CN114105015A - 用于起重机的回转控制方法、处理器及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械领域，公开了一种用于起重机的回转控制方法、处理器及起重机，上述用于起重机的回转控制方法包括：获取起重机在当前工况下的工况数据，其中工况数据包括臂架的长度、吊重物的重量以及旋转中心线与吊重物之间的水平距离；根据工况数据确定起重机在当前工况下的最大允许回转速度；获取起重机的回转速度；将回转速度与最大允许回转速度进行比较；在回转速度大于最大允许回转速度的情况下，对回转速度进行限速。本发明可以提高起重机的回转工作效率。

Description

用于起重机的回转控制方法、处理器及起重机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种用于起重机的回转控制方法、处理器及起重机。

背景技术

现有的起重机(例如，履带起重机)通常具备支腿、回转结构以及臂架，臂架头部可通过吊绳与吊重物连接从而实现吊装作业。回转机构的回转速度由手柄开口和发动机油门决定，其大小通常依靠操作者的经验来控制，然而，在实际的回转过程中，经常出现由于操作人员操作不当等原因导致回转结构的回转速度发生突变，例如回转速度突然增大，导致起重机出现抖动，甚至出现结构件损坏的情况，例如臂架折断。因此，为了解决上述问题，现有技术通常采用提前设定最大回转速度的方法，现有的设定最大回转速度的方法通常是根据主臂的长度情况设定对应的最大回转速度。上述方法虽然提高了安全性，但存在起重机的回转工作效率低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于起重机的回转控制方法、处理器及起重机，以解决起重机的回转工作效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于起重机的回转控制方法，包括：

获取起重机在当前工况下的工况数据，其中工况数据包括臂架的长度、吊重物的重量以及旋转中心线与吊重物之间的水平距离；

根据工况数据确定起重机在当前工况下的最大允许回转速度；

获取起重机的回转速度；

将回转速度与最大允许回转速度进行比较；

在回转速度大于最大允许回转速度的情况下，对回转速度进行限速。

在本发明实施例中，起重机包括液压先导比例回转系统，液压先导比例回转系统包括回转控制阀，回转控制阀包括电比例减压阀；对回转速度进行限速包括：对电比例减压阀的电流进行控制，以对回转速度进行限速。

在本发明实施例中，对电比例减压阀的电流进行控制，以对回转速度进行限速，包括：基于预存储的回转速度和电比例减压阀的电流的对应关系，根据最大允许回转速度确定对应的电比例减压阀的电流值；根据电流值对电比例减压阀的电流进行赋值，以对回转速度进行限速。

在本发明实施例中，液压先导比例回转系统包括液压先导比例手柄，，液压先导比例系统还包括压力传感器；回转控制方法还包括：在压力传感器检测到液压先导比例手柄输出的先导压力的情况下，控制电比例减压阀得电。

在本发明实施例中，起重机包括电比例回转系统，电比例回转系统包括电比例手柄，，对回转速度进行限速包括：对电比例手柄的电流进行控制，以对回转速度进行限速。

在本发明实施例中，对电比例手柄的电流进行控制，以对回转速度进行限速，包括：基于预存储的回转速度和电比例手柄的电流的对应关系，根据最大允许回转速度确定对应的电比例手柄的电流值；根据电流值对电比例手柄的电流进行赋值，以对回转速度进行限速。

在本发明实施例中，起重机包括闭式系统，闭式系统包括回转泵和回转马达，，对回转速度进行限速包括：控制回转泵的排量减小和/或回转马达的排量增大，以对回转速度进行限速。

在本发明实施例中，根据工况数据确定起重机在当前工况下的最大允许回转速度，包括：将工况数据输入预先训练的模型，以得到模型输出的起重机在当前工况下的最大允许回转速度。

在本发明实施例中，预先训练的模型包括以下公式(1)至(3)：

ω_max＝min(ω_max1,ω_max2) 公式(3)

其中，

为动态系数，m_b为主臂重量，k为中间变量，Q_a为吊重物的重量，ω_max1为由回转切向力决定的回转速度，t为起制动时间，R为旋转中心线与吊重物之间的水平距离，Q_max为额定吊重，α_j为额载最大允许偏摆角，ω_max2为由水平离心力决定的回转速度，ω_max为最大允许回转速度。

