CN108203062B - 卷扬控制方法、卷扬控制装置和工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供的卷扬控制方法、卷扬控制装置和工程机械，涉及卷扬控制技术领域。该卷扬控制方法应用于卷扬装置，卷扬装置包括起落钩和卷扬马达，卷扬马达用于驱动起落钩，其特征在于，卷扬控制方法包括：接收卷扬马达的马达承载腔的压力信号；根据压力信号输出排量信号；依据排量信号控制卷扬马达的排量，以控制起落钩的速度。该卷扬控制方法可以方便地控制起落钩速度，从而兼顾作业效率及作业安全。

Description

卷扬控制方法、卷扬控制装置和工程机械

技术领域

本发明涉及卷扬控制技术领域，具体而言，涉及一种卷扬控制方法、卷扬控制装置和工程机械。

背景技术

工程机械施工时，卷扬速度控制对施工安全影响很大，速度控制不当会造成车辆损坏、翻车等重大事故。因此，开发合理的卷扬速度控制方法，对吊装作业至关重要。

对于开式卷扬系统，目前有两种控制方式：

1)通过单绳吊重量来控制卷扬速度，单绳吊重量在某个吨位以下(比如3吨)，则卷扬马达在最小排量状态工作，此时卷扬速度快；单绳吊重量在某个吨位以上，则卷扬马达在最大排量状态工作，此时卷扬速度慢；

2)通过泵的出口压力来控制卷扬速度，在某个压力范围内，卷扬马达的排量与主泵压力呈线性关系，即主泵压力越大、马达排量越大、卷扬速度越慢。

上述控制方式均存在各自的不足：

1)单绳吊重量在某个吨位以上时，卷扬速度慢，施工效率低下，不能满足客户需求；

2)对于卷扬起钩速度控制比较理想，但对于落钩控制则不合适，有落钩速度不可控的风险，安全隐患大。

因此，研发一种能有效解决上述问题的卷扬控制方法是目前需要迫切解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卷扬控制方法，该卷扬控制方法可以方便地控制起落钩速度，从而兼顾作业效率及作业安全。

本发明的另一目的在于提供一种应用于工程机械的卷扬控制装置，其能够方便地控制起落钩速度，从而兼顾作业效率及作业安全。

本发明的又一目的在于提供一种工程机械，其采用本发明提供的卷扬控制方法，可以方便地控制工程机械的起落钩速度，从而兼顾工程机械作业效率及作业安全。

本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的：

本发明公开的一种卷扬控制方法，应用于工程机械，所述工程机械包括起落钩和卷扬马达，所述卷扬马达用于驱动所述起落钩，所述卷扬控制方法包括：

接收所述卷扬马达的马达承载腔的压力信号；

根据所述压力信号输出排量信号；

依据所述排量信号控制所述卷扬马达的排量，以控制所述起落钩的速度。

进一步地，所述根据所述压力信号输出排量信号的步骤包括：

根据较大的压力信号输出较大的第一排量信号；根据较小的压力信号输出较小的第一排量信号。

进一步地，根据较大的压力信号输出较大的第一排量信号；根据较小的压力信号输出较小的第一排量信号的步骤之前，还包括：

判断所述马达承载腔的压力是否在第一预设值到第二预设值的区间内，其中，所述第二预设值高于所述第一预设值；

在所述马达承载腔的压力处于所述第一预设值到所述第二预设值的区间内的状态下，执行所述根据较大的压力信号输出较大的第一排量信号；根据较小的压力信号输出较小的第一排量信号的步骤。

