CN103043532B - 起重机及卷扬钢丝绳的卷径的检测方法和检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超起卷扬的钢丝绳的卷径的检测方法，所述卷扬包括卷筒（1）和缠绕在卷筒（1）上的钢丝绳（2），其特征在于，该检测方法包括：实时检测所述钢丝绳（2）在所述卷筒（1）上缠绕的厚度；根据该厚度和卷筒直径来计算所述钢丝绳（2）的卷径。本发明还提供检测钢丝绳卷径的控制器及控制系统，还有用钢丝绳拉力的控制方法、控制器和控制系统。通过上述技术方案，直接对钢丝绳在卷筒上缠绕的厚度进行检测，从而能够方便且准确地检测钢丝绳的卷径，并将该卷径用于对起重机的如钢丝绳拉力等的其他参量的监控中，而且上述方案简单可靠，大大地减小了检测的误差，也大大提高了对钢丝绳拉力等其他参量的控制精度。

Description

起重机及卷扬钢丝绳的卷径的检测方法和检测系统

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种卷扬钢丝绳的卷径的检测方法和检测系统，以及起重机。

背景技术

在起重机的使用中，尤其是对于大吨位的起重机，为了改善吊臂的受力状况，往往在伸缩臂端部增设超起装置以解决吊臂的受力问题。超起卷扬机构是一种比较常见的超起装置。在超起卷扬的工作过程中，随着卷筒1的旋转，钢丝绳2逐渐缠绕在卷筒1上或从卷筒1上释放，由于钢丝绳2在卷筒1上缠绕的层数的不同，使得各个时刻的钢丝绳2的卷径可能会不同。因此，在起重机的检测中，对卷扬钢丝绳的卷径的检测涉及到对很多参量的监控。在现有的对钢丝绳2的卷径的检测方法中，通常对卷筒1的旋转进行检测，根据卷筒1旋转的圈数来判断钢丝绳的层数，但是卷筒1上缠绕的一层钢丝绳1包括很多圈，因此通常要对卷筒1的初始角度位置进行标定和识别，在实际应用中该检测过程的实施比较困难，而且现有技术对钢丝绳2的卷径的测量通常会导致存在较大的误差，从而影响超起卷扬甚至起重机的监控效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种卷扬钢丝绳的卷径的检测方法，检测方法能够更加准确地测量钢丝绳在卷筒上的缠绕厚度。

为了实现上述目的，本发明提供一种卷扬钢丝绳的卷径的检测方法，所述卷扬包括卷筒，所述钢丝绳缠绕在该卷筒上，其中，该检测方法包括：

直接检测所述钢丝绳在所述卷筒上缠绕的层数；

根据该层数、钢丝绳直径和卷筒直径来计算所述钢丝绳的卷径。

优选地，在所述卷筒的侧向端面上沿径向方向设置有多个接近开关，所述接近开关分别与所述钢丝绳的各层对应，利用所述接近开关检测所述钢丝绳在所述卷筒上缠绕的层数，根据该层数、钢丝绳直径和卷筒直径来计算所述钢丝绳的卷径。

优选地，所述接近开关设置在所述卷筒的两侧的所述侧向端面上，并分别与所述钢丝绳的各层的第一圈的钢丝绳相对应。

本发明还提供一种卷扬钢丝绳的卷径的检测系统，所述卷扬包括卷筒，所述钢丝绳缠绕在该卷筒上，所述检测系统包括检测装置和控制器，该控制器包括依次电连接的输入模块、处理模块和输出模块，其中，

所述检测装置用于直接检测所述钢丝绳在所述卷筒上缠绕的层数信号，输入模块用于接收该层数信号，并将该层数信号传送到所述处理模块；

所述处理模块用于储存所述卷筒和钢丝绳的直径，根据该层数信号、钢丝绳直径和卷筒直径来计算所述钢丝绳的卷径，并将该卷径传送到输出模块；

所述输出模块用于输出所述卷径。

优选地，所述检测装置包括在所述卷筒的侧向端面上沿径向方向设置的多个接近开关，所述接近开关分别与所述钢丝绳的各层对应，所述接近开关检测所述钢丝绳在所述卷筒上缠绕的层数，所述输入模块还用于接收所述接近开关的开关量信号，并将该开关量信号传送到所述处理模块，所述处理模块还用于根据所述开关量信号判断所述钢丝绳在所述卷筒上缠绕的层数。

