CN105217503A - 双钩作业控制系统和方法及吊人升降系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双钩作业控制系统和方法，能获得主卷扬的当前状态、副卷扬的当前状态、操作人员的模式选择和操作命令，并据此控制主钩和副钩按照预期状态运行，实现对双钩作业的准确控制。进一步地，本发明还将其应用于吊人升降系统，可通过控制主钩和副钩处于联动同步模式，提供一种安全可靠的双钩协同吊人装置，高空作业人员可独自或携带工具进入载人装置，在主钩和副钩的同步运动下，稳步升降，提高了高空作业人员的安全性、可靠性和舒适度。

Description

双钩作业控制系统和方法及吊人升降系统

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种双钩作业控制系统和方法及吊人升降系统。

背景技术

目前，起重机的应用范围越来越广，对于起重机施工的快速性、安全性、准确性及多功能要求也越来越高，适应高空作业是向起重机行业提出的新要求。在高空起吊过程中，由于起吊物体的重量、规格、安全性能要求等，单钩作业越来越不能满足工业要求和实际需要，如起吊物体重量大、数目多、安全性能要求高，希望平稳升降等，都是单钩作业无法达到的。

因此，双钩作业受到越来越多的关注，如何提供一种控制策略，确保双钩作业的精确性是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种双钩作业控制系统和方法及吊人升降系统，以如何确保双钩作业精确性的问题。

一方面，本发明提供了一种双钩作业控制系统，包括主钩子系统、副钩子系统、模式选择装置、操作装置和控制装置；

所述主钩子系统，包括主钩、主钢丝绳、主卷扬、主卷扬状态获取装置和主卷扬执行装置；

所述副钩子系统，包括副钩、副钢丝绳、副卷扬、副卷扬状态获取装置和副卷扬执行装置；

所述主钩通过所述主钢丝绳与所述主卷扬连接；

所述副钩通过所述副钢丝绳与所述副卷扬连接；

所述主卷扬状态获取装置，用于获取所述主卷扬的当前状态；

所述副卷扬状态获取装置，用于获取所述副卷扬的当前状态；

所述模式选择装置，用于作出模式选择，使所述双钩作业在同步模式和不同步模式之间切换；

所述操作装置，在所述模式选择切换为同步模式时，针对所述主钩和所述副钩获取一个当前操作命令，在所述模式选择切换为不同步模式时，针对所述主钩和所述副钩分别获取不同的当前操作命令；

所述控制装置，用于根据所述主卷扬的当前状态、所述副卷扬的当前状态、所述模式选择和所述当前操作命令，控制所述主卷扬执行装置和所述副卷扬执行装置动作，以分别控制所述主卷扬和所述副卷扬带动所述主钢丝绳和所述副钢丝绳运动，进而控制所述主钩和所述副钩的运动。

进一步地，所述主卷扬状态获取装置具体为第一绝对编码器，通过弹性联轴器与所述主卷扬连接，用于检测所述主卷扬转动的圈数作为所述主卷扬的当前状态，或为人机交互界面，用于接收所述主卷扬转动的圈数作为所述主卷扬的当前状态；

所述副卷扬状态获取装置具体为第二绝对编码器，通过弹性联轴器与所述副卷扬连接，用于检测所述副卷扬转动的圈数作为所述副卷扬的当前状态，或为人机交互界面，用于接收所述副卷扬转动的圈数作为所述副卷扬的当前状态。