进一步地，在所述马达承载腔的压力低于所述第一预设值的状态下，所述接收所述卷扬马达的马达承载腔的压力信号；根据所述压力信号输出排量信号的步骤还包括：

根据所述压力信号输出第二排量信号，其中，所述第二排量信号小于所述第一排量信号。

进一步地，在所述马达承载腔的压力高于所述第二预设值的状态下，所述接收所述卷扬马达的马达承载腔的压力信号；根据所述压力信号输出排量信号的步骤还包括：

根据所述压力信号输出第三排量信号，其中，所述第三排量信号大于所述第一排量信号。

本发明提供的一种卷扬控制装置，应用于工程机械，所述工程机械包括起落钩和卷扬马达，所述卷扬马达用于驱动所述起落钩，所述卷扬控制装置包括：

监测模块，所述监测模块用于实时监测所述卷扬马达的马达承载腔的压力，并生成压力信号；

控制模块，所述控制模块用于接收所述压力信号；

根据所述压力信号输出排量信号；

并依据所述排量信号控制所述卷扬马达的排量，以控制所述起落钩的速度。

本发明提供的一种工程机械，包括起落钩和卷扬马达，所述卷扬马达用于驱动所述起落钩；所述工程机械还包括：

控制器，所述控制器用于接收所述卷扬马达的马达承载腔的压力信号；

根据所述压力信号输出排量信号；

并依据所述排量信号控制所述卷扬马达的排量，以控制所述起落钩的速度。

进一步地，所述工程机械还包括压力传感器；

所述压力传感器与所述控制器电连接，所述压力传感器用于检测所述卷扬马达承载腔的压力，并生成所述压力信号。

进一步地，所述压力传感器设置在卷扬平衡阀或者卷扬马达上。

本发明提供的一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行所述卷扬控制方法；所述卷扬控制方法包括：

接收所述卷扬马达的马达承载腔的压力信号；

根据所述压力信号输出排量信号；

依据所述排量信号控制所述卷扬马达的排量，以控制所述起落钩的速度。

本发明实施例的有益效果是：

本发明公开的卷扬控制方法，通过接收卷扬马达的马达承载腔的压力信号，输出排量信号，并根据该排量信号控制卷扬马达的排量来控制起落钩的速度，速度可控，既能保证卷扬作业效率，又有效杜绝了落钩速度失控的风险。

本发明公开的卷扬控制装置，应用于工程机械，其控制模块能够接收卷扬马达的马达承载腔的压力信号，并输出排量信号，再依据该排量信号控制卷扬马达的排量，以控制起落钩的速度。既能保证卷扬作业效率，又有效杜绝了落钩速度失控的风险。

本发明公开的工程机械采用本发明公开的卷扬控制方法，卷扬起落钩平稳，速度可控，无失速风险，作业效率与作业安全兼顾。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某个实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的卷扬控制方法及卷扬控制装置所应用的工程机械的结构示意框图。

图2为本发明第一实施例提供的卷扬控制方法的结构框图。

图3为本发明第一实施例提供的卷扬控制方法的步骤根据压力信号输出排量信号的结构框图。

图4为本发明第二实施例提供的卷扬控制装置的结构框图。

图5为本发明第三实施例提供的工程机械的结构框图。

图6为本发明第三实施例提供的工程机械的卷扬液压原理图。

图标：101-处理器；102-存储器；100-卷扬控制装置；110-监测模块；120-控制模块；210-控制器；220-压力传感器；230-卷扬马达；240-起落钩；251-卷扬换向阀；2511-第二电磁阀；2512-第三电磁阀；252-补油单向阀；253-卷扬平衡阀；254-卷扬制动阀；2541-第一电磁阀；256-卷扬制动器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另外有更明确的规定与限定，术语“设置”、“连接”应做更广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或是一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一个实施方式作详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

图1为本发明实施例提供的卷扬控制方法及卷扬控制装置100所应用的工程机械的结构示意框图。请参照图1，本发明实施例提供了一种卷扬控制方法及卷扬控制装置100，应用于工程机械。该工程机械可以是起重机、吊车等。该工程机械包括机体(图未示)、起落钩、卷扬马达、存储器102、处理器101以及卷扬控制装置100。卷扬马达用于驱动起落钩。存储器102和处理器101均安装于机体上。该卷扬控制方法及卷扬控制装置100能够通过接收卷扬马达的马达承载腔的压力信号，输出排量信号，并根据该排量信号控制卷扬马达的排量来控制起落钩的速度。

存储器102和处理器101相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述卷扬控制装置100包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器102中或固化在服务器的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。所述处理器101用于执行所述存储器102中存储的可执行模块，例如所述卷扬控制装置100所包括的软件功能模块及计算机程序等。

其中，所述存储器102可以是，但不限于，随机存取存储器102(Random AccessMemory，RAM)，只读存储器102(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器102(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器102(ErasableProgrammable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器102(Electric ErasableProgrammable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器102用于存储程序，所述处理器101在接收到执行指令后，执行所述程序。

