CN114751311A - 一种起重机防风系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种起重机防风系统，包括防风控制单元和防风装置，防风控制单元包括主控单元、行走采样单元及位移采样单元，位移采样单元用来实时检测起重机的位置状态，测算出位移距离和速度，及时传送给主控单元；行走采样单元用于检测起重机是否处于行走状态，并向主控单元实时传送状态信号；主控单元用来根据行走采样单元及位移采样单元的监测数据，来控制防风装置对起重机进行防风操作。本发明具有结构简单紧凑、操作简便、能大幅提高安全性等优点。

Description

一种起重机防风系统

技术领域

本发明主要涉及到起重机技术领域，特指一种起重机防风系统。

背景技术

起重机(如门座式起重机)是一种经常起动、制动和具有复杂运动的吊、装、卸起重机，目前在我国港口现场大量使用。工作时，各机构如：起升、变幅、旋转等频繁起动、加速、移动、减速、制动停止都会引起强烈振动和冲击，并产生持续一定时间的衰减振动。其产生的动载应力致使大车行走机构车轮于轨道上往返游动。

为了保障作业过程中起重机的防风安全需求，通常会在行走机构上安装防风装置。防风装置一般采用制动机构。防风装置的启动一般采用人工方式，一旦启动就只能靠人工方式进行关闭。又或者，采用单一的控制方式，即要么常闭、要么常开，没法实现实时调节，或者说根据实际需求来调节。在现有技术中防风装置在起重机装卸作业时，通常采取阻止起重机移动方式来满足防风安全需求，采用该方式则存在下述问题：

1、起重机被防风装置阻止无法游动，导致动载应力无法释放。

2、容易引起起重机钢结构疲劳受损，降低起重机使用寿命。

3、起重机(如门座式起重机)作业时频繁摇晃，导致吊具定位困难，司机容易疲劳，影响作业效率。

4、引起制动衬垫快速磨损，导致制动装置失效等安全隐患。

如果起重机在装卸作业时将防风装置打开作业，则在出现突发阵风时，容易将起重机吹跑，从而引发撞机、倾覆和坠海等危险，同样存在安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、操作简便、能大幅提高安全性的一种起重机防风系统。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种起重机防风系统，包括防风装置和防风控制单元，所述防风控制单元包括主控单元、行走采样单元及位移采样单元，所述位移采样单元用来实时检测起重机的位置状态，测算出位移距离和速度，及时传送给主控单元；所述行走采样单元用于检测起重机是否处于行走状态，并向主控单元实时传送状态信号；所述主控单元用来根据行走采样单元及位移采样单元的监测数据，来控制防风装置对起重机进行防风操作。

作为本发明的进一步改进：所述位移采样单元直接与起重机的车轮轴相连。

作为本发明的进一步改进：所述位移采样单元包括支座、采样部件、调节部件及传动轮，所述传动轮通过支座连接在台车上且与台车之间设置有调节部件；所述采样部件与传动轮的轮轴相连接。

作为本发明的进一步改进：所述采样部件采用编码器结构。

作为本发明的进一步改进：还包括风速采样单元，所述风速采样单元安装在起重机上，且与主控单元相连，用来实时检测作业现场的风速和风向，并将相关信号传送至主控单元。

作为本发明的进一步改进：还包括人机交互单元，所述人机交互单元与主控单元相连，用来实时显示系统状态，并设置系统参数。

作为本发明的进一步改进：还包括数据存储单元，所述数据存储单元用来储存系统状态、风速、位移参数和状态值。

作为本发明的进一步改进：所述防风装置采用制动车轮、夹紧车轮、夹紧轨道、顶住轨道、楔止车轮等方式中的一种或多种对起重机进行防风操作。

作为本发明的进一步改进：还包括通讯单元，所述通讯单元为PROFIBUS、PROFINET、CAN、物联网终端等常用工业通讯方式中的一种或多种，分别用来与PLC、工控机或远程监控系统中一个或多个完成通讯。

与现有技术相比，本发明的优点就在于：

1、本发明的一种起重机防风系统，结构简单紧凑、操作简便、能够进行实时监控调节，从而能大幅提高安全性，在起重机装卸作业时既能将防风装置松开，使起重机能够自由往返游动，释放装卸作业时所产生的动载应力，减缓起重机结构疲并改善司机作业环境，同时在被突发阵风吹动产生滚动的瞬间能够自动检测、智能判别，自动控制防风装置对起重机进行防风操作，有效保障起重机安全。这种分工况和实时情况的控制方式，能够实时提升起重机工作的可靠性。

