CN105129639B - 起重机和力矩限制器及其力矩修正方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种起重机和力矩限制器及其力矩修正方法和系统，由于副臂的重量和重心都是固定值，所以先根据起重机副臂常用的状态，设定该副臂的初始状态，再标定其在初始状态的力矩为初始力矩，即可在副臂状态为该初始状态时，直接调用该初始状态的初始力矩为当前力矩，在副臂状态不为初始状态时，通过获取起重机的主臂长度、主臂角度和副臂状态，则可对初始标定的力矩进行校正，根据主臂长度、主臂角度和副臂状态自动加上或减去副臂折算到主臂臂头的力矩，无需再次进行复杂的标定工作，使得尽管副臂状态改变，也能保证力矩限制器的精确无误和起重机的作业安全。

Description

起重机和力矩限制器及其力矩修正方法和系统

技术领域

本发明涉及起重机领域，特别涉及一种起重机和力矩限制器及其力矩修正方法和系统。

背景技术

力矩限制器是防止起重机的起重力矩或起重量超过机械当前状态下所允许的最大载荷的装置，当起重机处于危险状况时，力矩限制器会为操作人员提供声、光报警，并使卸荷保护装置强制停止向危险方向的操作，使起重机在工作时始终处于力矩限制器的安全监控中，从而达到安全保护的目的。所以，力矩限制器的精确运行，是确保起重机安全工作的首要条件。

现有技术中，大部分起重机的副臂都佩戴在主臂上，作为起重机的一个组成部分，在进行力矩限制器标定时，也是默认该起重机工作时主臂上是佩戴有副臂的。但是，有时为了降低运输成本、运行成本或受施工条件限制等，部分起重机在只需用主臂工作时，其将副臂卸下，甚至是放在仓库，没有带往施工现场，该起重机处于不配带副臂工作状态，此时如果不能准确的判断起重机工作时副臂的状态，就会影响力矩限制器的精度。因为，如果主臂工作时没有佩戴副臂，则其对主臂臂头产生的力矩将会消失，通过现有的力矩限制器计算出的吊重量将会偏轻，存在倾翻或者折臂的风险。如果每次使用都对力矩限制器的力矩进行标定，虽然能提高力矩限制器的精度，但是方式复杂、成本昂贵。如何简单快捷的降低副臂状态对力矩限制器精度的影响，确保起重机作业安全，是目前起重机领域亟待解决的一个问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种起重机和力矩限制器及其力矩修正方法和系统，以解决不能准确判断起重机工作时副臂的状态，影响力矩限制器精度的问题。

一方面，本发明提供一种力矩限制器的力矩修正方法，包括步骤：

设定起重机的副臂初始状态；

在所述副臂初始状态下，标定所述力矩限制器的初始力矩；

获取所述起重机的副臂状态；

判断所述副臂状态是否为所述副臂初始状态，若是，则选用所述初始力矩为当前力矩，若不是，则：

获取所述起重机的主臂长度；

获取所述起重机的主臂角度；

根据所述主臂长度、所述主臂角度和所述副臂状态，对所述初始力矩进行修正，得到所述当前力矩。

进一步地，所述获取所述起重机的副臂状态的步骤，包括：

检测所述起重机的副臂是否位于主臂侧面，若是，则判定所述副臂状态为副臂位于主臂侧面；

若否，则继续检测所述起重机的副臂是否位于主臂臂头，若是，则判定所述副臂状态为副臂展开于主臂臂头；

若否，则判定所述副臂状态为副臂已从主臂卸下。

进一步地，所述获取所述起重机的副臂状态的步骤，还包括：

接收用户输入的副臂观测状态，判断所述副臂观测状态与所述副臂状态是否一致，若所述副臂观测状态与所述副臂状态一致，则保持所述副臂状态不变，若所述副臂观测状态与所述副臂状态不一致，则以所述副臂观测状态修正所述副臂状态。

