CN108557646A - 无人起重机的卧卷夹钳自动控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人起重机的卧卷夹钳自动控制系统，包括设置在卧卷夹钳钳体上的夹钳开口度编码器、夹钳开口度检测限位传感器、夹钳边部夹紧检测限位传感器、夹钳上部防撞检测限位传感器、夹钳下部防撞检测限位传感器、夹钳对中限位传感器、夹钳压力检测限位传感器、夹钳上提检测限位传感器。本发明还公开了一种无人起重机的卧卷夹钳自动控制方法，基于所述夹钳开口度编码器、夹钳开口度检测限位传感器、夹钳边部夹紧检测限位传感器、夹钳上部防撞检测限位传感器、夹钳下部防撞检测限位传感器、夹钳对中限位传感器、夹钳压力检测限位传感器、夹钳上提检测限位传感器的检测信息，无人起重机确定夹钳的运行状态，并基于夹钳的运行状态实施相应的空载吊卷和带载放卷作业。

Description

无人起重机的卧卷夹钳自动控制系统和方法

技术领域

本发明涉及无人起重机智能化控制技术领域，特别涉及一种无人起重机的卧卷夹钳自动控制系统和方法。

背景技术

无人起重机作为起重产品智能化的重要表现，受到越来越多设计单位与研究人员的关注。针对于卧卷夹钳起重机，其夹钳电控系统的设计与控制决定了起重产品实现无人化功能的成败。然而目前的卧卷夹钳在操作时需要通过人工确认夹钳状态与定位结果，不能通过系统自行判断，因此无法应用在全自动设备上。

因此，开发一种可用于无人起重机的卧卷夹钳自动控制系统成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种可用于无人起重机的卧卷夹钳自动控制系统及相应的自动控制方法，以满足起重产品智能化的需要。

为此，本发明公开了一种无人起重机的卧卷夹钳自动控制系统：包括：设置在卧卷夹钳钳体上的夹钳开口度编码器、夹钳开口度检测限位传感器、夹钳边部夹紧检测限位传感器、夹钳上部防撞检测限位传感器、夹钳下部防撞检测限位传感器、夹钳对中限位传感器、夹钳压力检测限位传感器、夹钳上提检测限位传感器，其中：所述夹钳开口度编码器设定夹钳开口度；所述夹钳开口度检测限位传感器检测夹钳开口度并设定夹钳开口极限限位；所述夹钳边部夹紧检测限位传感器检测夹钳边部夹紧力的大小，并设定夹钳边部夹紧力的极限限位；所述夹钳上部防撞检测限位传感器检测夹钳夹取钢卷时钳体上部的位置；所述夹钳下部防撞检测限位传感器检测空钳下降过程中及夹钳带卷下降过程中在行进路线上是否有障碍物；所述夹钳对中限位传感器检测夹钳钳爪是否对正卧卷卷心；所述夹钳压力检测限位传感器检测夹钳是否与所夹物体完全分离；所述夹钳上提检测限位传感器检测钳爪上提过程中在行进路线上是否有障碍物。

此外，本发明公开了一种无人起重机的卧卷夹钳自动控制方法，其利用上述无人起重机的卧卷夹钳自动控制系统实施起重机空载吊卷和起重机带载放卷，其中，基于所述夹钳开口度编码器、夹钳开口度检测限位传感器、夹钳边部夹紧检测限位传感器、夹钳上部防撞检测限位传感器、夹钳下部防撞检测限位传感器、夹钳对中限位传感器、夹钳压力检测限位传感器、夹钳上提检测限位传感器的检测信息，无人起重机确定夹钳的运行状态，并基于夹钳的运行状态实施相应的空载吊卷和带载放卷作业。

进一步地，在上述无人起重机的卧卷夹钳自动控制方法中，在起重机空载吊卷作业中，包括以下步骤：起重机在空载状态下运行到位，由夹钳开口度检测限位传感器检测夹钳的开口度，并将夹钳打开至夹钳开口度检测限位传感器所设定的夹钳开口极限，或者打开至夹钳开口度编码器所设定的夹钳开口度；夹钳下部防撞检测限位传感器检测空钳下降路线上是否有障碍物，如在空钳下降路线上存在障碍物，则起重机的起升机构停止下降，排除障碍物后再次由夹钳下部防撞检测限位传感器进行检测，确定空钳下降路线上不再存在障碍物后，起重机的起升机构下降；起重机的起升机构下降过程中由夹钳对中限位传感器检测夹钳钳爪是否已经对正卧卷卷心，在夹钳对中限位传感器未检测到夹钳钳爪对正卧卷卷心情况下，起重机的起升机构持续下降，直到夹钳对中限位传感器检测到夹钳钳爪对正卧卷卷心，此时起重机的起升机构停止下降；夹钳夹紧卧卷，夹钳边部夹紧检测限位传感器检测夹钳的夹紧力，直至夹钳边部夹紧力达到夹钳边部夹紧检测限位传感器所设定的极限限位；起重机的起升机构上升，完成起重机空载吊卷作业。

