CN102556865A

CN102556865A - 起重机力矩限制控制设备、方法、系统及工程机械设备

Info

Publication number: CN102556865A
Application number: CN2012100225468A
Authority: CN
Inventors: 李学俊; 何首文; 许名熠; 周万传; 衣磊
Original assignee: Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2032-02-01
Also published as: CN102556865B

Abstract

本发明公开了一种起重机力矩限制控制设备、方法、系统及工程机械设备，该控制设备包括：接收装置，用于接收至少两个重量传感器所检测的起重机的起重量以及至少两个幅度传感器所检测的起重机的幅度；以及控制器，与所述接收装置相连，用于以所述至少两个重量传感器所检测的起重量中的最大起重量作为当前起重量，以所述至少两个幅度传感器所检测的幅度中的最大幅度作为当前幅度，并根据该当前起重量及当前幅度，计算起重力矩，并于该起重力矩大于预设力矩时，限制变幅机构向外运行及起升机构向上运行。通过上述技术方案，可保证起重机的力矩限制是依据最大受力来保护的，提高了力矩限制的安全系数。

Description

起重机力矩限制控制设备、方法、系统及工程机械设备

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种起重机力矩限制控制设备、方法、系统及工程机械设备。

背景技术

随着建筑业的不断发展，各大中城市高层建筑建设的不断增多，起重机的应用也越来越广泛。但是，起重机具有工作重心高、工作负载大、稳定性较差、频繁转移工作场所等特点，属于事故多的机种之一，且事故造成的损失巨大。故，为了保证起重机安全可靠的工作，起重机上均安装有力矩监测系统。

授权公告号为CN 2592616Y的中国专利公开了一种塔式起重机运行监控装置，如图1所示，该装置包括拉力传感器1、回转编码器2、可编程控制器3、触摸屏4、断电保护器6以及报警器7。拉力传感器1用于在塔式起重机吊起重物时，将钢丝绳的拉力信号送到可编程控制器3；回转编码器2安装在变幅电机轴上，用于采集变幅电机的转数信号，并将该信号送到可编程控制器3中；可编程控制器3根据拉力传感器1和回转编码器2的信号，计算出塔式起重机的起重量、幅度以及起重力矩，并通过触摸屏4显示；断电保护器6以及报警器7受可编程控制器3控制，当塔式起重机的起重力矩超过设定值时，断电保护器6即对增大起重力矩方向的动作进行自动断电保护，并发出声光报警。该运行监控装置可根据塔式起重机的运行状况进行报警和自动断电保护，很大程度上提高了塔式起重机的安全性能。

然而，在上述塔式起重机运行监控装置中，拉力传感器及回转编码器受环境(气候、振动、电磁场等)的影响大，在受潮、震动、碰撞等情况下容易出现故障，导致力矩限制失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种起重机力矩限制控制设备、方法、系统及工程机械设备，其可在一定程度上解决上述背景技术所提及的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种起重机力矩限制控制设备，该设备包括：接收装置，用于接收至少两个重量传感器所检测的起重机的起重量以及至少两个幅度传感器所检测的起重机的幅度；以及控制器，与所述接收装置相连，用于以所述至少两个重量传感器所检测的起重量中的最大起重量作为当前起重量，以所述至少两个幅度传感器所检测的幅度中的最大幅度作为当前幅度，并根据该当前起重量及当前幅度，计算起重力矩，并于该起重力矩大于预设力矩时，限制变幅机构向外运行及起升机构向上运行。

相应地，本发明还提供一种起重机力矩限制控制方法，该方法包括：接收至少两个重量传感器所检测的起重机的起重量以及至少两个幅度传感器所检测的起重机的幅度；以及以所述至少两个重量传感器所检测的起重量中的最大起重量作为当前起重量，以所述至少两个幅度传感器所检测的幅度中的最大幅度作为当前幅度，并根据该当前起重量及当前幅度，计算起重力矩，并于该起重力矩大于预设力矩时，限制变幅机构向外运行及起升机构向上运行。

相应地，本发明还提供一种起重机力矩限制系统，其中，该系统包括：至少两个重量传感器，分别用于检测所述起重机的起重量；至少两个幅度传感器，分别用于检测所述起重机的幅度；以及上述控制设备。

