CN103693570B - 超起装置、起重机及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于起重机的超起装置、配置有该超起装置的起重机及其起重机控制方法，该超起装置包括：与起重机的起重臂连接的支架组件、与支架组件滑动连接并通过拉索与起重臂相连接的活动件及驱动组件。其中，驱动组件设置于支架组件或起重臂上并与活动件相连接，用于驱动活动件沿支架组件作往复滑动，以调节拉索与活动件之间的夹角。该超起装置还包括有加固作用的提拉件和用于控制拉索张紧力的驱动转盘。本发明的超起装置可以有效解决现有技术中的超起撑杆长度固定不变，随着起重臂伸长拉索对起重臂的有效拉力变小的问题。
Description
技术领域
本发明涉及起重机技术领域，具体涉及一种超起装置、配置有该超起装置的起重机及其控制方法。
背景技术
随着建筑、化工等行业的建筑规模的大型化，对起重机的吨位也有较大要求，为了使起重机起重能力更强、起升高度更高，大吨位起重机的起重臂一般做得很长（可以达到十几米，甚至几十米）；过长的起重臂会产生较大的附加弯矩，使起重机的起重能力因起重臂挠度的影响而大幅度减小。
为改善起重臂的受力与变形情况，在现有技术中一般都增加了超起装置，即在起重臂根部与起重臂端部之间设置臂架式超起撑杆，使超起撑杆、超起拉索、超起拉板和起重臂形成双三角的稳定形式，减小了起重机起重臂的挠度，增加了其稳定性；这种技术方案一方面在变幅平面内超起拉索对起重臂端部施加一作用力，克服起重臂在变幅平面内的变形，减少起重臂危险截面上的附加弯矩，从而使应力减少；另一方面在回转平面内超起拉索对起重臂增加了支撑，减少起重臂在回转平面内的变形，增强了起重臂在吊重状态时的侧向稳定性。
然而，现有技术中的超起装置中的超起撑杆长度固定，随着起重臂的伸长，超起拉索与超起撑杆之间的夹角将变大，导致超起拉索对起重臂的有效分力变小。
发明内容
本发明实施例主要解决现有技术中超起撑杆长度固定不变，随着起重臂伸长，拉索对起重臂有效拉力减小的技术问题，提供一种超起装置，能够有效地解决上述问题，使起重臂获得足够有效拉力。
为解决上述问题，本发明实施例提供了一种用于起重机的超起装置，所述超起装置包括：支架组件；活动件，与所述支架组件滑动连接，所述活动件的第一端设有驱动转盘；驱动组件，与所述活动件的第二端相连接，所述驱动组件驱动所述活动件沿所述支架组件作往复滑动，以调节所述活动件的位置，进而改变超起装置的实际工作长度。
其中，所述支架组件包括活动架、固定架以及连接件，所述活动架上设有第一配合孔组，所述固定架上设有第二配合孔组，所述活动架和所述固定架利用所述连接件与所述第一、第二配合孔组配合连接。
其中，所述连接件通过与所述第一、第二配合孔组的配合位置的变化来调节所述支架组件在不同工况下的长度。
其中，所述支架组件内设有容置腔，所述活动件设于所述容置腔内。
其中，所述超起装置包括与所述驱动转盘连接的拉索。
其中，所述驱动组件设于所述容置腔内，所述驱动组件为驱动油缸，所述驱动油缸的缸体与所述容置腔的侧壁连接，所述驱动油缸的活塞杆与所述活动件的第二端连接。
为解决上述问题，本发明实施例还提供一种起重机，所述起重机配置有根据上述任一项超起装置。
其中，所述起重机还包括：起重臂，所述超起装置的第一端与所述起重臂连接；提拉件，所述提拉件的第一端与所述起重臂第一端相连接，所述提拉件的第二端与所述支架组件的第二端相连接；所述拉索的第一端与所述起重臂第二端相连接，所述拉索的第二端与所述驱动转盘连接。
为解决上述问题，本发明实施例还提供一种起重机的控制方法，所述方法基于上述任一项起重机执行，所述控制方法包括：在所述起重臂伸缩改变起升高度时，检测所述起重臂的伸缩长度；根据所述伸缩长度控制所述驱动组件驱动所述活动件沿所述支架组件滑动，以保持所述拉索和所述活动件之间的夹角与所述起重臂伸缩改变前相同。
