CN114105011A - 臂码识别系统和方法、起重机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及起重机，为解决针对现有单缸插销伸缩机构伸缩起重臂的臂码识别系统中感应块和接近开关数量多、可靠性低的问题；提供一种臂码识别系统和方法、起重机，其中识别系统包括控制器、与控制器电连接用于测量油缸长度的测长电缆卷筒、感应装置；感应装置用于检测插拔销机构与伸缩臂上臂销的相对位置；控制器用于在插拔销机构与臂销错开时获取油缸长度L、在插拔销机构与臂销错开后再次对齐时获取油缸长度L1、比较L与L1并以此确定存储新臂码。在本发明中，感应装置仅需感应插拔销机构与臂销是否对齐或者错开，无需感应具体与哪个臂销对齐，感应装置结构可以简化，降低成本和提高可靠性。

Description

臂码识别系统和方法、起重机

技术领域

本发明涉及一种起重机，更具体地说，涉及一种臂码识别系统和方法、起重机。

背景技术

现有起重机的伸缩臂按其伸缩方式主要可分为双缸绳排和单缸插销两种形式。在采用单缸插销伸缩机构的起重臂中，油缸的缸筒上设置有插拔销机构，油缸伸缩时插拔销机构与对应伸缩臂臂尾臂销连接，实现对应伸缩臂与油缸缸筒连接。

起重机的起重臂具有多节伸缩臂，油缸伸缩时需确定油缸缸筒与哪节伸缩臂连接，以确保起重机操作安全。确定油缸缸筒与哪节伸缩臂连接也即获取起重机的臂码，臂码是起重机作业安全的重要参数。现有起重机获取臂码的方式是通过设置多个接近开关与感应块配合以二进制编码的形式实现，具体是在油缸的缸筒上并列安装三个接近开关，在每节伸缩臂的臂尾处都安装有一个感应块。接近开关与控制器连接，三个接近开关代表三位二进制，其与感应块上的感应片感应得电代表为1，感应片位于接近开关的感应范围之外时失电，用0表示。各伸缩臂尾上的感应块上设置感应片的位置各不相同，例如第一节伸缩臂臂尾的感应块上的感应片与第一接近开关对应，第二节伸缩臂臂尾的感应块上的感应片与第二接近开关对应，第三节伸缩臂臂尾的感应块上的感应片与第一、第二接近开关对应，第四节伸缩臂臂尾的感应块上的感应片与第三接近开关对应，第五节伸缩臂臂尾的感应块上的感应片与第一、第三接近开关对应，第六节伸缩臂臂尾的感应块上的感应片与第二、第三接近开关对应；油缸的缸筒与第一至第六节伸缩臂连接时，控制器通过三个接近开关对应获取001、010、011、100、101、110的编码作为起重机的臂码，控制器通过臂码确定伸缩臂与油缸的连接状态。

上述现有的臂码识别系统存在以下不足：

1、需要安装三个接近开关，数量较多，容易出现故障且成本高；

2、在伸缩臂臂尾的感应块种类较多，品类越多，生产升本越高，且感应块相似，存在容易装错的风险，例如将第三节伸缩臂臂尾上的感应块011与地六节伸缩臂臂尾上的感应块110容易弄混装错，造成感应错误而使起重臂无法完成正常伸缩。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有单缸插销伸缩机构伸缩起重臂的臂码识别系统中感应块和接近开关数量多、可靠性低的问题，而提供一种臂码识别系统和方法、起重机。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种臂码识别系统，用于识别采用单缸插销伸缩机构伸缩起重臂的臂码值，其特征在于包括控制器、与控制器电连接用于测量油缸长度的测长电缆卷筒、感应装置；

所述感应装置，与控制器点连接，用于检测油缸缸筒上插拔销机构与伸缩臂上臂销的相对位置；

所述控制器包括用于存储臂码的存储模块和处理模块；

所述处理模块，用于在所述感应装置检测到插拔销机构与臂销错开时获取通过测长电缆卷筒测量到的油缸长度L、获取插拔销机构与臂销错开后再次对齐时通过测长电缆卷筒测量到的油缸长度L1、比较L与L1；当L1＞L+M时将臂码加1存储替换原臂码；当L1＜L-N时将臂码减1存储替换原臂码；当L-N≤L1≤L+M时保留原臂码不变，所述M、N为预设值。