进一步地，所述模式选择装置具体为联动钥匙开关，所述联动钥匙开关打开时，所述模式选择切换为同步模式；所述联动钥匙开关断开时，所述模式选择切换为不同步模式。

进一步地，所述操作装置具体为遥控器或/和操作手柄。

进一步地，所述操作装置具体为遥控器和操作手柄时，所述操作装置默认为优先选用遥控器，在接收到切换指令的前提下，更换为选用操作手柄。

进一步地，所述主卷扬执行装置包括主卷扬开关阀和主卷扬比例电磁阀，所述副卷扬执行装置包括副卷扬开关阀和副卷扬比例电磁阀。

进一步地，所述双钩作业控制系统，还包括人机交互界面，用于显示所述主卷扬的当前状态、所述副卷扬的当前状态、所述模式选择。

进一步地，所述控制装置，用于在所述模式选择切换为同步模式时，根据所述一个当前操作命令控制所述主卷扬执行装置动作，以控制所述主卷扬带动所述主钢丝绳运动，进而控制所述主钩的运动，并根据所述主卷扬的当前状态和所述副卷扬的当前状态，控制所述副卷扬执行装置动作，以控制所述副卷扬带动所述副钢丝绳运动，进而控制所述副钩的运动与所述主钩的运动同步；

在所述模式选择切换为不同步模式时，根据所述不同的当前操作命令和所述主卷扬的当前状态、所述副卷扬的当前状态分别控制所述主卷扬执行装置和所述副卷扬执行装置动作，以分别控制所述主卷扬和所述副卷扬带动所述主钢丝绳和所述副钢丝绳运动，进而控制所述主钩和所述副钩的运动。

另一方面，本发明还提供一种吊人升降系统，包括载人装置和上述任意的双钩作业控制系统，所述主钩和所述副钩分别与所述载人装置的中间位置和侧方位置连接。

另一方面，本发明还提供一种双钩作业控制方法，用于包括主钩、副钩、主卷扬和副卷扬的系统，包括步骤：

获取所述主卷扬的当前状态；

获取所述副卷扬的当前状态；

作出模式选择，使所述双钩作业在同步模式和不同步模式之间切换；

在所述模式选择切换为同步模式时，针对所述主钩和所述副钩获取一个当前操作命令，在所述模式选择切换为不同步模式时，针对所述主钩和所述副钩分别获取不同的当前操作命令；

根据所述主卷扬的当前状态、所述副卷扬的当前状态、所述模式选择和所述当前操作命令，控制所述主卷扬和所述副卷扬，进而控制所述主钩和所述副钩的运动。

本发明提供的双钩作业控制系统和方法，能获得主卷扬的当前状态、副卷扬的当前状态、操作人员的模式选择和操作命令，并据此控制主钩和副钩按照预期状态运行，实现对双钩作业的准确控制。进一步地，本发明还将其应用于吊人升降系统，可通过控制主钩和副钩处于联动同步模式，提供一种安全可靠的双钩协同吊人装置，高空作业人员可独自或携带工具进入载人装置，在主钩和副钩的同步运动下，稳步升降，提高了高空作业人员的安全性、可靠性和舒适度。

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为本发明双钩作业控制系统的一个实施例的结构图；

图2为本发明双钩作业控制系统的卷扬状态获取装置的示意图；

图3为本发明双钩作业控制系统的人机交互界面的示意图；

图4为本发明吊人升降系统的一个实施例的示意图；

图5为本发明双钩作业控制方法的一个实施例的流程图。

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。

如图1所示，显示了本发明的双钩作业控制系统的控制框图，包括主钩子系统100、副钩子系统200、模式选择装置300、操作装置400和控制装置500。

主钩子系统100，包括主钩110、主钢丝绳120、主卷扬130、主卷扬状态获取装置140和主卷扬执行装置150。

副钩子系统200，包括副钩210、副钢丝绳220、副卷扬230、副卷扬状态获取装置240和副卷扬执行装置250。

主钩110通过主钢丝绳120与主卷扬130连接。

副钩210通过副钢丝绳220与副卷扬230连接。

主卷扬状态获取装置140，用于获取主卷扬130的当前状态。

副卷扬状态获取装置240，用于获取副卷扬230的当前状态。

模式选择装置300，用于作出模式选择，使双钩作业在同步模式和不同步模式之间切换。

操作装置400，在模式选择切换为同步模式时，针对主钩110和副钩210获取一个当前操作命令，在模式选择切换为不同步模式时，针对主钩110和副钩210分别获取不同的当前操作命令。

