CN102745617B - 锁紧装置自由落体的控制方法、控制器、控制系统和起重机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种起重机的锁紧装置的自由落体控制方法，该控制方法包括：在自由落体高度上释放锁紧装置以进行自由落体运动，在此过程中记录钢丝绳的当前释放量L2；锁紧装置从该自由落体高度到达地面过程中钢丝绳的总释放量L1，当L2=L1时，电磁阀控制卷扬刹车。本发明还提供了相应的控制器、控制系统和起重机。本发明的技术方案利用自动检测和控制取代了现有技术中通过人为目测的方式来进行判断而控制卷扬刹车的方式，能够准确地把握制动时间，减小误差，减少了自由落体制动时可能发生的安全隐患，使得整个卷扬刹车制动的过程安全可靠，减少了人为因素导致的误操作。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种起重机的锁紧装置的自由落体的控制方法，以及实现该控制方法的控制器、包括该控制器的控制系统和起重机。
背景技术
在工程技术领域，在某些应用中，例如需要产生较大冲量等情况下，通常需要利用起重设备来将锁紧装置固定重物载荷并提升至一定高度，再完全撤销拉力以使锁紧装置和重物载荷自由落体下落，以产生所需要的冲量。
对于这种起重设备，通常利用具有该锁紧装置带载自由落体功能的卷扬。随着起重机行业的发展，具有这种卷扬的起重设备越来越多，以适应更多工程领域的应用。
而且，即使是锁紧装置上面没有固定有重物载荷，在下放锁紧装置时也常常会需要进行空载的自由落体。
目前，对于上述起重设备，对锁紧装置的自由落体的控制通常是通过卷扬离合器来制动，具体地，就是通过人工目测落地情况，以脚踩踏板来进行制动（在驻车时通过制动踏板来控制卷扬离合器来进行制动）。通常来说，制动的最佳时机是在锁紧装置刚刚结束自由落体着地且钢丝绳空载（钢丝绳不承受载荷）的时刻。当制动进行太早时，锁紧装置自由落体还未落地，即钢丝绳带载制动（制动时钢丝绳承受锁紧装置以及重物载荷），此时制动冲击力较大，臂架反弹晃动很大，带锁紧装置带载时甚至会增加整车倾翻的危险，同时也会使制动摩擦片损耗严重、增加更换频率，一旦更换不及时容易引起制动失效；当制动进行太晚时，锁紧装置经过自由落体已经落地一段时间，钢丝绳在惯性作用下继续放出或松散，使得卷扬在排绳的时候乱绳难以整齐排布，造成钢丝绳和卷筒的磨损或损坏。
但是，这种方法很大程度上依赖于操作者的观察、反应、工作经验和熟练程度，较难把握制动时间，制动误差较大。卷扬的锁紧装置自由落体的功能的使用是具有一定危险性的，如何保证锁紧装置自由落体着地时，在钢丝绳空载瞬间的刹车制动及时、安全和可靠，一直都是本领域设计的难点问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种起重机的锁紧装置的自由落体的控制方法，该控制方法利用检测钢丝绳的释放量来判断自由落体是否着地。
为了实现上述目的，本发明提供一种起重机的锁紧装置的自由落体的控制方法，该起重机包括卷扬、控制卷扬刹车的电磁阀和钢丝绳，该钢丝绳一端连接在卷扬上，另一端连接在该锁紧装置上，其中，该控制方法包括
在自由落体高度上释放所述锁紧装置以进行自由落体运动，在此过程中记录所述钢丝绳的当前释放量L2；
所述锁紧装置从该自由落体高度到达地面过程中所述钢丝绳的总释放量L1，当L2=L1时，所述电磁阀控制所述卷扬刹车。
优选地，通过所述卷扬旋转的圈数来检测所述钢丝绳的释放量。
优选地，在所述自由落体高度上释放所述锁紧装置以进行自由落体运动，在此过程中记录所述卷扬旋转的当前圈数T2；
所述锁紧装置从该自由落体高度到达地面过程中所述卷扬旋转的总圈数T1，当T2=T1时，所述电磁阀控制所述卷扬刹车。
优选地，在进行所述自由落体运动之前，通过将所述锁紧装置从地面提升至所述自由落体高度以测量所述总圈数T1。
优选地，所述卷扬包括联轴器，记录该联轴器的旋转圈数即为所述卷扬旋转的圈数。
优选地，该控制方法还包括通过所述卷扬旋转的总圈数T1以及所述卷扬和钢丝绳的尺寸计算所述自由落体高度。
优选地，所述锁紧装置上连接有重物载荷。
