CN111153330A - 卷扬装置、起重机及卷扬装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及机械设备技术领域，尤其是涉及一种卷扬装置、起重机及卷扬装置的控制方法。卷扬装置用于起重机，所述卷扬装置包括变量马达、第一控制开关、控制器和检测装置；所述第一控制开关与所述变量马达的第一接口相连通，以使液压介质能够从所述第一接口流入所述变量马达，以驱动斜盘转动预设角度；所述检测装置用于检测所述起重机的实际载荷值；所述检测装置与所述控制器电连接，所述第一控制开关与所述控制器电连接，当所述实际载荷值小于预设值时，所述控制器控制所述第一控制开关开启，以使液压介质流入所述变量马达。本申请提供的卷扬装置能够根据起重机的实际载荷大小自动变速，提高了低载时作业的效率，避免重载时高速作业的工况。

Description

卷扬装置、起重机及卷扬装置的控制方法

技术领域

本申请涉及机械设备技术领域，尤其是涉及一种卷扬装置、起重机及卷扬装置的控制方法。

背景技术

卷扬装置应用于直臂式随车起重机中，用于对货物起吊。在生产中，对随车起重机作业效率及安全性能的要求越来越高。

现有技术中，多数起重机的卷扬为单排量，无论重载还是轻载，卷扬马达作业速度单一，无法根据货物的实际情况调节起吊速度，货物运输效率低下。

发明内容

本申请的目的在于提供一种卷扬装置、起重机及卷扬装置的控制方法，用于根据载荷重量，调整卷扬速度，提高运输效率。

本申请提供了一种卷扬装置，用于起重机，所述卷扬装置包括变量马达、第一控制开关、控制器和检测装置；

所述第一控制开关与所述变量马达的第一接口相连通，以使液压介质能够从所述第一接口流入所述变量马达，以驱动斜盘转动预设角度；

所述检测装置用于检测所述起重机的实际载荷值；所述检测装置与所述控制器电连接，所述第一控制开关与所述控制器电连接，当所述实际载荷值小于预设值时，所述控制器控制所述第一控制开关开启，以使液压介质流入所述变量马达。

在上述技术方案中，进一步地，所述检测装置包括长度传感器、角度传感器和压力传感器；

所述长度传感器、所述角度传感器、所述压力传感器均与所述控制器电连接；

所述长度传感器和所述角度传感器安装于所述起重机的基本臂，用于检测起吊臂的总长及仰角；

所述压力传感器安装于所述起重机的变幅油缸，用于检测所述变幅油缸的闭锁压力；

所述控制器能够根据所述闭锁压力、所述起吊臂的总长及仰角得到所述实际载荷。

在上述技术方案中，进一步地，还包括第一溢流阀；

所述第一溢流阀与所述变量马达的第二接口相连通，所述第二接口为所述变量马达的配油盘窗口。

在上述技术方案中，进一步地，所述第一溢流阀为外泄式溢流阀。

在上述技术方案中，进一步地，还包括第二溢流阀和第二控制开关；

所述第二溢流阀与所述变量马达的第二接口相连通，且所述第二溢流阀与所述第一溢流阀并联；所述第二溢流阀的调定压力小于所述第一溢流阀的调定压力；

所述第二控制开关与所述第二溢流阀的控制油路连通，用于启用或停用所述第二溢流阀。

在上述技术方案中，进一步地，所述第二溢流阀为内泄式溢流阀。

在上述技术方案中，进一步地，所述第一控制开关、所述第二控制开关为电磁阀。

在上述技术方案中，进一步地，所述变量马达的排量比为1.5。

本申请还提供了一种起重机，包括上述方案所述的卷扬装置。

本申请还提供了一种卷扬装置的控制方法，应用于上述方案所述的卷扬装置，或应用于上述方案所述的起重机，所述方法包括：

获取起重机的实际载荷值；

判断所述实际载荷值是否小于预设值；当所述实际载荷值小于所述预设值时，控制第一控制开关开启。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的卷扬装置用于起重机，包括变量马达、第一控制开关、控制器和检测装置；第一控制开关与变量马达的第一接口相连通，以使液压介质能够从第一接口流入变量马达，以驱动斜盘转动预设角度；检测装置用于检测起重机的实际载荷值；检测装置与控制器电连接，第一控制开关与控制器电连接，当实际载荷值小于预设值时，控制器控制第一控制开关开启，以使液压介质流入变量马达。

