RU2391285C1 - Jib crane load limiter - Google Patents

Jib crane load limiter Download PDF

Info

Publication number
RU2391285C1
RU2391285C1 RU2009105063/11A RU2009105063A RU2391285C1 RU 2391285 C1 RU2391285 C1 RU 2391285C1 RU 2009105063/11 A RU2009105063/11 A RU 2009105063/11A RU 2009105063 A RU2009105063 A RU 2009105063A RU 2391285 C1 RU2391285 C1 RU 2391285C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
crane
counterweight
load
limiter
spatial position
Prior art date
Application number
RU2009105063/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Андреевич Коровин (RU)
Владимир Андреевич Коровин
Константин Владимирович Коровин (RU)
Константин Владимирович Коровин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс"
Priority to RU2009105063/11A priority Critical patent/RU2391285C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2391285C1 publication Critical patent/RU2391285C1/en

Links

Landscapes

  • Jib Cranes (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to jib crane load limiter incorporated with crane control and protection systems on cranes with detachable or movable counterweight. Said limiter comprises transducers mounted on the carne to measure load describing parametres, spatial position of crane jib and/or grippe and spatial position of counterweight. Said limiter comprises actuator and digital computer connected thereto. Said computer allows receipt and processing transducer output signals and determining crane current load, comparing current load and maximum tolerable load loaded into limiter memory device, and generating preventive signal and/or transmitting to crane motion interlocking signal to actuator to prevent crane overload. Said limiter comprises transducer of counterweight spatial position representing a transducer of availability and/or spatial position of several weights of detachable or movable counterweight on counterweight cantilever or on crane rotary platform. Limiter digital computer allows receipt and processing transducer output signals and determining crane current load, comparing current load and maximum tolerable load loaded into limiter memory device, and generating preventive signal and/or transmitting to crane motion interlocking signal to actuator to prevent crane overload.
EFFECT: higher safety and reliability of crane operation.
14 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению и может быть использовано в системах управления и защиты от перегрузок грузоподъемных кранов со съемными или передвижными противовесами, в том числе кранов-трубоукладчиков с откидывающимися противовесами.The invention relates to hoisting-and-transport mechanical engineering and can be used in control systems and overload protection of hoisting cranes with removable or mobile counterweights, including pipe-laying cranes with reclining counterweights.

Известен ограничитель нагрузки грузоподъемного крана, содержащий цифровой вычислитель, к информационным входам которого подключены датчики параметров крана, в том числе датчики нагрузки, углов наклона неповоротной части крана и положения противовеса с переменным вылетом, причем вычислитель выполнен с возможностью изменения максимально допустимых значений углов продольного и поперечного наклона крана в зависимости от положения противовеса [1].Known load limiter of a crane containing a digital computer, the information inputs of which are connected to the crane parameters sensors, including load sensors, the tilt angles of the fixed part of the crane and the position of the counterweight with a variable reach, the computer being configured to change the maximum allowable values of the longitudinal and transverse angles tilt of the crane depending on the position of the counterweight [1].

Недостатком этого технического решения является недостаточно полный учет влияния положения противовеса на безопасность работы крана, поскольку это положение учитывается лишь при определении максимальных значений продольного и поперечного наклона крана при его движении без груза.The disadvantage of this technical solution is the insufficiently complete consideration of the influence of the position of the counterweight on the safety of the crane, since this position is taken into account only when determining the maximum values of the longitudinal and transverse inclination of the crane when it moves without load.

Известен также ограничитель нагрузки стрелового крана, содержащий цифровой вычислитель, к входам которого подключены датчики параметров крана, в том числе датчики нагрузки и массы противовеса, а к выходам - блок визуальной индикации, блок звуковой сигнализации и исполнительное устройство, причем цифровой вычислитель приспособлен для изменения программы своей работы в соответствии с измеренной массой противовеса [2].The load limiter of a jib crane is also known, which contains a digital computer, the sensors of the crane parameters are connected to its inputs, including load sensors and counterweight masses, and the outputs are equipped with a visual display unit, an audible alarm unit and an actuator, and the digital computer is adapted to change the program their work in accordance with the measured mass of the counterweight [2].

Недостатком этого ограничителя является повышенная сложность его реализации, поскольку конструктивное исполнение датчика массы противовеса существенно сложнее датчика его пространственного положения и требует вмешательства в силовые конструкции крепления противовеса на кране.The disadvantage of this limiter is the increased complexity of its implementation, since the design of the counterweight of the counterweight mass is much more complicated than the sensor of its spatial position and requires intervention in the power structures of the counterweight on the crane.

Наиболее близким к предложенному является ограничитель нагрузки грузоподъемного крана с графическим дисплеем, содержащий исполнительное устройство и соединенный с ним цифровой вычислитель, к информационным входам которого подключены датчики нагрузки и пространственного положения стрелы и противовеса крана. В этом ограничителе цифровой вычислитель обеспечивает отображение на экране дисплея информации о рабочей зоне крана из условия предотвращения перегрузки крана и его столкновений с препятствиями с учетом положения противовеса, а также передачу на исполнительное устройство сигналов блокирования движений крана при реализации его защиты от перегрузки с учетом положения противовеса [3].Closest to the proposed one is a load limiter of a crane with a graphic display, comprising an actuator and a digital computer connected to it, to the information inputs of which are connected load sensors and the spatial position of the boom and counterweight of the crane. In this limiter, the digital calculator provides information on the crane working area on the display screen from the condition of preventing the crane from overloading and collisions with obstacles taking into account the position of the counterweight, as well as transmitting to the actuator signals blocking crane movements when implementing its protection against overload taking into account the position of the counterweight [3].