本发明还提供一种起重机的锁紧装置的自由落体的控制器，该起重机包括卷扬、控制卷扬刹车的电磁阀和钢丝绳，该钢丝绳一端连接在卷扬上，另一端连接在该锁紧装置上，该控制器包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块，其中，
所述输入模块用于接收在自由落体高度上释放所述锁紧装置以进行自由落体运动时所述钢丝绳的当前释放量L2的信号，并将该当前释放量L2的信号传送到所述处理模块；
所述处理模块用于储存所述锁紧装置从该自由落体高度到达地面过程中所述钢丝绳的总释放量L1、并将所述当前释放量L2与所述总释放量L1进行比较、并将比较结果传送到所述控制模块；
所述控制模块用于在比较结果为所述当前释放量L2等于所述总释放量L1的情况下，控制所述电磁阀对所述卷扬刹车。
优选地，所述输入模块用于接收在所述自由落体高度上释放所述锁紧装置以进行自由落体运动时所述卷扬旋转的当前圈数值T2的信号以代替检测所述钢丝绳的释放量，并将所述当前圈数值T2的信号传送到所述处理模块；
所述处理模块用于储存所述锁紧装置从所述自由落体高度到达地面过程中所述卷扬旋转的总圈数值T1，将所述当前圈数值T2与所述总圈数值T1进行比较、并将比较结果传送到所述控制模块；
所述控制模块用于在比较结果为所述当前圈数值T2等于所述总圈数值T1的情况下，控制所述电磁阀对所述卷扬刹车。
优选地，所述卷扬包括联轴器，所述输入模块接收该联轴器的旋转圈数的信号即为所述卷扬旋转的圈数的信号。
优选地，所述处理模块还用于通过所述卷扬旋转的总圈数T1以及所述卷扬和钢丝绳的尺寸计算所述自由落体高度。
优选地，所述控制器为PLC控制器。
优选地，所述锁紧装置上连接有重物载荷。
本发明还提供了一种起重机的锁紧装置的自由落体的控制系统，该起重机包括卷扬、控制卷扬刹车的电磁阀和钢丝绳，该钢丝绳一端连接在卷扬上，另一端连接在该锁紧装置上，其中，该控制系统包括控制器和检测所述钢丝绳的释放量的检测器，该该控制器为本发明所述的控制器，所述检测器与所述控制器的输入模块电连接。
优选地，所述控制系统包括检测所述卷扬旋转的圈数的检测器以替代检测所述钢丝绳的释放量的检测器。
优选地，所述检测器为编码器。
优选地，所述检测器在使用之前进行清零。
优选地，所述控制系统还包括显示装置，所述控制器的控制模块与该显示装置电连接。
本发明还提供一种起重机，该起重机具有锁紧装置自由落体的功能，其中，该起重机包括根据本发明所述的控制系统。
通过上述技术方案，检测钢丝绳的释放量以判断锁紧装置是否结束自由落体运动而着地，从而通过电磁阀控制卷扬刹车。本发明的技术方案利用自动检测和控制取代了现有技术中通过人为目测的方式来进行判断而控制卷扬刹车的方式，首先能够准确地把握制动时间，减小误差，从而减少了自由落体制动时可能发生的安全隐患，使得整个卷扬刹车制动的过程安全可靠；并且该方案不再依赖操作者的观察能力、反应速度、工作经验和操作数量程度等因素，减少了人为因素导致的误操作。
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是根据本发明所述的起重机的示意图；
图2是根据本发明优选实施方式所述的卷扬；
图3是图2所示的圆圈中部分的放大视图；
图4是本发明的控制方法的流程图；
图5是本发明的控制系统的示意图。
附图标记说明
1钢丝绳 2联轴器
3编码器
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。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指竖直方向上的上和下，也指附图中所示的上和下。本发明中的“锁紧装置”指起重机的吊钩、冲抓斗等用于固定连接重物载荷的装置，该装置与钢丝绳连接，主要起到锁紧重物载荷的作用，以使得释放或收起钢丝绳时能够将重物载荷提升或下放。
图1是根据本发明所述的起重机的示意图；图2是根据本发明优选实施方式所述的卷扬；图3是图2所示的圆圈中部分的放大视图；图4是本发明的控制方法的流程图；图5是本发明的控制系统的示意图，其中箭头方向表示信号传递的方向。
本发明提供一种起重机的锁紧装置的自由落体的控制方法，该起重机包括卷扬、控制卷扬刹车的电磁阀和钢丝绳1，该钢丝绳1一端连接在卷扬上，另一端连接在该锁紧装置上，其中，该控制方法包括
