CN116281660A - 一种履带伸缩臂起重机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种履带伸缩臂起重机及其控制方法。所述履带伸缩臂起重机包括起重机构、连接臂机构和配重小车，所述起重机构包括起重底盘、设于所述起重底盘上的回转支承、及铰接于所述回转支承上的上装，所述配重小车设有配重底盘，所述连接臂机构的一端与所述回转支承铰接，另一端与所述配重小车铰接；所述配重底盘沿所述起重机构做圆周运动时，通过所述连接臂机构驱动所述回转支承及其上的上装回转；所述配重底盘与起重底盘平行时，所述履带伸缩臂起重机处于行走或待行走状态。本发明可实现大载荷远幅度的吊装作业，同时可带载行走、回转等动作，满足吊装施工要求。

Description

一种履带伸缩臂起重机及其控制方法

技术领域

本发明涉及工程车辆技术领域，尤其涉及一种履带伸缩臂起重机及其控制方法。

背景技术

如图1所示，现有履带式起重机一般包括履带式的起重底盘011、设于所述起重底盘011上的回转支撑013、铰接于所述回转支承上上装014、及在所述起重底盘011四周铰接的支腿015。行走时，所述支腿015缩回，依靠起重底盘011上的履带驱动行走，且通过起重底盘011自有配重来克服吊装重物带来的倾翻力矩。吊装时，所述支腿015伸出并支撑在地面，依靠大跨距支腿来克服吊装重物带来的倾翻力矩。但在吊装时，整车不能行走。现有的履带式起重机存在如下缺点：

(一)现有履带式起重机由于配重采用的起重底盘自带的配重，所以配重距离吊装的回转中心较短，要实现大重量吊装，侧需要增加起重底盘的重量。如果自重超过了一般货物电梯承载重量，则无法运输到顶楼实现吊装作业；

(二)现有履带式起重机在吊装时不能带载行走；同时支腿接触地面积有限，吊装过程接地比压较大，不合适在顶楼吊装。

发明内容

本发明的目的在于提供一种履带伸缩臂起重机及其控制方法，可实现大载荷远幅度的吊装作业，同时可带载行走。

本发明的技术方案是：一种履带伸缩臂起重机包括起重机构、连接臂机构和配重小车，所述起重机构包括起重底盘、设于所述起重底盘上的回转支承、及铰接于所述回转支承上的上装，所述配重小车设有配重底盘，所述连接臂机构的一端与所述回转支承铰接，另一端与所述配重小车铰接；所述配重底盘沿所述起重机构做圆周运动时，通过所述连接臂机构驱动所述回转支承及其上的上装回转；所述配重底盘与起重底盘平行时，所述履带伸缩臂起重机处于行走或待行走状态。

上述平行是指两个底盘的履带互为平行，使两个底盘能够直线行走。

优选的，所述起重机构还包括用于识别起重底盘和上装之间的角度的第一角度传感器，所述第一角度传感器安装在起重底盘上并位于回转支承的旁侧。

优选的，所述连接臂机构包括连接臂和浮动油缸，所述连接臂包括第一铰点、第二铰点、臂架本体和第三铰点，所述臂架本体的一端设置所述第一铰点，另一端设置所述第三铰点，所述第一铰点通过第二销轴与所述回转支撑的下端铰接，所述第三铰点与所述配重小车铰接；所述第二铰点设于臂架本体且临近所述第一铰点设置，所述第二铰点上设置浮动油缸，所述浮动油缸与位于回转支承上端的第一销轴铰接。

优选的，所述浮动油缸内设有压力监测装置。

优选的，所述连接臂机构通过万向节与所述配重小车铰接。

优选的，所述万向节上设有轴孔A和轴孔B，所述轴孔B位于轴孔A的下方，且所述轴孔A的轴心线与轴孔B的轴心线为十字交叉；所述轴孔A与连接臂机构铰接，所述轴孔B与配重小车铰接。

优选的，所述配重小车包括回转机构、配重和第三销轴，所述回转机构设于所述配重底盘上端，所述配重与所述回转机构连接，所述回转机构上设有用于与连接臂机构铰接的第三销轴。

优选的，所述配重底盘上设有用于识别配重底盘与配重之间角度的第二角度传感器。

优选的，所述配重底盘上设有用于识别配重小车在行走状态时与连接臂机构的有效距离的位置传感器，所述位置传感器在第三销轴的两端均有设置。

本发明还提供一种上述所述的履带伸缩臂起重机的控制方法，包括：

1)控制所述配重小车的随动行走：

在控制程序中设定连接臂机构和配重小车之间的距离C；

控制起重底盘的履带与配重底盘的底盘平行，并启动行走；通过在配重小车上设置的位置传感器检测配重小车与连接臂机构之间的距离D，并将检测到的距离D与设定的距离C比较，如D＞C，启动所述配重小车行走，如D＝C，控制所述配重小车静止；