进一步地，所述获取所述起重机的副臂状态的步骤，还包括：

在所述副臂观测状态与所述副臂状态不一致时，发出报警信号。

另一方面，本发明还提供一种力矩限制器的力矩修正系统，包括：

设定模块，用于设定起重机的副臂初始状态；

标定模块，与所述设定模块连接，用于在所述副臂初始状态下，标定所述力矩限制器的初始力矩；

第一获取模块，用于获取所述起重机的副臂状态；

判断模块，与所述设定模块和所述第一获取模块连接，用于判断所述副臂状态是否为所述副臂初始状态；

确定模块，与所述标定模块和所述判断模块连接，用于在所述判断模块的判定结果为是时，选用所述初始力矩为当前力矩；

第二获取模块，用于获取所述起重机的主臂长度；

第三获取模块，用于获取所述起重机的主臂角度；

修正模块，与所述第一获取模块、所述第二获取模块、所述第三获取模块和所述判断模块连接，用于在所述判断模块的判定结果为否时，根据所述主臂长度、所述主臂角度和所述副臂状态，对所述初始力矩进行修正，得到所述当前力矩。

进一步地，所述第三获取模块，包括：

第一检测单元，设置在主臂侧面，用于检测所述起重机的副臂是否位于所述主臂侧面，若是，则判定所述副臂状态为副臂位于主臂侧面；

第二检测单元，设置在主臂臂头，用于检测所述起重机的副臂是否位于所述主臂臂头，若是，则判定所述副臂状态为副臂展开于主臂臂头；

第一判断单元，与所述第一检测单元和所述第二检测单元连接，用于在所述第一检测单元的检测结果为所述起重机的副臂不位于所述主臂侧面，且所述第二检测单元的检测结果为所述起重机的副臂不位于所述主臂臂头的情况下，判定所述副臂状态为副臂已从主臂卸下。

进一步地，所述第三获取模块，还包括：

人机交互单元，用于接收用户输入的副臂观测状态；

第二判断单元，与所述人机交互单元、所述第一检测单元、所述第二检测单元和所述第一判断单元连接，用于判断所述副臂观测状态与所述副臂状态是否一致，若所述副臂观测状态与所述副臂状态一致，则保持所述副臂状态不变，若所述副臂观测状态与所述副臂状态不一致，则以所述副臂观测状态修正所述副臂状态。

进一步地，所述第三获取模块，还包括：

报警单元，与所述第二判断单元连接，用于在所述副臂观测状态与所述副臂状态不一致时，发出报警信号。

另一方面，本发明还提供一种力矩限制器，包括上述任意的力矩修正系统。

另一方面，本发明还提供一种起重机，包括上述力矩限制器。

在本发明提供的起重机和力矩限制器及其力矩修正方法和系统中，由于副臂的重量和重心都是固定值，所以先根据起重机副臂常用的状态，设定该副臂的初始状态，再标定其在初始状态的力矩为初始力矩，即可在副臂状态为该初始状态时，直接调用该初始状态的初始力矩为当前力矩，在副臂状态不为初始状态时，通过获取起重机的主臂长度、主臂角度和副臂状态，则可对初始标定的力矩进行校正，根据主臂长度、主臂角度和副臂状态自动加上或减去副臂折算到主臂臂头的力矩，无需再次进行复杂的标定工作，使得尽管副臂状态改变，也能保证力矩限制器的精确无误和起重机的作业安全。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明力矩限制器的力矩修正方法的一个实施例的流程图；

图2为本发明力矩限制器的力矩修正方法的另一个实施例的流程图；

图3为本发明力矩限制器的力矩修正方法的另一个实施例的流程图；

图4为本发明力矩限制器的力矩修正系统的一个实施例的结构图；

图5为本发明力矩限制器的力矩修正系统的第三获取模块一个实施例的结构图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明的基本思想在于：

如图1所示，显示了本发明的第一实施例，一种力矩限制器的力矩修正方法，包括步骤：

S100：设定起重机的副臂初始状态。

S200：在初始状态下，标定力矩限制器的初始力矩。

S300：获取起重机的副臂状态。

S400：判断副臂状态是否为副臂初始状态，S500：若是，则选用初始力矩为当前力矩，若不是，则：

S600：获取起重机的主臂长度。

S700：获取起重机的主臂角度。

S800：根据主臂长度、主臂角度和副臂状态，对初始力矩进行修正，得到当前力矩。

在该实施例中，由于副臂的重量和重心都是固定值，所以先根据起重机副臂常用的状态，设定该副臂的初始状态，再标定其在初始状态的力矩为初始力矩，即可在副臂状态为该初始状态时，直接调用该初始状态的初始力矩为当前力矩，在副臂状态不为初始状态时，通过获取起重机的主臂长度、主臂角度和副臂状态，则可对初始标定的力矩进行校正，根据主臂长度、主臂角度和副臂状态自动加上或减去副臂折算到主臂臂头的力矩，无需再次进行复杂的标定工作，使得尽管副臂状态改变，也能保证力矩限制器的精确无误和起重机的作业安全。