在自由落体高度上释放所述锁紧装置以进行自由落体运动，在此过程中记录所述钢丝绳1的当前释放量L2；
所述锁紧装置从该自由落体高度到达地面过程中所述钢丝绳1的总释放量L1，当L2=L1时，所述电磁阀控制所述卷扬刹车。
对于从某一自由落体高度上下落的锁紧装置来说，判断其是否已经着地最直接有效地方法就是根据比较其实际下落距离与自由落体高度，而钢丝绳1的释放量直接地反映了锁紧装置的下落距离。
因此，本发明的控制方法在锁紧装置进行自由落体时检测并记录钢丝绳1的当前释放量L2，而锁紧装置从该自由落体高度到达地面过程中钢丝绳1的总释放量为L1，当前释放量指截止到检测时刻的钢丝绳的释放量，当钢丝绳1的当前释放量L2等于总释放量为L1时即可认为锁紧装置在这一时刻到达地面，此时通过电磁阀来控制卷扬刹车。
需要说明的是，由于在实践中测量钢丝绳1释放量的方法有很多种，例如利用适当的测距传感器，或者测量其它物理量来间接地测量钢丝绳1的释放量，甚至通过锁紧装置的下落时间和速度来计算当前的下落距离，也就是钢丝绳1的当前释放量L2。总之，该钢丝绳1的当前释放量L2和总释放量L1可以通过多种方式测量，本发明对此不加以限制，并且此处例举了一种常用的方法，下文还会对本发明的优选实施方式进行详细的介绍。
而且，虽然起重机体积都比较巨大，而且该自由落体高度通常较高，但是该锁紧装置自由落体到达地面之后并不会由于冲击力的作用而产生很深的凹陷，也就是说理论上该锁紧装置从自由落体高度直至到达地面上且速度为0时下落的实际高度是要大于自由落体高度的，但是实际上这一差值很小，与自由落体高度并不在一个数量级上，因此可以忽略不计，并且以该自由落体高度为准，再在此基础上适应性地增加一个滞后量，该滞后量取决于实际应用的情况，控制卷扬刹车就可以解决本发明所要解决的技术问题，达到预期的技术效果。
对于钢丝绳1的总释放量L1来说，也就是自由落体高度，其测量方式也有多种。而且该自由落体高度也可以为已知量，这样仅需测量钢丝绳1的当前释放量L2，也就是锁紧装置的当前下落高度即可。另外，在让锁紧装置自由落体之前，常常需要先将锁紧装置从底面提升至自由落体高度，然后再撤销钢丝绳1的拉力以进行自由落体。因此，可以在将锁紧装置提升至自由落体高度的过程中检测钢丝绳1的拉起量，即为该自由落体高度，也就是钢丝绳1的总释放量。
通过上述技术方案，检测钢丝绳1的释放量以判断锁紧装置是否结束自由落体运动而着地，从而通过电磁阀控制卷扬刹车。本发明的技术方案利用自动检测和控制取代了现有技术中通过人为目测的方式来进行判断而控制卷扬刹车的方式，首先能够准确地把握制动时间，减小误差，从而减少了自由落体制动时可能发生的安全隐患，使得整个卷扬刹车制动的过程安全可靠；并且该方案不再依赖操作者的观察能力、反应速度、工作经验和操作数量程度等因素，减少了人为因素导致的误操作。
优选地，通过所述卷扬旋转的圈数来检测所述钢丝绳1的释放量。
如上文所述，在实际应用中，可以直接通过测距传感器等方式来直接检测钢丝绳1的释放量，也可以通过检测其他物理量来间接地反映钢丝绳1的释放量，例如在本优选实施方式中，通过检测卷扬的旋转圈数来间接测量钢丝绳1的释放量。由于卷扬和钢丝绳1的尺寸已知，因此很容易通过卷扬的旋转圈数来计算钢丝绳1的释放量。
优选地，在所述自由落体高度上释放所述锁紧装置以进行自由落体运动，在此过程中记录所述卷扬旋转的当前圈数T2；
所述锁紧装置从该自由落体高度到达地面过程中所述卷扬旋转的总圈数T1，当T2=T1时，所述电磁阀控制所述卷扬刹车。
在本优选实施方式中，通过检测卷扬旋转圈数来代替检测钢丝绳1的释放量，在锁紧装置从自由落体高度释放开始进行自由落体的过程中，检测并记录卷扬旋转的当前圈数T2，当前圈数指截止到检测时刻卷扬旋转的圈数，并且已知锁紧装置从自由落体高度到达地面过程中卷扬旋转的总圈数T1，比较该当前旋转圈数T2和总圈数T1即可判断锁紧装置是否着地。
优选地，在进行所述自由落体运动之前，通过将所述锁紧装置从地面提升至所述自由落体高度以测量所述总圈数T1。
该卷扬旋转的总圈数T1反映了锁紧装置从自由落体高度下落到地面时卷扬旋转的总圈数。该总圈数T1可以通过例如钢丝绳1的总释放量来计算，或者通过其他方式测量获得。在本优选实施方式中，由于在将锁紧装置从自由落体高度释放之前通常需要将该锁紧装置提升至该高度，因此可以在这个提升过程中检测并记录所述卷扬旋转的总圈数。而且，锁紧装置自由落体运动实际下落高度与该自由落体高度的差值很小，在实际应用中可以将该自由落体高度作为锁紧装置的实际下落高度。
