RU2448037C1 - Hoisting or construction machine load limiter (versions) - Google Patents

Hoisting or construction machine load limiter (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2448037C1
RU2448037C1 RU2010137361/11A RU2010137361A RU2448037C1 RU 2448037 C1 RU2448037 C1 RU 2448037C1 RU 2010137361/11 A RU2010137361/11 A RU 2010137361/11A RU 2010137361 A RU2010137361 A RU 2010137361A RU 2448037 C1 RU2448037 C1 RU 2448037C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
load
machine
control device
equipment
value
Prior art date
Application number
RU2010137361/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010137361A (en
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 RU2010137361/11A priority Critical patent/RU2448037C1/en
Publication of RU2010137361A publication Critical patent/RU2010137361A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2448037C1 publication Critical patent/RU2448037C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Jib Cranes (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: proposed device comprises load transducers and azimuth pickup connected to control device. Load transducers may measure mechanical stresses or deformation in two directions or load vector components. Load transducer may be arranged in equipment hinge assembly. Control device allows smooth or jump variation of maximum tolerable load depending on time, operating conditions or machine load stage, setting of minimum tolerable load in the machine operating range depending upon azimuth, storing and varying it depending upon azimuth. In case maximum tolerable load value is exceeded, control device generates warning signals for crane operator or machine interlocking signals.
EFFECT: higher safety and efficiency.
24 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области подъемно-транспортной и строительной техники и может быть использовано в системах управления и защиты от перегрузок грузоподъемных кранов, автогидроподъемников, погрузчиков, экскаваторов, автобетоновозов и других машин.The invention relates to the field of lifting and transport and construction equipment and can be used in control systems and overload protection of cranes, hydraulic lifts, loaders, excavators, concrete trucks and other machines.

Известны ограничители нагрузки грузоподъемных и других строительных машин, содержащие датчики параметров их работы, включающие в себя датчики нагрузки, угла азимута, длины и угла наклона стрелы, подключенные к управляющему устройству, реализованному на микроконтроллере [1, 2, 3].Known load limiters of lifting and other construction machines, containing sensors of their operation parameters, including sensors of load, azimuth angle, length and angle of the boom connected to a control device implemented on a microcontroller [1, 2, 3].

В этих ограничителях управляющее устройство после обработки сигналов датчиков формирует предупреждающие сигналы для машиниста и сигналы блокирования движений машины, направленные на предотвращение превышения текущих значений нагрузки машины их предельно допустимых значений, предварительно записанных в памяти управляющего устройства для различных пространственных положений оборудования машины.In these limiters, the control device after processing the sensor signals generates warning signals for the driver and signals blocking the movements of the machine, aimed at preventing exceeding the current machine load values of their maximum permissible values, previously recorded in the memory of the control device for various spatial positions of the machine equipment.

Такое техническое решение обеспечивает простоту алгоритмов функционирования управляющего устройства ограничителя нагрузки.This technical solution provides the simplicity of the algorithms for the operation of the control device of the load limiter.

Однако при этом возможности микроконтроллера или цифрового вычислителя, на основе которого реализовано управляющее устройство, используются не в полной мере, путем совершенствования этих алгоритмов возможно улучшение технических и эксплуатационных характеристик машины, а также безопасности ее работы.However, at the same time, the capabilities of the microcontroller or digital computer, on the basis of which the control device is implemented, are not fully used, by improving these algorithms it is possible to improve the technical and operational characteristics of the machine, as well as the safety of its operation.

Общими задачами, на решение которых направлена заявленная группа изобретений, являются:Common tasks to be solved by the claimed group of inventions are:

- повышение производительности машины, в том числе ее грузоподъемности, за счет более рационального использования устойчивости и механической прочности оборудования машины;- increasing the productivity of the machine, including its carrying capacity, due to a more rational use of stability and mechanical strength of the equipment of the machine;

- повышение безопасности машины путем реализации дополнительных функций ее защиты, в том числе за счет увеличения числа контролируемых параметров работы машины;- improving the safety of the machine by implementing additional functions of its protection, including by increasing the number of controlled parameters of the machine;

- сокращение количества неоправданных отключений приводов машины в динамических режимах ее работы с соответствующим повышением ресурса работы машины и улучшением условий труда машиниста;- reduction in the number of unjustified shutdowns of the machine’s drives in the dynamic modes of its operation with a corresponding increase in the machine’s operating life and improvement of the operator’s working conditions;

- упрощение используемых технических средств с соответствующим повышением надежности, упрощением монтажа и технического обслуживания ограничителя за счет реализации более совершенных алгоритмов функционирования управляющего устройства или применения многокоординатного датчика нагрузки.- simplification of the used technical means with a corresponding increase in reliability, simplification of the installation and maintenance of the limiter due to the implementation of more advanced algorithms for the functioning of the control device or the use of a multi-axis load sensor.

В первом варианте ограничителя нагрузки грузоподъемной или строительной машины, содержащем установленные на ней датчики, включающие, по меньшей мере, один датчик нагрузки, подключенный к управляющему устройству, указанные технические результаты достигаются за счет того, что, по меньшей мере, один датчик нагрузки, установленный на оборудовании или в шарнирном узле оборудования машины, обеспечивает измерение сил, механических напряжений или деформаций, по меньшей мере, в двух направлениях (измерение двух или более составляющих вектора нагрузки).In the first version of the load limiter of a lifting or construction machine, containing sensors installed on it, including at least one load sensor connected to the control device, these technical results are achieved due to the fact that at least one load sensor installed on the equipment or in the hinge unit of the equipment of the machine, provides the measurement of forces, mechanical stresses or strains in at least two directions (measurement of two or more vector components on loads).

В частности, датчик нагрузки установлен на стреле грузоподъемного крана или машины другого типа и осуществляет одновременное измерение силы, момента или деформации изгиба, а также силы, механического напряжения или деформации растяжения/сжатия стрелы.In particular, the load sensor is mounted on the boom of a crane or other type of machine and simultaneously measures the force, moment or bending strain, as well as the force, mechanical stress or tensile / compression boom deformation of the boom.

При этом управляющее устройство формирует предупреждающие сигналы для машиниста и/или сигналы блокирования движений машины, обеспечивая предотвращение превышения текущих значений измеренных сил, механических напряжений или деформаций, их предельно допустимых величин в каждом направлении. Эти величины, например предельно допустимые величины сил изгиба и сжатия, имеют различные значения и предварительно записаны в памяти управляющего устройства.In this case, the control device generates warning signals for the driver and / or signals blocking the movements of the machine, ensuring that current values of measured forces, mechanical stresses or deformations, their maximum permissible values in each direction are not exceeded. These values, for example, the maximum allowable values of bending and compression forces, have different values and are pre-recorded in the memory of the control device.

Управляющее устройство может использовать результаты измерения нагрузки по двум или трем координатам для вычисления длины и/или пространственного положения стрелы или иного оборудования машины. Необходимые вычисления при этом осуществляются с использованием математической модели машины или ее оборудования.The control device can use the load measurement results in two or three coordinates to calculate the length and / or spatial position of the boom or other equipment of the machine. The necessary calculations are carried out using a mathematical model of the machine or its equipment.

Во втором варианте ограничителя нагрузки, содержащем, по меньшей мере, один датчик нагрузки, подключенный к управляющему устройству, формирующему сигналы, направленные на предотвращение превышения измеренного значения нагрузки его предельно допустимой величины, указанные технические результаты достигаются тем, что управляющее устройство осуществляет автоматическое либо по команде машиниста плавное или скачкообразное изменение предельно допустимой величины нагрузки машины в зависимости от времени и/или режима или стадии нагружения машины.In the second version of the load limiter, containing at least one load sensor connected to a control device that generates signals aimed at preventing the measured load value from exceeding its maximum permissible value, these technical results are achieved by the fact that the control device automatically or by command the driver a smooth or abrupt change in the maximum allowable load of the machine depending on the time and / or mode or stage of loading machine.

Управляющее устройство при этом может осуществлять увеличение предельно допустимой величины нагрузки в режимах или стадиях нагружения машины, при которых осуществляется увеличение текущей величины нагрузки, подъем грузозахватного органа, стрелы или другого оборудования машины и/или этот подъем с ускорением, а также последующее снижение этой предельно допустимой величины через установленный интервал (задержку) времени. Изменение предельно допустимой величины нагрузки во времени, осуществляемое с использованием динамической математической модели машины или ее оборудования, предварительно записанной в памяти управляющего устройства, может иметь прямоугольную, треугольную, трапецеидальную или куполообразную (колоколообразную) форму.In this case, the control device can increase the maximum allowable load in the modes or stages of loading the machine, in which the current load increases, the lifting device, boom or other equipment of the machine rise and / or this rise with acceleration, as well as a subsequent decrease in this maximum permissible values at a set interval (delay) of time. The change in the maximum allowable load in time, carried out using a dynamic mathematical model of the machine or its equipment, previously recorded in the memory of the control device, can have a rectangular, triangular, trapezoidal or domed (bell-shaped) shape.

