起重機(jī)的自由落鉤控制方法、裝置、系統(tǒng)及起重的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及工程機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種起重機(jī)的自由落鉤控制方法、裝置、系統(tǒng)及起重機(jī)，該方法包括：獲取起重機(jī)的吊載重量和重物的初始靜止高度；根據(jù)起重機(jī)的吊載重量和重物的初始靜止高度確定重物的起始制動高度；根據(jù)起重機(jī)的吊載重量、設(shè)定的制動設(shè)備的制動力和制動時間的對應(yīng)關(guān)系得到重物的允許最大下落速度；向制動設(shè)備控制閥輸出制動力調(diào)整信號，控制重物在下落到重物的起始制動高度時的下落速度不大于重物的允許最大下落速度；根據(jù)設(shè)定的制動設(shè)備的制動力和制動時間的對應(yīng)關(guān)系向制動設(shè)備控制閥輸出第一制動信號。本發(fā)明可提高起重機(jī)的自由落鉤作業(yè)的安全可靠性和應(yīng)用的廣泛性。
【專利說明】起重機(jī)的自由落鉤控制方法、裝置、系統(tǒng)及起重機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種起重機(jī)的自由落鉤控制方法、裝置、系統(tǒng)及起重機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]起重機(jī)是指在一定范圍內(nèi)垂直提升和水平搬運(yùn)重物的多動作起重機(jī)械，又稱吊車。為了提高作業(yè)效率，起重機(jī)一般都具有的自由落鉤功能。自由落鉤功能主要是通過將起重機(jī)的卷筒與驅(qū)動裝置動力分離，使得重物完全在自身重力的作用下自由下落，當(dāng)下落到設(shè)定高度時，操縱者通過腳踏制動踏板使制動器強(qiáng)制卷筒停止轉(zhuǎn)動，從而使重物停止下落。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中，起重機(jī)的自由落鉤過程為:通過腳踏制動踏板21使卷筒制動器23將卷筒25制動；通過電磁閥22控制離合器24與驅(qū)動裝置26分離，從而使卷筒25與驅(qū)動裝置26動力分離；松開卷筒制動器23使重物在自身重力作用下自由下落；當(dāng)重物下落到設(shè)定高度時，通過腳踏制動踏板21使卷筒制動器23將卷筒25制動，使重物自由下落過程停止；通過電磁閥22控制離合器24與驅(qū)動裝置26接合。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷在于，當(dāng)重物下落到目標(biāo)停止高度時，操縱者腳踏制動踏板使制動器將卷筒制動，此時制動器將產(chǎn)生較大的瞬間制動力，使臂架和鋼絲繩受到強(qiáng)烈的沖擊，甚至?xí)鸨奂芎弯摻z繩斷裂，因此，存在較大的安全隱患。此外，現(xiàn)有起重機(jī)的自由落鉤作業(yè)通常適用于吊鉤空載(吊鉤的重量)或者輕載(一般重物的重量+鋼絲繩重量+吊鉤的重量< 2噸)自由落鉤，從而使起重機(jī)的自由落鉤作業(yè)在應(yīng)用時存在一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種起重機(jī)的自由落鉤控制方法、裝置、系統(tǒng)及一種起重機(jī)，用以提高起重機(jī)的自由落鉤作業(yè)的安全可靠性和應(yīng)用的廣泛性。
[0006]本發(fā)明提供了一種起重機(jī)的自由落鉤控制方法，包括:
[0007]獲取起重機(jī)的吊載重量和重物的初始靜止高度，所述吊載重量為重物的重量、鋼絲繩的重量與吊鉤的重量之和；
[0008]根據(jù)起重機(jī)的吊載重量和重物的初始靜止高度確定重物的起始制動高度；
[0009]根據(jù)起重機(jī)的吊載重量、設(shè)定的制動設(shè)備的制動力和制動時間的對應(yīng)關(guān)系得到重物的允許最大下落速度，其中，所述制動設(shè)備的制動力和制動時間的對應(yīng)關(guān)系為重物從起始制動高度下落到目標(biāo)停止高度時制動設(shè)備的制動力和制動時間的對應(yīng)關(guān)系；
