CN105217468B - 起重设备及其配重加载设备以及配重的载荷的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种起重设备及其配重加载设备以及配重的载荷的检测方法，配重加载设备包括安装梁和设置在安装梁上的活塞缸，活塞缸的活塞杆穿过安装梁，活塞杆上设置有配重连接部，配重加载设备还包括：主检测部，设置在活塞缸和安装梁之间，用于检测活塞缸和安装梁之间的压力；辅助检测部，设置在配重连接部和安装梁之间，用于检测配重连接部与安装梁之间的压力和/或配重连接部的位置。配重加载设备通过主检测部检测活塞缸与安装梁之间的压力，并通过设置辅助检测部，使得主检测部测得的压力值中配重的预紧力的部分能够被量化，因此配重加载设备通过主检测部与辅助检测部的配合，能够较准确地得到配重的载荷。

Description

起重设备及其配重加载设备以及配重的载荷的检测方法

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种起重设备及其配重加载设备以及配重的载荷的检测方法。

背景技术

起重设备在工作过程中会加载配重，以平衡吊臂端。因此配重的载荷与起重载荷需要相匹配，否则用以导致起重设备倾翻事故发生。

在实际操作中，由于操作人员的疏忽或吊装管理等方面的缺陷，以至配重加载重量与起重载荷不匹配而导致安全事故的现象时有发生。

现有技术中没有能够准确测量配重的载荷的装置或方法。例如三一重工提出通过测量起重设备四个支腿合力的方式来获取配重加载前后的总重量差，此方法在理论上能够获取配重的重量，但也受到支腿反力传感器测量精度的影响，即由于支腿受力环境复杂，目前尚无法获得准确的支腿反力测量方法，因此测得的配重载荷误差较大。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种起重设备及其配重加载设备以及配重的载荷的检测方法，以解决现有技术中的无法准确获得起重设备的配重的载荷的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种配重加载设备，包括安装梁和设置在安装梁上的活塞缸，活塞缸的活塞杆穿过安装梁，活塞杆上设置有配重连接部，配重加载设备还包括：主检测部，设置在活塞缸和安装梁之间，用于检测活塞缸和安装梁之间的压力；辅助检测部，设置在配重连接部和安装梁之间，用于检测配重连接部与安装梁之间的压力和/或配重连接部的位置。

进一步地，主检测部包括垫片形传感器，垫片形传感器上开设有用于供活塞杆穿过的让位孔。

进一步地，垫片形传感器上还开设有用于供活塞杆通过的让位开口，让位开口从垫片形传感器的一边缘朝向让位孔开设。

根据本发明的另一方面，还提供了一种起重设备，包括起重机构，起重机构包括配重，起重设备还包括上述的配重加载设备，配重通过配重加载设备加载到起重机构上；控制部，控制部与配重加载设备的主检测部和辅助检测部均电连接，根据主检测部和辅助检测部检测到的数据得出所述配重加载设备加载的配重载荷。

进一步地，起重设备还包括用于检测起重载荷的力矩限制部，力矩限制部与控制部电连接，当起重载荷与配重载荷不匹配时，控制部发出报警信号。

进一步地，控制部与活塞缸电连接，当起重载荷与配重载荷不匹配时，控制部向活塞缸发出停止运行的信号。

根据本发明的另一方面，还提供了一种应用上述配重加载设备对已加载的配重的载荷的检测方法，其中配重加载设备的辅助检测部用于检测配重加载设备的配重连接部与安装梁之间的压力，检测方法包括：读取配重加载设备的主检测部检测到的第一压力值，并读取辅助检测部检测到的第二压力值；根据第一压力值与第二压力值的差值得到配重的载荷。

进一步地，配重加载设备还包括用于锁紧配重的锁紧部，检测方法还包括：加载第一配重并将第一配重由锁紧部锁紧后，将第二配重连接在第一配重上；松开锁紧部，并读取主检测部检测到的第一压力值和辅助检测部检测到的第二压力值；根据第一压力值与第二压力值的差值得到第一配重和第二配重的总载荷。

