CN103523684B - 多起重机协作吊装联接装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

一种多起重机协作吊装联接装置及检测方法，属于多起重机协作吊装装置及其动态检测。该吊装联接装置，包括上位机、下位机和三组结构相同的联接支架；每组联接支架包括桁架，安装在桁架两端的桁架支撑板，每个桁架支撑板的中心位置安装有一个主液压缸，主液压缸周围均匀分布有四个相同的副液压缸，主液压缸和副液压缸的杠头通过球铰链与法兰盘联接，主液压缸和副液压缸的杠尾通过球铰链与法兰盘联接，法兰盘通过螺栓国定在车架固定板上；车架固定板通过螺栓与起重机底盘联接，桁架支撑板和车架固定板上均匀分布有四对吊环，每对吊环之间连有张紧钢丝绳。优点：结构简单、联接稳定、性能可靠、承载能力强，适应性强、模块化、可实现快速拆卸和安装。

Description

多起重机协作吊装联接装置及检测方法

技术领域

本发明涉及一种多起重机协作吊装装置及其动态检测，尤其是一种多起重机协作吊装联接装置及检测方法。

背景技术

起重吊装设备是工厂、铁路、港口及其他部门实现物料搬运机械化的重要工具。近年随着制造业的快速发展，重载化大型化的负载和日益复杂的吊装环境，对起重吊装设备和吊装技术提出了更高的要求。受到协调能力和负载能力等方面的限制，单台起重设备已不能完全满足当前的要求，多起重机协作吊装具有负载能力强、吊装过程平稳、性价比高等优点，在大型重载复杂的工程实际中得到了越来越多的应用。

多台起重机共同起吊一个物体，意味着复杂程度、指挥难度、危险性都会增加。根据JB8716-1998 《汽车起重机和轮胎起重机安全规程》和GB 6067-85《起重机安全管理规程》，“特殊情况需要两台或两台以上的起重机共同起吊重物时，钢丝绳应保持垂直；各台起重机的升降、运行应保持同步；各台起重机所承受的载荷均不得超过各自的额定起重能力。如达不到上述要求，应降低额定起重能力至80%；也可由总工程师根据实际情况降低额定起重能力使用。吊用时，总工程师应在场指导。”可见多台起重机协作吊装一个重物是要在非常严格的条件下才能进行，保证起重机协作吊装的协调性和准确性是重中之重。然而现阶段，多起重机协作吊装过程中，普遍采用手动控制，过于依赖工人的操作经验，不可避免的存在多机不同步现象。由于多起重机通过重物耦合在一起，控制不同步极易造成重物的摇摆和钢丝绳的倾斜，从而导致起重机偏载，引发支腿损坏甚至车体倾覆。另外，由于起重机仅通过自身液压支腿支撑，所以一旦一台起重机发生事故，必然引起其余起重机钢丝绳的应力突变，从而造成连锁重大事故。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对已有技术中存在的问题，提供一种适用于大型重载复杂工况、结构简单、联接稳定、性能可靠、适应性强、模块化、可实现快速拆卸和安装的多起重机协作吊装联接装置及检测方法。

技术方案：本发明的目的是这样实现的，该多起重机协作吊装联接装置，包括上位机、下位机和三组结构相同的联接支架；每组联接支架包括桁架，安装在桁架两端的桁架支撑板，每个桁架支撑板的中心位置安装有一个主液压缸，主液压缸周围均匀分布有四个相同的副液压缸，主液压缸和副液压缸的杠头通过球铰链与法兰盘联接，法兰盘通过螺栓与桁架支撑板联接，主液压缸和副液压缸的杠尾通过球铰链与法兰盘联接，法兰盘通过螺栓国定在车架固定板上。车架固定板通过螺栓与起重机底盘联接，桁架支撑板和车架固定板上均匀分布有四对吊环，每对吊环之间连有张紧钢丝绳。