进一步地，在上述无人起重机的卧卷夹钳自动控制方法中，在夹钳夹紧卧卷时，由夹钳上部防撞检测限位传感器检测夹钳夹取钢卷时钳体上部的位置，确认钳体上部不会与钢卷碰撞后即可进行夹钳夹紧卧卷。

进一步地，在上述无人起重机的卧卷夹钳自动控制方法中，在起重机带载放卷作业中，包括以下步骤：起重机在带载状态下运行到位，夹钳下部防撞检测限位传感器检测夹钳带卷下降路线上是否有障碍物，如在夹钳带卷下降路线上存在障碍物，则起重机的起升机构停止下降，排除障碍物后再次由夹钳下部防撞检测限位传感器进行检测，确定夹钳带卷下降路线上不再存在障碍物后，起重机的起升机构下降；夹钳带卷下降过程中由夹钳压力检测限位传感器检测夹钳是否与所夹卧卷分离，在夹钳压力检测限位传感器未检测到夹钳与所夹卧卷分离情况下，起重机的起升机构持续下降，直至夹钳压力检测限位传感器检测到夹钳与所夹卧卷分离，起重机的起升机构停止下降；夹钳打开，由夹钳上提检测限位传感器检测钳爪上提路线上是否有障碍物，经检测确认钳爪上提路线上不存在障碍物后，起重机的起升机构上升，完成起重机带载放卷作业。

根据本发明，通过在夹钳钳体上设置多个传感器原件，可以实时准确地检测到夹钳的运行状态，起重机的起升机构基于夹钳的运行状态实施相应的自动夹取及释放作业，从而实现无人化功能，满足起重产品智能化的需要，而且在实现其基本功能的同时，通过各种传感器的限位保护功能，强化了夹钳的安全保障，提高了无人起重机的整体安全性与可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的无人起重机的卧卷夹钳自动控制系统的构成示意图；

图2为本发明的无人起重机的卧卷夹钳自动控制方法的流程图，其中具体示出了起重机空载吊卷的自动控制流程；

图3为本发明的无人起重机的卧卷夹钳自动控制方法的流程图，其中具体示出了起重机带载放卷的自动控制流程。

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，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

如图1所示，本发明的无人起重机的卧卷夹钳自动控制系统通过在卧卷夹钳钳体上设置多个传感器而构成。具体地，本发明的无人起重机的卧卷夹钳自动控制系统主要包括设置在卧卷夹钳钳体上的夹钳开口度编码器1、夹钳开口度检测限位传感器2、夹钳边部夹紧检测限位传感器3、夹钳上部防撞检测限位传感器4、夹钳下部防撞检测限位传感器5、夹钳对中限位传感器6、夹钳压力检测限位传感器7、夹钳上提检测限位传感器8。

夹钳开口度编码器1用于设定夹钳开口度。夹钳开口度检测限位传感器2用于检测夹钳开口度并设定夹钳开口极限限位。夹钳边部夹紧检测限位传感器3用于检测夹钳边部夹紧力的大小，并设定夹钳边部夹紧力的极限限位，以防止夹钳在夹取钢卷过程中因夹持太紧而导致钢卷损伤。夹钳上部防撞检测限位传感器4用于检测夹钳夹取钢卷时钳体上部的位置，防止同钢卷发生碰撞。夹钳下部防撞检测限位传感器5用于检测空钳下降过程中及夹钳带卷下降过程中在行进路线上是否有障碍物。夹钳对中限位传感器6用于检测夹钳钳爪是否对正卧卷卷心。夹钳压力检测限位传感器7用于检测夹钳是否与所夹物体完全分离。夹钳上提检测限位传感器8用于检测钳爪上提过程中在行进路线上是否有障碍物。

利用上述本发明的无人起重机的卧卷夹钳自动控制系统，可以实现无人起重机的卧卷夹钳自动控制，其中，基于设置在卧卷夹钳钳体上的夹钳开口度编码器1、夹钳开口度检测限位传感器2、夹钳边部夹紧检测限位传感器3、夹钳上部防撞检测限位传感器4、夹钳下部防撞检测限位传感器5、夹钳对中限位传感器6、夹钳压力检测限位传感器7、夹钳上提检测限位传感器8的检测信息，无人起重机确定夹钳的运行状态，并基于夹钳的运行状态实施相应的空载吊卷和带载放卷作业。

