CN114007977A - 控制器、吊臂装置、以及起重车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够使吊臂自动地收纳或立起,并且能够用于各种吊臂装置的、通用性高的控制器。本发明的控制器基于存储在存储器中的吊臂32的长度L(指定值)、从吊臂32的起伏支点P到卡合部件41的距离D(指定值)、以及卡合部件相对于支点P的俯角
Figure DDA0003428783020000011
生成函数X(θ)。然后,控制器将起伏角传感器检测出的吊臂32的起伏角度θ代入所生成的函数X(θ),计算出从吊臂32的前端部到卡合部件41的位移距离X(θ)。控制器使吊臂在倒伏位置与立起位置之间起伏并使绞盘旋转,以使计算出的位移距离X(θ)成为与长度传感器检测出的钢丝绳的放出长度相应的距离。

Description

控制器、吊臂装置、以及起重车
技术领域
本发明涉及一种对具有吊臂和绞盘的吊臂装置进行控制的控制器、吊臂装置、以及具备该吊臂装置的起重车。
背景技术
起重车一般搭载有吊臂装置(参照专利文献1)。专利文献1所公开的吊臂装置具备:可伸缩吊臂、吊臂驱动部、具有卷绕有钢丝绳的钢丝绳卷筒的绞盘、绞盘驱动部、设置于上述钢丝绳的前端的吊物用钩、以及钩固定环。吊臂可起伏地支承于回转台。吊臂驱动部使吊臂伸缩和起伏。上述钢丝绳被从钢丝绳卷筒拉出并卷挂在吊臂的前端,在该钢丝绳的端部设置有吊物用钩。绞盘驱动部驱动绞盘,上述钢丝绳卷绕于钢丝绳卷筒,或者从钢丝绳卷筒放出。钩固定环设置在回转台上,在起重机行驶时(非作业时),上述吊物用钩挂在钩固定环上而被固定。
专利文献1所公开的吊臂装置为了安全地进行作业结束时的吊臂收纳作业、作业开始时的吊臂展开作业,具备对吊臂驱动部和绞盘驱动部进行控制的控制装置。该控制装置在吊臂的收纳作业中控制绞盘驱动部的驱动。具体而言,在收纳作业中,作业者首先使吊臂缩回并立起,将吊物用钩挂在钩固定环上。接着,作业者操作吊臂驱动装置使吊臂倒伏。控制装置根据吊臂的倒伏自动控制绞盘驱动部并卷绕钢丝绳,以使钢丝绳不会松弛。
控制装置基于检测钢丝绳长度的传感器检测出的钢丝绳长度S和起伏角传感器检测出的吊臂的起伏角θ,控制绞盘的驱动,以使它们成为理想的对应关系D(钢丝绳不过度松弛、也不过度张紧)。该理想的对应关系D通过基于实际设备的实验、模拟来求出,并预先存储在存储部中。
背景技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平07-172775号公报
发明内容
发明要解决的问题
理想的对应关系D根据由缩回状态下的吊臂的长度、卷挂钢丝绳的前端位置、起伏支点的位置、钩固定环的位置等构成的几何形状而变化。于是,按照吊臂装置的种类来决定固有的理想的对应关系D,控制装置必须按照各种吊臂装置来设计。
因此,本发明的目的在于提供一种能够使吊臂自动地收纳或立起,并且能够在各种吊臂装置中通用的控制器。
用于解决问题的手段
(1)本发明所涉及的控制器用于吊臂装置,该吊臂装置具备:底座;吊臂,其支承于该底座,能够在倒伏位置与立起位置之间进行起伏动作;绞盘,其具有卷绕于钢丝绳卷筒,并卷挂于上述吊臂的前端部的钢丝绳;吊物用钩,其设置于上述钢丝绳的前端;第1驱动源,其使上述吊臂起伏;第2驱动源,其驱动上述绞盘,将上述钢丝绳相对于上述钢丝绳卷筒放出或卷绕;卡合部件,其设置于上述底座,供从处于上述立起位置的上述吊臂的前端部悬吊的上述吊物用钩装卸自如地卡合;起伏角传感器,其检测上述吊臂的起伏角度;以及长度传感器,其检测上述钢丝绳从上述吊臂的前端部放出的长度。本发明所涉及的控制器具有存储器,该存储器存储与上述吊臂的长度、以及上述卡合部件相对于上述吊臂的起伏支点的位置对应的指定值。本发明所涉及的控制器基于上述起伏角传感器检测出的上述吊臂的起伏角度和从上述存储器读出的上述指定值,计算出从上述吊臂的前端部到上述卡合部件的位移距离,以该位移距离成为与上述长度传感器检测出的长度对应的距离的方式,或者基于计算出的上述位移距离,计算出上述钢丝绳的放出或卷绕速度即钢丝绳速度,以计算出的钢丝绳速度成为与根据上述长度传感器的检测值计算出的检测钢丝绳速度对应的速度的方式,在上述吊物用钩与上述卡合部件卡合的状态下,执行使上述吊臂在上述倒伏位置与上述立起位置之间升降并驱动上述绞盘的吊臂自动驱动处理。
