CN103663225A - 制动器失效的保护方法、保护装置、保护系统及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械技术领域，公开了一种制动器失效的保护方法、保护装置、保护系统及一种起重机，该保护系统包括：起升电机；起升动作给定电路，用于输出起升动作给定信号；起升动作检测电路，用于检测并输出起升动作运行信号；控制器，用于未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，输出起升动作保护信号；起升动作控制电路，用于根据所述起升动作保护信号启动起升电机按照设定的档位动作。在本发明技术方案中，当未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，说明制动器失效发生了溜钩，因此启动起升电机按照设定的档位动作，大大提高了设备的可靠性。

Description

制动器失效的保护方法、保护装置、保护系统及起重机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种制动器失效的保护方法、保护装置、保护系统及一种起重机。

背景技术

起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械，又称吊车。在起重机实际运行过程中，当需要吊载的重物在空中悬停时，则要启动制动器，如果制动器失效就会发生溜钩现象，造成吊载的重物拖动起升吊钩下滑，严重影响系统的可靠运行，同时也威胁到现场人员的安全。

现有起重机的制动器大多采用机械式结构，并作为最终的防止溜钩的保护手段，没有考虑因制动器失效造成的溜钩问题。有些技术方案采用在起重机传动轴上设置机械式保护器来防止溜钩，但需要增加复杂的机械装置，而且这种制动器一般采用摩擦制动，当吊载的重物较重时，仍会出现溜钩现象，可靠性不高。

发明内容

本发明提供了一种制动器失效的保护方法、保护装置、保护系统及一种起重机，用以防止制动器失效引起的溜钩，提高设备的可靠性。

本发明制动器失效的保护系统，包括：

起升电机；

起升动作给定电路，用于输出起升动作给定信号；

起升动作检测电路，用于检测并输出起升动作运行信号；

控制器，分别与所述起升动作给定电路和所述起升动作检测电路信号连接，用于未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，输出起升动作保护信号；

起升动作控制电路，分别与所述控制器和所述起升电机信号连接，用于根据所述起升动作保护信号，启动所述起升电机按照设定的档位动作。

在本发明技术方案中，由于采用了起升动作检测电路对起升动作进行检测，并采用控制器对起升动作给定信号和起升动作运行信号进行逻辑判断，当未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，说明制动器失效发生溜钩，因此输出起升动作保护信号，启动起升电机按照设定的档位动作，控制吊载重物缓慢起升，降低溜钩造成危险的概率。

优选的，所述控制器，用于未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，还输出报警控制信号；

所述制动器失效的保护系统还包括报警控制电路及与所述报警控制电路信号连接的报警器，所述报警控制电路还与所述控制器信号连接，用于根据所述报警控制信号启动报警器进行报警。

在本发明优选的技术方案中，增加了报警控制电路，当控制器未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，判断出制动器失效，启动报警器进行报警，能够让操作员和现场施工人员得知起重机故障已发生，应采取安全措施，避免重大事故的产生。

优选的，所述的制动器失效的保护系统，还包括起升手柄操作检测电路，与所述控制器信号连接，用于检测并输出起升手柄操作信号；

所述控制器还用于获取到起升手柄操作信号时，输出起升动作保护停止信号；

所述起升动作控制电路还用于根据所述起升动作保护停止信号，停止所述起升电机按照设定的档位动作。

在本发明优选的技术方案中，当操作员发现已发生溜钩时，操作员可根据经验来操纵操作手柄，提升吊载的重物，防止危险的发生，此时，当检测到起升手柄操作信号时，就停止保护系统内按照设定的档位运行，由操作员来操作。

优选的，所述起升动作检测电路为具有连续信号输出的限位器检测电路。在起重机中，一般具有多种类型的限位器，起升动作检测电路优选为具有连续信号输出的限位器检测电路，通过采集限位器发出的连续信号，控制器就能判断出吊钩的运行方向，吊钩的运行速度，吊钩的下滑距离等，更精确判断出是否发生了溜钩，以及时采取保护措施。

优选的，所述控制器还用于输出所述起升动作给定信号；

所述的制动器失效的保护系统还包括：

编码器，与所述起升电机信号连接，用于检测并输出起升电机动作信号；

变频器，分别与所述编码器、所述控制器和所述起升电机信号连接，用于未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升电机动作信号时，分别输出频率调整信号和优先级信号，及根据所述频率调整信号，启动所述起升电机按照设定的频率动作；

