CN104961061B - 一种用于履带式起重机的力矩限制器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于履带式起重机的力矩限制器及其控制方法，履带式起重机的两条履带板最外围组成的长方形构成支承面，活动配重放在主机的配重滑道上，活动配重通过配重油缸与主机连接，该力矩限制器至少包括压力监测单元、油缸位移传感器、角度传感器、起重性能表计算模块、负载运算模块、比较模块，压力监测单元分别与起重性能表计算模块、负载运算模块的输入端连接，起重性能表计算模块的输入端同时与油缸位移传感器连接；负载运算模块的输入端同时与角度传感器连接；起重性能表计算模块、负载运算模块的输出端与比较报警模块的输入端连接。本发明配合起重机重心控制系统使用，具有实时计算起重性能表功能，使起重机智能化，增加了安全性。

Description

一种用于履带式起重机的力矩限制器及其控制方法
技术领域
本发明涉及起重机领域，具体涉及一种用于履带式起重机的力矩限制器及其控制方法。
背景技术
力矩限制器是起重机上的一种安全装置，力矩限制器有两个作用，一是称重，二是控制，利用力传感器和角度传感器，实时检测负载的大小和倾翻力矩，与力矩限制器主机内预先存储的起重性能表进行比对，超出时进行危险方向的动作限制。传统的力矩限制器比较的标准是预先存储在力矩限制器主机内的起重性能表，起重性能表一般是固定的。取力方式按取力部位分为变幅取力和钩绳取力，还有的直接吊钩上取力，按取力传感器方式为拉板式和三滑轮式，这些都是在主机上部取力。
针对带重心控制系统的履带式起重机，履带式起重机的两条履带板最外围组成的长方形构成履带式起重机的支承面，履带式起重机的活动配重放在主机的配重滑道上，活动配重通过配重油缸与主机连接；履带式起重机的两条履带的四个角靠近端部处对称设置四个压力监测单元；由于实行了起重机的重心控制系统，起重性能表得到了扩展，而且，受现场地形环境限制，可能起重机的重心控制系统不能完全发挥作用。这些情况下，作为比较基础的起重性能表就不是一个定值，而是随着主机配重伸缩变化的值。因此有必要设计一种新型的适用于起重性能表变化的力矩限制器。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有起重机控制存在的上述不足，提供一种用于履带式起重机的力矩限制器及其控制方法。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种用于履带式起重机的力矩限制器，履带式起重机的两条履带板最外围组成的长方形构成履带式起重机的支承面，履带式起重机的活动配重放在主机的配重滑道上，活动配重通过配重油缸与主机连接，该力矩限制器至少包括压力监测单元、油缸位移传感器、角度传感器、负载传感器、起重性能表计算模块、负载运算模块、比较模块，所述压力监测单元分别与起重性能表计算模块、负载运算模块的输入端连接，起重性能表计算模块的输入端同时与油缸位移传感器连接；所述负载运算模块的输入端同时与角度传感器、负载传感器连接；起重性能表计算模块、负载运算模块的输出端与比较模块的输入端连接；
所述压力监测单元设有四个、对称设置在履带式起重机的两条履带的四个角靠近端部处，油缸位移传感器用于读取配重油缸的伸缩值，角度传感器设置在起重臂的吊臂尾部、用于检测起重臂的角度值；
所述起重性能表计算模块用于根据配重油缸伸缩值、负载传感器检测值以及履带四个角的压力监测单元的检测值，实时动态计算出起重性能表，获取额定负载值；
所述负载运算模块用于根据角度传感器测出的角度值及负载传感器检测值获取实际负载大小幅度；
所述比较模块用于比较起重性能表及负载大小幅度反映的额定负载与实际负载的大小，判断是否发出报警信号。
按上述方案，所述压力监测单元采用力传感器。
按上述方案，所述负载传感器是安装在起重机变幅钢丝绳或者钩绳的传感器，采用板环式或三滑轮式，用于检测吊钩下的负载的大小。
本发明还提供了一种用于履带式起重机的力矩限制器的控制方法，履带式起重机的两条履带板最外围组成的长方形作为履带式起重机的支承面，履带式起重机的活动配重放在主机的配重滑道上，活动配重通过配重油缸与主机连接，具体包括如下步骤：
1）将力矩限制器的压力监测单元对称设置在履带式起重机的两条履带的四个角靠近端部处，将角度传感器设置在起重臂的吊臂尾部；
2）将压力监测单元检测的力信号和配重油缸伸缩值输入起重性能表计算模块，实时动态计算出起重性能表，获取额定负载值；