在本发明臂码识别系统中，感应装置仅需感应插拔销机构与臂销的相对位置，即感应插拔销机构与臂销是否对齐或者错开，无需感应检测插拔销机构与哪节伸缩臂上臂销对齐，因此感应装置的结构可以大大简化，降低成本和提高可靠性。具体是那节伸缩臂上的臂销与插拔销机构对齐则依据两次插拔销机构与臂销位置状态变化时的油缸长度进行判断。

插拔销机构与臂销对齐，是指插拔销机构与臂销的相对位置满足插拔销机构对该臂销进行插拔销操作的状态，在对齐状态下油缸缸筒通过该臂销与对应的伸缩臂连接，实现缸筒与该伸缩臂一起移动，或者插拔销机构释放臂销使对应的伸缩臂通过该臂销与相邻的大臂连接。插拔销机构与臂销错开是指插拔销机构与臂销的相对位置不能实现对该臂销进行插拔销操作的状态。插拔销机构与臂销对齐时是指插拔销机构与臂销的相对位置由错开状态变化为对齐状态的时刻，插拔销机构与臂销错开时是指插拔销机构与臂销的相对位置由对齐状态变化为错开状态的时刻。

上述臂码识别系统中，所述感应装置包括多个感应块和一个与控制器连接的接近开关；

所述接近开关与控制器电连接，安装在油缸缸筒上；

各所述感应块对应安装在起重臂的各伸缩臂上；

所述插拔销机构与伸缩臂上臂销错开或对齐时所述接近开关与对应伸缩臂上感应块触发失电或得电。

与现有技术相比，本发明臂码识别系统中所需的接近开关仅为一个，减少了零件数量；各感应块的结构相同，减少了零件种类，降低安装时装错的风险。

上述臂码识别系统中，各所述感应块对应安装在各伸缩臂的臂尾处。

上述臂码识别系统中，所述存储模块还用于存储所述感应装置检测到插拔销机构与臂销错开时测长电缆卷筒测量到的油缸长度L；

所述处理模块还用于在所述感应装置检测到插拔销机构与臂销对齐时从所述存储模块中获取最近一次存储的测长电缆卷筒的测量值L。

进一步地，所述存储模块用于在所述感应装置检测到插拔销机构与臂销错开时将通过测长电缆卷筒测量到的油缸长度存储替换前一次插拔销机构与臂销错开时存储的测长电缆卷筒的测量值。也即插拔销机构与臂销错开时测长电缆卷筒测量的油缸长度值L仅在所述存储模块保留最近一次插拔销机构与臂销错开时获取的测长电缆卷筒的测量值L，以此减少存储模块中数据的存储量。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种臂码识别方法，用于识别采用单缸插销伸缩机构伸缩起重臂的臂码值，其特征在于步骤如下：

获取控制器中存储的原臂码；

通过感应装置检测缸筒上插拔销机构与伸缩臂上臂销的相对位置；通过测长电缆卷筒测量插拔销机构与臂销错开时的油缸长度L和插拔销机构与臂销错开后再次对齐时的油缸长度L1；

比较L与L1,当L1＞L+M时将臂码加1存储替换原臂码；当L1＜L-N时将臂码减1存储替换原臂码；当L-N≤L1≤L+M时保留原臂码不变，所述M、N为预设值。

利用该臂码识别方法识别起重机的臂码，仅需感应插拔销机构与臂销的相对位置，即感应插拔销机构与臂销是否对齐或者错开，无需感应检测插拔销机构与哪节伸缩臂上臂销对齐，因此可以简化感应装置的结构，降低成本和提高可靠性。

上述臂码识别方法中，所述感应装置包括一个接近开关和多个感应块；

所述接近开关与控制器连接，安装在油缸缸筒上；

各所述感应块对应安装在起重臂的各伸缩臂的臂尾处；

所述插拔销机构与伸缩臂上臂销错开或对齐时所述接近开关与对应伸缩臂上感应块触发失电或得电。

上述臂码识别方法中，在每次感应装置检测到插拔销机构与臂销错开时存储测长电缆卷筒的测量值L；在检测到插拔销机构与臂销错开后再次对齐时，用插拔销机构与臂销最近一次错开时存储的测长电缆卷筒的测量值L与L1比较。进一步地，在每次感应装置检测到插拔销机构与臂销错开时均用测长电缆卷筒的测量值L存储替换前一次插拔销机构与臂销错开时存储的测长电缆卷筒的测量值L。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种起重机，具有由基本臂和多节伸缩臂构成的起重臂，其特征在于所述起重机包括前述的臂码识别系统。

本发明与现有技术相比，在本发明起重臂臂码识别系统，测长电缆卷筒为起重机的原有部件，感应装置仅需感应插拔销机构与臂销的相对位置，即感应插拔销机构与臂销是否对齐或者错开，无需感应检测插拔销机构与哪节伸缩臂上臂销对齐，因此感应装置的结构可以大大简化，降低成本和提高可靠性。