本发明第二方面提供一种处理器，处理器被配置成执行根据上述的用于起重机的回转控制方法。

本发明第三方面提供一种用于起重机的回转控制装置，包括：工况数据获取设备，用于获取起重机在当前工况下的工况数据，其中工况数据包括臂架的长度、吊重物的重量以及旋转中心线与吊重物之间的水平距离；回转速度检测设备，用于检测起重机的回转速度；以及根据上述的处理器。

在本发明实施例中，上述用于起重机的回转控制装置还包括：液压先导比例手柄，用于接收输入的回转信号；压力传感器，与液压先导比例手柄连接，用于检测液压先导比例手柄输出的先导压力；回转控制阀，与液压先导比例手柄和回转马达连接，用于接收液压先导比例手柄输出的先导压力并控制输出至回转马达的流量以控制回转马达的转速；回转控制阀包括电比例减压阀，用于控制回转控制阀的先导压力以控制回转控制阀输出的流量；回转马达，用于接收回转控制阀输出的流量，以实现回转运动。

本发明第四方面提供一种起重机，包括根据上述的用于起重机的回转控制装置。

上述技术方案，通过获取起重机在当前工况下的工况数据，其中工况数据包括臂架的长度、吊重物的重量以及旋转中心线与吊重物之间的水平距离，并根据工况数据确定起重机在当前工况下的最大允许回转速度，进而获取起重机的回转速度，并将回转速度与最大允许回转速度进行比较，在回转速度大于最大允许回转速度的情况下，对回转速度进行限速。上述方法在确定起重机的最大允许回转速度的时候，结合臂架的长度、吊重物的重量以及旋转中心线与吊重物之间的水平距离等工况数据确定起重机在当前工况下的最大允许回转速度，也就是说最大允许回转速度与工况载荷相关，当工况发生变化时，可以快速根据当前工况下的工况数据得到当前工况下的最大允许回转速度，进而根据该最大允许回转速度对超过该最大允许回转速度的回转速度进行限制，可以保证起重机在回转过程中的安全性，提高了起重机的回转工作效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示意性示出了本发明一实施例中用于起重机的回转控制方法的流程示意图；

图2示意性示出了本发明一实施例中回转切向力的示意图；

图3示意性示出了本发明一实施例中水平离心力的示意图；

图4示意性示出了本发明一实施例中用于起重机的回转控制装置的结构框图；

图5示意性示出了现有技术中液压系统的结构示意图；

图6示意性示出了本发明一实施例中用于起重机的回转控制装置中的液压系统的结构示意图；

图7示意性示出了本发明一实施例中回转控制阀的先导压力与流量的曲线示意图以及先导手柄的行程与输出压力的曲线示意图。

附图标记说明

501 液压先导比例手柄 502 回转制动阀

503 回转马达 504 回转控制阀

505 回转泵 601 液压先导比例手柄

602 压力传感器 603 回转控制阀

604 回转马达 605 回转泵

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1示意性示出了本发明一实施例中用于起重机的回转控制方法的流程示意图。如图1所示，在本发明实施例中，提供了一种用于起重机的回转控制方法，以该方法应用于起重机的处理器为例信息说明，该方法可以包括以下步骤：

步骤S102，获取起重机在当前工况下的工况数据，其中工况数据包括臂架的长度、吊重物的重量以及旋转中心线与吊重物之间的水平距离。

可以理解，工况数据即起重机在不同工况下的作业数据，该工况数据可以通过各种检测设备检测得到，也可以通过用户输入得到。进一步地，臂架的长度可以通过长度传感器等长度检测设备检测得到，还可以基于当前工况从数据库中已经存储的臂架信息中获取得到。吊重物的重量可以通过重量传感器等重量检测设备检测得到。旋转中心线为回转结构的中心轴线，在臂架回转的过程中该旋转中心线保持不变，旋转中心线与吊重物之间的水平距离即作业半径或幅度，可以通过长度检测设备检测得到。

具体地，处理器可以在当前工况确定下来之后，获取起重机在当前工况下的工况数据，例如获取长度检测设备检测得到的臂架的长度以及旋转中心线与吊重物之间的水平距离，获取重量检测设备检测得到的吊重物的重量。

