CN102566592B - 塔式工程机械的上装调平方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塔式工程机械的上装调平方法，所述上装包括转台(1)和安装在该转台(1)上的臂架(2)，其中，该调平方法包括：检测步骤，实时检测所述上装的倾斜角度；控制步骤，根据所检测的倾斜角度判断所述上装是否达到水平状态，如果所述上装达到水平状态，则结束调平；如果所述上装未达到水平状态，则调节所述上装的臂架(2)的俯仰角度(θ)，直至所述上装达到水平状态。还提供了一种相应的塔式工程机械的上装调平装置。通过上述技术方案，根据实时检测的上装的倾斜角度来自动地调节臂架的俯仰角度，直至上装达到水平状态，而无需人工操作，因此效率高、安全性好且能够确保调平精度。

Description

塔式工程机械的上装调平方法及装置

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种塔式工程机械的上装调平方法及装置。

背景技术

塔式工程机械是一种广泛应用的工程机械。如图1所示，塔式工程机械可以包括设置在底座基础6上的塔身7和设置在该塔身7上的上装。塔身7主要由多个标准节8搭建而成。上装可以包括设置在塔身7顶部的转台1和设置在转台1上的臂架2、平衡臂10、操纵室11等。塔式工程机械的塔身7可以通过自带的爬升顶升装置9来添加或减少标准节8的节数，从而适应不同建筑高度的要求。在增减标准节时，需要使上装保持水平状态，以便使得上装的重心落在顶升爬升装置的顶升油缸梁的位置上，以防止在顶升过程中上装晃动失稳而造成安全问题。这就需要对塔式工程机械的上装进行调平。目前，这一调平工作都是通过工作人员目测和手动调节来完成。例如，工作人员攀爬到塔身上，观察顶升爬升装置的爬升架上的导轮与塔身主弦杆之间的距离是否基本相同，如果基本相同，则表示上装已达到水平状态，否则，则调节平衡臂的配重，直至上装达到水平状态。这种通过工作人员目测和手动调节的方式效率低、危险性高且精度得不到保证。

发明内容

本发明的目的是提供一种效率高、安全性好且能够确保调平精度的塔式工程机械的上装调平方法及装置。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种塔式工程机械的上装调平方法，所述上装包括转台和安装在该转台上的臂架，其中，该调平方法包括：检测步骤，实时检测所述上装的倾斜角度；控制步骤，根据所检测的倾斜角度判断所述上装是否达到水平状态，如果所述上装达到水平状态，则结束调平；如果所述上装未达到水平状态，则调节所述上装的臂架的俯仰角度，直至所述上装达到水平状态。

优选地，通过安装在所述上装的非运动部件上的角度传感器来检测所述上装的倾斜角度。

优选地，在所述控制步骤中，将所述角度传感器检测到的代表所述倾斜角度的信号转换为电压信号，并将该电压信号的电压值与预设的基准电压范围进行比较，如果该电压信号的电压值落入所述基准电压范围，则所述上装达到水平状态，如果该电压信号的电压值未落入所述基准电压范围，则所述上装未达到水平状态。

优选地，所述上装还包括致动缸，该致动缸的缸体和活塞杆中的一者安装在所述臂架上，另一者安装在所述转台，通过所述致动缸来调节所述臂架的俯仰角度。

优选地，该调平方法还包括显示步骤：显示所述上装是否达到水平状态。

优选地，所述塔式工程机械为塔式布料机。

另一方面，本发明还提供了一种塔式工程机械的上装调平装置，所述上装包括转台和安装在该转台上的臂架，其中，该调平装置包括：实时检测所述上装的倾斜角度的检测单元和与该检测单元连接的控制单元，该控制单元根据所检测的倾斜角度判断所述上装是否达到水平状态，如果所述上装达到水平状态，则结束调平；如果所述上装未达到水平状态，则调节所述上装的臂架的俯仰角度，直至所述上装达到水平状态。

优选地，所述检测单元包括安装在所述上装的非运动部件上的角度传感器。

优选地，所述角度传感器安装在所述转台上。

优选地，该调平装置还包括与所述角度传感器和控制单元连接的A/D转换器，所述控制单元内预设有基准电压范围，所述A/D转换器将所述角度传感器检测到的代表所述倾斜角度的信号转换为电压信号后发送给所述控制单元，所述控制单元将该电压信号的电压值与所述基准电压范围进行比较，如果该电压信号的电压值落入所述基准电压范围，则所述上装达到水平状态，如果该电压信号的电压值未落入所述基准电压范围，则所述上装未达到水平状态。