Указанный интервал (задержка) времени устанавливается управляющим устройством, в частности, таким образом, чтобы при попытке подъема чрезмерно большого груза либо подъема оборудования машины с чрезмерно большим грузом не происходил отрыв этого груза или оборудования с грузом от опоры (земли) или от погрузочной площадки.The indicated time interval (delay) is set by the control device, in particular, so that when trying to lift an excessively large load or lift the equipment of an machine with an excessively large load, this load or equipment with the load does not detach from the support (ground) or from the loading platform.

Кроме того, для достижения указанных технических результатов изменение величины предельно допустимой нагрузки относительно предварительно заданной или вычисленной управляющим устройством допустимой нагрузки в статическом режиме работы машины может осуществляться в зависимости от параметров кривой нарастания (изменения) нагрузки машины во времени, от текущего значения этой нагрузки, от ускорения или скорости подъема грузозахватного органа, стрелы или другого оборудования машины и/или от его пространственного положения, определяемого с помощью соответствующих датчиков (длины, угла наклона и т.п.). Величина этого изменения может составлять, в частности, от 110% до 125% предельно допустимой нагрузки машины в статическом режиме ее работы.In addition, to achieve the specified technical results, a change in the maximum permissible load relative to a pre-set or calculated by the control device permissible load in the static mode of the machine can be carried out depending on the parameters of the curve of the rise (change) of the machine load over time, from the current value of this load, from acceleration or lifting speed of the load gripping body, boom or other equipment of the machine and / or from its spatial position, we determine th from appropriate sensors (length, angle of inclination, etc.). The magnitude of this change can be, in particular, from 110% to 125% of the maximum permissible load of the machine in the static mode of its operation.

В третьем варианте ограничителя нагрузки, содержащем установленные на машине датчики, включающие, по меньшей мере, датчики нагрузки и угла азимута, подключенные к управляющему устройству, формирующему сигналы, направленные на предотвращение превышения измеренного значения нагрузки его предельно допустимой величины, указанные технические результаты достигаются тем, что управляющее устройство осуществляет автоматическое либо по команде машиниста изменение предельно допустимой величины нагрузки при изменении угла азимута в рабочем диапазоне машины по углу азимута.In the third version of the load limiter, which contains sensors installed on the machine, including at least load and azimuth angle sensors, connected to a control device that generates signals aimed at preventing the measured load value from exceeding its maximum permissible value, these technical results are achieved by that the control device automatically or at the command of the driver changes the maximum permissible load when changing the azimuth angle in working range of the machine in azimuth.

В частности, на какой-либо стадии или стадиях подъема груза или оборудования с грузом, выявляемого соответствующим датчиком или группой датчиков, или на какой-либо стадии или стадиях работы привода машины на этот подъем устанавливается минимальное значение предельно допустимой величины нагрузки из всех его возможных значений в рабочем диапазоне работы машины по углу азимута, с последующим увеличением этой предельно допустимой величины нагрузки до значения, соответствующего текущему значению угла азимута.In particular, at any stage or stages of lifting a load or equipment with a load detected by an appropriate sensor or group of sensors, or at any stage or stages of a machine’s drive to that lift, the minimum value of the maximum allowable load value from all its possible values is set in the operating range of the machine in azimuth angle, with a subsequent increase in this maximum permissible load to a value corresponding to the current value of the azimuth angle.

Указанное увеличение предельно допустимой величины нагрузки машины во время или после подъема может осуществляться не всегда, а только в случае поворота машины в целом или ее поворотной части в сторону бóльшей нагрузочной способности или большей грузовой устойчивости. В этом случае управляющее устройство, используя сигналы управления поворотом машины и значения допустимой нагрузки или ее грузовой устойчивости при различных углах азимута, дополнительно определяет увеличение или уменьшение допустимой величины нагрузки при повороте машины в ту или иную сторону.The specified increase in the maximum permissible load of the machine during or after lifting may not always be carried out, but only if the machine as a whole or its rotary part is turned towards greater load capacity or greater load stability. In this case, the control device, using the control signals of the rotation of the machine and the values of the permissible load or its load stability at different azimuth angles, additionally determines an increase or decrease in the allowable load when the machine is turned in one direction or another.

Кроме того, для достижения указанных технических результатов ограничитель нагрузки в любом варианте его исполнения дополнительно может быть оснащен:In addition, to achieve the specified technical results, the load limiter in any version of its design can additionally be equipped with:

- датчиками длины, угла наклона и иных параметров пространственного положения стрелы или иного оборудования машины, выходные сигналы которых используются управляющим устройством для изменения предельно допустимых значений нагрузки в зависимости от пространственного положения оборудования машины;- sensors of length, angle, and other parameters of the spatial position of the boom or other equipment of the machine, the output signals of which are used by the control device to change the maximum allowable load values depending on the spatial position of the equipment of the machine;

- энергонезависимым запоминающим устройством регистратора параметров (блоком памяти), в которое осуществляется запись параметров работы машины, выходных сигналов датчиков, управляющих воздействия машиниста и/или выходных сигналов, формируемых управляющим устройством, с возможностью считывания информации из этого запоминающего устройства в случае необходимости;- non-volatile memory of the parameter logger (memory unit), into which the machine operating parameters, the output signals of the sensors, the control actions of the driver and / or the output signals generated by the control device are recorded, with the ability to read information from this storage device if necessary;

- техническими средствами для реализации координатной защиты машины, заключающейся в формировании с помощью управляющего устройства предупреждающих сигналов для машиниста и/или сигналов блокирования движений машины, направленных на предотвращение перемещения машины и/или ее оборудования в зону недопустимого пространственного положения, параметры которой предварительно записаны в памяти управляющего устройства и/или введены в него машинистом. В частности, может быть реализовано предотвращение перемещения оборудования машины в запрещенную зону по углу азимута либо в запрещенной зоне по углу азимута может быть установлено минимальное значение допустимой нагрузки машины, достаточное для обеспечения возможности перемещения этого оборудования в транспортное или иное нерабочее положение.- technical means for implementing coordinate protection of the machine, which consists in generating, with the help of a control device, warning signals for the driver and / or signals blocking the movements of the machine aimed at preventing the movement of the machine and / or its equipment in an unacceptable spatial position zone, the parameters of which are previously stored in memory control device and / or entered into it by the driver. In particular, it can be implemented to prevent the machine equipment from moving to the forbidden zone along the azimuth angle, or in the forbidden zone along the azimuth angle, the minimum value of the permissible load of the machine can be set sufficient to ensure that this equipment can be moved to a transport or other inoperative position.

Сущность первого варианта предложенного технического решения заключается в использовании в ограничителе датчика нагрузки, обеспечивающего измерение двух или более составляющих нагрузки машины. Например, одновременного измерения усилий сжатия, изгиба и скручивания стрелы или иного оборудования машины с последующим использованием полученных данных для реализации функций защиты машины от перегрузки и, при необходимости, для вычисления параметров пространственного положения оборудования, например длины стрелы. Использование подобных датчиков нагрузки в ограничителях грузоподъемности не известно из уровня техники.The essence of the first version of the proposed technical solution is to use a load cell in the limiter, which measures two or more components of the load of the machine. For example, simultaneously measuring the compression, bending and twisting forces of the boom or other equipment of a machine, followed by using the data obtained to implement the functions of protecting the machine from overload and, if necessary, to calculate the spatial position of the equipment, for example, the length of the boom. The use of such load cells in load limiters is not known in the art.

Сущность второго и третьего вариантов предложенного ограничителя заключается в реализации динамического, в том числе плавного, программного изменения предельно допустимой величины нагрузки машины во времени или в рабочем диапазоне углов азимута (углов поворота машины или ее поворотной части). Ранее в ограничителях нагрузки использовались только задержки при включении защиты от перегрузки, а также блокирование работы машины в ее нерабочей зоне по углу азимута. Например, при нахождении стрелы грузоподъемного крана над его кабиной.The essence of the second and third options of the proposed limiter is to implement dynamic, including smooth, programmatic changes in the maximum allowable load of the machine in time or in the working range of azimuth angles (rotation angles of the machine or its rotary part). Previously, load delimiters used only delays when switching on overload protection, as well as blocking the operation of the machine in its inoperative zone in the azimuth angle. For example, when the boom of a hoisting crane is located above its cabin.

Соответственно, указанные отличительные признаки заявленных вариантов ограничителя нагрузки, обеспечивающие достижение указанных технических результатов, не известны из уровня техники.Accordingly, these distinguishing features of the claimed variants of the load limiter, ensuring the achievement of these technical results, are not known from the prior art.

