CN205045736U - 起重机故障检测系统以及起重机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了起重机故障检测系统以及起重机。该起重机故障检测系统包括：设备信息获取装置、控制装置和手柄；该设备信息获取装置与该控制装置电连接，该控制装置与该手柄电连接；该设备信息获取装置获取相应设备的工况信息，并将该工况信息发送至该控制装置；该控制装置在相应设备发生故障时，向该手柄发送相应的震动信号；该手柄接收到该震动信号时执行相应的震动，从而提醒操作人员是哪个或哪些设备发生了故障，以便及时做出相应处理。

Description

起重机故障检测系统以及起重机

技术领域

本实用新型涉及工程机械领域，特别涉及起重机故障检测系统以及起重机。

背景技术

随着科技的飞速发展，轮式起重机功能越来越全面，电气系统、液压系统等也越来越复杂，需要针对起重机增加各种安全限制，因此起重机安全反馈已引起各大起重机制造商的重点关注。

目前，轮式起重机拥有三种安全反馈机制：蜂鸣器反馈机制、故障代码反馈机制，以及三色报警灯反馈机制。以力矩限制器超载为例，蜂鸣器进行声音报警、显示器中提示故障代码、三色报警灯红灯闪烁。从而实现声、光、信息三种安全反馈机制。

但是，以上三种安全反馈机制存在一定的缺陷：

(1)蜂鸣器仅可用于报警，无法反馈具体故障，并且蜂鸣器在操纵室内，当力矩限制器系统发出警告、出现故障时，蜂鸣器进行同一频率的报警，且该频率取决于蜂鸣器自身，起重机制作商无法进行更改。

(2)故障代码为自定义八位数字，必须熟知所有故障代码或点击该代码方可知道具体故障。该故障代码可以提供目前起重机故障的简单说明、可能故障原因，以及相应的解决办法等。

(3)三色报警灯在操纵室外部，用于警示起重机外部人员，无法提示起重机操作人员。并且三色报警灯作为第三种安全反馈机制，仅用于力矩限制器超载时，三色报警灯的红色灯闪烁。

实用新型内容

本实用新型需要解决的一个技术问题是：提供一种起重机故障检测系统。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种起重机故障检测系统，包括：设备信息获取装置、控制装置和手柄；所述设备信息获取装置与所述控制装置电连接，所述控制装置与所述手柄电连接；所述设备信息获取装置获取相应设备的工况信息，并将所述工况信息发送至所述控制装置；所述控制装置在所述相应设备发生故障时，向所述手柄发送相应的震动信号；所述手柄接收到所述震动信号时执行相应的震动。

进一步，所述手柄包括：震动模块，与所述控制装置电连接，在接收到所述震动信号时执行相应的震动，并且根据所述震动信号的电流大小执行相应力度的震动；其中，所述控制装置在所述相应设备发生故障时，向所述震动模块发送所述震动信号；并且在获得所述相应设备的故障级别时，向所述震动模块发送的所述震动信号的电流大小与所述故障级别相对应。

进一步，所述震动模块通过CAN总线与所述控制装置连接，并且通过SAEJ1939协议与所述控制装置通信。

进一步，所述设备信息获取装置包括：长度传感器，与所述控制装置电连接，将获得的伸缩臂的长度信息传输至所述控制装置；第一角度传感器，与所述控制装置电连接，将获得的变幅油缸的变幅角度传输至所述控制装置；以及变幅油压传感器，与所述控制装置电连接，将获得的变幅油缸的油压信息传输至所述控制装置。

进一步，所述设备信息获取装置包括：高度限位开关，与所述控制装置电连接，当检测到设备或者物体升高到限制位置时向所述控制装置发送限位信号。

进一步，所述设备信息获取装置包括：卷扬计数器，与所述控制装置电连接，将获得的卷扬所卷钢丝绳的圈数传输至所述控制装置。

进一步，所述设备信息获取装置包括：支腿压力传感器，与所述控制装置电连接，将获得的支腿压力信息传输至所述控制装置。

进一步，所述设备信息获取装置包括：第二角度传感器，与所述控制装置电连接，将获得的吊臂角度传输至所述控制装置。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种起重机，包括：如前所述起重机故障检测系统。

本实用新型中，控制装置在设备发生故障时向手柄传输震动信号，手柄接收到该震动信号时执行相应的震动，从而提醒操作人员是哪个或哪些设备发生了故障，以便及时做出相应处理。

