CN108178086A - 一种绞车制动控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绞车制动控制方法及装置，属于自动控制技术领域。绞车包括滚筒、缠绕在滚筒上的缆绳、驱动装置和制动装置，驱动装置包括液压马达，滚筒在液压马达的驱动下转动，制动装置用于作用在滚筒上使滚筒停止转动，绞车制动控制方法包括：获取滚筒上缠绕的缆绳的层数，滚筒上缠绕的缆绳的层数为缆绳沿滚筒的径向排列的数量；根据获取的层数，确定液压马达在获取的层数下能够提供给缆绳的最大拉力；获取在制动装置的作用下，位于滚筒和缆绳所连接的负载之间的缆绳的张力；当获取的张力小于或等于确定的最大拉力时，则允许制动装置与滚筒分开；当获取的张力大于确定的最大拉力时，则禁止制动装置与滚筒分开。本发明使绞车可以安全运行。

Description

一种绞车制动控制方法及装置

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种绞车制动控制方法及装置。

背景技术

海洋平台(英文：offshore platform)是为海上钻井、采油、集运、观测、导航、施工等活动提供生产和生活设施的构筑物，海洋平台不具有自航能力，需要通过诸如三用工作船(拖曳、锚作、供应)等辅助船舶进行拖拽航行。

绞车是三用工作船上进行拖曳作业的关键设备，绞车主要包括滚筒、缠绕在滚筒上的缆绳、驱动装置和制动装置，所述驱动装置包括电动机、主泵站、液压马达和传动机构，所述制动装置包括刹车带、伺服泵站和刹车油缸。其中，电动机驱动主泵站为液压马达提供动力，使液压马达通过传动机构(一般包括高速齿轮组、离合器和低速齿轮组)驱动滚筒转动，实现缠绕在滚筒上的缆绳的收放。同时，电动机驱动伺服泵站为刹车油缸提供动力，使刹车油缸驱动刹车带抱死滚筒，实现绞车的制动。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

在进行收缆时，会松开刹车带，使液压马达能够驱动滚筒转动，将缆绳逐渐缠绕在滚筒上。如果缆绳上的负载超过液压马达的驱动能力，则会造成马达被拖着反转而损坏液压马达，同时缆绳上的负载不受控制，严重影响绞车运行的安全。

发明内容

为了解决现有技术马达被拖着反转而损坏、缆绳上的负载不受控制的问题，本发明实施例提供了一种绞车制动控制方法及装置。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种绞车制动控制方法，所述绞车包括滚筒、缠绕在所述滚筒上的缆绳、驱动装置和制动装置，所述驱动装置包括液压马达，所述滚筒在所述液压马达的驱动下转动，所述制动装置用于作用在所述滚筒上使所述滚筒停止转动，所述绞车制动控制方法包括：

获取所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数；

根据获取的所述层数，确定所述液压马达在获取的所述层数下能够提供给所述缆绳的最大拉力；

获取在所述制动装置的作用下，位于所述滚筒和所述缆绳所连接的负载之间的所述缆绳的张力；

当获取的所述张力小于或等于确定的所述最大拉力时，则允许所述制动装置与所述滚筒分开；

当获取的所述张力大于确定的所述最大拉力时，则禁止所述制动装置与所述滚筒分开。

可选地，所述获取所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数，包括：

从设置在所述滚筒上的编码器获取所述滚筒转动的圈数；

根据获取的所述圈数和所述滚筒上缠绕的一层缆绳的圈数，计算所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数。

可选地，所述根据获取的所述层数，确定所述液压马达在获取的所述层数下能够提供给所述缆绳的最大拉力，包括：

获取所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数与所述液压马达能够提供给所述缆绳的最大拉力的对应表；

在获取的所述对应表上查找与获取的所述层数对应的最大拉力。

优选地，所述绞车制动控制方法还包括：

按照如下公式计算一个所述液压马达的输出扭矩：

T＝△p*q*η₁/(2*π)；

其中，T为所述液压马达的输出扭矩，△p为所述液压马达的入口和出口的压强差，q为所述液压马达的排量，η₁为所述液压马达的机械效率；

按照如下公式计算所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数取各个数值时所述液压马达提供给所述缆绳的额定拉力：

