CN102834343A - 用于具有起重臂的工程车的负载力矩限制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于具有起重臂的工程车，尤其是具有多件式的、优选能以液压方式移动的起重臂或者伸缩式起重臂的移动吊车的负载力矩限制的方法，其中由采集的工程车的运行参数如压强、角度、长度、配置之类从至少一个多维特征曲线族中确定负载值并且将负载值和根据所采集的运行参数确定的负载极限值比较，如果实际的负载值超过负载极限值，则进行警告和/或强制切断工程车的运行，其中，在考虑工程车的配置的情况下，根据所采集的运行参数计算工程车的总势能的值并且由此确定未知的负载值。

Description

用于具有起重臂的工程车的负载力矩限制的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分特征用于具有起重臂的工程车的负载力矩限制的方法，尤其是具有多件式的、可以液压的方式移动的起重臂的移动吊车。

背景技术

用于工程车的负载力矩限制的方法基本上是已知的，下文中描述现有技术中的两种不同方法。

在图3至5中示出第一种方法。采集工程车的运行参数例如压强（例如在工作缸中用于升起和降下起重臂）、（起重臂的）角度、（尤其是起重臂的）长度和工程车的其它配置（例如可伸缩的起重臂的伸缩元件的数量）并且将其一方面输送到多维特征曲线族和另一方面输送到具有负载限制值的载荷表。从所采集的运行参数中一方面确定应和实际挂上的负载对应（实际上通常并不对应）的当前负载值。另一方面从载荷表中确定负载极限值。将从特征曲线族中提取的负载值和负载极限值比较（如有可能，考虑可预先确定的载荷储备），如果特征曲线族中的实际负载值超出载荷表中的负载极限值，则警告工程车的操作人员并且/或者工程车的运行被强制切断，因为已知在这种情况下存在工程车的安全临界状态（例如翻车）。图3示出了用于执行上述过程的安排的示意图，并在图4中示出三维负载特征曲线族，其中也可能存在多于一个此类的负载特征曲线族。因为特征曲线族的网格是在工程车调试之前可仿效地通过测量制定的，所以在图4中根据所采集的运行参数（例如角度、压强等）无法一直提取精确的负载值。因此实行逐点校正是必须的，如可从图5提取的一样。然而实行这些逐点校正是耗时、计算和存储密集的，以致不是所有运行参数直接导致所期望的负载值。此外，由于逐点校正的原因需要相应确定载荷储备的大小，以致实际上在通常情况下警告和/或工程车的运作被强制切断不幸经常发生，虽然存在的负载对此并不要求。虽然可以考虑将根据图4的负载特征曲线族的各个网格做的很紧，然而这在制作特征曲线族时要求过分高的费用，因为在多个测试系列中并且根据工程车的配置必须不断设置运行参数的不同组合并确定负载。这对于起重机制造商而言，出于方法的经济原因无法实行。

在DE 10023418A1中公开了上述方法的替代方案。其中，用于移动起重机超载保护的方法的特征在于下述步骤：

—在存储器中存储部件的几何数据，

—在选择装置中选择所期望的装备状态，

—基于所选择的数据在控制计算机中组建物理仿真模型，

—输入起重机侧的力和位置传感器的真实的测量数据，

—首先计算几何数据、重心数据和力，然后计算切断值，

—在可能的情况下当达到切断值时关闭起重机。

通过该由DE10023418A1中已知的用于过载保护方法提供了一种对于多个可能的装备状态可以又快又准地确定各个当前的切断值的用于过载保护方法。由此虽然在内插时减少了建立负载特征曲线族的费用和后续的计算和储存费用，但是实际挂上的负载的精确计算仍然不利地无法实现并且尤其是未考虑在建立负载特征曲线族时不存在或未知的起重机部件的改变或公差。

