CN110395677A - 一种集装箱吊具着箱自动上锁控制系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集装箱吊具着箱自动上锁的控制方法，包括采集当前吊具锁头状态参数；判断吊具锁头状态是否正常，状态正常再判断吊具锁头状态是否处于解锁状态；将吊具锁头放入对应的集装箱的锁孔内，检测着箱信号，打开电磁阀油路，液压油进入旋锁油缸而将吊具锁头与集装箱自动上锁；检测到上锁信号，关闭电磁阀，进行起升动作或锁头解锁动作。同时还提供一种集装箱吊具着箱自动上锁的控制方法的控制系统。本发明通过对吊具锁头状态进行实时监测，实现吊具锁头自动上锁，可有效降低驾驶员的劳动强度，延长操作手柄及液压油缸的使用寿命，提高整车的可靠性和工作效率。

Description

一种集装箱吊具着箱自动上锁控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及机械控制技术领域，具体涉及一种集装箱吊具着箱自动上锁的控制系统及其控制方法。
背景技术
采用集装箱吊具的工程车辆，主要有集装箱正面吊运机和空箱堆高机两类，都属于搬运类工程机械，主要用来搬运重载或空载集装箱。而它们在搬运操作中的吊取及 堆放，是主要通过车辆前置的吊具来实现。集装箱与吊具之间的连接，是通过吊具锁 头进入集装箱锁孔后旋转而使两者连为一体，从而实现车辆对集装箱的吊运。现有的 上述两类工程车辆，是通过接收来自吊具的锁头状态信号，驾驶员操作手柄给旋锁电 磁阀信号，控制液压旋锁油缸动作而实现旋锁功能，在实际工作中，如果驾驶员操作 不够规范，频繁粗暴操作手柄，将缩短手柄及液压旋锁油缸的使用寿命，同时也增加 了驾驶员的劳动强度。
为了解决上述问题，本发明提供了一种通过对集装箱吊具的工程车辆的吊具锁头状态进行实时监测，实现吊具着箱自动上锁的控制系统及其控制方法。
发明内容
本发明针对以上现有技术的不足，提供了一种集装箱吊具着箱自动上锁的控制系统及其控制方法。通过对集装箱吊具锁头状态进行实时监测，实现吊具着箱自动上锁， 可有效降低驾驶员的劳动强度，延长操作手柄及液压油缸的使用寿命，提高整车的可 靠性和工作效率。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种集装箱吊具着箱自动上锁的控制方法，包括以下步骤：
(1)采集当前吊具锁头状态参数；
(2)判断吊具锁头状态是否正常，如果状态正常进入步骤(3)；如果状态不正 常，则延时3-5s后返回步骤(1)；
(3)根据采集到的吊具锁头状态参数，判断吊具锁头状态是否处于解锁状态； 如果处于解锁状态，将吊具锁头放入对应的集装箱的锁孔内；
(4)再检测吊具锁头的着箱信号，如检测到着箱信号时，则打开电磁阀油路， 液压油进入旋锁油缸而将吊具锁头与集装箱自动上锁；
(5)在自动上锁过程中检测到吊具锁头的上锁信号，则进入步骤(6)；如延时 3-5s仍然未检测到吊具的上锁信号，则返回步骤(1)；
(6)关闭电磁阀，旋锁油缸停止工作，则吊具锁头一直处于上锁状态；
(7)进行起升动作或锁头解锁动作，其中如果吊具执行起升动作，则起升到指 定位置着箱后再进行锁头解锁动作；如果不执行起升动作则进入步骤(8)；
(8)锁头解锁后返回步骤(1)进行下一循环操作。
进一步方案，步骤(8)中吊具锁头解锁后，同时检测到着箱信号和解锁信号， 电磁阀不工作，吊具锁头不上锁。
进一步方案，步骤(8)中吊具锁头解锁后，起升吊具后重复步骤(3)-(6)实 现再次上锁，或者通过手动打开电磁阀，而使旋锁油缸再次使吊具锁头自动上锁。
4、根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤(2)、(5)中返回步骤 (1)之前进行报警，并显示为“FF”。
进一步方案，步骤(2)中吊具锁头状态是指根据安装在吊具锁头处的着箱传感器、解锁传感器和上锁传感器分别检测到的信号进行判断的。
更进一步方案，所述着箱传感器、解锁传感器和上锁传感器均为电磁感应式接近传感器。