F＝n*T*η₂*i/(D/2+N*d-d/2)；

其中，F为所述液压马达提供给所述缆绳的额定拉力，n为驱动一个所述滚筒的所述液压马达的数量，T为一个所述液压马达的输出扭矩，η₂为力从所述液压马达到所述缆绳的传递效率，i为传递力的齿轮组的减速比，D为所述滚筒的直径，N为所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数，d为所述缆绳的直径；

按照如下公式计算所述液压马达提供给所述缆绳的各个额定拉力对应的所述液压马达能够提供给所述缆绳的最大拉力：

F_max＝F*k；

其中，F_max为所述液压马达能够提供给所述缆绳的最大拉力，F为所述液压马达提供给所述缆绳的额定拉力，k为所述液压马达的超载系数；

根据所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数取各个数值时所述液压马达能够提供给所述缆绳的最大拉力，建立所述对应表。

可选地，所述获取在所述制动装置作用下，位于所述滚筒和所述缆绳所连接的负载之间的所述缆绳的张力，包括：

从设置在所述滚筒上的销轴传感器获取在所述制动装置作用下，位于所述滚筒和所述缆绳所连接的负载之间的所述缆绳的张力作用在所述滚筒上的力；

根据获取的所述力、以及获取的所述力与位于所述滚筒和所述缆绳所连接的负载之间的所述缆绳的张力之间的夹角，计算在所述制动装置作用下，位于所述滚筒和所述缆绳所连接的负载之间的所述缆绳的张力。

另一方面，本发明实施例提供了一种绞车制动控制装置，所述绞车包括滚筒、缠绕在所述滚筒上的缆绳、驱动装置和制动装置，所述驱动装置包括液压马达，所述滚筒在所述液压马达的驱动下转动，所述制动装置用于作用在所述滚筒上使所述滚筒停止转动，所述绞车制动控制装置包括：

第一确定模块，用于获取所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数；

第二确定模块，用于根据获取的所述层数，确定所述液压马达在获取的所述层数下能够提供给所述缆绳的最大拉力；

第三确定模块，用于获取在所述制动装置作用下，位于所述滚筒和所述缆绳所连接的负载之间的所述缆绳的张力；

控制模块，用于当获取的所述张力小于或等于确定的所述最大拉力时，则允许所述制动装置与所述滚筒分开；当获取的所述张力大于确定的所述最大拉力时，则禁止所述制动装置与所述滚筒分开。

可选地，所述第一确定模块用于，

从设置在所述滚筒上的编码器获取所述滚筒转动的圈数；

根据获取的所述圈数和所述滚筒上缠绕的一层缆绳的圈数，计算所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数。

可选地，所述第二确定模块用于，

获取所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数与所述液压马达能够提供给所述缆绳的最大拉力的对应表；

在获取的所述对应表上查找与获取的所述层数对应的最大拉力。

优选地，所述绞车制动控制装置还包括建立模块，所述建立模块用于，

按照如下公式计算一个所述液压马达的输出扭矩：

T＝△p*q*η₁/(2*π)；

其中，T为所述液压马达的输出扭矩，△p为所述液压马达的入口和出口的压强差，q为所述液压马达的排量，η₁为所述液压马达的机械效率；

按照如下公式计算所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数取各个数值时所述液压马达提供给所述缆绳的额定拉力：

F＝n*T*η₂*i/(D/2+N*d-d/2)；

其中，F为所述液压马达提供给所述缆绳的额定拉力，n为驱动一个所述滚筒的所述液压马达的数量，T为一个所述液压马达的输出扭矩，η₂为力从所述液压马达到所述缆绳的传递效率，i为传递力的齿轮组的减速比，D为所述滚筒的直径，N为所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数，d为所述缆绳的直径；