На фиг.1 показана кинематическая схема машины (на примере грузоподъемного крана) и упрощенная функциональная схема ограничителя нагрузки. На фиг.2 приведена диаграмма изменения нагрузки при подъеме груза или оборудования машины с грузом.Figure 1 shows the kinematic diagram of the machine (for example, a crane) and a simplified functional diagram of the load limiter. Figure 2 shows a diagram of the change in load when lifting the load or equipment of the machine with the load.

Ограничитель нагрузки грузоподъемной или строительной машины содержит управляющее устройство 1 и подключенные к нему датчики параметров работы машины, включающие в себя, по меньшей мере, один датчик нагрузки 2 и, в случае необходимости, датчик длины рабочего оборудования (стрелы) 3, датчик ускорения 4, датчик угла азимута 5 и дополнительные датчики 6.The load limiter of a lifting or construction machine contains a control device 1 and connected to it sensors of the machine operation parameters, including at least one load sensor 2 and, if necessary, a length sensor for working equipment (boom) 3, an acceleration sensor 4, azimuth angle sensor 5 and additional sensors 6.

Датчики могут именоваться периферийными устройствами регистрации, периферийными контроллерами, измерительными устройствами и т.д. Они размещены в различных зонах машины, могут быть объединены в группы и могут иметь как аналоговые, так и цифровые выходы.Sensors can be referred to as peripheral recording devices, peripheral controllers, measuring devices, etc. They are located in different areas of the machine, can be grouped and can have both analog and digital outputs.

Датчики предназначены для измерения параметров работы машины, характеризующих, в первую очередь, нагрузку и пространственное положение как самой машины, так и ее рабочего оборудования.Sensors are designed to measure the parameters of the machine, characterizing, first of all, the load and spatial position of both the machine itself and its working equipment.

Датчик нагрузки 2 может быть установлен на корневой или выдвижной секции стрелы или иного оборудования машины, может быть выполнен в виде вставки в ось шарнирного узла оборудования машины, вставки в ось блоков, которые охватывает канат (например, грузовой или стреловой канат грузоподъемной машины), в ось крепления проушин гидроцилиндра подъема рабочего оборудования и т.д.The load sensor 2 can be installed on the root or extendable section of the boom or other equipment of the machine, can be made in the form of an insert in the axis of the hinge assembly of the equipment of the machine, insert in the axis of the blocks that cover the rope (for example, a load or jib rope of a lifting machine), axis of fastening of eyes of a hydraulic cylinder of lifting of working equipment, etc.

Датчик нагрузки 2, приспособленный для измерения нагрузки в двух или более направлениях, выполнен, в частности, в виде группы тензорезисторных мостов, тензорезисторы в которых ориентированы по соответствующим осям чувствительности. В этом случае на поверхность корневой или выдвижной секции стрелы наклеиваются две группы тензорезисторов, обеспечивающие измерение усилий сжатия и изгиба стрелы. Аналогичным образом две или три группы тензорезисторов, образующие два или три тензометрических моста, могут быть наклеены на тензометрическую ось, обеспечивая возможность измерения прикладываемых к этой оси усилий в двух или трех направлениях. Далее эта тензометрическая ось используется в качестве оси шарнирного узла оборудования машины.The load sensor 2, adapted to measure the load in two or more directions, is made, in particular, in the form of a group of strain gages bridges in which the strain gages are oriented along the corresponding sensitivity axes. In this case, two groups of strain gauges are glued to the surface of the root or extendable boom sections, providing a measurement of the compression and bending forces of the boom. Similarly, two or three groups of strain gauges forming two or three strain gauge bridges can be glued to the strain gauge axis, making it possible to measure the forces applied to this axis in two or three directions. Further, this strain gauge axis is used as the axis of the hinge assembly of the machine equipment.

В зависимости от варианта исполнения ограничителя в состав датчиков 6 могут входить датчики угловых положений органов управления машиной, датчики параметров приводов, датчики параметров (положений, границ, координат, размеров) подвижных и/или неподвижных объектов (препятствий для работы машины), расположенных в зоне ее работы (на строительной площадке), а также датчики, осуществляющие измерение параметров внешних условий работы машины - уклона рабочей площадки (креномер), скорости ветра, температуры окружающей среды, освещенности рабочей площадки и т.п.Depending on the version of the limiter, the sensors 6 may include sensors of the angular positions of the machine controls, sensors of the parameters of the drives, sensors of the parameters (positions, boundaries, coordinates, sizes) of moving and / or stationary objects (obstacles for the machine) located in the zone its work (at the construction site), as well as sensors that measure the parameters of the external conditions of the machine - the slope of the work site (roll gauge), wind speed, ambient temperature, and working light platforms, etc.

Выходы управляющего устройства 1 подключены к управляющим входам электрических или гидравлических приводов машины 7.The outputs of the control device 1 are connected to the control inputs of the electric or hydraulic drives of the machine 7.

Машина может иметь, в частности, ручное управление. В этом случае передача сигналов управления от управляющего устройства 1 на приводы 7 осуществляется с целью блокирования их работы (остановки работы приводов и движений машины или ее рабочего оборудования).The machine may have, in particular, manual control. In this case, the transmission of control signals from the control device 1 to the drives 7 is carried out in order to block their work (stop the operation of the drives and the movements of the machine or its working equipment).

Управляющее устройство 1, которое может именоваться также блоком управления, контроллером, цифровым вычислителем и т.п., реализовано на основе микроконтроллера 8, к которому подключены органы управления 9 машиной и/или ограничителем нагрузки, устройство ввода-вывода информации 10, устройство индикации звуковой, световой и/или речевой индикации 11 и блок памяти 12.The control device 1, which may also be referred to as a control unit, controller, digital computer, etc., is implemented on the basis of a microcontroller 8, to which controls 9 of the machine and / or load limiter, an input / output device for information 10, an audio indication device are connected , light and / or speech indication 11 and the memory unit 12.

В состав управляющего устройства 1 могут входить часы реального времени, устройство для связи с подвижными или неподвижными объектами по каналу GSM/CDMA, устройство позиционирования машины GPS/Глонасс и другие устройства, подключенные к микроконтроллеру 8 или к устройству ввода-вывода информации 10 (на чертеже условно не показаны).The control device 1 may include a real-time clock, a device for communicating with moving or stationary objects via a GSM / CDMA channel, a GPS / Glonass positioning device, and other devices connected to a microcontroller 8 or to an information input-output device 10 (in the drawing conditionally not shown).

Соединение устройства ввода-вывода информации 9 с датчиками 2-6 и с приводами машины 7 может осуществляться с использованием аналоговых и/или цифровых сигналов по отдельным проводам, по мультиплексному каналу обмена данными (CAN, LIN, RS-485 и т.д.) и/или по радиоканалу, например Bluetooth, Wi-Fi или ZigBee.The connection of the input / output device information 9 with sensors 2-6 and with the drives of the machine 7 can be carried out using analog and / or digital signals via separate wires, via a multiplex communication channel (CAN, LIN, RS-485, etc.) and / or over the air, such as Bluetooth, Wi-Fi or ZigBee.

Устройство ввода-вывода информации 10 для формирования сигналов управления приводами 7 необходимого уровня может содержать усилители мощности (набор электронных ключей, реле, пускателей и т.д.).An input / output device for information 10 for generating control signals for drives 7 of a required level may include power amplifiers (a set of electronic keys, relays, starters, etc.).

В случае необходимости между устройством ввода-вывода информации 10 и приводами 7 может быть включен дополнительный выходной блок, условно не показанный на чертеже и содержащий, например, усилители мощности, электрогидравлические распределители, электромеханические позиционеры и т.п. Выходной блок может содержать собственный микроконтроллер и средства для подключения к управляющему устройству 1 посредством отдельных проводов или мультиплексного канала обмена данными.If necessary, between the information input-output device 10 and the drives 7, an additional output unit may be included, not shown conditionally in the drawing and containing, for example, power amplifiers, electro-hydraulic distributors, electromechanical positioners, etc. The output unit may contain its own microcontroller and means for connecting to the control device 1 through separate wires or a multiplex communication channel.

Органы управления 9 выполнены в виде набора кнопок, клавиш, переключателей, педалей, джойстиков и/или других электромеханических компонентов.The controls 9 are made in the form of a set of buttons, keys, switches, pedals, joysticks and / or other electromechanical components.

Устройство индикации 11 содержит набор светодиодных или иных световых индикаторов, символьный или графический дисплей и звуковой или речевой сигнализатор.The indicating device 11 comprises a set of LED or other light indicators, a symbolic or graphic display, and an audio or speech signaling device.