2)控制所述起重机构平稳吊装：

在连接臂机构与回转支承之间连接浮动油缸；

设定浮动油缸内的压力值E，所述浮动油缸内设置有压力监测装置，该压力监测装置监测浮动油缸的压力F并传递信号给控制系统，如F＞E，所述控制系统对浮动油缸进行油缸压力调整，使浮动油缸的力矩匹配起重机构吊装工况；如F≤E，则不调整；

3)控制履带伸缩臂起重机稳定在高低差的地面上：

如起重底盘落地的地面比配重底盘落地的地面高时，控制浮动油缸伸长；如起重底盘落地的地面比配重底盘落地的地面低时，控制浮动油缸缩回；

4)控制起重机构带载行走时上装的平稳起吊：

在控制程序中置入计算公式：

F×L＝Ma×k

其中，F为浮动油缸提供的载荷；

a为起重机构的中心点；

Ma为起重重物产生的倾翻力矩；

K为设定的抗倾翻安全系数；

5)控制上装平稳回转：

驱动配重底盘相对于回转机构转动，同时启动配重底盘沿所述起重机构做圆周行走，通过所述连接臂机构驱动所述回转支承及其上的上装回转。

与相关技术相比，本发明的有益效果为：

一、可实现大载荷远幅度的吊装作业，同时可带载行走、回转等动作，满足吊装施工要求；

二、采用包括起重机构、连接臂机构和配重小车的分体式模块结构，并进行轻量化设计，可分别进入高层楼房的货物电梯中，在楼顶组装后再进行吊装作业；

三、配重小车与起重机构均采用履带底盘，接地比亚小，适合在顶楼吊装，满足在高层楼房设备安装、幕墙施工等需求；并可替代传统楼顶固定吊装的设备，实现大重量吊装、施工高效等优点；

四、连接臂机构可浮动，能满足起重底盘和配重底盘分别处在的施工地面不平时的自适应调整，保证整体稳定运行；

五、实现配重小车行走的检测随动功能，吊装过程中既不会挤压或拉扯起重机构，使整机运行稳定安全；

六、配重小车与连接臂机构之间通过万向节灵活连接，可解决地面起伏差异造成的扭转，避免设备受力异常造成损坏。

附图说明

图1为现有的履带式起重机的结构示意图；

图2为本发明提供的履带伸缩臂起重机的结构示意图；

图3为起重机构的结构示意图；

图4为连接臂机构的结构示意图；

图5为连接臂的结构示意图；

图6为万向节的结构示意图；

图7为配重小车的结构示意图；

图8为浮动油缸载荷示意图。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图2所示，本实施例提供的一种履带伸缩臂起重机包括起重机构01、连接臂机构02和配重小车03。如图3所示，所述起重机构01包括起重底盘011、设于所述起重底盘011上的回转支承013、及铰接于所述回转支承013上的上装014、设置在所述起重底盘011上的第一角度传感器012、在所述回转支承013上端设置的第一销轴015、及在所述回转支承013下端设置的第二销轴016。所述上装014通过回转支承013与起重底盘011连接在一起，以使上装014通过所述回转支承013进行回转。所述第一角度传感器012临近所述回转支承013设置，所述第一角度传感器012用于识别起重底盘011与上装014之间形成的角度012A。

如图4所示，所述连接臂机构02包括连接臂021、浮动油缸022和万向节023。如图5所示，所述连接臂021包括第一铰点0211、第二铰点0212、臂架本体0213和第三铰点0214。所述臂架本体0213可以是一个焊接件整体，也可以为桁架结构，或者为多板件焊接结构，或者为分段通过销轴或螺栓拼装成整体的结构，分段的长度按实际运输尺寸要求而定。所述臂架本体0213的一端设置所述第一铰点0211，另一端设置所述第三铰点0214，所述第二铰点0212设于臂架本体0213且临近所述第一铰点0211设置。

如图6所示，所述万向节023上设有轴孔A和轴孔B，所述轴孔B位于轴孔A的下方，且所述轴孔A的轴心线与轴孔B的轴心线为十字交叉。

如图1、图4、图5、图6所示，所述第一铰点0211通过第二销轴016与所述回转支撑013的下端铰接。所述第三铰点0214与万向节023的轴孔A铰接，所述万向节023的轴孔B与所述配重小车03铰接。所述第二铰点0212上设置浮动油缸022，所述浮动油缸022与位于回转支承013上端的第一销轴015铰接。

