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Patent Searching and Data


Title:
TORQUE CONTROL METHOD FOR CRAWLER CRANE INSTALLATION, DEVICE THEREFOR AND CRAWLER CRANE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/149704
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed are a torque control method for crawler crane installation, a device therefor and a crawler crane. The torque control method for installation comprises: obtaining a tilting moment and hoisting load of a crawler crane when it is being installed; comparing the tilting moment with a preset maximum stable moment; and comparing the hoisting load with a preset maximum hoisting load, and outputting different prompt messages according to the comparison results. The torque control device for the crawler crane installation comprises: an angular position sensor (6) provided on a main arm mast (5) of the crawler crane, used for collecting angle data of the main arm mast (5); a lifting wire rope tension sensor (7) provided on the top of a lifting wire rope (4) of the crawler crane, used for collecting tensile data of the lifting wire rope (4); or a load sensor (9) provided on a lifting cylinder (8), used for collecting data on the pressure of the lifting cylinder (8); and a central controller (1) for processing the collected data. Using the control method or device can ensure moment safety when hoisting, and also can enable the mast to have a larger safe working range when hoisting a light load.

Inventors:
ZHAN CHUNXIN (CN)
LIU QUAN (CN)
GAO YIPING (CN)
HUANG ZAN (CN)
LI WEIFU (CN)
TENG HONGZHEN (CN)
Application Number:
PCT/CN2011/078270
Publication Date:
November 08, 2012
Filing Date:
August 11, 2011
Export Citation:
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Assignee:
CHANGSHA ZOOMLION HEAVY IND (CN)
HUNAN ZOOMLION SPECIAL VEHICLE (CN)
ZHAN CHUNXIN (CN)
LIU QUAN (CN)
GAO YIPING (CN)
HUANG ZAN (CN)
LI WEIFU (CN)
TENG HONGZHEN (CN)
International Classes:
B66C23/90; B66C13/18; B66C23/36
Domestic Patent References:
WO2006058751A22006-06-08
Foreign References:
CN1642842A2005-07-20
CN1139413A1997-01-01
CN101214903A2008-07-09
CN101348216A2009-01-21
US20060103336A12006-05-18
CN101780926A2010-07-21
Attorney, Agent or Firm:
KANGXIN PARTNERS, P.C. (CN)
北京康信知识产权代理有限责任公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1. 一种履带起重机安装用力矩控制方法, 其特征在于, 包括:

获取所述履带起重机安装工况时的倾翻力矩与吊载重量; 以及 将所述倾翻力矩与预设最大稳定力矩比较, 以及将所述吊载重量与预设最 大吊载重量比较, 并根据所述比较结果输出不同的提示信息。

2. 根据权利要求 1所述的力矩控制方法, 其特征在于, 所述获取所述履带起重机 安装工况时的倾翻力矩与吊载重量包括:

采集所述履带起重机安装工况时的实时参数; 以及

根据所述实时参数计算出所述倾翻力矩与所述吊载重量。

3. 根据权利要求 1所述的力矩控制方法, 其特征在于, 所述将所述倾翻力矩与预 设最大稳定力矩比较, 或将所述吊载重量与预设最大吊载重量比较, 并根据所 述比较结果输出不同的提示信息包括:

计算所述倾翻力矩与所述预设最大稳定力矩的比值, 作为第一比值, 以及 计算所述吊载重量与所述预设最大吊载重量的比值, 作为第二比值。

4. 根据权利要求 3所述的力矩控制方法, 其特征在于, 所述将所述倾翻力矩与预 设最大稳定力矩比较, 或将所述吊载重量与预设最大吊载重量比较, 并根据所 述比较结果输出不同的提示信息还包括:

判断所述第一比值或所述第二比值是否在预设比值之间,并在是的情况下, 发出报警信号; 以及

判断所述第一比值或所述第二比值是否大于预设最大比值, 并在是的情况 下, 发出停止信号, 停止增大所述倾翻力矩的动作。

5. 根据权利要求 4 所述的力矩控制方法, 其特征在于, 所述预设比值之间为 90%- 100%。

6. 根据权利要求 5所述的力矩控制方法,其特征在于,所述预设最大比值为 102%。

7. 根据权利要求 4所述的力矩控制方法, 其特征在于, 在所述停止增大所述倾翻 力矩的动作之后, 所述力矩控制方法, 还包括: 判断所述第一比值和所述第二比值是否小于 100%, 并在是的情况下, 发 出恢复信号, 恢复增大所述倾翻力矩的动作。 一种履带起重机安装用力矩控制装置, 其特征在于, 包括:

角度位置传感器, 设置在所述履带起重机的主臂桅杆上, 用于采集所述主 臂桅杆的角度数据;

起升钢丝绳拉力传感器, 设置在所述履带起重机的起升钢丝绳的顶端处, 用于采集所述起升钢丝绳拉力数据; 以及

中央控制器, 分别连接于所述角度位置传感器与所述起升钢丝绳拉力传感 器, 用于处理接收到的所述角度数据与所述钢丝绳拉力数据, 得出所述履带起 重机安装工况时的操作数据。 一种履带起重机安装用力矩控制装置, 其特征在于, 包括:

角度位置传感器, 设置在所述履带起重机的主臂桅杆上, 用于采集所述主 臂桅杆的角度数据;

至少一个载荷传感器, 设置在提升油缸上, 用于采集提升油缸压力数据; 以及

中央控制器, 分别连接于所述角度位置传感器与所述载荷传感器, 用于处 理接收到的所述角度数据与所述拉力数据, 得出所述履带起重机安装工况时的 操作数据。 根据权利要求 8或 9所述的力矩控制装置, 其特征在于, 还包括: 第二载荷传感器, 设置在所述履带起重机的变幅钢丝绳上, 用于采集所述 变幅钢丝绳拉力数据。 一种履带起重机, 其特征在于, 包括权利要求 8、 9、 或 10所述的力矩控制装

Description:
履带起重机安装用力矩控制方法、 装置及履带起重机 技术领域 本发明涉及一种履带起重机安装用力矩控制方 法、 装置及履带起重机。 背景技术 现阶段, 国内国外所有的履带起重机, 其力矩限制器都只对工作工况下的力矩进 行计算并限制, 对其安装工况时的力矩不进行计算, 在安装工况条件下, 完全靠操作 者根据经验判断是否安全不倾翻, 吊装履带时操作不慎则会导致安全倾翻事故。 鉴于 安全需要, 个别公司的产品对此已有考虑, 在桅杆前最大安全角度处安装有安全限制 开关, 保证起重机在安装工况时, 桅杆只能在吊装油缸最大吊重条件下的安全角 度工 作, 这样就在很大程度上牺牲了自装卸工况下的轻 载吊装幅度。 但是, 现有技术中对上述提出的安装工况时, 完全靠经验来实施操作的问题尚未 提出有效的解决方案。 发明内容 本发明公开了一种履带起重机安装用力矩控制 方法、 装置及履带起重机, 用以解 决现有技术中存在安装工况条件下, 不对倾翻力矩进行计算的问题。 为了实现上述目的, 根据本发明的一个方面, 提供一种履带起重机安装用力矩控 制方法, 并通过以下技术方案实现: 一种履带起重机安装用力矩控制方法, 包括: 获取履带起重机安装工况时的倾翻 力矩与吊载重量; 以及将倾翻力矩与预设最大稳定力矩比较, 以及将吊载重量与预设 最大吊载重量比较, 并根据比较结果输出不同的提示信息。 进一步地, 获取履带起重机安装工况时的倾翻力矩与吊载 重量包括: 采集履带起 重机安装工况时的实时参数; 以及根据实时参数计算出倾翻力矩与吊载重量 。 进一步地, 将倾翻力矩与预设最大稳定力矩比较, 或将吊载重量与预设最大吊载 重量比较, 并根据比较结果输出不同的提示信息包括: 计算倾翻力矩与预设最大稳定 力矩的比值, 称为第一比值, 以及计算吊载重量与预设最大吊载重量的比值 , 称为第 二比值。 进一步地, 将倾翻力矩与预设最大稳定力矩比较, 或将吊载重量与预设最大吊载 重量比较, 并根据比较结果输出不同的提示信息还包括: 判断第一比值或第二比值是 否在预设比值之间, 并在是的情况下, 发出报警信号; 以及判断第一比值或第二比值 是否大于预设最大比值, 并在是的情况下, 发出停止信号, 停止增大倾翻力矩的动作。 进一步地, 预设比值之间为 90%- 100%。 进一步地, 预设最大比值为 102%。 进一步地, 在停止增大倾翻力矩的动作之后, 力矩控制方法, 还包括: 判断第一 比值和第二比值是否小于 100%, 并在是的情况下, 发出恢复信号, 恢复增大倾翻力矩 的动作。 根据本发明的另外一个方面, 提供一种履带起重机安装用力矩控制装置, 并通过 以下两种技术方案实现: 履带起重机安装用力矩控制装置包括: 角度位置传感器, 设置在履带起重机的主 臂桅杆上, 用于采集主臂桅杆的角度数据; 起升钢丝绳拉力传感器, 设置在履带起重 机的起升钢丝绳的顶端处, 用于采集起升钢丝绳拉力数据; 以及中央控制器, 分别连 接于角度位置传感器与起升钢丝绳拉力传感器 , 用于处理接收到的角度数据与钢丝绳 拉力数据, 得出履带起重机安装工况时的操作数据。 履带起重机安装用力矩控制装置包括: 角度位置传感器, 设置在履带起重机的主 臂桅杆上, 用于采集主臂桅杆的角度数据; 至少一个载荷传感器, 设置在提升油缸上, 用于采集提升油缸压力数据; 以及中央控制器, 分别连接于角度位置传感器与载荷传 感器, 用于处理接收到的角度数据与拉力数据, 得出履带起重机安装工况时的操作数 据。 进一步地, 履带起重机安装用力矩控制装置还包括: 第二载荷传感器, 设置在变 幅钢丝绳上, 用于采集变幅钢丝绳拉力数据。 根据本发明的又一个方面, 提供一种履带起重机安装用力矩控制装置, 并通过以 下技术方案实现: 一种履带起重机, 包括上述的任一力矩控制装置。 