这样，本发明的控制方法就可以应用于各种自由落体的场合，而无需事先知晓自由落体的高度，在每次进行自由落体之前进行该步骤即可检测出自由落体高度。而且该步骤简单灵活，在进行自由落体之前，通常需要将锁紧装置提升到自由落体高度，在这个过程中可以对该自由落体的高度进行检测，该检测方式可以有多种，例如直接检测钢丝绳1收起的量，或者按照本优选实施方式中通过卷扬旋转的圈数来计算钢丝绳1收起的量，从而反映自由落体的高度。当然该自由落体高度也可以事先知晓
优选地，所述卷扬包括联轴器2，记录该联轴器2的旋转圈数即为所述卷扬旋转的圈数。
卷扬通常通过支架安装在起重机的上车上，卷扬包括卷筒、减速机和连接卷筒与减速机的联轴器2，该减速机设置在卷筒之中以带动卷筒转动，如图所示，因此通过记录联轴器2旋转的圈数就等于卷扬旋转的圈数。
优选地，该控制方法还包括通过所述卷扬旋转的总圈数T1以及所述卷扬和钢丝绳1的尺寸计算所述自由落体高度。
如上文所述，在实际应用中，如果首先将锁紧装置从地面提升至自由落体高度，并在此过程中检测并记录卷扬旋转的总圈数T1，根据卷扬和钢丝绳1的尺寸就能够计算该自由落体高度。在实际应用中，该自由落体高度通常是未知的，起重机将锁紧装置提升至一定高度之后释放以进行自由落体运动。对于这种情况来说，可以通过卷扬旋转的总圈数T1以及所述卷扬和钢丝绳1的尺寸来计算所述自由落体高度，这样操作者就能够知道锁紧装置的自由落体高度，这样就可以根据需要调整锁紧装置的自由落体高度，更加便于控制。另外，反过来说，对于相同尺寸的卷扬和钢丝绳来说，卷扬的总圈数与自由落体高度之间的比例关系是相同的，因此也可以根据这一确定的比例关系和确定的自由落体高度而计算从该高度释放锁紧装置时卷扬旋转的总圈数，也就是说在该比例关系确定的情况下，已知自由落体高度也可以反过来计算卷扬旋转的总圈数T1。
优选地，所述锁紧装置上连接有重物载荷。
在实际应用中，可能会包括空载自由落体和带载自由落体两种情况。空载自由落体指锁紧装置上不连接重物载荷而进行自由落体，此时锁紧装置自身的重量较轻，因此如果提前刹车也不会对起重机造成太大的危害，如果滞后刹车也会导致将排线弄乱的情况，因此该控制方法对空载自由落体情况也是具有效果的。带载自由落体指锁紧装置上固定有重物载荷而进行自由落体，此时锁紧装置与重物载荷的重量之和可能会较大，如果提前刹车则会对起重机的安全造成较大的危害，而且由于整体惯性较大，滞后刹车的话带来的影响也将更大。因此，本发明的控制方法可以适用于空载自由落体和带载自由落体的两种工况下。
本发明还提供一种起重机的锁紧装置的自由落体的控制器，该起重机包括卷扬、控制卷扬刹车的电磁阀和钢丝绳1，该钢丝绳1一端连接在卷扬上，另一端连接在该锁紧装置上，该控制器包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块，其中，
所述输入模块用于接收在自由落体高度上释放所述锁紧装置以进行自由落体运动时所述钢丝绳1的当前释放量L2的信号，并将该当前释放量L2的信号传送到所述处理模块；
所述处理模块用于储存所述锁紧装置从该自由落体高度到达地面过程中所述钢丝绳1的总释放量L1、并将所述当前释放量L2与所述总释放量L1进行比较、并将比较结果传送到所述控制模块；
所述控制模块用于在比较结果为所述当前释放量L2等于所述总释放量L1的情况下，控制所述电磁阀对所述卷扬刹车。
对于从某一自由落体高度上下落的锁紧装置来说，判断其是否已经着地最直接有效地方法就是根据比较其实际下落距离与自由落体高度，而钢丝绳1的释放量直接地反映了锁紧装置的下落距离。
因此，本发明的控制器的输入模块在锁紧装置进行自由落体时接收钢丝绳1的当前释放量L2，而处理模块中储存有锁紧装置从该自由落体高度到达地面过程中钢丝绳1的总释放量为L1，当处理模块将钢丝绳1的当前释放量L2与总释放量为L1进行比较并且结果相等时即可认为锁紧装置在这一时刻到达地面，此时控制模块通过电磁阀来控制卷扬刹车。