具体来说，包括卷扬装置包括变量马达、第一控制开关、控制器和检测装置。其中，变量马达是排量可变的液压马达，当压力油(可选的一种液压介质)经配油盘的窗口进入缸体的柱塞孔时，柱塞在压力油作用下外伸，贴紧斜盘，斜盘对柱塞产生一个法向反力。法向反力可分解为轴向分力和垂直分力，轴向分力与柱塞上液压力相平衡，垂直分力使柱塞对缸体产生转矩，带动马达轴旋转。斜盘倾角的改变使得变量马达的排量改变，从而改变变量马达的转速和转向。斜盘倾角越大，转速越低。

变量马达设置有驱动斜盘转动的油路，第一接口与该油路相连通，当压力油流入该油路时能够驱动斜盘转动。一般来说，在正常工况下，第一控制开关关闭，变量马达默认为大排量，所对应速度为低速。通过检测装置可实时测量被吊货物的实际载荷，当实际载荷小于设定值时，控制器控制第一控制开关开启，带动斜盘转动以使变量马达切换至小排量。从而实现了低载荷下，变量马达小排量高速运转。若实际载荷大于或等于设定值时，第一控制开关维持关闭状态，卷扬依然按初始设定的大排量状态进行运转。

本申请提供的卷扬装置，实现了根据起重机的实际载荷大小自动变速的功能，提高了低载时作业的效率，同时避免了重载时高速作业的工况。

本申请还提供了起重机，包括上述方案所述的卷扬装置。基于上述分析可知，起重机同样具有上述有益效果，在此不再赘述。

本申请还提供了卷扬装置的控制方法，应用于上述方案所述的卷扬装置，或应用于上述方案所述的起重机，该方法同样具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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为本申请提供的卷扬装置的液压原理图；

图2为本申请提供的控制器的操作界面示意图；

图3为本申请提供的起吊臂与吊钩的第一装配示意图；

图4为本申请提供的起吊臂与吊钩的第二装配示意图；

图5为本申请提供的卷扬装置的控制方法的流程图。

图中：101-变量马达；102-第一控制开关；103-控制器；104-检测装置；105-基本臂；106-变幅油缸；107-第一溢流阀；108-第二溢流阀；109-第二控制开关；110-收钩启动按钮；111-吊钩；112-转向装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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申请中的具体含义。

实施例一

参见图1至图4所示，本申请提供的卷扬装置用于起重机，包括变量马达101、第一控制开关102、控制器103和检测装置104；第一控制开关102与变量马达101的第一接口相连通，以使液压介质能够从第一接口流入变量马达101，以驱动斜盘转动预设角度；检测装置104用于检测起重机的实际载荷值；检测装置104与控制器103电连接，第一控制开关102与控制器103电连接，当实际载荷值小于预设值时，控制器103控制第一控制开关102开启，以使液压介质流入变量马达101。

具体来说，包括卷扬装置包括变量马达101、第一控制开关102、控制器103和检测装置104。其中，变量马达101是排量可变的液压马达，当压力油(可选的一种液压介质)经配油盘的窗口进入缸体的柱塞孔时，柱塞在压力油作用下外伸，贴紧斜盘，斜盘对柱塞产生一个法向反力。法向反力可分解为轴向分力和垂直分力，轴向分力与柱塞上液压力相平衡，垂直分力使柱塞对缸体产生转矩，带动马达轴旋转。斜盘倾角的改变使得变量马达101的排量改变，从而改变变量马达101的转速和转向。斜盘倾角越大，转速越低。

变量马达101设置有驱动斜盘转动的油路，第一接口与该油路相连通，当压力油流入该油路时能够驱动斜盘转动。一般来说，在正常工况下，第一控制开关102关闭，变量马达101默认为大排量，所对应速度为低速。通过检测装置104可实时测量被吊货物的实际载荷，当实际载荷小于设定值时，控制器103控制第一控制开关102开启，带动斜盘转动以使变量马达101切换至小排量。从而实现了低载荷下，变量马达101小排量高速运转。若实际载荷大于或等于设定值时，第一控制开关102维持关闭状态，卷扬依然按初始设定的大排量状态进行运转。可选地，控制器103为SP10控制器。

本申请提供的卷扬装置，通过设置变量马达101、第一控制开关102、控制器103和检测装置104，实现了根据起重机的实际载荷大小自动变速的功能，提高了低载时作业的效率，同时避免了重载时高速作业的工况。