Блок памяти 12 выполнен, предпочтительно, в виде микросхем энергонезависимой Flash памяти. Этот блок памяти 12, микроконтроллер 8 либо устройство ввода-вывода информации 10 оснащен/оснащено разъемом и приспособлен/приспособлено для подключения внешнего устройства считывания информации регистратора параметров машины, записанной в блоке памяти 12 (на чертеже условно не показано).The memory block 12 is made, preferably, in the form of chips non-volatile Flash memory. This memory unit 12, the microcontroller 8 or the input / output device information 10 is equipped / equipped with a connector and adapted / adapted to connect an external device for reading information from the machine parameter recorder recorded in the memory unit 12 (not shown conventionally in the drawing).

Ограничитель нагрузки работает следующим образом.The load limiter works as follows.

Управление машиной осуществляется машинистом с помощью органов ручного управления, соединенных с приводами 7 (на чертеже условно не показаны), либо с помощью органов управления 9.The machine is controlled by the driver using manual controls connected to the drives 7 (not shown conditionally in the drawing), or using the controls 9.

После начала движения машины или ее оборудования, инициированного машинистом, управляющее устройство 1 с помощью датчиков 2-6 контролирует уровень нагрузки машины и пространственное положение ее рабочего оборудования (грузозахватного органа и стрелы грузоподъемного крана, платформы подъемника, ковша погрузчика и т.д.).After the start of the movement of the machine or its equipment, initiated by the driver, the control device 1 with the help of sensors 2-6 monitors the load level of the machine and the spatial position of its working equipment (load-lifting member and boom of the crane, lift platform, loader bucket, etc.).

Допустимые режимы нагружения, соответствующие статическим режимам работы машины, например, в виде ее грузовых характеристик, предварительно записаны в память микроконтроллера 8 или в блок памяти 12.Permissible loading modes corresponding to the static operating modes of the machine, for example, in the form of its load characteristics, are pre-recorded in the memory of the microcontroller 8 or in the memory unit 12.

С использованием этих данных микроконтроллер 8 определяет предельно допустимое значение нагрузки машины в текущий момент времени. Это значение, в общем случае, зависит от пространственного положения оборудования машины и от внешних условий эксплуатации (уклона рабочей площадки, скорости ветра и т.д.).Using this data, the microcontroller 8 determines the maximum allowable load value of the machine at the current time. This value, in the general case, depends on the spatial position of the machine equipment and on external operating conditions (slope of the working platform, wind speed, etc.).

Далее микроконтроллер 8 осуществляет сравнение текущей величины нагрузки машины, полученной с помощью датчика 2, с ее предельно допустимой величиной. По результатам этого сравнения микроконтроллер 8 формирует предупредительные сигналы для машиниста и/или сигналы блокирования движений машины из условия предотвращения перегрузки машины.Next, the microcontroller 8 compares the current value of the load of the machine, obtained using the sensor 2, with its maximum permissible value. According to the results of this comparison, the microcontroller 8 generates warning signals for the driver and / or signals blocking the movements of the machine from the condition of preventing overload of the machine.

Предупредительные сигналы устройством индикации 11 преобразуются в звуковые, световые или речевые сигналы, информирующие машиниста об опасности перегрузки машины и о необходимости прекращения движения машины или ее оборудования в данном направлении.Warning signals by the indicating device 11 are converted into sound, light or speech signals informing the driver about the danger of overloading the machine and about the need to stop the movement of the machine or its equipment in this direction.

Сигналы блокирования движений машины через устройство ввода-вывода информации 10 поступают на управляющие входы приводов 7 машины, что приводит к остановке их работы. Благодаря этому обеспечивается автоматическая защита машины от перегрузки.The signals blocking the movements of the machine through the input / output device information 10 are supplied to the control inputs of the drives 7 of the machine, which leads to a halt in their operation. This ensures automatic protection of the machine from overload.

При необходимости реализации защиты машины от столкновений с какими-либо препятствиями (реализации координатной защиты) микроконтроллер 8 управляющего устройства 1 с использованием сигналов датчиков 3-6 определяет текущее пространственное положение машины и ее оборудования, а также расстояние от машины и ее рабочего оборудования до границ рабочей зоны, предварительно записанных в памяти микроконтроллера 8, в блоке памяти 12 или введенных машинистом в микроконтроллер 8 с помощью органов управления 9.If it is necessary to implement protection of the machine from collisions with any obstacles (implementation of coordinate protection), the microcontroller 8 of the control device 1, using the signals of sensors 3-6, determines the current spatial position of the machine and its equipment, as well as the distance from the machine and its working equipment to the boundaries of the working zones previously recorded in the memory of the microcontroller 8, in the memory unit 12 or entered by the driver in the microcontroller 8 using the controls 9.

Если это расстояние уменьшается до минимально допустимого значения, микроконтроллер 8 аналогичным образом передает на устройство индикации 11 или на приводы машины 7 предупредительные сигналы для машиниста и сигналы блокирования движений машины, направленные на предотвращение столкновения машины или ее рабочего оборудования с подвижными или неподвижными препятствиями (объектами), расположенными в рабочей зоне машины (на строительной площадке).If this distance decreases to the minimum permissible value, the microcontroller 8 likewise transmits warning signals for the driver and blocking signals of the machine to the indicating device 11 or to the drives of the machine 7, aimed at preventing the collision of the machine or its working equipment with moving or stationary obstacles (objects) located in the working area of the machine (at the construction site).

Программно реализуемые алгоритмы защиты, а также численные значения отдельных параметров в этих алгоритмах зависят от допустимых скоростных и нагрузочных режимов работы каждой грузоподъемной или строительной машины в различных условиях эксплуатации. Они определяются в процессе проектирования этой машины или экспериментальным путем и далее реализуются микроконтроллером 8 управляющего устройства 1. Реализация осуществляется, преимущественно, с использованием статической и/или динамической математической модели машины или ее оборудования, предварительно записанной, например, в виде формул или таблиц в память микроконтроллера 8 или в блок памяти 12.Software-based protection algorithms, as well as the numerical values of individual parameters in these algorithms, depend on the permissible speed and load modes of each load-lifting or construction machine in various operating conditions. They are determined during the design process of this machine or experimentally and are further implemented by the microcontroller 8 of the control device 1. The implementation is carried out mainly using a static and / or dynamic mathematical model of the machine or its equipment, pre-recorded, for example, in the form of formulas or tables in memory microcontroller 8 or memory unit 12.

В процессе работы машины (при подъеме и перемещении груза грузоподъемным краном, при наборе материала ковшом погрузчика и т.д.) ее оборудование подвергается различным по характеру нагрузкам. Его конструкции могут подвергаться совместному воздействию нескольких видов нагрузки - растяжению и изгибу, сжатию, кручению и изгибу и т.д. Например, корневая секция стрелы в точке установки датчика нагрузки 2 (см. фиг.1) одновременно подвергается сжатию и изгибу.In the process of operation of the machine (when lifting and moving cargo with a crane, when collecting material with a loader bucket, etc.), its equipment is subjected to loads of a different nature. Its designs can be subjected to the combined action of several types of load - tensile and bending, compression, torsion and bending, etc. For example, the root section of the boom at the installation point of the load sensor 2 (see figure 1) is simultaneously subjected to compression and bending.

В первом варианте предложенного ограничителя нагрузки датчик 2 осуществляет одновременное измерение этих составляющих нагрузки. В зависимости от конструктивного исполнения датчика 2 эти составляющие могут быть представлены в виде сил, механических напряжений или деформаций стрелы в точке или в области установки датчика 2.In the first embodiment of the proposed load limiter, the sensor 2 simultaneously measures these load components. Depending on the design of the sensor 2, these components can be represented in the form of forces, mechanical stresses or deformations of the boom at a point or in the installation area of the sensor 2.

Полученные значения нагрузки по различным направлениям используются управляющим устройством 1 в качестве различных параметров нагрузки, подлежащих сравнению с предельно допустимыми значениями и ограничению их реальных значений. Соответственно, в памяти управляющего устройства 1 записаны различные значения предельно допустимой нагрузки для каждого направления ее приложения.The obtained load values in various directions are used by the control device 1 as various load parameters to be compared with the maximum permissible values and the limitation of their real values. Accordingly, various values of the maximum permissible load for each direction of its application are recorded in the memory of the control device 1.

Соотношение между отдельными компонентами нагрузки в различных направлениях зависит от пространственного положения оборудования (например, от длины и угла наклона стрелы), от величины рабочей нагрузки и т.д. Например, стрела при ее положении, близком к вертикальному, испытывает повышенную нагрузку сжатия и небольшую нагрузку на изгиб. В то же время при малых углах наклона стрелы преобладает ее нагрузка на изгиб.The relationship between the individual components of the load in different directions depends on the spatial position of the equipment (for example, on the length and angle of the boom), the magnitude of the workload, etc. For example, an arrow at its close to vertical position experiences an increased compression load and a slight bending load. At the same time, at small angles of inclination of the boom, its bending load prevails.

