CN107285202B - 一种集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统及方法 - Google Patents
一种集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107285202B CN107285202B CN201710664750.2A CN201710664750A CN107285202B CN 107285202 B CN107285202 B CN 107285202B CN 201710664750 A CN201710664750 A CN 201710664750A CN 107285202 B CN107285202 B CN 107285202B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- upper arm
- underarm
- arm
- proportioning valve
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/16—Applications of indicating, registering, or weighing devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/18—Control systems or devices
- B66C13/20—Control systems or devices for non-electric drives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/18—Control systems or devices
- B66C13/48—Automatic control of crane drives for producing a single or repeated working cycle; Programme control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
- B66C23/62—Constructional features or details
Abstract
本发明公开了一种集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统及方法，控制系统包括用于测量集装箱侧面吊上臂与车架平面之间角度的第一角度传感器、用于测量集装箱侧面吊下臂与车架平面之间角度的第二角度传感器；所述第一角度传感器、第二角度传感器均与控制器连接；所述控制器通过第一比例阀、第二比例阀分别控制上臂油缸的缩回和伸出，所述控制器通过第三比例阀、第四比例阀分别控制下臂油缸的缩回和伸出。本发明吊点的运动轨迹自动可控，可实现集装箱的精准对锁；吊臂动作快慢可根据需求进行调节，最大限度控制集装箱的晃动，不易翻车。
Description
技术领域
本发明涉及机械产品吊臂控制技术领域，特别是一种集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统及方法。
背景技术
如图1所示，现有的集装箱侧面吊要进行吊装作业，是通过操作对应上臂1和下臂2对应的比例阀控制相应油缸(上臂油缸3、下臂油缸4)的伸缩，实现集装箱5的装卸动作。在集装箱吊载到车架9上方时，通过反复操作上下臂油缸伸缩使得集装箱旋锁锁套6与车架上的集装箱旋锁7对齐，完成吊装作业。该种操作方式在反复操作油缸伸缩时，完全依赖于操作者的观察和工作经验，容易引起集装箱的左右摇晃，不仅对位效率低下，甚至由于操作过于频繁激烈，容易引起翻车，存在较大的安全风险。
发明内容
本发明旨在提供一种集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统及方法，使得吊点的运动轨迹自动可控，实现集装箱的精准对锁；最大限度控制集装箱的晃动，不易翻车。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统，包括用于测量集装箱侧面吊上臂与车架平面之间角度的第一角度传感器、用于测量集装箱侧面吊下臂与车架平面之间角度的第二角度传感器；所述第一角度传感器、第二角度传感器均与控制器连接；所述控制器通过第一比例阀、第二比例阀分别控制上臂油缸的缩回和伸出，所述控制器通过第三比例阀、第四比例阀分别控制下臂油缸的缩回和伸出；上述角度即幅度值。
所述控制器还与操作手柄连接，所述操作手柄控制上臂的伸缩。
相应地，本发明还提供了一种利用上述集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统实现吊臂运动轨迹控制的方法，该方法主要实现过程包括：将上臂和下臂的幅度值作为PID调节器的输入，将PID调节器的输出作为下臂油缸动作的指令信号，使得下臂幅度值快速追踪上臂幅度值，实现吊点直线运动。