其中，所述起重机还包括传感器，所述传感器检测所述驱动组件的状态及所述起重臂的伸缩长度，以控制所述拉索与所述活动件之间的夹角。
相对于现有技术，本发明能实现超起装置长度可变，当起重臂伸长时，通过调节超起装置的实际工作长度，可以有效改善起重臂的受力状态。另外，本发明提供的起重机控制方法通过驱动组件与起重臂长度关系控制拉索与起重臂之间的夹角，进而精确控制拉索对起重臂的有效拉力。
附图说明
图1是本发明超起装置一实施例的结构示意图；
图2是本发明起重机一实施例的部分结构示意图，其中，未显示车辆主体部分；
图3是本发明起重机一实施例的工作状态结构示意图；
图4是本发明起重机控制方法一实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面，将结合附图和具体实施例对本发明进行详细的说明。
请参阅图1及图2，图1是本发明超起装置一实施例的结构示意图，图2是本发明起重机一实施例的部分结构示意图，其中，未显示车辆主体部分；本实施例中的超起装置1包括支架组件11、活动件12、驱动组件13、驱动转盘14及拉索15。
支架组件11与起重机的起重臂4连接，连接形式为铰接，以使起重机在转场时可以将超起装置1收回至与起重臂4平行状态，在起重机工作状态时，超起装置1撑起至预定工作位置。
支架组件11可以为整体结构，因为整体结构刚性较好，但为了满足运输方便及收起时体积小的要求，支架组件11也可以为多节的结构形式，在优选实施例中，支架组件11包括活动架111和固定架112，固定架112与起重臂4连接。活动架111上设有第一配合孔组（图未示），固定架112上设有第二配合孔组，其中，活动架111和固定架112套设连接，通过调节连接件113与配合孔组的配合位置，改变支架组件11的在不同工况下的长度。活动架111通过连接件113与固定架112可拆卸连接，连接件113可以为连接销轴、连接螺栓等，数量可以为一个或多个。当然，连接件113的具体形式不限于连接销轴和连接螺栓，在本领域技术人员理解范围内，这里不再一一列举。当超起装置1为多节的结构形式时，各节之间的连接形式与活动架111和固定架112的连接相类似，在这里也不再赘述。
在优选实施例中，支架组件11设有容置腔（图未示），活动件12置于容置腔内，并与容置腔内壁滑动连接。支架组件11的结构可以为方形或圆形筒状，也可以为“匚”型，需要有受力接触面及滑动连接面，受力接触面为活动件12将其所受拉力在垂直于活动件12滑动方向上的分力传递到支架组件11的传力面，滑动连接面即实现活动件12与支架组件11滑动连接的平面，当然，受力接触面和滑动连接面也可为同一平面，也就是说两个功能可以在同一平面内完成。
活动件12与支架组件11滑动连接，滑动连接可以利用直线导轨副或者导向滑槽组等，以满足活动件12沿支架组件11运动时有较小的摩擦阻力的要求；另外，活动件12通过拉索15与起重臂4连接，超起装置1提供给起重臂4拉力时，第一受力体即为活动件12，活动件12的作用除了改变超起装置1的实际工作长度，同时一方面将受到的拉力在沿活动件12滑动方向上的分力通过驱动组件13传递到支架组件11或者起重臂4，另一方面将受到的拉力在垂直于活动件12滑动方向上的分力通过受力接触面传递到支架组件11，所以，该滑动连接除了要求摩擦阻力小之外还要求其有较大的刚度，保证在承受拉力时不会产生形变甚至弯曲。该滑动连接需要提供定期润滑或者与润滑系统连接。
在优选实施例中，活动件12为杆状，活动件12的第二端与驱动组件13连接，活动件12的第一端设有驱动转盘14，并通过驱动转盘14与拉索15连接，活动件12置于支架组件11的容置腔内。
驱动组件13的第一端与支架组件11或者起重臂4连接，驱动组件13的第二端与活动件12的第二端相连接，以驱动活动件12沿支架组件11的长度方向作往复滑动，调节活动件12的位置，进而改变超起装置1的实际工作长度，即活动件12的第一端到起重臂4的垂直距离，以调节拉索15与活动件12之间的角度。在优选实施例中，驱动组件13设于支架组件11的容置腔内。