控制器通过执行吊臂自动驱动处理,能够自动地进行立起吊臂的作业或收纳吊臂的作业。因此,在立起吊臂的作业或收纳吊臂的作业中,作业者的作业变得容易。另外,控制器计算出从吊臂的前端部到卡合部件的位移距离,以计算出的位移距离成为与长度传感器检测出的长度对应的距离的方式,或者以基于计算出的位移距离计算出的钢丝绳速度成为与根据长度传感器的检测值计算出的检测钢丝绳速度对应的速度的方式,使吊臂起伏并驱动绞盘。因此,控制器能够抑制钢丝绳产生松弛,并且能够抑制吊臂装置产生破损等。另外,控制器基于存储在存储器中的与吊臂的长度、以及卡合部件相对于吊臂的起伏支点的位置对应的指定值计算出从吊臂的前端部到卡合部件的位移距离,因此根据吊臂装置的种类来变更从存储器读出的指定值,由此控制器能够在各种吊臂装置中共通地使用。
(2)上述第1驱动源可以是伸缩缸。本发明所涉及的控制器在上述吊臂自动驱动处理中,将上述缸的伸缩速度保持为恒定。
控制器使缸的伸缩速度保持恒定而使吊臂起伏,因此能够将根据位移距离来控制驱动的对象限定为第2驱动源。因此,控制器可以很容易地控制吊臂装置。另外,由于缸以恒定速度伸缩,因此作业者可容易地目视确认的吊臂的起伏速度不会小幅度地变动,能够给作业者带来安全感。
(3)本发明所涉及的控制器可以在上述吊臂自动驱动处理中,将起伏的上述吊臂的角速度保持为恒定。
控制器将吊臂起伏的角速度保持为恒定而使吊臂起伏,因此能够将根据位移距离来控制驱动的对象限定为第2驱动源。因此,控制器可以很容易地控制吊臂装置。另外,由于吊臂的角速度保持恒定,因此与吊臂的角速度根据位移距离而小幅度地变动的情况相比,能够给作业者带来安全感。
(4)本发明所涉及的控制器可以在上述吊臂自动驱动处理中,将上述绞盘的旋转速度保持为恒定。
控制器将绞盘的旋转速度保持为恒定,因此能够将根据位移距离来控制驱动的对象限定为第1驱动源。因此,控制器可以很容易地控制吊臂装置。
(5)上述吊臂装置还可以具备检测施加于上述钢丝绳的张力的张力传感器。上述存储器预先存储有决定上述位移距离与上述长度传感器检测出的上述钢丝绳的放出长度之差的容许范围的阈值。上述控制器在上述吊臂自动驱动处理中,使上述吊臂在上述倒伏位置与上述立起位置之间起伏并驱动上述绞盘,以使上述位移距离与上述长度传感器检测出的长度之差处于上述阈值内。根据上述张力传感器检测出的张力的大小,修正上述阈值。
例如,在张力传感器检测出的张力过大的情况下,以张力变小的方式修正阈值。在张力传感器检测出的张力过小的情况下,以阈值变大的方式修正阈值。
(6)本发明所涉及的控制器可以进一步执行:判断处理,判断上述位移距离与上述钢丝绳的放出长度之差是否在安全值的范围内;以及驱动停止处理,当判断为上述位移距离与上述放出长度之差不在安全值的范围内时,停止上述第1驱动源和上述第2驱动源的驱动。
当控制器判断位移距离与放出长度之差不在安全值的范围内时,停止第1驱动源和第2驱动源的驱动。即,如果在绞盘所进行的钢丝绳的卷绕产生不良情况时,吊臂的起伏和绞盘的旋转停止。因此,能够抑制吊臂装置、钢丝绳产生障碍。
(7)上述指定值可以是上述吊臂的长度和上述吊臂的起伏支点与上述卡合部件之间的间隔距离。
(8)上述指定值也可以是上述吊臂的长度、上述吊臂的起伏支点与上述卡合部件之间的水平方向上的第1间隔距离、以及上述吊臂的起伏支点与上述卡合部件之间的垂直方向上的第2间隔距离。
(9)上述存储器可以存储类,该类生成根据上述起伏角度以及上述钢丝绳的放出长度计算出上述位移距离的函数。本发明所涉及的控制器使用从上述存储器读出的上述指定值,根据上述类生成上述函数。
控制器使用类生成函数。因此,控制器能够容易地生成与吊臂装置的种类对应的函数。
(10)本发明也可看作是具备上述控制器的吊臂装置。
(11)本发明也可看作是起重车,该起重车具备:吊臂装置,其具备上述控制器;以及行驶体,其搭载有该吊臂装置。
发明的效果
根据本发明,能够提供一种能够使吊臂自动地收纳或立起,并且能够在各种吊臂装置中通用的控制器。
附图说明
图1是本实施方式所涉及的起重车10的概略图,表示吊臂32处于收纳位置的状态。
图2是表示吊臂42处于立起位置的状态的起重车10的图。
图3是起重车10的功能框图。
图4是吊臂立起处理的流程图。
图5是吊臂收纳处理的流程图。
图6是说明位移距离X(θ)的说明图。
图7是说明位移距离X(θ)的另一说明图。
具体实施方式
以下,适当参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。此外,本实施方式只不过是本发明的一个方式,当然也可以在不变更本发明的主旨的范围内变更实施方式。