Поэтому раздельный учет этих видов нагрузок и их раздельное ограничение позволяет, с одной стороны, максимально полно использовать возможности оборудования машины, т.е. повысить ее производительность, а с другой стороны, обеспечить более эффективную защиту машины от перегрузки.Therefore, separate accounting of these types of loads and their separate limitation allows, on the one hand, to maximize the use of the capabilities of the equipment of the machine, i.e. increase its productivity, and on the other hand, provide more effective protection of the machine from overload.

Поскольку соотношение между отдельными составляющими нагрузки зависит от пространственного положения оборудования, это дает возможность управляющему устройству 1 вычислить, с использованием соответствующей математической модели, параметры пространственного положения этого оборудования. Например, длину стрелы или угол ее наклона.Since the ratio between the individual components of the load depends on the spatial position of the equipment, this allows the control device 1 to calculate, using the appropriate mathematical model, the parameters of the spatial position of this equipment. For example, the length of the arrow or the angle of its inclination.

Например, сила Q, приложенная к оголовку стрелы (фиг.1), может быть разложена на перпендикулярную Q1 и параллельную стреле Q2 составляющие. Первая составляющая Q1 создает изгиб стрелы, а другая Q2 - ее сжатие. Причем очевидно, что подъем стрелы (увеличение угла наклона α) при ее неизменной длине L и неизменной величине силы Q приведет к уменьшению Q1 и увеличению Q2, раздельно измеряемых датчиком 2. Поэтому, используя полученную расчетным или экспериментальным путем функциональную зависимость α=F(Q1, Q2, L), можно вычислить значение угла наклона стрелы α.For example, the force Q applied to the head of the boom (Fig. 1) can be decomposed into the components perpendicular to Q1 and parallel to the boom Q2. The first component Q1 creates a bend of the arrow, and the other Q2 - its compression. Moreover, it is obvious that the boom lift (increase in the angle of inclination α) with its constant length L and constant value of force Q leads to a decrease in Q1 and an increase in Q2, separately measured by the sensor 2. Therefore, using the functional dependence α = F (Q1 obtained by calculation or experimentally , Q2, L), we can calculate the value of the boom angle α.

Аналогичным образом при известной величине угла наклона стрелы α, измеренной с помощью соответствующего датчика, может быть вычислена длина стрелы L=Ψ(Q1, Q2, α).Similarly, for a known boom angle α measured using a suitable sensor, the boom length L = Ψ (Q1, Q2, α) can be calculated.

Это дает возможность реализовать защиту от столкновений оборудования машины с препятствиями без применения, соответственно, датчика угла наклона или датчика длины стрелы или иного оборудования машины.This makes it possible to implement protection against collisions of machine equipment with obstacles without using, respectively, a tilt angle sensor or a boom length sensor or other machine equipment.

В процессе подъема машиной груза либо оборудования с грузом на это оборудование воздействуют как статические, так и динамические нагрузки. Этот подъем вследствие упругой податливости оборудования машины, подвески груза и т.д. сопровождается колебаниями (фиг.2).In the process of lifting a load of a machine or equipment with a load, both static and dynamic loads act on this equipment. This rise is due to the elastic flexibility of the machine equipment, load suspension, etc. accompanied by fluctuations (figure 2).

Возникающие при этом кратковременные динамические нагрузки не опасны для машины и ее оборудования, поскольку имеют относительно небольшую величину и не могут привести к потере устойчивости (опрокидыванию) машины, тем более если при этом не происходит отрыва груза или оборудования с грузом от земли (от погрузочной площадки). Поэтому ограничитель нагрузки может на них не реагировать.The resulting short-term dynamic loads are not dangerous for the machine and its equipment, since they are relatively small and cannot lead to the loss of stability (capsizing) of the machine, especially if there is no separation of the load or equipment with the load from the ground (from the loading platform) ) Therefore, the load limiter may not respond to them.

В этих случаях, с целью исключения неоправданных отключений и повторных включений приводов 7 (моменты времени t1 и t2, показанные на фиг.2), управляющее устройство 1 осуществляет плавное или скачкообразное изменение предельно допустимой величины нагрузки Qмax во времени.In these cases, in order to eliminate unjustified trips and re-starts of the drives 7 (time t1 and t2 shown in figure 2), the control device 1 performs a smooth or stepwise change in the maximum allowable load Qmax in time.

Это изменение происходит либо автоматически, либо после формирования машинистом разрешающего сигнала на это изменение с помощью одного из органов управления 9.This change occurs either automatically or after the driver generates an enable signal for this change using one of the controls 9.

При реализации этого изменения микроконтроллер 8 управляющего устройства 1 с помощью датчиков 2-6 выявляет увеличение текущей величины нагрузки Q(t), подъем грузозахватного органа, стрелы или другого оборудования машины либо наличие этого подъема с ускорением (с помощью датчика ускорения 4). После этого микроконтроллер 8 осуществляет увеличение предельно допустимой величины нагрузки относительно ее значения в статическом режиме Qmax.ст на величину ΔQмax, которая может составлять, в частности, от 110% до 125% от Qmax.ст (фиг.2).When implementing this change, the microcontroller 8 of the control device 1 using sensors 2-6 reveals an increase in the current value of the load Q (t), the rise of the load-gripping body, boom or other equipment of the machine or the presence of this rise with acceleration (using acceleration sensor 4). After that, the microcontroller 8 performs an increase in the maximum permissible load relative to its value in the static mode Qmax.st by ΔQmax, which can be, in particular, from 110% to 125% of Qmax.st (Fig. 2).

Это изменение может иметь прямоугольную (фиг.2, Qmax.п), трапецеидальную (фиг.2, Qmax.т), треугольную или куполообразную форму.This change may have a rectangular (figure 2, Qmax.p), trapezoidal (figure 2, Qmax.t), triangular or dome-shaped.

Снижение предельно допустимой величины нагрузки Qмax после перехода машины в статический режим работы, т.е. при переходе в неподвижное состояние или движение с постоянной скоростью, осуществляется непосредственно после прекращения действия фактора, инициировавшего это увеличение, либо через установленный интервал (задержку) времени, величина которого устанавливается, в частности, таким образом, чтобы при подъеме груза или оборудования машины с грузом, имеющим массу, превышающую допустимую, не происходил отрыв груза или оборудования с грузом от опоры или от погрузочной площадки (земли).Reducing the maximum allowable load Qmax after the machine enters the static mode of operation, i.e. when moving to a stationary state or moving at a constant speed, it is carried out immediately after the termination of the factor that initiated this increase, or after a set interval (delay) of time, the value of which is set, in particular, so that when lifting the load or equipment of the machine with the load having a mass exceeding the permissible, there was no separation of the cargo or equipment with the cargo from the support or from the loading platform (land).

Определение наиболее оптимальной формы и параметров изменения Qмax может осуществляться микроконтроллером 8 с использованием динамической математической модели машины или ее оборудования, предварительно записанной в памяти этого микроконтроллера (цифрового вычислителя) 8. Форма и параметры кривой Qмax в общем случае зависят от текущей нагрузки машины и пространственного положения ее оборудования.The determination of the most optimal shape and change parameters Qmax can be carried out by microcontroller 8 using a dynamic mathematical model of the machine or its equipment previously stored in the memory of this microcontroller (digital computer) 8. The shape and parameters of the Qmax curve generally depend on the current load of the machine and the spatial position her equipment.

Алгоритмы их расчета зависят от конструкции машины и определяются на стадии проектирования ограничителя нагрузки или экспериментальным путем с использованием известных методов. Например, предварительно могут быть построены кривые текущих значений Q(t) в различных динамических режимах работы машины при различных способах контроля процесса подъема. Далее путем анализа и аппроксимации этих кривых могут быть выбраны наиболее оптимальные (с точки зрения простоты реализации ограничителя и эффективности защиты машины) алгоритмы изменения Qмax, которые записываются в блок памяти 12 или в память микроконтроллера 8, который программно реализует эти алгоритмы в процессе работы машины.The algorithms for their calculation depend on the design of the machine and are determined at the design stage of the load limiter or experimentally using known methods. For example, curves of the current values of Q (t) can be preliminarily constructed in various dynamic modes of the machine with various methods of controlling the lifting process. Further, by analyzing and approximating these curves, the most optimal (from the point of view of ease of implementation of the limiter and protection efficiency of the machine) Qmax change algorithms that are recorded in the memory unit 12 or in the memory of the microcontroller 8, which programmatically implements these algorithms during the operation of the machine, can be selected.