2、本发明的一种起重机防风系统，通过行走采样单元和位移采样单元就能够自动判别起重机是否处于正常行走状态还是驻车状态，防止误动作，并能自动识别起重机位移距离，同时测算出位移速度。本发明能够实现全智能化实时控制。本发明可自动检测起重机旋转、变幅、起升作业时释放动载应力导致的整机往返游动所产生位移大小，自动设定检测阈值，智能地适应不同类型起重机，消除整机往返游动所带来的误动作。

附图说明

图1是本发明的结构组成示意图。

图2是本发明在一个具体应用实例中位移采样单元的结构原理示意图。

图3是本发明在另一个具体应用实例中位移采样单元的结构原理示意图。

图4是本发明在具体应用实例中的工作流程示意图。

图5是本发明在具体应用实例中进行零位标定的工作流程示意图。

图例说明：

1、防风装置；2、主控单元；3、风速采样单元；4、行走采样单元；5、位移采样单元；6、人机交互单元；7、数据存储单元；8、通讯单元；100、台车；200、车轮；300、车轮轴；501、支座；502、采样部件；503、调节部件；504、传动轮。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明的一种起重机防风系统，包括防风装置1和防风控制单元，所述防风装置1用来制动车轮200，防止起重机(如门座式起重机)产生位移。所述防风控制单元包括主控单元2、行走采样单元4及位移采样单元5。所述位移采样单元5用来实时检测起重机的位置状态，测算出位移距离和速度，及时传送给主控单元2。所述行走采样单元4用于检测起重机是否处于行走状态，并向主控单元2实时传送状态信号。所述主控单元2用来根据行走采样单元4及位移采样单元5的监测数据，来控制防风装置1用来制动车轮200。所述控制单元还包括风速采样单元3，所述风速采样单元3用来实时检测作业现场的风速和风向，并将相关信号传送至主控单元2。本发明的关键是在于可能实时监控整车的运行情况和风速，并结合风速、运行情况来控制防风装置1的工作状态，最终实现智能化实时控制。因此，本发明的创新关键是在于上述各个部件的组合及在功能上的彼此支撑作用。

需要说明的是，所述风速采样单元3只是用来实时检测作业现场的风速和风向，在实际应用时能够满足风速和风向检测的实际需求即可，无论采用何种形式的风速采样单元3均在本发明的保护范围之内。

在具体应用实例中，根据实际需要风速采样单元3可以安装在起重机臂架、大梁、机器房顶等位置。从风速采样单元3的功能上来说，其安装位置可根据实际安装需要及测量的精准性来选择。

在具体应用实例中，还需根据起重机所处的地理位置因素、环境因素(如往年风力等级)、防风能力要求等实际需要来决定是否配置风速采样单元3，应根据实际需求确定。

在具体应用实例中，参见图2，在一个具体应用场景中，台车100上安装有车轮200和车轮轴300，所述位移采样单元5直接与车轮轴300相连。所述位移采样单元5根据实际需要可采用编码器结构。

在具体应用实例中，参见图3，在另一个具体应用场景中，台车100上安装有车轮200和车轮轴300，所述位移采样单元5包括支座501、采样部件502、调节部件503及传动轮504，所述传动轮504通过支座501连接在台车100上且与台车100之间设置有调节部件503，所述调节部件503可以采用弹簧自适应结构；所述采样部件502与传动轮504的轮轴相连接。所述采样部件502根据实际需要可以采用编码器结构。

在具体应用实例中，本发明进一步还包括人机交互单元6，所述人机交互单元6与主控单元2相连，用来实时显示系统状态，并可设置系统相关参数。

在具体应用实例中，本发明进一步还包括数据存储单元7，所述数据存储单元7用来储存系统状态、风速、位移等相关参数和状态值。

在具体应用实例中，本发明进一步还包括通讯单元8，所述通讯单元8可单选或组合选用PROFIBUS、PROFINET、CAN、物联网终端等常用工业通讯模块，并通过对应的通讯模块与PLC、工控机或远程监控系统等实现单独或组合通讯方式。