需要说明的是，由于在实践中测量钢丝绳1释放量并传送给输入模块的方法有很多种，例如利用适当的测距传感器，或者测量其它物理量来间接地测量钢丝绳1的释放量，甚至通过锁紧装置的下落时间和速度来计算当前的下落距离，也就是钢丝绳1的当前释放量。总之，该钢丝绳1的当前释放量和总释放量可以通过多种方式测量并传送到输入模块，本发明对此不加以限制，并且上文例举了一种常用的方法，下文还会对本发明的优选实施方式进行详细的介绍。
而且，虽然起重机体积都比较巨大，而且该自由落体高度通常较高，但是该锁紧装置自由落体到达地面之后并不会由于冲击力的作用而产生很深的凹陷，也就是说理论上该锁紧装置从自由落体高度直至到达地面上且速度为0时下落的实际高度是要大于自由落体高度的，但是实际上这一差值很小，与自由落体高度并不在一个数量级上，因此可以忽略不计，并且以该自由落体高度为准控制卷扬刹车就可以解决本发明所要解决的技术问题，达到预期的技术效果。
对于钢丝绳1的总释放量L1来说，也就是自由落体高度，其测量方式也有多种。而且该自由落体高度也可以为已知量，这样仅需测量钢丝绳1的当前释放量L2，也就是锁紧装置的当前下落高度即可。另外，在让锁紧装置自由落体之前，常常需要先将锁紧装置从底面提升至自由落体高度，然后再撤销钢丝绳1的拉力以进行自由落体。因此，可以在将锁紧装置提升至自由落体高度的过程中检测钢丝绳1的拉起量，即为该自由落体高度，也就是钢丝绳1的总释放量。
通过上述技术方案，检测钢丝绳1的释放量以判断锁紧装置是否结束自由落体运动而着地，从而通过电磁阀控制卷扬刹车。本发明的技术方案利用自动检测和控制取代了现有技术中通过人为目测的方式来进行判断而控制卷扬刹车的方式，首先能够准确地把握制动时间，减小误差，从而减少了自由落体制动时可能发生的安全隐患，使得整个卷扬刹车制动的过程安全可靠；并且该方案不再依赖操作者的观察能力、反应速度、工作经验和操作数量程度等因素，减少了人为因素导致的误操作。
优选地，所述输入模块用于接收在所述自由落体高度上释放所述锁紧装置以进行自由落体运动时所述卷扬旋转的当前圈数值T2的信号以代替检测所述钢丝绳1的释放量，并将所述当前圈数值T2的信号传送到所述处理模块；
所述处理模块用于储存所述锁紧装置从所述自由落体高度到达地面过程中所述卷扬旋转的总圈数值T1，将所述当前圈数值T2与所述总圈数值T1进行比较、并将比较结果传送到所述控制模块；
所述控制模块用于在比较结果为所述当前圈数值T2等于所述总圈数值T1的情况下，控制所述电磁阀对所述卷扬刹车。
如上文所述，在实际应用中，输入模块可以接收通过测距传感器等方式测得的信号来直接检测到钢丝绳1的释放量，也可以通过接收其他物理量来间接地反映钢丝绳1的释放量，例如在本优选实施方式中，输入模块通过接收卷扬的旋转圈数来间接反映钢丝绳1的释放量。由于卷扬和钢丝绳1的尺寸已知，因此很容易通过卷扬的旋转圈数来计算钢丝绳1的释放量，已将卷扬的旋转圈数信号转换成钢丝绳的释放量信号。
在本优选实施方式中，通过检测卷扬旋转圈数来代替检测钢丝绳1的释放量，在锁紧装置从自由落体高度释放开始进行自由落体的过程中，检测并记录卷扬旋转的当前圈数T2，并且已知锁紧装置从自由落体高度到达地面过程中卷扬旋转的总圈数T1，比较该当前旋转圈数T2和总圈数T1即可判断锁紧装置是否着地。
该处理模块中储存的卷扬旋转的总圈数T1反映了锁紧装置从自由落体高度下落到地面时卷扬旋转的总圈数。该总圈数T1可以通过例如钢丝绳1的总释放量来计算，或者通过其他方式测量获得。在本优选实施方式中，由于在将锁紧装置从自由落体高度释放之前通常需要将该锁紧装置提升至该高度，因此可以在这个提升过程中检测并记录所述卷扬旋转的总圈数，以储存在处理模块中。而且，锁紧装置自由落体运动实际下落高度与该自由落体高度的差值很小，在实际应用中可以将该自由落体高度作为锁紧装置的实际下落高度。
优选地，所述卷扬包括联轴器2，所述输入模块接收该联轴器2的旋转圈数的信号即为所述卷扬旋转的圈数的信号。
卷扬通常通过支架安装在起重机的上车上，卷扬包括卷筒、减速机和连接卷筒与减速机的联轴器2，该减速机设置在卷筒之中以带动卷筒转动，如图所示，因此输入模块接收联轴器2旋转的圈数以替代卷扬旋转的圈数。
优选地，所述处理模块还用于通过所述卷扬旋转的总圈数T1以及所述卷扬和钢丝绳1的尺寸计算所述自由落体高度。