Недостатком этого ограничителя являются невысокие функциональные возможности при реализации защиты крана, вызванные отсутствием контроля и индикации положений отдельных грузов наборного противовеса, отсутствием функций управления положением противовеса и т.д.The disadvantage of this limiter is the low functionality when implementing crane protection, due to the lack of control and indication of the positions of individual loads of the stacked counterweight, the lack of functions to control the position of the counterweight, etc.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение безопасности работы стрелового крана и эффективности его работы путем расширения функциональных возможностей ограничителя грузоподъемности, в том числе за счет:The technical result to which the invention is directed is to increase the safety of the jib crane and its efficiency by expanding the functionality of the load limiter, including by:

- реализации контроля пространственного положения не только наборного противовеса в целом, но и его отдельных грузов, а также учета в программе работы цифрового вычислителя массы и положения каждого груза;- implementation of the control of the spatial position of not only the set-up counterweight as a whole, but also its individual cargoes, as well as taking into account the weight and position of each cargo in the program of work of the digital computer

- формирования для оператора крана дополнительного предупредительного сигнала о снижении грузовой устойчивости крана по причине отсутствия на противовесной консоли или на поворотной платформе крана какого-либо груза противовеса или его ненадлежащего пространственного положения;- the formation of an additional warning signal for the crane operator about a decrease in the cargo stability of the crane due to the absence of any counterweight cargo or its inappropriate spatial position on the counterweight console or on the turntable of the crane;

- формирования рекомендаций оператору крана о необходимости или целесообразности изменения пространственного положения груза или грузов противовеса;- forming recommendations to the crane operator about the need or feasibility of changing the spatial position of the load or counterweight;

- формирования сигналов автоматического управления приводом перемещения груза или грузов противовеса из условия обеспечения безопасности работы крана;- generation of signals for automatic control of the drive for moving cargo or counterweight cargo from the condition of ensuring the safety of the crane;

- формирования сигнала ограничения транспортной скорости передвижения грузоподъемного крана в случае, если передвижной или дополнительный съемный противовес не переведен в транспортное положение.- the formation of a signal to limit the transport speed of the crane in case the mobile or additional removable counterweight is not transferred to the transport position.

В ограничителе нагрузки стрелового крана, содержащем датчики, установленные на кране и выполненные с возможностью измерения параметров, характеризующих нагрузку, пространственное положение его стрелы и/или грузозахватного органа и пространственное положение противовеса, исполнительное устройство и соединенный с ним цифровой вычислитель, выполненный с возможностью приема и обработки выходных сигналов датчиков и определения текущего значения нагрузки крана, сравнения текущего значения нагрузки с максимально допустимой нагрузкой, предварительно записанной в его запоминающее устройство, а также с возможностью формирования предупредительного сигнала и/или передачи на исполнительное устройство сигнала блокирования движений крана, направленного на предотвращение его перегрузки, указанные технические результаты достигаются за счет того, что датчик пространственного положения противовеса выполнен в виде датчика наличия и/или пространственного положения одного или нескольких грузов съемного или передвигаемого противовеса на противовесной консоли или на поворотной платформе крана, а цифровой вычислитель дополнительно выполнен с возможностью реализации одной или нескольких функций:In the load limiter of the jib crane, containing sensors mounted on the crane and configured to measure parameters characterizing the load, the spatial position of its boom and / or load-bearing body and the spatial position of the counterweight, an actuator and a digital computer connected to it, configured to receive and processing the output signals of the sensors and determining the current value of the crane load, comparing the current value of the load with the maximum allowable load, p pre-recorded in its storage device, as well as with the possibility of generating a warning signal and / or transmitting to the actuator a signal blocking the movements of the crane aimed at preventing its overload, these technical results are achieved due to the fact that the spatial position sensor of the counterweight is made in the form of a presence sensor and / or the spatial position of one or more loads of a removable or movable counterweight on the counterweight console or on the turntable th tap platform, and digital computer is further configured to implement one or more functions:

- формирования дополнительного предупредительного сигнала об отсутствии и/или пространственном положении груза или грузов противовеса, снижающем грузовую устойчивость крана;- the formation of an additional warning signal about the absence and / or spatial position of the load or cargo counterweight, reducing the cargo stability of the crane;

- формирования рекомендаций оператору крана о необходимости или целесообразности изменения пространственного положения груза или грузов противовеса;- forming recommendations to the crane operator about the need or feasibility of changing the spatial position of the load or counterweight;

- формирования сигналов автоматического управления приводом перемещения груза или грузов противовеса из условия обеспечения безопасности работы крана.- generation of signals for automatic control of the drive for moving cargo or counterweight cargo from the condition of ensuring the safety of the crane.

Для достижения указанных технических результатов ограничитель может быть оснащен, по меньшей мере, одним дискретным световым, звуковым, символьным и/или графическим индикатором или дисплеем, соединенным с цифровым вычислителем или входящим в его состав.To achieve these technical results, the limiter can be equipped with at least one discrete light, sound, symbolic and / or graphic indicator or display connected to or included in a digital computer.

Кроме того, для достижения этих результатов, в различных вариантах реализации предложенного технического решения:In addition, to achieve these results, in various embodiments of the proposed technical solution:

- цифровой вычислитель выполнен с возможностью автоматического управления приводом противовеса в зависимости от текущего значения массы груза на грузозахватном органе (крюке) или грузового момента, или при выявлении команды оператора по переводу крана в состояние меньшей грузовой устойчивости, например команды на опускание стрелы или поворот крана в сторону меньшей устойчивости, или из условия одновременного достижения собственной и/или грузовой устойчивости крана против опрокидывания и предотвращения столкновений противовеса с препятствием в соответствии с параметрами или координатами этого препятствия, предварительно записанными в память цифрового вычислителя;- the digital computer is configured to automatically control the counterweight drive depending on the current value of the mass of the load on the load-gripping body (hook) or load moment, or upon detection of an operator’s command to put the crane into a state of lower cargo stability, for example, a command to lower the boom or turn the crane into side of less stability, or from the condition of simultaneously achieving own and / or cargo stability of the crane against tipping and preventing collisions of the counterweight with obstacle in accordance with the parameters or the coordinates of the obstacles previously stored in digital computer memory;

