CN105347195A - 带智能控制的全力矩限制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带智能控制的全力矩限制器，包括控制主机，传感器单元，液压控制单元；控制主机通过CAN总线与传感器单元和液压控制单元相连；传感器单元用于检测起重设备工作状态，并将检测信号传输给控制主机；液压控制单元检测液压系统的工作数据并传输给控制主机；控制主机对检测信号以及工作数据进行数据处理后，得出设备数据信息及设备状态；控制主机还包括专家系统，专家系统通过设备数据信息及设备状态给出作业路径规划；控制主机将控制信息发送到液压控制单元，液压控制单元接收控制信息并通过控制信息对液压系统工作状态进行操控。本发明有效降低起重设备工作效率和安全对操作人员的依赖，提高了起重设备的安全性和工作效率。

Description

带智能控制的全力矩限制器

技术领域

本发明涉及工程技术领域，具体涉及一种带智能控制的全力矩限制器。

背景技术

随着经济的发展，起重机械以广泛应用到国防、矿山、公路建设、铁路建设、冶炼、化工等行业得到广泛应用，在使用起重机进行起重作业时，需要根据现场情况而经常改变工况进行起重作业，如改变吊载角度等，而不同工况下起吊的工作变幅及最大额定载荷是不同的，因此需要一套安全装置对以上参数进行综合监测判断，实时显示起重机正常工作、满载、超载、变幅超上限、变幅超下限等工作状态，并进行相应报警、提示、控制，以保证起重机安全工作。为此，起重机上都配有力矩限制器作为安全保护装置，根据起重机实际的工作状态，按照特定的载荷曲线，自动对起重机进行力矩限制，防止起重机的危险动作。因此，力矩限制器产品是起重机械设备上的一种必不可少的安全保护装置。

随着社会的不断发展，技术不断完善，安全意识的提高，国内对起重机的力矩限制器要求也在不断提高。现有技术中的力矩限制器只能起到简单的起重机监控载荷、力矩限制的作用，而不能将安全保护功能与起重机作业状态等信息综合在一起，形成集中监控系统，进而对起重机进行全方位的监控，与社会发展的不断智能化相比，显得有些落后。

发明内容

本发明针对现有技术中力矩限制器不能对起重机全方位监控的缺点，克服了现有技术存在的不足，提供了一种带智能控制的全力矩限制器。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种带智能控制的全力矩限制器，包括控制主机，传感器单元，液压控制单元，所述控制主机通过CAN总线与所述传感器单元和所述液压控制单元相连；所述传感器单元用于检测起重设备工作状态，并将检测信号传输给所述控制主机；所述液压控制单元检测液压系统的工作数据并传输给所述控制主机；所述控制主机对所述检测信号以及所述工作数据进行数据处理后，得出设备数据信息及设备状态；所述控制主机还包括专家系统，所述专家系统通过所述设备数据信息及设备状态给出作业路径规划；所述控制主机通过CAN总线将控制信息发送到所述液压控制单元，所述液压控制单元接收所述控制信息并通过所述控制信息对液压系统工作状态进行操控。

所述带智能控制的全力矩限制器还包括与控制主机相连的显示器，所述控制主机将所述设备数据信息及设备状态输出给所述显示器显示。

所述传感器单元包括区域安全扫描单元、作业环境监测单元、车辆水平检测单元和作业状态监测单元；所述区域安全扫描单元通过雷达对作业区域进行安全扫描，并将扫描结果传送给所述控制主机；所述作业环境监测单元通过温度传感器，风阻传感器对作业环境温度、风力、风向进行监测，并将监测数据发送到所述控制主机；所述车辆水平检测单元通过车体倾角传感器对底盘倾角数据进行检测，并将数据发送到所述控制主机；所述作业状态监测单元通过长度传感器，角度传感器，起重重量传感器以及高度限位传感器检测起重机械作业状态，并将数据发送到所述控制主机。