Максимально допустимая величина нагрузки машины, у которой рабочее оборудование размещено на поворотной части (поворотной платформе), в общем случае зависит от угла азимута - угла между поворотной и неповоротной (опорной, ходовой и т.п.) частями машины.The maximum allowable load of the machine, in which the working equipment is located on the rotary part (turntable), in general, depends on the azimuth angle - the angle between the rotary and non-rotary (supporting, running, etc.) parts of the machine.

В известных конструкциях ограничителей величина предельно допустимой нагрузки устанавливается исходя из минимального значения предельно допустимой величины нагрузки из всех их возможных значений в рабочем диапазоне машины по углу азимута. Это приводит, с одной стороны, к недоиспользованию машины, а с другой стороны, - к динамическим нагрузкам и к снижению безопасности работы машины за счет неоправданных отключений ее приводов.In the known constructions of the limiters, the maximum permissible load is set based on the minimum value of the maximum permissible load from all their possible values in the operating range of the machine in azimuth angle. This leads, on the one hand, to underutilization of the machine, and on the other hand, to dynamic loads and to a decrease in the safety of the machine due to unjustified shutdowns of its drives.

Для исключения этих недостатков микроконтроллер 8 (автоматически или после получения разрешающего сигнала машиниста с органов управления 9) осуществляет изменение предельно допустимой величины нагрузки при изменении угла азимута в рабочем диапазоне машины по углу азимута.To eliminate these drawbacks, the microcontroller 8 (automatically or after receiving the driver’s enable signal from the control 9) changes the maximum allowable load when the azimuth angle in the operating range of the machine changes along the azimuth angle.

Для этого микроконтроллер 8 первоначально устанавливает минимальное значение предельно допустимой величины нагрузки из всех ее возможных значений в рабочем диапазоне машины по углу азимута, что обеспечивает безопасность работы машины. Далее микроконтроллер 8 во время или после завершения подъема груза, выявляемого с помощью соответствующих датчиков, увеличивает эту предельно допустимую величину нагрузки до значения, соответствующего текущему значению угла азимута.For this, the microcontroller 8 initially sets the minimum value of the maximum permissible load value of all its possible values in the operating range of the machine in azimuth angle, which ensures the safety of the machine. Next, the microcontroller 8 during or after the completion of the lifting of the load detected using the appropriate sensors, increases this maximum allowable load to a value corresponding to the current value of the azimuth angle.

С целью повышения безопасности работы машины микроконтроллер 8 может осуществлять указанное увеличение предельно допустимой величины нагрузки не всегда, а только в случае поворота машины в сторону бóльшей допустимой нагрузки или бóльшей грузовой устойчивости. Выявление направления поворота машины при этом осуществляется микроконтроллером 8, в частности, путем выявления сигналов управления поворотом.In order to increase the safety of operation of the machine, the microcontroller 8 can carry out the indicated increase in the maximum permissible load value not always, but only if the machine is turned towards a higher permissible load or greater load stability. The detection of the direction of rotation of the machine is carried out by the microcontroller 8, in particular, by detecting the rotation control signals.

В случае необходимости управляющее устройство 1 блокирует перемещение оборудования машины в запрещенную зону по углу азимута либо устанавливает в этой зоне нулевое или минимальное значение допустимой нагрузки машины, обеспечивая в этой зоне полный запрет работы машины либо возможность перемещения оборудования машины только без нагрузки на нем. Например, устанавливает минимальное разрешенное значение нагрузки, достаточное лишь для перемещения этого оборудования в транспортное или иное нерабочее положение.If necessary, the control device 1 blocks the movement of the equipment of the machine into the forbidden zone along the azimuth angle or sets in this zone the zero or minimum value of the permissible load of the machine, providing in this zone a complete ban on the operation of the machine or the possibility of moving the equipment of the machine only without loading on it. For example, it sets the minimum permitted load value, sufficient only to move this equipment to a transport or other inoperative position.

Микроконтроллер 8, одновременно с реализацией функции ограничения нагрузки машины, может осуществлять запись параметров движений машины, выходных сигналов датчиков 2-6 и отметок часов реального времени в блок памяти 12 регистратора параметров для последующего контроля и анализа работы машины.The microcontroller 8, simultaneously with the implementation of the function of limiting the load of the machine, can record the parameters of the movements of the machine, the output signals of the sensors 2-6 and the real-time clock marks in the memory unit 12 of the parameter logger for subsequent monitoring and analysis of the operation of the machine.

Группа изобретений допускает также иные варианты реализации ограничителей нагрузки грузоподъемных или строительных машин при сохранении общего изобретательского замысла, изложенного в формуле изобретения.The group of inventions also allows other options for the implementation of load limiters of lifting or construction machines while maintaining the general inventive concept set forth in the claims.

Источники информацииInformation sources

1. RU 2116240 C1, В66С 23/90, 27.07.1998.1. RU 2116240 C1, B66C 23/90, 07.27.1998.

2. RU 2093452 С1, В66С 13/18, 15/00, 23/88, 20.10.1997.2. RU 2093452 C1, B66C 13/18, 15/00, 23/88, 10.20.1997.

3. RU 2326806 C1, В66С 23/90, В66С 13/18, 20.06.2008.3. RU 2326806 C1, B66C 23/90, B66C 13/18, 06/20/2008.

Claims (24)