图1是表示本实施方式所涉及的起重车10的示意图。起重车10主要具备:行驶体11、搭载于行驶体11的吊臂装置12以及驾驶室13。
行驶体11具备:车体20、车轴21、发动机22(图4)以及电池23(图4)。
车体20可旋转地支承车轴21。车轮安装于车轴21的两端。发动机22对车轴21进行旋转驱动。另外,发动机22对电池23进行充电。
另外,发动机22驱动后述的液压供给装置24所具备的液压泵(未图示)。液压泵以规定压力排出液压油,驱动图4所示的回转马达25、起伏缸36、伸缩缸37、液压马达38、以及其他致动器(以下,也称为回转马达25等)。
车体20搭载有图4所示的液压供给装置24。液压供给装置24具备电磁阀等。电磁阀根据从后述的控制器50(图4)输入的驱动信号而开闭。通过开闭电磁阀来驱动回转马达25等。即,控制器50通过输出使电磁阀开闭的驱动信号来控制回转马达25等的驱动。此外,在本实施方式中,对回转马达25等为液压致动器的例子进行了说明,但回转马达25等的全部或者一部分也可以是电动致动器等。
如图1所示,驾驶室13搭载于吊臂装置12的回转台31。驾驶室13具有:驾驶装置14(图3),其进行起重车10的驾驶;以及,操纵装置15(图3),其进行吊臂装置12的操纵。即,起重车10是所谓的越野起重机,起重车10的驾驶和吊臂装置12的操纵在1个驾驶室13中进行。但是,起重车10也可以是具备2个驾驶室的全路面起重机,一个驾驶室具有驾驶装置14,另一个驾驶室具有操纵装置15。
操纵装置15具有操作吊臂装置12的操作杆、操作按钮等。操纵装置15输出表示操作杆的操作方向和操作量的操作信号、以及表示操作按钮是否被操作的操作信号。操纵装置15输出的操作信号被输入到控制器50(图3)。
另外,驾驶室13具有控制箱(未图示)。控制箱具备控制基板。控制基板安装有微型计算机、电阻、电容器、二极管、各种IC,构成图3所示的控制器50和电源电路17。
如图1所示,吊臂装置12具备:回转台31,其能够回转地支承于车体20;以及吊臂32,其支承于回转台31。吊臂32具有:基端吊臂33、一个或多个中间吊臂34以及前端吊臂35。基端吊臂33、中间吊臂34以及前端吊臂35配置成嵌套状,吊臂32能够伸缩。另外,基端吊臂33可起伏地支承于回转台31。即,吊臂32能够起伏且能够伸缩。回转台31相当于本发明的“底座”。
吊臂32在图1所示的缩回状态与伸展状态(未图示)之间伸缩。另外,吊臂32在图1所示的倒伏位置与图2所示的立起位置之间起伏。起重车10在使吊臂32处于缩回状态且处于倒伏位置的收纳状态下行驶。
如图3所示,吊臂装置12还具备:回转马达25;起伏缸36,其使吊臂32起伏;以及伸缩缸37,其使吊臂32伸缩。
回转马达25设置在车体20上。回转马达25从上述液压供给装置24得到液压油而旋转,从而使回转台31回转。
起伏缸36设置在回转台31上。伸缩缸37设置在吊臂32上。起伏缸36和伸缩缸37从液压供给装置24得到液压油而伸缩。伸缩的起伏缸36使吊臂32起伏。伸缩的伸缩缸37使吊臂32伸缩。此外,回转接头(未图示)设置在车体20与回转台31之间。设置于车体20的液压供给装置24通过回转接头向起伏缸36和伸缩缸37供给液压油。起伏缸36相当于本发明的权利要求中的“第1驱动源”和“缸”。
吊臂装置12还具备:液压马达38、绞盘39、吊物用钩40以及卡合部件41。液压马达38从液压供给装置24经由上述回转接头得到液压油而旋转。液压马达38的旋转速度由控制器50控制。旋转的液压马达38使绞盘39所具有的钢丝绳卷筒29旋转。旋转的钢丝绳卷筒29卷绕钢丝绳42或者放出钢丝绳42。液压马达38相当于本发明的权利要求中的“第2驱动源”。
钢丝绳42与吊物用钩40相连。吊物用钩40通过钢丝绳42悬吊在吊臂32的前端。吊物用钩40通过绞盘39的旋转而升降。
卡合部件41是与吊物用钩40卡合而固定吊物用钩40的部件。卡合部件41固定于回转台31。卡合部件41位于在立起位置并且处于缩回状态的吊臂32的前端的正下方。卡合部件41固定吊物用钩40,以使吊物用钩40在起重车10行驶时不会移动。
吊臂32还具备:长度传感器26,其检测钢丝绳42的放出长度;以及起伏角传感器27,其检测吊臂32的起伏角度。此外,图3所示的张力传感器28在变形例中进行说明。
长度传感器26和起伏角传感器27用于后述的吊臂立起处理和吊臂收纳处理。
