CN102795560B - 工程机械及其主臂、检测以及矫正其主臂旁弯度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工程机械及其主臂、检测以及矫正工程机械主臂旁弯度的方法,工程机械主臂包括主体(10),其中,所述工程机械主臂还包括设置在所述主体(10)两侧的支承机构(20),所述支承机构(20)包括连接于所述主体(10)的安装部(21)和可伸缩的支承部,所述支承部的一端连接于所述主体(10)的头部,另一端连接于所述安装部(21)。本发明可以通过可伸缩的支承部来支承主体,并且能够检测旁弯度并对旁弯提供矫正。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械主臂,具体地,涉及一种工程机械及其主臂、检测以及矫正工程机械主臂旁弯度的方法。
背景技术
随着风电、核电、化工等行业的发展,零部件日益模块化和大型化,对大吨位起重机的需求日益增多。需要增加起重机的起升高度和起升载荷,因此伸缩臂起重机正朝着大型化方向发展。但起重机吊臂越长、起升载荷越大,就越容易发生旁弯现象,轻则影响整车的起重性能,重则发生折臂,甚至机毁人亡的事故。因此,检测起重机吊臂的旁弯度,矫正起重机吊臂的旁弯,对确保整车起重性能和起重安全具有十分重要的意义。
目前检测起重机吊臂的旁弯靠肉眼去观察,当观察到吊臂实际中心线偏离吊臂理论中心线时,就认为吊臂发生旁弯。但这样也只能判断是否发生旁弯,而无法检测旁弯度(即吊臂头部处,实际中心线偏离理论中心线的距离)。因此,当观察到吊臂发生旁弯后,需将吊臂倒至距地面较低位置,然后人工调节吊臂内部滑块以矫正吊臂旁弯。由于无法检测旁弯度,有时需要重复观察、倒臂、调节滑块等多个循环过程。
因此,现有技术中存在无法检测起重机吊臂的旁弯度以及方便、有效地矫正旁弯的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够便于检测和矫正工程机械主臂的旁弯的工程机械主臂。
为了实现上述目的,本发明提供一种工程机械主臂,该工程机械主臂包括主体,其中,所述工程机械主臂还包括设置在所述主体两侧的支承机构,所述支承机构包括连接于所述主体的安装部和可伸缩的支承部,所述支承部的一端连接于所述主体的头部,另一端连接于所述安装部。
本发明还提供一种工程机械,其中,所述工程机械包括本发明的工程机械主臂。
本发明还提供一种检测工程机械主臂旁弯度的方法,其中,所述工程机械主臂为本发明的工程机械主臂,其中,所述支承部包括第一支承部和第二支承部,所述安装部包括用于安装所述第一支承部的第一安装部和用于安装所述第二支承部的第二安装部,所述第一安装部和第二安装部与所述主体的连接处到相应的支承部与所述主体的头部的连接处的距离均为L3,所述第一安装部和第二安装部分别与所述主臂的理论中心线呈第一夹角和第二夹角,该方法包括:当所述工程机械主臂发生旁弯时,伸长或收缩两侧的支承部,以从两侧支承所述主体;测量第一支承部与所述主体的头部的连接处到该第一支承部上距离所述主体最远处之间的距离H1,测量第二支承部与所述主体的头部的连接处到该第二支承部上距离所述主体最远处之间的距离H2,测量第一支承部上距离所述主体最远处到所述第一安装部与所述主体的连接处之间的距离H3,测量第二支承部上距离所述主体最远处到所述第二安装部与所述主体的连接处之间的距离H4;计算旁弯度:
本发明还提供一种矫正工程机械主臂旁弯的方法,其中,所述工程机械主臂为本发明的工程机械主臂,所述支承部包括第一支承部和第二支承部,该方法包括:当所述工程机械主臂发生旁弯时,伸长或收缩两侧的支承部,以从两侧支承所述主体;测量第一支承部与所述主体的头部的连接处到该第一支承部上距离所述主体最远处之间的距离H1,测量第二支承部与所述主体的头部的连接处到该第二支承部上距离所述主体最远处之间的距离H2;
当所述主体朝向所述第二支承部所在的侧旁弯时,进行如下操作:(a)、当H1>第一预定值a1时,或者当H2<第二预定值a2时,收缩所述第一支承部,并使所述第二支承部伸长,并且实时测量H1和H2,直到第三预设值a3≤H1≤第一预定值a1且第二预设值a2≤H2≤第四预定值a4;(b)、当第三预设值a3≤H1≤第一预定值a1且第二预设值a2≤H2≤第四预定值a4时,终止矫正;