- ограничитель дополнительно оснащен датчиком скорости и/или направления ветра, а цифровой вычислитель выполнен с возможностью учета выходных сигналов этого датчика при формировании предупредительного сигнала, и/или при передаче на исполнительное устройство сигнала блокирования движений крана или перемещения противовеса, и/или при передаче на исполнительное устройство сигнала автоматического управления приводом перемещения противовеса из условия повышения устойчивости крана;- the limiter is additionally equipped with a sensor for speed and / or direction of the wind, and the digital computer is configured to take into account the output signals of this sensor when generating an alarm signal, and / or when transmitting to the actuator a signal for blocking crane movements or moving the counterweight, and / or when transmitting to an actuator of the signal for automatic control of the counterbalance displacement drive from the condition of increasing the crane stability;

- значения массы груза или каждого груза противовеса предварительно записывают в память цифрового вычислителя и учитывают в программе его работы;- the values of the mass of the load or each load of the counterweight are previously recorded in the memory of the digital computer and taken into account in the program of its work;

- датчик наличия или пространственного положения каждого груза противовеса выполнен с использованием технологии бесконтактной идентификации в виде прикрепленного к грузу транспондера или идентификатора и устройства считывания информации с него, причем транспондер или идентификатор груза выполнен, в частности, с возможностью хранения и передачи информации о массе этого груза и/или месте его установки, а устройство считывания информации выполнено с возможностью передачи этой информации в цифровой вычислитель, который приспособлен для изменения программы своей работы в соответствии с полученной информацией;- the sensor of the presence or spatial position of each counterweight cargo is made using non-contact identification technology in the form of a transponder attached to the cargo or an identifier and a device for reading information from it, and the transponder or cargo identifier is made, in particular, with the ability to store and transmit information about the mass of this cargo and / or its installation location, and the information reading device is configured to transmit this information to a digital computer, which is adapted to changing the program of work in accordance with the received information;

- датчик наличия или пространственного положения одного или нескольких грузов противовеса выполнен в виде бесконтактного ультразвукового, или емкостного, или индуктивного, или оптического, или радиолокационного дальномера без отражателя, с пассивным отражателем сигнала или с активным ответчиком;- the sensor of the presence or spatial position of one or more counterweight loads is made in the form of a non-contact ultrasonic, or capacitive, or inductive, or optical, or radar range finder without a reflector, with a passive signal reflector or with an active transponder;

- датчик наличия или пространственного положения одного или нескольких грузов противовеса выполнен электромеханическим - в виде концевого выключателя, набора концевых выключателей, потенциометра с передаточным устройством, линейного энкодера или иного устройства, выполненного с возможностью механического взаимодействия с грузом противовеса;- the sensor of the presence or spatial position of one or more counterweight loads is made electromechanical - in the form of a limit switch, a set of limit switches, a potentiometer with a transmission device, a linear encoder or other device made with the possibility of mechanical interaction with the load of the counterweight;

- цифровой вычислитель выполнен с возможностью выявления перемещения передвижного или дополнительного съемного противовеса в транспортное положение и соответствующего формирования и передачи на исполнительное устройство сигнала ограничения транспортной скорости передвижения грузоподъемного крана.- the digital computer is configured to detect the movement of the mobile or additional removable counterweight to the transport position and the corresponding formation and transmission to the actuator signal of limiting the transport speed of the crane.

Такое выполнение ограничителя нагрузки стрелового крана позволяет в процессе его функционирования при ручном или автоматизированном управлении максимально полно учитывать влияние противовеса как на собственную, так и на грузовую устойчивость грузоподъемного крана. При этом обеспечивается повышение безопасности и эффективности работы крана за счет оптимизации плеча (вылета) и массы противовеса для наиболее эффективного уравновешивания момента от массы механизмов и металлоконструкций крана и части момента от поднимаемого и перемещаемого груза.This embodiment of the load limiter of the jib crane allows during its operation with manual or automated control to take into account the influence of the counterweight both on its own and on the load stability of the crane. This ensures increased safety and efficiency of the crane due to the optimization of the shoulder (departure) and the mass of the counterweight for the most efficient balancing of the moment from the mass of mechanisms and metal structures of the crane and part of the moment from the lifted and transported cargo.

На чертеже приведена упрощенная блок-схема ограничителя.The drawing shows a simplified block diagram of a limiter.

Ограничитель нагрузки стрелового крана, который может именоваться также устройством, контроллером, прибором или системой защиты или безопасности, содержит цифровой вычислитель 1, к информационным входам которого подключены датчики 2 параметров крана, а к выходам - исполнительное устройство 3.The load limiter of the jib crane, which can also be called a device, controller, device or security or safety system, contains a digital computer 1, to the information inputs of which sensors 2 of the crane parameters are connected, and to the outputs - an actuator 3.

Цифровой вычислитель 1, который может именоваться также блоком обработки данных, блоком индикации, контроллером, панелью оператора и т.п., реализован на основе микроконтроллера 4, к которому подключены устройство отображения информации 5, энергонезависимое запоминающее устройство 6, органы управления 7 и устройство ввода/вывода информации 8. В состав цифрового вычислителя 1 могут дополнительно входить устройство звуковой сигнализации, часы реального времени и другие функциональные узлы ограничителя, подключенные непосредственно к микроконтроллеру 4 или к устройству ввода/вывода информации 8.The digital computer 1, which can also be called a data processing unit, an indication unit, a controller, an operator panel, etc., is implemented on the basis of a microcontroller 4 to which an information display device 5, non-volatile storage device 6, controls 7 and an input device are connected / output information 8. The digital computer 1 may additionally include a sound alarm device, a real-time clock and other limiter functional units connected directly to the micro controller 4 or to the input / output device information 8.

Органы управления 7 выполнены в виде набора кнопок/клавиш, переключателей, сенсорного экрана дисплея - устройства отображения информации 5 и т.п.The controls 7 are made in the form of a set of buttons / keys, switches, a touch screen display - information display device 5, etc.