相应地，本发明还提供一种工程机械设备，其中，该设备包括上述起重机力矩限制系统。

通过上述技术方案，可采用多个重量传感器及多个幅度传感器来检测起重机的起重量及幅度，并取其中最大的起重量及幅度作为当前起重量及当前幅度，并据此计算起重力矩，从而保证起重机的力矩限制是依据最大受力来保护的，提高了力矩限制的安全系数。另外，当所述多个重量传感器中的部分重量传感器故障或者所述多个幅度传感器中的部分幅度传感器故障时，依旧可进行有效的力矩限制。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有的塔式起重机运行监控装置的结构示意图；

图2为本发明提供的起重机力矩限制系统的结构示意图；以及

图3为本发明提供的起重机力矩限制控制设备的工作流程图。

附图标记说明

10重量传感器 20幅度传感器

100控制设备 110接收装置

120控制器

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图2为本发明提供的起重机力矩限制系统的结构示意图。如图2所示，本发明提供了一种起重机力矩限制系统，该系统包括：至少两个重量传感器10，分别用于检测所述起重机的起重量(该两个重量传感器可位于不同的滑轮，获取不同滑轮的拉力信号)；至少两个幅度传感器20，分别用于检测所述起重机的幅度(例如，对于塔式起重机而言，为小车的幅度，此时该幅度传感器20可为采集变幅电机的转数的回转编码器)；以及控制设备100，该控制设备100包括：接收装置110，用于接收至少两个重量传感器10所检测的起重机的起重量以及至少两个幅度传感器20所检测的起重机的幅度；以及控制器120，与所述接收装置110相连，用于以所述至少两个重量传感器10所检测的起重量中的最大起重量作为当前起重量，以所述至少两个幅度传感器20所检测的幅度中的最大幅度作为当前幅度，并根据该当前起重量及当前幅度，计算起重力矩，并于该起重力矩大于预设力矩时，限制变幅机构向外运行及起升机构向上运行(即，禁止起重机的幅度进一步增大以及对重物进行提升，此时可进行减小起重机幅度以及使重物下放的操作)，或可还发出报警信号。藉此，可采用多个重量传感器及多个幅度传感器来检测起重机的起重量及幅度，并取其中最大的起重量及幅度作为当前起重量及当前幅度，并据此计算起重力矩，从而保证起重机的力矩限制是依据最大受力来保护的，提高了力矩限制的安全系数。另外，当所述多个重量传感器中的部分重量传感器故障或者所述多个幅度传感器中的部分幅度传感器故障时，依旧可进行有效的力矩限制。

优选地，所述控制器120还用于当所述前起重量大于预设起重量时，限制起升机构向上运行。藉此，可在上述力矩限制的基础上，进一步实现起重量限制。

优选地，所述控制器120还用于在所述至少两个重量传感器10中任意两者所检测的起重量之差于大于预设起重量差值且持续时间大于第一预设时间时，或所述至少两个幅度传感器20中任意两者所检测的幅度之差于大于预设幅度差值且持续时间大于第二预设时间时，发出报警信号。通过该方式，可检测传感器是否出现故障，如果出现故障，则可以以报警方式通知起重机操作者，从而该操作者可排除该故障，避免力矩限制失效而引发安全事故。

优选地，所述起重机力矩限制系统还包括机械式起重量限制器或机械式力矩限制器，所述接收装置还用于接收来自机械式起重量限制器或机械式力矩限制器的超重或超力矩反馈信号，所述控制器还用于在所述接收装置接收到所述超力矩反馈信号时，限制变幅机构向外运行及起升机构向上运行，或在所述接收装置接收到所述超重反馈信号时，限制起升机构向上运行。所述机械式起重量限制器可为本领域公知的起重量限制器，诸如杠杆式重量限制器或偏心轮式重量限制器，所述机械式力矩限制器可为目前安装于塔式起重机塔帽主弦杆上的力矩限制器。藉此，通过将机械式起重量限制器或机械式力矩限制器与上述利用传感器进行起重量及力矩限制的方式相结合，可更为有效地防止起重机超载、超力矩的现象出现。