发明内容

因此，本发明的任务在于改进用于工程车的负载力矩限制的方法，从而避免现有技术中已知的缺点，尤其是可以减少载荷储备并且进一步减少用于内插的计算和存储的花费。

这项任务通过权利要求1中的特征解决。

根据本发明设置如下，在考虑工程车的配置的情况下根据所采集的运行参数计算工程车的总势能值并且由此确定未知的负载值。通过该未知的负载值可以在考虑运行参数的情况下调整储存的负载特征曲线族，从而可以根据所采集的运行参数并且重要的是根据工程车的具体配置确定更加准确的负载值并且和载荷表中的负载极限值比较。由此可以明显减少载荷储备并且使工程车的工作点更靠近载荷极限。根据本发明在计算单元中确定工程车的总势能、尤其是移动式起重机、且尤其是其运动自由度（起重臂角度）的数学求导。所确定的能量有利地包括工程车组件的自重、这些组件形变产生的弹性势能和所举起的负载。这是非常有利的，因为在总势能以及由此导出的所挂负载的计算中自动考虑这些组件的变化和公差。可以通过在相应的液压缸中的压强测量——通常通过测量影响工程车组件的执行器的运行参数——来测量作用力或力矩。计算单元从得出的方程中确定未知的所举起的负载。另一优点在于，除了确定负载之外，所述计算还在考虑起重臂形变的情况下给出当前的水平负载位置。

在本发明的改进中，在计算总势能时考虑工程车的特征参数或者其组件的特征参数。为了计算工程车的总势能必须了解该工程车的一系列特征参数。例如工程车组件的质量和重心位置、以及例如起重机组件的几何尺寸、重量和特征。由于所使用的组件中的生产公差、改建或者扩建或者其他变化（例如材料特征），这些特征参数事前并不以足够的精确度已知。即便所使用的用于采集运行参数——例如压强、长度和角度等——的传感器也具有测量不确定性。所有所述偏差是与类型甚至样本相关的。为了在安全运行同时确保工程车的最佳运用（接近载荷极限工作），特征参数的校准是必须的。

因此在本发明的改进中由实验确定特征参数。作为替代或者补充地，可以借助于可给定的参数或因子校正特征参数。为此在工程车的典型状态下执行一系列具有已知负载的测量。用统计估算方法确定特征参数或校正给定的额定值，从而得到与测量的最佳匹配。这种方法既可以在基础知识较少的情况下（例如现有工程车的更换装备，也就是改造）也可以在相对较精确地了解额定值的情况下（例如新工程车）用于精确校准。所需要的测量花费和基础知识的数量和质量成反比。

具体实施方式

下面描述实施例。

图1和2详细示出用于执行根据本发明的用于工程车的负载力矩限制的方法的设备。和图3中示出的安排类似地，像压强、角度、长度、配置等的运行参数既输送到特征曲线族也输送到载荷表，在其中存入一个或者多个多维曲线族的特征曲线族中，在考虑所计算的工程车的总势能和由此确定的未知负载的情况下根据图2调整存储在其中的特征曲线族，从而相对于用现有技术已知的方法确定的负载值提供实际挂在工程车上的负载的更加精确的数值。这个更加精确的负载值可以和负载极限值比较，从而可以或者明显把现有的载荷储备减到最低或者可能根本不安排载荷储备。如果实际负载值超出根据所采集的运行参数的允许的负载极限值，则实际确定的负载值和同样确定的负载限值极之间的比较又导致警告或者关闭工程车。

Claims (4)

1.一种用于具有起重臂的工程车，尤其是具有多件式的、优选能以液压方式移动的起重臂或者伸缩式起重臂的移动吊车的负载力矩限制的方法，其中由采集的工程车的运行参数如压强、角度、长度、配置之类从至少一个多维特征曲线族中确定负载值并且将所述负载值和根据所采集的运行参数确定的负载极限值比较，如果实际的负载值超过负载极限值，则进行警告和/或强制切断工程车的运行，其特征在于，在考虑工程车的配置的情况下，根据所采集的运行参数计算工程车的总势能的值并且由此确定未知的负载值。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于，在计算总能量时考虑工程车或工程车组件的特征参数。

3.按照权利要求2的方法，其特征在于，由实验确定所述特征参数。

4.按照权利要求3的方法，其特征在于，借助于可预先给定的参数或因子校正所述特征参数。

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