步骤S104，根据工况数据确定起重机在当前工况下的最大允许回转速度。

可以理解，回转速度为回转结构(例如，回转支承)的旋转角速度。最大允许回转速度为根据起重机在当前工况下的工况数据确定的当前工况下的回转机构的最大回转速度，值得注意的是，该最大允许回转速度小于或者等于起重机预设的额定最大回转速度。

具体地，处理器可以根据工况数据(包括臂架的长度、吊重物的重量以及旋转中心线与吊重物之间的水平距离)确定起重机在当前工况下的最大允许回转速度，具体可以基于事先存储的工况数据与最大允许回转速度的对应关系表格确定，也可以根据事先存储的工况数据与最大允许回转速度的关系算法或者模型确定。

在一个实施例中，根据工况数据确定起重机在当前工况下的最大允许回转速度，包括：将工况数据输入预先训练的模型，以得到模型输出的起重机在当前工况下的最大允许回转速度。

可以理解，该预先训练的模型与起重机的工况数据和起重机的最大允许回转速度有关，其中，工况数据包括臂架的长度、吊重物的重量以及旋转中心线与吊重物之间的水平距离。

具体地，处理器将当前工况下的工况数据作为该预先训练的模型的输入，则可以得到该模型输出的结果即起重机在当前工况下的最大允许回转速度。

在本发明实施例中，通过事先训练的模型确定当前工况下的最大允许回转速度，一旦工况发生变化，处理器可以获取当前工况下的工况数据(包括臂架的长度、吊重物的重量以及旋转中心线与吊重物之间的水平距离)并输入该模型，该模型可以快速得出起重机在该工况下的最大允许回转速度，具有快速性和准确性的优点。

步骤S106，获取起重机的回转速度。

可以理解，起重机的回转速度可以通过回转机构中设置的回转速度检测设备(例如，回转编码器)实时检测得到。

具体地，处理器可以实时获取回转速度检测设备(例如，回转编码器)实时检测到的起重机的回转速度。

步骤S108，将回转速度与最大允许回转速度进行比较。

具体地，处理器可以将实时获取到的起重机的回转速度与当前工况下的最大允许回转速度进行大小比较。

步骤S110，在回转速度大于最大允许回转速度的情况下，对回转速度进行限速。

具体地，当处理器确定当下起重机的回转速度大于当前工况下的最大允许回转速度的时候，处理器可以对回转速度的大小进行限制，例如将回转速度的大小限制到最大允许回转速度。

上述用于起重机的回转控制方法，通过获取起重机在当前工况下的工况数据，其中工况数据包括臂架的长度、吊重物的重量以及旋转中心线与吊重物之间的水平距离，并根据工况数据确定起重机在当前工况下的最大允许回转速度，进而获取起重机的回转速度，并将回转速度与最大允许回转速度进行比较，在回转速度大于最大允许回转速度的情况下，对回转速度进行限速。上述方法在确定起重机的最大允许回转速度的时候，结合臂架的长度、吊重物的重量以及旋转中心线与吊重物之间的水平距离等工况数据确定起重机在当前工况下的最大允许回转速度，也就是说最大允许回转速度与工况载荷相关，当工况发生变化时，可以快速根据当前工况下的工况数据得到当前工况下的最大允许回转速度，进而根据该最大允许回转速度对超过该最大允许回转速度的回转速度进行限制，可以保证起重机在回转过程中的安全性，提高了起重机的回转工作效率。

在一个实施例中，预先训练的模型可以包括以下公式(1)至(3)：

ω_max＝min(ω_max1,ω_max2) 公式(3)

具体地，上述公式(1)可以基于以下公式(4)得到：

上述公式(2)可以基于以下公式(5)得到：

F_a＝Q_a·ω_max2 ²·R≤Q_max·tanα_j 公式(5)

其中，P_H为回转切向力，

为动态系数，m_b为主臂重量，k为中间变量，Q_a为吊重物的重量，ω_max1为由回转切向力决定的回转速度，t为起制动时间，R为旋转中心线与吊重物之间的水平距离(即作业半径)，Q_max为额定吊重，α_j为额载最大允许偏摆角，F_a为水平离心力，ω_max2为由水平离心力决定的回转速度，ω_max为最大允许回转速度。进一步地，主臂的重量和重心位置可以根据臂架的长度确定。