所述桁架支撑板底部安装有滑轮；所述主液压缸和副液压缸液压回路通过最近的起重机油箱供油，主液压缸和副液压缸液压管路内部安装有油压传感器；所述桁架为模块化，通过螺栓联接，可以根据通过拼接改变其长度、宽度和高度从而适应不同工况的具体要求，桁架上安装有电阻式应变片；所述法兰盘中心位置为球铰，周围均匀分布有螺纹孔；所述每根张紧钢丝绳通过3个卸扣卡紧，每根张紧钢丝绳上安装有一个拉力传感器。

该多起重机协作吊装联接装置的检测方法：

安装在主液压缸和副液压缸液压管路内的油压传感器实时监测每个液压缸所受压力，压力信号经过信号调理电路滤波和放大后，通过AD采集模块实时传输给下位机，当液压缸所受压力超过预设安全压力阈值时，下位机发出局部报警信号；安装在张紧钢丝绳上的拉力传感器实时监测每根张紧钢丝绳上所受拉力，拉力信号经过信号调理电路滤波和放大后，通过AD采集模块实时传输给下位机，当张紧钢丝绳拉力超过预设拉力阈值时，下位机发出局部报警信号；安装在桁架上的电阻式应变片实时监测桁架所受应力，应力信号经过信号调理电路滤波和放大后，通过AD采集模块实时传输给下位机，当桁架所受应力超过桁架预设应力阈值时，下位机发出局部报警信号；下位机通过无线收发模块将接收的数据传输给上位机，上位机对数据进行综合运算处理并存入数据存储器，得到当前起重机所受偏载，并对吊装重物摆动状态进行分析与预测；当起重机偏载过大或重物摆动幅度过大，上位机发出全局报警信号。

有益效果，由于采用了上述方案，多起重机协作吊装联接装置及检测方法采用模块化的桁架，通过组合使用改变其长度、宽度和高度以适应不同工况的具体要求，结构简单，易拆装，承载能力大；在桁架与起重机车架之间有液压缸与钢丝绳混联的冗余支撑机构，增大了联接装置的抗拉压性能；同时可以根据协同吊装方案，通过改变液压缸和张紧钢丝绳的长度，以及法兰盘与车架固定板的联接位置，从而改变机构联接方向，以适应不同的地形和吊装方案，适应性强。

该多起重机协作吊装联接装置的检测方法通过油压传感器、拉力传感器和电阻式应变片的搭配使用，实时监测联接装置各部分的受力情况。下位机通过与预设安全阈值的比较实现局部预警功能，反应迅速，实时性强。上位机和下位机通过无线收发模块进行通讯，安全可靠。上位机通过对数据的运算处理和对已存储数据的分析实现全局预警功能，即对起重机和吊装重物的状态进行监控、分析与预警。

优点：能适用于多起重机协作吊装，增强了协作吊装时多起重机的抗干扰能力，稳定性和安全性，并能实现多起重机协作吊装的实时监控与预警，其结构简单、联接稳定、性能可靠、承载能力强，适应性强、模块化、可实现快速拆卸和安装，具有广泛的实用性。

附图说明

图1为本发明的联接装置执行机构结构图。

图2为本发明的联接装置执行机构俯视结构图。

图3为本发明的联接装置执行机构局部三维结构图。

图4为本发明的联接装置检测方法流程图。

图5为本发明的联接装置检测系统框图。

图中：1、重物；2、起重机；3、联接支架；4、桁架；5、桁架支撑板；6、主液压缸；7、副液压缸；8、法兰盘；9、车架固定板；10、吊环；11、张紧钢丝绳；12、拉力传感器；13、卸扣；14、滑轮；15、电阻应变片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

