CN103407894B - 集装箱正面吊运起重机吊具缓冲油缸的控制系统及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集装箱正面吊运起重机吊具缓冲油缸的控制系统及集装箱正面吊运起重机，液压子系统包括：设置在进油通路中的电液比例控制阀；压力油通过电液比例控制阀进入吊具缓冲油缸的进油口；控制装置与电液比例控制阀电连接；控制装置对电液比例控制阀输入电流的大小进行调整，控制吊具缓冲油缸的活塞杆伸出或收缩。本发明的控制系统及起重机，通过控制电液比例控制阀输入电流的大小实现对吊具倾斜角度的控制，能够使吊具倾斜角度可控，改善操作者的对箱判断，能够方便顺利的完成对箱，提高吊运转场效率。

Description

集装箱正面吊运起重机吊具缓冲油缸的控制系统及起重机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种集装箱正面吊运起重机吊具缓冲油缸的控制系统及起重机。

背景技术

集装箱正面吊运起重机（以下简称正面吊）是用于集装箱装卸、堆码和水平运输的专用机械，广泛使用于码头、港口、仓库等场所的重物的起吊和转运。吊具缓冲油缸是正面吊上的吊具缓冲油缸安装在吊具上，在对箱时，能够使吊具倾斜一定角度，从而便于对箱，同时，在吊运过程中，能够缓冲吊具的摆动，使集装箱平稳吊运。

随着集装箱工业的蓬勃发展，集装箱正面吊以其机动灵活、占用场地小、堆码层数高，适于跨箱作业等特点，在集装箱作业中得到越来越广泛的应用。特别使用于中小港口，铁路中转站和公路中转站的集装箱的装卸，也可在大的集装箱码头作为辅助设备来使用。正面吊的吊具可以根据集装箱的大小进行调节，并且能够进行旋转，以便通过狭窄的通道。为了便于对箱，吊具不仅可以左右侧移，同时在吊具上安装有吊具缓冲油缸，吊具缓冲油缸可以使吊具具有一定的倾斜角度，从而使操作者顺利对箱。在运动过程中，吊具缓冲油缸同时对吊具的摆动具有缓冲作用。吊具缓冲油缸的安装方式不同，从而对应了不同的控制方式。吊具缓冲油缸的安装常见的分为三种形式，如图1A、图1B、图1C所示，臂架1的一端与臂头的上端固定连接，吊具3与臂头的下端铰接。吊具缓冲油缸3分别与臂架1和吊具3铰接。以上三种安装方案在正面吊的吊具上都有应用。

实际工作中，由于集装箱有四个扭锁，对箱时，需要把吊具上的四个锁芯对齐到集装箱上的四个锁眼中，通过机构操作，锁紧后方能吊起集装箱，实现顺利作业。当工作时，顺利对齐四个锁眼，需要很高的操作技巧，因此给操作者带来了很大困难。如果使吊具倾斜一定角度，先对齐其中的两个扭锁，另外两个扭锁也就顺利对齐，从而吊起整个集装箱。通过实际调查和应用，保持吊具后扭锁比前扭锁略低，对于操作者安全准确的对齐集装箱意义十分重大。

吊具缓冲油缸的安装，能够实现吊具角度的初始倾斜。通过控制吊具缓冲油缸的压力，在吊装时，油缸能够伸出一定距离，通过三个铰点的相对位置的改变，实现吊具的倾斜。目前吊具缓冲油缸的控制系统有以下缺点：如图1D所示，吊具倾斜角度α不受控。当正面吊准备吊运时，由吊具的运动轨迹可知，随着臂架变幅角度的变化，吊具缓冲油缸的力臂L是变化的，因此要想保持吊具的倾斜角度，吊具缓冲油缸推力必须跟随改变，而输入吊具缓冲油缸的压力是一定的，产生的推力也就恒定，随着臂架变幅角度的变化，吊具的倾斜角度α也会改变，而α变化到很小时，就会干扰操作者的对箱操作，影响作业效率。因此，需要一种新型的吊具缓冲油缸的控制系统。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种集装箱正面吊运起重机吊具缓冲油缸的控制系统，通过控制电液比例控制阀输入电流的大小实现对吊具倾斜角度的控制。