所述控制器还用于根据所述优先级信号，停止输出所述起升动作保护信号。

在本发明优选的技术方案中，在制动器失效防溜钩时，增加变频器和编码器这路控制，当变频器未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升电机动作信号时，输出频率调整信号控制起升电机按照设定的频率动作，并输出优先级信号给控制器，使起升动作保护信号中断，当控制器未获取到优先级信号，且未获取到起升动作给定信号但获取到起升动作运行信号时，说明发生了溜钩但变频器未动作，此时仍输出起升动作保护信号，采用起升动作控制电路控制起升电机动作防止危险的发生。

本发明起重机，包括上述任一种制动器失效的保护系统。具有上述制动器失效的保护系统的起重机，可有效防止制动器失效发生的溜钩。

本发明制动器失效的保护方法，包括：

获取起升动作给定信号及起升动作运行信号；

当未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，输出起升动作保护信号；

根据所述起升动作保护信号，启动起升电机按照设定的档位动作。

优选的，当未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，还输出报警控制信号；

根据所述报警控制信号启动报警器进行报警。

优选的，所述的制动器失效的保护方法，还包括：

获取起升手柄操作信号；

当获取到起升手柄操作信号时，输出起升动作保护停止信号；

根据所述起升动作保护停止信号，停止起升电机按照设定的档位动作。

本发明制动器失效的保护装置，包括：

获取设备，用于获取起升动作给定信号及起升动作运行信号；

控制设备，用于未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，输出起升动作保护信号；并根据所述起升动作保护信号，启动起升电机按照设定的档位动作。

优选的，所述控制设备用于未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，还输出报警控制信号；并根据所述报警控制信号启动报警器进行报警。

优选的，所述获取设备进一步用于获取起升手柄操作信号；所述控制设备进一步用于当获取到起升手柄操作信号时，输出起升动作保护停止信号；并根据所述起升动作保护停止信号，停止起升电机按照设定的档位动作。

附图说明

图1为本发明制动器失效的保护系统第一实施例结构示意图；

图2为本发明制动器失效的保护系统第二实施例结构示意图；

图3为本发明制动器失效的保护系统第三实施例结构示意图；

图4为本发明制动器失效的保护系统第四实施例结构示意图；

图5为本发明制动器失效的保护方法一实施例流程示意图；

图6为本发明制动器失效的保护方法较优实施例的具体流程示意图；

图7为本发明制动器失效的保护装置一实施例结构示意图。

附图标记：

10-起升电机  11-起升动作给定电路  12-起升动作检测电路  13-控制器

14-起升动作控制电路  15-报警控制电路  16-报警器

17-起升手柄操作检测电路  18-变频器  19-编码器

30-获取设备  31-控制设备

具体实施方式

为了防止制动器失效引起的溜钩，本发明实施例提供了一种制动器失效的保护方法、保护装置、保护系统及一种起重机。该技术方案中，通过起升动作检测电路检测起升动作的运行并输出起升动作运行信号，当控制器未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，判断出制动器失效发生了溜钩，则输出起升动作保护信号，起升动作控制电路启动起升电机按照设定的档位动作，因此，可以防止制动器失效引起的溜钩，进而提高设备的可靠性。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例提供一种制动器失效的保护系统，如图1所示，图1为本发明制动器失效的保护系统第一实施例结构示意图，所述制动器失效的保护系统，包括：