Устройство отображения информации 5 может быть размещено в цифровом вычислителе 1 или вне его и может содержать как символьный, так и графический, например жидкокристаллический TFT, индикатор (дисплей) и/или набор светодиодных индикаторов.The information display device 5 may be located in or outside the digital computer 1 and may contain both symbolic and graphic, for example, liquid crystal TFT, an indicator (display) and / or a set of LED indicators.

Устройство ввода/вывода информации 8 обеспечивает согласование логических уровней входных и выходных сигналов микроконтроллера 4 с другими функциональными устройствами ограничителя. Передача данных в ограничителе, в зависимости от варианта исполнения устройства ввода/вывода информации 8 и интерфейсных схем подключенных к нему датчиков 2, осуществляется по радиальной схеме при помощи отдельных проводов, по мультиплексному каналу обмена данными (CAN, LIN, RS-485 и т.д.) и/или по радиоканалу (ZigBee, Bluetooth, Wi-Fi и т.д.).The input / output device information 8 provides coordination of the logical levels of the input and output signals of the microcontroller 4 with other functional devices of the limiter. Data transfer in the limiter, depending on the version of the information input / output device 8 and the interface circuits of the sensors 2 connected to it, is carried out on a radial circuit using separate wires, on a multiplex data exchange channel (CAN, LIN, RS-485, etc. etc.) and / or over the air (ZigBee, Bluetooth, Wi-Fi, etc.).

Исполнительное устройство 3, которое может именоваться также выходным или силовым блоком, блоком расширения, выходным контроллером и т.п., выполнено в виде набора силовых реле или электронных ключей, подключенных к электрогидравлическим или электромеханическим исполнительным устройствам приводов грузоподъемного крана. При необходимости оно может содержать микроконтроллер и интерфейсную схему для проводной или беспроводной связи с цифровым вычислителем 1.Actuator 3, which may also be called an output or power unit, an expansion unit, an output controller, etc., is made in the form of a set of power relays or electronic keys connected to electro-hydraulic or electromechanical actuators of the crane drives. If necessary, it may contain a microcontroller and an interface circuit for wired or wireless communication with a digital computer 1.

Набор датчиков 2 зависит от варианта реализации предложенного ограничителя и от типа грузоподъемного крана - башенный или самоходный, с телескопической или решетчатой стрелой, с гидравлическим или канатным приводом механизма подъема стрелы и т.д. Датчики 2 включают в себя датчик нагрузки крана 9 (датчик усилия в стреловом или грузовом канате или датчики давления в гидроцилиндре подъема стрелы), датчики пространственного положения стрелы и грузозахватного органа 10 (датчики угла наклона и длины стрелы, угла поворота поворотной площадки крана, предельного подъема грузозахватного органа и т.д.) и датчик (датчики) наличия и/или положения противовеса в целом или его отдельных грузов 11. В состав ограничителя могут также входить датчик ветра 12, датчик приближения к линии электропередачи, датчики положений органов ручного управления исполнительными механизмами крана, датчики положений выносных опор крана и другие датчики.The set of sensors 2 depends on the implementation of the proposed limiter and on the type of crane - tower or self-propelled, with a telescopic or trellised boom, with a hydraulic or cable drive of the boom lifting mechanism, etc. Sensors 2 include a crane load sensor 9 (a force sensor in a boom or cargo cable or pressure sensors in a boom lifting hydraulic cylinder), sensors for the spatial position of the boom and load-gripping body 10 (tilt angle and length of the boom, angle of rotation of the turntable of the crane, maximum lifting) load-gripping body, etc.) and the sensor (s) for the presence and / or position of the counterweight as a whole or its individual loads 11. The limiter may also include a wind sensor 12, a proximity sensor to the power line, yes Chiki provisions of the manual control of executive bodies of the crane mechanisms, sensors provisions crane outriggers and other sensors.

Датчики 2 могут быть объединены в группы по месту их расположения на грузоподъемном кране, например на оголовке телескопируемой стрелы, на неповоротной части крана и т.д. В этом случае каждая группа датчиков снабжается контроллером, осуществляющим усиление, нормирование, фильтрацию, термокомпенсацию и лианеризацию сигналов датчиков перед их передачей в цифровой вычислитель 1.Sensors 2 can be grouped according to their location on a crane, for example, on the head of a telescoping boom, on a fixed part of a crane, etc. In this case, each group of sensors is equipped with a controller that performs amplification, normalization, filtering, thermal compensation and lanerization of the sensor signals before transmitting them to the digital computer 1.

Датчик 11 наличия или пространственного положения груза противовеса на противовесной консоли или на поворотной платформе крана может быть выполнен с использованием технологии бесконтактной идентификации (RFID). В этом случае к каждому грузу противовеса прикрепляется транспондер или идентификатор - активная или пассивная RFID метка, а на противовесной консоли или на поворотной платформе крана в непосредственной близости от штатного расположения груза противовеса устанавливается считыватель меток, соединенный с устройством ввода/вывода информации 8.The sensor 11 of the presence or spatial position of the load of the counterweight on the counterweight console or on the rotary platform of the crane can be performed using contactless identification technology (RFID). In this case, a transponder or identifier is attached to each load of the counterweight - an active or passive RFID tag, and on the counterweight console or on the rotary platform of the crane, in the immediate vicinity of the standard location of the load of the counterweight, a tag reader is connected to the information input / output device 8.

Если отдельные грузы противовеса в транспортном и в рабочем состояниях грузоподъемного крана находятся в различных положениях, то ограничитель может содержать два или более считывателя RFID меток, что позволяет определить пространственное положение этих грузов, в частности их перевод в рабочее или транспортное положение.If the individual counterweight loads in the transport and operating states of the crane are in different positions, then the limiter may contain two or more RFID tag readers, which allows you to determine the spatial position of these loads, in particular, their translation into the working or transport position.