根据本发明的另一方面，还提供了一种应用上述配重加载设备对已加载的配重的载荷的检测方法，其中配重加载设备的辅助检测部用于检测配重加载设备的配重连接部的位置，所属检测方法包括：在配重加载设备加载配重后，通过辅助检测部检测配重的位置；当辅助检测部检测到配重未与安装梁接触时，读取配重加载设备的主检测部检测到的第三压力值；根据第三压力值得到配重的载荷。

进一步地，检测方法还包括：在配重加载设备加载第一配重后，通过辅助检测部检测第一配重的位置；当辅助检测部检测到第一配重未与安装梁接触时，停止配重加载设备的加载动作；将第二配重连接在第一配重上，并读取主检测部检测到的第三压力值；根据第三压力值得到第一配重和第二配重的总载荷。

应用本发明的技术方案，配重加载设备通过主检测部检测活塞缸与安装梁之间的压力，并通过设置辅助检测部，使得主检测部测得的压力值中配重的预紧力的部分能够被量化，因此配重加载设备通过主检测部与辅助检测部的配合，能够较准确地得到配重的载荷，因此利用该载荷数据与起重设备的起重载荷进行校核的准确度更高，提高了起重设备作业的安全性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书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示出了根据本发明的配重加载设备的实施例的示意图；

图2示出了根据本发明的配重加载设备的垫片形传感器的第一种实施例的示意图；

图3示出了根据本发明的图2中A-A剖面的示意图；

图4示出了根据本发明的配重加载设备的垫片形传感器的第二种实施例的示意图；

图5示出了根据本发明的图4中B-B剖面的示意图；

图6示出了根据本发明的配重的载荷的检测方法的第一种实施例的主检测部的输出的示意图；以及

图7示出了根据本发明的配重的载荷的检测方法的第二种实施例的主检测部的输出的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：1、活塞缸；2、活塞缸法兰；3、辅助检测部；4、活塞杆；5、安装梁；6、主检测部；7、紧固件；61、让位孔；62、让位开口；63、螺栓孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请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。

根据本发明的一个方面，提供了一种配重加载设备，如图1所示，该配重加载设备包括安装梁5和设置在安装梁5上的活塞缸1，活塞缸1的活塞杆4穿过安装梁5，活塞杆4上设置有配重连接部，配重加载设备还包括：主检测部6，设置在活塞缸1和安装梁5之间，用于检测活塞缸1和安装梁5之间的压力；辅助检测部3，设置在配重连接部和安装梁5之间，用于检测配重连接部与安装梁5之间的压力和/或配重连接部的位置。

如图1所示，活塞缸1安装在安装梁5上，配重置于地面，加载作业时，活塞杆4往上运动，从而实现将配重提升至与安装梁5平齐的位置，并与横梁夹紧，在某些实施例中，配重加载设备还包括锁紧部，当配重提升到位后，锁紧部锁紧配重，上述过程即为配重一次加载过程。由于配重的载荷需要与起重的载荷相匹配，若一次加载的配重未能达到起重作业的要求，则需要进行配重二次加载，在配重二次加载过程中，保持一次加载的状态不变，将另一个配重吊装至在第一个配重上，并固定连接即可。

由于活塞杆4驱动配重压紧安装梁5，会使得活塞缸1与安装梁5之间产生压压力，此外锁紧部对配重施加的预紧力也会使得活塞缸1与安装梁5之间产生压压力，因此若直接检测活塞缸1与安装梁5之间的压压力，并不能准确的得到配重的载荷，测得的力大于配重的载荷，二者之间误差较大。

本发明的配重加载设备设置有辅助检测部3。在第一类实施例中，辅助检测部3用于检测配重连接部与安装梁5之间的压力，这些实施例中辅助检测部3包括应变片等力传感器。在第二类实施例中，辅助检测部3用于检测配重连接部的位置，实际操作过程中为检测配重的位置，这些实施例中辅助检测部3包括行程开关、测距器、光电开关等传感器。此外，本发明的配重加载设备还可以同时包括第一类和第二类两种辅助检测部3。