长度传感器26例如是检测绞盘39的旋转量的旋转编码器。长度传感器26输出电压值根据绞盘39的旋转而变化的脉冲信号。长度传感器26通过电缆等信号线与控制器50连接。控制器50根据从长度传感器26输入的脉冲数计算出钢丝绳42的放出长度。但是,只要能够检测钢丝绳42的放出长度,则长度传感器26可以使用任何种类的传感器。
输出与吊臂32的起伏角度对应的电压值的现有的光学式或磁式传感器或旋转编码器被用作起伏角传感器27。起伏角传感器27通过电缆等信号线与控制器50连接。控制器50基于起伏角传感器27输出的信号电压计算出吊臂32的起伏角度。例如,控制器50以收纳位置处的吊臂32的位置为基准计算出吊臂32的起伏角度。以下,将控制器50计算出的吊臂32的起伏角度称为“检测起伏角度”。
电源电路17是生成提供给控制器50等的电力的电路。电源电路17例如是DC-DC转换器。电源电路17将从电池23供给的直流电压转换为稳定的规定电压值的直流电压并输出。
控制器50具备:中央运算处理装置CPU 51和存储器52。存储器52例如由ROM、RAM、EEPROM等构成。
存储器52存储有操作系统即OS 53、控制吊臂装置12的驱动的控制程序54、指定值、第1阈值、第2阈值以及安全值。通过所谓的多任务处理,CPU 51模拟并行地执行OS 53以及控制程序54。
指定值是图6所示的“L”、“D”、
Figure BDA0003428783000000091
“L”是从吊臂32的基端到前端的长度。吊臂32的基端是吊臂32的起伏支点P的位置。吊臂的前端例如是架设有钢丝绳42的部件的安装位置。“D”是从吊臂32的起伏支点P到吊物用钩40的距离。
Figure BDA0003428783000000092
是以吊臂32的起伏支点P为基准的吊物用钩40的俯角。指定值根据吊臂装置12的种类预先存储在存储器52中。“D”相当于本发明的权利要求中的“间隔距离”。
第1阈值、第2阈值以及安全值用于后述的吊臂立起处理以及吊臂收纳处理中的判断处理。详细情况后述。第1阈值和第2阈值相当于本发明的权利要求中的“阈值”。
此外,CPU 51、存储器52、上述长度传感器26以及起伏角传感器27等与通信总线(未图示)连接。由CPU 51执行的控制程序54通过通信总线从存储器52读出函数、第1阈值、第2阈值,接收长度传感器26、起伏角传感器27输出的检测信号,将信息、数据写入并存储在存储器52中。
控制程序54具有类。即,类被存储在存储器52中。类生成实例(对象)。具体而言,类通过被赋予存储在存储器52中的指定值,生成作为实例的函数X(θ)。函数X(θ)是使用吊臂32的检测起伏角度θ计算出位移距离X(θ){θ:检测起伏角度},即,从吊臂32的前端到吊物用钩40的距离的计算式。控制程序54对吊臂装置12的驱动进行反馈控制,以使位移距离X(θ)与传感器26检测出的钢丝绳42的放出长度S之差为第1阈值以上且小于第2阈值。详细情况后述。此外,生成函数X(θ)的方法不限于使用类的方法。只要能够基于指定值生成函数X(θ),也可以使用其他方法。
控制程序54是执行吊臂立起处理和吊臂收纳处理的程序,吊臂立起处理使在收纳状态(图1)下收纳的吊臂32自动立起至立起位置(图2),吊臂收纳处理使处于立起位置的吊臂32自动倒伏至收纳状态来收纳吊臂32。吊臂立起处理是吊臂自动驱动处理的一个例子。吊臂收纳处理是吊臂自动驱动处理的一个例子。
详细而言,在起重车10到达作业现场之后,作业者使控制程序54执行吊臂立起处理。即,吊臂立起处理是为了起重车10在作业现场开始作业而执行的处理。
作业者使控制程序54执行吊臂收纳处理,以便驾驶起重车10离开作业现场。即,吊臂收纳处理是为了起重车10在作业现场结束作业而执行的处理。
以往,作业者使用操纵装置15手动地进行立起吊臂32的作业,而在吊臂立起处理中,控制程序54自动进行立起吊臂32的作业。以往,作业者使用操纵装置15手动地进行收纳吊臂32的作业,而在吊臂收纳处理中,控制程序54自动进行收纳吊臂32的作业。以下,参照图4和图5详细说明吊臂立起处理和吊臂收纳处理。另外,控制程序54在吊臂立起处理以及吊臂收纳处理中执行的各步骤的执行顺序也可以在不变更本发明的主旨的范围内进行变更。
作业者在起重车10到达作业现场后,使用操纵装置15进行指示吊臂立起处理的执行的操作。此外,如图1所示,在起重车10到达作业现场的状态下,吊臂32缩回且倒伏,并且吊物用钩40固定于卡合部件41。在吊物用钩40固定于卡合部件41的状态下执行吊臂立起处理,以使吊物用钩40在吊臂立起处理中不会移动。