Транспондер или идентификатор каждого груза противовеса (RFID метка каждого груза) может содержать и передавать в считыватель по его запросу предварительно записанную в эту метку информацию о массе груза и/или штатном месте его установки на противовесной консоли или на поворотной платформе крана. Это позволяет цифровому вычислителю 1 выявлять правильность сборки наборного противовеса (комплекта чугунных или бетонных брусьев или плит противовеса). Полученная информация о наличии на штатном месте и массе каждого груза противовеса используется микроконтроллером 4 цифрового вычислителя 1 для корректировки формируемых им информационных, предупреждающих сигналов и сигналов блокирования и управления приводами крана.The transponder or identifier of each cargo of the counterweight (RFID tag of each cargo) can contain and transmit to the reader, upon request, information recorded in this tag about the mass of the cargo and / or its regular place of installation on the counterweight console or on the rotary platform of the crane. This allows the digital computer 1 to identify the correct assembly of the set-up counterweight (a set of cast-iron or concrete beams or counterweight plates). The obtained information about the presence in the regular place and weight of each load of the counterweight is used by the microcontroller 4 of the digital computer 1 to adjust the information, warning and blocking signals generated by it and the control of the crane drives.

Датчик 11 наличия или пространственного положения одного или нескольких грузов противовеса может быть выполнен в виде бесконтактного ультразвукового, емкостного, индуктивного, оптического или радиолокационного дальномера с отражением сигнала непосредственно от груза, с использованием пассивного отражателя сигнала или активного ответчика, прикрепленного к грузу противовеса. Этот датчик (или набор датчиков) 11 может быть также выполнен электромеханическим - в виде концевого выключателя, набора концевых выключателей, потенциометра с передаточным устройством, линейного энкодера или иного устройства, выполненного с возможностью механического взаимодействия с грузом противовеса. При этом может использоваться измерение углового положения какого-либо элемента крана или самого противовеса, если это угловое положение оказывает влияние на плечо противовеса или взаимосвязано с его линейным положением.The sensor 11 for the presence or spatial position of one or more counterweight loads can be made in the form of a non-contact ultrasonic, capacitive, inductive, optical or radar range finder with signal reflection directly from the load, using a passive signal reflector or an active transponder attached to the load of the counterweight. This sensor (or a set of sensors) 11 can also be electromechanical - in the form of a limit switch, a set of limit switches, a potentiometer with a transmission device, a linear encoder or other device made with the possibility of mechanical interaction with the load of the counterweight. In this case, the measurement of the angular position of any element of the crane or of the counterweight itself can be used if this angular position affects the counterweight arm or is interconnected with its linear position.

Ограничитель нагрузки стрелового крана работает следующим образом.The load limiter jib crane operates as follows.

Перед началом работы грузоподъемного крана в запоминающее устройство 6 или в память микроконтроллера 4 цифрового вычислителя 1 предварительно в виде формул - подпрограмм микроконтроллера, разработанных с использованием математической модели крана, или в виде таблиц записываются допустимые величины нагрузок грузоподъемного крана для различных пространственных положений его стрелы и грузозахватного органа и для различных пространственных положений противовеса или его отдельных грузов в различных режимах работы крана (с полным или неполным опорным контуром, с различным стреловым оборудованием и т.д.). Допустимые величины нагрузок грузоподъемного крана устанавливаются также с учетом ветровой нагрузки, действующей на кран.Before starting the operation of the crane in memory 6 or in the memory of the microcontroller 4 of the digital calculator 1, preliminary in the form of formulas - subprograms of the microcontroller developed using the mathematical model of the crane, or in the form of tables the permissible loads of the crane for various spatial positions of its boom and load-bearing are recorded body and for different spatial positions of the counterweight or its individual loads in various modes of operation of the crane (with full or full support contour, with various boom equipment, etc.). Permissible loads of the crane are also established taking into account the wind load acting on the crane.

Оператор (крановщик) при помощи органов управления 7 осуществляет ввод в память микроконтроллера 4 параметров ограничений по координатной защите (параметров зоны допустимых положений стрелового оборудования, грузозахватного органа и противовеса) крана, а также параметров самого грузоподъемного крана, характеризующих его геометрию, условия и режим работы. К ним относятся вид используемого стрелового оборудования (наличие, длина и угол наклона гуська), характеристики опорного контура и т.д.The operator (crane operator) using controls 7 enters into the memory of the microcontroller 4 parameters of the coordinate protection constraints (parameters of the zone of permissible positions of the boom equipment, load gripping body and counterweight) of the crane, as well as parameters of the crane itself, which characterize its geometry, conditions and operating mode . These include the type of boom equipment used (presence, length and angle of inclination of the jib), characteristics of the support contour, etc.

Микроконтроллер 4 работает по программе, записанной в его встроенной памяти программ или в запоминающем устройстве 6, и через устройство ввода/вывода информации 8 осуществляет обмен информацией с датчиками 2 параметров работы крана. После получения информации от датчиков 2, микроконтроллер 4 определяет действительное значение текущей нагрузки крана, фактическое положения грузоподъемного (стрелового) оборудования крана и запас его грузовой устойчивости. Для их определения, при необходимости, осуществляются необходимые преобразования выходных сигналов датчиков 2. Это имеет место в случае, когда текущая нагрузка крана и/или положение грузоподъемного (стрелового) оборудования измеряются косвенным образом, например при определении нагрузки стрелового гидравлического крана по давлениям в штоковой и поршневой полостях гидроцилиндра подъема стрелы.The microcontroller 4 operates according to the program recorded in its built-in program memory or in the storage device 6, and through the input / output device information 8 exchanges information with the sensors 2 of the parameters of the crane. After receiving information from the sensors 2, the microcontroller 4 determines the actual value of the current load of the crane, the actual position of the lifting (boom) equipment of the crane and the stock of its cargo stability. To determine them, if necessary, the necessary transformations of the output signals of sensors 2 are carried out. This takes place when the current load of the crane and / or the position of the lifting (boom) equipment are measured indirectly, for example, when determining the load of a hydraulic crane using pressure in the rod and the piston cavities of the boom lift hydraulic cylinder.