在第一类实施例中，辅助检测部3用于检测配重与安装梁5之间的压力，即活塞杆4对配重施加的压力，或活塞杆4对配重施加的压力与锁紧部对配重施加的预紧力之和，因此主检测部6检测到得压力与辅助检测部3检测到得压力之差即配重施加给活塞缸1的力，通过该压力差即可以较准确的得到配重的载荷。

在第二类实施例中，辅助检测部3用于检测配重的位置，因此可通过辅助检测部3得到配重处于被吊离地面且还未与安装梁5接触的状态，或刚刚与安装梁接触还未产生压力的状态，该状态下主检测部6检测到的压力值即配重施加给活塞缸1的力，通过该压力值也可以较准确的得到配重的载荷。

可见，本发明的配重加载设备通过主检测部6检测活塞缸1与安装梁5之间的压力，并通过设置辅助检测部3，使得主检测部6测得的压力值中配重的预紧力的部分能够被量化，因此配重加载设备通过主检测部6与辅助检测部3的配合，能够较准确地得到配重的载荷，因此利用该载荷数据与起重设备的起重载荷进行校核的准确度更高，提高了起重设备作业的安全性。

此外，在起重设备中，起重设备的起重载荷通过力矩限制部测得，力矩限制部与控制部电连接，将起重载荷的数据传递给控制部，控制部对起重载荷与配重载荷进行校核，若校核未通过，则发出警报甚至控制起重设备停止运行。

在某一实施例中，安全预警的一般流程为：检测部获取重量信号；控制部计算出配重的重量；控制部结合力矩限制部及预设参数获取当前起重载荷；控制部判断起重设备当前配重载荷与起重载荷是否匹配；若不匹配则通过人机交互单元发出声光预警，并向起重设备的主控制器发送信号，控制起重设备的执行机构进行相关安全操作，如锁定变幅等。

如图2和3所示的实施例，主检测部6包括垫片形传感器，垫片形传感器上开设有用于供活塞杆4穿过的让位孔61。活塞杆4从垫片形传感器的中部穿过，使得活塞缸1的压力能够均匀地加载在垫片形传感器上，使得垫片形传感器测得的压力数据更加准确。

如图4和5所示的实施例，垫片形传感器上还开设有用于供活塞杆4通过的让位开口，让位开口62从垫片形传感器的一边缘朝向让位孔61开设。让位开口62简化了垫片形传感器的安装。

此外，垫片形传感器的四个边角处还设置有螺栓孔63，用于连接紧固件7。

此外，垫片形传感器的外形不限于举行，圆形、多边形或椭圆均可以。

如图1所示，主检测部6通过紧固件7安装在安装梁5上，因此主检测部6与安装梁5之间存在预紧力，这部分预紧力需要预先修正，即对主检测部6进行校核，以防止增大测得的配重的载荷的误差。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种起重设备，包括起重机构，起重机构包括配重，其特征在于，起重设备还包括上述的配重加载设备，配重通过配重加载设备加载到起重机构上；配重加载设备还包括控制部，控制部与主检测部6和辅助检测部3均电连接，根据主检测部6和辅助检测部3检测到的数据得出配重加载设备加载的配重载荷。

优选地，起重设备还包括用于检测起重载荷的力矩限制部，力矩限制部与控制部电连接，当起重载荷与配重载荷不匹配时，控制部发出报警信号。此外，还可以采取相应的安全措施，例如制动停车，防止倾翻等事故发生。

更优选地，控制部与活塞缸1电连接，当起重载荷与配重载荷不匹配时，控制部向活塞缸1发出停止运行的信号。

优选地，起重设备还包括人机交互界面，人机交互界面包括输入设备和输出设备，例如触屏、鼠标、声光报警器等，人机交互界面起到控制面板与显示面板的作用。人机交互界面的主要功能包括：对违规的配重加载方式进行报警；输出监测结果；输入系统参数信息，如传感器标定参数，配重参数等，以方便对传感器的定期标定，安全预警算法的参数配置。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种应用上述配重加载设备对已加载的配重的载荷的检测方法。