所述浮动油缸022内部带压力监测装置，通过起重机构01中的力矩限制器程序传递信号，随着不同重物载荷及幅度实施调整浮动油缸022的压力，使超起稳定力矩匹配起重机构01的吊装工况。

所述万向节023能实现连接臂机构02在起重机构01与配重小车03由于地面高低差起伏而进行的相对转动。

如图7所述，所述配重小车03包括配重底盘031、第二角度传感器032、回转机构033、配重034、第三销轴035和位置传感器036。所述回转机构033设于所述配重底盘031上端，所述配重034与所述回转机构033连接，以使所述配重034通过所述回转机构033相对于配重底盘031回转。所述回转机构033上设有用于与连接臂机构02的万向节023的轴孔B铰接的第三销轴035。

所述配重底盘031上设有用于识别配重底盘031与配重034之间角度的第二角度传感器032。所述第二角度传感器032用于识别配重底盘031与配重034之间形成的角度032B。通过角度信号反馈，控制程序对配重小车03的配重底盘031进行有效控制，实现配重底盘031相对于配重034之间任意角度的动作控制。

角度012A+角度032B＝角度011/031C

其中角度011/031C为配重底盘031相对起重底盘011所成角度。

所述配重底盘031上设有用于识别配重小车03在行走状态时与连接臂机构02的有效距离的位置传感器036，所述位置传感器036在第三销轴035的两端均有设置。

所述配重底盘031沿所述起重机构01做圆周运动时，通过所述连接臂机构02驱动所述回转支承013及其上的上装014回转。所述配重底盘031与起重底盘011平行时，所述履带伸缩臂起重机处于行走或待行走状态。

本发明还提供一种上述履带伸缩臂起重机的控制方法，包括：

1)控制所述配重小车03的随动行走：

在控制程序中设定连接臂机构02和配重小车03之间的距离C；

控制起重底盘011的履带与配重底盘031的底盘平行，启动起重底盘011和配重底盘031行走。通过在配重小车03上设置的位置传感器036检测配重小车03与连接臂机构02之间的距离D，并将检测到的距离D与设定的距离C比较，如D＞C，启动所述配重小车03行走，如D＝C，控制所述配重小车03静止。

所述距离D包括：第三销轴035右侧的位置传感器036检测到的距离信号036A和第三销轴035左侧的位置传感器036检测到的距离信号036B。所述距离C可以为范围值，使起重机构01和配重小车03保持在合适的相对距离范围内，既不挤压也不拉扯，使整个设备使用过程平稳安全。

2)控制所述起重机构01平稳吊装：

在连接臂机构02与回转支承013之间连接浮动油缸022；

设定浮动油缸022内的压力值E，所述浮动油缸022内设置有压力监测装置，该压力监测装置监测浮动油缸022的压力G并传递信号给控制系统，如G＞E，所述控制系统对浮动油缸022进行油缸压力调整，使浮动油缸022的力矩匹配起重机构01吊装工况；如G≤E，则不调整；

3)控制履带伸缩臂起重机稳定在高低差的地面上：

如起重底盘011落地的地面比配重底盘031落地的地面高时，控制浮动油缸022伸长；如起重底盘011落地的地面比配重底盘031落地的地面低时，控制浮动油缸022缩回。

4)控制起重机构01带载行走时上装014的平稳起吊：

如图8所示，在控制程序中置入计算公式(1)：

F×L＝Ma×k (1)

其中，F为浮动油缸022提供的载荷；

a为起重机构01的中心点；

Ma为起重重物产生的倾翻力矩；

K为设定的抗倾翻安全系数；

浮动油缸022提供的载荷F大于起重机构01工作时的倾翻力矩，且F小于配重小车03的重量对于a点的保持力矩。

5)控制上装平稳回转：

驱动配重底盘031相对于回转机构033转动，同时启动配重底盘031沿所述起重机构01做圆周行走，通过所述连接臂机构02驱动所述回转支承013及其上的上装014回转。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种履带伸缩臂起重机，包括起重机构(01)，所述起重机构(01)包括起重底盘(011)、设于所述起重底盘(011)上的回转支承(013)、及铰接于所述回转支承(013)上的上装(014)，其特征在于，还包括连接臂机构(02)和配重小车(03)，所述配重小车(03)设有配重底盘(031)，所述连接臂机构(02)的一端与所述回转支承(013)铰接，另一端与所述配重小车(03)铰接；所述配重底盘(031)沿所述起重机构(01)做圆周运动时，通过所述连接臂机构(02)驱动所述回转支承(013)及其上的上装(014)回转；所述配重底盘(031)与起重底盘(011)平行时，所述履带伸缩臂起重机处于行走或待行走状态。