[0010]向制動設(shè)備控制閥輸出制動力調(diào)整信號，控制重物在下落到重物的起始制動高度時的下落速度不大于重物的允許最大下落速度；
[0011 ] 根據(jù)設(shè)定的制動設(shè)備的制動力和制動時間的對應(yīng)關(guān)系向制動設(shè)備控制閥輸出弟
一制動信號。
[0012]在本發(fā)明技術(shù)方案中，起重機(jī)的自由落鉤過程分成兩個階段，第一階段為從初始靜止高度下落至起始制動高度，向制動設(shè)備控制閥輸出制動力調(diào)整信號，控制重物在下落到重物的起始制動高度時的下落速度不大于重物的允許最大下落速度；第二階段為從起始制動高度下落至目標(biāo)停止高度，根據(jù)設(shè)定的制動設(shè)備的制動力和制動時間的對應(yīng)關(guān)系向制動設(shè)備控制閥輸出第一制動信號。
[0013]由于計(jì)算得到重物的允許最大下落速度使用了設(shè)定的制動力與制動時間的對應(yīng)關(guān)系以及鋼絲繩的允許最大拉力，當(dāng)重物的當(dāng)前位置到達(dá)所述制動高度時輸出第一制動力制動信號同樣采用了設(shè)定的制動力與制動時間的對應(yīng)關(guān)系，因此，重物位于起始制動高度時的下落速度不大于允許最大下落速度，則重物從起始制動高度下落至目標(biāo)停止高度時，則鋼絲繩在重物自由落鉤過程中所受到的拉力不大于鋼絲繩的允許最大拉力，從而能夠有效地防止臂架和鋼絲繩受到強(qiáng)烈的沖擊而失效的情況發(fā)生，進(jìn)而提高起重機(jī)的自由落鉤作業(yè)的安全可靠性。
[0014]并且本發(fā)明技術(shù)方案通過獲取帶載情況下的吊載重量和重物的初始靜止高度得到合適的起始制動高度和允許最大下落速度，有效地保證了帶載情況自由落鉤的作業(yè)的安全可靠性，進(jìn)一步提高了起重機(jī)的自由落鉤作業(yè)應(yīng)用的廣泛性。
[0015]優(yōu)選的，所述根據(jù)起重機(jī)的吊載重量和重物的初始靜止高度確定重物的起始制動高度，具體包括:
[0016]根據(jù)起重機(jī)的吊載重量確定制動距離；
[0017]根據(jù)重物的初始靜止高度和所述制動距離確定重物的起始制動高度。
[0018]優(yōu)選的，所述制動設(shè)備的制動力與制動時間的對應(yīng)關(guān)系為線性關(guān)系。
[0019]優(yōu)選的，所述根據(jù)起重機(jī)的吊載重量、設(shè)定的制動設(shè)備的制動力和制動時間的對應(yīng)關(guān)系得到重物的允許最大下落速度具體為:
[0020]根據(jù)
【權(quán)利要求】
1.一種起重機(jī)的自由落鉤控制方法，其特征在于，包括: 獲取起重機(jī)的吊載重量和重物的初始靜止高度，所述吊載重量為重物的重量、鋼絲繩的重量與吊鉤的重量之和； 根據(jù)起重機(jī)的吊載重量和重物的初始靜止高度確定重物的起始制動高度； 根據(jù)起重機(jī)的吊載重量、設(shè)定的制動設(shè)備的制動力和制動時間的對應(yīng)關(guān)系得到重物的允許最大下落速度，其中，所述制動設(shè)備的制動力與制動時間的對應(yīng)關(guān)系為重物從起始制動高度下落到目標(biāo)停止高度時制動設(shè)備的制動力和制動時間的對應(yīng)關(guān)系； 向制動 設(shè)備控制閥輸出制動力調(diào)整信號，控制重物在下落到重物的起始制動高度時的下落速度不大于重物的允許最大下落速度； 根據(jù)設(shè)定的制動設(shè)備的制動力和制動時間的對應(yīng)關(guān)系向制動設(shè)備控制閥輸出第一制動信號。
2.如權(quán)利要求1所述的自由落鉤控制方法，其特征在于，所述根據(jù)起重機(jī)的吊載重量和重物的初始靜止高度確定重物的起始制動高度，具體包括: 根據(jù)起重機(jī)的吊載重量確定制動距離； 根據(jù)重物的初始靜止高度和所述制動距離確定重物的起始制動高度。
3.如權(quán)利要求2所述的自由落鉤控制方法，其特征在于，所述制動設(shè)備的制動力與制動時間的對應(yīng)關(guān)系為線性關(guān)系。
