CN102976209A - 控制方法及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控制方法及控制系统，用于侧面自装卸车，控制方法包括：步骤102，采集自装卸车上起重组件的动态参数；步骤104，将所述动态参数与所述起重组件的预设数值范围进行比较；步骤106，控制吊架油缸动作，使所述动态参数位于所述预设数值范围之内。本发明还提供了一种控制系统。本发明通过主动控制，使自装卸车工作在一个安全区域内，防止人的操作失误，保证作业安全稳定；在不影响自装卸车作业要求的前提下，通过对危险作业区域的控制，降低了结构件强度设计的要求，降低了产品成本；本发明提供的技术方案原理简单，容易实施，成本低。

Description

控制方法及控制系统

技术领域

本发明涉及集装箱运输车领域，更具体而言，涉及一种控制方法及控制系统。

背景技术

集装箱运输车一般都需要与集装箱码头、车站、仓库等地的专用起重设备配合，才能完成集装运输车的正常装卸。在没有专用起重设备配合的地方，很难完成集装箱正常装卸。即使配置吊车、叉车等起重和运输工具，在场地狭小的工矿、码头也很难开展作业，且作业效率很低，这就使集装箱的公路运输受到一定的限制，而自装卸集装箱运输车就能弥补这方面的不足，独立完成装卸和运输作业。

如图1所示，为相关技术中侧面自装卸集装箱运输车的工作状态图。该运输车包括车辆货台9和起重组件，起重组件由稳定支腿和吊架组成，其中稳定支腿包括支腿8、支腿固定箱7、支腿倾斜油缸1和支腿伸缩油缸2，吊架包括连杆6、吊臂5、吊臂油缸4和连杆油缸3。

若需自装集装箱10时，先将该车平行停靠在集装箱10的侧面一定范围，放下支腿8撑于地面上，用吊链(或钢索)上的旋锁或吊钩装入集装箱10下部角件孔中。吊臂5举起，起吊集装箱10，使集装箱下底面高于车辆货台9，再控制起升油缸和变幅油缸，使集装箱10落至车辆货台9上，并锁住集装箱10，即完成集装箱的自装作业。反之，则可完成其自装卸作业。该自装卸集装箱运输车可装卸20英尺、40英尺或其它规格的空箱或满箱集装箱，并可实施1排2层的集装箱装卸、堆垛作业。

在自装卸运输车工作前，稳定支腿8展开撑地至一定的位置，当吊臂5吊起货物至侧面时，防止底盘在该侧发生侧倾翻。支腿8支撑的位置一般要求在吊臂吊点离车体最远的水平位置附近或外侧，使货物绕支腿支撑点的倾翻力矩小于自装卸车自重对支撑点的稳定力矩，以保证自装卸车在作业时不侧翻。

但是，现有的自装卸车均没有对吊载的重量和位置进行检测和控制。侧面起吊时，虽然侧面设置稳定支腿来防止侧翻，但仍存在以下问题：

1．集装箱(作业对象)重载或超载作业时，在最外侧位置安全稳定性最差，容易发生侧倾翻。

2．吊重越远离自装卸车，起重组件的受力越大，对结构强度要求越高。对结构强度设计必须按最大载荷处于最远位置来考虑，这样会增加制造和使用成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种控制方法，能够自动对吊载的重量和位置进行检测和控制，降低对稳定支腿和吊架的结构强度要求，降低制造和使用成本；同时可以有效地防止自装卸车在作业时发生侧翻。本发明还提供了一种控制系统。

有鉴于此，本发明提供了一种控制方法，用于侧面自装卸车，包括：步骤102，采集自装卸车上起重组件的动态参数；步骤104，将所述动态参数与所述起重组件的预设数值范围进行比较；步骤106，控制吊架油缸动作，使所述动态参数位于所述预设数值范围之内。

本发明提供的控制方法，通过主动控制，使侧面自装卸车始终在一个安全区域内工作，防止人的操作失误，提高控制精度和稳定性，保证作业安全；另外，在不影响自装卸车作业要求的前提下，通过对危险作业区域的控制，降低了对稳定支腿和吊架的结构强度要求，降低生产成本；同时，该方案原理简单，容易实施，实施成本较低，具备良好的经济性。