如上文所述，在实际应用中，如果首先将锁紧装置从地面提升至自由落体高度，并在此过程中检测并记录卷扬旋转的总圈数T1，根据卷扬和钢丝绳1的尺寸就能够计算该自由落体高度。在实际应用中，该自由落体高度通常是未知的，起重机将锁紧装置提升至一定高度之后释放以进行自由落体运动。对于这种情况来说，处理模块还可以通过卷扬旋转的总圈数T1以及所述卷扬和钢丝绳1的尺寸来计算所述自由落体高度，这样操作者就能够知道锁紧装置的自由落体高度，这样就可以根据需要调整锁紧装置的自由落体高度，更加便于控制。另外，反过来说，对于相同尺寸的卷扬和钢丝绳来说，卷扬的总圈数与自由落体高度之间的比例关系是相同的，因此处理模块也可以根据这一确定的比例关系和确定的自由落体高度而计算从该高度释放锁紧装置时卷扬旋转的总圈数，也就是说在该比例关系确定的情况下，已知自由落体高度也可以反过来计算卷扬旋转的总圈数T1。
优选地，所述控制器为PLC控制器。
该控制器可以采用多种适合的实施方式，在本优选实施方式中采用PLC控制器。不但技术成熟，成本较低，而且便于接收信号和产生控制信号。
优选地，所述锁紧装置上连接有重物载荷。
在实际应用中，可能会包括空载自由落体和带载自由落体两种情况。空载自由落体指锁紧装置上不连接重物载荷而进行自由落体，此时锁紧装置自身的重量较轻，因此如果提前刹车也不会对起重机造成太大的危害，如果滞后刹车也会导致将排线弄乱的情况，因此该控制方法对空载自由落体情况也是具有效果的。带载自由落体指锁紧装置上固定有重物载荷而进行自由落体，此时锁紧装置与重物载荷的重量之和可能会较大，如果提前刹车则会对起重机的安全造成较大的危害，而且由于整体惯性较大，滞后刹车的话带来的影响也将更大。因此，本发明的控制方法可以适用于空载自由落体和带载自由落体的两种工况下。
另外，本发明还提供一种起重机的锁紧装置的自由落体的控制系统，该起重机包括卷扬、控制卷扬刹车的电磁阀和钢丝绳1，该钢丝绳1一端连接在卷扬上，另一端连接在该锁紧装置上，其中，该控制系统包括控制器和检测所述钢丝绳1的释放量的检测器，该该控制器为本发明所述的控制器，所述检测器与所述控制器的输入模块电连接。
对于从某一自由落体高度上下落的锁紧装置来说，判断其是否已经着地最直接有效地方法就是根据比较其实际下落距离与自由落体高度，而钢丝绳1的释放量直接地反映了锁紧装置的下落距离。
因此，本发明的控制器的输入模块在锁紧装置进行自由落体时接收钢丝绳1的当前释放量L2，而处理模块中储存有锁紧装置从该自由落体高度到达地面过程中钢丝绳1的总释放量为L1，当处理模块将钢丝绳1的当前释放量L2与总释放量为L1进行比较并且结果相等时即可认为锁紧装置在这一时刻到达地面，此时控制模块通过电磁阀来控制卷扬刹车。
需要说明的是，由于在实践中检测器测量钢丝绳1释放量并传送给输入模块的方法有很多种，例如利用适当的测距传感器，或者测量其它物理量来间接地测量钢丝绳1的释放量，甚至通过锁紧装置的下落时间和速度来计算当前的下落距离，也就是钢丝绳1的当前释放量。总之，该钢丝绳1的当前释放量和总释放量可以通过多种方式测量并传送到输入模块，本发明对此不加以限制，并且上文例举了一种常用的方法，下文还会对本发明的优选实施方式进行详细的介绍。
而且，虽然起重机体积都比较巨大，而且该自由落体高度通常较高，但是该锁紧装置自由落体到达地面之后并不会由于冲击力的作用而产生很深的凹陷，也就是说理论上该锁紧装置从自由落体高度直至到达地面上且速度为0时下落的实际高度是要大于自由落体高度的，但是实际上这一差值很小，与自由落体高度并不在一个数量级上，因此可以忽略不计，并且以该自由落体高度为准控制卷扬刹车就可以解决本发明所要解决的技术问题，达到预期的技术效果。
对于钢丝绳1的总释放量L1来说，也就是自由落体高度，其测量方式也有多种。而且该自由落体高度也可以为已知量，这样仅需测量钢丝绳1的当前释放量L2，也就是锁紧装置的当前下落高度即可。另外，在让锁紧装置自由落体之前，常常需要先将锁紧装置从底面提升至自由落体高度，然后再撤销钢丝绳1的拉力以进行自由落体。因此，可以在将锁紧装置提升至自由落体高度的过程中检测钢丝绳1被拉起的量，即为该自由落体高度，也就是钢丝绳1的总释放量。
该控制器可以为本发明所述的控制器，其工作方法和过程在上文已经进行了介绍，此处不再赘述。
