WO2013004022A1 - 回转式起重机回转运动的控制方法与控制系统 - Google Patents

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高一平
黄赞
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/62—Constructional features or details
    • B66C23/84—Slewing gear
    • B66C23/86—Slewing gear hydraulically actuated

Definitions

  • the present invention relates to a control method and a control system for a rotary motion of a rotary crane.
  • a rotary crane is a commonly used construction machine that can be rotated at a relatively arbitrary angle under the driver's operation.
  • the current slewing drive of a rotary crane is usually realized by a hydraulic system.
  • the hydraulic pump, the hydraulic motor, the valve member and the like in the hydraulic system have the characteristics of sealing leakage, and the leakage amount varies depending on the load and the pressure, resulting in the crane.
  • the slewing speed will change with the hoisting load and pressure, and different degrees of jitter will occur.
  • manufacturers mainly achieve the following objectives through the following technologies:
  • a primary object of the present invention is to provide a control method and a control system for a rotary motion of a rotary crane to solve the problem of poor control effect and low power utilization efficiency in the prior art in reducing the swing jitter of the rotary crane. Increased equipment cost issues.
  • a control method of a rotary motion of a rotary crane comprises: recording a current value of a solenoid valve input to the swing pump when the crane performs a swing motion, and detecting a pressure of the current swing system; ⁇ !
  • a control system for a rotary motion of a rotary crane is provided.
  • the control system for the rotary motion of the rotary crane of the present invention comprises: a recording module for recording a current value of a solenoid valve input to the rotary pump when the crane performs a swing motion; and a pressure detecting module for rotating the crane During the movement, detecting the pressure of the current swing system; the pressure compensation module is configured to compare the pressure of the current swing system with the standard pressure of the swing pump corresponding to the current value of the crane to obtain a pressure difference, where the pressure difference is When the value is greater than the preset value, the hydraulic system of the rotary motion is pressure compensated.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing main steps of a method for controlling a swinging motion of a rotary crane according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing main steps of adjusting a swing speed of a crane according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of an optional component of a control system for a rotary motion of a rotary crane according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the main steps of a method for controlling the swinging motion of a rotary crane according to an embodiment of the present invention.
  • the method can be performed by the controller of the crane, and mainly includes the following steps: Step S11: Recording the current value of the solenoid valve input to the swing pump.
  • the solenoid valve is a solenoid valve that controls the output flow of the rotary pump.
  • the pressure of the rotary pump can be obtained by a pressure sensor mounted on the outlet line of the rotary pump.
  • the pressure of the rotary motor can be obtained by a pressure sensor mounted on the inlet line of the rotary motor, and the pressure sensor is connected to the controller, thereby A signal of the detected pressure is sent to the controller.
  • Step S11 and step S12 are performed when the crane performs a swinging motion.
  • Step S12 can also be performed before or at the same time as step S11.
  • Step S13 The pressure difference is obtained by comparing the pressure of the current swing pump with the standard pressure of the swing system of the crane corresponding to the recorded current value.
  • Step S14 Determine whether the pressure difference is greater than a preset value, and if yes, proceed to step S15, otherwise return to step 4 to gather S12.
  • Step S15 Pressure compensation is performed on the hydraulic system of the swing motion.
  • the current input to the solenoid valve of the swing pump is increased to increase the opening thereof.
  • This step returns to step S11 and step S12.
  • the current input to the solenoid valve of the swing system and the correspondingly obtained swing pump pressure are determined in advance by trial-and-risk.
  • the leakage of the hydraulic system is smaller than the leakage of the crane during actual operation.
  • the slewing system pressure obtained from an input current in the test environment can be used as the standard pressure value of the slewing system.
  • the pressure is again calculated as a standard pressure value. Data for multiple current values and corresponding standard pressure values for the swing system are saved after a series of tests. In this way, when the crane is actually working, the current value of the solenoid valve currently input to the swing system is recorded,
  • the standard pressure value corresponding to the current value can be determined. If there is a leak in the system, the actual pressure of the swing system is smaller than the standard pressure value, and a threshold value of the pressure difference can be preset. When the pressure difference is greater than the threshold value, It is considered that there is a large leak in the system, and the hydraulic system of the swing motion is pressure compensated at this time. It can be seen that this method is directly adjusted for the pressure of the swing system to match the current value of the current input to the solenoid valve of the swing system (the adjustment of the current magnitude comes from the driver's operation of the operating handle). In accordance with this, the output pressure is matched with the driver's operation and the swing jitter is reduced.