控制程序54响应于从操纵装置15输入了指示吊臂立起处理的执行的操作信号,开始执行图4所示的吊臂立起处理。首先,控制程序54使起伏缸36以恒定速度伸长(S11)。或者,控制程序54使起伏缸36伸长,以使吊臂32以恒定的角速度(dθ/dt=恒定)立起。详细而言,若控制程序54以2个驱动系统为对象进行反馈控制,则控制变得复杂。控制程序54为了使控制变得容易,使起伏缸36以恒定速度或恒定角速度伸长。起伏缸36以恒定速度、恒定角速度伸长,由此吊臂32逐渐立起。
接着,控制程序54以初始旋转速度V1旋转驱动绞盘39(S12)。绞盘39的旋转方向是钢丝绳42被放出的方向。即,吊臂32逐渐立起并且钢丝绳42被逐渐放出。
接着,控制程序54从存储器52读出指定值L、D、
Figure BDA0003428783000000111
使用读出的指定值和存储在存储器52中的类,生成实例即函数X(θ)(S13)。然后,控制程序54用时间t对所生成的函数X(θ)进行微分,计算出函数X(θ)的时间变化,即钢丝绳42的放出速度V(t)。另外,函数X(θ)的微分也可以通过使用运算放大器的微分电路来进行。
图6表示用时间t对函数X(θ)进行微分而得到的d(X(θ))/dt。图中的“dθ/dt”是吊臂32的起伏角θ的时间变化,即吊臂32的角速度。在控制程序54以恒定的角速度立起吊臂32的情况下,图中的“dθ/dt”为常数。常数“dθ/dt”预先存储在存储器52中。另外,在控制程序54以恒定速度伸长起伏缸36的情况下,“dθ/dt”也预先存储在存储器52中,或者由控制程序54计算。控制程序54使用存储在存储器52中或计算出的“dθ/dt”,计算出钢丝绳42的放出速度V(t)。
接着,控制程序54基于从长度传感器26输入的检测信号,计算出钢丝绳42的放出速度dS/dt(S15)。例如,控制程序54每隔单位时间获取长度传感器26所输出的检测信号,并计算出所获取的检测信号所表示的钢丝绳42的长度的差值。该差值是每单位时间的钢丝绳42的长度,即钢丝绳42的放出速度dS/dt。控制程序53通过计算出上述差值而计算出钢丝绳42的实际放出速度dS/dt。
然后,控制程序54计算出作为运算值计算出的钢丝绳42的放出速度V(t)与钢丝绳42的实际放出速度dS/dt之差Z=“V(t)-dS/dt”,判断计算出的Z是否小于第1阈值(S16)。即,在步骤S16中,判断钢丝绳42的放出速度是否过快。
若控制程序54判断Z小于第1阈值(S16:是),即,控制程序54判断钢丝绳42的放出速度过快时,降低绞盘39的旋转速度(S17)。具体而言,控制程序54根据Z的值的大小使液压马达38的旋转速度从初始值V1降低。另一方面,若控制程序54判断Z在第1阈值以上(S16:否),则跳过步骤S17的处理。
接着,控制程序54判断Z的值是否在第2阈值以上(S18)。即,在步骤S18中,判断钢丝绳42的放出速度是否过慢。
若控制程序54判断Z的值在第2阈值以上(S18:是),即,控制程序判断钢丝绳42的放出速度过慢时,增加绞盘39的旋转速度(S19)。具体而言,控制程序54根据Z的值的大小使液压马达38的旋转速度从初始值V1增加。另一方面,若控制程序54判断Z的值小于第2阈值(S18:否),则跳过步骤S19的处理。
第1阈值和第2阈值被设为如下的值:在吊臂32逐渐立起并且钢丝绳42逐渐被放出的过程中,施加于钢丝绳42的张力T小于规定值,并且钢丝绳42不会松弛。即,控制程序54对起伏缸36和液压马达38进行反馈控制,以使施加于钢丝绳42的张力T小于规定值,并且钢丝绳42不会松弛。
接着,控制程序54判断Z的绝对值是否小于存储在存储器52中的安全值(S20)。安全值大于第1阈值和第2阈值。即,在步骤S20中,判断在绞盘39中,钢丝绳42的放出是否产生了不良情况、或者绞盘39的旋转是否产生了不良情况。步骤S20的处理相当于本发明的权利要求中的“判断处理”。
当控制程序54判断Z的绝对值在存储在存储器52中的安全值以上时(S20:否),停止起伏缸36和液压马达38的驱动(S21)。即,控制程序54停止吊臂32和绞盘39。然后,控制程序54执行通知处理(S22)。例如,控制程序54使扬声器输出警告音,或者使设置于操纵装置15的监视器显示警告画面。步骤S21的处理相当于本发明的权利要求中的“驱动停止处理”。