Далее микроконтроллер 4 цифрового вычислителя 1 осуществляет сравнение фактического нагружения крана с предельно допустимым, а также сравнение фактического положения грузоподъемного (стрелового) оборудования с его допустимыми положениями, и, в зависимости от результатов этих сравнений, выдает сигнал на исполнительное устройство 3 на разрешение или запрещение отдельных видов движений крана.Next, the microcontroller 4 of the digital computer 1 compares the actual crane loading with the maximum permissible, as well as compares the actual position of the lifting (boom) equipment with its permissible positions, and, depending on the results of these comparisons, gives a signal to the actuator 3 to allow or prohibit individual types of crane movements.

Дополнительно цифровой вычислитель 1 контролирует наличие и положение на штатном месте на противовесной консоли или на поворотной платформе крана противовеса (или отдельных грузов наборного противовеса) и, при необходимости, формирует, и передает на исполнительное устройство 3 сигналы автоматического управления приводом перемещения (придвижения или откидывания) противовеса или его отдельных грузов. При этом осуществляется увеличение/уменьшение плеча (вылета) противовеса при выявлении в текущий момент времени увеличения/уменьшения массы груза на грузозахватном органе (крюке) или грузового момента. Дополнительно может осуществляться упреждающее формирование сигналов автоматического управления приводом перемещения противовеса, направленных на увеличение его плеча при выявлении команды оператора по переводу крана в состояние меньшей грузовой устойчивости, например, команды на опускание стрелы или поворот крана в сторону меньшей устойчивости.In addition, the digital computer 1 controls the presence and position in a regular place on the counterweight console or on the rotary platform of the counterweight crane (or individual weights of the stacked counterweight) and, if necessary, generates and transmits to the actuator 3 signals for automatic control of the movement drive (moving or folding) counterweight or its individual cargoes. In this case, an increase / decrease in the shoulder (departure) of the counterweight is carried out if at the current moment the increase / decrease in the mass of the load on the load-gripping body (hook) or the load moment is detected. Additionally, pre-emptive generation of automatic control signals of the counterbalance drive can be performed, aimed at increasing its shoulder when the operator's command to translate the crane into a state of lower load stability is detected, for example, a command to lower the boom or turn the crane to lower stability.

Автоматическое управление положением противовеса или его отдельных грузов осуществляется, в общем случае, с учетом одновременного достижения как необходимого запаса собственной и/или грузовой устойчивости крана против опрокидывания, так и предотвращения столкновений противовеса с препятствиями при работе крана в стесненных условиях (в соответствии с параметрами или координатами этих препятствий, предварительно записанными оператором с органов управления 7 в память цифрового вычислителя 1).The automatic control of the position of the counterweight or its individual loads is carried out, in the General case, taking into account the simultaneous achievement of both the necessary margin of own and / or cargo stability of the crane against tipping, and preventing collision of the counterweight with obstacles when the crane is operating in cramped conditions (in accordance with the parameters or the coordinates of these obstacles, previously recorded by the operator from the controls 7 in the memory of the digital computer 1).

Благодаря этому обеспечивается защита грузоподъемного крана от перегрузки и от столкновений с различными препятствиями (координатная защита) с учетом наличия на противовесной консоли или на поворотной платформе крана грузов противовеса, предусмотренных конструкцией данного крана, положения грузов противовеса (плеча или вылета противовеса), а также величины и скорости ветра.This ensures that the crane is protected from overload and from collisions with various obstacles (coordinate protection), taking into account the presence of counterweight loads on the counterweight console or on the rotary platform of the crane, as provided for by the construction of the crane, the position of the counterweight loads (shoulder or counterweight departure), as well as the magnitude and wind speed.

Если конструкцией грузоподъемного крана предусмотрено перемещение передвижного или дополнительного съемного противовеса в транспортное положение (например, на автомобильных кранах КС-55721, КС-55729-1Б и т.п.), то цифровой вычислитель 1 дополнительно формирует сигнал ограничения транспортной скорости передвижения крана, если после окончания его работы этот противовес не перемещен в транспортное положение. Уровень ограничения транспортной скорости крана предварительно записывается в память цифрового вычислителя 1 или определяется им исходя из требования безопасности передвижения крана.If the design of the lifting crane provides for the movement of a mobile or additional removable counterweight to the transport position (for example, on automobile cranes KS-55721, KS-55729-1B, etc.), then digital computer 1 additionally generates a signal to limit the transport speed of the crane, if after the end of its work, this counterweight is not moved to the transport position. The level of limiting the transport speed of the crane is previously recorded in the memory of the digital computer 1 or is determined by it based on the safety requirements for the movement of the crane.

Одновременно с формированием сигналов на исполнительное устройство 3, цифровой вычислитель 1 выдает на устройство отображения информации 5 сигналы, информирующие оператора о параметрах работы крана, предупреждающие оператора о возникновении потенциально опасных ситуаций, а также содержащие информацию рекомендательного характера о необходимости или целесообразности выполнения каких-либо операций по управлению краном, в частности изменения пространственного положения противовеса.Simultaneously with the generation of signals to the actuator 3, the digital computer 1 gives signals to the information display device 5, informing the operator about the parameters of the crane, warning the operator about the occurrence of potentially dangerous situations, and also containing information of a recommendatory nature about the need or feasibility of performing any operations crane control, in particular changes in the spatial position of the counterweight.

Для документирования работы грузоподъемного крана ограничитель может содержать внешний или встроенный регистратор параметров, реализованный на основе запоминающего устройства 6, в который микроконтроллер 4 записывает значения основных рабочих параметров крана (значение грузового момента, угол наклона и длина стрелы и т.п.), предупреждающих сигналов и сигналов управления краном с целью их последующего считывания для анализа эффективности работы крана и для расследования причин возможных отказов и аварий.To document the operation of the crane, the limiter may include an external or built-in parameter recorder, implemented on the basis of a storage device 6, in which the microcontroller 4 records the values of the main operating parameters of the crane (value of the load moment, tilt angle and length of the boom, etc.), warning signals and crane control signals for the purpose of their subsequent reading to analyze the efficiency of the crane and to investigate the causes of possible failures and accidents.