上述方法具体实现过程包括：当操作手柄控制上臂缩时，PID调节器输出控制第一比例阀，进而上臂油缸缩回，上臂幅度变化为△L1；与此同时，为使得下臂幅度变化△L2与上臂幅度变化△L1相等，PID调节器输出控制第三比例阀，进而下臂也同时缩，直到△L2＝△L1，PID调节结束；在臂架运动过程中，始终保证△L2＝△L1，则臂架吊点垂直向下运动，实现吊点直线运动；当操作手柄控制上臂伸时，PID调节器输出控制第二比例阀，进而上臂油缸伸出，上臂幅度变化为△L1；与此同时，为使得△L2与△L1相等，PID调节器输出控制第四比例阀,进而下臂也同时伸，直到△L2＝△L1，PID调节结束；在吊臂伸缩运动过程中，始终保持△L2＝△L1，则臂架吊点沿垂直向上的方向运动，实现吊点直线运动。
相应地，本发明的一种集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统包括：
PID调节器，输入为第一角度传感器测量的上臂的幅度值和第二角度传感器测量的下臂的幅度值，输出值作为下臂油缸动作的指令信号，使得下臂幅度值快速追踪上臂幅度值，实现吊点直线运动。
所述PID调节器包括：
第一调节单元，用于当操作手柄控制上臂缩时，输出控制第一比例阀，进而上臂油缸缩回，上臂幅度变化为△L1；与此同时，为使得下臂幅度变化△L2与上臂幅度变化△L1相等，输出控制第三比例阀，进而下臂也同时缩，直到△L2＝△L1，调节结束；
第二调节单元，用于当操作手柄控制上臂伸时，输出控制第二比例阀，进而上臂油缸伸出，上臂幅度变化为△L1；与此同时，为使得△L2与△L1相等，输出控制第四比例阀,进而下臂也同时伸，直到△L2＝△L1，调节结束；在吊臂伸缩运动过程中，始终保持△L2＝△L1，则臂架吊点沿垂直向上的方向运动，实现吊点直线运动。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明吊点的运动轨迹自动可控，可实现集装箱的精准对锁；吊臂动作快慢可根据需求进行调节，最大限度控制集装箱的晃动，不易翻车。
附图说明
图1为现有产品工作示意图；
图2为本发明产品作业状态图；
图3为本发明变量坐标关系图；
图4为本发明电气控制原理图；
其中，1为上臂、2为下臂、3为上臂油缸、4为下臂油缸、5为集装箱、6为集装箱旋锁套、7为集装箱旋锁、8为上臂吊重点运动轨迹、9为车架、10为吊重点。
具体实施方式
图2中，在集装箱5装载到车架上过程中，要实现其垂直向下运动，即保证上吊臂吊重点10垂直往下运动(如箭头方向所示)。各变量坐标关系如图3所示，图3中由勾股定理可得，上吊臂距离的幅度为L1＝M×cos(θ1)，下吊臂的幅度为L2＝N×cos(θ2)，其中M、N分别为上、下臂设计固定长度，θ1、θ2为安装在臂架上的传感器测得的上下臂相对车架平面角度。当上吊臂和下吊臂都进行缩动作时，L1和L2同时减小。若要保证吊重点10垂直往下运动，即需要控制上下吊臂同时缩时幅度变化量△L1＝△L2即可。电气控制原理图如图4所示。
图4中，上臂角度传感器(即第一角度传感器)对应序12，下臂角度传感器(即第二角度传感器)对应序11。PLC控制器采集角度传感器的数值，并接收手柄操作指令，控制比例阀的输出，进而驱动吊臂的伸缩。控制器采用PID调节方式，在启动直线运动模式时，系统根据三角函数计算得出上臂的实时幅度值为L1+λ，λ为车架结构固定参数值)，下臂的实时幅度值为L2(L1+λ为实时的上臂幅度，L2为实时的下臂幅度，直线运动的原理就是上臂幅度变化量与下臂的幅度变化量相等)，如图3所示。在通过手柄控制上臂伸缩时，上臂的幅度值在连续变化。将上臂的幅度L1+λ的变化量△L1作为PID调节器的输入目标值，将下臂幅度L2的变化量△L2作为PID调节器的测量值，PID调节器的输出值作为下臂伸缩比例阀的控制值，进而控制下臂的伸缩。当操作手柄控制上臂缩时，控制器输出控制第一比例阀-Y4a,，进而上臂油缸缩回，此时，上臂幅度值L1+λ发生变化，其变化量为△L1；与此同时，控制器PID调节器为使得△L2与△L1相等，不断地输出驱动控制器输出控制第三比例阀-Y3a,进而下臂也同时缩，直到△L2＝△L1，PID调节结束。当臂架运动时，上下臂架幅度的变化量始终保证△L2＝△L1，则臂架吊点沿垂直向下方向运动，实现吊点直线运动。
同理，当操作手柄控制上臂伸时，控制器输出控制第二比例阀-Y4b,，进而上臂油缸伸出，上臂幅度变化为△L1；与此同时，控制器PID调节器为使得△L2与△L1相等，不断地输出驱动控制器输出控制第四比例阀-Y3b,进而下臂也同时伸，直到△L2＝△L1，PID调节结束。当吊臂伸缩运动过程中，始终△L2＝△L1，则臂架吊点沿垂直向上的方向运动，实现吊点直线运动。
Claims (3)