按照如下公式计算所述液压马达提供给所述缆绳的各个额定拉力对应的所述液压马达能够提供给所述缆绳的最大拉力：

F_max＝F*k₁；

其中，F_max为所述液压马达能够提供给所述缆绳的最大拉力，F为所述液压马达提供给所述缆绳的额定拉力，k₁为所述液压马达的超载系数；

根据所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数取各个数值时所述液压马达能够提供给所述缆绳的最大拉力，建立所述对应表。

可选地，所述第三确定模块用于，

从设置在所述滚筒上的销轴传感器获取在所述制动装置作用下，位于所述滚筒和所述缆绳所连接的负载之间的所述缆绳的张力作用在所述滚筒上的力；

根据获取的所述力、以及获取的所述力与位于所述滚筒和所述缆绳所连接的负载之间的所述缆绳的张力之间的夹角，计算在所述制动装置作用下，位于所述滚筒和所述缆绳所连接的负载之间的所述缆绳的张力。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过获取滚筒上缠绕的缆绳的层数，并根据获取的层数，确定液压马达在获取的层数下能够提供给缆绳的最大拉力，同时获取在制动装置作用下，位于滚筒和缆绳所连接的负载之间的缆绳的张力。当获取的张力小于或等于确定的最大拉力时，则允许制动装置与滚筒分开，可以根据需要由液压马达驱动滚筒转动，实现缆绳的收放；当获取的张力大于确定的最大拉力时，则禁止制动装置与滚筒分开，从而避免马达被拖着反转而损坏液压马达、以及缆绳所连接的负载不受控制，使绞车可以安全运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的绞车的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的制动装置的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的一种绞车制动方法的流程图；

图4是本发明实施例一提供的缆绳的张力作用在滚筒上的示意图；

图5是本发明实施例二提供的一种绞车制动装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

下面先结合图1和图2简单介绍一下本发明实施例提供的绞车制动控制方法的应用场景。

图1为绞车的结构示意图，参见图1，绞车包括滚筒10、驱动装置(包括液压马达20)和制动装置30。滚筒10上缠绕有缆绳，缆绳在滚筒10转动的过程中实现收放。液压马达20与滚筒10传动连接，用于驱动滚筒10转动。制动装置30设置在滚筒10上，用于使滚筒10停止转动。具体地，滚筒10可以由两个液压马达20驱动。

图2为制动装置的结构示意图。参见图2，制动装置30包括刹车带31和刹车油缸32。刹车带31套设在滚筒10外，刹车油缸32与刹车带31机械连接。当需要对绞车制动时，刹车油缸32驱动刹车带31作用在滚筒10上，将滚筒10抱死。而在收放缆绳的时候，则需要将刹车带31与滚筒10分开，以使液压马达20能够驱动滚筒10转动。

实施例一

本发明实施例提供了一种绞车制动控制方法，绞车包括滚筒、缠绕在滚筒上的缆绳、驱动装置和制动装置，驱动装置包括液压马达，滚筒在液压马达的驱动下转动，制动装置用于作用在滚筒上使滚筒停止转动。图3为本实施例提供的绞车制动控制方法的流程图，参见图3，该绞车制动方法包括：

步骤101：获取滚筒上缠绕的缆绳的层数。

在本实施例中，滚筒上缠绕的缆绳的层数为缆绳沿滚筒的径向排列的数量。

可选地，该步骤101可以包括：

从设置在滚筒上的编码器获取滚筒转动的圈数；

根据获取的圈数和滚筒上缠绕的一层缆绳的圈数，计算滚筒上缠绕的缆绳的层数。

在实际应用中，编码器和滚筒同轴连接。

具体地，可以采用如下公式计算滚筒上缠绕的缆绳的层数：

其中，N为滚筒上缠绕的缆绳的层数，R为滚筒转动的圈数，r为滚筒上缠绕的一层缆绳的圈数，为对*进行向上取整。

例如，R＝280，r＝30，则R/r＝9.3，N＝10；又如，R＝280，r＝40，则R/r＝7，N＝7。

在实际应用中，在滚筒上缠绕缆绳之前，先在滚筒上设置编码器并进行归零，然后在滚筒转动的过程中，记录滚筒转动的圈数；也可以在滚筒转动之前，先记录一次编码器的读数，然后在滚筒转动的过程中，再次记录编码器的读数，并将两次记录的读数的差值，确定滚筒转动的圈数。具体地，可以在滚筒转动的过程中，不断采集编码器的读数，得到滚筒转动的圈数，进而计算出滚筒上缠绕的缆绳的层数。