该实施例可选的方案中，检测装置104包括长度传感器、角度传感器和压力传感器；长度传感器、角度传感器、压力传感器均与控制器103电连接；长度传感器和角度传感器安装于起重机的基本臂105，用于检测起吊臂的总长及仰角；压力传感器安装于起重机的变幅油缸106，用于检测变幅油缸106的闭锁压力；控制器103能够根据闭锁压力、起吊臂的总长及仰角得到起重机的实际载荷。

参见图3和图4所示，在该实施例中，检测装置104包括长度传感器、角度传感器和压力传感器，具体地，起重机的起吊臂包括基本臂105和伸缩臂，伸缩臂位于基本臂105内，且能够相对于基本臂105运动以改变起吊臂的总长度，长度传感器和角度传感器可以集成安装在起重机的基本臂105上。长度传感器和角度传感器一般安装于基本臂105靠近吊钩111的一端，以实现更精准地测量吊臂的总长及仰角。

起吊臂的一端与起重机的车体铰接，起吊臂的另一端设置有吊钩111用于吊运货物；变幅油缸106安装于重机的车体上，且变幅油缸106与起吊臂铰接，变幅油缸106能够推动起吊臂做俯仰运动，以改变起吊臂的仰角角度，从而实现改变货物的高度。检测装置104测量出起吊臂的仰角，并根据仰角可以得出变幅油缸106的仰角。压力传感器测出变幅油缸106的闭锁压力，根据变幅油缸106的仰角能够得出闭锁压力对应的第一力臂，从而得到变幅油缸106的力矩；长度传感器和角度传感器能够检测起吊臂的总长及仰角，从而得到货物重力的第二力臂，根据力矩平衡原理，即可得到货物的重力，即货物的实际载荷。

实施例二

该实施例二中的卷扬装置是在上述实施例基础上的改进，上述实施例中公开的技术内容不重复描述，上述实施例中公开的内容也属于该实施例二公开的内容。

该实施例可选的方案中，卷扬装置还包括第一溢流阀107；第一溢流阀107与变量马达101的第二接口相连通，第二接口为变量马达101的配油盘窗口。

在该实施例中，当压力油经配油盘的窗口进入缸体的柱塞孔时，柱塞在压力油作用下外伸，贴紧斜盘，斜盘对柱塞产生一个法向反力。法向反力可分解为轴向分力和垂直分力，轴向分力与柱塞上液压力相平衡，垂直分力使柱塞对缸体产生转矩，带动马达轴旋转。变量马达101的扭矩主要取决于压力油的压力值，为了保证吊装货物的稳定，需要保持压力油的油压稳定。

设置第一溢流阀107与变量马达101的配油盘窗口相连通，第一溢流阀107调定压力的设定值为起重机最大载荷所对应的压力值。在系统压力超过设定值时，第一溢流阀107顶开，将系统中的一部分液压油排入油箱，使系统压力不超过设定值，从而保证系统不因压力过高而发生事故。可选地，第一溢流阀107为外泄式溢流阀，以使压力油能够从泄油口直接泄到油箱里去。

参见图3和图4所示，该实施例可选的方案中，卷扬装置还包括第二溢流阀108和第二控制开关109；第二溢流阀108与变量马达101的第二接口相连通，且第二溢流阀108与第一溢流阀107并联；第二溢流阀108的调定压力小于第一溢流阀107的调定压力；第二控制开关109与第二溢流阀108的控制油路连通，用于启用或停用第二溢流阀108。

在该实施例中，部分起吊臂设置有转向装置112，以使起吊臂具有收钩功能。具体地，转向装置112设置于起吊臂和吊钩111之间，吊钩111能够抵接于转向装置112的一端，转向装置112的另一端与起吊臂铰接，以使吊钩111能够相对于起吊臂转动。转向装置112设置有贯穿孔，以使吊绳能够穿过贯穿孔并相对于贯穿孔移动。在吊钩111的收钩操作中，吊绳逐渐收短，使得吊钩111抵接于转向装置112，进一步收紧吊绳，吊钩111上移推动转向装置112相对于起吊臂转动，以带动吊钩111自身转动，从而使得吊钩111底部进一步靠近起吊臂，减小了装置占用空间。