参照图2，上式(1)和(4)与回转切向力有关，m_b、x、a根据臂长设置得到，其中a为主臂铰点坐标，x为主臂重心位置，R为旋转中心线与吊重物之间的水平距离(即作业半径)，k为中间变量，可由

计算得到，Q_a、R可以从力限器读取，Q_max某臂长下最大起重量(额定吊重)，起制动时间t从试验测试中获得，从而可以得到回转速度的最大值ω_max1。

参照图3，L_b为主臂长度，上式(2)和(5)与水平离心力有关，取ω_max1、ω_max2两者中的最小值，从而可以得到回转速度的限值ω_max。

可理解地，上述公式(1)至(3)为基于回转切向力和水平离心力的计算模型，根据实际吊重工况实时调整发动机的允许转速，实现在发动机工作转速范围内对回转速度的限制，确保回转作业的安全性。进一步地，回转速度的限制值误差不宜过大。

回转切向力是回转启动或制动时刻由于吊重的惯性及钢丝绳的柔性特性，吊重的运动会产生一个滞后，因此吊重钢丝绳在回转平面会产生一个偏摆角，吊重因为偏摆角会产生切向力。回转切向力与吊重重量、加速和制动的加速度、作业半径、吊重钢丝绳长度有关。水平离心力是回转过程中，吊重及起重机各转动部分在旋转时产生向外的离心力。使得钢丝绳向外偏斜一定角度，为变幅平面偏摆角。与回转速度，吊重、作业半径有关。

具体地，通过当前作业工况下的额定吊重，按照gb3811(起重机设计规范)计算出允许的最大侧向力。结合最大侧向力和当前实际吊重计算允许最大偏摆角。再迭代计算不同回转速度下，由于回转切向力和水平离心力产生的偏摆角，直到此偏摆角达到允许的最大偏摆角和整机稳定性满足要求，此时的回转速度为允许的最大回转速度。

不考虑风载的作用，最高回转速度的限制条件包括臂长、幅度(旋转中心线与吊重物之间的水平距离)以及吊重量，对于液控车：a)保证回转产生的回转切向力和水平离心力不产生较大的偏摆角；b)回转泵为定量泵，手柄开口无法限制(可以通过先导口的压力检测，确定实际的回转控制阀通流量)；c)通过控制发动机转速实现回转速度限制。

本发明实施例中，根据回转时臂架和吊重物产生的水平离心力和启制动时产生的回转切向力，建立偏摆角的数学模型。反推臂架结构和整机允许的最大偏摆角，从而得到不同工况下的最大回转速度值。

在一个实施例中，起重机包括液压先导比例回转系统，液压先导比例回转系统包括回转控制阀，回转控制阀包括电比例减压阀；对回转速度进行限速包括：对电比例减压阀的电流进行控制，以对回转速度进行限速。

可以理解，当回转速度大于最大允许回转速度的时候，处理器可以通过对电比例减压阀的电流进行控制，以限制回转结构的回转速度，具体地，由于电比例减压阀设置在回转控制阀上，当电比例减压阀的电流变小时，回转控制阀两端的先导压力(阀芯行程换向)也会变小，则回转控制阀输出的流量也会减小，进入回转马达的流量也会减小，从而回转马达的速度也会减小。

在本发明实施例中，通过在回转控制阀中设置电比例减压阀，从而对回转控制阀的先导压力进行控制，也就是对回转控制阀输出的流量进行控制。在液压手柄的行程或角度变化较大时，可以通过控制电比例减压阀的电流大小来实现对回转速度的限制，不受用户操作手柄的影响，提高了起重机在使用过程中的安全性，延长了起重机各部件的使用寿命。

在一些实施例中，除了电比例减压阀之外，还可以是其他阀，例如溢流阀。从而对回转速度进行限速包括：对溢流阀的电流进行控制，以对回转速度进行限速。

在一个实施例中，对电比例减压阀的电流进行控制，以对回转速度进行限速，包括：基于预存储的回转速度和电比例减压阀的电流的对应关系，根据最大允许回转速度确定对应的电比例减压阀的电流值；根据电流值对电比例减压阀的电流进行赋值，以对回转速度进行限速。