步骤102：根据获取的层数，确定液压马达在获取的层数下能够提供给缆绳的最大拉力。

可选地，该步骤102可以包括：

获取滚筒上缠绕的缆绳的层数与液压马达能够提供给缆绳的最大拉力的对应表；

在获取的对应表上查找与获取的层数对应的最大拉力。

可选地，该绞车制动控制方法还可以包括：

第一步，按照如下公式计算一个液压马达的输出扭矩：

T＝△p*q*η₁/(2*π)；

其中，T为液压马达的输出扭矩，△p为液压马达的入口和出口的压强差，q为液压马达的排量，η₁为液压马达的机械效率。

在实际应用中，液压马达入口的压强可以由设置在液压马达入口的压力传感器测量得到，液压马达出口的压强可以由设置在液压马达出口的压力传感器测量得到，液压马达的排量和液压马达的机械效率可以由液压马达的说明书上得到。

在具体实现时，液压马达可以设为低速档、中速档和高速档中的一个。液压马达的机械效率和排量都会变化，例如低速档时，液压马达的机械效率为0.9451，排量为3103.8ml/r，即T＝466.85△p；中速档时，液压马达的机械效率为0.8787，排量为1034.6ml/r，即T＝144.69△p；高速档时，液压马达的机械效率为0.8256，排量为1034.6ml/r，即T＝135.94△p。

进一步地，液压马达的入口和出口的压强差通常按照1.396MPa计算。

第二步，按照如下公式计算滚筒上缠绕的缆绳的层数取各个数值时液压马达提供给缆绳的额定拉力：

F＝n*T*η₂*i/(D/2+N*d-d/2)；

其中，F为液压马达提供给缆绳的额定拉力，n为驱动一个滚筒的液压马达的数量，T为一个液压马达的输出扭矩，η₂为力从液压马达到缆绳的传递效率，i为传递力的齿轮组的减速比，D为滚筒的直径，N为滚筒上缠绕的缆绳的层数，d为缆绳的直径。

容易知道，液压马达的输出扭矩考虑到传递损耗和齿轮减速的影响之后的数值，与液压马达提供给缆绳的力的力矩相等，即n*T*η₂*i＝F*(D/2+N*d-d/2)，转换一下即为第三步中的公式。

在实际应用中，力从液压马达到缆绳的传递效率可以包括液压马达的齿轮轴承的传递效率、高速齿轮组的传递效率、低速齿轮组的传递效率、液压马达内滚动轴承的传递效率、液压马达外滚动轴承的传递效率、缆绳缠绕影响的传递效率和制动装置影响的传递效率。将这些传递效率相乘即可得到力从液压马达到缆绳的传递效率。

例如，液压马达的齿轮轴承的传递效率为0.98，高速齿轮组的传递效率为0.97，低速齿轮组的传递效率为0.97，液压马达内滚动轴承的传递效率位0.98，液压马达外滚动轴承的传递效率位0.98，缆绳缠绕影响的传递效率位0.97，制动装置影响的传递效率为0.99，则力从液压马达到缆绳的传递效率为0.98*0.97*0.97*0.98*0.98*0.97*0.99＝0.85。

进一步地，驱动一个滚筒的液压马达的数量为2，传递力的齿轮组的减速比位23.9354，滚筒的直径为0.96m，缆绳的直径为0.06m，滚筒上缠绕的缆绳的层数可以为1～12中的一个。