3）将负载传感器检测值和角度传感器采集的角度信号输入力矩限制器的负载运算模块，计算出幅度与载荷大小；履带四角的压力监测单元检测的力信号作为输入到负载运算模块的验算和修正条件，参与负载的运算环节；
4）通过力矩限制器的比较模块比较额定负载与实际负载的大小，判断是否发出报警信号：当实际负载小于或等于90%额定负载时，履带式起重机继续工作；当实际负载大于90%额定负载且不超过额定负载时，比较模块发出报警信号；当实际负载超过额定负载时，力矩限制器限制履带式起重机动作。
本发明力矩限制器主机内事先固化专用程序，用以根据油缸伸缩值，履带四个角压力传感的值，以及起重机各种参数，来实时动态地计算出此时的起重性能表。以此为比较的依据，利用力的传感器和角度传感器，实时检测负载的大小和倾翻力矩，与力矩限制器主机内实时的起重性能表进行比对，一旦实际负载超出额定负载进行危险方向的动作限制。履带四个角压力传感单元的检测值，同时还有两个用途：一是用作辅助测定所起吊的负载大小，二是用作力矩限制器控制的边界条件，这个边界条件与起重机负载检测比对一起协同起到安全控制作用。
本发明所说的起重性能表是经过实时运算后得到的性能表，与传统的固定式的性能表有所差异，因为采用了带压力监测单元的起重机重心稳定系统，本发明起重性能表比传统的固定的性能表有所提升，整机稳定性增强。负载传感器的吊钩下的负载大小检测值和起重臂的角度传感器的值输入到力矩限制器的负载运算模块，按照事先设定的程序进行运算处理，得以在液晶显示器上显示当前负载的大小和幅度。
本发明与现有技术相比具有以下主要优点：
1、本发明力矩限制器除具有传统力矩限制器的称重和限制功能外，还具有实时计算起重性能表功能；
2、本发明力矩限制器配合起重机重心控制系统使用，使起重机智能化，增加了安全性。
附图说明
图1是本发明履带式起重机的结构图；
图2是本发明四个力传感器的分布图；
图3是本发明活动配重与主机配合连接的结构示意图；
图4是本发明力矩限制器的工作流程图；
图中，1-吊钩，2-钩绳，3-起重臂，4-变幅拉索，6-主机，7-桅杆，8-变幅钢丝绳，9-活动配重，10-配重滑道，11-第一力传感器，12-右履带架，13-第二力传感器，14-地面，15-配重油缸，16-第三力传感器，17-左履带架，18-第四力传感器。
具体实施方式
下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
参照图1~图4所示，本发明所述的用于履带式起重机的力矩限制器，履带式起重机的主要构成包括吊钩1、钩绳2、起重臂3、变幅拉索4、主机6、桅杆7、变幅钢丝绳8，履带式起重机的两条履带板最外围组成的长方形构成履带式起重机的支承面（履带式起重机的自重和所起吊载荷的重量全部由与地面14直接接触的左履带板17、右履带板12承受），履带式起重机的活动配重9放在主机6的配重滑道10上，活动配重9通过配重油缸15与主机6连接；该力矩限制器至少包括压力监测单元、油缸位移传感器、角度传感器、起重性能表计算模块、负载运算模块、比较模块，所述压力监测单元分别与起重性能表计算模块、负载运算模块的输入端连接，起重性能表计算模块的输入端同时与油缸位移传感器连接；所述负载运算模块的输入端同时与角度传感器、负载传感器连接；起重性能表计算模块、负载运算模块的输出端与比较模块的输入端连接；
所述压力监测单元设置有四个，分别为第一力传感器11、第二力传感器13、第三力传感器16、第四力传感器18，四个力传感器对称分布在履带式起重机的两条履带的四个角靠近端部处，油缸位移传感器用于读取配重油缸15的伸缩值，角度传感器设置在起重臂3的吊臂尾部、用于检测起重臂的角度值；
所述起重性能表计算模块用于根据配重油缸伸缩值、负载传感器检测值以及履带四个角的压力监测单元的检测值，实时动态计算出起重性能表，获取额定负载值；
所述负载运算模块用于根据角度传感器测出的角度值及负载传感器检测值获取实际负载大小幅度；
所述比较模块用于比较起重性能表及负载大小幅度反映的额定负载与实际负载的大小，判断是否发出报警信号（当实际负载小于或等于90%额定负载时，履带式起重机继续工作；当实际负载大于90%额定负载且不超过额定负载时，比较模块发出报警信号；当实际负载超过额定负载时，力矩限制器限制履带式起重机动作）。
本发明用于履带式起重机的力矩限制器的控制方法，具体包括如下步骤：
1）将力矩限制器的四个力传感器对称设置在履带式起重机的两条履带的四个角靠近端部处，将角度传感器设置在起重臂3的吊臂尾部；