所述控制主机通过CAN总线与底盘车辆车载电脑相连，所述底盘车车载电脑将车辆数据信息发送到所述控制主机，所述控制主机根据所述车辆数据信息判断底盘车辆是否适合作业。

优选地，所述作业路径规划可以进行手动调整。

本发明提出的带智能控制的全力矩限制器，根据传感器单元和液压控制单元采集到的信息，进行设备状态分析、货物起吊工作路径规划、根据作业环境、货物状态自动控制起重机各个动作的速度、位置以及完成人机对话等智能监控制功能，真正实现智能化，使起重力矩限制器从起重设备的配套产品转变成为系统整机的一个功能模块，有效降低起重设备工作效率和安全对操作人员的依赖，提高了起重设备的安全性和工作效率。

附图说明

图1为本发明的带智能控制的全力矩限制器的第一实施例的结构框图。

图2为本发明的带智能控制的全力矩限制器的第二实施例的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图1和图2对本发明做进一步的说明。

如图1所示为本发明的带智能控制的全力矩限制器的第一实施例的结构框图，该全力矩限制器包括控制主机、液压控制单元、传感器单元。其中，控制主机通过CAN总线与传感器单元和液压控制单元相连。

传感器单元用于检测起重设备工作状态，例如起重设备的作业环境是否安全，起重设备的温度、风向环境情况如何，起重设备的起重重量、起重力矩等，并通过CAN总线将检测信号传输给所述控制主机，控制主机对传感器单元输送过来的检测信号进行分析和数据处理后，判断起重设备作业的安全性。

液压控制单元与起重机的液压系统相连，检测液压系统的工作数据，并将检测到的液压系统油温、油压、油泵转速、液压马达转速、比例阀开口量等工作数据通过CAN总线实时反馈传输给控制主机；控制主机内设有专家系统，控制主机根据采集到的工作数据和传感器单元输送过来的检测信息进行数据处理，得出设备数据信息及设备状态，并根据数据处理结果启动专家系统，专家系统通过人机交互界面将给出作业路径规划，工作人员也可以根据需要进行路径调整，确定路径后，控制主机同时将起重设备安全保护/控制装置的控制信号通过CAN通讯总线发送到液压控制单元，液压控制单元将控制信号输送给液压系统，例如液压马达、液压泵、液压比例阀等液压元件，液压元件驱动油缸等带动起重设备进行作业，同时采集作业过程中各元件和机构的运行信息，实现起重设备从安全监测到全方位控制的功能。

其中，控制主机运用模糊控制技术来监控和调度货物运输的工作过程，具体的工作流程为采集数据→运用模糊控制和专家系统处理数据→确定最佳吊装方案，真正实现智能化。

此外，本发明的带智能控制的全力矩限制器中，底盘车辆车载电脑还通过CAN数据总线与控制主机相连，将车辆数据信息（油量、油温、转速等）通过CAN总线发送到全力矩限制器控制主机，控制主机通过车辆数据信息判断底盘车辆是否适合作业。

如图2所示为本发明的带智能控制的全力矩限制器的第二实施例的结构框图，本实施例的全力矩限制器与第一实施例的力矩限制器的区别在于，传感器单元包括区域安全扫描单元，作业环境监测单元、车辆水平检测单元和作业状态监测单元。

其中，区域安全扫描单元通过雷达对设定范围进行作业区域安全扫描，确定作业区域安是否有障碍物，例如，在起重作业过程中是否有人出现在作业区域，若没有，控制系统便按原定作业路线进行作业；若有人出现，控制系统可以根据作业环境重新规划作业路线，以便对突然出现在作业区域内的人进行紧急处置。

作业环境监测单元安装有环境检测传感器，例如，温度传感器，风阻传感器，可以对作业环境的温度、风力、风向等进行监测，并将数据发送到控制主机，控制主机的专家系统根据所测环境温度对各个传感器模拟量信息进行温度补偿，确保所测数据不受温度影响；控制主机根据作业现场风力和风速调整作业路径和安全系数，超过规定风力将终止起重作业。