可以理解，回转速度和电比例减压阀的电流的对应关系为一一对应的关系，该对应关系事先确定，可以通过表格的形式存储。

具体地，处理器可以基于预存储的回转速度和电比例减压阀的电流的对应关系，根据最大允许回转速度确定对应的电比例减压阀的电流值，即从对应关系中确定该最大允许回转速度对应的电比例减压阀的电流值，从而根据该电流值对电比例减压阀的电流进行赋值，将回转机构的回转速度限制到该最大允许回转速度，以对回转机构的回转速度进行限速。

在本发明实施例中，只要工况一确定，最大允许回转速度即可相应确定，从而可以根据事先存储的回转速度和电比例减压阀的电流的对应关系确定电比例减压阀的电流值，从而对电比例减压阀进行电流赋值，可以将回转控制阀的先导压力进行控制，从而改变回转控制阀输出的流量，实现对于回转速度的控制。

在一个实施例中，液压先导比例回转系统包括液压先导比例手柄，液压先导比例系统还包括压力传感器；上述用于起重机的回转控制方法还包括：在压力传感器检测到液压先导比例手柄输出的先导压力的情况下，控制电比例减压阀得电。

也就是说，当压力传感器检测到液压先导比例手柄有输出时，也就是用户触发了液压先导比例手柄的回转信号时，处理器可以控制电比例减压阀得电。

在一个实施例中，起重机包括电比例回转系统，电比例回转系统包括电比例手柄，对回转速度进行限速包括：对电比例手柄的电流进行控制，以对回转速度进行限速。

可以理解，对于电比例回转系统来说，由于用户操作的手柄为电比例手柄，在液压手柄的行程或角度变化较大时，处理器可以通过控制电比例手柄的电流大小来实现对回转速度的限制，不受用户操作手柄的影响，提高了起重机在使用过程中的安全性，延长了起重机各部件的使用寿命。

在一个实施例中，对电比例手柄的电流进行控制，以对回转速度进行限速，包括：基于预存储的回转速度和电比例手柄的电流的对应关系，根据最大允许回转速度确定对应的电比例手柄的电流值；根据电流值对电比例手柄的电流进行赋值，以对回转速度进行限速。

可以理解，回转速度和电比例手柄的电流的对应关系为一一对应的关系，该对应关系事先确定，可以通过表格的形式存储。

具体地，处理器可以基于预存储的回转速度和电比例手柄的电流的对应关系，根据最大允许回转速度确定对应的电比例手柄的电流值，即从对应关系中确定该最大允许回转速度对应的电比例手柄的电流值，从而根据该电流值对电比例手柄的电流进行赋值，将回转机构的回转速度限制到该最大允许回转速度，以对回转机构的回转速度进行限速。

在一个实施例中，起重机包括闭式系统，闭式系统包括回转泵和回转马达，对回转速度进行限速，包括：控制回转泵的排量减小和/或回转马达的排量增大，以对回转速度进行限速。

可以理解，在发动机转速一定的情况下，回转泵的排量越大，回转速度越大；回转马达排量越小，回转速度越大。因此，可以控制回转泵的排量减小或者回转马达的排量增大，也可以同时控制回转泵的排量减小和回转马达的排量增大。

图4示意性示出了本发明一实施例中用于起重机的回转控制装置的结构框图。如图4所示，在本发明实施例中，提供了一种用于起重机的回转控制装置，包括：工况数据获取设备410、回转速度检测设备420和处理器430，其中：

工况数据获取设备410，用于获取起重机在当前工况下的工况数据，其中工况数据包括臂架的长度、吊重物的重量以及旋转中心线与吊重物之间的水平距离。

可以理解，工况数据获取设备410可以包括长度检测设备和重量检测设备，分别用来检测臂架的长度、旋转中心线与吊重物之间的水平距离以及吊重物的重量。

回转速度检测设备420，用于检测起重机的回转速度。

处理器430，被配置成：获取起重机在当前工况下的工况数据，其中工况数据包括臂架的长度、吊重物的重量以及旋转中心线与吊重物之间的水平距离；根据工况数据确定起重机在当前工况下的最大允许回转速度；获取起重机的回转速度；将回转速度与最大允许回转速度进行比较；在回转速度大于最大允许回转速度的情况下，对回转速度进行限速。