在一些实施例中，配重加载设备的辅助检测部用于检测配重加载设备的配重连接部与安装梁之间的压力，即配重加载设备包括用于检测配重加载设备的配重连接部与安装梁5之间的压力的辅助检测部3，检测方法包括：读取配重加载设备的主检测部6检测到的第一压力值，并读取辅助检测部3检测到的第二压力值；根据第一压力值与第二压力值的差值得到配重的载荷。

如图6所示，图6中的R2之前的部分为一次加载配重的过程，在该过程中：f(a)段代表紧固件7对主检测部6产生的预紧力，传感器输出第一次陡增为配重离开地面的过程，f(b)段代表配重平稳上升的过程，R1段代表配重与安装梁5接触并压紧的过程，f(c)段的值即为配重所产生的压力与预紧力的和。R1段产生的预紧力通过辅助检测部3测出，f(a)段的预紧力通过对主检测部6的校准得到，因此结合主检测部6输出的第一压力值与辅助检测部3输出的第二值即可以较准确地得到配重的载荷。

优选地，配重加载设备还包括用于锁紧载荷的锁紧部，检测方法还包括：加载第一配重并将第一配重由锁紧部锁紧后，将第二配重连接在第一配重上；松开锁紧部，并读取主检测部6检测到的第一压力值和辅助检测部3检测到的第二压力值；根据第一压力值与第二压力值的差值得到第一配重和第二配重的总载荷。

图6中R2之后的部分为二次加载配重的过程，在该过程中，由于配重重量的增加，活塞杆4产生的预紧力会减小，因此f(d)段主传感器的压力值的变化量会小于实际加载的配重的重力，而图6中虚线示出的f(e)段即为预紧力不变的理想情况下，传感器的理论输出曲线。在二次读取主检测部6的第一压力值时，需要松脱锁紧部，以使配重的全部重量承载在主检测部6上，此时配重与安装架5之间依然存在预紧力。由于辅助检测部3输出的压力值也会相应减小，因此主检测部6的输出的第一压力值与辅助检测部3的输出的第二压力值之差依然能够较准确地反映出多个配重的总载荷。

在另一些实施例中，配重加载设备的辅助检测部于检测配重加载设备的配重连接部的位置，即配重加载设备包括用于检测配重加载设备的配重连接部的位置的辅助检测部3，检测方法包括：在配重加载设备加载配重后，通过辅助检测部3检测配重的位置；当辅助检测部3检测到配重未与安装梁5接触时，读取配重加载设备的主检测部6检测到的第三压力值；根据第三压力值得到配重的载荷。

如图7所示，在该实施例中，配重加载的过程在途中的f(a)’和f(b)’阶段与上述实施例相同，而不同处在于f(c)’段示出的过程，此时根据辅助检测部3的反馈，活塞缸1停止运行，避免配重与安装梁5之间产生预紧力，并读取主检测部6输出的第三压力值，该第三压力值即能较准确的反应配重的载荷。

优选地，在配重加载设备加载第一配重后，通过辅助检测部3检测第一配重的位置；当辅助检测部3检测到第一配重未与安装梁5接触时，停止配重加载设备的加载动作；将第二配重连接在第一配重上，并读取主检测部6检测到的第三压力值；根据第三压力值得到第一配重和第二配重的总载荷。

图7中R2’之后的部分代表二次加载配重的过程，当得到一次加载配重的载荷后，控制部对一次加载配重的载荷与起重载荷进行校准，若校准未通过，则保持一次加载的配重的状态不变，即与安装梁5之间不产生预紧力且锁紧部未锁紧，加载另一个配重，将另一个配重连接到第一个配重上，完成配重的二次加载。此时主检测部6输出的第三压力值f(d)’即为两个配重的总配重载荷。将新得到的配重载荷再与起重载荷校核，若通过校核，则启动活塞缸1，完整配重起升动作并通过锁紧部锁紧配重。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种配重加载设备，包括安装梁(5)和设置在安装梁(5)上的活塞缸(1)，所述活塞缸(1)的活塞杆(4)穿过所述安装梁(5)，所述活塞杆(4)上设置有配重连接部，其特征在于，所述配重加载设备还包括：