控制装置500，与主卷扬状态获取装置140、副卷扬状态获取装置240、模式选择装置300、操作装置400、主卷扬执行装置150和副卷扬执行装置250连接，用于根据主卷扬130的当前状态、副卷扬230的当前状态、模式选择和当前操作命令，控制主卷扬执行装置150和副卷扬执行装置250动作，以分别控制主卷扬130和副卷扬230带动主钢丝绳120和副钢丝绳220运动，进而控制主钩110和副钩210的运动。

具体的，起重机安装卷扬钢丝绳时，预先对主、副卷扬钢丝绳的初始位置、总长度进行标定。采用该实施例的双钩作业控制系统时，控制装置500即可根据主卷扬的当前状态、副卷扬的当前状态、操作人员对模式选择装置300的模式选择和操作装置400的当前操作命令，控制主钩110和副钩210的动作。具体的，操作人员的模式选择包括同步模式和不同步模式，操作人员的操作命令包括主钩和副钩的运行速度、方向等。控制装置可根据主、副卷扬的当前状态、工作模式和操作命令，主钢丝绳120和副钢丝绳220的长度，以控制主钩和副钩按照预期状态运行，实现对双钩作业的准确控制。

更为具体的，主卷扬状态获取装置140和副卷扬状态获取装置240，获取主、副卷扬当前状态的方式可选但不仅限于下述两种。如图2所示，主卷扬状态获取装置140具体为第一绝对编码器，通过弹性联轴器与主卷扬130连接，用于检测主卷扬130转动的圈数作为主卷扬130的当前状态。副卷扬状态获取装置240具体为第二绝对编码器，通过弹性联轴器与副卷扬230连接，用于检测副卷扬230转动的圈数作为副卷扬230的当前状态。或如图3所示，主卷扬状态获取装置140和副卷扬状态获取装置240，为人机交互界面600，用于接收主卷扬130转动的圈数作为主卷扬130的当前状态，并接收副卷扬230转动的圈数作为副卷扬230的当前状态。

在该实施例中给出了获取主、副卷扬当前状态的两种具体方式，二者各有优劣。采用绝对编码器的获取方式，自动化程度更高，精准性更强，但是需要设置两个绝对编码器及其附件，增加了检测成本；采用人机交互界面的获取方式，成本低廉，但是需要操作人员观察钢丝绳处在卷扬的第几层第几圈，通过人机交互界面手动输入，可能引入误差，减小精确性。

优选的，模式选择装置300具体为联动钥匙开关，位于操作室内，操作人员打开联动钥匙开关即代表选定双钩作业模式切换为同步模式。断开联动钥匙开关时即代表选定双钩作业切换为不同步模式。

优选的，操作装置400具体为遥控器或/和操作手柄。更为优选的，当操作装置400包括遥控器和操作手柄时，默认为优先选用遥控器，在接收到切换指令的前提下，更换为选用操作手柄。具体的，切换指令可由人机交互界面600获得，操作人员可在人机交互界面上设置解锁密码，当输入该密码时，即表示将操作装置切换为操作手柄。

更为优选的，主卷扬执行装置150包括主卷扬开关阀和主卷扬比例电磁阀，副卷扬执行装置250包括副卷扬开关阀和副卷扬比例电磁阀。控制装置500可通过控制主卷扬开关阀和主卷扬比例电磁阀控制主卷扬的开关、转动方向和转速，进而控制主钩运动的方向和速度，亦可通过控制副卷扬开关阀和副卷扬比例电磁阀控制副卷扬的开关、转动方向和转速，进而控制副钩运动的方向和速度。

如图3所示，为方便操作人员了解该系统的运行情况，该双钩作业控制系统，还包括人机交互界面600，用于显示主卷扬的当前状态、副卷扬的当前状态、模式选择、主副钩位置高度等信息。