附图说明

图1是本发明起重机的起重臂结构示意图。

图2是本发明起重机中油缸的结构示意图。

图3是本发明臂码识别系统的电气原理框图。

图4是本发明臂码识别方法的流程图。

图中零部件名称及序号：

基本臂10、第一伸缩臂11、第二伸缩臂12、第三伸缩臂13、第四伸缩臂14、第五伸缩臂15、第六伸缩臂16、臂销17、感应块18、缸筒21、活塞杆22、接近开关23、插拔销机构24、感应装置3、感应块31、接近开关32、控制器33、测长电缆卷筒34。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

本实施例中的起重机的起重臂如图1所示，其包括基本臂10和第一伸缩臂11、第二伸缩臂12、第三伸缩臂13、第四伸缩臂14、第五伸缩臂15、第六伸缩臂16，共计七节臂，其中六节伸缩臂。

该起重臂的伸缩采用单缸插销伸缩机构实现各伸缩臂的伸缩。如图1图2所示，油缸的活塞杆端部与基本臂连接，油缸的缸筒上设置插拔销机构24，在每节伸缩臂的臂尾安装有臂销17。当某节伸缩臂上的臂销与缸筒上的插拔销机构连接时，该臂销与相邻的大臂之间的连接解除，当某节伸缩臂上臂销与缸筒上插拔销机构脱开连接时，则该伸缩臂通过其臂销与相邻的大臂连接。缸筒上的插拔销机构对臂销进行插拔销操作时，需要插拔销机构与该臂销对齐，插拔销机构与臂销错开后则不能进行插拔销操作。与第六伸缩臂相邻的大臂为第五伸缩臂，与第五伸缩臂相邻的大臂为第四伸缩臂，以此类推，与第一伸缩臂相邻的大臂为基本臂。

如图3所示，本发明起重机中臂码识别系统用于识别单缸插销起重臂的臂码，臂码与油缸缸筒的位置对应，用于判定进行插拔销操作时插拔销机构与具体哪节伸缩臂上的臂销对齐。臂码识别系统包括控制器33、与控制器电连接用于测量油缸长度的测长电缆卷筒34、感应装置3。

感应装置3包括多个感应块31和一个与控制器电连接的接近开关32；接近开关32安装在油缸的缸筒上；各感应块31对应安装在各伸缩臂的臂尾上。缸筒上的插拔销机构24与某节伸缩臂上的臂销17对齐时该节伸缩臂上的感应块31处于接近开关32的感应区，该感应块31触发接近开关32使接近开关得电。缸筒上插拔销机构与某节伸缩臂上的臂销错开时，该伸缩臂上的感应块离开接近开关的感应区，使接近开关失电。控制器通过感应装置可检测缸筒上插拔销机构是否与伸缩臂的臂销对齐或错开。

通过测长电缆卷筒34测量油缸的长度，即测量油缸缸筒的伸缩行程。测长电缆卷筒34的电缆一端连接在油缸的缸筒上，另一端缠绕在卷筒上，卷筒安装在基本臂上，缸筒相对活塞杆伸缩时卷筒对电缆进行相应放收卷转动，卷筒转动时其内部的编码器(角度传感器)发出电信号，控制器根据测长电缆卷筒发出的电信号确定油缸的长度。

控制器33包括用于存储臂码的存储模块和处理模块。处理模块用于在接近开关离开感应块失电时获取测长电缆卷筒的测量值L、在接近开关接近感应块再次触发得电时获取测长电缆卷筒的测量值L1，比较L与L1并确定新臂码。当L1＞L+M时将存储模块中存储的臂码加1并存储替换原臂码；当L1＜L-N时将存储模块中存储的臂码减1并存储替换原臂码；当L-N≤L1≤L+M时保留原臂码不变，M、N为预设值，根据起重臂的几何尺寸进行设定，用于判定油缸是伸长还是回缩。

为避免接近开关在失电至再次得电这段时间内系统断电而造成接近开关失电时获取的测长电缆卷筒的测量值L丢失，在存储模块中存储接近开关失电时测长电缆卷筒的测量值L，即处理模块将接近开关失电时测长电缆卷筒的测量值L存储在存储模块中，并且用最近一次失电时的测量值L替换前一次失电时的测量值，在接近开关接近再次得电时从存储模块中读取测量值L与接近开关当前得电时测长电缆卷筒的测量值L1进行比较。