主检测部(6)，设置在所述活塞缸(1)和所述安装梁(5)之间，用于检测所述活塞缸(1)和所述安装梁(5)之间的压力；

辅助检测部(3)，设置在所述配重连接部和所述安装梁(5)之间，用于检测所述配重连接部与所述安装梁(5)之间的压力和/或所述配重连接部的位置。

2.根据权利要求1所述的配重加载设备，其特征在于，所述主检测部(6)包括垫片形传感器，所述垫片形传感器上开设有用于供所述活塞杆(4)穿过的让位孔(61)。

3.根据权利要求2所述的配重加载设备，其特征在于，所述垫片形传感器上还开设有用于供所述活塞杆(4)通过的让位开口，所述让位开口(62)从所述垫片形传感器的一边缘朝向所述让位孔(61)开设。

4.一种起重设备，包括起重机构，所述起重机构包括配重，其特征在于，所述起重设备还包括：

权利要求1至3中任一项所述的配重加载设备，所述配重通过所述配重加载设备加载到所述起重机构上；

控制部，所述控制部与所述配重加载设备的主检测部(6)和辅助检测部(3)均电连接，根据所述主检测部(6)和所述辅助检测部(3)检测到的数据得出所述配重加载设备加载的配重载荷。

5.根据权利要求4所述的起重设备，其特征在于，所述起重设备还包括用于检测起重载荷的力矩限制部，所述力矩限制部与所述控制部电连接，当所述起重载荷与所述配重载荷不匹配时，所述控制部发出报警信号。

6.根据权利要求5所述的起重设备，其特征在于，所述控制部与所述活塞缸(1)电连接，当所述起重载荷与所述配重载荷不匹配时，所述控制部向所述活塞缸(1)发出停止运行的信号。

7.一种应用权利要求1至3中任一项所述的配重加载设备对已加载的配重的载荷的检测方法，其中所述配重加载设备的辅助检测部(3)用于检测所述配重加载设备的配重连接部与所述安装梁(5)之间的压力，其特征在于，所属检测方法包括：

读取所述配重加载设备的主检测部(6)检测到的第一压力值，并读取所述辅助检测部(3)检测到的第二压力值；

根据所述第一压力值与所述第二压力值的差值得到所述配重的载荷。

8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述配重加载设备还包括用于锁紧所述配重的锁紧部，所述检测方法还包括：

加载第一配重并由将所述第一配重由所述锁紧部锁紧后，将第二配重连接在所述第一配重上；

松开所述锁紧部，并读取所述主检测部(6)检测到的第一压力值和所述辅助检测部(3)检测到的第二压力值；

根据所述第一压力值与所述第二压力值的差值得到所述第一配重和所述第二配重的总载荷。

9.一种应用权利要求1至3中任一项所述的配重加载设备对已加载的配重的载荷的检测方法，其中所述配重加载设备的辅助检测部(3)用于检测所述配重加载设备的配重连接部的位置，其特征在于，所述检测方法包括：

在所述配重加载设备加载所述配重后，通过所述辅助检测部(3)检测所述配重的位置；

当所述辅助检测部(3)检测到所述配重未与所述安装梁(5)接触时，读取所述配重加载设备的主检测部(6)检测到的第三压力值；

根据所述第三压力值得到所述配重的载荷。

10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括：

在所述配重加载设备加载第一配重后，通过所述辅助检测部(3)检测所述第一配重的位置；

当所述辅助检测部(3)检测到所述第一配重未与所述安装梁(5)接触时，停止所述配重加载设备的加载动作；

将第二配重连接在所述第一配重上，并读取所述主检测部(6)检测到的第三压力值；

根据所述第三压力值得到所述第一配重和所述第二配重的总载荷。