CN102701077A - 起重机吊钩位置的控制系统、控制方法及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种起重机吊钩位置的控制系统，包括：长度变化检测单元，包括长度判断装置和/或命令判断装置，长度判断装置用于：检测伸缩臂的实时长度，并判断其连续获取的伸缩臂的实时长度是否相等，若不相等，则判定伸缩臂的长度发生变化；命令判断装置用于：检测伸缩臂的驱动装置是否接收到相应的驱动命令，若接收到，则判定伸缩臂的长度发生变化；吊钩起落控制单元，用于在伸缩臂发生长度变化时，控制吊钩的起落，使吊钩处于预设的安全高度范围。根据本发明的又一方面，还提出了一种起重机吊钩位置的控制方法及一种起重机。通过本发明的技术方案，能够根据伸缩臂的长度智能地调整吊钩，提高操作效率，并减少伸缩过程中的安全隐患。

Description

起重机吊钩位置的控制系统、控制方法及起重机

技术领域

本发明涉及起重机领域，具体而言，涉及一种起重机吊钩位置的控制系统、控制方法及一种起重机。

背景技术

大吨位起重机的自动伸缩技术是起重机一个很重要的部分，目前大多数的大吨位起重机均采用自动伸缩技术，在自动伸缩过程中，大臂角度一般在75°左右，因此观测吊钩有一定的难度，尤其是在天气不好或者阳光直射的环境下不容易观测，在进行自动伸缩过程中必需人工起落吊钩，这不但增加了操作人员的劳动强度，也很容易出现乱绳现象，导致不必要的损失。

因此，需要一种新的吊钩控制系统，能够根据伸缩臂的长度智能地调整吊钩，提高操作效率，并减少伸缩过程中的安全隐患。

发明内容

本发明正是基于上述问题，提出了一种起重机吊钩位置的控制系统，能够根据伸缩臂的长度智能地调整吊钩，提高操作效率，并减少伸缩过程中的安全隐患。

有鉴于此，本发明提出了一种起重机吊钩位置的控制系统，包括：长度变化检测单元，包括长度判断装置和/或命令判断装置，其中，所述长度判断装置用于：检测所述伸缩臂的实时长度，并判断其连续获取的所述伸缩臂的实时长度是否相等，若不相等，则判定所述伸缩臂的长度发生变化；所述命令判断装置用于：检测所述伸缩臂的驱动装置是否接收到相应的驱动命令，若接收到，则判定所述伸缩臂的长度发生变化；吊钩起落控制单元，用于在所述伸缩臂发生长度变化时，控制所述吊钩的起落，使所述吊钩处于预设的安全高度范围。

在该技术方案中，通过根据起重机的伸缩臂的长度变化自动调整吊钩高度，使得伸缩臂在伸缩过程中，无需人工观测吊钩位置、控制吊钩起落，不仅提高了操作效率，而且减少了操作失误，极大地提高了安全性。

在上述技术方案中，优选地，还包括：关联存储单元，用于在对所述吊钩进行起落控制之前，将所述伸缩臂的理论长度与所述吊钩的理论高度进行关联存储；查找单元，用于根据所述长度判断装置获取所述伸缩臂的实时长度，查找到对应的所述吊钩的理论高度；以及所述吊钩起落控制单元用于根据所述查找单元查找到的所述理论高度，将所述吊钩调整至所述理论高度。

在该技术方案中，预先将伸缩臂长度与对应的吊钩安全高度进行关联存储，再根据实际操作中伸缩臂的长度查找对应的吊钩高度，然后根据所查找的吊钩高度调整吊钩，使吊钩处于安全高度范围。

在上述任一技术方案中，优选地，所述长度变化检测单元还用于获取所述伸缩臂的长度变化值ΔX=X1-X0；以及所述吊钩起落控制单元控制所述吊钩的高度变化值ΔY=N×ΔX，其中，X0为所述伸缩臂的变化前长度，X1为所述伸缩臂的变化后长度，N为牵引所述吊钩的钢丝绳的倍率。

在该技术方案中，通过吊钩的钢丝绳的倍率及测得的伸缩臂长度变化值，调整吊钩的高度。

在上述任一技术方案中，优选地，所述钢丝绳由相应的卷扬进行牵引，则所述吊钩起落控制单元通过将所述卷扬调整至第二状态参数b=a+ΔY/K，实现对所述吊钩的起落控制，其中，a为所述卷扬在所述伸缩臂变化前的第一状态参数，K为所述钢丝绳在所述卷扬上绕一周的长度系数。