存储模块中最初始的臂码值是在起重机生产制造完成后通过人工标定而确定的，在起重机使用过程中由臂码识别系统识别并更新存储，该臂码存储数据不随机器断电而丢失。若在起重机使用过程中发生故障而丢失臂码，则需要重新人工标定。

起重机制造完成并进行了初始臂码标定存储后，上述臂码识别系统在起重机使用过程中的识别更新臂码的方法如下，步骤如图4所示：

获取控制器中存储模块中存储的原臂码值。在本实施例中，有六节伸缩臂，臂码值的分布范围是1-6的整数。

通过感应装置检查的缸筒上接近开关与某节伸缩臂上的感应块是否对齐；通过测长电缆卷筒34测量油缸的长度。当接近开关离开感应块而失电时，控制器的处理模块获取接近开关失电时通过测长电缆卷筒测量到的油缸长度，记为L；当油缸缸筒上的接近开关再次与伸缩臂上的感应块感应而得电时，控制器的处理模块获取接近开关得电时通过测长电缆卷筒测量到的油缸长度，记为L1。

比较L与L1，当L1＞L+M时将臂码加1存储替换原臂码；当L1＜L-N时将臂码减1存储替换原臂码；当L-N≤L1≤L+M时保留原臂码不变，M、N为预设值。在本发明中，设定M＝20毫米，N＝50毫米，通过L1与L的差值所在区间判定油缸的伸缩动作，从而确定臂码是加1还是减1或者保持不变。L1＞L+M代表接近开关再次得电时油缸的行程要大于油缸失电时的油缸行程，即油缸伸长；L1＜L-N代表接近开关再次得电时油缸的行程要小于油缸失电时的油缸行程，即油缸回缩。

例如缸筒与伸缩臂脱开之前，缸筒通过插拔销机构与第五伸缩臂的臂销连接，存储模块中臂码的存储数值为5。插拔销机构与第五伸缩臂上的臂销脱开连接后，第五伸缩臂上臂销复位与第四伸缩臂连接，将第五伸缩臂和第四伸缩臂固定，同时缸筒可空载移动。接近开关32离开第五伸缩臂臂尾上感应块的感应区时，插拔销机构与第五伸缩臂上的臂销错开，接近开关失电，此时测长电缆卷筒测量到的油缸长度记为L；油缸缸筒移动后，接近开关32再次得电时的油缸长度记为L1，如果L1＞L+20毫米，由此可判定油缸是作伸长动作，也即接近开关再次得电时接近开关是与第六伸缩臂臂尾上的感应块感应而得电，此时控制器的处理模块在原臂码值的基础上增加1得到新臂码6，并将新臂码值存储至存储模块替换原臂码值，起重机的控制需要用到臂码值时则实用新臂码值。

又例如存储模块中存储的臂码值为6，即油缸伸缩前，第六伸缩臂臂尾的感应块位于缸筒上接近开关的感应区，接近开关得电。油缸开始回缩，当第六伸缩臂臂尾的感应块超出接近开感应范围，接近开关失电，此时油缸长度记为L；接近开关进入到第五伸缩臂臂尾感应块的感应区时，接近开关再次得电，此时油缸长度记为为L1，若L1＜L-50，则可以根据此判定结果判定油缸是在回缩，此时新臂码在原臂码基础上减1，新臂码为5，此时缸筒可通过插拔销机构与第五伸缩臂上的臂销连接，连接后油缸在伸缩时则带动第五伸缩臂伸缩；缸筒上的插拔销机构也可以不与第五伸缩臂连接而继续伸缩移动。油缸继续伸缩时，接近开关离开第五伸缩臂臂尾感应块的感应区而失电时油缸长度又记为L，接近开关再次得电时的油缸长度又记为L1，若L1＜L-50，则臂码则在原臂码(原臂码＝5)的基础上减一得到新臂码＝4，存储该新臂码；若L1＞L+20，则臂码在原臂码(原臂码＝5)的基础上加一得到新臂码＝6，存储该新臂码。以此类推，在接近开关每次重新得电时比较油缸在得电时长度与上一次失电时油缸长度的大小，若油缸长度伸长超过预定值，则臂码加一，若油缸长度缩短超过预定值则臂码减一。若在L-50≤L1≤L+20时，臂码值保持不变，出现这种情况是油缸伸长或回缩时接近开关刚离开某感应块的感应区失电后，油缸又进行对应的回缩或伸长相反方向的动作，使接近开关再次与失电时离开的感应块感应得电，这种情况，虽然油缸有伸缩移动，但接近开关得电时缸筒再次回到了最近一次失电时的位置，故臂码值不变。