第三步，按照如下公式计算液压马达提供给缆绳的各个额定拉力对应的液压马达能够提供给缆绳的最大拉力：

F_max＝F*k；

其中，F_max为液压马达能够提供给缆绳的最大拉力，F为液压马达提供给缆绳的额定拉力，k为液压马达的超载系数。

在实际应用中，液压系统设定的压力为液压马达额定载荷的1.3倍，为了确保安全，液压马达的超载系数可以选择1.2，即k＝1.2。

第四步，根据滚筒上缠绕的缆绳的层数取各个数值时液压马达提供给缆绳的最大拉力，建立对应表。

在具体实现时，对应液压马达的不同档，每个档的液压马达能够提供给缆绳的最大拉力与滚筒上缠绕的缆绳的层数的对应表都不同，具体可以如下表一、表二和表三所示：

表一(低速档)

表二(中速档)

序号	层数	缆绳拉力的作用距离/mm	缆绳拉力对应的重量/吨	重量取整
					1	1	510	24	24
2	2	570	21.47368421	21.45
					3	3	630	19.42857143	19.45
4	4	690	17.73913043	17.75
					5	5	750	16.32	16.3
6	6	810	15.11111111	15.1
					7	7	870	14.06896552	14.05
8	8	930	13.16129032	13.15
					9	9	990	12.36363636	12.35
10	10	1050	11.65714286	11.65
					11	11	1110	11.02702703	11.05
12	12	1170	10.46153846	10.45

表三(高速档)

步骤103：获取在制动装置作用下，位于滚筒和缆绳所连接的负载之间的缆绳的张力。

可选地，该步骤103可以包括：

从设置在滚筒上的销轴传感器获取在制动装置作用下，位于滚筒和缆绳所连接的负载之间的缆绳的张力作用在滚筒上的力；

根据获取的力、以及获取的力与位于滚筒和缆绳所连接的负载之间的缆绳的张力之间的夹角，计算在制动装置作用下，位于滚筒和缆绳所连接的负载之间的缆绳的张力。

在实际应用中，销轴传感器固定在滚筒的外壁上。

图4为缆绳的张力作用在滚筒上的示意图。其中，F1表示缆绳的张力，F2表示由缆绳的张力分出的作用在滚筒上的力。如图4所示，缆绳的张力和缆绳作用在滚筒上的力之间存在夹角，而销轴传感器只能检测缆绳作用在滚筒上的力，因此利用销轴传感器检测缆绳作用在滚筒上的力，再将缆绳作用在滚筒上的力折算为缆绳的张力。

具体地，可以按照如下公式计算缆绳的张力：

F1＝F2/(2*cosθ)；

其中，F1为缆绳的张力，F2为缆绳作用在滚筒上的力。

例如，缆绳的张力和缆绳作用在滚筒上的力之间的夹角为45°，则F2＝F1/1.414。

步骤104：当获取的张力小于或等于确定的最大拉力时，则允许制动装置与滚筒分开。

在实际应用中，可以设置控制面板在允许制动装置与滚筒分开时，接收用户的控制指令，将制动装置与滚筒分开，由液压马达驱动滚筒转动，实现缆绳的收放。

步骤105：当获取的张力大于确定的最大拉力时，则禁止制动装置与滚筒分开。

在实际应用中，可以设置显示面板在禁止制动装置与滚筒分开时，告知用户此时不能将制动装置与滚筒分开。

需要说明的是，上述步骤101～步骤105可以在接收用户下发的将制动装置与滚筒分开的指令之后执行的，以减少控制器的计算量；也可以在接收用户下发的将制动装置与滚筒分开的指令之前执行的，以在接收用户下发的将制动装置与滚筒分开的指令时，直接根据步骤104和步骤105的判断结果进行相应地处理，提高响应速度。具体地，如果执行步骤104，则将制动装置与滚筒分开，即打开制动装置；如果执行步骤105，则不能将制动装置与滚筒分开，即不允许打开制动装置。

