CN102502443A - 起重机卷扬二次起升的控制方法和控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种起重机卷扬二次起升的控制方法和控制装置，用以解决现有技术中在防止起重机卷扬二次起升下滑的控制中存在动力利用效率低、控制效果不佳、设备制造成本较高的问题。该方法包括：在起重机卷扬起升时，记录卷扬马达的压力；在起重机卷扬二次起升时，检测当前卷扬马达的压力，并与记录的卷扬马达的压力进行比较，如果当前卷扬马达的压力小于记录的卷扬马达的压力，则对卷扬机构进行制动，并且对卷扬马达的起升回路充压使其不小于预设压力，该预设压力根据记录的卷扬马达的压力确定。采用本发明的技术方案，有助于提高动力利用效率和控制效果，并能降低设备的制造成本。

Description

起重机卷扬二次起升的控制方法和控制装置

技术领域

本发明涉及一种起重机卷扬二次起升的控制方法和控制装置。

背景技术

起重机是一种常用的工程机械，起重机卷扬是起重机的重要组成部分。起重机卷扬主要指移动式起重机上用于吊钩、变幅等用途的卷扬，如汽车起重机、轮胎吊的主副卷扬，如履带起重机的起升卷扬、变幅卷扬等。在实际工程应用中，常常会遇到卷扬二次起升的工况。卷扬二次起升主要指卷扬停止动作一段时间后，再次操作实现卷扬起升或下降。在卷扬二次起升的工作过程中，有时会发生起升下滑的现象。起升下滑主要指卷扬实际动作方向或速度不受控，其运动方向或速度与操作不一致，被重物重力牵引下降，表现为卷扬操作上升时反向下降、或操作下降时加速下降，速度不受控。

目前在市场上使用的起重机，其卷扬二次起升通常由液压系统实现，由于液压系统中的液压泵、液压马达、阀件等本身存在密封泄漏等特点，而且泄露量会随负载、压力、时间等不同而变化，导致起重机的卷扬在实际吊装过程中，卷扬的实际速度会随吊装负载、压力、时间的变化而变化，出现不同程度的二次起升下滑现象。在现有技术中，为了减弱卷扬下滑影响，主要通过以下几方面来避免二次起升下滑：

1、提高卷扬系统工作背压。这种方式牺牲了动力的利用效率。

2、液压系统采用闭式回路控制，降低液压回路的泄露量。但系统的泄露是无法完全避免的，因此这种方式的对于避免二次起升下滑的效果不佳。

3、提高液压元件本身的精度，选用高精度的泵和马达等元件，减小泄漏。采用高精度的元件使设备的制造成本较高。

在现有技术中，在防止起重机卷扬二次起升下滑的控制中存在动力利用效率低、控制效果不佳、设备制造成本较高的问题。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卷扬二次起升的控制方法和控制装置，以解决现有技术中在防止起重机卷扬二次起升下滑的控制中存在动力利用效率低、控制效果不佳、设备制造成本较高的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种起重机卷扬二次起升的控制方法。

本发明的起重机卷扬二次起升的控制方法包括：在起重机卷扬起升时，记录卷扬马达的压力；在所述起重机卷扬二次起升时，检测当前卷扬马达的压力，并与记录的卷扬马达的压力进行比较，如果当前卷扬马达的压力小于记录的卷扬马达的压力，则对卷扬机构进行制动，并且对所述卷扬马达的起升回路充压使其不小于预设压力，该预设压力根据记录的卷扬马达的压力确定。

根据本发明的另一方面，提供了一种起重机卷扬二次起升的控制装置。

本发明的起重机卷扬二次起升的控制装置包括：保存设备，用于在起重机卷扬起升时，保存卷扬马达的压力；压力设置设备，用于根据所述保存设备保存的卷扬马达的压力确定预设压力；检测比较设备，用于在所述起重机卷扬二次起升时，检测当前卷扬马达的压力，并与记录的卷扬马达的压力进行比较；制动设备，用于在当前卷扬马达的压力小于记录的卷扬马达的压力的情况下，对卷扬机构进行制动；充压设备，用于对所述卷扬马达的起升回路充压使其不小于所述预设压力。