1. Ограничитель нагрузки грузоподъемной или строительной машины, содержащий установленные на ней датчики, включающие, по меньшей мере, один датчик нагрузки, подключенный к управляющему устройству, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один датчик нагрузки, установленный на оборудовании или в шарнирном узле оборудования машины, выполнен с возможностью измерения механических напряжений или деформаций, по меньшей мере, в двух направлениях или измерения двух составляющих вектора нагрузки.1. The load limiter of a lifting or construction machine, comprising sensors installed thereon, including at least one load sensor connected to a control device, characterized in that at least one load sensor mounted on the equipment or in the hinge unit machine equipment, is configured to measure mechanical stresses or strains in at least two directions or measure two components of the load vector. 2. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что датчик нагрузки установлен на стреле грузоподъемного крана или другой машины и выполнен с возможностью измерения силы, или момента, или деформации изгиба, а также силы, или механического напряжения, или деформации растяжения/сжатия стрелы.2. The limiter according to claim 1, characterized in that the load sensor is mounted on the boom of a crane or other machine and is configured to measure force, or moment, or bending strain, as well as force, or mechanical stress, or boom tensile / compression deformation . 3. Ограничитель по п.1 или 2, отличающийся тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью формирования предупреждающих сигналов для машиниста и/или сигналов блокирования движений машины, направленных на предотвращение превышения текущих значений измеренных сил, или механических напряжений, или деформаций, их предельно допустимых величин в каждом направлении воздействия нагрузки.3. The limiter according to claim 1 or 2, characterized in that the control device is configured to generate warning signals for the driver and / or signals blocking the movements of the machine, aimed at preventing exceeding the current values of the measured forces, or mechanical stresses, or deformations, their maximum allowable values in each direction of the load. 4. Ограничитель по п.3, отличающийся тем, что указанные предельно допустимые величины предварительно записаны в памяти управляющего устройства и имеют различные значения, по меньшей мере, для двух различных направлений воздействия нагрузки.4. The limiter according to claim 3, characterized in that the specified maximum permissible values are pre-recorded in the memory of the control device and have different values for at least two different directions of the load. 5. Ограничитель по п.1 или 2, отличающийся тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью вычисления длины и/или пространственного положения стрелы или иного оборудования машины с использованием математической модели машины или ее оборудования, а также выходных сигналов, по меньшей мере, одного датчика, характеризующего нагрузку, по меньшей мере, в двух различных направлениях ее воздействия.5. The limiter according to claim 1 or 2, characterized in that the control device is configured to calculate the length and / or spatial position of the boom or other equipment of the machine using a mathematical model of the machine or its equipment, as well as output signals of at least one a sensor characterizing the load in at least two different directions of its impact. 6. Ограничитель по п.5, отличающийся тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью формирования предупреждающих сигналов для машиниста и/или сигналов блокирования движений машины, направленных на предотвращение перемещения машины и/или ее оборудования в зону недопустимого пространственного положения, параметры которой предварительно записаны в памяти управляющего устройства и/или введены в него машинистом.6. The limiter according to claim 5, characterized in that the control device is configured to generate warning signals for the driver and / or signals blocking the movements of the machine, aimed at preventing the movement of the machine and / or its equipment in an unacceptable spatial position zone, the parameters of which are pre-recorded in the memory of the control device and / or entered into it by the engineer. 7. Ограничитель по п.5, отличающийся тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью изменения предельно допустимых значений нагрузки в зависимости от длины и/или пространственного положения стрелы или иного оборудования машины.7. The limiter according to claim 5, characterized in that the control device is configured to change the maximum allowable load values depending on the length and / or spatial position of the boom or other equipment of the machine. 8. Ограничитель по любому из пп.1, 2, 4, 6 или 7, отличающийся тем, что он содержит два или более датчика нагрузки, установленных на различных конструктивных элементах оборудования и/или в его различных шарнирных узлах, а управляющее устройство выполнено с возможностью формирования предупреждающих сигналов для машиниста и/или сигналов блокирования движений машины, направленных на предотвращение превышения предельно допустимой величины каждого измеренного значения силы, или механического напряжения, или деформации.8. The limiter according to any one of claims 1, 2, 4, 6 or 7, characterized in that it contains two or more load sensors mounted on different structural elements of the equipment and / or in its various hinged nodes, and the control device is made with the ability to generate warning signals for the driver and / or signals blocking the movements of the machine, aimed at preventing exceeding the maximum permissible value of each measured value of force, or mechanical stress, or deformation. 9. Ограничитель по любому из пп.1, 2, 4, 6 или 7, отличающийся тем, что датчики дополнительно включают в себя датчик длины, и/или датчик угла наклона стрелы или другого оборудования машины, и/или датчик угла азимута, подключенные к управляющему устройству, которое оснащено блоком энергонезависимой памяти и выполнено с возможностью записи в него параметров работы машины, и/или выходных сигналов датчиков, и/или управляющих воздействия машиниста, и/или выходных сигналов, формируемых управляющим устройством, с возможностью считывания информации из этого блока памяти в случае необходимости.9. A limiter according to any one of claims 1, 2, 4, 6 or 7, characterized in that the sensors further include a length sensor and / or an angle sensor for the boom or other equipment of the machine, and / or an azimuth angle sensor connected to the control device, which is equipped with a non-volatile memory unit and configured to record machine operation parameters and / or output signals of the sensors and / or control actions of the driver, and / or output signals generated by the control device, with the ability to read information from of this memory block if necessary. 10. Ограничитель нагрузки грузоподъемной или строительной машины, содержащий установленные на ней датчики, включающие, по меньшей мере, один датчик нагрузки, подключенный к управляющему устройству, которое выполнено с возможностью формирования предупреждающих сигналов для машиниста и/или сигналов блокирования движений машины, направленных на предотвращение превышения измеренного значения нагрузки его предельно допустимой величины, отличающийся тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью плавного или скачкообразного изменения этой предельно допустимой величины в зависимости от времени и/или от режима или стадии нагружения машины.10. The load limiter of a lifting or construction machine, comprising sensors installed on it, including at least one load sensor connected to a control device, which is configured to generate warning signals for the driver and / or signals blocking machine movements aimed at preventing exceeding the measured load value of its maximum permissible value, characterized in that the control device is made with the possibility of smooth or spasmodic from changes in this maximum permissible value depending on the time and / or on the mode or stage of loading of the machine. 11. Ограничитель по п.10, отличающийся тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью автоматического, либо в случае наличия разрешающей команды машиниста, увеличения предельно допустимой величины нагрузки во время увеличения ее текущей величины, и/или на какой либо стадии или стадиях подъема грузозахватного органа, или стрелы, или другого оборудования машины, и/или во время этого подъема с ускорением, с последующим снижением этой предельно допустимой величины после прекращения увеличения текущей величины нагрузки, и/или прекращения указанного подъема, и/или после перехода к подъему с постоянной скоростью.11. The limiter according to claim 10, characterized in that the control device is configured to automatically, or in the case of an authorizing command of the driver, increase the maximum permissible load while increasing its current value, and / or at any stage or stages of lifting the load-lifting body, or boom, or other equipment of the machine, and / or during this rise with acceleration, followed by a decrease in this maximum permissible value after the termination of the increase in the current value of the load, and / or eniya said lifting and / or after the transition to the rise at a constant rate. 12. Ограничитель по п.11, отличающийся тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью указанного снижения предельно допустимой величины нагрузки через установленный управляющим устройством интервал времени или задержку времени, либо непосредственно после указанного прекращения увеличения текущей величины нагрузки, и/или прекращения указанного подъема, и/или перехода к подъему с постоянной скоростью.12. The limiter according to claim 11, characterized in that the control device is configured to reduce the maximum allowable load value through a time interval or a time delay set by the control device, or immediately after the indicated termination of the increase in the current load value, and / or the termination of the specified rise, and / or transition to lifting at a constant speed. 13. Ограничитель по п.12, отличающийся тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью установки величины указанного интервала времени или указанной задержки времени таким образом, чтобы при подъеме груза или оборудования машины с грузом, имеющим массу, превышающую допустимую, не происходил отрыв груза или оборудования с грузом от опоры или от погрузочной площадки.13. The limiter according to claim 12, characterized in that the control device is configured to set the value of the specified time interval or the specified time delay so that when lifting the load or equipment of the machine with a load having a mass exceeding the permissible load separation does not occur or equipment loaded from a support or from a loading bay. 14. Ограничитель по любому из пп.10-13, отличающийся тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью изменения предельно допустимой величины нагрузки во времени, которое имеет имеет прямоугольную, или треугольную, или трапецеидальную, или куполообразную форму.14. The limiter according to any one of paragraphs.10-13, characterized in that the control device is configured to change the maximum allowable load in time, which has a rectangular, or triangular, or trapezoidal, or domed shape. 15. Ограничитель по п.14, отличающийся тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью формирования указанной формы изменения предельно допустимой величины нагрузки во времени с использованием динамической математической модели машины или ее оборудования, предварительно записанной в памяти управляющего устройства, выполненного с использованием микроконтроллера.15. The limiter according to 14, characterized in that the control device is configured to form a specified form of changing the maximum allowable load in time using a dynamic mathematical model of the machine or its equipment previously stored in the memory of the control device made using the microcontroller. 16. Ограничитель по любому из пп.10-13 или 15, отличающийся тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью изменения предельно допустимой величины нагрузки относительно предварительно заданной или вычисленной управляющим устройством, соответствующей статическому режиму работы машины, в зависимости текущей нагрузки машины, и/или от ускорения или скорости подъема грузозахватного органа, или стрелы, или другого оборудования машины, и/или от его пространственного положения, определяемого с помощью соответствующих датчиков длины и/или угла наклона, подключенных к управляющему устройству.16. The limiter according to any one of paragraphs.10-13 or 15, characterized in that the control device is configured to change the maximum allowable load relative to a predetermined or calculated control device corresponding to the static mode of operation of the machine, depending on the current load of the machine, and / or from the acceleration or lifting speed of the load-gripping body, or boom, or other equipment of the machine, and / or from its spatial position, determined using appropriate length sensors and / and whether the angle of inclination connected to the control device. 17. Ограничитель по п.16, отличающийся тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью определения, по меньшей мере, одного параметра кривой нарастания или изменения текущей нагрузки машины во времени и последующего определения необходимого изменения предельно допустимой величины этой нагрузки в зависимости от значения этого параметра.17. The limiter according to clause 16, characterized in that the control device is configured to determine at least one parameter of the curve of rise or change of the current load of the machine in time and then determine the necessary change in the maximum permissible value of this load depending on the value of this parameter . 18. Ограничитель по п.16, отличающийся тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью установки предельно допустимой величины нагрузки во время увеличения ее текущей величины, и/или во время подъема грузозахватного органа, или стрелы, или другого оборудования машины, и/или во время этого подъема с ускорением, составляющей от 110% до 125% предельно допустимой нагрузки машины в статическом режиме ее работы.18. The limiter according to clause 16, characterized in that the control device is configured to set the maximum allowable load during an increase in its current value, and / or during the lifting of the load gripping member, or boom, or other equipment of the machine, and / or the time of this rise with an acceleration of 110% to 125% of the maximum permissible load of the machine in the static mode of its operation. 19. Ограничитель нагрузки грузоподъемной или строительной машины, содержащий установленные на ней датчики, включающие, по меньшей мере, датчик нагрузки и датчик угла азимута, подключенные к управляющему устройству, которое выполнено с возможностью формирования предупреждающих сигналов для машиниста и/или сигналов блокирования движений машины, направленных на предотвращение превышения измеренного значения нагрузки его предельно допустимой величины, отличающийся тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью установки во время подъема груза минимального значения предельно-допустимой величины нагрузки из всех его возможных значений в рабочем диапазоне машины по углу азимута, с последующим сохранением этой величины в случае поворота машины или ее поворотной части в сторону меньшей допустимой нагрузки или меньшей грузовой устойчивости, или увеличением этой предельно допустимой величины нагрузки до значения, соответствующего текущему значению угла азимута, в случае поворота машины или ее поворотной части в сторону большей допустимой нагрузки или большей грузовой устойчивости.19. The load limiter of a lifting or construction machine, comprising sensors installed on it, including at least a load sensor and an azimuth angle sensor, connected to a control device that is configured to generate warning signals for the driver and / or signals blocking the movements of the machine, aimed at preventing exceeding the measured load value of its maximum permissible value, characterized in that the control device is configured to be installed in the volume of the load lifting the minimum value of the maximum permissible load value from all its possible values in the operating range of the machine along the azimuth angle, with the subsequent preservation of this value in case of rotation of the machine or its rotary part towards a lower permissible load or lower cargo stability, or an increase in this maximum permissible load to a value corresponding to the current value of the azimuth angle, in case of rotation of the machine or its rotary part towards a higher permissible load or greater g cargo stability. 20. Ограничитель по п.19, отличающийся тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью выявления подъема груза с использованием сигналов соответствующего датчика, или группы датчиков, или сигналов работы привода машины на этот подъем.20. The limiter according to claim 19, characterized in that the control device is configured to detect lifting of the load using the signals of the corresponding sensor, or a group of sensors, or signals of the drive of the machine to this lift. 21. Ограничитель по п.19, отличающийся тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью определения поворота машины или ее поворотной части в сторону большей или меньшей допустимой нагрузки или грузовой устойчивости путем выявления сигналов управления поворотом машины или ее поворотной части и сопоставления величин предельно допустимых нагрузок и грузовой устойчивости машины при текущем значении угла азимута и при его предстоящем изменении в соответствии с сигналами управления поворотом.21. The limiter according to claim 19, characterized in that the control device is configured to determine the rotation of the machine or its rotary part towards a greater or lesser permissible load or load stability by detecting the rotation control signals of the machine or its rotary part and comparing the maximum permissible loads and cargo stability of the machine at the current value of the azimuth angle and at its forthcoming change in accordance with the rotation control signals. 22. Ограничитель по любому из пп.19-21, отличающийся тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью блокирования движений машины из условия предотвращения перемещения ее оборудования в запрещенную зону по углу азимута и/или с возможностью установки в этой запрещенной зоне минимально допустимого значения нагрузки машины, устанавливаемого из условия обеспечения возможности перемещения этого оборудования в транспортное или иное нерабочее положение.22. The limiter according to any one of paragraphs.19-21, characterized in that the control device is configured to block the movement of the machine from the condition of preventing its equipment from moving into the forbidden zone at the azimuth angle and / or with the possibility of setting the minimum allowable load value in this forbidden zone a machine installed from the condition of ensuring the possibility of moving this equipment to a transport or other inoperative position. 23. Ограничитель по любому из пп.19-21, отличающийся тем, что он дополнительно оснащен датчиками длины, и/или угла наклона, и/или иных параметров пространственного положения стрелы или иного оборудования машины, подключенными к управляющему устройству, которое выполнено с возможностью изменения предельно допустимых значений нагрузки в зависимости от параметров пространственного положения оборудования машины.23. The limiter according to any one of paragraphs.19-21, characterized in that it is additionally equipped with sensors for length, and / or angle, and / or other spatial parameters of the boom or other equipment of the machine, connected to a control device that is configured to changes in the maximum permissible load values depending on the parameters of the spatial position of the machine equipment. 24. Ограничитель по любому из пп.19-21, отличающийся тем, что управляющее устройство дополнительно оснащено блоком энергонезависимой памяти и выполнено с возможностью записи в него параметров работы машины, и/или выходных сигналов датчиков, и/или управляющих воздействий машиниста, и/или выходных сигналов, формируемых управляющим устройством, с возможностью считывания информации из этого блока памяти в случае необходимости. 24. The limiter according to any one of paragraphs.19-21, characterized in that the control device is additionally equipped with a non-volatile memory unit and configured to record machine operation parameters and / or output signals of sensors and / or control actions of the driver, and / or output signals generated by the control device, with the ability to read information from this memory unit if necessary.
RU2010137361/11A 2010-09-07 2010-09-07 Hoisting or construction machine load limiter (versions) RU2448037C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010137361/11A RU2448037C1 (en) 2010-09-07 2010-09-07 Hoisting or construction machine load limiter (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010137361/11A RU2448037C1 (en) 2010-09-07 2010-09-07 Hoisting or construction machine load limiter (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010137361A RU2010137361A (en) 2012-03-20
RU2448037C1 true RU2448037C1 (en) 2012-04-20