起升电机10；

起升动作给定电路11，用于输出起升动作给定信号；

起升动作检测电路12，用于检测并输出起升动作运行信号；

控制器13，分别与起升动作给定电路11和起升动作检测电路12信号连接，用于未获取到起升动作给定信号但获取到起升动作运行信号时，输出起升动作保护信号；

起升动作控制电路14，分别与控制器13和起升电机10信号连接，用于根据起升动作保护信号，启动起升电机10按照设定的档位动作。

在本发明第一实施例中，由于采用了起升动作检测电路12对起升动作进行检测，并采用控制器13对起升动作给定信号和起升动作运行信号进行逻辑判断，当未获取到起升动作给定信号但获取到起升动作运行信号时，说明制动器失效发生溜钩，因此输出起升动作保护信号，启动起升电机10按照设定的档位动作，控制吊载的重物缓慢起升，降低溜钩造成危险的概率。在本实施例中，控制器获取起升动作给定信号的输入端根据起升电机的档位可以分为多路输入，以二进制编码为例，当起升电机档位为0档～3档时，需要两路输入X₁和X₂，根据二进制关系可对应得到四个档位，对应的，控制器输出起升动作保护信号的输出端也需要两路输出Y₁和Y₂，当两路输入X₁和X₂都未获得信号时，则起升电机档位为0档，若此时检测到起升动作运行信号，则说明制动器失效发生了溜钩。对于控制器获取起升动作运行信号的输入端，需要获得的仅是是否有起升动作，以二进制编码为例，有一路输入即可实现，若想进一步判断出起升动作的方向，还需要增加一路输入作为标志位。若起升动作检测电路输出的起升动作运行信号为模拟信号，则需要在控制器获取起升动作运行信号的输入端增加A/D模块（模/数转换模块）。本实施例中所述的按照设定的档位可以为按照上升1档动作，按照上升2档动作，也可以根据实际情况先按照上升1档动作再按照下降1档动作等，用于让吊载的重物缓慢上升，防止溜钩。现提出一种按照设定的档位动作的方案，本发明并不限于下述方案：当控制器13未获取到起升动作给定信号但获取到起升动作运行信号时，判断出制动器失效发生了溜钩，则控制起升动作控制电路14启动起升电机10按照上升1档运行，当吊钩按照上升1档上升至上升限位后，如果制动器仍失效，则停止按照上升1档运行，此时按照下降1档动作，下降至设定的距离以后，该设定的距离可以根据试验次数设定，原则是保证下降安全，然后再按照上升1档运行，经过多个“上升-下降”反复操作，每一组“上升-下降”循环之后，吊钩距地面的高度都较上一个循环下降一段有限的距离，最后将吊载的重物放置到地面的安全位置，当重物到达地面时，可通过设置在臂架或吊钩上的位置检测装置输出重物到达地面的信号并将该信号反馈给控制器，控制器输出卷扬制动信号，起重机进行卷扬制动，防止钢丝绳继续放出再返绕造成重物提升的问题。

在本发明技术方案中，起升动作运行信号可以为起升电机的转速信号，也可以为钢丝绳卷筒的动作信号，也可以为吊钩的动作信号，目的是检测到是否在进行起升动作。本领域技术人员在对该保护系统进行设置时可在控制器判断时增加置滤波、限定下滑速度及下滑距离来尽量屏蔽掉干扰因素，以使判断是否溜钩更准确。

本发明保护系统特别适合应用于起升机构具有涡流装置的起重机中，在起升动作运行过程中涡流装置提供阻力，当根据起升动作保护信号涡流装置启动时，由于阻力作用可以减小起升动作运行时对构件的冲击，同时还能延缓起升动作的速度，进一步提高设备的安全性能。

本发明实施例提供另一种制动器失效的保护系统，如图2所示，图2为本发明制动器失效的保护系统第二实施例结构示意图，所述制动器失效的保护系统是在第一实施例基础上增加了报警，所述控制器13，用于未获取到起升动作给定信号但获取到起升动作运行信号时，还输出报警控制信号；

所述制动器失效的保护系统还包括报警控制电路15及与报警控制电路信号连接的报警器16，报警控制电路15还与控制器13信号连接，用于根据报警控制信号启动报警器16进行报警。

在本发明第二实施例中，增加了报警控制电路15，当控制器13未获取到起升动作给定信号但获取到起升动作运行信号时，判断出制动器失效，启动报警器16进行报警，报警器16可以为司机室蜂鸣器和室外电笛，能够让操作员和现场施工人员得知起重机故障已发生，应采取安全措施，避免重大事故的产生。并且当操作员得知发生溜钩后可以对起升操作手柄进行操作，将重物放置到安全的位置，相当于给制动器失效发生的溜钩上了双重保险，进一步提高设备的可靠性。

本发明实施例提供另一种制动器失效的保护系统，如图3所示，图3为本发明制动器失效的保护系统第三实施例结构示意图，所述制动器失效的保护系统还包括起升手柄操作检测电路17，与控制器13信号连接，用于检测并输出起升手柄操作信号；

所述控制器13还用于获取到起升手柄操作信号时，输出起升动作保护停止信号；

所述起升动作控制电路14还用于根据起升动作保护停止信号，停止起升电机10按照设定的档位动作。

在本发明第三实施例中，当操作员发现已发生溜钩时，可以通过操作员观察或者根据报警器报警得知，操作员可根据经验来操纵操作手柄，提升吊载的重物，防止危险的发生，此时，当检测到起升手柄操作信号时，就停止保护系统内按照设定的档位运行，由操作员来操作。当然，如果没有检测到起升手柄操作信号，起升动作控制电路14将启动起升电机10按照设定的档位将重物放置到地面。

对于上述任一实施例的制动器失效的保护系统，所述起升动作检测电路12为具有连续信号输出的限位器检测电路。

起升动作检测电路12的具体装置可以有多种，如编码器、限位器等。由于限位器一般输出的为模拟信号，因此需要控制器具有A/D模块。若起重机制动系统中具有编码器，则起升动作检测电路可借用编码器采集起升动作运行信号。在起重机中，一般具有多种类型的限位器，起升动作检测电路12优选为具有连续信号输出的限位器检测电路，例如带电位计的限位器，通过采集限位器发出的连续信号，控制器就能判断出吊钩的运行方向，吊钩的运行速度，吊钩的下滑距离等，更精确判断出是否发生了溜钩，以及时采取保护措施。