优选地，所述上装还包括致动缸，该致动缸的缸体和活塞杆中的一者安装在所述臂架上，另一者安装在所述转台，所述控制单元通过控制所述致动缸来调节所述臂架的俯仰角度。

优选地，所述上装还包括与所述致动缸的工作油路连接的电磁换向阀，所述控制单元与所述电磁换向阀的控制口连接。

优选地，所述上装还包括连接在所述电磁换向阀与所述致动缸的工作油路之间的电磁比例阀，所述控制单元还与所述电磁比例阀连接。

优选地，该调平装置还包括与所述控制单元连接的显示单元，该显示单元显示所述上装是否达到水平状态。

优选地，所述塔式工程机械为塔式布料机。

通过上述技术方案，根据实时检测的上装的倾斜角度来自动地调节臂架的俯仰角度，直至上装达到水平状态，而无需人工操作，因此效率高、安全性好且能够确保调平精度。

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是一种塔式工程机械的结构示意图；

图2是根据本发明的一种实施方式的塔式工程机械的上装调平方法的示意性流程图；

图3是根据本发明的一种实施方式的塔式工程机械的上装调平装置的示意性原理图；

图4是根据本发明的一种实施方式的塔式工程机械的致动缸的液压控制原理图。

附图标记说明

1     转台；                2     臂架；

3     致动缸；              4     电磁换向阀；

5     电磁比例阀；          6     底座基础；

7     塔身；                8     标准节；

9     爬升顶升装置；        10    平衡臂；

11    操纵室。

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。

如图1和图2所示，一方面，本发明提供了一种塔式工程机械的上装调平方法，所述上装包括转台1和安装在该转台1上的臂架2，其中，该调平方法包括：检测步骤，实时检测所述上装的倾斜角度；以及控制步骤，根据所检测的倾斜角度判断所述上装是否达到水平状态，如果所述上装达到水平状态，则结束调平；如果所述上装未达到水平状态，则调节所述上装的臂架2的俯仰角度θ，直至所述上装达到水平状态。

通过上述技术方案，根据实时检测的上装的倾斜角度来自动地调节臂架的俯仰角度θ，直至上装达到水平状态，而无需人工操作，因此效率高、安全性好且能够确保调平精度。

上述水平状态是指上装的倾斜角度在允许范围内时的状态，该倾斜角度的允许范围可以根据塔式工程机械的实际情况进行确定，例如允许的倾斜角度可以为-3°至3°。上装的倾斜角度为零度时的状态可以称之为绝对水平状态。当然，在某些要求苛刻情况下，上述水平状态也可以等于绝对水平状态。

可以通过各种适当的方式来检测上装的倾斜角度。优选地，通过安装在所述上装的非运动部件上的角度传感器来检测所述上装的倾斜角度。该角度传感器可以安装在上装的任何非运动部件上。该非运动部件是指塔式工程机械的上装在调平过程中不进行运动的部件，例如转台1、平衡臂10、操纵室11等。例如，当上装处于绝对水平状态(即倾斜角度为零)时，该角度传感器检测到的角度为零，当上装发生倾斜时，角度传感器能够检测的到相应的角度。

优选地，在所述控制步骤中，将所述角度传感器检测到的代表所述倾斜角度的信号转换为电压信号，并将该电压信号的电压值与预设的基准电压范围(该基准电压范围等于所述倾斜角度在允许范围内时相对应的电压信号的范围)进行比较，如果该电压信号的电压值落入所述基准电压范围，则所述上装达到水平状态，如果该电压信号的电压值未落入所述基准电压范围，则所述上装未达到水平状态。此外，根据该电压信号的电压值与基准电压范围的电压差的正负可以确定臂架调节的方向，根据该电压差的绝对值可以确定臂架调节的量。

可以采用各种适当的方式来调节臂架的俯仰角度θ。作为一种具体的实施方式，所述上装还包括致动缸3，该致动缸3的缸体和活塞杆中的一者安装在所述臂架2上，另一者安装在所述转台1，通过所述致动缸3来调节所述臂架2的俯仰角度θ。即，通过调节致动缸3的活塞杆的伸缩量来调节臂架2的俯仰角度θ。致动缸3可以安装在臂架2的各种适当的位置上。例如臂架2可以包括铰接在转台1上大臂和依次连接在该大臂上的多个臂节，致动缸3则相应地安装在大臂上。在调平过程中，多个臂节收回，大臂在致动缸3的作用下带动整个臂架2动作，从而改变上装的重心，直至上装达到水平状态。