1.一种利用集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统实现吊臂运动轨迹控制的方法，集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统包括用于测量集装箱侧面吊上臂与车架平面之间角度的第一角度传感器、用于测量集装箱侧面吊下臂与车架平面之间角度的第二角度传感器；所述第一角度传感器、第二角度传感器均与控制器连接；所述控制器通过第一比例阀、第二比例阀分别控制上臂油缸的缩回和伸出，所述控制器通过第三比例阀、第四比例阀分别控制下臂 油缸的缩回和伸出；上述角度即幅度值；其特征在于，该方法主要实现过程包括：将第一角度传感器测量的上臂的幅度值和第二角度传感器测量的下臂的幅度值作为 PID 调节器的输入，将 PID 调节器的输出作为下臂油缸动作的指令信号，使得下臂幅度值快速追踪上臂幅度值，实现吊点直线运动；该方法具体实现过程包括：当操作手柄控制上臂缩时，PID调节器输出控制第一比例阀，进而上臂油缸缩回，上臂幅度变化为△L1；与此同时，为使得下臂幅度变化△L2 与上臂幅度变化△L1 相等，PID 调节器输出控制第三比例阀，进而下臂也同时缩，直到△L2=△L1，PID 调节结束；在臂架在运动过程中，始终保证△L2=△L1，则臂架吊点垂直向下运动，实现吊点直线运动；当操作手柄控制上臂伸时，PID 调节器输出控制第二比例阀，进而上臂油缸伸出，上臂幅度变化为△L1；与此同时，为使得△L2 与△L1相等，PID 调节器输出控制第四比例阀,进而下臂也同时伸，直到△L2=△L1，PID 调节结束；在吊臂伸缩运动过程中，始终保持△L2=△L1，则臂架吊点沿垂直向上的方向运动，实现吊点直线运动。
2.根据权利要求 1 所述的方法，其特征在于，所述控制器还与操作手柄连接，所述操作手柄控制上臂的伸缩。
3.一种集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统，其特征在于，包括：PID 调节器，输入为第一角度传感器测量的上臂的幅度值和第二角度传感器测量的下臂的幅度值，输出值作为下臂油缸动作的指令信号，使得下臂幅度值快速追踪上臂幅度值，实现吊点直线运动；
其特征在于，所述 PID 调节器包括：第一调节单元，用于当操作手柄控制上臂缩时，输出控制第一比例阀，进而上臂油缸缩回，上臂幅度变化为△L1；与此同时，为使得下臂幅度变化△L2 与上臂幅度变化△L1 相等，输出控制第三比例阀，进而下臂也同时缩，直到△L2=△L1，调节结束；第二调节单元，用于当操作手柄控制上臂伸时，输出控制第二比例阀，进而上臂油缸伸出，上臂幅度变化为△L1；与此同时，为 使得△L2 与△L1 相等，输出控制第四比例阀,进而下臂也同时伸， 直到△L2=△L1，调节结束；在吊臂伸缩运动过程中，始终保持△ L2=△L1，则臂架吊点沿垂直向上的方向运动，实现吊点直线运动。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710664750.2A CN107285202B (zh) | 2017-08-07 | 2017-08-07 | 一种集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710664750.2A CN107285202B (zh) | 2017-08-07 | 2017-08-07 | 一种集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107285202A CN107285202A (zh) | 2017-10-24 |
| CN107285202B true CN107285202B (zh) | 2018-08-24 |
Family
ID=60104484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710664750.2A Active CN107285202B (zh) | 2017-08-07 | 2017-08-07 | 一种集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107285202B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111689395A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-09-22 | 河北雷萨重型工程机械有限责任公司 | 起重机及其吊钩垂直水平运动的控制系统、方法和车辆 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07125987A (ja) * | 1993-11-08 | 1995-05-16 | Komatsu Mec Corp | 移動式クレーンの吊り荷重、転倒モーメント検出装置 |
| CN101525944B (zh) * | 2009-03-31 | 2011-09-21 | 北京易斯路电子有限公司 | 混凝土泵车智能臂架控制系统及其控制方法 |
| CN102864800A (zh) * | 2012-10-23 | 2013-01-09 | 中联重科股份有限公司渭南分公司 | 挖掘机的平推控制方法和控制装置与挖掘机 |
| CN102976209B (zh) * | 2012-12-18 | 2015-05-20 | 三一集团有限公司 | 控制方法及控制系统 |
| CN103550893B (zh) * | 2013-11-07 | 2015-09-16 | 徐州重型机械有限公司 | 消防车工作平台的自动调平控制系统、消防车及调平方法 |