  • Fig. 2 is a schematic diagram showing the main steps of the adjustment of the swing speed of the crane according to an embodiment of the present invention.
  • Step S21 Acquire the current speed of the swing motion when the crane performs the swing motion. An angle sensor can be used to obtain the swing speed.
  • Step S22 Determine the required speed corresponding to the operation according to the swing operation of the crane. Data of the required speed corresponding to different operations can be saved in the storage element of the controller. In this way, when the data is queried when the swing operation occurs, the required speed corresponding to the operation can be determined.
  • Step S23 Compare the above required speed with the current speed of the swing motion.
  • Step S24 Perform speed adjustment on the swing motion according to the comparison result.
  • its speed of rotation may be greater than or equal to the speed required from the driver's operation.
  • the rotation may be accelerated by gravity. Therefore, in the case where the current turning speed is less than the required speed, the current input to the solenoid valve is increased; and in the case where the current turning speed is greater than the required speed, the current input to the solenoid valve is reduced. This adjustment helps to match the speed of the crane to the requirements of the operation and to reduce the rotational jitter.
  • FIG. 3 is a schematic view showing the essential components of a control system for a rotary motion of a rotary crane according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG.
  • the control system 30 mainly includes the following modules: a recording module 31 for recording a current value of a solenoid valve input to a rotary pump when the crane performs a swing motion; and a pressure detecting module 32 for performing a swing motion of the crane
  • the pressure compensation module 33 is configured to compare the pressure of the current swing system with the standard pressure of the swing pump corresponding to the current value of the crane to obtain a pressure difference, where the pressure difference is greater than a preset
  • the hydraulic system of the rotary motion is pressure compensated, and can also be used to increase the electrical input to the solenoid valve if the pressure difference is greater than a preset value.
  • control system 40 for the rotary motion of the rotary crane may further include a speed detecting module 41 and a speed adjusting module 42, wherein the speed detecting module 41 is configured to obtain the turning motion when the crane performs the turning motion.
  • the current speed can also be used to detect the rotation angle of the rotary motion multiple times, and the current speed of the rotary motion is obtained according to the detected multiple rotation angles and the detection interval time.
  • the speed adjustment module 42 is configured to determine a required speed corresponding to the operation according to the swing operation of the crane, compare the required speed with the current speed, and adjust the speed of the swing motion according to the comparison result, and can also be used for the current rotation of the crane.
  • the current input to the solenoid valve is increased if the speed is less than the required speed given by the operation; and the current input to the solenoid valve is reduced if the current speed is less than the required speed.
  • the pressure is compensated according to the actual pressure of the hydraulic system of the crane and the pre-stored standard pressure, and the rotation speed of the crane can also be compensated, thereby helping to keep the rotation consistent with the operation requirements. Have a good control effect.
  • the technical solution of the embodiment does not need to improve the back pressure of the swing system, and has high power utilization efficiency; and does not rely on high-precision hydraulic components, which helps to reduce equipment costs.
  • the above modules or steps of the present invention can be implemented by a general-purpose computing device, which can be concentrated on a single computing device or distributed over a network composed of multiple computing devices.
  • they may be implemented by program code executable by the computing device, such that they may be stored in the storage device by the computing device, or they may be separately fabricated into individual integrated circuit modules, or they may be Multiple modules or steps are made into a single integrated circuit module.