根据本发明的技术方案，根据第一次卷扬起升时卷扬马达的压力调整卷扬二次起升时卷扬马达的压力，有助于保证卷扬二次起升时卷扬马达有足够的压力从而避免卷扬二次起升下滑。对于特殊工况，可进行位置随动校正，即检测卷扬实际位置然后判断其实际运动状态，根据实际运动状态对卷扬加以控制，使卷扬的实际运动接近操作指令。另外在本实施例中，考虑到外界负载扰动对卷扬速度的影响，在起重机卷扬二次起升时监控卷扬的实际速度，与操作要求的速度进行比较并对液压系统进行调节控制，有助于保证卷扬的运动与操作要求相一致。采用本实施例的技术方案，无需提高卷扬系统的背压，有着较高的动力利用效率；并且可以采用已有的泵和马达，有助于降低设备的制造成本。

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卷扬二次起升的控制方法的主要步骤的示意图；

图2是与本发明实施例有关的一种起重机工况的示意图；

图3是根据本发明实施例的起重机卷扬二次起升的控制装置的主要组成部分的示意图。

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。

本实施例中，卷扬二次起升主要指卷扬停止动作一段时间后，再次操作实现卷扬起升或下降。图1是根据本发明实施例的起重机卷扬二次起升的控制方法的主要步骤的示意图，如图1所示，该方法主要包括如下步骤：

步骤S11：在起重机卷扬起升时，记录卷扬马达的压力。本步骤中的起重机卷扬起升是指卷扬的第一次起升。在第一次起升后，起重机停止一段时间，然后进行二次起升。

步骤S12：在起重机卷扬二次起升时，检测当前卷扬马达的压力。

步骤S13：判断当前卷扬马达的压力是否小于记录的卷扬马达的压力。若是，进入步骤S15和步骤S16，否则进入步骤S14。

步骤S14：保持当前卷扬马达的压力。

步骤S15：对卷扬机构进行制动。

只有在不出现下滑的情况下停止对卷扬机构进行制动。否则卷扬会在重物牵引下往下滑，一旦补油不及时，就会吸空导致重物加速下滑，可能引起事故。

步骤S16：对卷扬马达的起升回路充压使其不小于预设压力。

本步骤与步骤S15同时进行，这里对卷扬机构进行制动使得在压力不足以支撑起重物时重物不会下滑。这里的预设压力是根据步骤S11中记录的卷扬马达的压力来确定，具体可以是记录的卷扬马达的压力加上一个固定的压力值；也可以是记录的卷扬马达的压力与预设的调节系数的乘积，即：充压后压力＝记录的压力×调节系数。步骤S16中，不论二次起升中的上述再次操作使卷扬起升还是下降，都对起升回路进行充压。其中，如果上述再次操作是使卷扬下降，步骤S16中的对卷扬马达的起升回路进行充压又可称作“反向充压”。充压的量值可以通过试验和实际工况进行调整。

从上述的步骤可以看出，通过记录二次卷扬起升之前的卷扬马达的压力，以及在二次起升时如果卷扬马达压力小于记录的压力，则对卷扬马达的起升回路充压使其不小于根据记录的卷扬马达的压力所确定的预设的压力，并且对卷扬机构进行制动，由此避免了卷扬二次起升下滑的现象，控制效果较好。并且这种方式无需提高系统背压，动力利用效率较高；此外可以利用普通的泵和马达，无需采取高精度元件，有助于降低设备的制造成本。