优选地，所述接近开关设置在所述卷筒的两侧的所述侧向端面上，并分别与所述钢丝绳的各层的第一圈的钢丝绳相对应。

优选地，所述卷筒中设置有导线套，一侧的所述接近开关的导线能够穿过该导线套而与另一侧的所述接近开关的导线集合。

优选地，所述卷扬上还设置有滑环，所述接近开关的导线通过线束固定在该滑环上。

本发明还提供一种起重机，该起重机包括据卷扬、缠绕在该卷扬上的钢丝绳，以及卷扬钢丝绳的卷径的检测系统，其中，该起重机包括本发明所述的控制系统。

优选地，所述卷扬为超起卷扬。

通过上述技术方案，直接对钢丝绳在卷筒上缠绕的厚度进行检测，从而能够直接且准确地检测钢丝绳的卷径，而且上述方案简单可靠，易于实施，不但减小了检测操作的复杂度，而且大大地减小了检测的误差，提高精度。

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是根据本发明优选实施方式的超起卷扬的示意图；

图2是根据本发明优选实施方式的超期卷扬的液压系统示意图。

附图标记说明

1卷筒                                 2钢丝绳

3接近开关                             4导线套

5滑环                                 6线束

7缠绕凹槽                             8卷扬马达

9比例溢流阀

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，使用的方位词应当结合说明书上下文进行理解。

本发明提供一种卷扬钢丝绳的卷径的检测方法，所述卷扬包括卷筒1，所述钢丝绳2缠绕在该卷筒1上，其中，该检测方法包括：

直接检测所述钢丝绳2在所述卷筒1上缠绕的层数；

根据该层数、钢丝绳直径和卷筒直径来计算所述钢丝绳2的卷径。

根据钢丝绳2缠绕的基本方式，可以知道钢丝绳2在卷筒1上缠绕的层数决定了钢丝绳2的实时卷径，因此在本发明的技术方案中，通过对钢丝绳2在卷筒1上缠绕的层数直接地进行检测，根据该钢丝绳2缠绕的层数和卷筒的直径可以很方便地计算出钢丝绳在该时刻下的卷径（卷绕半径），也就是钢丝绳的实时的卷径。

本发明通过上述方法检测的目的是通过检测钢丝绳缠绕的层数来检测钢丝绳在卷筒上缠绕的厚度，但是也可以采用多种方式直接对钢丝绳2在卷筒1上缠绕的厚度进行检测，例如直接在卷扬上安装测厚传感器，或者例如在卷扬上安装距离传感器，该距离传感器距离卷筒的距离为已知量，在卷扬工作过程中实时对该距离传感器到钢丝绳2的距离进行检测，用该距离传感器距离卷筒的距离减去该距离传感器到钢丝绳2的距离即为钢丝绳的厚度。

通过上述技术方案，直接对钢丝绳在卷筒上缠绕的厚度进行检测，从而能够直接且准确地检测钢丝绳的卷径，而且上述方案简单可靠，易于实施，不但减小了检测操作的复杂度，而且大大地减小了检测的误差，提高精度。

优选地，所述卷筒1的侧向端面上沿径向方向设置有多个接近开关3，所述接近开关3分别与所述钢丝绳2的各层对应，利用所述接近开关3检测所述钢丝绳2在所述卷筒1上缠绕的层数，根据该层数、钢丝绳直径和卷筒直径来计算所述钢丝绳2的实时卷径。

在本优选实施方式中，在卷筒1的侧向端面上安装接近开关3，该接近开关3为多个并且沿卷筒1的径向方向设置，每个接近开关3分别与钢丝绳2的各层一一对应，也就是说，由于钢丝绳2的长度一定，因此可以知道钢丝绳2完全卷绕在卷筒1上时缠绕的层数，而且根据钢丝绳2在卷筒1上的缠绕规律，本发明的技术方案中在卷筒1的侧向端面上设置的接近开关3的数量与该层数相对应。

在本发明的优选实施方式中，以绕绳方向为参照，在绕绳过程中每层钢丝绳缠绕在卷筒1上的第一圈定义为“每一层的钢丝绳2的第一圈”，相应地，在绕绳过程中每层钢丝绳缠绕在卷筒1上的最后一圈定义为“每一层的钢丝绳2的最后一圈”。

根据本优选实施方式，该接近开关3可以有多种设置方式，例如交替地设置在卷筒1的两侧的侧向端面上、对称地设置在卷筒1的两侧的侧向端面上或者设置在卷筒1的一侧的侧向端面上，下面分别结合以上几种设置方式进行介绍，但是本发明并不限于上述几种设置方式：

如果接近开关交替设置在卷筒两侧，并且与每层钢丝绳的第一圈相对应，如果第n层的接近开关检测到钢丝绳，而第n+1层的接近开关没有检测到钢丝绳，那就说明目前钢丝绳正缠绕到第n层；

如果接近开关交替设置在卷筒两侧，并且与钢丝绳的最后一圈相对应，如果第n层的接近开关检测到钢丝绳，而第n+1层的接近开关没有检测到钢丝绳，那么就说明目前钢丝绳正缠绕到第n+1层或者第n层的处于接近开关3检测范围的最后几圈；