  • the invention is not limited to any specific combination of hardware and software.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

提供了一种回转式起重机回转运动的控制方法与控制系统，用以解决现有技术中在减弱回转式起重机的回转抖动方面存在控制效果不佳、动力利用效率较低以及增加了设备成本的问题。该方法包括：在起重机进行回转运动时，记录输入到回转泵的电磁阀的电流值，并且检测当前回转系统的压力；将当前回转系统的压力与起重机的对应于所述电流值的泵标准压力进行比较得出压力差值，在该压力差值大于预设值的情况下对回转运动的液压系统进行压力补偿。本方案有助于提高对起重机回转运动的控制效果，有较高的动力利用效率，并可减轻回转抖动。

Description

回转式起重机回 4命运动的控制方法与控制系统 技术领域 本发明涉及一种回转式起重机回转运动的控制方法与控制系统。 背景技术 回转式起重机是一种常用的工程机械， 其上车和下车可以在驾驶员的操作 下以相对任意角度旋转。 目前的回转式起重机的回转驱动通常由液压系统实 现， 由于液压系统中的液压泵、 液压马达、 阀件等本身存在密封泄漏等特点， 而且泄漏量会随负载、 压力等不同而变化， 导致起重机的回转在实际吊装过程 中， 回转速度会随吊装负载、 压力的变化而变化， 出现不同程度的抖动。 制造 厂家为了减弱回转抖动影响， 主要通过以下几项技术来达到目的：
1、 提高回转系统背压； 这种方式牺牲了动力利用， 因此动力利用的效率 较低；
2、 减小液压系统的泄漏， 例如液压系统釆用闭式回路控制， 或者釆用高 精度的液压元件； 因为液压系统的泄漏的减小程度有限， 因此这种方式对于减 弱回转抖动的控制效果不佳， 另外釆用高精度的液压元件也增加了设备成本。 在现有技术中， 在减弱回转式起重机的回转抖动方面存在控制效果不佳、 动力利用效率较低以及增加了设备成本的问题， 对于该问题， 目前尚未提出有 效解决方案。 发明内容 本发明的主要目的是提供一种回转式起重机回转运动的控制方法与控制 系统， 以解决现有技术中在减弱回转式起重机的回转抖动方面存在控制效果不 佳、 动力利用效率较低以及增加了设备成本的问题。 为解决上述问题， 根据本发明的一个方面， 提供了一种回转式起重机回转 运动的控制方法。 本发明的回转式起重机回转运动的控制方法包括： 在所述起重机进行回转 运动时，记录输入到回转泵的电磁阀的电流值，并且检测当前回转系统的压力； ^！夺当前回转系统的压力与所述起重机的对应于所述电流值的回转泵标准压力 进行比较得出压力差值， 在该压力差值大于预设值的情况下对所述回转运动的 液压系统进行压力补偿。 才艮据本发明的另一方面， 提供了一种回转式起重机回转运动的控制系统。 本发明的回转式起重机回转运动的控制系统包括： 记录模块， 用于在所述 起重机进行回转运动时记录输入到回转泵的电磁阀的电流值； 压力检测模块， 用于在所述起重机进行回转运动时，检测当前回转系统的压力；压力补偿模块， 用于将当前回转系统的压力与所述起重机的对应于所述电流值的回转泵标准 压力进行比较得出压力差值， 在该压力差值大于预设值的情况下对所述回转运 动的液压系统进行压力补偿。 根据本发明的技术方案， 根据起重机的液压系统的实际压力与预先保存的 标准压力进行压力补偿， 有助于保持回转与操作要求相一致， 有较好的控制效 果。 另外本实施例的技术方案无需提高回转系统背压，有较高的动力利用效率； 不依赖于高精度的液压元件， 有助于降低设备成本。 附图说明 说明书附图用来提供对本发明的进一步理解， 构成本申请的一部分， 本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。 在附图中： 图 1是根据本发明实施例的回转式起重机回转运动的控制方法的主要步骤 示意图； 图 2是根据本发明实施例的起重机回转速度调整的主要步骤的示意图； 图 3是才艮据本发明实施例的回转式起重机回转运动的控制系统基本组成部 分的示意图； 图 4是根据本发明实施例的回转式起重机回转运动的控制系统的可选组成 部分的示意图。
P46465 具体实施方式 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本申请中的实施例及实施例中的特征 可以相互组合。 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 在本实施例中， 在起重机进行回转运动时， 若液压系统的泄漏超限则进行 压力补偿， 以减小回转抖动。 具体步骤如图 1所示， 图 1是根据本发明实施例 的回转式起重机回转运动的控制方法的主要步骤示意图。 该方法可以由起重机 的控制器执行， 主要包括如下步骤： 步骤 S 11 : 记录输入到回转泵的电磁阀的电流值。 该电磁阀为控制回转泵 输出流量的电磁阀。 