本发明实施例通过获取滚筒上缠绕的缆绳的层数，并根据获取的层数，确定液压马达在获取的层数下能够提供给缆绳的最大拉力，同时获取在制动装置作用下，位于滚筒和缆绳所连接的负载之间的缆绳的张力。当获取的张力小于或等于确定的最大拉力时，则允许制动装置与滚筒分开，可以根据需要由液压马达驱动滚筒转动，实现缆绳的收放；当获取的张力大于确定的最大拉力时，则禁止制动装置与滚筒分开，从而避免马达被拖着反转而损坏液压马达、以及缆绳所连接的负载不受控制，使绞车可以安全运行。

实施例二

本发明实施例提供了一种绞车制动控制装置，适用于实现实施例一提供的绞车制动控制方法。绞车包括滚筒、缠绕在滚筒上的缆绳、驱动装置和制动装置，驱动装置包括液压马达，滚筒在液压马达的驱动下转动，制动装置用于作用在滚筒上使滚筒停止转动。图5为本实施例提供的绞车制动装置的结构示意图，参见图5，该绞车制动装置包括：

第一确定模块201，用于获取滚筒上缠绕的缆绳的层数；

第二确定模块202，用于根据确定出的层数，确定液压马达在确定出的层数下能够提供给缆绳的最大拉力；

第三确定模块203，用于获取在制动装置作用下，位于滚筒和缆绳所连接的负载之间的缆绳的张力；

控制模块204，用于当获取的张力小于或等于确定的最大拉力时，则允许制动装置与滚筒分开；当获取的张力大于确定的最大拉力时，则禁止制动装置与滚筒分开。

在实际应用中，第一确定模块、第二确定模块、第三确定模块和控制模块可以采用PLC控制箱实现。

进一步地，该绞车制动装置还可以包括输入模块，输入模块用于在允许制动装置与滚筒分开时，接收用户的控制指令，以将制动装置与滚筒分开，由液压马达驱动滚筒转动，实现缆绳的收放。具体地，输入模块可以采用控制面板实现。

进一步地，该绞车制动装置还可以包括输出模块，输出模块用于在禁止制动装置与滚筒分开时，告知用户此时不能将制动装置与滚筒分开。具体地，输出模块可以采用显示面板实现。

可选地，第一确定模块201可以用于，

从设置在滚筒上的编码器获取滚筒转动的圈数；

根据获取的圈数和滚筒上缠绕的一层缆绳的圈数，计算滚筒上缠绕的缆绳的层数。

可选地，第二确定模块202可以用于，

获取滚筒上缠绕的缆绳的层数与液压马达能够提供给缆绳的最大拉力的对应表；

在获取的对应表上查找与确定出的层数对应的最大拉力。

优选地，该绞车制动控制装置还可以包括建立模块。

具体地，建立模块可以用于，

按照如下公式计算一个液压马达的输出扭矩：

T＝△p*q*η₁/(2*π)；

其中，T为液压马达的输出扭矩，△p为液压马达的入口和出口的压强差，q为液压马达的排量，η₁为液压马达的机械效率；

按照如下公式计算滚筒上缠绕的缆绳的层数取各个数值时液压马达提供给缆绳的额定拉力：

F＝n*T*η₂*i/(D/2+N*d-d/2)；

其中，F为液压马达提供给缆绳的额定拉力，n为驱动一个滚筒的液压马达的数量，T为一个液压马达的输出扭矩，η₂为力从液压马达到缆绳的传递效率，i为传递力的齿轮组的减速比，D为滚筒的直径，N为滚筒上缠绕的缆绳的层数，d为缆绳的直径；