在该技术方案中，调整吊钩的高度需要调整连接吊钩的钢丝绳，而连接吊钩的钢丝绳缠绕在卷扬上，所以就需要调整钢丝绳缠绕在卷扬上的圈数。如钢丝绳在卷扬上绕一周的长度系数K为0.3米/圈，初始钢丝绳在卷扬上缠绕25圈，即a为25，现在需要将吊钩下降高度ΔY为3米，那么需要减少钢丝绳在卷扬上缠绕的圈数为ΔY/K=10圈，则b=a-10=15圈，即将钢丝绳在卷扬上缠绕的圈数调整为15圈，使得吊钩处于安全高度范围。

根据本发明的又一方面，还提出了一种起重机吊钩位置的控制方法，包括：在起重机的伸缩臂发生长度变化时，控制所述吊钩的起落，使所述吊钩处于预设的安全高度范围，其中，判断所述伸缩臂发生长度变化的过程包括：利用长度检测装置对所述伸缩臂的长度进行检测，若连续获取的所述伸缩臂的实时长度不相等，则判定所述伸缩臂的长度发生变化；和/或检测所述伸缩臂的驱动装置是否接收到相应的驱动命令，若接收到，则判定所述伸缩臂的长度发生变化。

在该技术方案中，通过根据起重机的伸缩臂的长度变化自动调整吊钩高度，使得伸缩臂在伸缩过程中，无需人工观测吊钩位置、控制吊钩起落，不仅提高了操作效率，而且减少了操作失误，极大地提高了安全性。

在上述技术方案中，优选地，在对所述吊钩进行起落控制之前，还包括：将所述伸缩臂的理论长度与所述吊钩的理论高度进行关联存储；以及控制所述吊钩的起落的过程具体包括：获取所述伸缩臂的实时长度，并根据所述实时长度，查找到对应的所述吊钩的理论高度，以将所述吊钩调整至所述理论高度。

在该技术方案中，预先将伸缩臂长度与对应的吊钩安全高度进行关联存储，再根据实际操作中伸缩臂的长度查找对应的吊钩高度，然后根据所查找的吊钩高度调整吊钩，使吊钩处于安全高度范围。

在上述任一技术方案中，优选地，控制所述吊钩的起落的过程具体包括：获取所述伸缩臂的长度变化值ΔX=X1-X0，则控制所述吊钩的高度变化值ΔY=N×ΔX，其中，X0为所述伸缩臂的变化前长度，X1为所述伸缩臂的变化后长度，N为牵引所述吊钩的钢丝绳的倍率。

在该技术方案中，通过吊钩的钢丝绳的倍率及测得的伸缩臂长度变化值，调整吊钩的高度。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：所述钢丝绳由相应的卷扬进行牵引，则通过将所述卷扬调整至第二状态参数b=a+ΔY/K，实现对所述吊钩的起落控制，其中，a为所述卷扬在所述伸缩臂变化前的第一状态参数，K为所述钢丝绳在所述卷扬上绕一周的长度系数。

在该技术方案中，调整吊钩的高度需要调整连接吊钩的钢丝绳，而连接吊钩的钢丝绳缠绕在卷扬上，所以就需要调整钢丝绳缠绕在卷扬上的圈数。如钢丝绳在卷扬上绕一周的长度系数K为0.3米/圈，初始钢丝绳在卷扬上缠绕25圈，即a为25，现在需要将吊钩下降高度ΔY为3米，那么需要减少钢丝绳在卷扬上缠绕的圈数为ΔY/K=10圈，则b=a-10=15圈，即将钢丝绳在卷扬上缠绕的圈数调整为15圈，使得吊钩处于安全高度范围。

根据本发明的又一方面，还提出了一种起重机，包括上述任一项所述的起重机吊钩位置的控制系统。

通过以上技术方案，能够根据伸缩臂的长度智能地调整吊钩，提高伸缩效率，并减少伸缩过程中的安全隐患。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的起重机吊钩位置的控制系统的框图；

图2示出了根据本发明的实施例的起重机吊钩位置的控制方法的流程图；

图3示出了根据本发明的实施例的起重机吊钩位置的控制系统的电气控制模块示意图；

图4A和图4B示出了根据本发明的实施例的起重机吊钩位置的控制系统的控制原理示意图；

图5示出了根据本发明的实施例的起重机吊钩位置的控制系统的具体控制流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了根据本发明的实施例的起重机吊钩位置的控制系统的框图。