一种集装箱正面吊运起重机吊具缓冲油缸的控制系统，包括：液压子系统和控制装置；所述液压子系统包括：设置在进油通路中的电液比例控制阀；所述压力油通过所述电液比例控制阀进入吊具缓冲油缸的进油口；所述控制装置与所述电液比例控制阀电连接；所述控制装置通过控制所述电液比例控制阀的输入电流，控制所述吊具缓冲油缸的活塞杆伸出或收缩;其中，所述吊具缓冲油缸的两端分别与臂架和吊具铰接，所述臂架的一端与臂头的上端固定连接，所述吊具与所述臂头的下端铰接。

根据本发明的一个实施例，进一步的，还包括检测臂架倾斜角度的角度传感器；所述控制装置与所述角度传感器电连接；所述控制装置根据所述角度传感器检测的臂架倾斜角度，对所述电液比例控制阀输入电流的大小进行调整，控制所述吊具的倾斜角。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述控制装置与所述电液比例控制阀和所述角度传感器通过CAN总线连接。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述液压子系统还包括：设置在回油通路中的安全阀；所述吊具缓冲油缸中的压力油通过所述吊具缓冲油缸的回油口和所述安全阀返回油箱。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述液压子系统还包括：过载保护回路；其中，所述过载保护回路的一端与所述进油通路相连通，另一端与所述油箱相连通，在所述过载保护回路中设置溢流阀。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述液压子系统还包括：液压柱塞泵。

根据本发明的一个实施例，进一步的，在吊具缓冲油缸的进油口处设置过滤器。

根据本发明的一个实施例，进一步的，还包括显示器；所述显示器与所述控制装置电连接。

一种集装箱正面吊运起重机，包括如上所述的集装箱正面吊运起重机的吊具缓冲油缸控制系统。

本发明的集装箱正面吊运起重机吊具缓冲油缸的控制系统及起重机，通过控制电液比例控制阀输入电流的大小实现对吊具倾斜角度的控制，能够使吊具倾斜角度可控，改善操作者的对箱判断，能够方便顺利的完成对箱，提高吊运转场效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A至1D为现有技术中的集装箱正面吊运起重机吊具缓冲油缸的示意图；其中，图1A、1B、1C为吊具缓冲油缸3种不同的部署示意图，图1D为吊具缓冲油缸在吊装中的倾斜示意图；

图2为本发明的集装箱正面吊运起重机吊具缓冲油缸的控制系统的一个实施例示意图；

图3A和3B为使用本发明的控制系统的吊具缓冲油缸在吊装中的倾斜示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合图和实施例对本发明的技术方案进行多方面的描述。

如图2所示，集装箱正面吊运起重机吊具缓冲油缸的控制系统包括：液压子系统和控制装置12。液压子系统包括：设置在进油通路中的电液比例控制阀11。压力油通过电液比例控制阀11进入吊具缓冲油缸10的进油口。

吊具缓冲油缸10的两端分别与臂架和吊具铰接，臂架的一端与臂头的上端固定连接，吊具与臂头的下端铰接。控制装置12与电液比例控制阀11电连接。控制装置12对电液比例控制阀11输入电流的大小进行调整，控制吊具缓冲油缸10的活塞杆伸出或收缩。

控制装置12可以接收外部的指令或根据内部设定的指令，对电液比例控制阀11输入电流的大小进行调整。

本发明的集装箱正面吊运起重机吊具缓冲油缸的控制系统，采用电液比例控制阀控制吊具缓冲油缸的进油路，消除吊具角度不受控制的弊端。

电液比例控制阀，或称为电液比例阀、比例阀，是由比例电磁铁取代普通液压阀的调节和控制装置而构成的。它可以按给定的输入电压或电流信号连续地按比例地远距离地控制流体的方向、压力和流量。采用电液比例控制阀提高了系统的自动化程度和精度，又简化了系统。比例阀主要结构与普通阀差别不大，只是比例阀均由比例电磁铁驱动（一种电—机械转换器）。比例阀分为：比例压力阀、比例流量阀和比例方向阀三种。

电液比例控制阀的工作原理：输入量为控制电量，经电控制器放大转换成相应的电流信号输入给电－机械转换装置，后者输出与输入电流近似成比例的力、位移等，并按比例输出具有一定压力p，流量Q的液压油以驱动液压执行元件，执行元件也将按比例的输出力、速度或转矩等，以驱动负载。