为了方便布线，接近开关还可以沿径向设置在卷筒的一侧，包括以下两种情况，

如果接近开关沿径向设置在卷筒的一侧，并且第n个接近开关与第n层的钢丝绳的第一圈相对应，那么第n+1个接近开关与第n+1层的钢丝绳的最后一圈相对应，如果第n个接近开关检测到钢丝绳，而第n+1个接近开关没有检测到钢丝绳，那么目前钢丝绳可能缠绕到第n层，也可能缠绕到第n+1层；

如果接近开关沿径向设置在卷筒的一侧，并且第n个接近开关与第n层的钢丝绳的最后一圈相对应，那么第n+1个接近开关与第n+1层的钢丝绳的第一圈相对应，如果第n个接近开关检测到钢丝绳，而第n+1个接近开关没有检测到钢丝绳，那么目前钢丝绳缠绕到第n层，也可能缠绕到第n+1层；

另外，还可以在与每层钢丝绳的第一圈和最后一圈相对应的位置的卷筒1的侧向端面上都布置接近开关。

通过以上几种针对具体设置方式的方式的分析可知，应用本发明的技术方案可以直接地对钢丝绳2在卷筒上缠绕的圈数进行测量，虽然上述的某些接近开关3的设置方法会导致误差的产生，但是仍然能够简化钢丝绳卷径的装置的结构和操作方法，并且能够大大提高测量精度，在某些接近开关3设置的实施方式中可能存在的误差范围仅约为一个钢丝绳的直径的范围。

优选地，所述接近开关3设置在所述卷筒1的两侧的所述侧向端面上，并分别与所述钢丝绳2的各层的第一圈的钢丝绳相对应。

根据上文的分析可知，为了尽可能地避免误差的产生，最优选地，可以将接近开关3设置在钢丝绳2的每一层的第一圈对应侧的卷筒1的侧向端面上，例如，当第n层的接近开关3检测到其对应的层中具有与其相邻的钢丝绳并产生开关量信号，而第n+1层的接近开关3没有检测到其对应的层中具有与其相邻的钢丝绳因此没有产生开关量信号，此时就可以判断出钢丝绳2在卷筒1上缠绕了n层。这样，就可以利用该接近开关3直接检测出钢丝绳2缠绕在卷筒1上的层数，再根据钢丝绳直径和卷筒直径就可以很方便地计算出钢丝绳2的卷径。

本发明还提供一种卷扬钢丝绳的卷径的检测系统，所述卷扬包括卷筒1，所述钢丝绳2缠绕在该卷筒1上，所述检测系统包括检测装置和控制器，该控制器包括依次电连接的输入模块、处理模块和输出模块，其中，

所述检测装置用于直接检测所述钢丝绳2在所述卷筒1上缠绕的层数信号，输入模块用于接收该层数信号，并将该层数信号传送到所述处理模块；

所述处理模块用于储存所述卷筒1和钢丝绳2的直径，根据该层数信号、钢丝绳直径和卷筒直径来计算所述钢丝绳2的卷径，并将该卷径传送到输出模块；

所述输出模块用于输出所述卷径。

根据钢丝绳2缠绕的基本方式，可以知道钢丝绳2在卷筒1上缠绕的层数决定了钢丝绳2的卷径，因此在本发明的技术方案中，利用检测装置来实时地检测钢丝绳2在卷筒1上缠绕的层数，输入模块接收该层数，处理模块根据该钢丝绳2缠绕的层数和卷筒的直径可以很方便地计算出钢丝绳在该时刻下的卷径（卷绕半径），也就是钢丝绳的卷径。

本发明通过上述方法检测的目的是通过检测钢丝绳缠绕的层数来检测钢丝绳在卷筒上缠绕的厚度，但是也可以采用多种方式对钢丝绳2在卷筒1上缠绕的层数进行检测，例如直接在卷扬上安装测厚传感器，或者例如在卷扬上安装距离传感器，该距离传感器距离卷筒的距离为已知量，在卷扬工作过程中实时对该距离传感器到钢丝绳2的距离进行检测，用该距离传感器距离卷筒的距离减去该距离传感器到钢丝绳2的距离即为钢丝绳的厚度。

通过上述技术方案，直接对钢丝绳在卷筒上缠绕的厚度进行检测，从而能够直接且准确地检测钢丝绳的卷径，而且上述方案简单可靠，易于实施，不但减小了检测操作的复杂度，而且大大地减小了检测的误差，提高精度。

在本优选实施方式中，在卷筒1的侧向端面上安装接近开关3，该接近开关3为多个并且沿卷筒1的径向方向设置，每个接近开关3分别与钢丝绳2的各层对应，也就是说，由于钢丝绳2的长度一定，因此可以知道钢丝绳2完全卷绕在卷筒1上时缠绕的层数，而且根据钢丝绳2在卷筒1上的缠绕规律，本发明的技术方案中在卷筒1的侧向端面上设置的接近开关3的数量与该层数相对应。