在一些特殊的实际工程应用场合下，仅根据图1所示的步骤有可能仍然出现卷扬二次起升下滑的现象。例如图2所示的情形，图2是与本发明实施例有关的一种起重机工况的示意图。在图2中，重物W未被完全吊起，其与地面有一接触点A。在这种情况下，如果通过变幅向上使重物W吊离地面，这时起升卷扬没有工作，其制动缸没有打开，保存的卷扬马达压力值没有更新，这样根据该压力值得到的设置压力值可能难以保证卷扬二次起升不出现下滑。

因此，在本实施例中，在卷扬二次起升时，还可以对卷扬当前运动状态加以确定，可以根据检测得到的卷扬位置状态确定卷扬的当前运动状态；也可以根据检测得到的起重机的负载重物的位置状态确定卷扬的当前运动状态，若卷扬的当前运动状态为下降，而如果当前的工况(由操作指令给定)为起升，则增加卷扬马达的转速使卷扬马达上升，具体可以减少卷扬马达的排量，也可以增加卷扬泵的流量输出。在增加了马达的转速情况下，卷扬上升从而使卷扬的实际运动与操作指令的要求相一致。上述卷扬马达的转速增量和卷扬泵的流量输出都可以通过试验和实际工况进行调整。

在起重机吊装卷扬过程中，还可能因为绕绳层数等变化引起卷扬系统压力、泄露量等变化；也可能由于停止时间长短的变化导致泄露量的变化，这些都有可能使卷扬速度发生变化，与操作要求的速度不相符合。所以在本实施例中，还可以在起重机卷扬二次起升时确定卷扬的当前速度，并与接收的设定速度进行比较，这里的设定速度是操作要求的速度；在卷扬的当前速度小于该设定速度的情况下，减少卷扬马达的排量或增加卷扬泵的流量输出，使卷扬的当前速度增大，以达到或接近操作要求的速度。

在确定卷扬的当前速度时，可以对卷扬的位置进行多次检测从而确定卷扬的当前速度；也可以对起重机的负载重物进行位置检测来确定卷扬的当前速度。

本实施例中的起重机卷扬二次起升的控制装置可以安装在控制系统中，图3是根据本发明实施例的起重机卷扬二次起升的控制装置的主要组成部分的示意图。如图3所示，起重机卷扬二次起升的控制装置30主要包括：保存设备31，用于在起重机卷扬起升时，保存卷扬马达的压力；压力设置设备32，用于根据保存设备31保存的卷扬马达的压力确定预设压力；检测比较设备33，用于在起重机卷扬二次起升时，检测当前卷扬马达的压力，并与记录的卷扬马达的压力进行比较；制动设备34，用于在当前卷扬马达的压力小于记录的卷扬马达的压力的情况下，对卷扬机构进行制动；充压设备35，用于对卷扬马达的起升回路充压使其不小于预设压力。

起重机卷扬二次起升的控制装置30还可以包括运动状态检测设备和提升设备(图中未示出)，其中运动状态检测设备用于确定卷扬的当前运动状态；提升设备用于在卷扬的当前运动状态为下降的情况下，增加卷扬马达的转速使卷扬上升。运动状态检测设备具体可以用于根据检测得到的卷扬位置状态确定卷扬的当前运动状态。或者运动状态检测设备具体还可用于根据检测得到的起重机的负载重物的位置状态确定卷扬的当前运动状态。

起重机卷扬二次起升的控制装置30还可以包括速度比较设备和加速设备(图中未示出)，其中速度比较设备用于确定卷扬的当前速度，并与接收的设定速度进行比较；加速设备用于在卷扬的当前速度小于所述设定速度的情况下，减少卷扬马达的排量或增加卷扬泵的流量输出，使卷扬的当前速度增大。速度比较设备具体还可以用于根据多次检测到的卷扬位置确定卷扬的当前速度。或者速度比较设备具体还可用于根据多次检测到的起重机的负载重物的位置确定卷扬的当前速度。