上述用于起重机的回转控制装置，处理器430通过工况数据获取设备410获取起重机在当前工况下的工况数据，其中工况数据包括臂架的长度、吊重物的重量以及旋转中心线与吊重物之间的水平距离，并根据工况数据确定起重机在当前工况下的最大允许回转速度，进而通过回转速度检测设备420获取起重机的回转速度，并将回转速度与最大允许回转速度进行比较，在回转速度大于最大允许回转速度的情况下，对回转速度进行限速。在确定起重机的最大允许回转速度的时候，结合臂架的长度、吊重物的重量以及旋转中心线与吊重物之间的水平距离等工况数据确定起重机在当前工况下的最大允许回转速度，也就是说最大允许回转速度与工况载荷相关，当工况发生变化时，可以快速根据当前工况下的工况数据得到当前工况下的最大允许回转速度，进而根据该最大允许回转速度对超过该最大允许回转速度的回转速度进行限制，可以保证起重机在回转过程中的安全性，提高了起重机的回转工作效率。

在一个实施例中，起重机包括液压先导比例回转系统，液压先导比例回转系统包括回转控制阀，回转控制阀包括电比例减压阀；处理器430进一步被配置成：对电比例减压阀的电流进行控制，以对回转速度进行限速。

在一个实施例中，处理器430进一步被配置成：基于预存储的回转速度和电比例减压阀的电流的对应关系，根据最大允许回转速度确定对应的电比例减压阀的电流值；根据电流值对电比例减压阀的电流进行赋值，以对回转速度进行限速。

在一个实施例中，液压先导比例回转系统包括液压先导比例手柄，液压先导比例系统还包括压力传感器；处理器430进一步被配置成：在压力传感器检测到液压先导比例手柄输出的先导压力的情况下，控制电比例减压阀得电。

在一个实施例中，起重机包括电比例回转系统，电比例回转系统包括电比例手柄，处理器430进一步被配置成：对电比例手柄的电流进行控制，以对回转速度进行限速。

在一个实施例中，处理器430进一步被配置成：基于预存储的回转速度和电比例手柄的电流的对应关系，根据最大允许回转速度确定对应的电比例手柄的电流值；根据电流值对电比例手柄的电流进行赋值，以对回转速度进行限速。

在一个实施例中，起重机包括闭式系统，闭式系统包括回转泵和回转马达，处理器430进一步被配置成：控制回转泵的排量减小和/或回转马达的排量增大，以对回转速度进行限速。

在一个实施例中，处理器430进一步被配置成：将工况数据输入预先训练的模型，以得到模型输出的起重机在当前工况下的最大允许回转速度。

图3示意性示出了现有技术中液压系统的结构示意图。图3所示的液压系统为液压先导比例回转系统，图3示出了液压先导比例手柄501、回转制动阀502、回转马达503、回转控制阀504以及回转泵505，其液压控制原理如下：通过人为操控序号501，随着手柄开口的大小比例输出先导压力，使回转控制阀502的P2口输出控制压力将回转马达503的制动缸开启，同时回转控制阀502的阀芯比例开启，使进入回转马达503的流量比例变化，从而控制回转速度，不考虑发动机转速影响，回转速度只由机手操纵手柄的开口决定。因此，现有的液压先导比例回转系统，通过液压手柄角度变化改变回转控制阀的开口，从而改变回转结构的回转速度，没有与载荷相关，即与载荷无关联，回转速度人为控制。

为解决上述问题，图4示意性示出了本发明一实施例中用于起重机的回转控制装置中的液压系统的结构示意图。如图4所示，本发明实施例提供的回转控制装置还可以包括液压系统，该液压系统具体可以包括：液压先导比例手柄601，用于接收输入的回转信号；压力传感器602，与液压先导比例手柄601连接，用于检测液压先导比例手柄601输出的先导压力；回转控制阀603，与液压先导比例手柄601和回转马达604连接，用于接收液压先导比例手柄601输出的先导压力并控制输出至回转马达604的流量以控制回转马达604的转速；回转控制阀603包括电比例减压阀(图中为Y3、Y4)，用于控制回转控制阀603的先导压力以控制回转控制阀603输出的流量；回转马达604，用于接收回转控制阀603输出的流量，以实现回转运动。