当所述主体朝向所述第一支承部所在的侧旁弯时,进行如下操作:(c)、当H1<第三预设值a3时,或者当H2>第四预设值a4时,收缩所述第二支承部并使所述第一支承部伸长,并且实时测量H1和H2,直到第三预设值a3≤H1≤第一预定值a1且第二预设值a2≤H2≤第四预定值a4;(d)、当所述第三预设值a3≤H1≤第一预定值a1且第二预设值a2≤H2≤第四预定值a4时,终止矫正。
通过上述技术方案,当主体发生旁弯时,可以通过可伸缩的支承部来支承主体,并且能够检测旁弯度并对旁弯提供矫正。
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是说明本发明的工程机械主臂的一种实施方式的示意图;
图2是说明本发明的检测工程机械主臂的方法的示意图;
图3是说明本发明的优选实施方式中检测工程机械主臂的方法的示意图;
图4是说明安装部的一种实施方式的结构示意图;
图5是说明安装部的另一种实施方式的结构示意图;
图6是说明本发明的工程机械主臂的另一种实施方式的示意图;
图7是说明本发明的矫正工程机械主臂的方法的流程图。
附图标记说明
10:主体
20:支承机构 21:安装部 21a:支架 21b:卷扬
21c:滑轮 22:第一支承部 23:第二支承部
30:转台 40:支承件
AA:理论中心线 BB:实际中心线
L0:旁弯度
L1:第一支承部与主体的连接处到理论中心线的距离
L2:第一支承部与主体的连接处到理论中心线的距离
L3:安装部与主体的连接处到支承部与所述主体的头部的连接处的距离
H1:第一撑部与主体的头部的连接处到该第一支承部上距离主体最远处之间的距离
H2:第二撑部与主体的头部的连接处到该第二支承部上距离主体最远处之间的距离
H3:第一支承部上距离所述主体最远处到第一安装部与主体的连接处之间的距离
H4:第二支承部上距离所述主体最远处到所述第二安装部与所述主体的连接处之间的距离
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、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右;“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。其中,“支承”表示支承、拉紧等对主体提供保持位置的作用。
根据本发明的一个方面,提供一种工程机械主臂,该工程机械主臂包括主体10,其中,所述工程机械主臂还包括对称设置在所述主体10两侧的支承机构20,所述支承机构20包括连接于所述主体10的安装部21和可伸缩的支承部,所述支承部的一端连接于所述主体10的头部,另一端连接于所述安装部21。
本发明的工程机械主臂中,主体10两侧设置有可伸缩的支承部,当主体10发生旁弯时,可以通过相应伸缩两侧的支承部来矫正,这将在下文具体说明。另外,当主体10发生旁弯时,一方面可以伸缩两侧的支承部而将主体10支承在旁弯状态,另一方面可以通过检测支承部的伸缩数据来获得旁弯度,这将在下文中具体说明。为此,所述工程机械主臂优选包括用于检测所述支承部的长度信息的检测单元和用于控制所述支承部的伸缩的控制器,所述控制器与所述检测单元电连接。
本发明中,安装部21可以采用各种适当的结构,只要能够连接主体10和支承部即可。支承部也可以采用各种适当的形式,只要能够伸缩并对主体10提供支承即可。优选地,如图4所示,所述安装部21可以包括支架21a和安装在所述支架21a上的可正反转的卷扬21b,所述支架21a安装在所述主体10上,所述支承部为通过所述卷扬21b收放的钢丝绳。由此,通过拉紧钢丝绳能够对主体10提供支承。
可选择地,所述支承部可以包括伸缩缸,所述伸缩缸的两端分别连接到所述主体10和所述支架21a,从而能够通过伸缩缸对主体10提供支承。
另外,所述支架21a的延伸方向可以垂直于所述主体10的延伸方向,从而能够使支架21a与主体10的连接处、支架21a与支承部的连接处、以及支承部与主体10的连接处形成直角三角形,使得主体10通过支承部获得稳定的支承。优选地,支架21a可以连接于主体10的根部,从而能够通过支承部对主体10施加最大化的力矩。