根据本发明实施例的技术方案，根据第一次卷扬起升时卷扬马达的压力调整卷扬二次起升时卷扬马达的压力，有助于保证卷扬二次起升时卷扬马达有足够的压力从而避免卷扬二次起升下滑。对于特殊工况，可进行位置随动校正，即检测卷扬实际位置然后判断其实际运动状态，根据实际运动状态对卷扬加以控制，使卷扬的实际运动接近操作指令。另外在本实施例中，考虑到外界负载扰动对卷扬速度的影响，在起重机卷扬二次起升时监控卷扬的实际速度，与操作要求的速度进行比较并对液压系统进行调节控制，有助于保证卷扬的运动与操作要求相一致。采用本实施例的技术方案，无需提高卷扬系统的背压，有着较高的动力利用效率；并且可以采用已有的泵和马达，有助于降低设备的制造成本。

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 (11)

1.一种起重机卷扬二次起升的控制方法，其特征在于，包括：

在起重机卷扬起升时，记录卷扬马达的压力；

在所述起重机卷扬二次起升时，检测当前卷扬马达的压力，并与记录的卷扬马达的压力进行比较，如果当前卷扬马达的压力小于记录的卷扬马达的压力，则对卷扬机构进行制动，并且对所述卷扬马达的起升回路充压使其不小于预设压力，该预设压力根据记录的卷扬马达的压力确定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设压力为所述记录的卷扬马达的压力与预设的调节系数的乘积。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述起重机卷扬二次起升时，所述方法还包括：

确定卷扬的当前运动状态；

在所述卷扬的当前运动状态为下降的情况下，增加所述卷扬马达的转速使所述卷扬上升。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述确定卷扬的当前运动状态包括：根据检测得到的卷扬位置状态确定卷扬的当前运动状态；

或者，所述确定卷扬的当前运动状态包括：根据检测得到的所述起重机的负载重物的位置状态确定卷扬的当前运动状态。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述起重机卷扬二次起升时，所述方法还包括：

确定卷扬的当前速度，并与接收的设定速度进行比较；

在所述卷扬的当前速度小于所述设定速度的情况下，减少所述卷扬马达的排量或增加卷扬泵的流量输出，使所述卷扬的当前速度增大。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述确定卷扬的当前速度包括：根据多次检测到的卷扬位置确定卷扬的当前速度；

或者，所述确定卷扬的当前速度包括：根据多次检测到的所述起重机的负载重物的位置确定卷扬的当前速度。

7.一种起重机卷扬二次起升的控制装置，其特征在于，包括：

保存设备，用于在起重机卷扬起升时，保存卷扬马达的压力；

压力设置设备，用于根据所述保存设备保存的卷扬马达的压力确定预设压力；

检测比较设备，用于在所述起重机卷扬二次起升时，检测当前卷扬马达的压力，并与记录的卷扬马达的压力进行比较；

制动设备，用于在当前卷扬马达的压力小于记录的卷扬马达的压力的情况下，对卷扬机构进行制动；

充压设备，用于对所述卷扬马达的起升回路充压使其不小于所述预设压力。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

运动状态检测设备，用于确定卷扬的当前运动状态；

提升设备，用于在所述卷扬的当前运动状态为下降的情况下，增加所述卷扬马达的转速使所述卷扬上升。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述运动状态检测设备还用于根据检测得到的卷扬位置状态确定卷扬的当前运动状态；或者，

所述运动状态检测设备还用于根据检测得到的所述起重机的负载重物的位置状态确定卷扬的当前运动状态。

10.根据权利要求7、8或9所述的装置，其特征在于，还包括：

速度比较设备，用于确定卷扬的当前速度，并与接收的设定速度进行比较；

加速设备，用于在所述卷扬的当前速度小于所述设定速度的情况下，减少所述卷扬马达的排量或增加卷扬泵的流量输出，使所述卷扬的当前速度增大。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，

所述速度比较设备还用于根据多次检测到的卷扬位置确定卷扬的当前速度；或者，

所述速度比较设备还用于根据多次检测到的所述起重机的负载重物的位置确定卷扬的当前速度。

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