参见图4，本发明的工作原理为：

系统上电后，主控单元2读取相关参数后进入工作状态；

主控单元2根据位移采样单元5采样的数据实时判断起重机处于驻车还是行走状态；

当处于起重机处于行走状态时，不进行相关检测；

当起重机处于驻车状态时，所述主控单元2进行位移量检测，实时测算出起重机位移量大小，并将测算的位移量与存储的阈值进行比对；

当小于阈值时，防风装置1不启动，不对起重机进行保护控制；

一旦位移量大于阈值，则表示起重机处于异常状态，主控单元2立即发出指令控制防风装置1制动车轮200，预防事故发生。

由上可知，本发明能自动判别起重机是否处于正常行走状态还是驻车状态，防止误动作，并能自动识别起重机位移距离，同时测算出位移速度。本发明可自动检测起重机旋转、变幅作业时释放扭力导致整机往返游动时所产生位移大小，自动设定检测阈值，智能适应不同类型起重机，消除整机往返游动所带来的误动作。

本发明自动检测风速和风向，例如，当风速超过7级时，就能向起重机发出报警，超过11级风时控制防风装置1自动制动车轮200预防事故。

本发明可实时判别和检测起重机位移量，一旦异常位移超过检测阈值时，自动控制防风装置1自动制动车轮200预防事故。

进一步，本发明还设置有零位标定流程，所述零位标定流程是在每次起重机行走结束后都需要进行零位标定，即起重机每次行走结束后自动检测和设定驻车零位。其工作原理是：主控单元2在行走采样单元4采样到起重机处于停止命令状态后，进入零位标定状态；主控单元2判断起重机是否处于惯性位移状态，如果没有位移时则延时后再次判断，若仍然没有位移，则标定当前位置为零位。如果有位移，则进行起重机反向判别，一旦有反向信号时，主控单元2立即进行零位标定。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，均应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种起重机防风系统，包括防风装置(1)和防风控制单元，所述防风控制单元包括主控单元(2)、行走采样单元(4)及位移采样单元(5)，所述位移采样单元(5)用来实时检测起重机的位置状态，测算出位移距离和速度，及时传送给主控单元(2)；所述行走采样单元(4)用于检测起重机是否处于行走状态，并向主控单元(2)实时传送状态信号；所述主控单元(2)用来根据行走采样单元(4)及位移采样单元(5)的监测数据，来控制防风装置(1)对起重机进行防风操作。

2.根据权利要求1所述的起重机防风系统，其特征在于，所述位移采样单元(5)直接与起重机的车轮轴(300)相连。

3.根据权利要求1所述的起重机防风系统，其特征在于，所述位移采样单元(5)包括支座(501)、采样部件(502)、调节部件(503)及传动轮(504)，所述传动轮(504)通过支座(501)连接在台车(100)上且与台车(100)之间设置有调节部件(503)；所述采样部件(502)与传动轮(504)的轮轴相连接。

4.根据权利要求2或3所述的起重机防风系统，其特征在于，所述采样部件(502)采用编码器结构。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的起重机防风系统，其特征在于，还包括风速采样单元(3)，所述风速采样单元(3)安装在起重机上，且与主控单元(2)相连，用来实时检测作业现场的风速和风向，并将相关信号传送至主控单元(2)。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的起重机防风系统，其特征在于，还包括人机交互单元(6)，所述人机交互单元(6)与主控单元(2)相连，用来实时显示系统状态，并设置系统参数。

7.根据权利要求1-3中任意一项所述的起重机防风系统，其特征在于，还包括数据存储单元(7)，所述数据存储单元(7)用来储存系统状态、风速、位移参数和状态值。

8.根据权利要求1-3所述的起重机防风系统，其特征在于，所述防风装置(1)采用制动车轮、夹紧车轮、夹紧轨道、顶住轨道、楔止车轮中的一种或多种来对起重机进行防风操作。

9.根据权利要求1-3中任意一项所述的起重机防风系统，其特征在于，还包括通讯单元(8)，所述通讯单元(8)为PROFIBUS、PROFINET、CAN、物联网终端中的一种或多种，分别用来与PLC、工控机或远程监控系统中一个或多个完成通讯。

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