在本发明的优选实施方式中，以绕绳方向为参照，在绕绳过程中每层钢丝绳缠绕在卷筒1上的第一圈定义为“每一层的钢丝绳2的第一圈”，相应地，在绕绳过程中每层钢丝绳缠绕在卷筒1上的最后一圈定义为“每一层的钢丝绳2的最后一圈”。

根据本优选实施方式，该接近开关3可以有多种设置方式，例如交替地设置在卷筒1的两侧的侧向端面上、对称地设置在卷筒1的两侧的侧向端面上或者设置在卷筒1的一侧的侧向端面上，下面分别结合以上几种设置方式进行介绍，但是本发明并不限于上述几种设置方式：

如果接近开关交替设置在卷筒两侧，并且与每层钢丝绳的第一圈相对应，如果第n层的接近开关检测到钢丝绳，而第n+1层的接近开关没有检测到钢丝绳，那就说明目前钢丝绳正缠绕到第n层；

如果接近开关交替设置在卷筒两侧，并且与钢丝绳的最后一圈相对应，如果第n层的接近开关检测到钢丝绳，而第n+1层的接近开关没有检测到钢丝绳，那么就说明目前钢丝绳正缠绕到第n+1层或者第n层的处于接近开关3检测范围的最后几圈；

为了方便布线，接近开关还可以沿径向设置在卷筒的一侧，包括以下两种情况，

如果接近开关沿径向设置在卷筒的一侧，并且第n个接近开关与第n层的钢丝绳的第一圈相对应，那么第n+1个接近开关与第n+1层的钢丝绳的最后一圈相对应，如果第n个接近开关检测到钢丝绳，而第n+1个接近开关没有检测到钢丝绳，那么目前钢丝绳可能缠绕到第n层，也可能缠绕到第n+1层；

如果接近开关沿径向设置在卷筒的一侧，并且第n个接近开关与第n层的钢丝绳的最后一圈相对应，那么第n+1个接近开关与第n+1层的钢丝绳的第一圈相对应，如果第n个接近开关检测到钢丝绳，而第n+1个接近开关没有检测到钢丝绳，那么目前钢丝绳缠绕到第n层，也可能缠绕到第n+1层；

另外，还可以在与每层钢丝绳的第一圈和最后一圈相对应的位置的卷筒1的侧向端面上都布置接近开关。

通过以上几种针对具体设置方式的方式的分析可知，应用本发明的技术方案可以直接地利用接近开关3对钢丝绳2在卷筒上缠绕的圈数进行测量，在将该接近开关3测量的层数信号传送到控制器的输入模块，输入模块将该层数信号传送到处理模块，处理模块根据该层数信号、钢丝绳直径和卷筒直径来计算钢丝绳2的卷径，并通过输出模块将该卷径输出。

虽然上述的某些接近开关3的设置方法会导致误差的产生，但是仍然能够简化钢丝绳卷径的装置的结构和操作方法，并且能够大大提高测量精度，在某些接近开关3设置的实施方式中可能存在的误差范围仅约为一个钢丝绳的直径的范围。

优选地，所述接近开关3设置在所述卷筒1的两侧的所述侧向端面上，并分别与所述钢丝绳2的各层的第一圈的钢丝绳相对应。

根据上文的分析可知，为了尽可能地避免误差的产生，最优选地，可以将接近开关3设置在钢丝绳2的每一层的第一圈对应侧的卷筒1的侧向端面上，例如，当第n层的接近开关3检测到其对应的层中具有与其相邻的钢丝绳并产生开关量信号，而第n+1层的接近开关3没有检测到其对应的层中具有与其相邻的钢丝绳因此没有产生开关量信号，此时就可以判断出钢丝绳2在卷筒1上缠绕了n层。这样，就可以利用该接近开关3直接检测出钢丝绳2缠绕在卷筒1上的层数，并将该层数信号传送到控制器的输入模块，控制器的处理模块根据钢丝绳直径和卷筒直径就可以很方便地计算出钢丝绳2的卷径并通过输出模块输出。

需要说明的是，使用接近开关来检测钢丝绳2在卷筒1上缠绕的层数只是一种优选实施方式，还可以利用其他的检测装置来实现对钢丝绳2的层数的检测。例如利用光电开关等，其设置方式与上文所述的接近开关3相同，光电开关可以直接检测到与其相对应的层上是否缠绕有钢丝绳2，而不局限于与其相邻的一定范围。

优选地，所述卷筒1中设置有导线套4，一侧的所述接近开关3的导线能够穿过该导线套4而与另一侧的所述接近开关3的导线集合。

根据上文所述的优选实施方式，由于接近开关3设置在卷筒1的两侧的侧向端面上，因此就需要在卷筒1的两侧设置电线连接，在卷扬工作时会带来很多不便。在本优选实施方式中，在卷筒1中设置导线套4，该导线套4可以穿过卷筒2设置，从而能够与卷筒1同时旋转。设置在卷筒1的一侧的侧向端面上的接近开关3的导线穿过该导线套4从而引至卷筒1的另一侧，并与卷筒1的另一侧的接近开关3的导线集合在一起，从而便于布线，防止在卷筒1旋转过程中扯断电线，并且不会干扰卷扬的工作。