如图1所示，起重机吊钩位置的控制系统100，包括：长度变化检测单元102，包括长度判断装置1022和/或命令判断装置1024，其中，长度判断装置1022用于：检测伸缩臂的实时长度，并判断其连续获取的伸缩臂的实时长度是否相等，若不相等，则判定伸缩臂的长度发生变化；命令判断装置1024用于：检测伸缩臂的驱动装置是否接收到相应的驱动命令，若接收到，则判定伸缩臂的长度发生变化；吊钩起落控制单元104，用于在伸缩臂发生长度变化时，控制吊钩的起落，使所述吊钩处于预设的安全高度范围。

在该技术方案中，通过根据起重机的伸缩臂的长度变化自动调整吊钩高度，使得伸缩臂在伸缩过程中，无需人工观测吊钩位置、控制吊钩起落，不仅提高了操作效率，而且减少了操作失误，极大地提高了安全性。

在上述技术方案中，还包括：关联存储单元106，用于在对吊钩进行起落控制之前，将伸缩臂的理论长度与吊钩的理论高度进行关联存储；查找单元108，用于根据长度判断装置1022获取伸缩臂的实时长度，查找到对应的吊钩的理论高度；以及吊钩起落控制单元104根据查找单元108查找到的理论高度，将吊钩调整至理论高度。

在该技术方案中，预先将伸缩臂长度与对应的吊钩安全高度进行关联存储，再根据实际操作中伸缩臂的长度查找对应的吊钩高度，然后根据所查找的吊钩高度调整吊钩，使吊钩处于安全高度范围。

在上述任一技术方案中，优选地，长度变化检测单元102还用于获取伸缩臂的长度变化值ΔX=X1-X0；以及吊钩起落控制单元104控制吊钩的高度值变化ΔY=N×ΔX，其中，X0为伸缩臂的变化前长度，X1为伸缩臂的变化后长度，N为牵引吊钩的钢丝绳的倍率。

在该技术方案中，通过吊钩的钢丝绳的倍率及测得的伸缩臂长度变化值，调整吊钩的高度。

在上述任一技术方案中，钢丝绳由相应的卷扬进行牵引，则吊钩起落控制单元104通过将卷扬调整至第二状态参数b=a+ΔY/K，实现对吊钩的起落控制，其中，a为卷扬在伸缩臂变化前的第一状态参数，K为钢丝绳在卷扬上绕一周的长度系数。

在该技术方案中，调整吊钩的高度需要调整连接吊钩的钢丝绳，而连接吊钩的钢丝绳缠绕在卷扬上，所以就需要调整钢丝绳缠绕在卷扬上的圈数。如钢丝绳在卷扬上绕一周的长度系数K为0.3米/圈，初始钢丝绳在卷扬上缠绕25圈，即a为25，现在需要将吊钩下降高度ΔY为3米，那么需要减少钢丝绳在卷扬上缠绕的圈数为ΔY/K=10圈，则b=a-10=15圈，即将钢丝绳在卷扬上缠绕的圈数调整为15圈，使得吊钩处于安全高度范围。

图2示出了根据本发明的实施例的起重机吊钩位置的控制方法的流程图。

如图2所示，起重机吊钩位置的控制方法包括：在起重机的伸缩臂发生长度变化时，控制吊钩的起落，使吊钩处于预设的安全高度范围。

在该技术方案中，通过根据起重机的伸缩臂的长度变化自动调整吊钩高度，使得伸缩臂在伸缩过程中，无需人工观测吊钩位置、控制吊钩起落，不仅提高了操作效率，而且减少了操作失误，极大地提高了安全性。

在上述技术方案中，判断伸缩臂发生长度变化的过程包括：步骤204，利用长度检测装置对伸缩臂的长度进行检测，若连续获取的伸缩臂的实时长度不相等，则判定伸缩臂的长度发生变化；和/或步骤206，检测伸缩臂的驱动装置是否接收到相应的驱动命令，若接收到，则判定伸缩臂的长度发生变化。

在上述任一技术方案中，在对吊钩进行起落控制之前，还可以包括：步骤202，将伸缩臂的理论长度与吊钩的理论高度进行关联存储；以及控制吊钩的起落的过程具体包括：步骤208，获取伸缩臂的实时长度；步骤210，并根据实时长度，查找到对应的吊钩的理论高度；以及步骤212，根据伸缩臂长度变化调整吊钩高度。

在该技术方案中，预先将伸缩臂长度与对应的吊钩安全高度进行关联存储，再根据实际操作中伸缩臂的长度查找对应的吊钩高度，然后根据所查找的吊钩高度调整吊钩，使吊钩处于安全高度范围。

在上述任一技术方案中，控制所述吊钩的起落的过程具体包括：获取伸缩臂的长度变化值ΔX=X1-X0，则控制吊钩的高度变化值ΔY=N×ΔX，其中，X0为伸缩臂的变化前长度，X1为伸缩臂的变化后长度，N为牵引吊钩的钢丝绳的倍率。