在使用钢丝绳作为支承部的实施方式中,优选地,所述支架21a上可以安装有滑轮21c,所述钢丝绳绕过所述滑轮21c连接于所述卷扬21b,以便通过滑轮21c改变钢丝绳的走向,便于布置。如图5所示,卷扬21b可以靠近支架21a的内端,滑轮21c可以靠近支架21a的外端,也就是说,卷扬21b比滑轮21c更靠近主体10,但钢丝绳与安装部21的连接处可以延长到滑轮21c。
根据本发明的另一方面,提供一种工程机械,其中,所述工程机械包括本发明的工程机械主臂。本发明的工程机械可以通过可伸缩的支承部来检测旁弯度并对旁弯提供矫正。
另外,如图6所示,所述工程机械包括转台30,所述主体10安装在所述转台30上,所述安装部21和所述转台30可以通过支承件40连接。由此,主体10可以通过支承部和支承件40获得双向支承。其中,由于旁弯时,轴向偏离主要发生在主体10的头部,当安装部21靠近主体10根部设置时,安装部21所在位置基本没有轴向偏离,因此支承件40的长度可以保持不变,只要能够对安装部21提供支承即可。因此,支承件40可以采用各种形式,例如钢丝绳、伸缩缸或刚性杆。
根据本发明的另一方面,提供一种检测工程机械主臂旁弯度的方法(以下简称为检测方法),其中,所述支承部包括第一支承部22和第二支承部23,所述安装部21包括用于安装所述第一支承部22的第一安装部和用于安装所述第二支承部23的第二安装部,所述第一安装部和第二安装部与所述主体10的连接处到相应的支承部与所述主体10的头部的连接处的距离均为L3,所述第一安装部和第二安装部分别与所述主臂的理论中心线AA呈第一夹角β和第二夹角α,该方法包括:当所述工程机械主臂发生旁弯时,伸长或收缩两侧的支承部,以从两侧支承所述主体10;测量第一支承部22与所述主体10的头部的连接处到该第一支承部22上距离所述主体10最远处之间的距离H1,测量第二支承部23与所述主体10的头部的连接处到该第二支承部23上距离所述主体10最远处之间的距离H2,测量第一支承部22上距离所述主体10最远处到所述第一安装部与所述主体10的连接处之间的距离H3,测量第二支承部23上距离所述主体10最远处到所述第二安装部与所述主体10的连接处之间的距离H4;
计算旁弯度:
下面以支承部为钢丝绳来说明上述检测方法。如图2所示,安装部21安装在主体10的根部,因而L3即为主体10的长度;H1和H2则分别为两侧拉紧的钢丝绳从安装部21出绳的长度。其中,旁弯度(即在主体10头部处实际中心线BB偏离理论中心线AA的距离)另外,第一安装部的长度为H3,第二安装部的长度为H4。可以从两侧钢丝绳与主体10的连接处做假想的平行于理论中心线AA的直线。以第二安装部为例,所述直线与第二安装部的交点到第二安装部的伸出端之间的距离为X,第一支承部22与主体10的连接处到所述交点的距离为Lx。其中:
根据几何关系,可以得到以L2为未知数的一元二次方程:
L2 2-2H4sinα·L2+(H4 2-H2 2-2H4L3cos2α+L3 2)=0
解此方程后得:
因此,可得到二个L2的计算公式,但其中一个计算式
H4sinα与 都为正值,并且H4sinα的值实际情况下要大于L2。据此判断,可得到L2的计算公式实际为:
与上述计算过程相同,可求得:
因此,根据旁弯计算公式可得:
优选地,如图3所示,当两个支承机构20对称设置在主体10两侧(即H3=H4,第一夹角β=第二夹角α),且第一夹角β和第二夹角α均为90度时,旁弯度
由此可知,只需检测H1和H2即可计算得到旁弯度(使用确定尺寸的安装部21时,H3和H4为确定的值;第一夹角β和第二夹角α为安装时预设的参数)。其中,H1和H2可以通过各种适当的检测装置获得,例如可以通过上述检测单元获得。其中,检测单元所直接获取的数据可以不是H1和H2,而是例如钢丝绳从卷扬21b出绳的长度,该长度可以经过简单的计算转换为H1和H2并作为检测单元的检测结果。例如在具有滑轮21c的情况下,H1和H2为钢丝绳从卷扬21b的出绳长度减去滑轮21c和卷扬21b之间的距离。
根据本发明的另一方面,提供一种矫正工程机械主臂旁弯的方法,其中,所述工程机械主臂为本发明的工程机械主臂,所述支承部包括第一支承部22和第二支承部23,该方法包括:当所述工程机械主臂发生旁弯时,伸长或收缩两侧的支承部,以从两侧支承所述主体10;测量第一支承部22与所述主体10的头部的连接处到该第一支承部22上距离所述主体10最远处之间的距离H1,测量第二支承部23与所述主体10的头部的连接处到该第二支承部23上距离所述主体10最远处之间的距离H2;