在上述技术方案中，优选地，在步骤102中，采集油缸的压力P；在步骤104中，将所述压力P与所述油缸的预设压力范围进行比较；在步骤106中，在所述压力P超出所述预设压力范围时，控制吊架油缸动作，使所述起重组件的吊点向靠近所述自装卸车的一侧移动；其中，所述油缸包括支腿倾斜油缸、支腿伸缩油缸、连杆油缸或吊臂油缸。

通过在油缸上设置压力传感器，实时检测油缸的压力，在油缸的压力超过某一设定值时，则控制吊架油缸动作，使吊点往内侧移动，提高自装卸车的安全稳定性。在油缸上设置压力传感器，简单易行，安装和维护成本较低。

在上述技术方案中，优选地，在步骤102中，采集吊臂相对于水平面的夹角β、连杆相对于水平面的夹角α、连杆油缸的压力P；在步骤104中，根据夹角α、夹角β、压力P计算得到吊点位置及吊重，并将所述吊点位置及吊重与所述预设数值范围进行比较；在步骤106中，控制吊架油缸动作，使所述起重组件的吊点位于所述预设数值范围之内。

通过连杆和吊臂上的角度传感器，实时检测连杆和吊臂相对于水平面的夹角，通过控制器计算得到吊点位置，同时通过连杆油缸上的压力传感器，实时检测得到油缸作用力，并通过吊点位置计算力臂，实时计算得到吊重。根据不同的吊重设置吊点允许的活动区域，使吊架工作在安全范围，满足结构强度和稳定性要求。

在上述技术方案中，优选地，在步骤102中，采集吊臂相对于水平面的夹角β、连杆相对于水平面的夹角α、吊臂油缸的压力P；在步骤104中，根据夹角α、夹角β、压力P计算得到吊点位置及吊重，并将所述吊点位置及吊重与所述预设数值范围进行比较；在步骤106中，控制吊架油缸动作，使所述起重组件的吊点位于所述预设数值范围之内。

通过连杆和吊臂上的角度传感器，实时检测连杆和吊臂相对于水平面的夹角，通过控制器计算得到吊点位置，同时通过吊臂油缸上的压力传感器，实时检测得到油缸作用力，并通过吊点位置计算力臂，实时计算得到吊重。根据不同的吊重设置吊点允许的活动区域，使吊架工作在安全范围，满足结构强度和稳定性要求。

在上述技术方案中，优选地，在步骤106之后还包括：步骤108，控制吊架油缸动作，使起重组件的吊点向下移动。

这样，通过降低吊重的高度，减少了集装箱受到的侧向风力，从而对吊架结构强度和自装卸车侧向稳定性起到保护作用。

另外，本发明还提供了一种控制系统，用于侧面自装卸车，包括：采集模块，用于采集自装卸车上起重组件的动态参数；比较模块，用于将采集到的所述动态参数与所述起重组件的预设数值范围进行比较；执行模块，用于控制吊架油缸动作，使所述动态参数位于所述预设数值范围之内。

本发明提供的控制系统，通过传感器主动采集自装卸车上起重组件的动态参数，来判断自装卸车是否处于安全工作状态，并在起重组件处于危险工作状态时，及时控制吊架油缸的动作，使侧面自装卸车始终在一个安全区域内工作，防止人的操作失误，提高控制精度和稳定性，保证作业安全；另外，在不影响自装卸车作业要求的前提下，通过对危险作业区域的控制，降低了对稳定支腿和吊架的结构强度要求，降低生产成本；同时，该方案原理简单，容易实施，实施成本较低，具备良好的经济性。

在上述技术方案中，优选地，所述采集模块为压力传感器，所述压力传感器用于采集油缸的压力P；所述比较模块用于将所述压力P与所述油缸的预设压力范围进行比较；所述执行模块用于在所述压力P超出所述预设压力范围时，控制吊架油缸动作，使所述起重组件的吊点向靠近所述自装卸车的一侧移动；其中，所述压力传感器安装于支腿倾斜油缸、支腿伸缩油缸、连杆油缸或吊臂油缸上。

通过在油缸上设置压力传感器，实时检测油缸的压力，在油缸的压力超过某一设定值时，则控制吊架油缸动作，使吊点往内侧移动，提高自装卸车的安全稳定性。在油缸上设置压力传感器，简单易行，安装和维护成本较低。