驱动组件13可以根据起重机所提供的动力源形式的不同适应配置，具体可以为油压缸、气压缸或者直线电机，在优选实施例中，驱动组件13为驱动油压缸，其包括缸体131和活塞杆132。缸体131与支架组件11的容置腔侧壁或者起重臂4外壁连接，活塞杆132与活动件12连接。
图2为本发明起重机一实施例部分结构示意图；起重机包括超起装置1、提拉件3及起重臂4。
超起装置1的第一端即固定架112与起重臂4连接，提拉件3的第一端与起重臂4第一端连接，提拉件3的第二端与支架组件11的第二端连接，用以加强超起装置1与起重臂4之间的连接强度，提拉件3可以为钢丝绳、铁链或者活动节板等抗拉强度大的结构。
驱动转盘14与拉索15的第二端连接，用于连接活动件12第一端与拉索15的第二端，拉索15的第一端连接起重臂4的第二端，驱动转盘14从动力元件（图中未示）获得动力转动，实现拉索15的收紧和松放，进而调节拉索15的张紧力。
拉索15对起重臂4沿拉索15方向上产生拉力F，拉力F分解为垂直起重臂4的分力F1和平行起重臂4的分力F2，其中，F1为拉索15对起重臂4的有效拉力，拉索15与活动件12之间的夹角为a，在由超起装置1的实际工作长度、起重臂4和拉索15形成的力学三角中，由F1=F·sin（90°-a）可知，当起重臂4伸长时，拉力F不变，如果超起装置1的实际工作长度不变，则角a将变大，随着角a变大，拉索15对起重臂4的有效拉力F1将变小。本发明中，在起重臂4长度变化的同时，驱动组件13伸长，驱动活动件12运动，使超起装置1的实际工作长度增加，在力学三角形中，角a的大小等于起重臂长度与超起装置1的实际工作长度的比值的正切值，当起重臂伸长时，使得超起装置1的实际工作长度的相应变化，使得角a保持不变，则有效拉力F1不变。
通过改变超起装置1的实际工作长度，使拉索15与活动件12之间的角度保持不变，进而使起重臂4受到的有效拉力不变，解决了超起装置1长度固定不变而引起的起重臂4长度伸长时而有效拉力变小的问题。
在优选实施例中，起重机包括用于检测驱动组件13状态的传感器（图中未示），驱动组件13的状态包括缸体131的压力值（压力传感器）、活塞杆132的伸缩位置（位置传感器）等；起重机还包括用于检测拉索15张紧力的传感器、用于检测起重臂4伸缩长度的距离传感器、信息处理及控制单元。传感器将检测数据发送给信息处理及控制单元，信息处理及控制单元经过计算分析，发出相应的动作指令以控制驱动组件13的伸缩量，进而改变拉索15与活动件12之间的角度。
请参阅图3，图3为本发明起重机一实施例工作状态结构示意图；众所周知，拉索15多为钢丝绳或铁链等较重材质结构，当起重臂4在较长状态工作时，由于拉索15的自重，会产生弯曲，在这种情况下，拉索15与活动件12之间的角度由a会变成a1。
优选实施例中的起重机配置有检测拉索张紧力、驱动组件油压压力、驱动组件的活塞杆位置、起重臂4位置等的传感器，传感器将检测数据发送给信息处理及控制单元，信息处理及控制单元经过计算分析，发出相应的动作指令以控制驱动组件13的伸缩量，即适当对拉索15与活动件12之间的角度增减补偿角度，实现良好的微调效果，不会出现因拉索15的自重引起拉索15对起重臂4的有效拉力发生变化的问题，同时整个调节的过程快速而精确。
图4是本发明起重机控制方法一实施例的流程示意图，该流程包括但不限于以下步骤。
步骤S40，起重臂4伸缩改变起升高度。
步骤S41，检测起重臂4伸缩长度。
在步骤S41中，检测起重臂4的伸缩长度，并检测活塞杆132的伸缩位置，检测拉索15的张紧力，压力传感器检测驱动组件13的油压压力。
其中，本实施例可以采用距离传感器、位置传感器等作为检测元件或者采用拉力传感器等作为检测元件，在此不作限定。