Family

ID=46029660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010137361/11A RU2448037C1 (en) 2010-09-07 2010-09-07 Hoisting or construction machine load limiter (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2448037C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2593640C1 (en) * 2015-06-17 2016-08-10 Закрытое акционерное общество "СММ" Method of evaluating and monitoring the service life of gantry crane
RU2700312C1 (en) * 2018-08-13 2019-09-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" Method of increasing safety and safety system of boom hoisting crane

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU346217A1 (en) * А. А. Веселое, А. В. Михин , В. И. Перемысловский Центральное конструкторское бюро Главстроймеханизации LIMITER OF CRANE LOAD CAPACITY
SU1414757A1 (en) * 1986-11-03 1988-08-07 Краматорский Индустриальный Институт Device for measuring the load of traveling wheel of crane
SU1654256A1 (en) * 1989-06-06 1991-06-07 Предприятие П/Я В-2156 Limiter of load-carrying capacity of jib crane
RU54368U1 (en) * 2006-01-31 2006-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ЭГО" LIFTING MACHINE REGISTRATION DEVICE
RU2005128421A (en) * 2005-09-12 2007-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предпри тие "Резонанс" (RU) METHOD FOR MANAGING AND PROTECTING THE LOAD CRANE FROM OVERLOADING AND DAMAGE AND THE MANAGEMENT AND PROTECTION SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2345944C1 (en) * 2007-04-10 2009-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" Method of improvement of safety of work of erecting crane (versions)

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU346217A1 (en) * А. А. Веселое, А. В. Михин , В. И. Перемысловский Центральное конструкторское бюро Главстроймеханизации LIMITER OF CRANE LOAD CAPACITY
SU1414757A1 (en) * 1986-11-03 1988-08-07 Краматорский Индустриальный Институт Device for measuring the load of traveling wheel of crane
SU1654256A1 (en) * 1989-06-06 1991-06-07 Предприятие П/Я В-2156 Limiter of load-carrying capacity of jib crane
RU2005128421A (en) * 2005-09-12 2007-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предпри тие "Резонанс" (RU) METHOD FOR MANAGING AND PROTECTING THE LOAD CRANE FROM OVERLOADING AND DAMAGE AND THE MANAGEMENT AND PROTECTION SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION
RU54368U1 (en) * 2006-01-31 2006-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ЭГО" LIFTING MACHINE REGISTRATION DEVICE
RU2345944C1 (en) * 2007-04-10 2009-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" Method of improvement of safety of work of erecting crane (versions)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2593640C1 (en) * 2015-06-17 2016-08-10 Закрытое акционерное общество "СММ" Method of evaluating and monitoring the service life of gantry crane
RU2700312C1 (en) * 2018-08-13 2019-09-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" Method of increasing safety and safety system of boom hoisting crane

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010137361A (en) 2012-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10472214B2 (en) Crane and method for monitoring the overload protection of such a crane
CN201882830U (en) Anti-overturning moment limiter system and traveling crane
US10597266B2 (en) Crane and method for monitoring the overload protection of such a crane
AU650359B2 (en) Load moment indicator system
CN102464270A (en) Overturning-preventing torque limiter and movable crane
CN110371856B (en) Electrical dual-protection system of tower crane
EP1306343A2 (en) Mobile crane vehicle including a movable range indicating apparatus
CN110844810B (en) Method and equipment for protecting load moment of tower crane
CN105060122A (en) Crane safety control system and method, moment limiter and crane
EP2910912A1 (en) Improved monitoring system
CN105253775A (en) Tower crane jacking trim control system, method and device and tower crane
CN107628545B (en) A kind of moment limiting system of offshore crane
CN104495622A (en) Wind load control system, method and device and hoisting equipment
RU2448037C1 (en) Hoisting or construction machine load limiter (versions)
RU2440924C1 (en) Method of crane operation control
WO2021127058A1 (en) System and method for monitoring crane and crane having the same
CN116588841A (en) Anti-tipping method and device for crane
RU2396201C1 (en) Method of increasing safety (versions) and safety system of jib hoisting crane (versions)
RU2345944C1 (en) Method of improvement of safety of work of erecting crane (versions)
CN103062157A (en) Safety precaution method and system for pitching mechanism of stacker-reclaimer
CN102145869A (en) Safety limit system for amplitude limit and torque limit redundancy
RU2282577C2 (en) Method to protect boom lifting crane from overload (versions)
RU56886U1 (en) LOAD CRANE PROTECTION SYSTEM OF THE BOOM TYPE
RU2349536C1 (en) Method for control of mobile loaded crane stability and device for its realisation
JPS6234680B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150908