接着,控制程序54判断检测起伏角度θ是否在α以上(S23)。α是吊臂32处于立起位置时的θ的值,预先存储在存储器52中。即,在步骤S23中,判断吊臂32是否到达立起位置。控制程序54反复执行步骤S16至S20的处理,直到吊臂32到达立起位置且检测起伏角度θ达到α为止(S23:否)。
若控制程序54判断吊臂32到达立起位置且检测起伏角度θ达到α(S23:是),则停止起伏缸36和液压马达38的驱动(S24),结束吊臂立起处理。
接着,参照图5对吊臂收纳处理进行说明。另外,对于与吊臂立起处理相同的处理,标注与吊臂立起处理所标注的步骤编号相同的步骤编号并省略说明。
当作业者结束起重车10的作业时,首先,使用操纵装置15,如图2所示,使吊臂32处于缩回状态并使吊臂32处于立起位置。然后,作业者将吊物用钩40与卡合部件41卡合,利用卡合部件41固定吊物用钩40。之后,作业者使用操纵装置15进行指示吊臂收纳处理的执行的操作。
控制程序54响应于从操纵装置15输入了指示吊臂收纳处理的执行的操作信号,开始执行图5所示的吊臂收纳处理。首先,控制程序54使起伏缸36以恒定速度收缩(S31)。起伏缸36以恒定速度收缩,由此吊臂32逐渐倒伏。
接着,控制程序54以初始旋转速度V2旋转驱动绞盘39(S32)。绞盘38的旋转方向是卷绕钢丝绳42的方向。即,吊臂32逐渐倒伏并且钢丝绳42被逐渐卷绕。此外,初始旋转速度V2可以与初始旋转速度V1相同,也可以不同。
接着,控制程序54与吊臂立起处理同样地执行步骤S13至S22的处理。即,控制程序54进行反馈控制,以使施加于钢丝绳42的张力T小于规定值,且钢丝绳42不会松弛,然后使吊臂32逐渐倒伏并逐渐卷绕钢丝绳42。
接着,控制程序54判断检测起伏角度θ是否在β以下(S33)。β是吊臂32处于倒伏位置时的θ的值,预先存储在存储器52中。β例如为“0”。即,在步骤S33中,判断吊臂32是否到达倒伏位置。控制程序54反复执行步骤S16至S20的处理,直至吊臂32到达倒伏位置且检测起伏角度θ达到β为止(S33:否)。
若控制程序54判断吊臂32到达倒伏位置且检测起伏角度θ达到β(S33:是),则停止起伏缸36和液压马达38的驱动(S24),结束吊臂收纳处理。
[实施方式的作用效果]
在本实施方式中,通过控制程序54执行吊臂立起处理和吊臂收纳处理,能够自动地进行立起吊臂32的作业和收纳吊臂32的作业。因此,在立起吊臂32的作业和收纳吊臂32的作业中,作业者的作业变得容易,在绞盘39中,能够抑制所谓“乱卷”的产生,进而能够抑制吊臂装置12产生破损等。详细来说,在手动地进行立起吊臂32的作业和收纳吊臂32的作业时,作业者必须操作吊臂32和绞盘39这两个操作对象。即,作业者监视钢丝绳42的张紧情况并使吊臂32起伏,同时操作绞盘39。该作业需要作业者技术熟练。若作业者弄错操作,则张力过度作用于钢丝绳42,这可能损伤卡合部件41和绞盘39。另外,若作业者操作错误,则钢丝绳42会松弛,在绞盘39中产生所谓的“乱卷”。在本实施方式中,通过控制程序54执行吊臂立起处理和吊臂收纳处理,作业者的作业变得容易,在绞盘39中,能够抑制所谓“乱卷”的产生,进而能够抑制吊臂装置12产生破损等。
另外,控制程序54使用存储在存储器52中的指定值来生成函数X(θ),并使用所生成的函数(θ)计算出从吊臂32的前端部到卡合部件41的位移距离X(θ){θ:检测起伏角度}。然后,控制程序54使用计算出的位移距离X(θ)进行反馈控制。因此,根据吊臂装置12的种类来变更从存储器52读出的指定值,从而控制器50能够在各种吊臂装置12中共通地使用。因此,通用性高的控制器50得以实现。
另外,在本实施方式中,控制程序54以恒定速度伸缩起伏缸36(S11、S31),因此能够将反馈控制的对象限定为绞盘39的液压马达38。因此,控制程序54可以很容易地控制吊臂装置12。另外,在作业者可容易地目视确认的吊臂32中,若起伏速度小幅度地变动,则有可能使作业者感到焦虑。在本实施方式中,起伏缸36以恒定速度伸缩,因此吊臂32的起伏速度不会小幅度地变动,能够给作业者带来安全感。
另外,在本实施方式中,当控制程序54判断位移距离X(θ)与钢丝绳42的放出长度S之差的绝对值在安全值以上时,停止吊臂32和绞盘39。因此,能够抑制吊臂装置12产生故障、或者钢丝绳42产生损伤。
另外,在本实施方式中,控制程序54使用从存储器52读出的指定值L、D、