进一步，控制装置向手柄发送与获得的故障级别相对应的电流大小的震动信号，手柄根据该震动信号的电流大小执行相应力度的震动，使得操作人员获知相应设备的故障级别，以便操作人员及时做出相应处理。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本实用新型，其中：

图1是示意性地示出根据本实用新型一些实施例的起重机故障检测系统的结构连接图。

图2是示意性地示出根据本实用新型一些实施例的手柄的结构连接图。

图3是示意性地示出根据本实用新型一些实施例的震动信号示意图。

图4是示意性地示出根据本实用新型另一些实施例的起重机故障检测系统的结构连接图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1是示意性地示出根据本实用新型一些实施例的起重机故障检测系统的结构连接图。如图1所示，起重机故障检测系统10包括：设备信息获取装置11、控制装置(例如控制器)12和手柄13。设备信息获取装置11与控制装置12电连接，控制装置12与手柄13电连接。

设备信息获取装置11获取相应设备的工况信息，并将该工况信息发送至控制装置12。该控制装置12在相应设备发生故障时，向手柄13发送相应的震动信号。手柄13接收到该震动信号时执行相应的震动。

例如，控制装置当从设备信息获取装置接收到相应设备的工况信息时，对该工况信息做出判断，确定该设备是否发生故障，如果确定该设备发生故障，则向手柄发送与该故障相对应的震动信号。例如，控制装置可以预先存储每种故障与震动信号的对应关系，例如一种故障对应一种震动规律的震动信号，另一种故障对应另一种震动规律的震动信号。控制装置根据确定的设备故障以及该对应关系，向手柄发送相应的震动信号。手柄接收到该震动信号时执行相应的震动。

操作人员可以根据手柄的震动规律获知哪个或哪些设备发生了故障，以便及时做出相应处理。进一步地，这种故障检测机制可以作为第四种安全反馈机制，完善前面所述的现有技术中已有的三种反馈机制的不足之处，并且形成安全反馈冗余系统。

在一些实施例中，控制装置12在获得相应设备的故障级别时，向手柄发送与该故障级别对应的电流大小的震动信号；手柄13根据该震动信号的电流大小执行相应力度的震动。在该实施例中，手柄不但可以将相应规律的震动传达给操作人员，使得操作人员可以获知哪个或哪些设备发生故障，而且可以通过震动力度使得操作人员获知该设备的故障级别，从而形成直观的警示作用，以便操作人员及时做出相应处理。

CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)总线是一种多主方式的串行总线，可以组建多主对等的总线通信系统；具有非破坏性总线仲裁技术，让优先级高的信息得到更加快速的处理；具有强大的错误检测机制，可以检测到总线上的任何错误；采用短帧结构、位填充和CRC校验等措施，使传输具有高可靠性。

SAEJ1939协议是一种高级的CAN协议标准，其对汽车内部电子控制单元(ECU)的地址分配、命名、通讯方式以及信息发送优先级等都做了优先的规定，并且对汽车内部各个具体的ECU的信息传送方法作了详细的说明，SAEJ1939协议标准能够更大限度地发挥CAN的优异性能。

图2是示意性地示出根据本实用新型一些实施例的手柄的结构连接图。如图2所示，手柄13可以包括：震动模块131，其与控制装置12电连接，在接收到震动信号时执行相应的震动，并且根据该震动信号的电流大小执行相应力度的震动。其中，控制装置12在相应设备发生故障时，向震动模块131发送震动信号；并且在获得相应设备的故障级别时，向该震动模块发送的该震动信号的电流大小与该故障级别相对应。在一个实施例中，震动模块131通过CAN总线与控制装置12连接，并且通过SAEJ1939协议与该控制装置通信。

如图2所示，手柄13还可以包括：CAN模块132，其可以与控制装置12进行通信。例如，该CAN模块也可以通过SAEJ1939协议与控制装置通信。

在本实用新型的实施例中，手柄可以采用新型力反馈手柄。该新型力反馈手柄支持SAEJ1939协议，具有接收PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)脉冲信号的端口，可以通过SAEJ1939协议与控制装置通信。控制装置通过逻辑判断可以输出相对应的脉冲信号至新型力反馈手柄。手柄信息可以通过SAEJ1939协议进入控制装置，并且新型力反馈手柄内含有震动模块，该模块可以通过SAEJ1939协议与控制装置进行信息交流，因此，控制装置可对震动模块的震动规律、震动力度等进行智能控制。