在上述技术方案中，优选地，所述采集模块包括第一角度传感器、第二角度传感器及压力传感器，分别用于采集吊臂相对于水平面的夹角β、连杆相对于水平面的夹角α、连杆油缸的压力P；所述比较模块用于根据夹角α、夹角β、压力P计算得到吊点位置及吊重，并将所述吊点位置及吊重与所述预设数值范围进行比较；所述执行模块用于控制吊架油缸动作，使所述起重组件的吊点位于所述预设数值范围之内。

通过连杆和吊臂上的角度传感器，实时检测连杆和吊臂相对于水平面的夹角，通过控制器计算得到吊点位置，同时通过连杆油缸上的压力传感器，实时检测得到油缸作用力，并通过吊点位置计算力臂，实时计算得到吊重。根据不同的吊重设置吊点允许的活动区域，使吊架工作在安全范围，满足结构强度和稳定性要求。

在上述技术方案中，优选地，所述采集模块包括第一角度传感器、第二角度传感器及压力传感器，分别用于采集吊臂相对于水平面的夹角β、连杆相对于水平面的夹角α、吊臂油缸的压力P；所述比较模块用于根据夹角α、夹角β、压力P计算得到吊点位置及吊重，并将所述吊点位置及吊重与所述预设数值范围进行比较；所述执行模块用于控制吊架油缸动作，使所述起重组件的吊点位于所述预设数值范围之内。

通过连杆和吊臂上的角度传感器，实时检测连杆和吊臂相对于水平面的夹角，通过控制器计算得到吊点位置，同时通过吊臂油缸上的压力传感器，实时检测得到油缸作用力，并通过吊点位置计算力臂，实时计算得到吊重。根据不同的吊重设置吊点允许的活动区域，使吊架工作在安全范围，满足结构强度和稳定性要求。

在上述技术方案中，优选地，所述执行模块还可用于控制吊架油缸动作，使吊点向下移动。这样，通过降低吊重的高度，减少了集装箱受到的侧向风力，从而对吊架结构强度和自装卸车侧向稳定性起到保护作用。

本发明提供的技术方案，通过传感器主动采集自装卸车上起重组件的动态参数，来判断自装卸车是否处于安全工作状态，并在起重组件处于危险工作状态时，及时控制吊架油缸的动作，使侧面自装卸车始终在一个安全区域内工作，防止人的操作失误，提高控制精度和稳定性，保证作业安全；另外，在不影响自装卸车作业要求的前提下，通过对危险作业区域的控制，降低了对稳定支腿和吊架的结构强度要求，降低生产成本；同时，该方案原理简单，容易实施，实施成本较低，具备良好的经济性。

附图说明

图1是相关技术中侧面自装卸车装卸集装箱时的状态示意图；

图2是根据本发明的实施例的控制方法的流程框图；

图3是根据本发明的实施例的第一种控制系统的力学分析示意图；

图4是根据本发明的实施例的第二种控制系统的力学分析示意图；

图5是根据本发明的实施例的第三种控制系统的力学分析示意图；

图6是根据本发明的实施例的第四种控制系统的力学分析示意图；

图7是根据本发明的实施例的第五种控制系统的工作状态示意图。

其中，图1至图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1支腿倾斜油缸，2支腿伸缩油缸，3连杆油缸，4吊臂油缸，5吊臂，6连杆，7支腿固定箱，8支腿，9车辆货台，10集装箱，11第一压力传感器，12第二压力传感器，13第三压力传感器，14第四压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。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。

如图2所示，本发明提供了一种控制方法，用于侧面自装卸车，包括：

步骤102，采集自装卸车上起重组件的动态参数；

步骤104，将所述动态参数与所述起重组件的预设数值范围进行比较；

步骤106，控制吊架油缸动作，使所述动态参数位于所述预设数值范围之内。

本发明提供的控制方法，通过主动控制，使侧面自装卸车始终在一个安全区域内工作，防止人的操作失误，提高控制精度和稳定性，保证作业安全；另外，在不影响自装卸车作业要求的前提下，通过对危险作业区域的控制，降低了对稳定支腿和吊架的结构强度要求，降低生产成本；同时，该方案原理简单，容易实施，实施成本较低，具备良好的经济性。