2.根据权利要求1所述的履带伸缩臂起重机，其特征在于，所述起重机构(01)还包括用于识别起重底盘(011)和上装(014)之间的角度的第一角度传感器(012)，所述第一角度传感器(012)安装在起重底盘(011)上并位于回转支承(013)的旁侧。

3.根据权利要求1所述的履带伸缩臂起重机，其特征在于，所述连接臂机构(02)包括连接臂(021)和浮动油缸(022)，所述连接臂(021)包括第一铰点(0211)、第二铰点(0212)、臂架本体(0213)和第三铰点(0214)，所述臂架本体(0213)的一端设置所述第一铰点(0211)，另一端设置所述第三铰点(0214)，所述第一铰点(0211)通过第二销轴(016)与所述回转支撑(013)的下端铰接，所述第三铰点(0214)与所述配重小车(03)铰接；所述第二铰点(0212)设于臂架本体(0213)且临近所述第一铰点(0211)设置，所述第二铰点(0212)上设置浮动油缸(022)，所述浮动油缸(022)与位于回转支承(013)上端的第一销轴(015)铰接。

4.根据权利要求3所述的履带伸缩臂起重机，其特征在于，所述浮动油缸(022)内设有压力监测装置。

5.根据权利要求1所述的履带伸缩臂起重机，其特征在于，所述连接臂机构(02)通过万向节(023)与所述配重小车(03)铰接。

6.根据权利要求5所述的履带伸缩臂起重机，其特征在于，所述万向节(023)上设有轴孔A和轴孔B，所述轴孔B位于轴孔A的下方，且所述轴孔A的轴心线与轴孔B的轴心线为十字交叉；所述轴孔A与连接臂机构(02)铰接，所述轴孔B与配重小车(03)铰接。

7.根据权利要求1所述的履带伸缩臂起重机，其特征在于，所述配重小车(03)包括回转机构(033)、配重(034)和第三销轴(035)，所述回转机构(033)设于所述配重底盘(031)上端，所述配重(034)与所述回转机构(033)连接，所述回转机构(033)上设有用于与连接臂机构(02)铰接的第三销轴(035)。

8.根据权利要求7所述的履带伸缩臂起重机，其特征在于，所述配重底盘(031)上设有用于识别配重底盘(031)与配重(034)之间角度的第二角度传感器(032)。

9.根据权利要求7所述的履带伸缩臂起重机，其特征在于，所述配重底盘(031)上设有用于识别配重小车(03)在行走状态时与连接臂机构(02)的有效距离的位置传感器(036)，所述位置传感器(036)在第三销轴(035)的两端均有设置。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的履带伸缩臂起重机的控制方法，其特征在于，包括：

1)控制所述配重小车(03)的随动行走：

在控制程序中设定连接臂机构(02)和配重小车(03)之间的距离C；

控制起重底盘(011)的履带与配重底盘(031)的底盘平行，并启动行走；通过在配重小车(03)上设置的位置传感器(036)检测配重小车(03)与连接臂机构(02)之间的距离D，并将检测到的距离D与设定的距离C比较，如D＞C，启动所述配重小车(03)行走，如D＝C，控制所述配重小车(03)静止；

2)控制所述起重机构(01)平稳吊装：

在连接臂机构(02)与回转支承(013)之间连接浮动油缸(022)；

设定浮动油缸(022)内的压力值E，所述浮动油缸(022)内设置有压力监测装置，该压力监测装置监测浮动油缸(022)的压力G并传递信号给控制系统，如G＞E，所述控制系统对浮动油缸(022)进行油缸压力调整，使浮动油缸(022)的力矩匹配起重机构(01)吊装工况；如G≤E，则不调整；

3)控制履带伸缩臂起重机稳定在高低差的地面上：

如起重底盘(011)落地的地面比配重底盘(031)落地的地面高时，控制浮动油缸(022)伸长；如起重底盘(011)落地的地面比配重底盘(031)落地的地面低时，控制浮动油缸(022)缩回；

4)控制起重机构(01)带载行走时上装(014)的平稳起吊：

在控制程序中置入计算公式(1)：

F×L＝Ma×k (1)

其中，F为浮动油缸(022)提供的载荷；

a为起重机构(01)的中心点；

Ma为起重重物产生的倾翻力矩；

K为设定的抗倾翻安全系数；

5)控制上装平稳回转：

驱动配重底盘(031)相对于回转机构(033)转动，同时启动配重底盘(031)沿所述起重机构(01)做圆周行走，通过所述连接臂机构(02)驱动所述回转支承(013)及其上的上装(014)回转。

Images