本发明的多起重机协作吊装联接装置的检测方法，包括上位机、下位机和三组结构相同的联接支架3，每组联接支架包括桁架4，安装在桁架两端的桁架支撑板5，每个桁架支撑板的中心位置安装有一个主液压缸6，主液压缸周围均匀分布有四个相同的副液压缸7，主液压缸6和副液压缸7的杠头通过球铰链与法兰盘8联接，法兰盘8通过螺栓与桁架支撑板5联接，主液压缸6和副液压缸7的杠尾通过球铰链与法兰盘8联接，法兰盘8通过螺栓国定在车架固定板9上。车架固定板9通过螺栓与起重机2底盘联接，桁架支撑板5和车架固定板9上均匀分布有四对吊环10，每对吊环10之间连有张紧钢丝绳11。所述桁架支撑板5底部安装有滑轮14。所述主液压缸6和副液压缸7液压回路通过最近的起重机油箱供油，主液压缸6和副液压缸7液压管路内部安装有油压传感器。所述桁架4为模块化，通过螺栓联接，可以根据通过拼接改变其长度、宽度和高度从而适应不同工况的具体要求，桁架4上安装有电阻式应变片15。所述法兰盘8中心位置为球铰，周围均匀分布有螺纹孔。所述每根张紧钢丝绳11通过三个卸扣13卡紧，每根张紧钢丝绳上安装有一个拉力传感器12。

该多起重机协作吊装联接装置的检测方法：

安装在主液压缸和副液压缸液压管路内的油压传感器实时监测每个液压缸所受压力，压力信号经过信号调理电路滤波和放大后,通过AD采集模块实时传输给下位机，当液压缸所受压力超过预设安全压力阈值时，下位机发出局部报警信号。安装在张紧钢丝绳11上的拉力传感器12实时监测每根张紧钢丝绳上所受拉力，拉力信号经过信号调理电路滤波和放大后，通过AD采集模块实时传输给下位机，当紧钢丝绳拉力超过预设拉力阈值时，下位机发出局部报警信号。安装在桁架4上的电阻式应变片15实时监测桁架所受应力，应力信号经过信号调理电路滤波和放大后，通过AD采集模块实时传输给下位机，当所测应力超过桁架预设应力阈值时，下位机发出局部报警信号。下位机通过无线模块将接收的数据传输给上位机，上位机进行数据存储并对数据进行综合运算处理，得到当前起重机2所受偏载，并对吊装重物1摆动状态进行分析与预测。当起重机2偏载过大或重物1摆动幅度过大，上位机发出全局报警信号。

工作原理及工作过程：首先根据多起重机协作吊装的实际工况制定起重方案，并确定各台起重机2的位置，在各台起重机底盘上通过螺栓联接安装车架固定板9，根据各台起重机的实际位置计算每组多起重机协作吊装联接支架3的整体长度，并估算每组联接支架所需桁架4长度。根据估算结果通过螺栓联接组装桁架4，并将每组桁架4放置在起重机2间的合理的位置，然后在每组桁架4上安装电阻应变片15并在两端安装桁架支撑板5，通过螺栓进行联接，桁架支撑板5底部安装滑轮14。在主液压缸6和副液压缸7内部安装油压传感器，两端安装法兰盘8，通过球铰联接。将主液压缸6和副液压缸7一端的法兰盘8固定在车架固定板9的对应位置，并将主液压缸6和副液压缸7与最近的起重机液压回路相连，根据桁架支撑板5和车架固定板9之间的角度和距离调整主液压缸6和副液压缸7的角度和长度，并将主液压缸6和副液压缸7另一端的法兰盘8通过螺栓联接安装在桁架支撑板5的合理位置。在车架固定板9和桁架支撑板5上对应的吊环10之间联接张紧钢丝绳11，并在张紧钢丝绳11上安装拉力传感器12，最后，每根张紧钢丝绳11通过三个卸扣13卡紧。