优选地，所述卷扬上还设置有滑环5，所述接近开关3的导线通过线束6固定在该滑环5上。

由于卷筒1在工作的过程中进行旋转，为了便于接近开关3的导线的连接，通常在将接近开关3的导线集中后通过线束6固定在一起，然后连接到滑环5上，该滑环5主要用于在旋转结构和固定结构之间的电连接。

优选地，所述卷筒上设置有钢丝绳缠绕凹槽7，当所述钢丝绳缠绕凹槽7为左旋时，距离所述卷筒1最近的接近开关3设置在所述卷筒1的左侧的侧向端面上，当所述钢丝绳缠绕凹槽7为右旋时，距离所述卷筒1最近的接近开关3设置在所述卷筒1的右侧的侧向端面上。

在卷筒1上通常设置有钢丝绳缠绕凹槽7，钢丝绳2缠绕在该钢丝绳缠绕凹槽7中从而使得钢丝绳2能够有规律地缠绕在卷筒1上。根据线圈的缠绕规则，当该钢丝绳缠绕凹槽7为左旋时，在钢丝绳凹槽7中缠绕的钢丝绳的第一圈应当在卷筒的左侧，此时将该与第一层相对应的接近开关3设置在卷筒1的左侧的侧向端面上，当该钢丝绳缠绕凹槽7为右旋时，在钢丝绳凹槽7中缠绕的钢丝绳的第一圈应当在卷筒的右侧，此时将该与第一层相对应的接近开关3设置在卷筒1的右侧的侧向端面上。

本发明所提供的卷扬钢丝绳的卷径的检测方法和检测系统对于使用卷扬的工程机械的控制具有是非重要的作用，例如在起重机的吊臂伸出的过程中，随着臂长的不断增加，吊臂的挠度也在不断增加，由于吊臂之间具有一定间隙，起重机臂长越长，吊臂发生旁弯的可能性也大大增大，通常可以通过卷扬钢丝绳对吊臂头部的拉力来改善。而且，如果卷扬钢丝绳的拉力过低，还会出现松绳的现象，也会使吊臂的受力状况变差，影响起重机的稳定性，当吊臂再次伸出时，需要较大的行程和时间才能将钢丝绳拉直以调整钢丝绳的拉力达到要求，通常也通过调整卷扬钢丝绳的拉力来避免这种现象的发生。因此，确保卷扬钢丝绳的拉力恒定对于起重机的吊臂的工作情况具有很重要的作用。

本发明还提供一种卷扬钢丝绳拉力的控制方法，该卷扬包括卷筒1，所述钢丝绳2缠绕在该卷筒1上，该卷筒1由卷扬马达8驱动，且卷扬马达8的排量为V，所述卷扬马达8的出油口的压力值为P，所述钢丝绳2的拉力为F，其中，该控制方法包括：

利用根据本发明所述的检测方法来检测所述钢丝绳2的卷径R；

根据PV/2π=FR，通过调节所述出油口的压力值P以控制所述钢丝绳2的拉力F。

在起重机的吊臂伸出时，由于吊臂的伸出而拉动钢丝绳2产生拉力，从而对卷筒1作用驱动力矩，卷扬马达8在此力矩的作用下旋转，处于泵的工况。在此情况下，为了控制钢丝绳2的拉力，钢丝绳2对卷扬马达8的驱动力矩要与卷扬马达8输出的阻力矩相平衡，即PV/2π=FR，其中P为卷扬马达8的出油口的压力值，V为卷扬马达8的排量，R为钢丝绳2的卷径，F为钢丝绳的拉力。从上述公式可见，卷扬马达8的排量V是定值，卷径R随着卷扬的旋转而变化，因此可以通过控制卷扬马达8的出油口的压力值P来控制钢丝绳的拉力F。由此可见，要实现对钢丝绳2的拉力的控制就需要准确地测量钢丝绳2的卷径。

对于钢丝绳2的卷径，可以利用本发明所提供的检测方法，该检测方法已经在上文进行了详细的描述，此处不再赘述。

通过上述技术方案，直接对钢丝绳在卷筒上缠绕的厚度进行检测，从而能够方便且准确地检测钢丝绳的卷径，并将该卷径用于对起重机的钢丝绳拉力的监控中，而且上述方案简单可靠，大大地减小了检测的误差，也大大提高了对钢丝绳拉力的控制精度。