В данном описании схематично приведены лишь частные варианты реализации предложенного ограничителя нагрузки стрелового крана. Изобретение охватывает другие возможные варианты его исполнения и их эквиваленты без отступления от сущности изобретения, изложенной в его формуле.In this description, only partial embodiments of the proposed jib crane load limiter are schematically shown. The invention covers other possible variants of its execution and their equivalents without deviating from the essence of the invention set forth in its formula.

Claims (14)

1. Ограничитель нагрузки стрелового крана, содержащий датчики, установленные на кране и выполненные с возможностью измерения параметров, характеризующих нагрузку, пространственное положение его стрелы и/или грузозахватного органа и пространственное положение противовеса, исполнительное устройство и соединенный с ним цифровой вычислитель, выполненный с возможностью приема и обработки выходных сигналов датчиков и определения текущего значения нагрузки крана, сравнения текущего значения нагрузки с максимально допустимой нагрузкой, предварительно записанной в его запоминающее устройство, а также с возможностью формирования предупредительного сигнала и/или передачи на исполнительное устройство сигнала блокирования движений крана, направленного на предотвращения его перегрузки, отличающийся тем, что датчик пространственного положения противовеса выполнен в виде датчика наличия и/или пространственного положения одного или нескольких грузов съемного или передвигаемого противовеса на противовесной консоли или на поворотной платформе крана, а цифровой вычислитель выполнен с возможностью формирования дополнительного предупредительного сигнала об отсутствии и/или пространственном положении груза или грузов противовеса, снижающем грузовую устойчивость крана, и/или формирования рекомендаций оператору крана о необходимости или целесообразности изменения пространственного положения груза или грузов противовеса, и/или формирования сигналов автоматического управления приводом перемещения груза или грузов противовеса из условия обеспечения безопасности работы крана.1. The load limiter of the jib crane, containing sensors mounted on the crane and made with the possibility of measuring parameters characterizing the load, the spatial position of its boom and / or load-lifting body and the spatial position of the counterweight, an actuator and a digital computer connected to it, configured to receive and processing the output signals of the sensors and determining the current value of the load of the crane, comparing the current value of the load with the maximum allowable load, p pre-recorded in its storage device, as well as with the possibility of generating a warning signal and / or transmitting to the actuator a signal blocking the movements of the crane aimed at preventing its overload, characterized in that the sensor of the spatial position of the counterweight is made in the form of a sensor of presence and / or spatial position one or more loads of a removable or movable counterweight on the counterweight console or on the rotary platform of the crane, and a digital computer configured to generate an additional warning signal about the absence and / or spatial position of the load or cargo of the counterweight, reducing the crane's load stability, and / or to formulate recommendations to the crane operator about the need or feasibility of changing the spatial position of the cargo or cargo of the counterweight, and / or generate automatic control signals a drive for moving cargo or counterbalanced cargo from the condition of ensuring the safety of the crane. 2. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит, по меньшей мере, один дискретный световой, и/или звуковой, и/или символьный, и/или графический индикатор или дисплей, соединенный с цифровым вычислителем или входящий в его состав.2. The limiter according to claim 1, characterized in that it further comprises at least one discrete light and / or sound and / or symbolic and / or graphic indicator or display connected to or included in a digital computer structure. 3. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что цифровой вычислитель выполнен с возможностью формирования и передачи на выходное устройство сигналов автоматического управления приводом перемещения противовеса, направленных на увеличение/уменьшение его плеча при выявлении в текущий момент времени увеличения/уменьшения массы груза на грузозахватном органе или грузового момента.3. The limiter according to claim 1, characterized in that the digital computer is configured to generate and transmit to the output device signals of automatic control of the counterbalance drive, aimed at increasing / decreasing its shoulder when it is detected at the current time that the load weight is increasing / decreasing on the load gripping body or cargo moment. 4. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что цифровой вычислитель выполнен с возможностью формирования и передачи на выходное устройство сигналов автоматического управления приводом перемещения противовеса, направленных на увеличение его плеча при выявлении команды оператора по переводу крана в состояние меньшей грузовой устойчивости, например команды на опускание стрелы или поворот крана в сторону меньшей устойчивости.4. The limiter according to claim 1, characterized in that the digital computer is configured to generate and transmit to the output device signals of automatic control of the counterbalance drive, aimed at increasing its shoulder when the operator's command to translate the crane into a state of lower cargo stability, for example, a command to lower the boom or turn the crane in the direction of less stability. 5. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что цифровой вычислитель выполнен с возможностью формирования и передачи на выходное устройство сигналов автоматического управления приводом перемещения противовеса из условия одновременного достижения собственной и/или грузовой устойчивости крана против опрокидывания и предотвращения столкновений противовеса с препятствием в соответствии с параметрами или координатами этого препятствия, предварительно записанными в память цифрового вычислителя.5. The limiter according to claim 1, characterized in that the digital calculator is configured to generate and transmit to the output device automatic control signals of the counterweight movement drive from the condition of simultaneously achieving the crane’s own and / or load stability against tipping and preventing counterweight collisions with an obstacle in accordance with the parameters or coordinates of this obstacle, previously recorded in the memory of the digital computer. 6. Ограничитель по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что он дополнительно содержит датчик скорости и/или направления ветра, соединенный с цифровым вычислителем, который выполнен с возможностью учета направления и/или величины ветровой нагрузки на кран при указанном формировании предупредительного сигнала, и/или при передаче на исполнительное устройство сигнала блокирования движений крана или перемещения противовеса, и/или при передаче на исполнительное устройство сигнала автоматического управления приводом перемещения противовеса из условия повышения устойчивости крана.6. The limiter according to one of claims 1 to 5, characterized in that it further comprises a speed and / or wind direction sensor connected to a digital computer, which is configured to take into account the direction and / or magnitude of the wind load on the crane at the specified warning the signal, and / or when the signal for blocking the movements of the crane or the movement of the counterweight is transmitted to the actuator, and / or when the signal for the automatic control of the counterbalance drive is transmitted to the actuator, and conditions increase the stability of the crane. 7. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что значения массы груза или каждого груза противовеса предварительно записывают в память цифрового вычислителя и учитывают в программе его работы.7. The limiter according to claim 1, characterized in that the values of the mass of the load or each load of the counterweight are pre-recorded in the memory of the digital computer and taken into account in its program of work. 8. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что датчик наличия или пространственного положения, по меньшей мере, одного груза противовеса выполнен с использованием технологии бесконтактной идентификации в виде прикрепленного к грузу транспондера или идентификатора и устройства считывания информации с него.8. The limiter according to claim 1, characterized in that the sensor for the presence or spatial position of at least one load of the counterweight is made using contactless identification technology in the form of a transponder attached to the cargo or identifier and a device for reading information from it. 9. Ограничитель по п.8, отличающийся тем, что транспондер или идентификатор груза выполнен с возможностью хранения и передачи информации о массе этого груза и/или месте его установки, а устройство считывания информации выполнено с возможностью передачи этой информации в цифровой вычислитель, который приспособлен для изменения программы своей работы в соответствии с полученной информацией.9. The limiter of claim 8, characterized in that the transponder or identifier of the cargo is configured to store and transmit information about the mass of the cargo and / or its installation location, and the information reader is configured to transmit this information to a digital computer, which is adapted to change the program of their work in accordance with the information received. 10. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что датчик наличия или пространственного положения одного или нескольких грузов противовеса выполнен в виде бесконтактного ультразвукового, или емкостного, или индуктивного, или оптического, или радиолокационного дальномера.10. The limiter according to claim 1, characterized in that the sensor of the presence or spatial position of one or more counterweight loads is made in the form of a non-contact ultrasonic, or capacitive, or inductive, or optical, or radar range finder. 11. Ограничитель по п.10, отличающийся тем, что дальномер выполнен с пассивным отражателем сигнала или с активным ответчиком.11. The limiter of claim 10, wherein the range finder is made with a passive signal reflector or with an active transponder. 12. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что датчик наличия или пространственного положения одного или нескольких грузов противовеса выполнен электромеханическим.12. The limiter according to claim 1, characterized in that the sensor for the presence or spatial position of one or more counterweight cargoes is electromechanical. 13. Ограничитель по п.12, отличающийся тем, что датчик наличия или пространственного положения выполнен в виде концевого выключателя, или набора концевых выключателей, или потенциометра с передаточным устройством, или линейного энкодера, или иного устройства, выполненного с возможностью механического взаимодействия с грузом противовеса.13. The limiter according to claim 12, characterized in that the presence or spatial position sensor is made in the form of a limit switch, or a set of limit switches, or a potentiometer with a transmission device, or a linear encoder, or other device made with the possibility of mechanical interaction with the load of the counterweight . 14. Ограничитель по любому из пп.1-5 или 7-13, отличающийся тем, что цифровой вычислитель выполнен с возможностью выявления перемещения передвижного или дополнительного съемного противовеса в транспортное положение и соответствующего формирования и передачи на исполнительное устройство сигнала ограничения транспортной скорости передвижения грузоподъемного крана. 14. The limiter according to any one of claims 1 to 5 or 7-13, characterized in that the digital computer is configured to detect the movement of the mobile or additional removable counterweight to the transport position and the corresponding generation and transmission to the actuator of a signal to limit the transport speed of the crane. .
RU2009105063/11A 2009-02-13 2009-02-13 Jib crane load limiter RU2391285C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009105063/11A RU2391285C1 (en) 2009-02-13 2009-02-13 Jib crane load limiter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009105063/11A RU2391285C1 (en) 2009-02-13 2009-02-13 Jib crane load limiter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2391285C1 true RU2391285C1 (en) 2010-06-10