进一步方案，所述吊具锁头状态是否正常的判断是根据下表来判断的，其中着箱传感器、解锁传感器和上锁传感器分别以检测到信号的用“1”来表示、未检测到信 号的用“0”来表示：
着箱信号 解锁信号 上锁信号 吊具锁头状态
0 0 0 故障或掉电
0 0 1 正常(上锁)状态
0 1 0 正常(空闲或解锁)状态
0 1 1 故障
1 0 0 故障或工作在上锁或解锁过程中
1 0 1 正常(着箱且上锁)状态
1 1 0 正常(着箱且解锁)状态
1 1 1 故障
本发明的另一个发明目的是实现上述一种集装箱吊具着箱自动上锁的控制方法的控制系统，包括车辆控制器，以及安装在吊具上的吊具锁头和旋锁油缸，所述吊具 上分别安装有用于检测吊具锁头的上锁传感器、解锁传感器，以及用于检测吊具与集 装箱相接触的着箱传感器；所述上锁传感器、解锁传感器、着箱传感器的信号输出端 均与所述车辆控制器连接；所述旋锁油缸的进油端通过电磁阀与车辆上液压油泵的输 出端连通，所述车辆控制器的输出端分别与电磁阀、车辆仪表电连接。
进一步方案，所述旋锁油缸的输出端的底端与吊具锁头连接驱动其旋转，旋锁油缸的输出端的顶端固定有感应块；所述上锁传感器、解锁传感器安装在位于感应块上 方的吊具上；所述吊具的底端安装有着箱感应杆，所述着箱传感器安装在着箱感应杆 的顶端。
优选的，所述旋锁油缸为双作用液压缸，其缸座端固定在吊具上。
本发明用电磁感应式接近传感器来检测吊具锁头的状态，吊具有三种状态，即为上锁状态、解锁状态和着箱状态，每个锁头的每个状态都有一个电磁感应式接近传感 器进行检测，如果有两个锁头，则对应的需在6个电磁感应式接近传感器，分别对应 于上锁传感器、解锁传感器和着箱传感器，当这些传感器检测到吊具锁头的状态信号 时，会将该吊具锁头状态信号发送给车辆控制器进行吊具锁头状态的判断，并将判断 结果显示在车辆仪表上。
车辆控制器、旋锁油缸、吊具锁头和车辆仪表是集装箱空箱堆高机自带的装置，本发明不涉及它们的改进。车辆仪表安装在驾驶室内，可为驾驶员提供车辆工作状态 信息显示和异常报警提示。
当吊具空闲时，吊具锁头处于解锁和未着箱状态，此时解锁传感器将信号传输给车辆控制器，而着箱传感器和上锁传感器均无信号输出。驾驶员操作工程车辆搬运集 装箱时，将吊具锁头放入对应的集装箱锁孔内，当吊具锁头着箱到位时，着箱传感器 将信号传输给车辆控制器，车辆控制器同时接收到解锁传感器信号和着箱传感器的信 号，则将控制信号发送到电磁阀，驱动电磁阀阀芯动作，打开油路，将液压油泵的高 压油通入旋锁油缸，驱动其活塞杆旋转运动，带动吊具锁头旋转90°，实现自动上锁 功能。一旦吊具锁头上锁到位，则上锁传感器将信号传输给车辆控制器，车辆控制器 立即切断电磁阀供电，电磁阀关闭，旋锁油缸停止工作，吊具锁头一直处理上锁状态， 自动上锁过程完成。同时，相应的吊具锁头状态信息，将同步发送给车辆仪表显示， 提示驾驶员安全操作。
本发明控制方法通过对吊具锁头状态的实时检测，来实施吊具锁头自动上锁控制，可有效降低驾驶员的劳动强度，延长操作手柄及液压油缸的使用寿命，提高整车 的可靠性和工作效率。
附图说明
图1为本发明集装箱吊具车辆的结构示意图；
图2为图1中吊具的放大示意图；
图3为本发明的控制方法流程图；
图中：1-吊具、2-车辆控制器、3-车辆仪表、4-上锁传感器、5-解锁传感器、6-着 箱传感器、7-感应块、8-旋锁油缸、9-吊具锁头、10-着箱感应杆。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方法对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
如图3所示，一种集装箱吊具着箱自动上锁的控制方法，包括以下步骤：
(1)采集安装在吊具锁头处的着箱传感器、解锁传感器和上锁传感器分别检测 到的信号，再根据下表来判断的当前吊具锁头状态参数；其中着箱传感器、解锁传感 器和上锁传感器分别以检测到信号的用“1”来表示、未检测到信号的用“0”来表示：
着箱信号 解锁信号 上锁信号 吊具锁头状态
0 0 0 故障或掉电
0 0 1 正常(上锁)状态
0 1 0 正常(空闲或解锁)状态
0 1 1 故障