优选的，控制装置500控制的具体方式为，在模式选择切换为同步模式时，以主卷扬执行装置150为主体，根据当前操作命令控制主卷扬执行装置150动作，以控制主卷扬带动主钢丝绳120运动，进而控制主钩110的运动，并根据主卷扬130的当前状态和副卷扬230的当前状态，反馈控制副卷扬执行装置250动作，以控制副卷扬230带动副钢丝绳220运动，进而控制副钩210的运动与主钩110的运动同步。在模式选择切换为不同步模式时，根据不同的当前操作命令和主卷扬130的当前状态、副卷扬230的当前状态分别控制主卷扬执行装置150和副卷扬执行装置250动作，以分别控制主卷扬130和副卷扬230带动主钢丝绳120和副钢丝绳220运动，进而控制主钩110和副钩210的运动。

在该实施例中，给出了控制装置500的具体控制方式，在同步模式中，采用主卷扬130处于主动状态(即遥控器和操作手柄直接控制主卷扬)，副卷扬230根据主钢丝绳的长度变化来改变副卷扬执行装置250(副卷扬开关阀的开关和比例电磁阀的电流大小)，从而对主卷扬钢丝绳进行跟随并保持在一定的误差范围内，能确保主钩110和副钩210同步。在不同步模式中，能使操作装置400根据操作装置400发出的不同的当前操作指令，分别控制主、副卷扬，以分别执行起吊任务。

另一方面，如图4所示，显示了本发明的第二实施例，一种吊人升降系统，包括图4所示的载人装置和上述任一实施例所述的双钩作业控制系统，其中双钩作业控制系统的主钩110和副钩210分别与载人装置的中间位置和侧方位置连接。

在该实施例中，将双钩作业控制系统应用于吊人升降系统中，可通过控制主钩和副钩处于联动同步模式，提供一种安全可靠的双钩协同吊人装置，高空作业人员可独自或携带工具进入载人装置，在主钩和副钩的同步运动下，稳步升降，提高了高空作业人员的安全性、可靠性和舒适度。进一步地，当应用的双钩作业控制系统中的操作装置400为遥控器时，可由高空作业人员随身携带，自行控制主钩和副钩的运动，以控制载人装置的启停、运动方向和速度，方便实用。当操作装置400还包括操作手柄时，即可在遥控器出现故障或高空作业人员无意掉落、丢失，甚至出现紧急情况时，操作室内人员即可通过人机交互界面解锁密码，将操作装置400主动切换为操作手柄，取代遥控器发出操作指令，进一步确保高空作业人员的安全。

另一方面，如图5所示，显示了本发明的第三实施例，一种双钩作业控制方法，用于包括主钩、副钩、主卷扬和副卷扬的系统，包括步骤：

S100：获取主卷扬的当前状态。

S200：获取副卷扬的当前状态。

S300：作出模式选择，使双钩作业在同步模式和不同步模式之间切换。

S400：在模式选择切换为同步模式时，针对主钩和副钩获取一个当前操作命令，在模式选择切换为不同步模式时，针对主钩和副钩分别获取不同的当前操作命令。

S500：根据主卷扬的当前状态、副卷扬的当前状态、模式选择和当前操作命令，控制主卷扬和副卷扬，进而控制主钩和副钩的运动。

上述双钩作业控制方法与上述双钩作业控制系统对应，其技术特征相互组合的技术方案和技术效果在此不再赘述。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)

1.一种双钩作业控制系统，其特征在于，包括主钩子系统、副钩子系统、模式选择装置、操作装置和控制装置；

所述主钩子系统，包括主钩、主钢丝绳、主卷扬、主卷扬状态获取装置和主卷扬执行装置；

所述副钩子系统，包括副钩、副钢丝绳、副卷扬、副卷扬状态获取装置和副卷扬执行装置；

所述主钩通过所述主钢丝绳与所述主卷扬连接；

所述副钩通过所述副钢丝绳与所述副卷扬连接；

所述主卷扬状态获取装置，用于获取所述主卷扬的当前状态；

所述副卷扬状态获取装置，用于获取所述副卷扬的当前状态；

所述模式选择装置，用于作出模式选择，使所述双钩作业在同步模式和不同步模式之间切换；

所述操作装置，在所述模式选择切换为同步模式时，针对所述主钩和所述副钩获取一个当前操作命令，在所述模式选择切换为不同步模式时，针对所述主钩和所述副钩分别获取不同的当前操作命令；