优选地，所述卷扬马达8的出油口设置有比例溢流阀9，通过该比例溢流阀9来调节所述卷扬马达8的出油口的压力值P。

为了便于对卷扬马达8的出油口的压力方便地进行控制，在本发明的优选实施方式中，在卷扬马达8的出油口设置比例溢流阀9，该比例溢流阀9能够使比例溢流阀9的出油口的压力随输入电压或电流的变化而变化，也就是说可以根据对比例溢流阀9的电压或电流的控制来控制卷扬马达8的出油口的压力值P。

需要说明的是，由于比例溢流阀9调节的而是其自身的出油口的压力值，但是由于该比例溢流阀9设置在卷扬马达8的出油口，因此可以将卷扬马达8和比例溢流阀9看做一个整体，此处为了便于描述，将比例溢流阀9的出油口的压力当做卷扬马达8的出油口的压力。

本发明还提供一种卷扬钢丝绳拉力的控制器，该卷扬包括卷筒1，所述钢丝绳2缠绕在该卷筒1上，该卷筒1由卷扬马达8驱动，且该卷扬马达8的排量为V，所述卷扬马达8的出油口的压力值为P，所述钢丝绳2的拉力为F，该控制器包括依次电连接的输入模块、处理模块和控制模块，其中，

所述输入模块用于接收所述钢丝绳2在所述卷筒1上缠绕的层数的信号，并将该层数的信号传送到所述处理模块；

所述处理模块用于储存所述卷扬马达8的排量V和卷筒1的直径，根据该层数的信号、钢丝绳直径和卷筒直径来计算所述钢丝绳2的卷径R，并根据PV/2π=FR，计算所述出油口的压力值P，并将该压力值P信号传送到所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述压力值P信号来控制所述卷扬马达8的出油口的压力值。

在起重机的吊臂伸出时，由于吊臂的伸出而拉动钢丝绳2产生拉力，从而对卷筒1作用驱动力矩，卷扬马达8在此力矩的作用下旋转，处于泵的工况。在此情况下，为了控制钢丝绳2的拉力，钢丝绳2对卷扬马达8的驱动力矩要与卷扬马达8输出的阻力矩相平衡，即PV/2π=FR，其中P为卷扬马达8的出油口的压力值，V为卷扬马达8的排量，R为钢丝绳2的卷径，F为钢丝绳的拉力。从上述公式可见，卷扬马达8的排量V是定值，卷径R随着卷扬的旋转而变化，因此可以通过控制卷扬马达8的出油口的压力值P来控制钢丝绳的拉力F。由此可见，要实现对钢丝绳2的拉力的控制就需要准确地测量钢丝绳2的卷径。

根据钢丝绳2缠绕的基本方式，可以知道钢丝绳2在卷筒1上缠绕的层数决定了钢丝绳2的卷径，因此在本发明的技术方案中，输入模块实时地接受钢丝绳2在卷筒1上缠绕的层数，处理模块根据该钢丝绳2缠绕的层数和卷筒的直径可以很方便地计算出钢丝绳在该时刻下的卷径（卷绕半径），也就是钢丝绳的卷径。

本发明通过上述方法检测的目的是通过检测钢丝绳缠绕的层数来检测钢丝绳在卷筒上缠绕的厚度，但是也可以采用多种方式直接对钢丝绳2在卷筒1上缠绕的厚度进行检测，例如直接在卷扬上安装测厚传感器，或者例如在卷扬上安装距离传感器，该距离传感器距离卷筒的距离为已知量，在卷扬工作过程中实时对该距离传感器到钢丝绳2的距离进行检测，用该距离传感器距离卷筒的距离减去该距离传感器到钢丝绳2的距离即为钢丝绳的厚度。

本发明提供的超起卷扬的钢丝绳拉力的控制器的输入模块接收钢丝绳2在卷筒1上缠绕的层数的信号，处理模块储存卷扬马达8的排量V、、钢丝绳直径和卷筒的直径，并根据卷筒直径、钢丝绳直径和该层数信号计算出钢丝绳2的卷径R，在根据上文所述的公PV/2π=FR，计算所述出油口的压力值P，并将该压力值P信号传送到所述控制模块，控制模块根据该计算出的压力值P来控制卷扬马达8的出油口的压力值。

通过上述技术方案，直接对钢丝绳在卷筒上缠绕的厚度进行检测，从而能够方便且准确地检测钢丝绳的卷径，并将该卷径用于对起重机的钢丝绳拉力的监控中，而且上述方案简单可靠，大大地减小了检测的误差，也大大提高了对钢丝绳拉力的控制精度。

优选地，所述卷筒8的侧向端面上沿径向方向设置有多个接近开关3，所述接近开关3分别与所述钢丝绳2的各层对应，所述接近开关3检测所述钢丝绳2在所述卷筒1上缠绕的层数，所述输入模块还用于接收所述接近开关3的开关量信号，并将该开关量信号传送到所述处理模块，所述处理模块还用于储存所述钢丝绳2的直径，根据所述开关量信号判断所述钢丝绳2在所述卷筒1上缠绕的层数，根据该层数、钢丝绳直径和卷筒直径来计算所述钢丝绳2的卷径。