在本实施例中，也可在接近开关每次失电时将通过测长电缆卷筒测量油缸的长度L存储至存储模块，在接近开关再次得电时从存储模块中获取存储的油缸长度L，与接近开关再次得电时测量的油缸长度L1进行比较，从而确定新的臂码。

与现有技术相比，在本发明起重臂臂码识别系统中，测长电缆卷筒为起重机的原有部件，接近开关缩减至一个，感应块的结构进行了统一，减少了零件数量可提高系统可靠性以及降低制造成本，减少感应块的零件种类可降低制造时的仓储与管理成本，同时还避免了零件装错的风险。

Claims (10)

1.一种臂码识别系统，用于识别采用单缸插销伸缩机构伸缩起重臂的臂码值，其特征在于包括控制器、与控制器电连接用于测量油缸长度的测长电缆卷筒、感应装置；

所述感应装置，与控制器点连接，用于检测油缸缸筒上插拔销机构与伸缩臂上臂销的相对位置；

所述控制器包括用于存储臂码的存储模块和处理模块；

所述处理模块，用于在所述感应装置检测到插拔销机构与臂销错开时获取通过测长电缆卷筒测量到的油缸长度L、获取插拔销机构与臂销错开后再次对齐时通过测长电缆卷筒测量到的油缸长度L1、比较L与L1；当L1＞L+M时将臂码加1存储替换原臂码；当L1＜L-N时将臂码减1存储替换原臂码；当L-N≤L1≤L+M时保留原臂码不变，所述M、N为预设值。

2.根据权利要求1所述的臂码识别系统，其特征在于所述感应装置包括多个感应块和一个接近开关；

所述接近开关与控制器电连接，安装在油缸缸筒上；

各所述感应块对应安装在起重臂的各伸缩臂上；

所述插拔销机构与伸缩臂上臂销错开或对齐时所述接近开关与对应伸缩臂上感应块感应触发失电或得电。

3.根据权利要求2所述的臂码识别系统，其特征在于各所述感应块对应安装在各伸缩臂的臂尾处。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的臂码识别系统，其特征在于所述存储模块还用于存储所述感应装置检测到插拔销机构与臂销错开时测长电缆卷筒测量到的油缸长度L；

所述处理模块还用于在所述感应装置检测到插拔销机构与臂销对齐时从所述存储模块中获取最近一次存储的测长电缆卷筒的测量值L。

5.根据权利要求4所述的臂码识别系统，其特征在于所述存储模块用于在所述感应装置检测到插拔销机构与臂销错开时将通过测长电缆卷筒测量到的油缸长度存储替换前一次插拔销机构与臂销错开时存储的测长电缆卷筒的测量值。

6.一种臂码识别方法，用于识别采用单缸插销伸缩机构伸缩起重臂的臂码值，其特征在于步骤如下：

获取控制器中存储的原臂码；

通过感应装置检测油缸缸筒上插拔销机构与伸缩臂上臂销的相对位置；通过测长电缆卷筒测量插拔销机构与臂销错开时的油缸长度L和插拔销机构与臂销错开后再次对齐时的油缸长度L1；

比较L与L1,当L1＞L+M时将臂码加1存储替换原臂码；当L1＜L-N时将臂码减1存储替换原臂码；当L-N≤L1≤L+M时保留原臂码不变，所述M、N为预设值。

7.根据权利要求6所述的臂码识别方法，其特征在于所述感应装置包括一个接近开关和多个感应块；

所述接近开关与控制器电连接，安装在油缸缸筒上；

各所述感应块对应安装在起重臂的各伸缩臂的臂尾处；

所述插拔销机构与伸缩臂上臂销错开或对齐时所述接近开关与对应伸缩臂上感应块触发失电或得电。

8.根据权利要求6或7所述的臂码识别方法，其特征在于在每次感应装置检测到插拔销机构与臂销错开时存储测长电缆卷筒的测量值L；在检测到插拔销机构与臂销错开后再次对齐时，用插拔销机构与臂销最近一次错开时存储的测长电缆卷筒的测量值L与L1比较。

9.根据权利要求8所述的臂码识别方法，其特征在于在每次感应装置检测到插拔销机构与臂销错开时均用测长电缆卷筒的测量值L存储替换前一次插拔销机构与臂销错开时存储的测长电缆卷筒的测量值L。

10.一种起重机，具有由基本臂和多节伸缩臂构成的起重臂，其特征在于所述起重机包括权利要求1至5中任一项所述的臂码识别系统。

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