根据本发明的一个实施例，控制系统还包括检测臂架倾斜角度的角度传感器。控制装置12与角度传感器电连接。控制装置12根据角度传感器检测的臂架倾斜角度，对电液比例控制阀11输入电流的大小进行调整，控制吊具的倾斜角。

当正面吊工作时，臂架变幅，这时变幅角度开始变化，通过CAN总线通讯，传输到控制装置12。控制装置12经过判断和计算，控制比例电磁阀的电流输入，使阀芯位移改变，系统输入一定的压力到吊具缓冲油缸，吊具缓冲油缸的行程随着变化，从而调整吊具的倾斜角度，通过电液比例控制方式，实现对角度的闭环控制。

根据本发明的一个实施例，控制装置12与电液比例控制阀11和角度传感器通过CAN总线连接。

根据本发明的一个实施例，液压子系统还包括：设置在回油通路中的安全阀13。吊具缓冲油缸中的压力油通过吊具缓冲油缸的回油口和安全阀13返回油箱。

根据本发明的一个实施例，液压子系统还包括：过载保护回路，保护进油回路中的压力不要超过阈值。过载保护回路的一端与进油通路相连通，另一端与油箱相连通，在过载保护回路中设置溢流阀。液压子系统还包括：液压柱塞泵，作为压力油的动力元件。在吊具缓冲油缸的进油口处设置过滤器。系统还包括显示器。显示器与控制装置电连接。

如图3A和3B所示，使用本发明的控制系统的吊具缓冲油缸，可以使正面吊在吊装时吊具具有一定的倾斜角度，能够快速对箱，提高工作效率。

当正面吊工作时，臂架21变幅，这时变幅角度β开始变化，通过CAN总线通讯，传输到控制装置。控制装置12经过判断和计算，控制比例电磁阀的电流输入，使阀芯位移改变，输入一定的压力到吊具缓冲油缸22，吊具缓冲油缸22的行程随着变化，从而调整吊具23的倾斜角度。

根据本发明的一个实施例，吊具缓冲油缸22的进油路通过电液比例控制阀来控制，利用电液比例控制原理，由角度传感器检测变幅油缸的角度，对比例电磁阀输入电流的大小进行调整，从而实现吊具缓冲油缸23行程不断变化，随变幅油缸的运动而不断调整位置，最终实现顺利对箱起吊。

根据本发明的一个实施例，一种集装箱正面吊运起重机包括如上的集装箱正面吊运起重机的吊具缓冲油缸控制系统。

本发明的集装箱正面吊运起重机吊具缓冲油缸的控制系统及起重机，能够使吊具倾斜角度可控，改善操作者的对箱判断，能够方便顺利的完成对箱，提高吊运转场效率。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (8)

1.一种集装箱正面吊运起重机吊具缓冲油缸的控制系统，其特征在于，包括：

液压子系统和控制装置；

所述液压子系统包括：设置在进油通路中的电液比例控制阀；所述压力油通过所述电液比例控制阀进入吊具缓冲油缸的进油口；所述控制装置与所述电液比例控制阀电连接；所述控制装置通过控制所述电液比例控制阀的输入电流，控制所述吊具缓冲油缸的活塞杆伸出或收缩；

其中，所述吊具缓冲油缸的两端分别与臂架和吊具铰接，所述臂架的一端与臂头的上端固定连接，所述吊具与所述臂头的下端铰接；

所述液压子系统还包括：设置在回油通路中的安全阀；所述吊具缓冲油缸中的压力油通过所述吊具缓冲油缸的回油口和所述安全阀返回油箱。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

还包括检测臂架倾斜角度的角度传感器；所述控制装置与所述角度传感器电连接；

所述控制装置根据所述角度传感器检测的臂架倾斜角度，对所述电液比例控制阀输入电流的大小进行调整，控制所述吊具的倾斜角。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于：

所述控制装置与所述电液比例控制阀和所述角度传感器通过CAN总线连接。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述液压子系统还包括：过载保护回路；

其中，所述过载保护回路的一端与所述进油通路相连通，另一端与所述油箱相连通，在所述过载保护回路中设置溢流阀。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于：

所述液压子系统还包括：液压柱塞泵。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于：

在吊具缓冲油缸的进油口处设置过滤器。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

还包括显示器；所述显示器与所述控制装置电连接。

8.一种集装箱正面吊运起重机，其特征在于：

包括如权利要求1至7任意一项所述的集装箱正面吊运起重机的吊具缓冲油缸控制系统。