更优选地，所述接近开关3设置在所述卷筒1的两侧的所述侧向端面上，并分别与所述钢丝绳2的各层的第一圈的钢丝绳相对应。

上文已经对上述接近开关3设置的优选实施方式进行了详细描述，此处不再赘述。

本发明还提供一种卷扬钢丝绳拉力的控制系统，该超起卷扬包括卷扬马达8、卷筒1和缠绕在卷筒1上的钢丝绳2，该卷扬马达8的排量为V，所述卷扬马达8的出油口的压力值为P，所述钢丝绳2的拉力为F，该控制系统包括检测装置和控制器，该控制器包括依次电连接的输入模块、处理模块和控制模块，其中，

所述检测装置用于检测所述钢丝绳2在所述卷筒1上缠绕的层数的信号，所述输入模块用于接收该层数的信号，并将该层数传送到所述处理模块；

所述处理模块用于储存所述卷扬马达8的排量V、钢丝绳直径和卷筒1的直径，根据该层数的信号、钢丝绳直径和卷筒直径来计算所述钢丝绳2的卷径R，并根据PV/2π=FR，计算所述出油口的压力值P，并将该压力值P信号传送到所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述压力值P信号来控制所述卷扬马达8的出油口的压力值。

在起重机的吊臂伸出时，由于吊臂的伸出而拉动钢丝绳2产生拉力，从而对卷筒1作用驱动力矩，卷扬马达8在此力矩的作用下旋转，处于泵的工况。在此情况下，为了控制钢丝绳2的拉力，钢丝绳2对卷扬马达8的驱动力矩要与卷扬马达8输出的阻力矩相平衡，即PV/2π=FR，其中P为卷扬马达8的出油口的压力值，V为卷扬马达8的排量，R为钢丝绳2的卷径，F为钢丝绳的拉力。从上述公式可见，卷扬马达8的排量V是定值，卷径R随着卷扬的旋转而变化，因此可以通过控制卷扬马达8的出油口的压力值P来控制钢丝绳的拉力F。由此可见，要实现对钢丝绳2的拉力的控制就需要准确地测量钢丝绳2的卷径。

根据钢丝绳2缠绕的基本方式，可以知道钢丝绳2在卷筒1上缠绕的层数决定了钢丝绳2的卷径，因此在本发明的技术方案中，通过检测装置检测钢丝绳在卷筒缠绕的层数，输入模块实时地接受该层数，处理模块根据该钢丝绳2缠绕的层数和卷筒的直径可以很方便地计算出钢丝绳在该时刻下的卷径（卷绕半径），也就是钢丝绳的卷径。

本发明通过上述方法检测的目的是通过检测钢丝绳缠绕的层数来检测钢丝绳在卷筒上缠绕的厚度，但是也可以采用多种方式对钢丝绳2在卷筒1上缠绕的层数进行检测，例如直接在卷扬上安装测厚传感器，或者例如在卷扬上安装距离传感器，该距离传感器距离卷筒的距离为已知量，在卷扬工作过程中实时对该距离传感器到钢丝绳2的距离进行检测，用该距离传感器距离卷筒的距离减去该距离传感器到钢丝绳2的距离即为钢丝绳的厚度。

本发明提供的卷扬钢丝绳拉力的控制器的输入模块接收钢丝绳2在卷筒1上缠绕的层数的信号，处理模块储存卷扬马达8的排量V和卷筒的直径，并根据卷筒直径和该厚度信号计算出钢丝绳2的卷径R，在根据上文所述的公PV/2π=FR，计算所述出油口的压力值P，并将该压力值P信号传送到所述控制模块，控制模块根据该计算出的压力值P来控制卷扬马达8的出油口的压力值。

通过上述技术方案，直接对钢丝绳在卷筒上缠绕的厚度进行检测，从而能够方便且准确地检测钢丝绳的卷径，并将该卷径用于对起重机的钢丝绳拉力的监控中，而且上述方案简单可靠，大大地减小了检测的误差，也大大提高了对钢丝绳拉力的控制精度。

优选地，所述检测装置包括在所述卷筒1的侧向端面上沿径向方向设置的多个接近开关3，所述接近开关3分别与所述钢丝绳2的各层对应，所述接近开关3检测所述钢丝绳2在所述卷筒1上缠绕的层数，所述输入模块还用于储存所述钢丝绳2的直径，接收所述接近开关3的开关量信号，并将该开关量信号传送到所述处理模块，所述处理模块还用于根据所述开关量信号判断所述钢丝绳2在所述卷筒1上缠绕的层数，根据该层数、钢丝绳直径和卷筒直径来计算所述钢丝绳2的卷径。