图3为本发明提供的起重机力矩限制控制设备的工作流程图。如图3所示，相应地，本发明还提供了一种起重机力矩限制控制方法，该方法包括：接收至少两个重量传感器所检测的起重机的起重量以及至少两个幅度传感器所检测的起重机的幅度；以及以所述至少两个重量传感器所检测的起重量中的最大起重量作为当前起重量，以所述至少两个幅度传感器所检测的幅度中的最大幅度作为当前幅度，并根据该当前起重量及当前幅度，计算起重力矩，并于该起重力矩大于预设力矩时，限制变幅机构向外运行及起升机构向上运行。

其中，该方法还包括：当所述前起重量大于预设起重量时，限制起升机构向上运行。

其中，该方法还包括：在所述至少两个重量传感器中任意两者所检测的起重量之差于大于预设起重量差值且持续时间大于第一预设时间时，或所述至少两个幅度传感器中任意两者所检测的幅度之差于大于预设幅度差值且持续时间大于第二预设时间时，发出报警信号。

其中，该方法还包括：接收来自机械式起重量限制器或机械式力矩限制器的超重或超力矩反馈信号；以及在接收到所述超力矩反馈信号时，限制变幅机构向外运行及起升机构向上运行，或在接收到所述超重反馈信号时，限制起升机构向上运行。

有关该方法的具体细节及益处与之前针对控制设备的描述相同，与此不再赘述。

相应地，本发明还提供了一种工程机械设备，其中，该设备包括上述起重机力矩限制系统。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种起重机力矩限制控制设备，该设备包括：

接收装置，用于接收至少两个重量传感器所检测的起重机的起重量以及至少两个幅度传感器所检测的起重机的幅度；以及

控制器，与所述接收装置相连，用于以所述至少两个重量传感器所检测的起重量中的最大起重量作为当前起重量，以所述至少两个幅度传感器所检测的幅度中的最大幅度作为当前幅度，并根据该当前起重量及当前幅度，计算起重力矩，并于该起重力矩大于预设力矩时，限制变幅机构向外运行及起升机构向上运行。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器还用于当所述前起重量大于预设起重量时，限制起升机构向上运行。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述控制器还用于在所述至少两个重量传感器中任意两者所检测的起重量之差于大于预设起重量差值且持续时间大于第一预设时间时，或所述至少两个幅度传感器中任意两者所检测的幅度之差于大于预设幅度差值且持续时间大于第二预设时间时，发出报警信号。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，

所述接收装置还用于接收来自机械式起重量限制器或机械式力矩限制器的超重或超力矩反馈信号，

所述控制器还用于在所述接收装置接收到所述超力矩反馈信号时，限制变幅机构向外运行及起升机构向上运行，或在所述接收装置接收到所述超重反馈信号时，限制起升机构向上运行。

5.一种起重机力矩限制控制方法，该方法包括：

接收至少两个重量传感器所检测的起重机的起重量以及至少两个幅度传感器所检测的起重机的幅度；以及

以所述至少两个重量传感器所检测的起重量中的最大起重量作为当前起重量，以所述至少两个幅度传感器所检测的幅度中的最大幅度作为当前幅度，并根据该当前起重量及当前幅度，计算起重力矩，并于该起重力矩大于预设力矩时，限制变幅机构向外运行及起升机构向上运行。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，该方法还包括：

当所述前起重量大于预设起重量时，限制起升机构向上运行。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，该方法还包括：

在所述至少两个重量传感器中任意两者所检测的起重量之差于大于预设起重量差值且持续时间大于第一预设时间时，或所述至少两个幅度传感器中任意两者所检测的幅度之差于大于预设幅度差值且持续时间大于第二预设时间时，发出报警信号。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，该方法还包括：

接收来自机械式起重量限制器或机械式力矩限制器的超重或超力矩的反馈信号；以及

在接收到所述超力矩反馈信号时，限制变幅机构向外运行及起升机构向上运行，或在接收到所述超重反馈信号时，限制起升机构向上运行。

9.一种起重机力矩限制系统，其中，该系统包括：

至少两个重量传感器，分别用于检测所述起重机的起重量；

至少两个幅度传感器，分别用于检测所述起重机的幅度；以及

根据权利要求1-4中任一项权利要求所述的控制设备。

10.一种工程机械设备，其中，该设备包括根据权利要求9所述的系统。