下面描述关于定义手柄震动规律和震动力度的过程。

首先，整理影响起重机安全的操作、工况、故障等，并对其进行排序。例如，可能故障排序之后如下：力矩限制器超载、高度限位器报警(例如设备或物体达到或超过限制位置)、三圈保护器报警(例如卷扬过卷或过放)、支腿压力报警(例如支腿压力过大或过小)、工作幅度太小或吊臂角度太大、工作幅度太大或吊臂角度太小、读写存储错误(RAM)、起重机数据文件错误、起重机性能表文件错误等。

然后，根据已整理的排序，选取前N项(例如前4项)，分别对每一项定义新型力反馈手柄接收的震动信号的震动规律。例如，每8个单位时间为一组震动周期，如图3所示。其中，震动信号(a)对应力矩限制器超载，该震动信号(a)为11111111；震动信号(b)对应高度限位器报警，该震动信号(b)为10101010；震动信号(c)对应三圈保护器报警，该震动信号(c)为11001100；震动信号(d)对应支腿压力报警，该震动信号(d)为11101110。本领域技术人员应该明白，对于其他的故障，可以设置其他的震动信号，可以根据实际需要来定。

最后，针对每种故障的严重程度，震动信号的震动规律不变，改变其震动力度，以实现不同的严重程度对应不同的震动力度。即，对于同一种故障，控制装置输出的震动信号相同，但是对于该故障的严重程度(级别)，定义与该严重程度相对应的该震动信号的电流大小。例如，故障的严重程度越大，震动信号的电流越大；反之，故障的严重程度越小，震动信号的电流越小。以力矩限制器超载为例，其震动信号为11111111，可以定义力矩百分比在90％-100％之间时，震动力度最小，即控制装置输出的震动信号的电流最小；力矩百分比在100％-110％之间时，震动力度适中，即控制装置输出的震动信号的电流适中；力矩百分比在110％以上，震动力度最大，即控制装置输出的震动信号的电流最大。在一些实施例中，每种故障的级别可以通过技术讨论或者查阅是否超过相关标准来设定和排序。

图4是示意性地示出根据本实用新型另一些实施例的起重机故障检测系统的结构连接图。如图4所示，起重机故障检测系统40包括：设备信息获取装置11、控制装置12和手柄13。

在一些实施例中，如图4所示，设备信息获取装置11可以包括：长度传感器111、第一角度传感器112和变幅油压传感器113。该长度传感器111可以安装在伸缩臂上，与控制装置12电连接，将获得的伸缩臂的长度信息传输至该控制装置。该第一角度传感器112可以安装在变幅油缸上，与控制装置12电连接，将获得的变幅油缸的变幅角度传输至该控制装置。该变幅油压传感器113安装在变幅油缸上，与控制装置12电连接，将获得的变幅油缸的油压信息传输至该控制装置。该控制装置12通过获得的伸缩臂的长度信息、变幅油缸的变幅角度和变幅油缸的油压信息计算出当前吊重量，并与该工况下允许吊重量进行对比，判断当前吊重量是否大于允许吊重量，如果是，则确定力矩限制器超载，并且可以根据当前吊重量确定当前力矩限制器超载的故障级别，从而向手柄输出相应的震动信号。

本领域技术人员可以理解，力矩限制器可以由主机、显示器、长度/角度传感器、压力传感器、高度限位器及连接电缆等组成。系统按实际力矩与额定力矩相比较的原则进行控制。根据压传感器测量得出的实际值在微处理器中与存储在中心控制器存储器中的额定值进行比较，达到极限时，在显示器上发出过载报警信号，同时，主机输出控制信号，结合起重机的外围控制元件，起重机的危险动作自动停止。因此，在另一些实施例中，控制装置可以从力矩限制器获得是否超载的信息，当确定超载时向手柄输出相应的震动信号。

在一些实施例中，如图4所示，设备信息获取装置11可以包括：高度限位开关114，可以安装在限高位置处，与控制装置12电连接，当检测到设备或者物体升高到限制位置时向该控制装置发送限位信号。控制装置12当接收到该限位信号时确定高度限位器报警(即设备或物体达到或超过限制位置)，则向手柄发出相应的震动信号。

在一些实施例中，如图4所示，设备信息获取装置11可以包括：卷扬计数器115，可以安装在卷扬上，与控制装置12电连接，将获得的卷扬所卷钢丝绳的圈数传输至该控制装置。该控制装置根据当前钢丝绳圈数确定卷扬是否过卷或过放(即确定三圈保护器是否报警)，以及过卷或过放的故障级别，从而向手柄发出相应的震动信号。