通过上述技术方案，检测钢丝绳1的释放量以判断锁紧装置是否结束自由落体运动而着地，从而通过电磁阀控制卷扬刹车。本发明的技术方案利用自动检测和控制取代了现有技术中通过人为目测的方式来进行判断而控制卷扬刹车的方式，首先能够准确地把握制动时间，减小误差，从而减少了自由落体制动时可能发生的安全隐患，使得整个卷扬刹车制动的过程安全可靠；并且该方案不再依赖操作者的观察能力、反应速度、工作经验和操作数量程度等因素，减少了人为因素导致的误操作。
优选地，所述控制系统包括检测所述卷扬旋转的圈数的检测器以替代检测所述钢丝绳1的释放量的检测器。
由于起重机的体积比较巨大，因此检测钢丝绳1的释放量具有很多不便，在此情况下通常检测卷扬旋转的圈数来间接地反映钢丝绳1的释放量。在实际应用中，输入模块可以接收通过测距传感器等方式测得的信号来直接检测到钢丝绳1的释放量，也可以通过接收其他物理量来间接地反映钢丝绳1的释放量，例如在本优选实施方式中，输入模块通过接收卷扬的旋转圈数来间接反映钢丝绳1的释放量。由于卷扬和钢丝绳1的尺寸已知，因此很容易通过卷扬的旋转圈数来计算钢丝绳1的释放量，已将卷扬的旋转圈数信号转换成钢丝绳的释放量信号。
在本优选实施方式中，通过检测卷扬旋转圈数来代替检测钢丝绳1的释放量，在锁紧装置从自由落体高度释放开始进行自由落体的过程中，检测并记录卷扬旋转的当前圈数T2，并且已知锁紧装置从自由落体高度到达地面过程中卷扬旋转的总圈数T1，比较该当前旋转圈数T2和总圈数T1即可判断锁紧装置是否着地。
该处理模块中储存的卷扬旋转的总圈数T1反映了锁紧装置从自由落体高度下落到地面时卷扬旋转的总圈数。该总圈数T1可以通过例如钢丝绳1的总释放量来计算，或者通过其他方式测量获得。在本优选实施方式中，由于在将锁紧装置从自由落体高度释放之前通常需要将该锁紧装置提升至该高度，因此可以在这个提升过程中检测并记录所述卷扬旋转的总圈数，以储存在处理模块中。而且，锁紧装置自由落体运动实际下落高度与该自由落体高度的差值很小，在实际应用中可以将该自由落体高度作为锁紧装置的实际下落高度。
优选地，所述检测器为编码器3。
卷扬通常通过支架安装在起重机的上车上，卷扬包括卷筒、减速机和连接卷筒与减速机的联轴器2，该减速机设置在卷筒之中以带动卷筒转动，如图所示，因此输入模块接收联轴器2旋转的圈数以替代卷扬旋转的圈数。优选地，该检测器为测量旋转圈数的编码器3。
优选地，所述检测器在使用之前进行清零。
在本发明的控制系统进行工作时，利用检测器对钢丝绳1的释放量进行检测，并且将检测结果传送到控制器的输入模块，然后进行处理并输出相应的信号，此处不再赘述。但是为了使得检测器的检测结果更加准确，在本优选实施方式中，在利用检测器进行检测之前，通常对其进行清零，这样检测结果直接反应钢丝绳1的释放量。该清零可以通过直接对检测器进行操作进行，例如检测器上设置有清零按钮等，也可以利用控制器向检测器发送一个清零的信号以进行清零，或者其他现有技术中适用的方式都可以应用到本发明中。
优选地，所述控制系统还包括显示装置，所述控制器的控制模块与该显示装置电连接。
由于本发明的控制系统可以实现自动控制，因此控制器的控制模块可以与现实装置电连接，从而将例如锁紧装置的自由落体高度，当前的高度，下落距离等参数显示出来，甚至可以设置其他检测器来检测锁紧装置的下落速度以及时间等参数。
本发明还提供一种起重机，该起重机具有锁紧装置自由落体的功能，其中，该起重机包括根据本发明所述的控制系统。
通过上述的控制系统，该起重机可以对锁紧装置的自由落体进行自动的刹车控制。
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 (14)
1.一种起重机的锁紧装置的自由落体控制方法，该起重机包括卷扬、控制卷扬刹车的电磁阀和钢丝绳(1)，该钢丝绳(1)一端连接在卷扬上，另一端连接在该锁紧装置上，其特征在于，该控制方法包括
在自由落体高度上释放所述锁紧装置以进行自由落体运动，在此过程中记录所述钢丝绳(1)的当前释放量L2；
所述锁紧装置从该自由落体高度到达地面过程中所述钢丝绳(1)的总释放量L1，当L2＝L1时，所述电磁阀控制所述卷扬刹车，
其中，通过所述卷扬旋转的圈数来检测所述钢丝绳(1)的释放量，
其中，
在所述自由落体高度上释放所述锁紧装置以进行自由落体运动，在此过程中记录所述卷扬旋转的当前圈数T2；