在该技术方案中，通过吊钩的钢丝绳的倍率及测得的伸缩臂长度变化值，调整吊钩的高度。

在上述任一技术方案中，还包括：钢丝绳由相应的卷扬进行牵引，则通过将卷扬调整至第二状态参数b=a+ΔY/K，实现对吊钩的起落控制，其中，a为卷扬在伸缩臂变化前的第一状态参数，K为钢丝绳在卷扬上绕一周的长度系数。

在该技术方案中，调整吊钩的高度需要调整连接吊钩的钢丝绳，而连接吊钩的钢丝绳缠绕在卷扬上，所以就需要调整钢丝绳缠绕在卷扬上的圈数。如钢丝绳在卷扬上绕一周的长度系数K为0.3米/圈，初始钢丝绳在卷扬上缠绕25圈，即a为25，现在需要将吊钩下降高度ΔY为3米，那么需要减少钢丝绳在卷扬上缠绕的圈数为ΔY/K=10圈，则b=a-10=15圈，即将钢丝绳在卷扬上缠绕的圈数调整为15圈，使得吊钩处于安全高度范围。

图3示出了根据本发明的实施例的起重机吊钩位置的控制系统的电气控制模块示意图。

如图3所示，初始状态操作人员通过手柄输入具体操作，控制器采集口302将操作信息传输至控制器304进行处理，控制器304具体控制吊钩306在主副卷扬上的升降与伸缩臂308的伸缩。

然后，主副卷扬旋转编码器310根据吊钩306在主副卷扬上升降的高度分析出主副卷扬上钢丝绳需要增减或减少的圈数，长度传感器312获取伸缩臂308的实时伸缩长度。

最后，主副卷扬旋转编码器310与长度传感器312将获取并分析后的数据传输至控制器采集口302，再传输至控制器304对吊钩306和伸缩臂308做出相应的调整，使吊钩306处于相对于伸缩臂308的安全高度范围内。

图4A和图4B示出了根据本发明的实施例的起重机吊钩位置的控制系统的控制原理示意图。

如图4A所示，为伸缩臂308伸缩前的钢丝绳402位置示意图，此时伸缩臂308的长度为X0，钢丝绳402的长度为Y0。

如图4B所示，为伸缩臂308伸缩后的钢丝绳402位置示意图，此时伸缩臂308收缩之后的长度为X1，即伸缩臂变化长度ΔX=X1-X0，显然，ΔX可以为正数，也可以为负数，钢丝绳402的长度变化就对应着吊钩的高度变化，则吊钩的高度变化值ΔY=Y1-Y0，而钢丝绳402的长度变化与伸缩臂308的长度变化之间存在这比例关系，即ΔY=N×ΔX，N为钢丝绳402的倍率。

由于钢丝绳402的长度变化是根据调整钢丝绳402缠绕在卷扬伤的圈数来实现的，通过记录初始状态时卷扬上钢丝绳402的缠绕圈数a，并根据需要调整的钢丝绳402的长度ΔY，就可以计算出调整后卷扬上钢丝绳402缠绕的圈数b，b=a+ΔY/K=a+N×ΔX/K，K为钢丝绳402在卷扬上绕一周的长度系数。

如钢丝绳402在卷扬上绕一周的长度系数K为0.3米/圈，钢丝绳402的倍率N为1.5/圈，初始钢丝绳402在卷扬上缠绕25圈，即a为25，现在需要将伸缩臂收缩长度ΔX为2米，那么需要减少钢丝绳402在卷扬上缠绕的圈数为N×ΔX/K=10圈，则b=a-10=15圈，即将钢丝绳402在卷扬上缠绕的圈数调整为15圈，使得吊钩处于安全高度范围。

图5示出了根据本发明的实施例的起重机吊钩位置的控制系统的具体控制流程图。

如图5所示，步骤502，首先根据伸缩臂的长度、钢丝绳的位置及钢丝绳的倍率判断伸缩臂和/或钢丝绳的位置是否改变，若没有发生改变，则返回初始状态等待下次操作再做出判断，若发生了改变，则进入步骤504。

步骤504，自动控制程序将变化量传输至PID（Proportion-Integration-Differentiation，比例-积分-微分）控制器进行处理并分析，分析后PID控制器将分析结果传输至自动控制程序，进而调整卷扬的起落及卷扬需要移动的距离。