在一些实施例中，如图4所示，设备信息获取装置11可以包括：支腿压力传感器116，可以安装在支腿油缸上，与控制装置12电连接，将获得的支腿压力信息传输至该控制装置。该控制装置将当前支腿压力与允许的支腿压力范围比较，判断支腿压力是否过大或过小(即支腿压力报警)，并且获得支腿压力过大或过小的故障级别，从而向手柄发出相应的震动信号。

在一些实施例中，如图4所示，设备信息获取装置11可以包括：第二角度传感器117，可以安装在吊臂上，与控制装置12电连接，将获得的吊臂角度传输至该控制装置。该控制装置根据当前的吊臂角度判断该吊臂角度是否太大或太小，并且还可以根据从第一角度传感器112接收的变幅油缸的变幅角度判断工作幅度是否太小或太大，从而确定工作幅度太小或吊臂角度太大，或者确定工作幅度太大或吊臂角度太小，以及相应故障的级别，进而向手柄发出相应的震动信号。

在另一些实施例中，对于其他故障，例如，读写存储错误(RAM)、起重机数据文件错误、起重机性能表文件错误等，可以通过力矩限制器自身硬件及软件检测，并将检测结果传输至控制装置，控制装置根据该检测结果向手柄发出相应的震动信号。

本实用新型还提供了一种起重机，包括：如前所述起重机故障检测系统，例如图1所示的起重机故障检测系统10或者图4所示的起重机故障检测系统40。

本实用新型中，为解决移动起重机三种安全反馈机制不能完全实现起重机安全反馈的问题，将新型力反馈手柄应用到起重机安全领域中。根据起重机故障影响度，以及每个故障的严重程度，分别定义震动规律与震动力度，其中，新型力反馈手柄的震动规律确定不同的起重机故障；新型力反馈手柄震动力度确定同一起重机故障的严重程度。从而将安全反馈信息通过震动传达给操作人员，形成最直观的警示作用，以便操作人员在第一时间做出相应处理。

本实用新型的故障检测机制可以作为第四种安全反馈机制，完善已有三种反馈机制的不足之处，同时形成安全反馈冗余系统。

至此，已经详细描述了本实用新型。为了避免遮蔽本实用新型的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种起重机故障检测系统，其特征在于，包括：

设备信息获取装置、控制装置和手柄；

所述设备信息获取装置与所述控制装置电连接，所述控制装置与所述手柄电连接；

所述设备信息获取装置获取相应设备的工况信息，并将所述工况信息发送至所述控制装置；所述控制装置在所述相应设备发生故障时，向所述手柄发送相应的震动信号；所述手柄接收到所述震动信号时执行相应的震动。

2.根据权利要求1所述起重机故障检测系统，其特征在于，

所述手柄包括：

震动模块，与所述控制装置电连接，在接收到所述震动信号时执行相应的震动，并且根据所述震动信号的电流大小执行相应力度的震动；

其中，所述控制装置在所述相应设备发生故障时，向所述震动模块发送所述震动信号；并且在获得所述相应设备的故障级别时，向所述震动模块发送的所述震动信号的电流大小与所述故障级别相对应。

3.根据权利要求2所述起重机故障检测系统，其特征在于，

所述震动模块通过CAN总线与所述控制装置连接，并且通过SAEJ1939协议与所述控制装置通信。

4.根据权利要求1所述起重机故障检测系统，其特征在于，

所述设备信息获取装置包括：

长度传感器，与所述控制装置电连接，将获得的伸缩臂的长度信息传输至所述控制装置；

第一角度传感器，与所述控制装置电连接，将获得的变幅油缸的变幅角度传输至所述控制装置；以及

变幅油压传感器，与所述控制装置电连接，将获得的变幅油缸的油压信息传输至所述控制装置。

5.根据权利要求1所述起重机故障检测系统，其特征在于，

所述设备信息获取装置包括：

高度限位开关，与所述控制装置电连接，当检测到设备或者物体升高到限制位置时向所述控制装置发送限位信号。

6.根据权利要求1所述起重机故障检测系统，其特征在于，

所述设备信息获取装置包括：

卷扬计数器，与所述控制装置电连接，将获得的卷扬所卷钢丝绳的圈数传输至所述控制装置。

7.根据权利要求1所述起重机故障检测系统，其特征在于，

所述设备信息获取装置包括：

支腿压力传感器，与所述控制装置电连接，将获得的支腿压力信息传输至所述控制装置。

8.根据权利要求1所述起重机故障检测系统，其特征在于，

所述设备信息获取装置包括：

第二角度传感器，与所述控制装置电连接，将获得的吊臂角度传输至所述控制装置。

9.一种起重机，其特征在于，包括：

如权利要求1至8任一所述起重机故障检测系统。