具体的，步骤S100中的副臂初始状态，可设定为副臂常用的状态。步骤S200，可采用现有技术中的任意标定方法进行初始力矩的标定。

优选的，如图2所示，步骤S300中，获取起重机的副臂状态，包括步骤：

S310：检测起重机的副臂是否位于主臂侧面；

S320：若是，则判定副臂状态为副臂位于主臂侧面；

S330：若否，则继续检测起重机的副臂是否位于主臂臂头；

S340：若是，则判定副臂状态为副臂展开于主臂臂头；

S350：若否，则判定副臂状态为副臂已从主臂卸下。

在该实施例中，副臂状态具体包括副臂位于主臂侧面、副臂展开于主臂臂头以及副臂已从主臂卸下三种状态，几乎包括了起重机副臂的所有正常工作状态，考虑全面，且给出了这三种状态的具体检测和判定形式，无论是副臂位于主臂侧面、副臂展开于主臂臂头，还是副臂已从主臂卸下，均能根据主臂长度、主臂角度和副臂状态，对标定的初始力矩进行修正，在这三种状态下，均能保证力矩限制器的精确无误和起重机的作业安全。

优选的，副臂初始状态，具体为副臂位于主臂侧面、副臂展开于主臂臂头以及副臂已从主臂卸下三种状态中的任意一种，或其它可能状态。初始力矩，具体为该副臂位于主臂侧面、副臂展开于主臂臂头以及副臂已从主臂卸下三种状态中的任意一种状态下标定的力矩。

具体的，步骤S600中，获取起重机的主臂长度，可采用现有技术中的任意实现方式。示例性地，对于固定臂架的机械，如履带式起重机，则可通过存储器预先存储主臂长度参数，通过调用参数的形式获取起重机的主臂长度，该参数存储和调用的具体形式本发明不作限定，可采用现有技术中的任意形式。对于不固定臂架的机械，如伸缩臂式起重机，则可通过臂长传感器检测该起重机的主臂长度。优选的，臂长传感器具体为电位计。此外，还可通过触摸屏、键盘等输入装置，由操作人员根据当前起重机的类型主动输入该主臂长度。

优选的，如图3所示，步骤S300中，获取起重机的副臂状态的步骤，还包括：

S360：接收用户输入的副臂观测状态；

S370：判断副臂观测状态与副臂状态是否一致；

S380：若副臂观测状态与副臂状态一致，则保持副臂状态不变；

S390：若副臂观测状态与副臂状态不一致，则以副臂观测状态修正副臂状态。

具体的，在步骤S310-步骤S350检测副臂状态的前提下，引入操作人员的主观选择，若操作人员没有输入主观选择，即人为观察到的副臂观测状态，则默认选择步骤S310-步骤S350检测到的副臂状态；若操作人员输入主观选择，即人为观察到的副臂观测状态，则判断该副臂观测状态与副臂状态是否一致，若一致，则表示步骤S310-步骤S350检测到的副臂状态是正确的，保持副臂状态不变，若不一致，则表示步骤S310-步骤S350检测到的副臂状态与操作人员的观察结果冲突，可能错误，则以操作人员观察到的副臂观测状态修正副臂状态。

在该实施例中，进一步引入操作人员的主观选择，能在操作人员观察到的副臂观测状态与检测到的副臂状态不一致时，修正副臂状态，进一步降低副臂状态的获取错误率，从而提高力矩的修正准确率，保证力矩限制器的精确无误和起重机的作业安全。

优选的，步骤S300，获取起重机的副臂状态的步骤，还包括：

S3100：在副臂观测状态与副臂状态不一致时，发出报警信号。

具体的，该发出报警信号的步骤，可在步骤S370的判断结果为副臂观测状态与副臂状态不一致时，插入该步骤后的任意步骤进行。在该实施例中，当副臂观测状态与副臂状态不一致时，将发出报警信号，给出报警提示，警告操作人员谨慎操作。此时，操作人员在该报警信号提示下，会再次观察副臂状态是否正确，以进一步降低副臂状态的获取错误率，从而提高力矩的修正准确率，保证力矩限制器的精确无误和起重机的作业安全。更为优选的，操作人员在二次观察副臂状态，发现前次输入的副臂观测状态错误的情况下，可再次输入该次观察到的副臂观测状态，或紧急制动起重机，避免出现危险情况。