按照如下公式计算液压马达提供给缆绳的各个额定拉力对应的液压马达能够提供给缆绳的最大拉力：

F_max＝F*k₁；

其中，F_max为液压马达能够提供给缆绳的最大拉力，F为液压马达提供给缆绳的额定拉力，k₁为液压马达的超载系数；

根据滚筒上缠绕的缆绳的层数取各个数值时液压马达能够提供给缆绳的最大拉力，建立对应表。

可选地，第三确定模块203可以用于，

从设置在滚筒上的销轴传感器获取在制动装置作用下，位于滚筒和缆绳所连接的负载之间的缆绳的张力作用在滚筒上的力；

根据获取的力、以及获取的力与位于滚筒和缆绳所连接的负载之间的缆绳的张力之间的夹角，计算在制动装置作用下，位于滚筒和缆绳所连接的负载之间的缆绳的张力。

本发明实施例通过获取滚筒上缠绕的缆绳的层数，并根据获取的层数，确定液压马达在获取的层数下能够提供给缆绳的最大拉力，同时获取在制动装置作用下，位于滚筒和缆绳所连接的负载之间的缆绳的张力。当获取的张力小于或等于确定的最大拉力时，则允许制动装置与滚筒分开，可以根据需要由液压马达驱动滚筒转动，实现缆绳的收放；当获取的张力大于确定的最大拉力时，则禁止制动装置与滚筒分开，从而避免马达被拖着反转而损坏液压马达、以及缆绳所连接的负载不受控制，使绞车可以安全运行。

需要说明的是：上述实施例提供的绞车制动控制装置在控制绞车制动时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的绞车制动控制装置与绞车制动控制方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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)

1.一种绞车制动控制方法，所述绞车包括滚筒、缠绕在所述滚筒上的缆绳、驱动装置和制动装置，所述驱动装置包括液压马达，所述滚筒在所述液压马达的驱动下转动，所述制动装置用于作用在所述滚筒上使所述滚筒停止转动，其特征在于，所述绞车制动控制方法包括：

获取所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数；

根据获取的所述层数，确定所述液压马达在获取的所述层数下能够提供给所述缆绳的最大拉力；

获取在所述制动装置的作用下，位于所述滚筒和所述缆绳所连接的负载之间的所述缆绳的张力；

当获取的所述张力小于或等于确定的所述最大拉力时，则允许所述制动装置与所述滚筒分开；

当获取的所述张力大于确定的所述最大拉力时，则禁止所述制动装置与所述滚筒分开。

2.根据权利要求1所述的绞车制动控制方法，其特征在于，所述获取所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数，包括：

从设置在所述滚筒上的编码器获取所述滚筒转动的圈数；

根据获取的所述圈数和所述滚筒上缠绕的一层缆绳的圈数，计算所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数。

3.根据权利要求1或2所述的绞车制动控制方法，其特征在于，所述根据获取的所述层数，确定所述液压马达在获取的所述层数下能够提供给所述缆绳的最大拉力，包括：

获取所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数与所述液压马达能够提供给所述缆绳的最大拉力的对应表；

在获取的所述对应表上查找与获取的所述层数对应的最大拉力。

4.根据权利要求3所述的绞车制动控制方法，其特征在于，所述绞车制动控制方法还包括：

按照如下公式计算一个所述液压马达的输出扭矩：

T＝△p*q*η₁/(2*π)；

其中，T为所述液压马达的输出扭矩，△p为所述液压马达的入口和出口的压强差，q为所述液压马达的排量，η₁为所述液压马达的机械效率；

按照如下公式计算所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数取各个数值时所述液压马达提供给所述缆绳的额定拉力：

F＝n*T*η₂*i/(D/2+N*d-d/2)；

其中，F为所述液压马达提供给所述缆绳的额定拉力，n为驱动一个所述滚筒的所述液压马达的数量，T为一个所述液压马达的输出扭矩，η₂为力从所述液压马达到所述缆绳的传递效率，i为传递力的齿轮组的减速比，D为所述滚筒的直径，N为所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数，d为所述缆绳的直径；

按照如下公式计算所述液压马达提供给所述缆绳的各个额定拉力对应的所述液压马达能够提供给所述缆绳的最大拉力：

F_max＝F*k；

其中，F_max为所述液压马达能够提供给所述缆绳的最大拉力，F为所述液压马达提供给所述缆绳的额定拉力，k为所述液压马达的超载系数；

根据所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数取各个数值时所述液压马达能够提供给所述缆绳的最大拉力，建立所述对应表。