步骤 S 12: 检测当前回转系统的压力。 本步骤中具体检测的是回转泵或者 回转马达的压力。 对于回转泵的压力， 可以通过安装在回转泵的出口管路上的 压力传感器获得， 对于回转马达的压力， 可通过安装在回转马达入口管路上的 压力传感器获得， 压力传感器与控制器连接， 从而将检测到的压力的信号发送 给控制器。 需要说明的是， 回转泵可正转也可反转， 回转泵的出口和入口位置 在正转和反转时互换。 步骤 S 11和步骤 S 12是在起重机进行回转运动时执行。 步骤 S 12也可以在 步骤 S 11之前或同时执行。 步骤 S 13: 将当前回转泵的压力与起重机的对应于记录的电流值的回转系 统标准压力进行比较得出压力差值。 步骤 S 14: 判断压力差值是否大于预设值， 若是， 则进入步骤 S 15 , 否则 返回步 4聚 S 12。 步骤 S 15: 对回转运动的液压系统进行压力补偿。 具体可以是增加输入到 回转泵的电磁阀的电流使其开度增大。 本步骤之后返回步骤 S 11和步骤 S 12。 在本实施例中， 对于输入到回转系统的电磁阀的电流与相应获得的回转泵 压力， 事先通过试 -险来确定。 在试 -险环境下， 液压系统的泄漏量比起重机实际 作业时的泄漏量要小， 可以将试验环境下某一输入电流获得的回转系统压力作 为回转系统的标准压力值， 也可以对该获得的压力再作一 4爹正作为标准压力 值。 在一系列试验之后即保存了多个电流值与相应的回转系统标准压力值的数 据。 这样在起重机实际作业时， 记录当前输入到回转系统的电磁阀的电流值，
3 P46465 这样可以确定该电流值对应的标准压力值， 如果系统存在泄漏， 则回转系统的 实际压力比该标准压力值小， 可以预设一个压力差值的阈值， 在压力差值大于 该阈值的情况下认为系统存在较大的泄漏， 此时对回转运动的液压系统进行压 力补偿。 可以看出这种方式是直接针对回转系统压力进行调整， 使其与当前输 入到回转系统电磁阀的电流值（该电流大小的调节来自于驾驶员对操作手柄的 操作 ) 应当获得的压力值相符合， 这样就使输出压力与驾驶员的操作相符合， 并减轻回转抖动。 在起重机作业时， 因环境的影响， 例如起重机处于斜坡， 或者存在风载， 起重机的回转速度会与操作要求的速度不相一致。 操作要求的速度来自于操作 手柄， 操作手柄的不同操作幅度对应于不同的速度要求， 在起重机在设计阶段 就已确定。 为了使起重机的回转速度与操作要求的速度相一致， 本实施例中还 对回转进行速度调整。 具体步骤如图 2所示， 图 2是根据本发明实施例的起重 机回转速度调整的主要步骤的示意图。 步骤 S21 : 在起重机进行回转运动时获取回转运动的当前速度。 可以利用角度传感器来得到回转速度。 具体可以是多次检测回转运动的回 转角度， 根据检测得到的多个回转角度和检测间隔时间得出回转运动的当前速 度。 例如相邻两次检测得到的两个角度的差值除以检测时间差即得到回转速 度。 步骤 S22: 根据起重机的回转操作确定该操作所对应的要求速度。 可以在 控制器的存储元件中保存不同的操作所对应的要求速度的数据。 这样在回转操 作发生时查询该数据即可确定该操作对应的要求速度。 步骤 S23: 将上述要求速度与回转运动的当前速度进行比较。 步骤 S24: 根据比较结果对回转运动进行速度调整。 根据起重机所处的实际工作环境的不同， 其回转速度可能大于来自于驾驶 员操作的要求速度， 也可能小于该速度。 例如在回转平台倾斜时， 回转可能因 重力作用而加速。 因此， 在当前回转速度小于要求速度的情况下， 增大输入到 电磁阀的电流； 在当前回转速度大于要求速度的情况下， 减小输入到电磁阀的 电流。 通过这种调节方式， 有助于使起重机的回转速度与操作的要求相一致， 并且减轻回转抖动。
P46465 以下对本发明实施例的回转式起重机回转运动的控制系统做出说明。 图 3 是才艮据本发明实施例的回转式起重机回转运动的控制系统基本组成部分的示 意图。 如图 3所示， 控制系统 30主要包括如下模块： 记录模块 31 , 用于在起 重机进行回转运动时记录输入到回转泵的电磁阀的电流值； 压力检测模块 32, 用于在起重机进行回转运动时， 检测当前回转系统的压力； 压力补偿模块 33 , 用于将当前回转系统的压力与起重机的对应于电流值的回转泵标准压力进行 比较得出压力差值， 在该压力差值大于预设值的情况下对回转运动的液压系统 进行压力补偿， 还可以用于在该压力差值大于预设值的情况下增大输入到所述 电磁阀的电 ¾ϊ。 图 4是根据本发明实施例的回转式起重机回转运动的控制系统的可选组成 部分的示意图。 本实施例中， 如图 4所示， 回转式起重机回转运动的控制系统 40还可以包括速度检测模块 41和速度调整模块 42, 其中速度检测模块 41用 于在起重机进行回转运动时， 获取回转运动的当前速度， 还可以用于多次检测 所述回转运动的回转角度， 根据检测得到的多个回转角度和检测间隔时间得出 所述回转运动的当前速度。 