如图4所示，显示了本发明的第二实施例，一种力矩限制器的力矩修正系统，包括：

设定模块100，用于设定起重机的副臂初始状态。

标定模块200，与设定模块100连接，用于在副臂初始状态下，标定力矩限制器的初始力矩。

第一获取模块300，用于获取起重机的副臂状态。

判断模块400，与设定模块100和第一获取模块300连接，用于判断副臂状态是否为副臂初始状态。

确定模块500，与标定模块200和判断模块400连接，用于在判断模块400的判定结果为是时，选用初始力矩为当前力矩。

第二获取模块600，用于获取起重机的主臂长度。

第三获取模块700，用于获取起重机的主臂角度。

修正模块800，与第一获取模块300、第二获取模块600、第三获取模块700和判断模块400连接，用于在判断模块400的判定结果为否时，根据主臂长度、主臂角度和副臂状态，对初始力矩进行修正，得到当前力矩。

优选的，第一获取模块300，包括：

第一检测单元310，设置在主臂侧面，用于检测起重机的副臂是否位于主臂侧面，若是，则判定副臂状态为副臂位于主臂侧面。

第二检测单元320，设置在主臂臂头，用于检测起重机的副臂是否位于主臂臂头，若是，则判定副臂状态为副臂展开于主臂臂头。

第一判断单元330，与第一检测单元310和第二检测单元320连接，用于在第一检测单元310的检测结果为起重机的副臂不位于主臂侧面，且第二检测单元320的检测结果为起重机的副臂不位于主臂臂头的情况下，判定副臂状态为副臂已从主臂卸下。

优选的，第一获取模块300，还包括：

人机交互单元340，用于接收用户输入的副臂观测状态。

第二判断单元350，与人机交互单元340、第一检测单元310、第二检测单元320和第一判断单元330连接，用于判断副臂观测状态与副臂状态是否一致，若副臂观测状态与副臂状态一致，则保持副臂状态不变，若副臂观测状态与副臂状态不一致，则以副臂观测状态修正副臂状态。

优选的，第一获取模块300，还包括：

报警单元360，与第二判断单元350连接，用于在副臂观测状态与副臂状态不一致时，发出报警信号。

具体的，

设定模块100和标定模块200，可为键盘、触摸屏等输入装置，操作人员根据副臂常用的状态，设定起重机的副臂初始状态，并标定其在该初始状态下的初始力矩。对于固定臂架的机械，如履带式起重机，第二获取模块600，可优选为存储器，通过存储器预先存储主臂长度参数，通过调用参数的形式获取起重机的主臂长度，该参数存储和调用的具体形式本发明不作限定，可采用现有技术中的任意形式。对于不固定臂架的机械，如伸缩臂式起重机，第二获取模块600，可具体为臂长传感器，优选为电位计。此外，第二获取模块600，还可为触摸屏、键盘等输入装置，由操作人员根据当前起重机的类型主动输入该主臂长度。

第三获取模块700，具体为角度传感器。优选为电位计。

第一获取模块300的第一检测单元310和第二检测单元320，可为分布在主臂侧面和主臂臂头的传感器，优选为红外传感器、压力传感器等。第一判断单元330、人机交互单元340、第二判断单元350、报警单元360和设定模块100、标定模块200、判断模块400、确定模块500、修正模块800，仅仅是功能区域的划分，并不对其物理结构进行限定，该些模块和单元可组合集成，如采用一个单片机控制系统或PLC逻辑电路实现，还可采用现有技术中的其它任意实现形式，各模块和单元间的数据传输可采用有线或无线通讯形式，或其它数据传输方法。优选的，人机交互单元340，具体为触摸屏、键盘、语音识别等输入装置。报警单元360，具体为蜂鸣器、灯光闪烁等，还可为现有技术中声、光警报的任何其它形式，在此不作限定。

上述力矩限制器的力矩修正系统与力矩修正方法对应，其技术效果和具体实现方式雷同，在此不再赘述。

本发明还提供一种力矩限制器，包括上述任意的力矩修正系统，以及一种起重机，包括上述力矩限制器。

具体的，上述力矩修正系统可集成至现有技术中的任意力矩限制器中，对该力矩限制器的标定力矩进行修正，保证力矩限制器的精确无误。该包括上述任意力矩修正系统的力矩限制器，可应用于现有技术中任意的起重机中，包括汽车起重机、轮胎起重机、铁路轨道起重机、履带起重机、塔式起重机、门座起重机和高空作业车等机械设备，以保证该些设备的作业安全

