CN104420457A - 防止强夯机脱钩器带重物自由降落的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械设备控制领域，公开了一种防止强夯机脱钩器带重物自由降落的装置及方法，该装置包括：重力传感器和控制器；所述重力传感器，用于实时检测脱钩器上的重物，并将检测值传送给所述控制器；所述控制器，用于根据所述检测值控制是否允许所述自由落钩执行机构开启，并且在所述检测值大于设定值时，禁止自由落钩执行机构开启；否则，允许自由落钩执行机构开启。利用本发明，可以保证强夯机作业的安全性。

Description

防止强夯机脱钩器带重物自由降落的装置及方法

技术领域

本发明涉及机械设备控制技术领域，具体涉及一种防止强夯机脱钩器带重物自由降落的装置及方法。

背景技术

强夯机是建筑工程中对松土压实的工程机械，现有强夯机多为液压控制式机械设备，工作过程为：一、脱钩器吊重物起升到一定高度后，脱钩器脱钩，重物自由落体下落，从而实现夯击效果；二、人工操作起动自由落钩功能：脱钩器随吊钩进行自由落体动作快速落至重物旁；三、挂好重物后提升进行新一轮夯击过程。

上述整个工作流程都是在人工操作下实现的，对操作人员要求较高，难免在操作过程中出现误操作，即在有重物的情况下打开卷扬制动器和离合器，启动自由落钩动作，在发现操作错误后，又操作液压制动器控制阀从而在有重物的情况下进行空中制动，从而导致整机倾翻严重后果。

在整个作业流程中大都存在以下安全隐患：

一、重物在起升过程中存在可能自由下落安全隐患；

二、重物没有脱钩而进行了自由下放操作，并在空中进行了制动操作导致倾翻安全隐患；

三、自由落钩制动停止控制不当，造成在空中制动的现象，也容易造成重大安全事故。

发明内容

本发明提供一种防止强夯机脱钩器带重物自由降落的装置及方法，以保证强夯机作业的安全性。

为此，本发明提供如下技术方案：

一种防止强夯机脱钩器带重物自由降落的装置，所述强夯机包括自由落钩执行机构，所述装置包括：重力传感器和控制器；

所述重力传感器，用于实时检测脱钩器上的重物，并将检测值传送给所述控制器；

所述控制器，用于根据所述检测值控制是否允许所述自由落钩执行机构开启，并且在所述检测值大于设定值时，禁止自由落钩执行机构开启；否则，允许自由落钩执行机构开启。

优选地，所述重力传感器安装在所述强夯机的定滑轮组上。

优选地，所述装置还包括：高度检测开关和制动压力检测开关；

所述高度检测开关，用于在脱钩器上升到设定高度时发送位置信号给所述控制器；

所述控制器，还用于在收到所述位置信号后，控制外制动器制动；

所述制动压力检测开关，用于实时检测制动回路上的压力，并在检测到制动压力后，发送压力信号给所述控制器；

所述控制器，还用于在收到所述压力信号后，控制脱钩器执行脱钩操作。

优选地，所述位置信号和压力信号为开关量信号。

优选地，所述控制器为单片机。

一种防止强夯机脱钩器带重物自由降落的方法，所述强夯机包括自由落钩执行机构，所述方法包括：

实时检测脱钩器上的重物，得到检测值；

如果所述检测值大于设定值，则禁止自由落钩执行机构开启；

否则，允许自由落钩执行机构开启。

优选地，所述实时检测脱钩器上的重物包括：

利用重力传感器实时检测脱钩器上的重物。

优选地，所述重力传感器安装在所述强夯机的定滑轮组上。

优选地，所述方法还包括：

在起钩后实时检测脱钩器的上升高度；

在检测到脱钩器上升到设定高度后，控制外制动器制动；

实时检测制动回路上的压力；

在检测到制动压力后，控制脱钩器执行脱钩操作。

优选地，所述实时检测制动回路上的压力包括：

通过制动压力检测开关实时检测制动回路上的压力。

本发明提供的防止强夯机脱钩器带重物自由降落的装置及方法，通过在脱钩过程中检测有无载荷的方式，很好地避免了脱钩器上有重物一起落下造成的设备损坏及潜在的安全隐患，保证了强夯机工况的安全，并提高了设备操作的可靠性及智能化程度。

进一步地，通过采取先制动后脱钩的工作方式，有效地保护了卷扬马达以及马达减速机，避免了高速提升过程中突然失去载荷造成的设备损害，延长其工作寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明防止强夯机脱钩器带重物自由降落的装置第一实施例的结构示意图；