速度调整模块 42 用于根据起重机的回转操作确定该操作所对应的要求速 度， 将该要求速度与当前速度相比较， 并根据比较结果对回转运动进行速度调 整， 还可以用于在起重机回转的当前速度小于操作给出的要求速度的情况下， 增大输入到所述电磁阀的电流； 以及在该当前速度小于该要求速度的情况下减 小输入到所述电磁阀的电流。 根据本发明实施例的技术方案， 根据起重机的液压系统的实际压力与预先 保存的标准压力进行压力补偿， 并且还可以对起重机的回转速度进行补偿， 从 而有助于保持回转与操作要求相一致， 有较好的控制效果。 另外本实施例的技 术方案无需提高回转系统背压， 有较高的动力利用效率； 不依赖于高精度的液 压元件， 有助于降低设备成本。 显然， 本领域的技术人员应该明白， 上述的本发明的各模块或各步骤可以 用通用的计算装置来实现， 它们可以集中在单个的计算装置上， 或者分布在多 个计算装置所组成的网络上， 可选地， 它们可以用计算装置可执行的程序代码 来实现， 从而， 可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行， 或者将它们 分别制作成各个集成电路模块， 或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集 成电路模块来实现。 这样， 本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
P46465 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领 域的技术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的 ^"神和原则 之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之 内。
6 P46465

Claims

权 利 要 求 书
1. 一种回转式起重机回转运动的控制方法， 其特征在于， 包括：
在所述起重机进行回转运动时， 记录输入到回转泵的电磁阀的电流 值， 并且检测当前回转系统的压力；
将当前回转系统的压力与所述起重机的对应于所述电流值的泵标准 压力进行比较得出压力差值， 在该压力差值大于预设值的情况下对所述 回转运动的液压系统进行压力补偿。
2. 根据权利要求 1所述的控制方法， 其特征在于， 对所述回转运动的液压 系统进行压力补偿包括： 增大输入到所述电磁阀的电流。
3. 根据权利要求 1所述的控制方法， 其特征在于， 所述方法还包括：
在所述起重机进行回转运动时， 获取所述回转运动的当前速度； 根据所述起重机的回转操作确定该操作所对应的要求速度， 将该要 求速度与所述当前速度相比较， 并 居比较结果对所述回转运动进行速 度调整。
4. 根据权利要求 3所述的控制方法， 其特征在于， 根据比较结果对所述回 转运动进行速度调整包括：
在所述当前速度小于所述要求速度的情况下， 增大输入到所述电磁 阀的电¾¾；
在所述当前速度大于所述要求速度的情况下， 减小输入到所述电磁 阀的电¾¾。
5. 根据权利要求 3或 4所述的控制方法， 其特征在于， 获取所述回转运动 的当前速度包括： 多次检测所述回转运动的回转角度， 根据检测得到的 多个回转角度和检测间隔时间得出所述回转运动的当前速度。
6. 一种回转式起重机回转运动的控制系统， 其特征在于， 包括：
记录模块， 用于在所述起重机进行回转运动时记录输入到回转泵的 电磁阀的电流值；
P46465 压力检测模块， 用于在所述起重机进行回转运动时， 检测当前回转 系统的压力；
压力补偿模块， 用于将当前回转系统的压力与所述起重机的对应于 所述电流值的回转泵标准压力进行比较得出压力差值， 在该压力差值大 于预设值的情况下对所述回转运动的液压系统进行压力补偿。
7. 根据权利要求 6所述的控制系统， 其特征在于， 所述压力补偿模块还用 于在所述该流量差值大于预设值的情况下增大输入到所述电磁阀的电 流。
8. 根据权利要求 6所述的控制系统， 其特征在于， 所述控制系统还包括： 速度检测模块， 用于在所述起重机进行回转运动时， 获取所述回转 运动的当前速度；
速度调整模块， 用于才艮据所述起重机的回转操作确定该操作所对应 的要求速度， 将该要求速度与所述当前速度相比较， 并根据比较结果对 所述回转运动进行速度调整。
9. 才艮据权利要求 8所述的控制系统， 其特征在于， 所述速度调整模块还用 于：
在所述当前速度小于所述要求速度的情况下， 增大输入到所述电磁 阀的电¾¾；
在所述当前速度大于所述要求速度的情况下， 减小输入到所述电磁 阀的电¾¾。
10. 根据权利要求 8或 9所述的控制系统， 其特征在于， 所述速度检测模块 还用于多次检测所述回转运动的回转角度， 才艮据检测得到的多个回转角 度和检测间隔时间得出所述回转运动的当前速度。
P46465
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