| CN103896157B (zh) * | 2013-12-30 | 2016-04-20 | 徐州徐工随车起重机有限公司 | 侧面吊同步控制系统及方法 |
-
2017
- 2017-08-07 CN CN201710664750.2A patent/CN107285202B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107285202A (zh) | 2017-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201358142Y (zh) | 伸缩臂起重机自动控制系统 | |
| EP3074337B1 (en) | A device and a process for controlling a swinging of a load suspended from a lifting apparatus | |
| US10196242B2 (en) | Crane trolley and hoist position homing and velocity synchronization | |
| US9850108B2 (en) | Movement system configured for moving a payload | |
| WO2013113193A1 (zh) | 一种工程机械及其控制方法、控制系统 | |
| CN107269275A (zh) | 一种悬臂式掘进机截割臂摆速自适应控制系统及方法 | |
| US20150275469A1 (en) | Lift Arm and Coupler Control System | |
| US20190112165A1 (en) | Crane | |
| WO2016180759A1 (de) | Verfahren zur ansteuerung eines knickmasts in einem grossmanipulator | |
| CN107285202B (zh) | 一种集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统及方法 | |
| Ngo et al. | Skew control of a quay container crane | |
| CN106082043B (zh) | 一种自行走高空作业车控制系统 | |
| CN103663203A (zh) | 起重机的回转速度控制方法、装置、系统及起重机 | |
| CN103922250A (zh) | 工作斗调平系统及折叠臂高空作业车 | |
| CN102929290A (zh) | 应用于隧道混凝土喷射的喷射机控制系统、方法及装置 | |
| CN105217454A (zh) | 一种回转式起重机吊重防摆防撞的控制系统及控制方法 | |
| FI117969B (fi) | Laitteisto ja menetelmä kontin kiertoheilahdusliikkeen pysäyttämiseksi | |
| EP2927177A9 (en) | Method and arrangement for controlling a crane | |
| DE60217621T2 (de) | Verfahren für Kranbedienung | |
| CN202481958U (zh) | 塔式工程机械的上装调平装置 | |
| CN208898402U (zh) | 一种直线运动机构 | |
| CN105275926B (zh) | 一种臂架控制方法及系统 | |
| US20180170722A1 (en) | Rotation control system for material handling machines | |
| RU2457170C1 (ru) | Способ управления грузоподъемным краном и система для его реализации | |
| CN114718924A (zh) | 工程机械的控制方法、控制系统及工程机械 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200918 Address after: No.1 Tarim railway, high tech Zone, Dingcheng District, Changde City, Hunan Province Patentee after: Zoomlion Hengtong Power Technology Co., Ltd Address before: Six East Road, economic and Technological Development Zone of Hunan province 410131 Changsha No. 88 (ZOOMLION quantang Industrial Park) Patentee before: CHANGSHA ZHONGLIAN HENGTONG MACHINERY Co.,Ltd. |