所述锁紧装置从该自由落体高度到达地面过程中所述卷扬旋转的总圈数T1，当T2＝T1时，所述电磁阀控制所述卷扬刹车；
其中，在进行所述自由落体运动之前，通过将所述锁紧装置从地面提升至所述自由落体高度以测量所述总圈数T1。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述卷扬包括联轴器(2)，记录该联轴器(2)的旋转圈数即为所述卷扬旋转的圈数。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，该控制方法还包括通过所述卷扬旋转的总圈数T1以及所述卷扬和钢丝绳(1)的尺寸计算所述自由落体高度。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述锁紧装置上连接有重物载荷。
5.一种起重机的锁紧装置的自由落体的控制器，该起重机包括卷扬、控制卷扬刹车的电磁阀和钢丝绳(1)，该钢丝绳(1)一端连接在卷扬上，另一端连接在该锁紧装置上，该控制器包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块，其特征在于，
所述输入模块用于接收在自由落体高度上释放所述锁紧装置以进行自由落体运动时所述钢丝绳(1)的当前释放量L2的信号，并将该当前释放量L2的信号传送到所述处理模块；
所述处理模块用于储存所述锁紧装置从该自由落体高度到达地面过程中所述钢丝绳(1)的总释放量L1、并将所述当前释放量L2与所述总释放量L1进行比较、并将比较结果传送到所述控制模块；
所述控制模块用于在比较结果为所述当前释放量L2等于所述总释放量L1的情况下，控制所述电磁阀对所述卷扬刹车，
其中，
所述输入模块用于接收在所述自由落体高度上释放所述锁紧装置以进行自由落体运动时所述卷扬旋转的当前圈数值T2的信号以代替检测所述钢丝绳(1)的释放量，并将所述当前圈数值T2的信号传送到所述处理模块；
所述处理模块用于储存所述锁紧装置从所述自由落体高度到达地面过程中所述卷扬旋转的总圈数值T1，将所述当前圈数值T2与所述总圈数值T1进行比较、并将比较结果传送到所述控制模块；
所述控制模块用于在比较结果为所述当前圈数值T2等于所述总圈数值T1的情况下，控制所述电磁阀对所述卷扬刹车，其中，在进行所述自由落体运动之前，通过将所述锁紧装置从地面提升至所述自由落体高度以测量所述总圈数T1。
6.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述卷扬包括联轴器(2)，所述输入模块接收该联轴器(2)的旋转圈数的信号即为所述卷扬旋转的圈数的信号。
7.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，所述处理模块还用于通过所述卷扬旋转的总圈数T1以及所述卷扬和钢丝绳(1)的尺寸计算所述自由落体高度。
8.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述控制器为PLC控制器。
9.根据权利要求5-8中任意一项所述的控制器，其特征在于，所述锁紧装置上连接有重物载荷。
10.一种起重机的锁紧装置的自由落体的控制系统，该起重机包括卷扬、控制卷扬刹车的电磁阀和钢丝绳(1)，该钢丝绳(1)一端连接在卷扬上，另一端连接在该锁紧装置上，其特征在于，该控制系统包括控制器和检测所述卷扬旋转的圈数的检测器，该控制器为权利要求5-9中任意一项所述的控制器，所述检测器与所述控制器的输入模块电连接。
11.根据权利要求10所述的控制系统，其特征在于，所述检测器为编码器(3)。
12.根据权利要求10或11所述的控制系统，其特征在于，所述检测器在使用之前进行清零。
13.根据权利要求10或11所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括显示装置，所述控制器的控制模块与该显示装置电连接。
14.一种起重机，该起重机具有锁紧装置自由落体的功能，其特征在于，该起重机包括根据权利要求10-13中任意一项所述的控制系统。
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