以下实施例以工程机械为起重机为例对卷扬控制方法及卷扬控制装置100作具体说明。

第一实施例

图2为本实施例提供的卷扬控制方法的结构框图。请参照图2，本实施例公开的卷扬控制方法应用于卷扬装置，包括以下步骤：

步骤S110，接收卷扬马达的马达承载腔的压力信号。

其中，卷扬马达的马达承载腔的压力信号可以是由压力传感器实时监测的马达承载腔的压力，并生成的压力信号。

步骤S120，根据压力信号输出排量信号。

可以理解的是，根据实时监测的马达承载腔的压力，生成相应的压力信号，以实时地控制起落钩速度。

图3为本实施例提供的卷扬控制方法的步骤根据压力信号输出排量信号的结构框图。进一步地，请参照图3，步骤S120可以包括以下子步骤：

子步骤S121：判断马达承载腔的压力是否在第一预设值到第二预设值的区间内，其中，第二预设值高于第一预设值。

当判定结果为是，马达承载腔的压力在第一预设值到第二预设值的区间内时，执行以下步骤：

子步骤S1221：根据较大的压力信号输出较大的第一排量信号；根据较小的压力信号输出较小的第一排量信号。

可以理解的是，输出的第一排量信号与接收的压力信号呈正比关系。也就是说，随着承压腔压力增高、卷扬马达排量呈线性增大，也就是负载越轻卷扬速度越快、负载越重卷扬速度越慢，作业效率与作业安全兼顾。

当判定结果为否，并且，马达承载腔的压力低于第一预设值时，执行以下步骤：

子步骤S1222：根据压力信号输出第二排量信号，其中，第二排量信号小于第一排量信号。

可以理解的是，当马达承载腔的压力低于第一预设值时，使马达最小排量工作，此时卷扬速度最快，作业效率最高。

当判定结果为否，并且，马达承载腔的压力高于第二预设值时，执行以下步骤：

子步骤S1223：根据压力信号输出第三排量信号，其中，第三排量信号大于第一排量信号。

可以理解的是，当马达承载腔的压力高于第二预设值时，使马达最大排量工作，此时卷扬速度最慢，有效保证作业安全。

设定第一预设值和第二预设值的好处在于：充分利用了马达排量存在极限值的特征，当马达承压腔的压力低于第一预设值，或者高于第二预设值时，马达排量相应地设置为极限值，作业效率与作业安全兼顾。

需要说明的是，在其他较佳实施例中，步骤S120可以直接执行子步骤S1221：根据较大的压力信号输出较大的第一排量信号；根据较小的压力信号输出较小的第一排量信号。

请继续参照图2，进一步地，卷扬控制方法还包括：

步骤S130：依据排量信号控制卷扬马达的排量，以控制起落钩的速度。

可以理解的是，承压腔压力低时使马达排量变小、这样卷扬速度快、作业效率高，承压腔压力高时使马达排量变大、这样卷扬速度慢、卷扬起钩或落钩速度平稳可控。

第二实施例

图4为本实施例提供的卷扬控制装置100的结构框图。请参照图4，本实施例提供了一种卷扬控制装置100，该卷扬控制装置100包括监测模块110和控制模块120。

其中，监测模块，用于实时监测卷扬马达230的马达承载腔的压力，并生成压力信号。

控制模块120，用于接收压力信号；

根据压力信号输出排量信号；

并依据排量信号控制卷扬马达230的排量，以控制起落钩240的速度。

可以理解的是，在本发明实施例中，步骤S110、步骤S120、子步骤S121、子步骤S1221、子步骤S1222、子步骤S1223以及步骤S130均可由控制模块120执行。

第三实施例

图5为本实施例提供的工程机械的结构框图。本实施例中，工程机械为起重机，该起重机包括液压系统、控制器210和起落钩240。液压系统内设置有压力传感器220和卷扬马达230。卷扬马达230用来控制起落钩240。控制器210和压力传感器220电连接。