Family

ID=42681479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009105063/11A RU2391285C1 (en) 2009-02-13 2009-02-13 Jib crane load limiter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2391285C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108238547A (en) * 2017-12-08 2018-07-03 中冶南方(武汉)自动化有限公司 Hook control method is slipped in the anti-load of lifting frequency converter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108238547A (en) * 2017-12-08 2018-07-03 中冶南方(武汉)自动化有限公司 Hook control method is slipped in the anti-load of lifting frequency converter
CN108238547B (en) * 2017-12-08 2019-05-17 中冶南方(武汉)自动化有限公司 Hook control method is slipped in the anti-load of lifting frequency converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7207848B2 (en) Optical detection system for lift cranes
EP4056518B1 (en) Crane hook positioning method, apparatus and system, and engineereing machinery
JP5926862B2 (en) Crane and related operating methods
CN104995125B (en) Crane and related operating method
US20220185637A1 (en) Work area monitoring system for lifting machines
CN103613014B (en) Tower crane anti-collision system, method, device and tower crane
US8950605B2 (en) Monitoring and alarm device for construction machinery
CN201358133Y (en) Anti-collision safety device of rail-mounted crane
DK179958B1 (en) Crane and Method for Operating a Crane
US20160185322A1 (en) Device for supporting a mobile device on the ground
CN101628692A (en) Moment limiter for mini engineering crane
RU2391285C1 (en) Jib crane load limiter
RU2345944C1 (en) Method of improvement of safety of work of erecting crane (versions)
KR20200100265A (en) A system for preventing collision between tower cranes using relative velocity and absolute velocity and a method of preventing collision between tower cranes using the same
CN201458610U (en) Moment limiter for small-sized engineering crane
RU2452683C2 (en) Safety system for construction equipment (versions)
RU2347736C2 (en) Control system of load-lifting crane (versions)
CN114195057B (en) Anti-collision system for operation platform and operation platform
RU2396201C1 (en) Method of increasing safety (versions) and safety system of jib hoisting crane (versions)
RU2448037C1 (en) Hoisting or construction machine load limiter (versions)
CN208883336U (en) A kind of overload detector and system
RU2448036C1 (en) Automotive safety device with graphical display
RU2271332C2 (en) Boom load-lifting crane protection method
RU2406679C2 (en) Method to rule weight swinging on flexible suspension (versions)
RU2376238C1 (en) Load lifting machine control device (versions)