1 0 0 故障或工作在上锁或解锁过程中
1 0 1 正常(着箱且上锁)状态
1 1 0 正常(着箱且解锁)状态
1 1 1 故障
(2)根据上表判断吊具锁头状态是否正常，如果状态正常进入步骤(3)；如果 状态不正常，则延时3-5s后，报警显示为“FF”，然后返回步骤(1)；
(3)根据采集到的吊具锁头状态参数，判断吊具锁头状态是否处于解锁状态； 如果处于解锁状态，将吊具锁头放入对应的集装箱的锁孔内；
(4)再检测吊具锁头的着箱信号，如检测到着箱信号时，则打开电磁阀油路， 液压油进入旋锁油缸而将吊具锁头与集装箱自动上锁；
(5)在自动上锁过程中检测到吊具锁头的上锁信号，则进入步骤(6)；如延时3-5s仍然未检测到吊具的上锁信号，则报警显示为“FF”，然后返回步骤(1)；
(6)关闭电磁阀，旋锁油缸停止工作，则吊具锁头一直处于上锁状态；并通过 车辆仪表显示为“上锁”；
(7)进行起升动作或锁头解锁动作，其中如果吊具执行起升动作，则起升到指 定位置着箱后再进行锁头解锁动作；如果不执行起升动作则进入步骤(8)；
(8)锁头解锁后返回步骤(1)进行下一循环操作。
由于吊具锁头解锁后，同时检测到着箱信号和解锁信号，电磁阀不工作，吊具锁头不上锁。如果要重新上锁，步骤(8)中吊具锁头解锁后，返回步骤(7)进行起升 吊具，然后重复步骤(3)-(6)实现再次上锁，或者通过手动打开电磁阀，而使旋 锁油缸再次使吊具锁头自动上锁。
实施例2：
如图1-3所示，一种集装箱吊具着箱自动上锁的控制方法的控制系统，包括车辆控制器2，以及安装在吊具1上的吊具锁头9和旋锁油缸8，所述吊具1上分别安装 有用于检测吊具锁头9的上锁传感器4、解锁传感器5，以及用于检测吊具与集装箱 相接触的着箱传感器6；所述上锁传感器4、解锁传感器5、着箱传感器6的信号输出 端均与所述车辆控制器2连接；所述旋锁油缸8的进油端通过电磁阀与车辆上液压油 泵的输出端连通，所述车辆控制器2的输出端分别与电磁阀、车辆仪表3电连接。
进一步方案，所述旋锁油缸8的输出端的底端与吊具锁头9连接驱动其旋转，旋 锁油缸8的输出端的顶端固定有感应块7；所述上锁传感器4、解锁传感器5安装在 位于感应块7上方的吊具1上；所述吊具的底端安装有着箱感应杆10，所述着箱传感 器6安装在着箱感应杆10的顶端。
优选的，所述旋锁油缸8为双作用液压缸，其缸座端固定在吊具1上。
更进一步方案，所述着箱传感器、解锁传感器和上锁传感器均为电磁感应式接近传感器。
本发明用电磁感应式接近传感器来检测吊具锁头的状态，吊具有三种状态，即为上锁状态、解锁状态和着箱状态。即当着箱感应杆10与集装箱接触时，则着箱传感 器6接收到信号，将其发送给车辆控制器2；旋锁油缸8的驱动端带动吊具锁头9进 行旋转实现其锁紧或松开，其安装在旋锁油缸8的驱动端的顶端的感应块7与相应的 上锁传感器4或解锁传感器5相接近而打开该传感器，则将信号发送给车辆控制器2。 然后车辆控制器2根据接收到的信号来判断的当前吊具锁头状态。
当吊具空闲时，吊具锁头处于解锁和未着箱状态，此时解锁传感器将信号传输给车辆控制器，而着箱传感器和上锁传感器均无信号输出。驾驶员操作工程车辆搬运集 装箱时，将吊具锁头放入对应的集装箱锁孔内，当吊具锁头着箱到位时，着箱传感器 将信号传输给车辆控制器，车辆控制器同时接收到解锁传感器信号和着箱传感器的信 号，则将控制信号发送到电磁阀，驱动电磁阀阀芯动作，打开油路，将液压油泵的高 压油通入旋锁油缸，驱动其活塞杆旋转运动，带动吊具锁头旋转90°，实现自动上锁 功能。一旦吊具锁头上锁到位，则上锁传感器将信号传输给车辆控制器，车辆控制器 立即切断电磁阀供电，电磁阀关闭，旋锁油缸停止工作，吊具锁头一直处理上锁状态， 自动上锁过程完成。同时，相应的吊具锁头状态信息，将同步发送给车辆仪表显示， 提示驾驶员安全操作。
注意的是，本申请中“安装”、“固设有”、“固定有”均表示通过螺栓、螺钉或焊 接等固定连接方式连接在一起。

Claims (10)

1.一种集装箱吊具着箱自动上锁的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)采集当前吊具锁头状态参数；