4.如權(quán)利要求3所述的自由落鉤控制方法，其特征在于，所述根據(jù)起重機(jī)的吊載重量、設(shè)定的制動設(shè)備的制動力和制動時間的對應(yīng)關(guān)系得到重物的允許最大下落速度具體為: 根據(jù)， Fmax = F^~mg ?&得到重物的允許最大下落速度，其中，
5 mIm.m為起重機(jī)的吊載重量，g為重力加速度，Vmax為重物的允許最大下落速度；S為制動距離；Fmax=n*f，其中f為鋼絲繩允許最大單繩拉力值，η為穿繩倍率，F(xiàn)max為允許最大鋼絲繩拉力，At為制動時間。
5.如權(quán)利要求1所述的自由落鉤控制方法，其特征在于，在所述獲取起重機(jī)的吊載重量和重物的初始靜止高度之前，所述控制方法進(jìn)一步包括: 判斷重物的初始狀態(tài)是否為靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)所述重物的初始狀態(tài)為靜止?fàn)顟B(tài)時，向制動設(shè)備控制閥輸出第二制動信號，保持所述重物處于所述靜止?fàn)顟B(tài)。
6.如權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的自由落鉤控制方法，其特征在于，所述控制重物在下落到重物的起始制動高度時的下落速度不大于重物的允許最大下落速度，具體為: 在，控制制動設(shè)備的制動力使鋼絲繩拉力隨著下落時間由等于吊載重量線性減小至零； 在h~t2，控制制動設(shè)備的制動力使鋼絲繩拉力保持為零不變； 在t2~t3，控制制動設(shè)備的制動力使鋼絲繩拉力隨著下落時間由零線性增大至等于吊載重量; 在t3~t4，控制制動設(shè)備的制動力使鋼絲繩拉力保持為等于吊載重量不變；其中，t4—h為重物從初始靜止高度下落至起始制動高度的下落時間。
7.如權(quán)利要求1所述的自由落鉤控制方法，其特征在于，所述控制方法進(jìn)一步包括: 當(dāng)所述重物下落到達(dá)目標(biāo)停止高度時，向離合器開關(guān)控制閥輸出使離合器與驅(qū)動裝置接合的閉合信號； 當(dāng)所述重物下落到達(dá)目標(biāo)停止高度時，離合器開關(guān)控制閥閉合后，向制動設(shè)備控制閥輸出松開制動信號。
8.—種起重機(jī)的自由落鉤控制裝置，其特征在于，包括: 獲取設(shè)備，用于獲取起重機(jī)的吊載重量和重物的初始靜止高度，所述吊載重量為重物的重量、鋼絲繩的重量與吊鉤的重量之和； 控制設(shè)備，用于根據(jù)起重機(jī)的吊載重量和重物的初始靜止高度確定重物的起始制動高度；根據(jù)起重機(jī)的吊載重量、設(shè)定的制動設(shè)備的制動力和制動時間的對應(yīng)關(guān)系得到重物的允許最大下落速度，其中，所述制動設(shè)備的制動力與制動時間的對應(yīng)關(guān)系為重物從起始制動高度下落到目標(biāo)停止高度時制動設(shè)備的制動力和制動時間的對應(yīng)關(guān)系；向制動設(shè)備控制閥輸出制動力調(diào)整信號，控制重物在下落到重物的起始制動高度時的下落速度不大于重物的允許最大下落速度；根據(jù)設(shè)定的制動設(shè)備的制動力和制動時間的對應(yīng)關(guān)系向制動設(shè)備控制閥輸出第一制動信號。
9.如權(quán)利要求8所述的自由落鉤控制裝置，其特征在于，所述控制設(shè)備，具體用于根據(jù)起重機(jī)的吊載重量確定制動距離；根據(jù)重物的初始靜止高度和所述制動距離確定重物的起始制動高度。
10.如權(quán)利要求 8所述的自由落鉤控制裝置，其特征在于，所述控制設(shè)備，進(jìn)一步用于在所述獲取設(shè)備用于獲取起重機(jī)的吊載重量和重物的初始靜止高度之前，判斷重物的初始狀態(tài)是否為靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)所述重物的初始狀態(tài)為靜止?fàn)顟B(tài)時，向制動設(shè)備控制閥輸出第二制動信號，保持所述重物處于所述靜止?fàn)顟B(tài)。