在上述技术方案中，优选地，在步骤106之后还可包括步骤108，控制吊架油缸动作，使起重组件的吊点向下移动。

这样，通过降低吊重的高度，减少集装箱受到的侧向风力，从而对吊架结构强度和自装卸车侧向稳定性起到保护作用。

如图3至图7所示，本发明还提供了一种控制系统，用于侧面自装卸车，包括：采集模块，用于采集自装卸车上起重组件的动态参数；比较模块，用于将采集到的所述动态参数与所述起重组件的预设数值范围进行比较；执行模块，用于控制吊架油缸动作，使所述动态参数位于所述预设数值范围之内。

本发明提供的控制系统，通过传感器主动采集自装卸车上起重组件的动态参数，来判断自装卸车是否处于安全工作状态，并在起重组件处于危险工作状态时，及时控制吊架油缸的动作，使侧面自装卸车始终在一个安全区域内工作，防止人的操作失误，提高控制精度和稳定性，保证作业安全；另外，在不影响自装卸车作业要求的前提下，通过对危险作业区域的控制，降低了对稳定支腿和吊架结构强度要求，降低生产成本；同时，该方案原理简单，容易实施，实施成本较低，具备良好的经济性。

在上述技术方案中，优选地，所述执行模块还可用于控制吊架油缸动作，使吊点向下移动。

这样，通过降低吊重的高度，减少集装箱受到的侧向风力，从而对吊架结构强度和自装卸车侧向稳定性起到保护作用。

本实施例中所述的吊架油缸包括连杆油缸3和吊臂油缸4，稳定支腿和吊架构成所述自装卸车的起重组件。

实施例一：

如图3所示，在支腿倾斜油缸1上设置第一压力传感器11，采集支腿倾斜油缸1的动态压力。

首先，以自装卸车的整体为研究对象，以O点（车辆货台9的重心与地面的交点）为原点，自装卸车支腿8的支撑反力为N，支撑反力N的作用力臂为a；吊重G的力臂为x，根据力矩平衡原理有公式

N·a＝G·x    （1-1），

公式1-1经过转换可以得出公式

N＝G·x/a    （1-2）。

其次，以支腿8和支腿固定箱7的整体为研究对象，以支腿固定箱7与车辆货台9的铰接点O₁为原点，支腿倾斜油缸1的作用力为P，P作用在O₁点的力臂为R；支腿8的支撑反力为N，支撑反力N的作用力臂为c，根据力矩平衡原理有公式：

N·c＝P·R    （1-3），

公式1-3经过变换可得公式：

P=N·c/R    （1-4），

将公式1-2代入公式1-4可得公式：

P=G·x·c/(R·a)    （1-5）。

在自装卸车的工作过程中，由于车辆货台9、支腿8、支腿固定箱7、支腿倾斜油缸1、支腿伸缩油缸2均已固定，不会发生变化，因此在公式1-5中，c、R、a均为常数。P的变化仅与吊重G及吊重的力臂x相关，同时在压力P确定时，吊重G与吊重的力臂x负相关。

如确定支腿倾斜油缸压力P，吊重G越大，则吊重的力臂x就越小，表明重载时吊点不能太过远离车体；而吊重G越小，则吊重的力臂x越大，表明负载越轻时吊重可以允许离车体越远。

这样，通过限制支腿倾斜油缸1的压力P，吊重G和吊重的力臂x对吊架作用的力矩值受到限制，从而对起重组件的结构强度和自装卸车侧向稳定性起重保护作用。

如假定支腿倾斜油缸1的压力临界值为P₀，自装卸车吊起集装箱时，第一压力传感器1检测到的支腿倾斜油缸1的压力P₁，如P₁>P₀，则控制连杆油缸3和吊臂油缸4动作，使得吊点向自装卸车的一侧移动，从而提高安全稳定性。

这种调节具有两方面的作用，首先，可以避免稳定支腿和吊架受力过大，避免起重组件超载工作，不需将结构强度按照最大作业要求进行设计，降低制造成本；其次，还可以预防自装卸车在作业过程中发生侧倾翻，提高自装卸车的侧向安全稳定性。