多起重机协作吊装作业前，须通过上位机和下位机的协作微调主液压缸6和副液压缸7的长度，从而将各液压缸和张紧钢丝绳11上的应力调整到初始范围内。

多起重机协作吊装作业过程中，安装在主液压缸6和副液压缸7液压管路内的油压传感器实时监测每个液压缸所受压力，压力信号经过信号调理电路滤波和放大后，通过AD采集模块实时传输给下位机，当液压缸所受压力超过预设安全压力阈值时，下位机发出局部报警信号。安装在张紧钢丝绳11上的拉力传感器12实时监测每根张紧钢丝绳11上所受拉力，拉力信号经过信号调理电路滤波和放大后，通过AD采集模块实时传输给下位机，当紧钢丝绳拉力超过预设拉力阈值时，下位机发出局部报警信号。安装在桁架4上的电阻式应变片15实时监测桁架4所受应力，应力信号经过信号调理电路滤波和放大，通过AD采集模块实时传输给下位机，当所测应力超过桁架预设应力阈值时，下位机发出局部报警信号。下位机通过无线模块将接收的数据传输给上位机，上位机对数据进行存储和综合运算处理，得到当前起重机2所受偏载，并对重物1摆动状态进行分析与预测。一旦起重机2偏载过大或重物1摆动幅度过大，上位机发出全局报警信号。

Claims (3)

1.一种多起重机协作吊装联接装置，其特征是：该多起重机协作吊装联接装置，包括上位机、下位机和三组结构相同的联接支架；每组联接支架包括桁架，安装在桁架两端的桁架支撑板，每个桁架支撑板的中心位置安装有一个主液压缸，主液压缸周围均匀分布有四个相同的副液压缸，主液压缸和副液压缸的杠头通过球铰链与法兰盘联接，法兰盘通过螺栓与桁架支撑板联接，主液压缸和副液压缸的杠尾通过球铰链与法兰盘联接，法兰盘通过螺栓国定在车架固定板上；车架固定板通过螺栓与起重机底盘联接，桁架支撑板和车架固定板上均匀分布有四对吊环，每对吊环之间连有张紧钢丝绳。

2.根据权利要求1所述的一种多起重机协作吊装联接装置，其特征是：所述桁架支撑板底部安装有滑轮；所述主液压缸和副液压缸液压回路通过最近的起重机油箱供油，主液压缸和副液压缸液压管路内部安装有油压传感器；所述桁架为模块化，通过螺栓联接，可以根据通过拼接改变其长度、宽度和高度从而适应不同工况的具体要求，桁架上安装有电阻式应变片；所述法兰盘中心位置为球铰，周围均匀分布有螺纹孔；所述每根张紧钢丝绳通过3个卸扣卡紧，每根张紧钢丝绳上安装有一个拉力传感器。

3.一种权利要求1所述的多起重机协作吊装联接装置的检测方法，其特征是：该多起重机协作吊装联接装置的检测方法：

安装在主液压缸和副液压缸液压管路内的油压传感器实时监测每个液压缸所受压力，压力信号经过信号调理电路滤波和放大后，通过AD采集模块实时传输给下位机，当液压缸所受压力超过预设安全压力阈值时，下位机发出局部报警信号；安装在张紧钢丝绳上的拉力传感器实时监测每根张紧钢丝绳上所受拉力，拉力信号经过信号调理电路滤波和放大后，通过AD采集模块实时传输给下位机，当张紧钢丝绳拉力超过预设拉力阈值时，下位机发出局部报警信号；安装在桁架上的电阻式应变片实时监测桁架所受应力，应力信号经过信号调理电路滤波和放大后，通过AD采集模块实时传输给下位机，当桁架所受应力超过桁架预设应力阈值时，下位机发出局部报警信号；下位机通过无线收发模块将接收的数据传输给上位机，上位机对数据进行综合运算处理并存入数据存储器，得到当前起重机所受偏载，并对吊装重物摆动状态进行分析与预测；当起重机偏载过大或重物摆动幅度过大，上位机发出全局报警信号。