优选地，该调平方法还包括显示步骤：显示所述上装是否达到水平状态。可以通过各种适当的方式来显示，例如可以通过声音信号、光信号等来显示。工作人员可以方便地通过显示的内容来确定上装是否达到水平状态。优选地，在所述显示步骤中，实时显示所述上装的倾斜角度。从而工作人员能够方便地确定调平的程度。

另一方面，如图1和图3所示，本发明还提供了一种塔式工程机械的上装调平装置，所述上装包括转台1和安装在该转台1上的臂架2，其中，该调平装置包括：实时检测所述上装的倾斜角度的检测单元和与该检测单元连接的控制单元，该控制单元根据所检测的倾斜角度判断所述上装是否达到水平状态，如果所述上装达到水平状态，则结束调平；如果所述上装未达到水平状态，则调节所述上装的臂架2的俯仰角度θ，直至所述上装达到水平状态。

通过上述塔式工程机械的上装调平装置，可以根据实时检测的上装的倾斜角度来自动地调节臂架的俯仰角度θ，直至上装达到水平状态，而无需人工操作，因此效率高、安全性好且能够确保调平精度。

可以通过各种适当的方式来检测上装的倾斜角度。优选地，所述检测单元包括安装在所述上装的非运动部件上的角度传感器。通过该角度传感器来检测所述上装的倾斜角度。该角度传感器可以安装在上装的任何适当的非运动部件上，例如可以安装在上装的转台1、平衡臂10、操纵室11等部件上。例如，当上装处于绝对水平状态(即倾斜角度为零)时，该角度传感器检测到的角度为零，当上装发生倾斜时，角度传感器能够检测的到相应的角度。

优选地，该调平装置还可以包括与所述角度传感器和控制单元连接的A/D转换器，所述控制单元内预设有基准电压范围(该基准电压范围等于所述倾斜角度在允许范围内时相对应的电压信号的范围)，所述A/D转换器将所述角度传感器检测到的代表所述倾斜角度的信号转换为电压信号后发送给所述控制单元，所述控制单元将该电压信号的电压值与所述基准电压范围进行比较，如果该电压信号的电压值落入所述基准电压范围，则所述上装达到水平状态，如果该电压信号的电压值为落入所述基准电压范围，则所述上装未达到水平状态。此外，根据该电压信号的电压值与基准电压范围的电压差的正负可以确定臂架调节的方向，根据该电压差的绝对值可以确定臂架调节的量。

可以采用各种适当的方式来调节臂架的俯仰角度θ。作为一种具体的实施方式，所述上装还包括致动缸3，该致动缸3的缸体和活塞杆中的一者安装在所述臂架2上，另一者安装在所述转台1，所述控制单元通过控制所述致动缸3来调节所述臂架2的俯仰角度θ。致动缸3可以安装在臂架2的各种适当的位置上。例如臂架2可以包括铰接在转台1上大臂和依次连接在该大臂上的多个臂节，致动缸3则相应地安装在大臂上。在调平过程中，多个臂节收回，大臂在致动缸3的作用带动整个臂架2动作，从而改变上装的重心，直至上装达到水平状态。

可以采用各种适当的方式来控制所述致动缸3的活塞杆的伸缩，例如如果采用闭式液压系统，可以通过控制与致动缸3的工作油路连接的双向泵来控制致动缸3的活塞杆的伸缩，进而控制臂架2的俯仰角度θ。如果采用开始液压系统，如图4所示，所述上装还包括与所述致动缸3的工作油路连接的电磁换向阀4，所述控制单元与所述电磁换向阀4的控制口连接。控制单元通过向电磁换向阀4发送相应的电信号来控制致动缸3的活塞杆的伸缩方向。当电磁换向阀4的左侧电磁铁得电时，电磁换向阀4位于左位，致动缸3的活塞杆伸出。当电磁换向阀4的右侧电磁铁得电时，电磁换向阀4位于右位，致动缸3的活塞杆缩回。

优选地，所述上装还包括连接在所述电磁换向阀4与所述致动缸3的工作油路之间的电磁比例阀5，所述控制单元还与所述电磁比例阀5连接。控制单元通过向电磁比例阀5发送相应的电信号来控制致动缸3的活塞杆的伸缩速度。例如，当上装的倾斜角度较大时，则可以使活塞杆以较快的速度伸缩，如果上装的倾斜角度较小时，则可以使活塞杆以较慢的速度伸缩。