无论是在起重机空载吊卷过程中还是在起重机带载放卷过程中，本发明的无人起重机的卧卷夹钳自动控制系统都可以通过相应的传感器实时准确地检测到夹钳的运行状态，起重机的起升机构基于夹钳的运行状态实施相应的自动夹取及释放作业。具体而言，参见图2和图3，分别示出了起重机空载吊卷的自动控制流程和起重机带载放卷的自动控制流程。

在起重机空载吊卷作业中，如图2所示，起重机在空载状态下运行到位，由夹钳开口度检测限位传感器2检测夹钳的开口度，并将夹钳打开至夹钳开口度检测限位传感器2所设定的夹钳开口极限，或者打开至夹钳开口度编码器1所设定的夹钳开口度；然后夹钳下部防撞检测限位传感器5检测空钳下降路线上是否有障碍物，如在空钳下降路线上存在障碍物，则夹钳下部防撞检测限位传感器5会触发，起重机的起升机构停止下降，排除障碍物后再次由夹钳下部防撞检测限位传感器5进行检测，确定空钳下降路线上不再存在障碍物后，则夹钳下部防撞检测限位传感器5不会触发，起重机的起升机构下降；起重机的起升机构下降过程中由夹钳对中限位传感器6检测夹钳是否到位，即检测夹钳钳爪是否已经对正卧卷卷心，在夹钳对中限位传感器6未检测到夹钳钳爪对正卧卷卷心情况下，起重机的起升机构持续下降，直到夹钳对中限位传感器6检测到夹钳到位，即夹钳钳爪对正卧卷卷心，此时起重机的起升机构停止下降；夹钳夹紧卧卷，夹钳边部夹紧检测限位传感器3检测夹钳的夹紧力，直至夹钳边部夹紧检测限位传感器3触发，即夹钳边部夹紧力达到夹钳边部夹紧检测限位传感器3所设定的极限限位；起重机的起升机构上升，完成起重机空载吊卷作业。此外，为了防止夹钳夹取钢卷时钳体上部与钢卷发生碰撞，在夹钳夹紧卧卷时，还可以由夹钳上部防撞检测限位传感器4检测夹钳夹取钢卷时钳体上部的位置，确认钳体上部不会与钢卷碰撞后即可进行夹钳夹紧卧卷。

在起重机带载放卷作业中，如图3所示，起重机在带载状态下运行到位，夹钳下部防撞检测限位传感器5检测夹钳带卷下降路线上是否有障碍物，如在夹钳带卷下降路线上存在障碍物，则夹钳下部防撞检测限位传感器5会触发，起重机的起升机构停止下降，排除障碍物后再次由夹钳下部防撞检测限位传感器5进行检测，确定夹钳带卷下降路线上不再存在障碍物后，则夹钳下部防撞检测限位传感器5不会触发，起重机的起升机构下降；夹钳带卷下降过程中由夹钳压力检测限位传感器7检测夹钳是否与所夹卧卷分离，在夹钳压力检测限位传感器7未触发情况下，即夹钳压力检测限位传感器7未检测到夹钳与所夹卧卷分离情况下，起重机的起升机构持续下降，直至夹钳压力检测限位传感器7触发，即夹钳压力检测限位传感器7检测到夹钳与所夹卧卷分离，此时说明夹钳带卷下降到位，起重机的起升机构停止下降；夹钳打开，由夹钳上提检测限位传感器8检测钳爪上提路线上是否有障碍物，经检测确认钳爪上提路线上不存在障碍物，即夹钳上提检测限位传感器未触发情况下，则确定夹钳钳爪已完全脱出卧卷，起重机的起升机构上升，完成起重机带载放卷作业。

本发明的无人起重机的卧卷夹钳自动控制系统和方法可以适应于各种形式的夹钳。根据本发明，通过在夹钳钳体上设置多个传感器原件，可以实时准确地检测到夹钳的运行状态，起重机的起升机构基于夹钳的运行状态实施相应的自动夹取及释放作业，从而实现无人化功能，满足起重产品智能化的需要，而且在实现其基本功能的同时，通过各种传感器的限位保护功能，强化了夹钳的安全保障，提高了无人起重机的整体安全性与可靠性。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种无人起重机的卧卷夹钳自动控制系统，其特征在于，包括：设置在卧卷夹钳钳体上的夹钳开口度编码器、夹钳开口度检测限位传感器、夹钳边部夹紧检测限位传感器、夹钳上部防撞检测限位传感器、夹钳下部防撞检测限位传感器、夹钳对中限位传感器、夹钳压力检测限位传感器、夹钳上提检测限位传感器，其中：