与实施例一对应的控制方法为：

在步骤102中，采集支腿倾斜油缸1的压力P₁；

在步骤104中，将所述压力P₁与所述支腿倾斜油缸1的临界压力值P₀进行比较；

在步骤106中，在P₁>P₀时，控制连杆油缸3和吊臂油缸4动作，使所述起重组件的吊点向靠近所述自装卸车的一侧移动。

在步骤108中，控制吊架油缸动作，使起重组件的吊点向下移动。

这样，通过降低吊重的高度，减少集装箱受到的侧向风力，从而对起重组件的结构强度和自装卸车侧向稳定性起到保护作用。

实施例二：

如图4所示，在支腿伸缩油缸2上设置第二压力传感器12，实时检测支腿伸缩油缸2的压力。

首先，以支腿8为研究对象，支腿8的支撑反力N沿支腿方向的分力为N·cosθ，支腿伸缩油缸2的作用力P，根据支腿的受力平衡可得公式

P＝N·cosθ    （1-6），

将公式1-2代入公式1-6可得公式

P=(G·x·cosθ)/a    （1-7）。

从公式1-7中可以看出，作用力P与吊重G和吊重的力臂x直接相关。同时在压力P确定时，吊重G与吊重的力臂x负相关。

如确定支腿伸缩油缸2受到的压力P，吊重G越大，则吊重的力臂x就越小，表明重载时吊点不能太过远离车体；而吊重G越小，则吊重的力臂x越大，表明负载越轻时吊重可以允许离车体越远。

这样，通过限制支腿伸缩油缸2的压力P，吊重G和吊重的力臂x对吊架作用的力矩值受到限制，从而对起重组件的结构强度和自装卸车侧向稳定性起重保护作用。

如假定支腿伸缩油缸2的压力临界值为P₀，自装卸车吊起集装箱时，第二压力传感器12检测到的支腿伸缩油缸2的压力P₂，如P₂>P₀，则控制连杆油缸3和吊臂油缸4动作，使得吊点向自装卸车的一侧移动，从而提高安全稳定性。

这种调节具有两方面的作用，首先，可以避免稳定支腿和吊架受力过大，避免起重组件超载工作，不需将结构强度按照最大作业要求进行设计，降低制造成本；其次，还可以预防自装卸车在作业过程中发生侧倾翻，提高自装卸车的侧向安全稳定性。

与实施例二对应的控制方法为：

在步骤102中，采集支腿伸缩油缸2的压力P₂；

在步骤104中，将所述压力P₂与所述支腿伸缩油缸2的临界压力值P₀进行比较；

在步骤106中，在P₂>P₀时，控制连杆油缸3和吊臂油缸4动作，使所述起重组件的吊点向靠近所述自装卸车的一侧移动。

在步骤108中，控制吊架油缸动作，使起重组件的吊点向下移动。

这样，通过降低吊重的高度，减少集装箱受到的侧向风力，从而对起重组件的结构强度和自装卸车侧向稳定性起到保护作用。

实施例三：

如图5所示，在连杆油缸3上安装第三压力传感器13，可以实时检测连杆油缸3的压力。

以连杆6为研究对象，以铰接点O₂为原点，连杆油缸3的作用力为P，P作用在连杆6上的力臂为R₃，吊重G作用在连杆6上的力臂为x₁，x₁＝x-b，由力矩平衡原理可得公式

P·R₃=G·(x-b)    （1-8），

公式1-8经过变换可得公式

P=G·(x-b)/R₃    （1-9）。

从公式1-9中可以看出，作用力P与吊重G和吊重的力臂x直接相关。同时在压力P确定时，吊重G与吊重的力臂x负相关。

如确定连杆油缸3受到的压力P，吊重G越大，则吊重的力臂x就越小，表明重载时吊点不能太过远离车体；而吊重G越小，则吊重的力臂x越大，表明负载越轻时吊重可以允许离车体越远。

这样，通过限制连杆油缸3的压力P，吊重G和吊重的力臂x对吊架作用的力矩值受到限制，从而对起重组件的结构强度和自装卸车侧向稳定性起重保护作用。

如假定连杆油缸3的压力临界值为P₀，自装卸车吊起集装箱时，第三压力传感器13检测到的连杆油缸3的压力P₃，如P₃>P₀，则控制连杆油缸3和吊臂油缸4动作，使得吊点向自装卸车的一侧移动，从而提高安全稳定性。

这种调节具有两方面的作用，首先，可以避免稳定支腿和吊架受力过大，避免起重组件超载工作，不需将结构强度按照最大作业要求进行设计，降低制造成本；其次，还可以预防自装卸车在作业过程中发生侧倾翻，提高自装卸车的侧向安全稳定性。