在一个实施例中，继续参照图4，上述液压系统中的回转控制阀603还集成有回转制动功能，回转控制阀603在601604接收到液压先导比例手柄601输出的先导压力后，回转控制阀603的P2口输出该先导压力将回转马达604的制动缸开启，从而启动回转马达604工作。本发明实施例中，将回转控制阀603集成有回转制动功能，可以提高回转控制阀的集成度。

具体地，图4所示的液压系统的液压控制的原理可以如下：通过人为操控601，当检测到随着手柄601有输出时，Y3/Y4(电比例减压阀)得电，随着开口的大小比例输出先导压力，使回转控制阀603的P2口输出控制压力将回转马达604的制动缸开启，同时回转控制阀603的阀芯比例开启，使进入回转马达604的流量比例变化。

当检测到一定的工况，电气通过程序可得到最大允许回转速度ω1；在回转机构中配置回转编码器，实时监测到的回转速度ω2；ω1与ω2实时对比调整，当ω2小于ω1时，不对回转进行限速；当ω2大于等于ω1时，对电比例减压阀(即图4中的Y3、Y4)进行电流赋值，电流的大小可以按照事先确定的先导压力和电比例减压阀的电流的对应关系确定，其中先导压力和回转速度又是一一对应的关系，将回转控制阀的先导压力进行控制，从而改变回转控制阀的输出流量，对回转速度进行限速，从而对回转速度进行闭环控制，将回转速度限制到最大允许回转速度。

进一步地，当回转速度接近最大值时，有报警输出，并同时改变回转控制阀上的电比例减压阀的电流值大小，改变回转控制阀的先导压力的大小，从而改变回转控制阀的输出流量，改变回转马达的转速，达到控制回转速度的目的。上述控制回转速度的过程，不考虑发动机转速影响，回转速度只由机手操纵手柄的开口决定。

图5示意性示出了本发明一实施例中回转控制阀的先导压力与流量的曲线示意图以及先导手柄的行程与输出压力的曲线示意图。如图5所示，P3-P1＝2bar，P4-P2＝3bar，其中相关公式如下(6)和(7)所示：

其中，Cq为流量系数，A₀为流量系数，△p为阀前后压差，ρ为液体密度，q为流量，W为面积梯度，x为阀芯开启长度，△为阀芯(Spool)与阀体(Valve Body)(或阀套)内孔的径向间隙。

回转控制阀的电比例减压阀选择的电流值范围可以为：A1-A2；比例控制阀的曲线输出的先导压力的变化范围可以为p1-p2；主阀相应的流量变化可以为0-Ql/min；以上参数不限于以上已提出的，根据不同规格可以有相应的参数。关于电比例减压阀输出的先导压力(即先导手柄的输出压力)、主阀的输出流量以及电比例减压阀的电流值的对应关系，不同先导压力、不同流量时的电流值也可以不同，例如可以是当先导压力为14bar时，输出流量为30L/min，电比例减压阀的电流值为460mA。

本发明另一实施例所提供的用于起重机的回转控制方法的控制逻辑可以如下：1)、电气系统读取当前工况数据，实时得到最大允许回转速度；2)、通过程序控制改变回转控制阀上的电比例减压阀的电流值，将回转控制阀的流量限制；即使液压比例手柄全开、发动机最大转速不影响回转速度；3)、当工况发生变化，模型自动得出此工况下的最大允许回转速度；4)、再一次进入逻辑循环。

本发明实施例提供了一种处理器，处理器被配置成执行根据上述的用于起重机的回转控制方法。

本发明实施例提供了一种起重机，包括根据上述的用于起重机的回转控制装置。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (13)

1.一种用于起重机的回转控制方法，其特征在于，包括：

获取所述起重机在当前工况下的工况数据，其中所述工况数据包括臂架的长度、吊重物的重量以及旋转中心线与吊重物之间的水平距离；

根据所述工况数据确定所述起重机在当前工况下的最大允许回转速度；

获取所述起重机的回转速度；

将所述回转速度与所述最大允许回转速度进行比较；

在所述回转速度大于所述最大允许回转速度的情况下，对所述回转速度进行限速。

2.根据权利要求1所述的回转控制方法，所述起重机包括液压先导比例回转系统，所述液压先导比例回转系统包括回转控制阀，其特征在于，所述回转控制阀包括电比例减压阀；所述对所述回转速度进行限速包括：