Figure BDA0003428783000000151
和类来生成函数X(θ),并使用生成的函数X(θ)计算出位移距离X(θ){θ:检测起伏角度}。因此,在步骤S14中,即使不从存储器52读出指定值L、D、
Figure BDA0003428783000000152
也可以计算出位移距离X(θ)。因此,可以减少从存储器52读出指定值L、D、
Figure BDA0003428783000000153
的次数。因此,步骤S14到S19的处理变快。由于处理变快,因此与从存储器52依次读出指定值L、D、
Figure BDA0003428783000000154
计算出位移距离X(θ)的情况相比,能够以更短的时间进行反馈控制。因此,在绞盘39中,能够进一步抑制所谓“乱卷”的产生,进而能够抑制吊臂装置12产生破损等。
[变形例]
在本变形例中,对检测施加于钢丝绳42的张力T,并基于检测出的张力T来修正第1阈值和第2阈值的例子进行说明。
吊臂装置12还具备图3所示的张力传感器28。张力传感器28是输出与施加于钢丝绳42的张力T对应的电压值的检测信号的传感器。张力传感器28例如是测力传感器。
张力传感器28通过电缆等信号线与控制器50连接。张力传感器28输出的检测信号被输入到控制器50。控制器50根据从张力传感器28输入的检测信号确定施加于钢丝绳42的张力T。然后,控制器50基于所确定的张力T,对存储在存储器52中的第1阈值和第2阈值进行修正或重新确定。具体而言,存储器52预先存储有根据张力T对第1阈值和第2阈值进行修正的修正式、张力T与第1阈值、以及张力T与第2阈值相互对应的对应表。控制器50使用所确定的张力T和上述修正式,或者使用所确定的张力T和上述对应表,对第1阈值和第2阈值进行修正或重新确定。另外,重新确定第1阈值和第2阈值也包含在第1阈值和第2阈值的修正中。
例如,在张力传感器28检测出的张力T大于存储在存储器52中的第1判断值的情况下,修正或重新确定第2阈值以使第2阈值变小。第2阈值变小,施加于钢丝绳42的张力T降低。另外,在张力传感器28检测出的张力T小于存储在存储器52中的第2判断值,且钢丝绳42未被足够的张力拉伸的情况下,修正或重新确定第1阈值以使第1阈值变大。第1阈值变大,钢丝绳42以适度的张力T被张紧。
控制器50使用修正或重新确定过的第1阈值和第2阈值,执行步骤S16、步骤S18的判断处理。其他处理与实施方式相同。
[变形例的作用效果]
在本变形例中,通过张力传感器28检测出的钢丝绳42的张力来修正第1阈值和第2阈值,由此能够进一步适当地控制施加于钢丝绳42的张力T的大小。
[其他变形例]
在上述的实施方式中,说明了指定值为“L”、“D”、
Figure BDA0003428783000000161
的例子。但是,指定值不限于“L”、“D”、
Figure BDA0003428783000000162
如图7所示,指定值也可以是“L”、
Figure BDA0003428783000000163
“a”、“b”。指定值“D”被替换为指定值“a”、“b”。具体而言,设“D的平方”=“a的平方”+“b的平方”,将“D”替换为“a”、“b”。“a”相当于本发明的权利要求中的“第1间隔距离”。“b”相当于本发明的权利要求中的“第2间隔距离”。
在上述的实施方式以及变形例中,说明了
Figure BDA0003428783000000171
包含于指定值的例子。但是,也可以将起伏角度θ作为距卡合部件42的仰角,将
Figure BDA0003428783000000172
从指定值中去除。即,将
Figure BDA0003428783000000173
作为新的θ,将
Figure BDA0003428783000000174
从指定值中去除。
在上述的实施方式中,说明了在步骤S11、S31中起伏缸36以恒定速度伸缩的例子。但是,也可以控制起伏缸36的驱动,以使吊臂32以恒定速度起伏。
在上述的实施方式中,说明了起伏缸36以恒定速度伸缩,绞盘39的液压马达38被反馈控制的例子。但是,也可以使绞盘39以恒定的旋转速度旋转,对吊臂32的起伏缸36进行反馈控制。
在上述的实施方式中,说明了对绞盘39的驱动进行反馈控制,以使钢丝绳42的放出速度与长度传感器26检测出的钢丝绳42的实际放出速度之差Z在第2阈值所示的范围内的例子。但是,也可以对绞盘39的驱动进行反馈控制,以使钢丝绳42的放出长度与长度传感器26检测出的钢丝绳42的实际放出长度之差在阈值范围内。在该情况下,在绞盘39中,也能够抑制所谓“乱卷”的产生,进而能够抑制吊臂装置12产生破损等。
