CN108100880A - 一种轮式起重机操纵室自动变幅系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮式起重机操纵室自动变幅系统，包括操纵室变幅装置、操纵室角度传感器、控制器、吊臂长度传感器、吊臂变幅角度传感器和输入装置；操纵室角度传感器、吊臂长度传感器、吊臂变幅角度传感器和输入装置的输出端均与控制器的输入端连接，控制器的输入端还外接卷扬机编码器，控制器的输出端连接操纵室变幅装置。同时也公开了基于系统的自动变幅方法。本发明可自动调节操纵室倾斜角，保证吊装物处于最优的视觉观察范围，降低了操作者的疲劳程度，减少了人为操作，提高了吊装效率和安全性。

Description

一种轮式起重机操纵室自动变幅系统及方法

技术领域

本发明涉及一种轮式起重机操纵室自动变幅系统及方法，属于起重机技术领域。

背景技术

随着技术的不断发展，起重机向吨位大型化、结构复杂化以及控制智能化方向发展，起升高度、作业幅度、起重量等越来越大，因此对吊装的安全性提出了更高的要求。

起重机广泛应用于各种作业领域，由于其作业场合的复杂性以及不可选择性，在起重机吊装过程中，操作者注意力多集中在吊重物，当吊钩偏离在操作者水平视角后，操作者需要仰头或是手动调节座椅开关进行操纵室方向的调整，所以在远距离吊装时，长时间的精力集中会使操作者容易产生疲劳，并且要随着吊钩的高度进行座椅的调整，增加发生安全事故的可能性，另外也严重影响了吊装的效率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种轮式起重机操纵室自动变幅系统及方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种轮式起重机操纵室自动变幅系统，包括操纵室变幅装置、操纵室角度传感器、控制器、吊臂长度传感器、吊臂变幅角度传感器和输入装置；操纵室角度传感器、吊臂长度传感器、吊臂变幅角度传感器和输入装置的输出端均与控制器的输入端连接，控制器的输入端还外接卷扬机编码器，控制器的输出端连接操纵室变幅装置。

还包括与控制器输出端连接的显示装置和报警装置。

操纵室变幅装置包括变幅油缸，变幅油缸设置在操纵室底部，控制器通过变幅阀控制变幅油缸。

一种轮式起重机操纵室自动变幅方法，包括，

通过输入装置输入吊装绳的长度h2、座椅头枕到座椅底部的高度l3以及回转中心到配重中心的距离b；

吊臂长度传感器采集吊臂的长度L；

吊臂变幅角度传感器采集吊臂变幅角度r；

卷扬机编码器输出吊钩到吊臂头的距离h1；

控制器接收h1、h2、l3、b、L和r，根据预设的公式计算操纵室的目标变幅角度α；

操纵室角度传感器采集操纵室的当前角度α1，并将其传输给控制器；

控制器计算变幅角度α2＝α-α1；

控制器根据α2控制操纵室变幅装置改变操纵室角度。

计算操纵室的目标变幅角度α公式为，

其中，H为吊装物离起重机车架平面高度，h为吊臂头离起重机车架平面高度，a2为交点离起重机车架平面高度，该交点为操纵室旋转支点到座椅底部中心连线延长线与吊装物垂直中心线的交点，a1为吊装物中心与交点之间的距离，l1为操纵室旋转支点到吊装物垂直中心线的垂直距离。

当α大于最大变幅角度max时，发出报警。

本发明所达到的有益效果：1、本发明可自动调节操纵室倾斜角，减少了人为操作，提高了吊装效率；2、操纵室自动调整倾角是以操作者最佳的观察姿态为目的，从而降低了操作者的疲劳程度；3、本发明可保证吊装物处于最优的视觉观察范围，提高对吊装物状态的可视度，从而保证吊装过程的安全性。

附图说明

图1为系统框图；

图2为起重机结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种轮式起重机操纵室自动变幅系统，包括操纵室变幅装置、操纵室角度传感器、控制器、吊臂长度传感器、吊臂变幅角度传感器、输入装置、输出装置和报警装置。

操纵室变幅装置用以接收控制器的控制，调整操纵室角度；其现有的结构有多种，这里的操纵室变幅装置包括连接的变幅油缸和变幅阀，变幅油缸设置在操纵室底部，操纵室底部后端设置为旋转支点，通过变幅油缸升降调整操纵室角度，控制器通过控制变幅阀的得电情况，控制变幅油缸。