车辆水平检测单元通过车体倾角传感器对底盘倾角数据进行检测，并将数据发送到控制主机，若底盘倾角数据在规定范围，则允许起重机作业；若不在，则控制主机通过支腿油缸进行底盘倾角调整。

作业状态监测单元通过安装在起重装置上的臂架长度传感器、臂架角度传感器、起重货物重量检测传感器，高度限位传感器来检测起重力矩数据，，并将数据发送到控制主机，控制主机通过对起重力矩数据的分析和处理判断起重设备作业的安全性。

本发明的带智能控制的全力矩限制器，还包括与控制主机相连的显示器，控制主机对各个传感器检测信号进行软件算法处理后，得出设备相关数据信息及设备状态，并将设备相关数据信息及设备状态通过显示器显示，同时控制主机内的专家系统给出作业路径规划，该作业路径也可以由工作人员手动调整。

本发明提出的带智能控制的全力矩限制器，运用模糊控制技术来监控和调度货物运输的工作过程，通过采集数据→运用模糊控制和专家系统处理数据→确定最佳吊装方案这样的流程进行工作，真正实现智能化，使起重力矩限制器从起重设备的配套产品转变成为系统整机的一个功能模块，起重机的性能和安全功能也更加完善。

本发明提出的带智能控制的全力矩限制器，根据传感器单元和液压控制单元采集到的信息，进行设备状态分析、货物起吊工作路径规划、根据作业环境、货物状态自动控制起重机各个动作的速度、位置以及完成人机对话等智能监控制功能。有效降低起重设备工作效率和安全对操作人员的依赖，提高了起重设备的安全性和工作效率。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.带智能控制的全力矩限制器，其特征在于，包括控制主机，传感器单元，液压控制单元，所述控制主机通过CAN总线与所述传感器单元和所述液压控制单元相连；

所述传感器单元用于检测起重设备工作状态，并将检测信号传输给所述控制主机；

所述液压控制单元检测液压系统的工作数据并传输给所述控制主机；

所述控制主机对所述检测信号以及所述工作数据进行数据处理后，得出设备数据信息及设备状态；

所述控制主机还包括专家系统，所述专家系统通过所述设备数据信息及设备状态给出作业路径规划；

所述控制主机通过CAN总线将控制信息发送到所述液压控制单元，所述液压控制单元接收所述控制信息并通过所述控制信息对液压系统工作状态进行操控。

2.根据权利要求1所述的带智能控制的全力矩限制器，其特征在于，还包括与控制主机相连的显示器，所述控制主机将所述设备数据信息及设备状态输出给所述显示器显示。

3.根据权利要求1所述的带智能控制的全力矩限制器，其特征在于，所述传感器单元包括区域安全扫描单元、作业环境监测单元、车辆水平检测单元和作业状态监测单元；

所述区域安全扫描单元通过雷达对作业区域进行安全扫描，并将扫描结果传送给所述控制主机；

所述作业环境监测单元通过温度传感器，风阻传感器对作业环境温度、风力、风向进行监测，并将监测数据发送到所述控制主机；

所述车辆水平检测单元通过车体倾角传感器对底盘倾角数据进行检测，并将数据发送到所述控制主机；

所述作业状态监测单元通过长度传感器，角度传感器，起重重量传感器以及高度限位传感器检测起重机械作业状态，并将数据发送到所述控制主机。

4.根据权利要求3所述的带智能控制的全力矩限制器，其特征在于，所述控制主机通过CAN总线与底盘车辆车载电脑相连，所述底盘车车载电脑将车辆数据信息发送到所述控制主机，所述控制主机根据所述车辆数据信息判断底盘车辆是否适合作业。

5.根据权利要求1所述的带智能控制的全力矩限制器，其特征在于，所述作业路径规划可以进行手动调整。