控制器210用于接收卷扬马达230的马达承载腔的压力信号；根据压力信号输出排量信号；并依据排量信号控制卷扬马达230的排量，以控制起落钩240的速度。

压力传感器220用于检测卷扬马达230承载腔的压力，并生成压力信号。

图6为本实施例提供的工程机械的卷扬液压原理图。请结合参照图5和图6，起重机的液压系统包括：卷扬换向阀251、补油单向阀252、卷扬平衡阀253、卷扬制动阀254、压力传感器220、卷扬马达230、卷扬制动器256。

其中卷扬制动阀254包括第一电磁阀2541，卷扬换向阀251包括第二电磁阀2511和第三电磁阀2512。卷扬换向阀251具有A口、B口、P口和T口。

可以理解的是，起重机的起落钩240动作由上述液压系统如下操作实现：

卷扬制动阀254的第一电磁阀2541得电，控制油经过该阀打开卷扬制动器256，同时卷扬换向阀251的第二电磁阀2511得电，压力油从卷扬换向阀251的P口经B口去卷扬平衡阀253直至卷扬马达230的承压腔，卷扬马达230的另一腔的油液经卷扬换向阀251的A口回油箱，从而实现卷扬起钩动作。

卷扬制动阀254的第一电磁阀2541得电，控制油经过该阀打开卷扬制动器256，同时卷扬换向阀251的第三电磁阀2512得电，压力油从卷扬换向阀251的P口经A口去卷扬马达230，卷扬马达230承压腔的油液经卷扬平衡阀253、以及卷扬换向阀251的B口回油箱，从而实现卷扬落钩动作。

需要说明的是，补油单向阀252的作用是，当卷扬落钩速度过快时，给卷扬马达230补油，防止卷扬马达230吸空。

本实施例中，压力传感器220可以装在卷扬平衡阀253上，也可以装在卷扬马达230上，使用时只需装一个即可，二者都可用来检测卷扬马达230承压腔的压力。

需要说明的是，本实施例中，压力传感器220装在卷扬马达230承压腔，卷扬起钩或落钩过程中，通过压力传感器220实时检测卷扬马达230承压腔的压力，根据该压力大小来控制卷扬马达230的排量，从而控制卷扬马达230的速度。

将检测信号点选在卷扬马达230承压腔的优势在于，无论起钩还是落钩，该检测信号点检测到的压力，都能准确反映吊重量，为卷扬速度控制提供了有效依托。

可以理解的是，本实施例提供的工程机械采用第一实施例公开的卷扬控制方法。

当第二电磁阀2511、第一电磁阀2541得电时卷扬起钩，起钩过程中，卷扬马达230的排量根据马达承压腔压力来确定。吊载量即负载越大、马达承压腔压力越大，该数据反馈给控制器210，控制器210输出信号改变马达排量、使其排量越大，这样卷扬速度就越慢，从而实现平稳起钩。反之，吊载量即负载越小、马达承压腔压力越小，该数据反馈给控制器210，控制器210输出信号改变马达排量、使其排量越小，这样卷扬速度就越快，从而实现快速起钩。

当第三电磁阀2512、第一电磁阀2541得电时卷扬落钩，落钩过程中，卷扬马达230的排量同样根据马达承压腔压力来确定。吊载量即负载越大、马达承压腔压力越大，该数据反馈给控制器210，控制器210输出信号改变马达排量、使其排量越大，这样卷扬速度就越慢，从而实现平稳落钩。反之，吊载量即负载越小、马达承压腔压力越小，该数据反馈给控制器210，控制器210输出信号改变马达排量、使其排量越小，这样卷扬速度就越快，从而实现快速落钩。

优选地，第一预设值设定为10MPa，第二预设值设定为20MPa。

可以理解的是，在卷扬起钩和卷扬落钩的过程中，当马达承压腔压力低于10MPa时，使马达最小排量工作，此时卷扬速度最快，作业效率最高。

当马达承压腔压力高于10MPa、但低于20MPa时，随着承压腔压力增高、卷扬马达230排量呈线性增大，也就是负载越轻卷扬速度越快、负载越重卷扬速度越慢，作业效率与作业安全兼顾。