步骤506，分析调整后的吊钩位置是否在安全范围内，若在安全范围内，则结束，若不在安全范围内，则返回步骤504继续调整卷扬。

通过根据起重机的伸缩臂的长度变化自动调整吊钩高度，使得伸缩臂在伸缩过程中，无需人工观测吊钩位置、控制吊钩起落，不仅提高了操作效率，而且减少了操作失误，极大地提高了安全性。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到相关技术中，起重机伸缩臂在伸缩过程中，吊钩需要人工观测并调整，不但增加了操作人员的劳动强度，而且调整精度也得不到有效的保障，本发明提出了一种起重机吊钩位置的控制系统，能够根据伸缩臂的长度智能地调整吊钩，提高操作效率，并减少伸缩过程中的安全隐患。

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 (9)

1.一种起重机吊钩位置的控制系统，其特征在于，包括：

长度变化检测单元，包括长度判断装置和/或命令判断装置，其中，所述长度判断装置用于：检测所述伸缩臂的实时长度，并判断其连续获取的所述伸缩臂的实时长度是否相等，若不相等，则判定所述伸缩臂的长度发生变化；所述命令判断装置用于：检测所述伸缩臂的驱动装置是否接收到相应的驱动命令，若接收到，则判定所述伸缩臂的长度发生变化；

吊钩起落控制单元，用于在所述伸缩臂发生长度变化时，控制所述吊钩的起落，使所述吊钩处于预设的安全高度范围。

2.根据权利要求1所述的起重机吊钩位置的控制系统，其特征在于，还包括：

关联存储单元，用于在对所述吊钩进行起落控制之前，将所述伸缩臂的理论长度与所述吊钩的理论高度进行关联存储；

查找单元，用于根据所述长度判断装置获取所述伸缩臂的实时长度，查找到对应的所述吊钩的理论高度；以及

所述吊钩起落控制单元用于根据所述查找单元查找到的所述理论高度，将所述吊钩调整至所述理论高度。

3.根据权利要求1或2所述的起重机吊钩位置的控制系统，其特征在于，所述长度变化检测单元还用于获取所述伸缩臂的长度变化值ΔX=X1-X0；以及

所述吊钩起落控制单元控制所述吊钩的高度变化值ΔY=N×ΔX，其中，X0为所述伸缩臂的变化前长度，X1为所述伸缩臂的变化后长度，N为牵引所述吊钩的钢丝绳的倍率。

4.根据权利要求3所述的起重机吊钩位置的控制系统，其特征在于，所述钢丝绳由相应的卷扬进行牵引，则所述吊钩起落控制单元通过将所述卷扬调整至第二状态参数b=a+ΔY/K，实现对所述吊钩的起落控制，其中，a为所述卷扬在所述伸缩臂变化前的第一状态参数，K为所述钢丝绳在所述卷扬上绕一周的长度系数。

5.一种起重机吊钩位置的控制方法，其特征在于，包括：

在起重机的伸缩臂发生长度变化时，控制所述吊钩的起落，使所述吊钩处于预设的安全高度范围，其中，判断所述伸缩臂发生长度变化的过程包括：

利用长度检测装置对所述伸缩臂的长度进行检测，若连续获取的所述伸缩臂的实时长度不相等，则判定所述伸缩臂的长度发生变化；和/或

检测所述伸缩臂的驱动装置是否接收到相应的驱动命令，若接收到，则判定所述伸缩臂的长度发生变化。

6.根据权利要求5所述的起重机吊钩位置的控制方法，其特征在于，在对所述吊钩进行起落控制之前，还包括：将所述伸缩臂的理论长度与所述吊钩的理论高度进行关联存储；以及

控制所述吊钩的起落的过程具体包括：获取所述伸缩臂的实时长度，并根据所述实时长度，查找到对应的所述吊钩的理论高度，以将所述吊钩调整至所述理论高度。

7.根据权利要求5或6所述的起重机吊钩位置的控制方法，其特征在于，控制所述吊钩的起落的过程具体包括：

获取所述伸缩臂的长度变化值ΔX=X1-X0，则控制所述吊钩的高度变化值ΔY=N×ΔX，其中，X0为所述伸缩臂的变化前长度，X1为所述伸缩臂的变化后长度，N为牵引所述吊钩的钢丝绳的倍率。

8.根据权利要求7所述的起重机吊钩位置的控制方法，其特征在于，还包括：

所述钢丝绳由相应的卷扬进行牵引，则通过将所述卷扬调整至第二状态参数b=a+ΔY/K，实现对所述吊钩的起落控制，其中，a为所述卷扬在所述伸缩臂变化前的第一状态参数，K为所述钢丝绳在所述卷扬上绕一周的长度系数。

9.一种起重机，其特征在于，包括：如权利要求1至4中任一项所述的起重机吊钩位置的控制系统。

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