2）将四个力传感器检测的力信号和配重油缸伸缩值输入起重性能表计算模块，实时动态计算出起重性能表，获取额定负载值；
3）将负载传感器检测值和角度传感器采集的角度信号输入力矩限制器的负载运算模块，计算出幅度与载荷大小；履带四角的压力监测单元检测的力信号作为输入到负载运算模块的验算和修正条件，参与负载的运算环节；
4）通过力矩限制器的比较模块比较额定负载与实际负载的大小，判断是否发出报警信号：当实际负载小于或等于90%额定负载时，履带式起重机继续工作；当实际负载大于90%额定负载且不超过额定负载时，比较模块发出报警信号；当实际负载超过额定负载时，力矩限制器限制履带式起重机做危险方向的动作。
根据公知的知识，起重机性能表是受起重臂3等关键部件的强度和起重机整机稳定性这两个条件的双重限制，如果大大提高稳定性的边界条件，会使得起重机起重性能表的显著提升。履带四角的力传感器的检测值，一方面作为配重油缸调整的信号依据，另一方面配重油缸调整后，整机重心位置发生变化，这个变化可以通过履带四角的力传感器的检测值得以体现。由于重心稳定系统的作用，使起重机整机稳定性大大提高，这些重心变化数据输入到专用的起重性能表计算模块，可以实时计算出当前的起重性能表。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，而这些显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种用于履带式起重机的力矩限制器，其特征在于，履带式起重机的两条履带板最外围组成的长方形构成履带式起重机的支承面，履带式起重机的活动配重放在主机的配重滑道上，活动配重通过配重油缸与主机连接，该力矩限制器至少包括压力监测单元、油缸位移传感器、角度传感器、负载传感器、起重性能表计算模块、负载运算模块、比较模块，所述压力监测单元分别与起重性能表计算模块、负载运算模块的输入端连接，起重性能表计算模块的输入端同时与油缸位移传感器连接；所述负载运算模块的输入端同时与角度传感器、负载传感器连接；起重性能表计算模块、负载运算模块的输出端与比较模块的输入端连接；
所述压力监测单元设有四个、对称设置在履带式起重机的两条履带的四个角靠近端部处，油缸位移传感器用于读取配重油缸的伸缩值，角度传感器设置在起重臂的吊臂尾部、用于检测起重臂的角度值；
所述起重性能表计算模块用于根据配重油缸伸缩值、负载传感器检测值以及履带四个角的压力监测单元的检测值，实时动态计算出起重性能表，获取额定负载值；
所述负载运算模块用于根据角度传感器测出的角度值及负载传感器检测值获取实际负载大小幅度；
所述比较模块用于比较起重性能表及负载大小幅度反映的额定负载与实际负载的大小，判断是否发出报警信号。
2. 如权利要求1所述的用于履带式起重机的力矩限制器，其特征在于，所述压力监测单元采用力传感器。
3. 如权利要求1所述的用于履带式起重机的力矩限制器，其特征在于，所述负载传感器是安装在起重机变幅钢丝绳或者钩绳的传感器，采用板环式或三滑轮式，用于检测吊钩下的负载的大小。
4. 一种上述权利要求1-3任意之一所述的用于履带式起重机的力矩限制器的控制方法，履带式起重机的两条履带板最外围组成的长方形作为履带式起重机的支承面，履带式起重机的活动配重放在主机的配重滑道上，活动配重通过配重油缸与主机连接，其特征在于，具体包括如下步骤：
1）将力矩限制器的压力监测单元对称设置在履带式起重机的两条履带的四个角靠近端部处，将角度传感器设置在起重臂的吊臂尾部；
2）将压力监测单元检测的力信号和配重油缸伸缩值输入起重性能表计算模块，实时动态计算出起重性能表，获取额定负载值；
3）将负载传感器检测值和角度传感器采集的角度信号输入力矩限制器的负载运算模块，计算出幅度与载荷大小；履带四角的压力监测单元检测的力信号作为输入到负载运算模块的验算和修正条件，参与负载的运算环节；
4）通过力矩限制器的比较模块比较额定负载与实际负载的大小，判断是否发出报警信号：通过力矩限制器的比较模块比较额定负载与实际负载的大小，判断是否发出报警信号：当实际负载小于或等于90%额定负载时，履带式起重机继续工作；当实际负载大于90%额定负载且不超过额定负载时，比较模块发出报警信号；当实际负载超过额定负载时，力矩限制器限制履带式起重机动作。
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