附图标记说明
10:起重车、
11:行驶体、
12:吊臂装置、
26:长度传感器、
27:起伏角传感器、
31:回转台、
32:吊臂、
36:起伏缸、
38:液压马达、
39:绞盘、
40:吊物用钩、
41:卡合部件、
42:钢丝绳、
50:控制器、
52:存储器。

Claims (11)

1.一种控制器,其中,所述控制器用于吊臂装置,该吊臂装置具备:
底座;
吊臂,其支承于该底座,能够在倒伏位置与立起位置之间进行起伏动作;
绞盘,其具有卷绕于钢丝绳卷筒,并卷挂于所述吊臂的前端部的钢丝绳;
吊物用钩,其设置于所述钢丝绳的前端;
第1驱动源,其使所述吊臂起伏;
第2驱动源,其驱动所述绞盘,将所述钢丝绳相对于所述钢丝绳卷筒放出或卷绕;
卡合部件,其设置于所述底座,供从处于所述立起位置的所述吊臂的前端部悬吊的所述吊物用钩装卸自如地卡合;
起伏角传感器,其检测所述吊臂的起伏角度;以及
长度传感器,其检测所述钢丝绳从所述吊臂的前端部放出的长度,
所述控制器具有存储器,该存储器存储与所述吊臂的长度、以及所述卡合部件相对于所述吊臂的起伏支点的位置对应的指定值,
所述控制器基于所述起伏角传感器检测出的所述吊臂的起伏角度和从所述存储器读出的所述指定值,计算出从所述吊臂的前端部到所述卡合部件的位移距离,以该位移距离成为与所述长度传感器检测出的长度对应的距离的方式,或者基于计算出的所述位移距离,计算出所述钢丝绳的放出或卷绕速度即钢丝绳速度,以计算出的钢丝绳速度成为与根据所述长度传感器的检测值计算出的检测钢丝绳速度对应的速度的方式,在所述吊物用钩与所述卡合部件卡合的状态下,执行使所述吊臂在所述倒伏位置与所述立起位置之间升降并驱动所述绞盘的吊臂自动驱动处理。
2.根据权利要求1所述的控制器,其中,所述第1驱动源是伸缩缸,
在所述吊臂自动驱动处理中,将所述缸的伸缩速度保持为恒定。
3.根据权利要求1所述的控制器,其中,在所述吊臂自动驱动处理中,将起伏的所述吊臂的角速度保持为恒定。
4.根据权利要求1所述的控制器,其中,在所述吊臂自动驱动处理中,将所述绞盘的旋转速度保持为恒定。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制器,其中,所述吊臂装置还具备检测施加于所述钢丝绳的张力的张力传感器,
所述存储器预先存储有决定所述位移距离与所述长度传感器检测出的所述钢丝绳的放出长度之差的容许范围的阈值,
所述控制器在所述吊臂自动驱动处理中,使所述吊臂在所述倒伏位置与所述立起位置之间起伏并驱动所述绞盘,以使所述位移距离与所述长度传感器检测出的长度之差处于所述阈值内,
根据所述张力传感器检测出的张力的大小,修正所述阈值。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的控制器,其中,该控制器进一步执行:判断处理,判断所述位移距离与所述钢丝绳的放出长度之差是否在安全值的范围内;以及
驱动停止处理,当判断为所述位移距离与所述放出长度之差不在安全值的范围内时,停止所述第1驱动源和所述第2驱动源的驱动。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的控制器,其中,所述指定值包括:
所述吊臂的长度;以及
所述吊臂的起伏支点与所述卡合部件之间的间隔距离。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的控制器,其中,所述指定值包括:
所述吊臂的长度;
所述吊臂的起伏支点与所述卡合部件之间的水平方向上的第1间隔距离;以及
所述吊臂的起伏支点与所述卡合部件之间的垂直方向上的第2间隔距离。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的控制器,其中,所述存储器存储类,该类生成根据所述起伏角度以及所述钢丝绳的放出长度计算出所述位移距离的函数,
使用从所述存储器读出的所述指定值,根据所述类生成所述函数。
10.一种吊臂装置,其具备:权利要求1至9中任一项所述的控制器。
11.一种起重车,其具备:权利要求10所述的吊臂装置;以及
行驶体,其搭载所述吊臂装置。
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