步骤S42，驱动组件13驱动活动件12沿支架组件11滑动，保持拉索15与活动件12之间的夹角不变。
在步骤S42中，信息处理及控制单元根据传感器检测到的信息控制驱动组件13驱动活动件12沿着支架组件11滑动的动作与起重臂4改变长度的动作同时进行。
另外，在这一过程中信息处理及控制单元还对拉索15与活动件12之间的夹角增减适当的补偿角度，补偿角度的数值计算过程在本领域技术人员的理解范围内，在这里不再赘述。
本实施例中的控制方法准确、快速，在保证起重臂受到有效拉力不变的过程中根据起重臂的不同工作长度增减适当的补偿角度，微调效果良好。
以上所述仅为本发明的一种实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (11)
1.一种用于起重机的超起装置，其特征在于，所述超起装置包括：
支架组件(11)；
活动件(12)，与所述支架组件(11)滑动连接，所述活动件(12)的第一端设有驱动转盘(14)；
驱动组件(13)，与所述活动件(12)的第二端相连接，所述驱动组件(13)驱动所述活动件(12)沿所述支架组件(11)作往复滑动，以调节所述活动件(12)的位置，进而改变超起装置的实际工作长度。
2.根据权利要求1所述的超起装置，其特征在于，所述支架组件(11)包括活动架(111)、固定架(112)以及连接件(113)，所述活动架(111)上设有第一配合孔组，所述固定架(112)上设有第二配合孔组，所述活动架(111)和所述固定架(112)利用所述连接件(113)与所述第一、第二配合孔组配合连接。
3.根据权利要求2所述的超起装置，其特征在于，所述连接件(113)通过与所述第一、第二配合孔组的配合位置的变化来调节所述支架组件(11)在不同工况下的长度。
4.根据权利要求2所述的超起装置，其特征在于，所述支架组件(11)内设有容置腔，所述活动件(12)设于所述容置腔内。
5.根据权利要求3所述的超起装置，其特征在于，所述超起装置包括与所述驱动转盘(14)连接的拉索(15)。
6.根据权利要求4所述的超起装置，其特征在于，所述驱动组件(13)设于所述容置腔内，所述驱动组件(13)为驱动油缸，所述驱动油缸的缸体(131)与所述容置腔的侧壁连接，所述驱动油缸的活塞杆(132)与所述活动件(12)的第二端连接。
7.一种起重机，其特征在于，所述起重机配置有根据权利要求1-4和6中任一项所述的超起装置。
8.根据权利要求7所述的起重机，其特征在于，所述超起装置还包括与所述驱动转盘(14)连接的拉索(15)。
9.根据权利要求8所述的起重机，其特征在于，所述起重机还包括：
起重臂(4)，所述超起装置的第一端与所述起重臂(4)连接；
提拉件(3)，所述提拉件(3)的第一端与所述起重臂(4)第一端相连接，所述提拉件(3)的第二端与所述支架组件(11)的第二端相连接；
其中，所述拉索(15)的第一端与所述起重臂(4)第二端相连接，所述拉索(15)的第二端与所述驱动转盘(14)连接。
10.一种起重机的控制方法，其特征在于，所述方法基于权利要求8或9所述的起重机执行，所述控制方法包括：
在所述起重臂(4)伸缩改变起升高度时，检测所述起重臂(4)的伸缩长度；
根据所述伸缩长度控制所述驱动组件(13)驱动所述活动件(12)沿所述支架组件(11)滑动，以保持所述拉索(15)和所述活动件(12)之间的夹角与所述起重臂(4)伸缩改变前相同。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述起重机还包括传感器，所述传感器检测所述驱动组件(13)的状态及所述起重臂(4)的伸缩长度，以控制所述拉索(15)与所述活动件(12)之间的夹角。
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