断结果。

以下对上述步骤作进一步说明。

起重作业时，当起重臂架系统承受侧向风载或承受钢丝绳分力的侧向拽拉或承受起重物的侧向左右摇摆及其他侧向载荷时，起重臂架特别是主伸缩臂的左右变形必然不一致，从而发生旁弯，此时，步骤S11中得到的两个拉力值(以下分别以S1和S2表示)也就必然不相等，所以能够根据获得的两个拉力值判断起重机的侧载是否超出预设范围。在步骤S15之后，可以在预设的延时(例如0.1S)之后返回步骤S11，再次执行图1中的各个步骤，从而实现持续地检测起重机侧载并起到持续地监控起重机的工作状况作用。

步骤S11中的起重臂两侧对称布置的张力单元，具体可以是起重机的两条超起前拉钢丝绳或超起后拉钢丝绳。以下按照检测起重机的左右两条超起前拉钢丝绳的拉力为例，对步骤S13作详细说明。

S1和S2分别表示对称布置于起重臂两侧的左右两条超起前拉钢丝绳在当前工况下的实时拉力值，记S1和S2之和与S1和S2的差值的绝对值的比值为A，即A＝(S1+S2)/|S1-S2|，显然A为一大于1的实数，可定义为表示起重臂承受侧载大小程度的侧载安全系数，A值越大表示左右超起前拉钢丝绳拉力大小越接近，起重臂架系统承受的侧载越小，起重臂架系统也就越安全。可以看出，当S1＝S2时(即左右超起前拉钢丝绳拉力相等)，表明起重臂架系统几乎没有承受侧载，此时安全系数A趋向无穷大。

根据A值是否大于当前工况第一设定值则可以判断起重机的侧载是在当前工况下否超出预设范围。例如，将A值发送给起重机的力矩限制器，力矩限制器将A值与当前工况下预先设定的侧载安全系数额定值B作比较，当A下降到额定值B的110％时，步骤S13中的判断结果为起重机的侧载已接近预设范围，从而可在步骤S15中发出预警信号；A继续下降，当A＝B时，步骤S13中的判断结果为已达侧向载荷的超载极限，从而可以步骤S15中发出报警信号并同时发出切断所有危险动作的信号；进而使起重机停止向危险的方向(例如起升、伸臂、降臂、回转……等)继续动作。

可预先在起重机的力矩限制器内存入各工况下超起前拉钢丝绳拉力值的额定值，以S表示起重机两侧对称布置的张力单元在各工况下额定拉力值之和。在本实施例的上述方法中，在步骤S11之后还可以直接比较S与S1+S2的大小关系，从而对起重机作业是否超载做出直接有效的判定以及做出相应安全保护。例如，当数值S1+S2达额定值S的90％时，发出预警信号；当数值S1+S2达额定值S的100％时，亦即S1+S2＝S时，视为吊重载荷已达额定载荷，发出报警信号并使起重机停止向危险的方向继续动作。

图2是根据本发明实施例的起重机载荷检测的装置的基本组成部分的示意图。如图2所示，起重机载荷检测的装置20主要包括接收设备21、计算设备22和输出设备23，其中接收设备21用于接收起重臂两侧对称布置的张力单元的拉力检测值；计算设备22用于根据上述两个拉力值判断起重机的侧载是否超出预设范围；输出设备23用于输出计算设备22的判断结果。

计算设备22还可用于判断(S1+S2)/|S1-S2|是否大于第一设定值，若是，则确认起重机的侧载没有超出预设范围，否则确认所述起重机的侧载超出预设范围。计算设备22还可以用于根据S与S1+S2之间的大小关系判断所述起重机是否超载。上述S表示起重臂两侧对称布置的张力单元的额定拉力值之和，S1和S2表示上述拉力检测值。输出设备23用于输出计算设备22对起重机是否超载进行的判断的结果。

图3是根据本发明实施例的起重机载荷检测的系统的基本组成部分的示意图。如图3所示，本发明实施例的起重机载荷检测的系统主要包括：2个拉力检测装置31、32，计算装置33，输出装置34。其中，2个拉力检测装置31、32分别用于检测起重臂两侧对称布置的张力单元的拉力；计算装置33分别与拉力检测装置31、32连接，用于根据两个张力单元的拉力值判断起重机的侧载是否超出预设范围，或者根据这两个拉力值判断起重机是否超载；输出装置34与计算装置33连接，用于输出计算装置33进行判断的结果。计算装置33和输出装置34可以采用起重机力矩限制器的相关功能的部件来实现。