控制器可以采用MUC，内部包括角度计算模块、角度比较及逻辑处理模块；计算模块根据预设的公式计算操纵室的目标变幅角度，角度比较及逻辑处理模块将目标变幅角度与最大变幅角度进行比较，如果大于，则控制报警装置发出报警，如果不大于，则根据采集操纵室的当前角度，计算变幅角度，根据变幅角度控制变幅阀。

操纵室角度传感器用以采集操纵室的角度；吊臂长度传感器用以采集吊臂的长度；吊臂变幅角度传感器用以采集吊臂变幅角度；输入装置可以使触模屏、键盘等；输出装置为显示器；报警装置采用声光报警装置。

操纵室角度传感器、吊臂长度传感器、吊臂变幅角度传感器和输入装置的输出端均与控制器的输入端连接，控制器的输入端还外接卷扬机编码器，控制器的输出端连接操纵室变幅装置的变幅阀、显示装置和报警装置。

如图2所述，基于上述系统的变幅方法，具体入下：

1)通过输入装置输入吊装绳的长度h2、座椅头枕到座椅底部的高度l3以及回转中心到配重中心的距离b。

2)吊臂长度传感器采集吊臂的长度L。

3)吊臂变幅角度传感器采集吊臂变幅角度r。

4)卷扬机编码器输出吊钩到吊臂头的距离h1。

5)控制器接收h1、h2、l3、b、L和r，根据预设的公式计算操纵室的目标变幅角度α；

具体公式为：

其中，H为吊装物离起重机车架平面高度，h为吊臂头离起重机车架平面高度，a2为交点离起重机车架平面高度，该交点为操纵室旋转支点到座椅底部中心连线延长线与吊装物垂直中心线的交点，a1为吊装物中心与交点之间的距离，l1为操纵室旋转支点到吊装物垂直中心线的垂直距离。

6)当α大于最大变幅角度max时，报警装置发出报警，当α不大于最大变幅角度max时，操纵室角度传感器采集操纵室的当前角度α1，并将其传输给控制器。

7)控制器计算变幅角度α2＝α-α1。

8)控制器根据α2控制操纵室变幅装置改变操纵室角度。

本发明可以操作者最佳的观察姿态为目的，自动调节操纵室倾斜角，保证吊装物处于最优的视觉观察范围，降低了操作者的疲劳程度，减少了人为操作，提高了吊装效率和安全性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种轮式起重机操纵室自动变幅系统，其特征在于：包括操纵室变幅装置、操纵室角度传感器、控制器、吊臂长度传感器、吊臂变幅角度传感器和输入装置；

操纵室角度传感器、吊臂长度传感器、吊臂变幅角度传感器和输入装置的输出端均与控制器的输入端连接，控制器的输入端还外接卷扬机编码器，控制器的输出端连接操纵室变幅装置。

2.根据权利要求1所述的一种轮式起重机操纵室自动变幅系统，其特征在于：还包括与控制器输出端连接的显示装置和报警装置。

3.根据权利要求1所述的一种轮式起重机操纵室自动变幅系统，其特征在于：操纵室变幅装置包括变幅油缸，变幅油缸设置在操纵室底部，控制器通过变幅阀控制变幅油缸。

4.一种轮式起重机操纵室自动变幅方法，其特征在于：包括，

通过输入装置输入吊装绳的长度h2、座椅头枕到座椅底部的高度l3以及回转中心到配重中心的距离b；

吊臂长度传感器采集吊臂的长度L；

吊臂变幅角度传感器采集吊臂变幅角度r；

卷扬机编码器输出吊钩到吊臂头的距离h1；

控制器接收h1、h2、l3、b、L和r，根据预设的公式计算操纵室的目标变幅角度α；

操纵室角度传感器采集操纵室的当前角度α1，并将其传输给控制器；

控制器计算变幅角度α2＝α-α1；

控制器根据α2控制操纵室变幅装置改变操纵室角度。

5.根据权利要求4所述的一种轮式起重机操纵室自动变幅方法，其特征在于：计算操纵室的目标变幅角度α公式为，

其中，H为吊装物离起重机车架平面高度，h为吊臂头离起重机车架平面高度，a2为交点离起重机车架平面高度，该交点为操纵室旋转支点到座椅底部中心连线延长线与吊装物垂直中心线的交点，a1为吊装物中心与交点之间的距离，l1为操纵室旋转支点到吊装物垂直中心线的垂直距离。

6.根据权利要求4所述的一种轮式起重机操纵室自动变幅方法，其特征在于：当α大于最大变幅角度max时，发出报警。