优选地，所述接近开关3设置在所述卷筒1的两侧的所述侧向端面上，并分别与所述钢丝绳2的各层的第一圈钢丝绳相对应。

优选地，所述卷筒1中设置有导线套4，一侧的所述接近开关3的导线能够穿过该导线套4而与另一侧的所述接近开关3的导线集合。

优选地，所述卷扬上还设置有滑环5，所述接近开关3的导线通过线束6固定在该滑环5上。

优选地，所述卷筒上设置有钢丝绳缠绕凹槽7，当该钢丝绳缠绕凹槽7为左旋时，距离所述卷筒1最近的接近开关3设置在所述卷筒1的左侧的侧向端面上，当所述钢丝绳缠绕凹槽7为右旋时，距离所述卷筒1最近的接近开关3设置在所述卷筒1的右侧的侧向端面上。

优选地，所述卷扬马达8的出油口设置有比例溢流阀9，通过该比例溢流阀9来调节所述卷扬马达8的出油口的压力值P。

上述优选实施方式在上文中均有详细的描述，此处不再赘述。

本发明还提供一种起重机，该起重机包括据卷扬、缠绕在该卷扬上的钢丝绳，以及卷扬钢丝绳的卷径的检测系统，其中，该起重机包括本发明所述的控制系统。优选地，所述卷扬为超起卷扬。

由于超起装置通常应用于载重量较大的起重装置上，出于工作性能和安全性能的考虑，更需要对卷扬钢丝绳的卷径进行准确的测量，通过上文对本发明的卷扬钢丝绳的卷径的检测方法和检测系统的介绍，采用本发明所提供的检测系统能够更准确可靠地检测出卷扬的钢丝绳的卷径。

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 (8)

1.一种卷扬钢丝绳的卷径的检测方法，所述卷扬包括卷筒(1)，所述钢丝绳(2)缠绕在该卷筒(1)上，其特征在于，该检测方法包括：

直接检测所述钢丝绳(2)在所述卷筒(1)上缠绕的层数；

根据该层数、钢丝绳直径和卷筒直径来计算所述钢丝绳(2)的卷径，

在所述卷筒(1)的侧向端面上沿径向方向设置有多个接近开关(3)，所述接近开关(3)分别与所述钢丝绳(2)的各层对应，利用所述接近开关(3)检测所述钢丝绳(2)在所述卷筒(1)上缠绕的层数，根据该层数、钢丝绳直径和卷筒直径来计算所述钢丝绳(2)的卷径。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述接近开关(3)设置在所述卷筒(1)的两侧的所述侧向端面上，并分别与所述钢丝绳(2)的各层的第一圈的钢丝绳相对应。

3.一种卷扬钢丝绳的卷径的检测系统，所述卷扬包括卷筒(1)，所述钢丝绳(2)缠绕在该卷筒(1)上，所述检测系统包括检测装置和控制器，该控制器包括依次电连接的输入模块、处理模块和输出模块，其特征在于，

所述检测装置用于直接检测所述钢丝绳(2)在所述卷筒(1)上缠绕的层数信号，输入模块用于接收该层数信号，并将该层数信号传送到所述处理模块；

所述处理模块用于储存所述卷筒(1)和钢丝绳(2)的直径，根据该层数信号、钢丝绳直径和卷筒直径来计算所述钢丝绳(2)的卷径，并将该卷径传送到输出模块；

所述输出模块用于输出所述卷径，

所述检测装置包括在所述卷筒(1)的侧向端面上沿径向方向设置的多个接近开关(3)，所述接近开关(3)分别与所述钢丝绳(2)的各层对应，所述接近开关(3)检测所述钢丝绳(2)在所述卷筒(1)上缠绕的层数，所述输入模块还用于接收所述接近开关(3)的开关量信号，并将该开关量信号传送到所述处理模块，所述处理模块还用于根据所述开关量信号判断所述钢丝绳(2)在所述卷筒上缠绕的层数。

4.根据权利要求3所述的检测系统，其特征在于，所述接近开关(3)设置在所述卷筒(1)的两侧的所述侧向端面上，并分别与所述钢丝绳(2)的各层的第一圈的钢丝绳相对应。

5.根据权利要求4所述的检测系统，其特征在于，所述卷筒(1)中设置有导线套(4)，一侧的所述接近开关(3)的导线能够穿过该导线套(4)而与另一侧的所述接近开关(3)的导线集合。

6.根据权利要求5所述的检测系统，其特征在于，所述卷扬上还设置有滑环(5)，所述接近开关(3)的导线通过线束(6)固定在该滑环(5)上。

7.一种起重机，该起重机包括据卷扬、缠绕在该卷扬上的钢丝绳，以及卷扬钢丝绳的卷径的检测系统，其特征在于，该起重机包括权利要求3-6中任意一项所述的检测系统。

8.根据权利要求7所述的起重机，其特征在于，所述卷扬为超起卷扬。