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种力矩限制器的力矩修正方法，其特征在于，包括步骤：

设定起重机的副臂初始状态；

在所述副臂初始状态下，标定所述力矩限制器的初始力矩；

获取所述起重机的副臂状态；

判断所述副臂状态是否为所述副臂初始状态，若是，则选用所述初始力矩为当前力矩，若不是，则：

获取所述起重机的主臂长度；

获取所述起重机的主臂角度；

根据所述主臂长度、所述主臂角度和所述副臂状态，对所述初始力矩进行修正，得到所述当前力矩。

2.根据权利要求1所述的力矩限制器的力矩修正方法，其特征在于，所述获取所述起重机的副臂状态的步骤，包括：

检测所述起重机的副臂是否位于主臂侧面，若是，则判定所述副臂状态为副臂位于主臂侧面；

若否，则继续检测所述起重机的副臂是否位于主臂臂头，若是，则判定所述副臂状态为副臂展开于主臂臂头；

若否，则判定所述副臂状态为副臂已从主臂卸下。

3.根据权利要求2所述的力矩限制器的力矩修正方法，其特征在于，所述获取所述起重机的副臂状态的步骤，还包括：

接收用户输入的副臂观测状态，判断所述副臂观测状态与所述副臂状态是否一致，若所述副臂观测状态与所述副臂状态一致，则保持所述副臂状态不变，若所述副臂观测状态与所述副臂状态不一致，则以所述副臂观测状态修正所述副臂状态。

4.根据权利要求3所述的力矩限制器的力矩修正方法，其特征在于，所述获取所述起重机的副臂状态的步骤，还包括：

在所述副臂观测状态与所述副臂状态不一致时，发出报警信号。

5.一种力矩限制器的力矩修正系统，其特征在于，包括：

设定模块，用于设定起重机的副臂初始状态；

标定模块，与所述设定模块连接，用于在所述副臂初始状态下，标定所述力矩限制器的初始力矩；

第一获取模块，用于获取所述起重机的副臂状态；

判断模块，与所述设定模块和所述第一获取模块连接，用于判断所述副臂状态是否为所述副臂初始状态；

确定模块，与所述标定模块和所述判断模块连接，用于在所述判断模块的判定结果为是时，选用所述初始力矩为当前力矩；

第二获取模块，用于获取所述起重机的主臂长度；

第三获取模块，用于获取所述起重机的主臂角度；

修正模块，与所述第一获取模块、所述第二获取模块、所述第三获取模块和所述判断模块连接，用于在所述判断模块的判定结果为否时，根据所述主臂长度、所述主臂角度和所述副臂状态，对所述初始力矩进行修正，得到所述当前力矩。

6.根据权利要求5所述的力矩限制器的力矩修正系统，其特征在于，所述第一获取模块，包括：

第一检测单元，设置在主臂侧面，用于检测所述起重机的副臂是否位于所述主臂侧面，若是，则判定所述副臂状态为副臂位于主臂侧面；

第二检测单元，设置在主臂臂头，用于检测所述起重机的副臂是否位于所述主臂臂头，若是，则判定所述副臂状态为副臂展开于主臂臂头；

第一判断单元，与所述第一检测单元和所述第二检测单元连接，用于在所述第一检测单元的检测结果为所述起重机的副臂不位于所述主臂侧面，且所述第二检测单元的检测结果为所述起重机的副臂不位于所述主臂臂头的情况下，判定所述副臂状态为副臂已从主臂卸下。

7.根据权利要求6所述的力矩限制器的力矩修正系统，其特征在于，所述第一获取模块，还包括：

人机交互单元，用于接收用户输入的副臂观测状态；

第二判断单元，与所述人机交互单元、所述第一检测单元、所述第二检测单元和所述第一判断单元连接，用于判断所述副臂观测状态与所述副臂状态是否一致，若所述副臂观测状态与所述副臂状态一致，则保持所述副臂状态不变，若所述副臂观测状态与所述副臂状态不一致，则以所述副臂观测状态修正所述副臂状态。

8.根据权利要求7所述的力矩限制器的力矩修正系统，其特征在于，所述第一获取模块，还包括：

报警单元，与所述第二判断单元连接，用于在所述副臂观测状态与所述副臂状态不一致时，发出报警信号。

9.一种力矩限制器，其特征在于，包括权利要求5-8任意一项所述的力矩修正系统。

10.一种起重机，其特征在于，包括权利要求9所述的力矩限制器。