图2是本发明防止强夯机脱钩器带重物自由降落的装置第二实施例的结构示意图；

图3是本发明装置中高度检测开关和重力传感器在强夯机上的布局示意图；

图4是本发明装置中制动压力检测开关所在制动回路的原理框图；

图5是利用本发明方法的强夯机的工作流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

针对现有技术中强夯机作业过程中存在的安全隐患，本发明提供一种防止强夯机脱钩器带重物自由降落的装置及方法，以提高设备操作的可靠性以及智能化程度。

如图1所示，是本发明防止强夯机脱钩器带重物自由降落的装置第一实施例的结构示意图。

在该实施例中，所述装置包括：重力传感器11和控制器12。其中：

重力传感器11用于实时检测脱钩器上的重物，并将检测值传送给控制器12。

控制器12用于根据所述检测值控制是否允许强夯机的自由落钩执行机构13开启，并且在所述检测值大于设定值时，禁止自由落钩执行机构13开启；否则，允许自由落钩执行机构13开启。

上述重力传感器11可以安装在强夯机的定滑轮组上。

本发明实施例的装置，通过在脱钩过程中检测有无载荷的方式，可以有效地避免脱钩器上有重物一起落下造成的设备损坏及潜在的安全隐患，保证强夯机工况的安全，并提高设备操作的可靠性及智能化程度。

利用本发明实施例的装置，不仅可以保证重物提升过程中的安全，而且在指定高度起动自由落钩时也能起到安全保护作用，对此下面分别详细说明。

1.提升过程中的安全保护

通过操作装置提升重物过程中，重力传感器实时检测有无重物，控制器实时根据重力传感器的信号进行逻辑判断，在重力传感器检测值大于设定值（该设定值可根据实际重物重量确定）时确定有重物，从而经过逻辑运算限制自由落钩动作，即在有重物时，控制器根据逻辑判断结果确定，禁止自由落钩执行机构开启，则即使操作人员按下控制开关，也不会启动自由落钩动作，自由落钩控制离合器电磁阀不打开，保证在提升作业过程中无发生自由落钩的工况，从而避免了由于自由落钩启动造成的严重后果。

2.在指定高度起动自由落钩的安全保护

在指定高度拉绳脱钩时，由于脱钩器问题或者其他原因导致重物没有脱离，假如操作人员在疲惫状态下判断失误，人为启动了自由落钩执行机构，此时，控制器会根据重力传感器发送的信号进行逻辑判断，确定是否允许自由落钩功能起动：在有重物时，禁止自由落钩执行机构开启，不打开离合器，从而不起动自由落钩动作；没有重物时，允许自由落钩执行机构开启，打开离合器，起动自由落钩，从而起到了安全保护的作用。

进一步，为了更好地保护强夯机卷扬马达以及马达减速器，避免高速提升过程中脱钩器突然失去载荷造成的损坏，如图2所示，在本发明装置的另一实施例中，所述装置还可包括：高度检测开关21和制动压力检测开关22。其中：

所述高度检测开关21用于在脱钩器上升到设定高度（比如，20米）时发送位置信号给控制器12。

相应地，在该实施例中，控制器12还用于在收到所述位置信号后，控制强夯机外制动器23制动。

所述制动压力检测开关22用于实时检测制动回路上的压力，并在检测到制动压力后，发送压力信号给控制器12。

相应地，在该实施例中，控制器12还用于在收到所述压力信号后，控制脱钩器执行脱钩操作。

上述位置信号和压力信号可以是开关量信号，控制器12可以是单片机。

如图3所示，是本发明装置中高度检测开关和重力传感器在强夯机上的布局示意图。

在实际应用中，可以将上述高度检测开关21设置在脱钩器2的吊绳上，预先选好其位置。

如图3所示，上述重力传感器11可以设置在臂架臂头变幅拉绳上。

应用本发明实施例的防止强夯机脱钩器带重物自由降落的装置后，强夯机的工作过程如下：

脱钩器2提升重物1---到达设定高度---制动---脱钩器2脱钩，重物1自由落体下落---卷扬卷筒及马达4控制脱钩器2自由落钩。

上述制动压力检测开关22可以设置在制动回路中。

如图4所示，是本发明装置中制动压力检测开关所在制动回路的原理框图。

该制动回路的执行元件主要有：卷扬马达4（自带内制动器45）、外制动器44、离合器46。

该制动回路的控制元件主要有：

第一电磁阀41：外制动器、离合器控制右路总阀，得电时可控制外制动器44和离合器46动作；

第二电磁阀42：外制动器高压制动控制阀，得电时控制外制动器44制动，失电时外制动器44不制动；

第三电磁阀43：离合器控制阀，得电时离合器46打开，卷扬卷筒与卷扬马达4完全脱离；

脚踏阀47：外制动器低压控制阀，踩下为制动、松开为不制动；

脚踏阀检测开关48：用于检测脚踏阀47是否踩下；

制动压力检测开关22：用于检测外制动器44是否制动。

下面继续结合图3和图4进一步详细说明本发明装置的作用。

强夯机卷扬提升重物上升到一定高度，高度检测开关21检测到位置信号并发送给控制器12。控制器12收到该位置信号后发出制动指令，第一电磁阀41、第二电磁阀42得电，外制动器44制动。这时制动压力检测开关22检测到制动压力并向控制器12发送压力信号，控制器12收到该压力信号后，发出脱重物指令，脱钩油缸动作并使重物1自由脱落到地面进行夯击作业。