所述控制装置，用于根据所述主卷扬的当前状态、所述副卷扬的当前状态、所述模式选择和所述当前操作命令，控制所述主卷扬执行装置和所述副卷扬执行装置动作，以分别控制所述主卷扬和所述副卷扬带动所述主钢丝绳和所述副钢丝绳运动，进而控制所述主钩和所述副钩的运动。

2.根据权利要求1所述的双钩作业控制系统，其特征在于，

所述主卷扬状态获取装置具体为第一绝对编码器，通过弹性联轴器与所述主卷扬连接，用于检测所述主卷扬转动的圈数作为所述主卷扬的当前状态，或为人机交互界面，用于接收所述主卷扬转动的圈数作为所述主卷扬的当前状态；

所述副卷扬状态获取装置具体为第二绝对编码器，通过弹性联轴器与所述副卷扬连接，用于检测所述副卷扬转动的圈数作为所述副卷扬的当前状态，或为人机交互界面，用于接收所述副卷扬转动的圈数作为所述副卷扬的当前状态。

3.根据权利要求1所述的双钩作业控制系统，其特征在于，所述模式选择装置具体为联动钥匙开关，所述联动钥匙开关打开时，所述模式选择切换为同步模式；所述联动钥匙开关断开时，所述模式选择切换为不同步模式。

4.根据权利要求1所述的双钩作业控制系统，其特征在于，所述操作装置具体为遥控器或/和操作手柄。

5.根据权利要求4所述的双钩作业控制系统，其特征在于，所述操作装置具体为遥控器和操作手柄时，所述操作装置默认为优先选用遥控器，在接收到切换指令的前提下，更换为选用操作手柄。

6.根据权利要求1所述的双钩作业控制系统，其特征在于，所述主卷扬执行装置包括主卷扬开关阀和主卷扬比例电磁阀，所述副卷扬执行装置包括副卷扬开关阀和副卷扬比例电磁阀。

7.根据权利要求1所述的双钩作业控制系统，其特征在于，还包括人机交互界面，用于显示所述主卷扬的当前状态、所述副卷扬的当前状态、所述模式选择。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的双钩作业控制系统，其特征在于，所述控制装置，用于在所述模式选择切换为同步模式时，根据所述一个当前操作命令控制所述主卷扬执行装置动作，以控制所述主卷扬带动所述主钢丝绳运动，进而控制所述主钩的运动，并根据所述主卷扬的当前状态和所述副卷扬的当前状态，控制所述副卷扬执行装置动作，以控制所述副卷扬带动所述副钢丝绳运动，进而控制所述副钩的运动与所述主钩的运动同步；

在所述模式选择切换为不同步模式时，根据所述不同的当前操作命令和所述主卷扬的当前状态、所述副卷扬的当前状态分别控制所述主卷扬执行装置和所述副卷扬执行装置动作，以分别控制所述主卷扬和所述副卷扬带动所述主钢丝绳和所述副钢丝绳运动，进而控制所述主钩和所述副钩的运动。

9.一种吊人升降系统，其特征在于，包括载人装置和权利要求1-8任意一项所述的双钩作业控制系统，所述主钩和所述副钩分别与所述载人装置的中间位置和侧方位置连接。

10.一种双钩作业控制方法，用于包括主钩、副钩、主卷扬和副卷扬的系统，其特征在于，包括步骤：

获取所述主卷扬的当前状态；

获取所述副卷扬的当前状态；

作出模式选择，使所述双钩作业在同步模式和不同步模式之间切换；

在所述模式选择切换为同步模式时，针对所述主钩和所述副钩获取一个当前操作命令，在所述模式选择切换为不同步模式时，针对所述主钩和所述副钩分别获取不同的当前操作命令；

根据所述主卷扬的当前状态、所述副卷扬的当前状态、所述模式选择和所述当前操作命令，控制所述主卷扬和所述副卷扬，进而控制所述主钩和所述副钩的运动。