与实施例三对应的控制方法为：

在步骤102中，采集连杆油缸3的压力P₃；

在步骤104中，将所述压力P₃与所述连杆油缸3的临界压力值P₀进行比较；

在步骤106中，在P₃>P₀时，控制连杆油缸3和吊臂油缸4动作，使所述起重组件的吊点向靠近所述自装卸车的一侧移动。

在步骤108中，控制吊架油缸动作，使起重组件的吊点向下移动。

这样，通过降低吊重的高度，减少集装箱受到的侧向风力，从而对起重组件的结构强度和自装卸车侧向稳定性起到保护作用。

实施例四：

如图6所示，在吊臂油缸4上安装第四压力传感器14，实时检测吊臂油缸4的压力。

以吊臂5为研究对象，以铰接点O₃为原点，吊臂油缸4的作用力为P，P作用在吊臂5上的力臂为R₄，吊重G作用在吊臂5上的力臂为x₂，x₂＝x-d，根据力矩平衡原理可得公式

P·R₄=G·(x-d)    （1-10），

公式1-10经过变换可得公式

P=G·(x-d)/R₄    （1-11）。

从公式1-11中可以看出，作用力P与吊重G和吊重的力臂x直接相关。同时在压力P确定时，吊重G与吊重的力臂x负相关。

如确定吊臂油缸4受到的压力P，吊重G越大，则吊重的力臂x就越小，表明重载时吊点不能太过远离车体；而吊重G越小，则吊重的力臂x越大，表明负载越轻时吊重可以允许离车体越远。

这样，通过限制吊臂油缸4的压力P，吊重G和吊重的力臂x对吊架作用的力矩值受到限制，从而对起重组件的结构强度和自装卸车侧向稳定性起重保护作用。

如假定吊臂油缸4的压力临界值为P₀，自装卸车吊起集装箱时，第四压力传感器14检测到的吊臂油缸4的压力P₄，如P₄>P₀，则控制连杆油缸3和吊臂油缸4动作，使得吊点向自装卸车的一侧移动，从而提高安全稳定性。

这种调节具有两方面的作用，首先，可以避免稳定支腿和吊架受力过大，避免起重组件超载工作，不需将结构强度按照最大作业要求进行设计，降低制造成本；其次，还可以预防自装卸车在作业过程中发生侧倾翻，提高自装卸车的侧向安全稳定性。

与实施例四对应的控制方法为：

在步骤102中，采集吊臂油缸4的压力P₄；

在步骤104中，将所述压力P₄与所述吊臂油缸4的临界压力值P₀进行比较；

在步骤106中，在P₄>P₀时，控制连杆油缸3和吊臂油缸4动作，使所述起重组件的吊点向靠近所述自装卸车的一侧移动。

在步骤108中，控制吊架油缸动作，使起重组件的吊点向下移动。

这样，通过降低吊重的高度，减少集装箱受到的侧向风力，从而对起重组件的结构强度和自装卸车侧向稳定性起到保护作用。

实施例五：

所述采集模块包括第一角度传感器、第二角度传感器及压力传感器，分别用于采集吊臂5相对于水平面的夹角β、连杆6相对于水平面的夹角α、吊臂油缸4的压力P；所述比较模块用于根据夹角α、夹角β、压力P计算得到吊点位置及吊重，并将所述吊点位置及吊重与所述预设数值范围进行比较；所述执行模块用于控制吊架油缸动作，使所述起重组件的吊点位于所述预设数值范围之内。

通过连杆和吊臂上的角度传感器，实时检测连杆和吊臂与水平面的夹角，通过控制器计算得到吊点的位置，同时通过吊臂油缸上的压力传感器，实时检测压力得到油缸作用力，并通过吊点位置计算力臂，可实时计算得到吊重。可针对不同的重量，设置吊点允许的活动区域，使吊架工作在安全范围(结构强度和稳定性都安全)。

如图7所示，自装卸车每个吊架设置4个传感器，其中吊架的连杆和吊臂装角度传感器，吊臂油缸装两个压力传感器。分别检测到连杆角度α、吊臂角度β、吊臂油缸无杆腔压力P₅、吊臂油缸有杆腔压力P₆。