变量马达101输出转矩以使吊钩111锁紧，收钩的扭矩值小于吊装货物时输出的扭矩值。在正常吊装作业时，第二控制开关109关闭，第二溢流阀108为停用状态；在收钩作业时，第二控制开关109开启以使第二溢流阀108启用，第二溢流阀108设定的调定压力值小于第一溢流阀107设定的调定压力，所以卷扬上升所需的油压值由原第一溢流阀107决定切换至由第二溢流阀108决定，油压值降低至能将吊钩111锁紧的最大压力，在保证吊钩111锁紧的同时，避免了压力过大绷断钢丝绳的危险工况。

可选地，第二溢流阀108为内泄式溢流阀，第二溢流阀108的阀芯和油箱之间具有回油管路，液压油能够经由这条回油管路流回油箱。在该回油管路设置第二控制开关109，在第二控制开关109关闭时，回油管路被封死，液压油密封于回油管路内，此时无论系统压力如何变化，阀芯都不会运动，从而使得第二溢流阀108处于停用状态。在第二控制开关109开启时，回油管路畅通，使得第二溢流阀108处于启用状态。

该实施例可选的方案中，第一控制开关102、第二控制开关109为电磁阀，从而实现电控功能。具体地，可设置收钩启动按钮110与第二控制开关109电连接，在吊装作业完成后，操作人员可按动收钩启动按钮110，将系统切换至收钩作业。

该实施例可选的方案中，变量马达101的排量比为1.5，即最大排量与最小排量的比值为1.5，所对应的转速比为1.5。

实施例三

本申请实施例三提供了一种起重机，包括上述任一实施例的卷扬装置，因而，具有上述任一实施例的卷扬装置的全部有益技术效果，在此，不再赘述。

实施例四

参见图5所示，本申请实施例四提供了一种卷扬装置的控制方法，应用于上述实施例一或二的卷扬装置，或应用于上述实施例三的起重机，方法包括：

步骤501、获取起重机的实际载荷值；

步骤502、判断实际载荷值是否小于预设值；当实际载荷值小于预设值时，控制第一控制开关102开启。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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申请各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。

Claims (10)

1.一种卷扬装置，用于起重机，其特征在于，所述卷扬装置包括变量马达、第一控制开关、控制器和检测装置；

所述第一控制开关与所述变量马达的第一接口相连通，以使液压介质能够从所述第一接口流入所述变量马达，以驱动斜盘转动预设角度；

所述检测装置用于检测所述起重机的实际载荷值；所述检测装置与所述控制器电连接，所述第一控制开关与所述控制器电连接，当所述实际载荷值小于预设值时，所述控制器控制所述第一控制开关开启，以使液压介质流入所述变量马达。

2.根据权利要求1所述的卷扬装置，其特征在于，所述检测装置包括长度传感器、角度传感器和压力传感器；

所述长度传感器、所述角度传感器、所述压力传感器均与所述控制器电连接；

所述长度传感器和所述角度传感器安装于所述起重机的基本臂，用于检测起吊臂的总长及仰角；

所述压力传感器安装于所述起重机的变幅油缸，用于检测所述变幅油缸的闭锁压力；

所述控制器能够根据所述闭锁压力、所述起吊臂的总长及仰角得到所述实际载荷。

3.根据权利要求1所述的卷扬装置，其特征在于，还包括第一溢流阀；

所述第一溢流阀与所述变量马达的第二接口相连通，所述第二接口为所述变量马达的配油盘窗口。

4.根据权利要求3所述的卷扬装置，其特征在于，所述第一溢流阀为外泄式溢流阀。

5.根据权利要求3所述的卷扬装置，其特征在于，还包括第二溢流阀和第二控制开关；

所述第二溢流阀与所述变量马达的第二接口相连通，且所述第二溢流阀与所述第一溢流阀并联；所述第二溢流阀的调定压力小于所述第一溢流阀的调定压力；

所述第二控制开关与所述第二溢流阀的控制油路连通，用于启用或停用所述第二溢流阀。

6.根据权利要求5所述的卷扬装置，其特征在于，所述第二溢流阀为内泄式溢流阀。

7.根据权利要求5所述的卷扬装置，其特征在于，所述第一控制开关、所述第二控制开关为电磁阀。

8.根据权利要求1所述的卷扬装置，其特征在于，所述变量马达的排量比为1.5。

9.一种起重机，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的卷扬装置。

10.一种卷扬装置的控制方法，应用于如权利要求1至8中任一项所述的卷扬装置，或应用于如权利要求9所述的起重机，其特征在于，所述方法包括：

获取起重机的实际载荷值；

判断所述实际载荷值是否小于预设值；当所述实际载荷值小于所述预设值时，控制第一控制开关开启。

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