所述夹钳开口度编码器设定夹钳开口度；

所述夹钳开口度检测限位传感器检测夹钳开口度并设定夹钳开口极限限位；

所述夹钳边部夹紧检测限位传感器检测夹钳边部夹紧力的大小，并设定夹钳边部夹紧力的极限限位；

所述夹钳上部防撞检测限位传感器检测夹钳夹取钢卷时钳体上部的位置；

所述夹钳下部防撞检测限位传感器检测空钳下降过程中及夹钳带卷下降过程中在行进路线上是否有障碍物；

所述夹钳对中限位传感器检测夹钳钳爪是否对正卧卷卷心；

所述夹钳压力检测限位传感器检测夹钳是否与所夹物体完全分离；

所述夹钳上提检测限位传感器检测钳爪上提过程中在行进路线上是否有障碍物。

2.一种无人起重机的卧卷夹钳自动控制方法，其利用如权利要求1所述的无人起重机的卧卷夹钳自动控制系统实施起重机空载吊卷和起重机带载放卷，其特征在于，基于所述夹钳开口度编码器、夹钳开口度检测限位传感器、夹钳边部夹紧检测限位传感器、夹钳上部防撞检测限位传感器、夹钳下部防撞检测限位传感器、夹钳对中限位传感器、夹钳压力检测限位传感器、夹钳上提检测限位传感器的检测信息，无人起重机确定夹钳的运行状态，并基于夹钳的运行状态实施相应的空载吊卷和带载放卷作业。

3.根据权利要求2所述的无人起重机的卧卷夹钳自动控制方法，其特征在于，在起重机空载吊卷作业中，包括以下步骤：

起重机在空载状态下运行到位，由夹钳开口度检测限位传感器检测夹钳的开口度，并将夹钳打开至夹钳开口度检测限位传感器所设定的夹钳开口极限，或者打开至夹钳开口度编码器所设定的夹钳开口度；

夹钳下部防撞检测限位传感器检测空钳下降路线上是否有障碍物，如在空钳下降路线上存在障碍物，则起重机的起升机构停止下降，排除障碍物后再次由夹钳下部防撞检测限位传感器进行检测，确定空钳下降路线上不再存在障碍物后，起重机的起升机构下降；

起重机的起升机构下降过程中由夹钳对中限位传感器检测夹钳钳爪是否已经对正卧卷卷心，在夹钳对中限位传感器未检测到夹钳钳爪对正卧卷卷心情况下，起重机的起升机构持续下降，直到夹钳对中限位传感器检测到夹钳钳爪对正卧卷卷心，此时起重机的起升机构停止下降；

夹钳夹紧卧卷，夹钳边部夹紧检测限位传感器检测夹钳的夹紧力，直至夹钳边部夹紧力达到夹钳边部夹紧检测限位传感器所设定的极限限位；

起重机的起升机构上升，完成起重机空载吊卷作业。

4.根据权利要求3所述的无人起重机的卧卷夹钳自动控制方法，其特征在于，在夹钳夹紧卧卷时，由夹钳上部防撞检测限位传感器检测夹钳夹取钢卷时钳体上部的位置，确认钳体上部不会与钢卷碰撞后即可进行夹钳夹紧卧卷。

5.根据权利要求2所述的无人起重机的卧卷夹钳自动控制方法，其特征在于，在起重机带载放卷作业中，包括以下步骤：

起重机在带载状态下运行到位，夹钳下部防撞检测限位传感器检测夹钳带卷下降路线上是否有障碍物，如在夹钳带卷下降路线上存在障碍物，则起重机的起升机构停止下降，排除障碍物后再次由夹钳下部防撞检测限位传感器进行检测，确定夹钳带卷下降路线上不再存在障碍物后，起重机的起升机构下降；

夹钳带卷下降过程中由夹钳压力检测限位传感器检测夹钳是否与所夹卧卷分离，在夹钳压力检测限位传感器未检测到夹钳与所夹卧卷分离情况下，起重机的起升机构持续下降，直至夹钳压力检测限位传感器检测到夹钳与所夹卧卷分离，起重机的起升机构停止下降；

夹钳打开，由夹钳上提检测限位传感器检测钳爪上提路线上是否有障碍物，经检测确认钳爪上提路线上不存在障碍物后，起重机的起升机构上升，完成起重机带载放卷作业。