本发明实施例提供另一种制动器失效的保护系统，如图4所示，图4为本发明制动器失效的保护系统第四实施例结构示意图，所述制动器失效的保护系统的控制器13还用于输出所述起升动作给定信号；

所述的制动器失效的保护系统还包括：

编码器19，与起升电机10信号连接，用于检测并输出起升电机动作信号；

变频器18，分别与编码器19、控制器13和起升电机10信号连接，用于未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升电机动作信号时，分别输出频率调整信号和优先级信号，及根据所述频率调整信号，启动起升电机10按照设定的频率动作；

控制器13还用于根据所述优先级信号，停止输出所述起升动作保护信号。

在本发明第四实施例中，通过增加编码器和变频器这路控制，来实现双保险防止制动器失效发生的溜钩，将变频器输出频率调节信号给起升电机作为优先级方案，将控制器输出起升动作保护信号给起升电机作为次优先级方案，当发生溜钩时，首先启用变频器输出频率调节信号控制起升电机动作，当变频器输出频率调节信号的反馈回路出现故障时，本发明的另一路保护系统仍能起到防溜钩作用，因此本发明保护系统可以配合变频器组成双保险。相对于仅具有变频器调整起升电机的频率来实现防溜钩功能的保护系统，本实施例具有两路保护系统，具有起升动作检测电路的部分不需要在硬件上作较大改动，可相对节约成本；并且，编码器一般检测起升电机的转速信号并编码后给变频器，而起升动作运行信号的接收端为控制器，采用控制器接收信号可以对起升动作运行信号作进一步分析得到运行方向、运行速度和下降距离等多种信息，进而提高控制的准确度。而相对于本发明第一实施例，本实施例增加了变频器和编码器这路保护系统，相当于采用了备用保护系统，从而进一步降低制动器失效引起溜钩的风险，进而增加了设备的安全性，并且变频器可和起升电机结合一体，不增加占用空间。

本发明实施例还提供一种起重机，包括上述任一种制动器失效的保护系统。具有上述制动器失效的保护系统的起重机，可有效防止制动器失效发生的溜钩。本发明制动器失效的保护系统特别适合应用于塔式起重机上。

基于相同的发明构思，本发明实施例还提供一种制动器失效的保护方法，如图5所示，图5为本发明制动器失效的保护方法一实施例流程示意图，该保护方法包括：

步骤101、获取起升动作给定信号及起升动作运行信号；

步骤102、判断是否未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号；如果是，则执行步骤103，否则，返回步骤101；

步骤103、输出起升动作保护信号；

步骤104、根据所述起升动作保护信号，启动起升电机按照设定的档位动作。

在本发明制动器失效的保护方法中，通过获取起升动作给定信号和起升动作运行信号，能通过起升动作给定信号和起升动作运行信号的有无判断出是否发生溜钩，一旦发现未获取到起升动作给定信号但是却获取到起升动作运行信号，则说明发生溜钩，将立即输出起升动作保护信号，启动起升电机按照设定的档位动作，尽可能防止事故的发生，有效降低起重机运行的风险。

本发明制动器失效的保护方法优选的实施例，当未获取到所述起升动作给定信号且获取到所述起升动作运行信号时，还输出报警控制信号；

根据所述报警控制信号启动报警器进行报警。

本发明制动器失效的保护方法优选的实施例，还包括：

获取起升手柄操作信号；

当获取到起升手柄操作信号时，输出起升动作保护停止信号；

根据所述起升动作保护停止信号，停止起升电机按照设定的档位动作。

以下列举一个较优的实施例来进一步说明本发明制动器失效的保护方法，如图6所示，图6为本发明制动器失效的保护方法较优实施例的具体流程示意图，所述方法包括：

步骤201、获取起升动作给定信号及起升动作运行信号；

步骤202、判断是否未获取到所述起升动作给定信号但获取到起升动作运行信号；如果是，则分别执行步骤203、步骤205和步骤207，否则返回步骤201；

步骤203、输出起升动作保护信号；

步骤204、根据所述起升动作保护信号，启动起升电机按照设定的档位动作；

步骤205、输出报警控制信号；

步骤206、根据所述报警控制信号启动报警器进行报警；

步骤207、获取起升手柄操作信号；

步骤208、判断是否获取到起升手柄操作信号；如果是，则执行步骤209，否则，返回步骤207；

步骤209、输出起升动作保护停止信号；

步骤210、根据所述起升动作保护停止信号，停止起升电机按照设定的档位动作。

基于相同的发明构思，本发明实施例还提供一种制动器失效的保护装置，如图7所示，图7为本发明制动器失效的保护装置一实施例结构示意图，该保护装置包括：

获取设备30，用于获取起升动作给定信号及起升动作运行信号；

控制设备31，用于未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，输出起升动作保护信号；并根据所述起升动作保护信号，启动起升电机按照设定的档位动作。