11.如權(quán)利要求8所述的自由落鉤控制裝置，其特征在于，所述控制設(shè)備，進(jìn)一步用于當(dāng)所述重物下落到達(dá)目標(biāo)停止高度時，向離合器開關(guān)控制閥輸出使離合器與驅(qū)動裝置接合的閉合信號； 當(dāng)所述重物下落到達(dá)目標(biāo)停止高度時，離合器開關(guān)控制閥閉合后，向制動設(shè)備控制閥輸出松開制動信號。
12.—種起重機(jī)的自由落鉤控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 吊載重量檢測裝置，用于檢測起重機(jī)的吊載重量，所述吊載重量為重物的重量、鋼絲繩的重量與吊鉤的重量之和； 運(yùn)動監(jiān)測裝置，用于檢測重物的初始靜止高度； 離合器開關(guān)控制閥和制動設(shè)備控制閥； 控制裝置，分別與所述吊載重量檢測裝置、運(yùn)動監(jiān)測裝置、離合器開關(guān)控制閥和制動設(shè)備控制閥信號連接，用于根據(jù)起重機(jī)的吊載重量和重物的初始靜止高度確定重物的起始制動高度；根據(jù)起重機(jī)的吊載重量、設(shè)定的制動設(shè)備的制動力和制動時間的對應(yīng)關(guān)系得到重物的允許最大下落速度，其中，所述制動設(shè)備的制動力與制動時間的對應(yīng)關(guān)系為重物從起始制動高度下落到目標(biāo)停止高度時制動設(shè)備的制動力和制動時間的對應(yīng)關(guān)系；向制動設(shè)備控制閥輸出制動力調(diào)整信號，控制重物在下落到重物的起始制動高度時的下落速度不大于重物的允許最大下落速度；根據(jù)設(shè)定的制動設(shè)備的制動力和制動時間的對應(yīng)關(guān)系向制動設(shè)備控制閥輸出第一制動信號。
13.如權(quán)利要求12所述的自由落鉤控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置，具體用于根據(jù)起重機(jī)的吊載重量確定制動距離；根據(jù)重物的初始靜止高度和所述制動距離確定重物的起始制動高度。
14.如權(quán)利要求12所述的自由落鉤控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置，進(jìn)一步用于在吊載重量檢測裝置檢測起重機(jī)的吊載重量和運(yùn)動監(jiān)測裝置檢測重物的初始靜止高度之前，判斷重物的初始狀態(tài)是否為靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)所述重物的初始狀態(tài)為靜止?fàn)顟B(tài)時，向制動設(shè)備控制閥輸出第二制動信號，保持所述重物處于所述靜止?fàn)顟B(tài)。
15.如權(quán)利要求12所述的自由落鉤控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置，進(jìn)一步用于當(dāng)所述重物下落到達(dá)目標(biāo)停止高度時，向離合器開關(guān)控制閥輸出使離合器與驅(qū)動裝置接合的閉合信號； 當(dāng)所述重物下落到達(dá)目標(biāo)停止高度時，離合器開關(guān)控制閥閉合后，向制動設(shè)備控制閥輸出松開制動信號。
16.如權(quán)利要求12所述的自由落鉤控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述控制裝置信號連接的人機(jī)界面。
17.如權(quán)利要求12~16任一所述的自由落鉤控制系統(tǒng)，其特征在于，所述吊載重量檢測裝置為力矩限制器；和/或，所述運(yùn)動監(jiān)測裝置為絕對編碼器。
18.—種起重機(jī)，其特征在于，包括如權(quán)利要求12~17任一所述的起重機(jī)的自由落鉤控制系統(tǒng)。
【文檔編號】B66C13/18GK103612986SQ201310604056
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】廖凱, 呂舷, 滕宏珍, 彭剛毅, 湯小君 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司