(2)判断吊具锁头状态是否正常，如果状态正常进入步骤(3)；如果状态不正常，则延时3-5s后返回步骤(1)；
(3)根据采集到的吊具锁头状态参数，判断吊具锁头状态是否处于解锁状态；如果处于解锁状态，将吊具锁头放入对应的集装箱的锁孔内；
(4)再检测吊具锁头的着箱信号，如检测到着箱信号时，则打开电磁阀油路，液压油进入旋锁油缸而将吊具锁头与集装箱自动上锁；
(5)在自动上锁过程中检测到吊具锁头的上锁信号，则进入步骤(6)；如延时3-5s仍然未检测到吊具的上锁信号，则返回步骤(1)；
(6)关闭电磁阀，旋锁油缸停止工作，则吊具锁头一直处于上锁状态；
(7)进行起升动作或锁头解锁动作，其中如果吊具执行起升动作，则起升到指定位置着箱后再进行锁头解锁动作；如果不执行起升动作则进入步骤(8)；
(8)锁头解锁后返回步骤(1)进行下一循环操作。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤(8)中吊具锁头解锁后，同时检测到着箱信号和解锁信号，电磁阀不工作，吊具锁头不上锁。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤(8)中吊具锁头解锁后，起升吊具后重复步骤(3)-(6)实现再次上锁，或者通过手动打开电磁阀，而使旋锁油缸再次使吊具锁头自动上锁。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤(2)、(5)中返回步骤(1)之前进行报警，并显示为“FF”。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤(2)中吊具锁头状态是指根据安装在吊具锁头处的着箱传感器、解锁传感器和上锁传感器分别检测到的信号进行判断的。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：所述着箱传感器、解锁传感器和上锁传感器均为电磁感应式接近传感器。
7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：所述吊具锁头状态是否正常的判断是根据下表来判断的，其中着箱传感器、解锁传感器和上锁传感器分别以检测到信号的用“1”来表示、未检测到信号的用“0”来表示：
着箱信号 解锁信号 上锁信号 吊具锁头状态 0 0 0 故障或掉电 0 0 1 正常(上锁)状态 0 1 0 正常(空闲或解锁)状态 0 1 1 故障 1 0 0 故障或工作在上锁或解锁过程中 1 0 1 正常(着箱且上锁)状态 1 1 0 正常(着箱且解锁)状态 1 1 1 故障
。
8.一种实现如权利要求1-7任一项所述的一种集装箱吊具着箱自动上锁的控制方法的控制系统，包括车辆控制器(2)，以及安装在吊具(1)上的吊具锁头(9)和旋锁油缸(8)，其特征在于：所述吊具(1)上分别安装有用于检测吊具锁头(9)的上锁传感器(4)、解锁传感器(5)，以及用于检测吊具与集装箱相接触的着箱传感器(6)；所述上锁传感器(4)、解锁传感器(5)、着箱传感器(6)的信号输出端均与所述车辆控制器(2)连接；所述旋锁油缸(8)的进油端通过电磁阀与车辆上液压油泵的输出端连通，所述车辆控制器(2)的输出端分别与电磁阀、车辆仪表(3)电连接。
9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于：所述旋锁油缸(8)的输出端的底端与吊具锁头(9)连接驱动其旋转，旋锁油缸(8)的输出端的顶端固定有感应块(7)；所述上锁传感器(4)、解锁传感器(5)安装在位于感应块(7)上方的吊具(1)上；所述吊具的底端安装有着箱感应杆(10)，所述着箱传感器(6)安装在着箱感应杆(10)的顶端。
10.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于：所述旋锁油缸(8)为双作用液压缸，其缸座端固定在吊具(1)上。
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