优选地，该调平装置还可以包括与所述控制单元连接的显示单元，该显示单元显示所述上装是否达到水平状态。从而工作人员可以方便地通过显示的内容来确定上装是否达到水平状态。显示单元可以采用各种适当的形式，例如可以通过声音信号、光信号等来显示。例如，该显示单元可以为显示灯，当上装达到水平状态时，灯亮，否则灯灭。显示灯也可以以不同的颜色来表示上装是否达到水平状态。优选地，所述显示单元还实时显示所述上装的倾斜角度，例如可以通过显示屏来显示该倾斜角度。从而工作人员能够方便地确定调平的程度。

上述塔式工程机械的上装调平方法及装置可以用于各种塔式工程机械，例如可以用于塔式布料机等。

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 (11)

1.一种塔式工程机械的上装调平方法，所述上装包括转台（1）和安装在该转台（1）上的臂架（2），其特征在于，该调平方法包括：

检测步骤，实时检测所述上装的倾斜角度；

控制步骤，根据所检测的倾斜角度判断所述上装是否达到水平状态，如果所述上装达到水平状态，则结束调平；如果所述上装未达到水平状态，则调节所述上装的臂架（2）的俯仰角度（θ），直至所述上装达到水平状态，

其中，通过安装在所述上装的非运动部件上的角度传感器来检测所述上装的倾斜角度，在所述控制步骤中，将所述角度传感器检测到的代表所述倾斜角度的信号转换为电压信号，并将该电压信号的电压值与预设的基准电压范围进行比较，如果该电压信号的电压值落入所述基准电压范围，则所述上装达到水平状态，如果该电压信号的电压值未落入所述基准电压范围，则所述上装未达到水平状态。

2.根据权利要求1所述的塔式工程机械的上装调平方法，其特征在于，所述上装还包括致动缸（3），该致动缸（3）的缸体和活塞杆中的一者安装在所述臂架（2）上，另一者安装在所述转台（1），通过所述致动缸（3）来调节所述臂架（2）的俯仰角度（θ）。

3.根据权利要求1所述的塔式工程机械的上装调平方法，其特征在于，该调平方法还包括显示步骤：显示所述上装是否达到水平状态。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的塔式工程机械的上装调平方法，其特征在于，所述塔式工程机械为塔式布料机。

5.一种塔式工程机械的上装调平装置，所述上装包括转台（1）和安装在该转台（1）上的臂架（2），其特征在于，该调平装置包括：实时检测所述上装的倾斜角度的检测单元和与该检测单元连接的控制单元，该控制单元根据所检测的倾斜角度判断所述上装是否达到水平状态，如果所述上装达到水平状态，则结束调平；如果所述上装未达到水平状态，则调节所述上装的臂架（2）的俯仰角度（θ），直至所述上装达到水平状态，

其中，所述检测单元包括安装在所述上装的非运动部件上的角度传感器，该调平装置还包括与所述角度传感器和控制单元连接的A/D转换器，所述控制单元内预设有基准电压范围，所述A/D转换器将所述角度传感器检测到的代表所述倾斜角度的信号转换为电压信号后发送给所述控制单元，所述控制单元将该电压信号的电压值与所述基准电压范围进行比较，如果该电压信号的电压值落入所述基准电压范围，则所述上装达到水平状态，如果该电压信号的电压值未落入所述基准电压范围，则所述上装未达到水平状态。

6.根据权利要求5所述的塔式工程机械的上装调平装置，其特征在于，所述角度传感器安装在所述转台（1）上。

7.根据权利要求5所述的塔式工程机械的上装调平装置，其特征在于，所述上装还包括致动缸（3），该致动缸（3）的缸体和活塞杆中的一者安装在所述臂架（2）上，另一者安装在所述转台（1），所述控制单元通过控制所述致动缸（3）来调节所述臂架（2）的俯仰角度（θ）。

8.根据权利要求7所述的塔式工程机械的上装调平装置，其特征在于，所述上装还包括与所述致动缸（3）的工作油路连接的电磁换向阀（4），所述控制单元与所述电磁换向阀（4）的控制口连接。

9.根据权利要求7所述的塔式工程机械的上装调平装置，其特征在于，所述上装还包括连接在所述电磁换向阀（4）与所述致动缸（3）的工作油路之间的电磁比例阀（5），所述控制单元还与所述电磁比例阀（5）连接。

10.根据权利要求5所述的塔式工程机械的上装调平装置，其特征在于，该调平装置还包括与所述控制单元连接的显示单元，该显示单元显示所述上装是否达到水平状态。

11.根据权利要求5至10中任意一项所述的塔式工程机械的上装调平装置，其特征在于，所述塔式工程机械为塔式布料机。

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