5.根据权利要求1或2所述的绞车制动控制方法，其特征在于，所述获取在所述制动装置作用下，位于所述滚筒和所述缆绳所连接的负载之间的所述缆绳的张力，包括：

从设置在所述滚筒上的销轴传感器获取在所述制动装置作用下，位于所述滚筒和所述缆绳所连接的负载之间的所述缆绳的张力作用在所述滚筒上的力；

根据获取的所述力、以及获取的所述力与位于所述滚筒和所述缆绳所连接的负载之间的所述缆绳的张力之间的夹角，计算在所述制动装置作用下，位于所述滚筒和所述缆绳所连接的负载之间的所述缆绳的张力。

6.一种绞车制动控制装置，所述绞车包括滚筒、缠绕在所述滚筒上的缆绳、驱动装置和制动装置，所述驱动装置包括液压马达，所述滚筒在所述液压马达的驱动下转动，所述制动装置用于作用在所述滚筒上使所述滚筒停止转动，其特征在于，所述绞车制动控制装置包括：

第一确定模块，用于获取所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数；

第二确定模块，用于根据获取的所述层数，确定所述液压马达在获取的所述层数下能够提供给所述缆绳的最大拉力；

第三确定模块，用于获取在所述制动装置作用下，位于所述滚筒和所述缆绳所连接的负载之间的所述缆绳的张力；

控制模块，用于当获取的所述张力小于或等于确定的所述最大拉力时，则允许所述制动装置与所述滚筒分开；当获取的所述张力大于确定的所述最大拉力时，则禁止所述制动装置与所述滚筒分开。

7.根据权利要求6所述的绞车制动控制装置，其特征在于，所述第一确定模块用于，

从设置在所述滚筒上的编码器获取所述滚筒转动的圈数；

根据获取的所述圈数和所述滚筒上缠绕的一层缆绳的圈数，计算所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数。

8.根据权利要求6或7所述的绞车制动控制装置，其特征在于，所述第二确定模块用于，

获取所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数与所述液压马达能够提供给所述缆绳的最大拉力的对应表；

在获取的所述对应表上查找与获取的所述层数对应的最大拉力。

9.根据权利要求8所述的绞车制动控制装置，其特征在于，所述绞车制动控制装置还包括建立模块，所述建立模块用于，

按照如下公式计算一个所述液压马达的输出扭矩：

T＝△p*q*η₁/(2*π)；

其中，T为所述液压马达的输出扭矩，△p为所述液压马达的入口和出口的压强差，q为所述液压马达的排量，η₁为所述液压马达的机械效率；

按照如下公式计算所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数取各个数值时所述液压马达提供给所述缆绳的额定拉力：

F＝n*T*η₂*i/(D/2+N*d-d/2)；

其中，F为所述液压马达提供给所述缆绳的额定拉力，n为驱动一个所述滚筒的所述液压马达的数量，T为一个所述液压马达的输出扭矩，η₂为力从所述液压马达到所述缆绳的传递效率，i为传递力的齿轮组的减速比，D为所述滚筒的直径，N为所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数，d为所述缆绳的直径；

按照如下公式计算所述液压马达提供给所述缆绳的各个额定拉力对应的所述液压马达能够提供给所述缆绳的最大拉力：

F_max＝F*k₁；

其中，F_max为所述液压马达能够提供给所述缆绳的最大拉力，F为所述液压马达提供给所述缆绳的额定拉力，k₁为所述液压马达的超载系数；

根据所述滚筒上缠绕的所述缆绳的层数取各个数值时所述液压马达能够提供给所述缆绳的最大拉力，建立所述对应表。

10.根据权利要求6或7所述的绞车制动控制装置，其特征在于，所述第三确定模块用于，

从设置在所述滚筒上的销轴传感器获取在所述制动装置作用下，位于所述滚筒和所述缆绳所连接的负载之间的所述缆绳的张力作用在所述滚筒上的力；

根据获取的所述力、以及获取的所述力与位于所述滚筒和所述缆绳所连接的负载之间的所述缆绳的张力之间的夹角，计算在所述制动装置作用下，位于所述滚筒和所述缆绳所连接的负载之间的所述缆绳的张力。