总体座标系XOY和局部座标系xoy设置如图7所示。以下为设置的各个常数：

（1）座标系xoy原点o的坐标（x0，y0）；

（2）连接臂铰点A与铰点o距离为L1；

（3）连接臂铰点A与铰点D距离为L3；

（4）连接臂∠DAo=γ3；

（5）吊臂铰点A与铰点G距离为L2；

（6）吊臂铰点A与铰点E距离为L4；

（7）吊臂∠HAG=γ1；

（8）吊臂∠HAE=γ2；

（9）吊臂油缸缸径D，杆径d。

通过以上参数，利用几何关系和力矩平衡原理计算得到吊臂吊点G的位置(X_G，Y_G)和吊臂吊重Mg。其计算式如下：

吊臂吊点G的坐标位置(X_G，Y_G)：

X_G=x₀+L₁cosα-L₂cos(β-γ₁)    （1-12）

Y_G=y₀+L₁sinα+L₂sin(β-γ₁)    （1-13）

吊臂吊重Mg：

$M_g=\frac{\mathrm{Fh}}{L_2\·\cos (\mathrm{\β}-{\mathrm{\γ}}_1)}---(1-14)$

其中， $F=\frac{\mathrm{\π}}{4}[P_5{D}^2-P_6(D^2-d^2)],$ $h=\frac{L_3\·L_4\sin \mathrm{\θ}}{\sqrt{{L_3}^2+{L_4}^2-2L_3\·L_4\cos \mathrm{\θ}}},$ θ=α+β-γ₂-γ₃。

由公式1-12、1-13及公式1-14可知，通过四个传感器可分别求出α、β、P₅、P₆，通过控制器计算可求出吊重的重量M_g及吊点G的位置（X_G，Y_G）。

根据设计需要，可针对不同的吊重，设置吊点G允许的活动区域，使吊架工作在安全范围，满足结构强度和稳定性的要求。如吊架称出吊重的重量小于或等于20吨，设定吊点G允许的活动区域为3000mm以内，执行模块就可以控制吊架油缸的动作，使吊点始终工作在3000mm以内的范围，确保作业的安全。如吊架称出吊重的重量为大于25吨且小于或等于35吨，设定吊点允许的活动区域为2800mm以内，则执行模块就会控制吊架油缸的动作，使吊点始终工作在2800mm以内的范围，确保作业安全，而如吊架称出吊重的重量为大于35吨，则认为超载，不允许起吊。

这种调节具有两方面的作用，首先，可以避免稳定支腿和吊架受力过大，避免起重组件超载工作，不需将结构强度按照最大作业要求进行设计，降低制造成本；其次，还可以预防自装卸车在作业过程中发生侧倾翻，提高自装卸车的侧向安全稳定性。

与实施例五对应的控制方法为：

在步骤102中，采集吊臂相对于水平面的夹角β、连杆相对于水平面的夹角α、吊臂油缸的压力P；

在步骤104中，根据夹角α、夹角β、压力P计算得到吊点位置及吊重，并将所述吊点位置及吊重与所述预设数值范围进行比较；

在步骤106中，控制吊架油缸动作，使所述起重组件的吊点位于所述预设数值范围之内。

在步骤108中，控制吊架油缸动作，使起重组件的吊点向下移动。

这样，通过降低吊重的高度，减少集装箱受到的侧向风力，从而对起重组件的结构强度和自装卸车侧向稳定性起到保护作用。

实施例六：

所述采集模块包括第一角度传感器、第二角度传感器及压力传感器，分别用于采集吊臂相对于水平面的夹角β、连杆相对于水平面的夹角α、连杆油缸3的压力P；所述比较模块用于根据夹角α、夹角β、压力P计算得到吊点位置及吊重，并将所述吊点位置及吊重与所述预设数值范围进行比较；所述执行模块用于控制吊架油缸动作，使所述起重组件的吊点位于所述预设数值范围之内。

该实施例与实施例五基本相同，所不同之处在于：实施例五中压力传感器设置在吊臂油缸4上，而本实施例中压力传感器设置在连杆油缸3上，计算方法与实施过程与实施例五基本相同，在此不再赘述。