当所述主体10朝向所述第二支承部23所在的侧旁弯(即第一支承部22伸长且第二支承部23缩短)时,进行如下操作:
(a)、当H1>第一预定值a1时,或者当H2<第二预定值a2时,收缩所述第一支承部22,并使所述第二支承部23伸长,并且实时测量H1和H2,直到第三预设值a3≤H1≤第一预定值a1且第二预设值a2≤H2≤第四预定值a4;
(b)、当第三预设值a3≤H1≤第一预定值a1且第二预设值a2≤H2≤第四预定值a4时,终止矫正;
当所述主体10朝向所述第一支承部22所在的侧旁弯(即第二支承部23伸长且第一支承部22缩短)时,进行如下操作:
(c)、当H1<第三预设值a3时,或者当H2>第四预设值a4时,收缩所述第二支承部23并使所述第一支承部22伸长,并且实时测量H1和H2,直到第三预设值a3≤H1≤第一预定值a1且第二预设值a2≤H2≤第四预定值a4;
(d)、当第三预设值a3≤H1≤第一预定值a1且第二预设值a2≤H2≤第四预定值a4时,终止矫正。
同样地,以支承部为钢丝绳来说明上述检测方法,其中可以根据主体10的长度L3来预先设定第一支承部22和第二支承部23的范围。具体来说,当主体10不发生旁弯时,两侧钢丝绳拉紧时H1和H2应当相等;当发生旁弯并拉紧钢丝绳时,允许H1在第三预设值a3到第一预设值a1之间,允许H2在第二预设值a2到第四预设值a4之间。也就是说,当H1和H2都在相应的范围内时,可以不做矫正。其中,第三预设值a3小于第一预设值a1,第二预设值a2小于第四预设值a4。
其中,在具有检测单元和控制器的实施方式中,控制器可以根据检测单元发出的信号判断H1和H2并相应控制第一支撑部22和第二支撑部23来进行矫正。其中,当控制器一个控制卷扬21b收缩相应的支撑部时,可以使另一个卷扬21b随动地释放另一侧的钢丝绳,即伸长另一个支撑部。
如图7所示,当发生旁弯时,首先拉紧钢丝绳,以通过第一支承部22和第二支承部23支承主体10。然后,判断旁弯方向,即判断第一支承部22和第二支承部23是伸长还是缩短。
当所述主体10朝向所述第二支承部23所在的侧旁弯时,进一步判断H1和H2是否超出了各自的范围,即判断H1是否大于其上限(即第一预设值a1),或者H2是否小于其下限(即第二预设值a2)。当H1和H2中的至少一个超出其范围,即需要进行矫正。矫正方式为收缩第一支撑部22并伸长第二支撑部23。在该过程中,控制器通过检测单元实时监控H1和H2的变化,当H1和H2落入其范围时,停止矫正。
类似地,当所述主体10朝向所述第一支承部22所在的侧旁弯时,进一步判断H1和H2是否超出了各自的范围,即判断H1是否小于其下限(即第三预设值a3),或者H2是否大于其上限(即第四预设值a4)。当H1和H2中的至少一个超出其范围,即需要进行矫正。矫正方式为收缩第二支撑部23并伸长第一支撑部22。在该过程中,控制器通过检测单元实时监控H1和H2的变化,当H1和H2落入其范围时,停止矫正。
优选地,所述两个支承机构20对称设置在所述主体10的两侧,并且所述安装部21垂直于所述主体10的长度方向设置,所述主体10的长度可以为50-110m,所述第一预定值a1为51-99m,所述第二预定值a2为54-104m,所述第三预定值a3为51-99m,所述第四预定值a4为54-104m。
可以理解的,第一支承部22和第二支承部23是被主体10拉紧或放松,而卷扬21b永远处于收绳状态。因此,主体10旁弯时需要克服卷扬21b收绳的拉力才能使相应的支承部变长。在使用伸缩缸作为支承部的情况下,主体10旁弯时则需要克服伸缩缸内的压力才能使相应的支承部变长,并且伸缩缸的长度变化优选保持在0.5m以内。
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 (7)
1.一种检测工程机械主臂旁弯度的方法,其中,所述工程机械主臂包括主体(10),并且所述工程机械主臂还包括设置在所述主体(10)两侧的支承机构(20),所述支承机构(20)包括连接于所述主体(10)的安装部(21)和可伸缩的支承部,所述支承部的一端连接于所述主体(10)的头部,另一端连接于所述安装部(21),其中,所述支承部包括第一支承部(22)和第二支承部(23),所述安装部(21)包括用于安装所述第一支承部(22)的第一安装部和用于安装所述第二支承部(23)的第二安装部,所述第一安装部和第二安装部与所述主体(10)的连接处到相应的支承部与所述主体(10)的头部的连接处的距离均为L3,所述第一安装部和第二安装部分别与所述主臂的理论中心线呈第一夹角(β)和第二夹角(α),该方法包括:
当所述工程机械主臂发生旁弯时,伸长或收缩两侧的支承部,以从两侧支承所述主体(10);
测量第一支承部(22)与所述主体(10)的头部的连接处到该第一支承部(22)上距离所述主体(10)最远处之间的距离H1,测量第二支承部(23)与所述主体(10)的头部的连接处到该第二支承部(23)上距离所述主体(10)最远处之间的距离H2,测量第一支承部(22)上距离所述主体(10)最远处到所述第一安装部与所述主体(10)的连接处之间的距离H3,测量第二支承部(23)上距离所述主体(10)最远处到所述第二安装部与所述主体(10)的连接处之间的距离H4;
计算旁弯度:
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述工程机械主臂包括用于检测所述支承部的长度信息的检测单元和用于控制所述支承部的伸缩的控制器,所述控制器与所述检测单元电连接。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述安装部(21)包括支架(21a)和安装在所述支架(21a)上的可正反转的卷扬(21b),所述支架(21a)安装在所述主体(10)上,所述支承部为通过所述卷扬(21b)收放的钢丝绳。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述支架(21a)上安装有滑轮(21c),所述钢丝绳绕过所述滑轮(21c)连接于所述卷扬(21b)。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述安装部(21)包括支架(21a),所述支承部包括伸缩缸,所述支架(21a)安装在所述主体(10)上,所述伸缩缸的两端分别连接到所述主体(10)和所述支架(21a)。
6.一种矫正工程机械主臂旁弯的方法,其中,所述工程机械主臂为根据权利要求1-5中任意一项所述的工程机械主臂,所述支承部包括第一支承部(22)和第二支承部(23),该方法包括:
当所述工程机械主臂发生旁弯时,伸长或收缩两侧的支承部,以从两侧支承所述主体(10);
测量第一支承部(22)与所述主体(10)的头部的连接处到该第一支承部(22)上距离所述主体(10)最远处之间的距离H1,测量第二支承部(23)与所述主体(10)的头部的连接处到该第二支承部(23)上距离所述主体(10)最远处之间的距离H2;
当所述主体(10)朝向所述第二支承部(23)所在的侧旁弯时,进行如下操作:
(a)、当H1>第一预定值(a1)时,或者当H2<第二预定值(a2)时,收缩所述第一支承部(22),并使所述第二支承部(23)伸长,并且实时测量H1和H2,直到第三预设值(a3)≤H1≤第一预定值(a1)且第二预设值(a2)≤H2≤第四预定值(a4);
(b)、当第三预设值(a3)≤H1≤第一预定值(a1)且第二预设值(a2)≤H2≤第四预定值(a4)时,终止矫正;
当所述主体(10)朝向所述第一支承部(22)所在的侧旁弯时,进行如下操作:
(c)、当H1<第三预设值(a3)时,或者当H2>第四预设值(a4)时,收缩所述第二支承部(23)并使所述第一支承部(22)伸长,并且实时测量H1和H2,直到第三预设值(a3)≤H1≤第一预定值(a1)且第二预设值(a2)≤H2≤第四预定值(a4);
(d)、当所述第三预设值(a3)≤H1≤第一预定值(a1)且第二预设值(a2)≤H2≤第四预定值(a4)时,终止矫正。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,两个所述支承机构(20)对称设置在所述主体(10)的两侧,并且所述安装部(21)垂直于所述主体(10)的长度方向设置,所述主体(10)的长度为50-110m,所述第一预定值(a1)为51-99m,所述第二预定值(a2)为54-104m,所述第三预定值(a3)为51-99m,所述第四预定值(a4)为54-104m。
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