拉力检测装置31、32中可以包含存储元件，用以保存拉力检测值，这样拉力检测装置31、32可以作为起重机工况记录的“黑匣子”，为起重机作业事故的分析提供数据支持。

图4是根据本发明实施例的起重机的基本结构的示意图。本发明实施例的起重机包括本发明的起重机载荷检测的系统，其中，如图4所示，起重机的两条超起前拉钢丝绳41、42上分别连接有拉力检测装置411和412。拉力检测装置串接超起前钢丝绳中，即，其一端连接超起前钢丝绳伸出绳头，另一端直接连接原超起前拉钢丝绳的连接铰耳。另外，拉力检测装置411和412也可以串接在起重机的两条超起后拉钢丝绳43、44中。

根据本发明实施例的技术方案，检测起重臂两侧对称布置的张力单元的拉力，该拉力能够直接反映起重机侧载的大小，从而能够方便、准确地检测到起重机的侧载。结合现有装备，只需增加两个拉力检测装置，成本增加很小。另外，在增加了这两个拉力检测装置后，能够很方便地确定起重机吊重载荷是否超载，比现有的力矩限制器的载荷检测方法更直接准确。此外，应用本实施例中的技术方案，可在起重机作业前对准备就位后的起重臂是否出现初始旁弯做出有效判定。方法为：起重臂准备就位后试吊一个远小于额定载荷的重物，检测此时左右超起前拉钢丝绳的拉力，当两个拉力的差值大于允许值时，即可确定此时起重臂有旁弯，须重新调整起重机才能再起重作业。

本发明实施例的技术方案可适用于各种起重机，例如轮式起重机、履带式起重机、塔式起重机、轨道式起重机、船载起重机等等。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种起重机载荷检测的方法，其特征在于，包括：

步骤A：检测起重臂两侧对称布置的张力单元的拉力，从而获得两个拉力值；

步骤B：根据所述两个拉力值判断所述起重机的侧载是否超出预设范围，然后输出判断结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

根据所述两个拉力值判断所述起重机的侧载是否超出预设范围，包括：判断(S1+S2)/|S1-S2|是否大于第一设定值，若是，则确认所述起重机的侧载没有超出预设范围，否则确认所述起重机的侧载超出预设范围；

其中，S1和S2分别表示所述起重臂两侧对称布置的张力单元在当前工况下的实时拉力值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步骤A之后，所述方法还包括：根据S与S1+S2之间的大小关系判断所述起重机是否吊重超载，然后输出判断结果；

其中，S表示所述起重机两侧对称布置的张力单元在所述当前工况下的额定拉力值之和，S1和S2分别表示上述该特定工况的两个实时拉力值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤B之后，所述方法还包括：经过预设时长，重复执行所述步骤A和所述步骤B。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述起重臂两侧对称布置的张力单元为起重机的两条超起前拉钢丝绳或超起后拉钢丝绳。

6.一种起重机载荷检测的装置，其特征在于，包括：

接收设备，用于接收起重臂两侧对称布置的张力单元的拉力检测值；

计算设备，用于根据所述两个拉力值判断所述起重机的侧载是否超出预设范围；

输出设备，用于输出所述计算设备的判断结果。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述计算设备还用于：判断(S1+S2)/|S1-S2|是否大于第一设定值，若是，则确认所述起重机的侧载没有超出预设范围，否则确认所述起重机的侧载超出预设范围；

其中，S1和S2分别表示所述起重臂两侧对称布置的张力单元在当前工况下的实时拉力值。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，

所述计算设备还用于：根据S与S1+S2之间的大小关系判断所述起重机是否吊重超载，其中，S表示所述起重臂两侧对称布置的张力单元在所述当前工况下的额定拉力值之和，S1和S2分别表示所述当前工况下的两个实时拉力值；

所述输出设备还用于：输出对所述起重机是否吊重超载进行的判断的结果。

9.一种起重机载荷检测的系统，其特征在于，包括：

两个拉力检测装置，分别用于检测对称布置在起重机两侧的两个张力单元的拉力；

计算装置，与所述拉力检测装置连接，用于根据两个所述张力单元的拉力值判断所述起重机的侧载是否超出预设范围，或者根据两个所述拉力值判断所述起重机是否吊重超载；

输出装置，与所述计算装置连接，用于输出所述计算装置进行判断的结果。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述拉力检测装置中具有存储元件，用于保存所述拉力的检测值。

11.一种起重机，其特征在于，包括权利要求9或10所述的起重机载荷检测的系统。

12.根据权利要求11所述的起重机，其特征在于，

所述两个拉力检测装置分别与所述起重机的两条超起前拉钢丝绳连接，分别用于检测所述起重机的两条超起前拉钢丝绳的拉力；或者，

所述两个拉力检测装置分别与所述起重机的两条超起后拉钢丝绳连接，分别用于检测所述起重机的两条超起后拉钢丝绳的拉力。

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