当马达承压腔压力高于20MPa时，使马达最大排量工作，此时卷扬速度最慢，有效保证作业安全。

综上，本发明实施例公开的卷扬控制方法，通过接收卷扬马达230的马达承载腔的压力信号，输出排量信号，并根据该排量信号控制卷扬马达230的排量来控制起落钩240的速度，速度可控，既能保证卷扬作业效率，又有效杜绝了落钩速度失控的风险。

本发明实施例公开的卷扬控制装置100，应用于工程机械，其控制模块120能够接收卷扬马达230的马达承载腔的压力信号，并输出排量信号，再依据该排量信号控制卷扬马达230的排量，以控制起落钩240的速度。既能保证卷扬作业效率，又有效杜绝了落钩速度失控的风险。

本发明实施例公开的工程机械采用本发明公开的卷扬控制方法，卷扬起落钩240平稳，速度可控，无失速风险，作业效率与作业安全兼顾。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (8)

1.一种卷扬控制方法，应用于工程机械，所述工程机械包括起落钩和卷扬马达，所述卷扬马达用于驱动所述起落钩，其特征在于，所述卷扬控制方法包括：

接收所述卷扬马达的马达承载腔的压力信号；

根据所述压力信号输出排量信号；

依据所述排量信号控制所述卷扬马达的排量，以控制所述起落钩的速度；

所述根据所述压力信号输出排量信号的步骤包括：

判断所述马达承载腔的压力是否在第一预设值到第二预设值的区间内，其中，所述第二预设值高于所述第一预设值；

若所述马达承载腔的压力处于所述第一预设值到所述第二预设值的区间内，则根据较大的压力信号输出较大的第一排量信号；根据较小的压力信号输出较小的第一排量信号。

2.如权利要求1所述的卷扬控制方法，其特征在于，在所述马达承载腔的压力低于所述第一预设值的状态下，所述接收所述卷扬马达的马达承载腔的压力信号；根据所述压力信号输出排量信号的步骤还包括：

根据所述压力信号输出第二排量信号，其中，所述第二排量信号小于所述第一排量信号。

3.如权利要求1所述的卷扬控制方法，其特征在于，在所述马达承载腔的压力高于所述第二预设值的状态下，所述接收所述卷扬马达的马达承载腔的压力信号；根据所述压力信号输出排量信号的步骤还包括：

根据所述压力信号输出第三排量信号，其中，所述第三排量信号大于所述第一排量信号。

4.一种卷扬控制装置，应用于工程机械，所述工程机械包括起落钩和卷扬马达，所述卷扬马达用于驱动所述起落钩，其特征在于，所述卷扬控制装置包括：

监测模块，所述监测模块用于实时监测所述卷扬马达的马达承载腔的压力，并生成压力信号；

控制模块，所述控制模块用于接收所述压力信号；

根据所述压力信号输出排量信号；

并依据所述排量信号控制所述卷扬马达的排量，以控制所述起落钩的速度；

所述控制模块还用于判断所述马达承载腔的压力是否在第一预设值到第二预设值的区间内，其中，所述第二预设值高于所述第一预设值；若所述马达承载腔的压力处于所述第一预设值到所述第二预设值的区间内，则根据较大的压力信号输出较大的第一排量信号；根据较小的压力信号输出较小的第一排量信号。

5.一种工程机械，包括起落钩和卷扬马达，所述卷扬马达用于驱动所述起落钩；其特征在于，所述工程机械还包括：

控制器，所述控制器用于接收所述卷扬马达的马达承载腔的压力信号；

根据所述压力信号输出排量信号；

并依据所述排量信号控制所述卷扬马达的排量，以控制所述起落钩的速度；

所述控制器还用于判断所述马达承载腔的压力是否在第一预设值到第二预设值的区间内，其中，所述第二预设值高于所述第一预设值；若所述马达承载腔的压力处于所述第一预设值到所述第二预设值的区间内，则根据较大的压力信号输出较大的第一排量信号；根据较小的压力信号输出较小的第一排量信号。

6.如权利要求5所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械还包括压力传感器；

所述压力传感器与所述控制器电连接，所述压力传感器用于检测所述卷扬马达承载腔的压力，并生成所述压力信号。

7.如权利要求6所述的工程机械，其特征在于，所述压力传感器设置在卷扬平衡阀或者卷扬马达上。

8.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行所述权利要求1-3任一项所述的卷扬控制方法。