与本实施例对应的控制方法为：

在步骤102中，采集吊臂5相对于水平面的夹角β、连杆6相对于水平面的夹角α、连杆油缸3的压力P；

在步骤104中，根据夹角α、夹角β、压力P计算得到吊点位置及吊重，并将所述吊点位置及吊重与所述预设数值范围进行比较；

在步骤106中，控制吊架油缸动作，使所述起重组件的吊点位于所述预设数值范围之内。

在步骤108中，控制吊架油缸动作，使起重组件的吊点向下移动。

这样，通过降低吊重的高度，减少集装箱受到的侧向风力，从而对起重组件的结构强度和自装卸车侧向稳定性起到保护作用。

本发明提供的上述实施例具有如下有益效果：

通过主动控制，使自装卸车工作在一个安全区域内，防止人的操作失误，保证作业安全稳定；在不影响自装卸车作业要求的前提下，通过对危险作业区域的控制，降低了结构件强度设计的要求，降低了产品成本；本发明提供的技术方案原理简单，容易实施，成本低。

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 (10)

1.一种控制方法，用于侧面自装卸车，其特征在于，包括：

步骤102，采集自装卸车上起重组件的动态参数；

步骤104，将所述动态参数与所述起重组件的预设数值范围进行比较；

步骤106，控制吊架油缸动作，使所述动态参数位于所述预设数值范围之内。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：

在步骤102中，采集油缸的压力P；

在步骤104中，将所述压力P与所述油缸的预设压力范围进行比较；

在步骤106中，在所述压力P超出所述预设压力范围时，控制吊架油缸动作，使所述起重组件的吊点向靠近所述自装卸车的一侧移动；

其中，所述油缸包括支腿倾斜油缸（1）、支腿伸缩油缸（2）、连杆油缸（3）或吊臂油缸（4）。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：

在步骤102中，采集吊臂（5）相对于水平面的夹角β、连杆（6）相对于水平面的夹角α、连杆油缸（3）的压力P；

在步骤104中，根据夹角α、夹角β、压力P计算得到吊点位置及吊重，并将所述吊点位置及吊重与所述预设数值范围进行比较；

在步骤106中，控制吊架油缸动作，使所述起重组件的吊点位于所述预设数值范围之内。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：

在步骤102中，采集吊臂（5）相对于水平面的夹角β、连杆（6）相对于水平面的夹角α、吊臂油缸（4）的压力P；

在步骤104中，根据夹角α、夹角β、压力P计算得到吊点位置及吊重，并将所述吊点位置及吊重与所述预设数值范围进行比较；

在步骤106中，控制吊架油缸动作，使所述起重组件的吊点位于所述预设数值范围之内。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制方法，其特征在于，在步骤106之后还包括：

步骤108，控制吊架油缸动作，使起重组件的吊点向下移动。

6.一种控制系统，用于侧面自装卸车，其特征在于，包括：

采集模块，用于采集自装卸车上起重组件的动态参数；

比较模块，用于将采集到的所述动态参数与所述起重组件的预设数值范围进行比较；

执行模块，用于控制吊架油缸动作，使所述动态参数位于所述预设数值范围之内。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于：

所述采集模块为压力传感器，所述压力传感器用于采集油缸的压力P；

所述比较模块用于将所述压力P与所述油缸的预设压力范围进行比较；

所述执行模块用于在所述压力P超出所述预设压力范围时，控制吊架油缸动作，使所述起重组件的吊点向靠近所述自装卸车的一侧移动；

其中，所述压力传感器安装于支腿倾斜油缸（1）、支腿伸缩油缸（2）、连杆油缸（3）或吊臂油缸（4）上。

8.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于：

所述采集模块包括第一角度传感器、第二角度传感器及压力传感器，分别用于采集吊臂（5）相对于水平面的夹角β、连杆（6）相对于水平面的夹角α、连杆油缸（3）的压力P；

所述比较模块用于根据夹角α、夹角β、压力P计算得到吊点位置及吊重，并将所述吊点位置及吊重与所述预设数值范围进行比较；

所述执行模块用于控制吊架油缸动作，使所述起重组件的吊点位于所述预设数值范围之内。

9.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于：

所述采集模块包括第一角度传感器、第二角度传感器及压力传感器，分别用于采集吊臂（5）相对于水平面的夹角β、连杆（6）相对于水平面的夹角α、吊臂油缸（4）的压力P；

所述比较模块用于根据夹角α、夹角β、压力P计算得到吊点位置及吊重，并将所述吊点位置及吊重与所述预设数值范围进行比较；

所述执行模块用于控制吊架油缸动作，使所述起重组件的吊点位于所述预设数值范围之内。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述执行模块还可用于控制吊架油缸动作，使吊点向下移动。

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