对所述电比例减压阀的电流进行控制，以对所述回转速度进行限速。

3.根据权利要求2所述的回转控制方法，其特征在于，所述对所述电比例减压阀的电流进行控制，以对所述回转速度进行限速，包括：

基于预存储的回转速度和所述电比例减压阀的电流的对应关系，根据所述最大允许回转速度确定对应的所述电比例减压阀的电流值；

根据所述电流值对所述电比例减压阀的电流进行赋值，以对所述回转速度进行限速。

4.根据权利要求2所述的回转控制方法，所述液压先导比例回转系统包括液压先导比例手柄，其特征在于，所述液压先导比例系统还包括压力传感器；所述回转控制方法还包括：

在所述压力传感器检测到所述液压先导比例手柄输出的先导压力的情况下，控制所述电比例减压阀得电。

5.根据权利要求1所述的回转控制方法，所述起重机包括电比例回转系统，所述电比例回转系统包括电比例手柄，其特征在于，所述对所述回转速度进行限速包括：

对所述电比例手柄的电流进行控制，以对所述回转速度进行限速。

6.根据权利要求5所述的回转控制方法，其特征在于，所述对所述电比例手柄的电流进行控制，以对所述回转速度进行限速，包括：

基于预存储的回转速度和所述电比例手柄的电流的对应关系，根据所述最大允许回转速度确定对应的所述电比例手柄的电流值；

根据所述电流值对所述电比例手柄的电流进行赋值，以对所述回转速度进行限速。

7.根据权利要求1所述的回转控制方法，所述起重机包括闭式系统，所述闭式系统包括回转泵和回转马达，其特征在于，所述对所述回转速度进行限速包括：

控制所述回转泵的排量减小和/或所述回转马达的排量增大，以对所述回转速度进行限速。

8.根据权利要求1所述的回转控制方法，所述根据所述工况数据确定所述起重机在当前工况下的最大允许回转速度，包括：

将所述工况数据输入预先训练的模型，以得到所述模型输出的所述起重机在当前工况下的最大允许回转速度。

9.根据权利要求8所述的回转控制方法，所述预先训练的模型包括以下公式(1)至(3)：

ω_max＝min(ω_max1,ω_max2) 公式(3)

其中，

为动态系数，m_b为主臂重量，k为中间变量，Q_a为所述吊重物的重量，ω_max1为由回转切向力决定的回转速度，t为起制动时间，R为所述旋转中心线与吊重物之间的水平距离，Q_max为额定吊重，α_j为额载最大允许偏摆角，ω_max2为由水平离心力决定的回转速度，ω_max为所述最大允许回转速度。

10.一种处理器，其特征在于，所述处理器被配置成执行根据权利要求1至9中任一项所述的用于起重机的回转控制方法。

11.一种用于起重机的回转控制装置，其特征在于，包括：

工况数据获取设备，用于获取所述起重机在当前工况下的工况数据，其中所述工况数据包括臂架的长度、吊重物的重量以及旋转中心线与吊重物之间的水平距离；

回转速度检测设备，用于检测所述起重机的回转速度；以及

根据权利要求10所述的处理器。

12.根据权利要求11所述的回转控制装置，其特征在于，还包括：

液压先导比例手柄，用于接收输入的回转信号；

压力传感器，与所述液压先导比例手柄连接，用于检测所述液压先导比例手柄输出的先导压力；

回转控制阀，与所述液压先导比例手柄和回转马达连接，用于接收所述液压先导比例手柄输出的先导压力并控制输出至所述回转马达的流量以控制所述回转马达的转速；所述回转控制阀包括电比例减压阀，用于控制所述回转控制阀的先导压力以控制所述回转控制阀输出的流量；

回转马达，用于接收所述回转控制阀输出的流量，以实现回转运动。

13.一种起重机，其特征在于，包括根据权利要求11至12任一项所述的用于起重机的回转控制装置。

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