优选的，所述控制设备用于未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，还输出报警控制信号；并根据所述报警控制信号启动报警器进行报警。

优选的，所述获取设备进一步用于获取起升手柄操作信号；所述控制设备进一步用于获取到起升手柄操作信号时，输出起升动作保护停止信号；并根据所述起升动作保护停止信号，停止起升电机按照设定的档位动作。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种制动器失效的保护系统，其特征在于，包括：

起升电机（10）；

起升动作给定电路（11），用于输出起升动作给定信号；

起升动作检测电路（12），用于检测并输出起升动作运行信号；

控制器（13），分别与所述起升动作给定电路（11）和所述起升动作检测电路（12）信号连接，用于未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，输出起升动作保护信号；

起升动作控制电路（14），分别与所述控制器（13）和所述起升电机（10）信号连接，用于根据所述起升动作保护信号，启动所述起升电机（10）按照设定的档位动作。

2.如权利要求1所述的制动器失效的保护系统，其特征在于，所述控制器（13），用于未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，还输出报警控制信号；

所述制动器失效的保护系统还包括报警控制电路（15）及与所述报警控制电路信号连接的报警器（16），所述报警控制电路（15）还与所述控制器（13）信号连接，用于根据所述报警控制信号启动所述报警器（16）进行报警。

3.如权利要求1或2所述的制动器失效的保护系统，其特征在于，还包括起升手柄操作检测电路（17），与所述控制器（13）信号连接，用于检测并输出起升手柄操作信号；

所述控制器（13）还用于获取到起升手柄操作信号时，输出起升动作保护停止信号；

所述起升动作控制电路（14）还用于根据所述起升动作保护停止信号，停止所述起升电机（10）按照设定的档位动作。

4.如权利要求1所述的制动器失效的保护系统，其特征在于，所述起升动作检测电路（12）为具有连续信号输出的限位器检测电路。

5.如权利要求1所述的制动器失效的保护系统，其特征在于，所述控制器（13）还用于输出所述起升动作给定信号；

所述的制动器失效的保护系统还包括：

编码器（19），与所述起升电机（10）信号连接，用于检测并输出起升电机动作信号；

变频器（18），分别与所述编码器（19）、所述控制器（13）和所述起升电机（10）信号连接，用于未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升电机动作信号时，分别输出频率调整信号和优先级信号，及根据所述频率调整信号，启动所述起升电机（10）按照设定的频率动作；

所述控制器（13）还用于根据所述优先级信号，停止输出所述起升动作保护信号。

6.一种起重机，其特征在于，包括如权利要求1～5任一项所述的制动器失效的保护系统。

7.一种制动器失效的保护方法，其特征在于，包括：

获取起升动作给定信号及起升动作运行信号；

当未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，输出起升动作保护信号；

根据所述起升动作保护信号，启动起升电机按照设定的档位动作。

8.如权利要求7所述的制动器失效的保护方法，其特征在于，当未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，还输出报警控制信号；

根据所述报警控制信号启动报警器进行报警。

9.如权利要求7或8所述的制动器失效的保护方法，其特征在于，还包括：

获取起升手柄操作信号；

当获取到起升手柄操作信号时，输出起升动作保护停止信号；

根据所述起升动作保护停止信号，停止起升电机按照设定的档位动作。

10.一种制动器失效的保护装置，其特征在于，包括：

获取设备，用于获取起升动作给定信号及起升动作运行信号；

控制设备，用于未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，输出起升动作保护信号；并根据所述起升动作保护信号，启动起升电机按照设定的档位动作。

11.如权利要求10所述的制动器失效的保护装置，其特征在于，所述控制设备用于未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，还输出报警控制信号；并根据所述报警控制信号启动报警器进行报警。

12.如权利要求10或11所述的制动器失效的保护装置，其特征在于，所述获取设备进一步用于获取起升手柄操作信号；所述控制设备进一步用于当获取到起升手柄操作信号时，输出起升动作保护停止信号；并根据所述起升动作保护停止信号，停止起升电机按照设定的档位动作。

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