重力传感器11实时检测脱钩器上的重物，并将检测值传送给控制器12。控制器12根据所述检测值判断脱钩器上是否有重物，如果有，则控制第三电磁阀43得电，离合器46打开，卷扬卷筒与卷扬马达4完全脱离，从而禁止自由落钩动作；否则，控制第三电磁阀43不得电，此时，操作人员踩下脚踏阀47，脚踏阀检测开关48得到信号并发给控制器12，控制器12发出控制指令：第一电磁阀41失电，制动回路切换成低压制动。此时，如果离合器46打开，操作人员松开脚踏阀47时，脱钩器2就会进行自由滑落动作，否则不会。在脱钩器2滑落到已经落下的重物1顶端时，操作人员踩下脚踏阀47，外制动器44制动，使卷扬卷筒停止转动，操作人员再操作驾驶室内操作复位按钮，使第二电磁阀42和第三电磁阀43失电。

上述过程即完成了一个完整的夯击流程。

通过上述描述可知，本发明实施例的装置，通过采取先制动后脱钩的工作方式，有效地保护了卷扬马达以及马达减速机，避免了高速提升过程中突然失去载荷造成的设备损害，延长其工作寿命。

相应地，本发明还提供一种防止强夯机脱钩器带重物自由降落的方法，在该方法中，通过实时检测脱钩器上的重物，得到检测值；如果所述检测值大于设定值，则禁止自由落钩执行机构开启；否则，允许自由落钩执行机构开启。

另外，在本发明方法的另一实施例中，还可以在脱钩器脱钩前，增加制动操作，并通过实时检测制动回动上的压力，根据检测结果来决定是否进行脱钩操作。具体地，在检测到制动压力后，执行脱钩操作，使重物脱钩；否则，表明可能是出现故障，此时可以通过人工干预进行异常状态的检测并执行相应的操作，比如可以通过液压手柄控制重物和拉钩器下落。

如图5所示，是利用本发明方法的强夯机的工作流程图，包括以下步骤：

501、脱钩器起钩，开始重物提升过程；

502、检测提升高度是否达到设定高度；如果是，则执行步骤53；否则，继续检测；

503、制动器制动；

504、判断是否检测到制动压力；如果是，则执行步骤505；否则，执行步骤511；

505、执行脱钩操作；

506、液压制动脚踏阀起动并触发脚踏阀检测开关；

507、重力传感器进行重物检测；如果检测到脱钩器上有重物，则执行步骤508；否则，执行步骤509；

508、控制器控制离合器不打开；

509、控制器控制离合器打开；

501、控制脱钩器落地；

511、进行异常状态处理。

由此可见，本发明提供的防止强夯机脱钩器带重物自由降落的方法，通过在脱钩过程中检测有无载荷的方式，很好地避免了脱钩器上有重物一起落下造成的设备损坏及潜在的安全隐患，保证了强夯机工况的安全，并提高了设备操作的可靠性及智能化程度。

进一步地，通过采取先制动后脱钩的工作方式，有效地保护了卷扬马达以及马达减速机，避免了高速提升过程中突然失去载荷造成的设备损害，延长其工作寿命。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

而且，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，在实际应用中，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部装置来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种防止强夯机脱钩器带重物自由降落的装置，所述强夯机包括自由落钩执行机构，其特征在于，所述装置包括：重力传感器和控制器；

所述重力传感器，用于实时检测脱钩器上的重物，并将检测值传送给所述控制器；

所述控制器，用于根据所述检测值控制是否允许所述自由落钩执行机构开启，并且在所述检测值大于设定值时，禁止自由落钩执行机构开启；否则，允许自由落钩执行机构开启。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述重力传感器安装在所述强夯机的定滑轮组上。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：高度检测开关和制动压力检测开关；

所述高度检测开关，用于在脱钩器上升到设定高度时发送位置信号给所述控制器；

所述控制器，还用于在收到所述位置信号后，控制外制动器制动；

所述制动压力检测开关，用于实时检测制动回路上的压力，并在检测到制动压力后，发送压力信号给所述控制器；

所述控制器，还用于在收到所述压力信号后，控制脱钩器执行脱钩操作。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述位置信号和压力信号为开关量信号。

5.如权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述控制器为单片机。

6.一种防止强夯机脱钩器带重物自由降落的方法，所述强夯机包括自由落钩执行机构，其特征在于，所述方法包括：

实时检测脱钩器上的重物，得到检测值；

如果所述检测值大于设定值，则禁止自由落钩执行机构开启；

否则，允许自由落钩执行机构开启。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述实时检测脱钩器上的重物包括：

利用重力传感器实时检测脱钩器上的重物。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述重力传感器安装在所述强夯机的定滑轮组上。

9.如权利要求6至8任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在起钩后实时检测脱钩器的上升高度；

在检测到脱钩器上升到设定高度后，控制外制动器制动；

实时检测制动回路上的压力；

在检测到制动压力后，控制脱钩器执行脱钩操作。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述实时检测制动回路上的压力包括：

通过制动压力检测开关实时检测制动回路上的压力。