与现有技术相比, 本发明的有益效果是: 通过采集履带起重机安装工况的操作数 据, 计算出实时的倾翻力矩, 并且根据倾翻力矩与最大稳定力矩的比较, 判断履带起 重机的安全状态, 做出正确操作, 即能保证吊重时力矩安全, 又能达到轻载时桅杆更 大安全工作幅度的目的。 附图说明 此处所说明的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中一种履带起重机安装 力矩控制方法的流程图; 图 2是根据本发明实施例中获取倾翻力矩与吊载 量的流程图; 图 3是根据本发明实施例中获取操作提示信息的 程图; 图 4是根据本发明实施例中一种履带起重机结构 意图; 图 5是根据本发明又一实施例的履带起重机结构 意图; 以及 图 6是根据本发明图 4或图 5的实施例中的又一种履带起重机结构示意图 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。 图 1是根据本发明实施例中一种履带起重机安装 力矩控制方法的主要流程图。 图 2是根据本发明实施例中获取倾翻力矩与吊载 量的流程图。 图 3是根据本发明实施例中获取操作提示信息的 程图。 参见图 1 所示, 一种履带起重机安装用力矩控制方法, 包括: a.获取履带起重机 安装工况时的倾翻力矩与吊载重量; 以及 b.将倾翻力矩与预设最大稳定力矩比较, 以 及将吊载重量与预设最大吊载重量比较预设数 据, 并根据比较结果输出不同的提示信 息。 其中, 预设最大稳定力矩和预设最大吊载重量是在设 计时考虑安全系数以后理论 上允许的最大值。 目前的自装卸履带起重机在安装工况条件下, 完全靠操作者根据经 验判断是否安全不倾翻, 吊装履带时操作不慎则会导致安全倾翻事故。 根据本发明的 技术方案, 获取履带起重机安装工况时, 根据获取的操作数据, 在经计算后, 得到操 作的提示信息, 有助于操作者准确掌握安装工况时的工况, 做出正确的操作。 优选地, 获取履带起重机安装工况时的操作数据包括: al.采集履带起重机安装工 况时的倾翻力矩与吊载重量; 以及 a2.根据实时参数计算出倾翻力矩与吊载重量。 优选地, 将倾翻力矩与预设最大稳定力矩比较, 以及将吊载重量与预设最大吊载 重量比较预设数据, 并根据比较结果输出不同的提示信息包括: bl.计算倾翻力矩与预 设最大稳定力矩的比值, 称为第一比值, 以及计算吊载重量与最大预设吊载重量的比 值, 称为第二比值; b2.判断第一比值或第二比值是否在预设比值之 间, 并在是的情况 下, 发出报警信号; b3判断第一比值或第二比值是否大于预设最大 值, 并在是的情 况下, 停止增大倾翻力矩的动作。 参见图 2所示, 传感器把检测到的角度、 钢丝绳拉力、 长度等信号传送给中央控 制器(CPU), 中央控制器动态计算主臂桅杆角度、 吊载重量、 倾翻力矩大小; 中央控 制器通过倾翻力矩与最大稳定力矩比较得起重 力矩百分比 P_A, 吊载重量与最大允许 吊载重量比较得额定载荷百分比 P_B, 其中, 倾翻力矩是指使履带起重机倾翻的负向 力矩, 方向定义为负载力矩方向, 由负载对倾覆线所产生的力矩; 稳定力矩是指防止 履带起重机倾翻的正向力矩, 由履带起重机自身重力对倾覆线所产生的力矩 。 其中, 稳定力矩通过以下计算公式计算得出: 稳定力矩 M^m g*!^ , 其中 mi 为自装卸时自重质量、 g为重力加速度、 为自重的质心到倾覆线的水平距离; 倾翻 力矩通过以下计算公式计算得出: 倾翻力矩 M a =m 2 *g*L 2 , 其中 m 2 为自装卸时吊重质 量, m 2 = (F n^ate), 其中, ? 1 为钢丝绳拉力, n为钢丝绳倍率, rate为摩擦力修正系 数、 g为重力加速度、 L 2 为吊重的质心垂线到倾覆线的水平距离。 参见图 3所示, 将操作数据和预设数据进行比较, 并根据比较结果输出不同的提 示信息。 当 (卩_ 或?_8) >90%且 _ 和?_8) <100%时, 发出声音和灯光报警信号, 提醒操作者载荷或力矩负荷大, 小心操作, 当 _ 或!^_8) >102%切断倾翻力矩增 大方向的危险动作。 优选地, 在停止增大倾翻力矩的动作之后, 力矩控制方法, 还包括: 判断第一比 值和第二比值是否小于 100%, 并在是的情况下, 发出恢复信号, 恢复增大倾翻力矩的 动作。 只有当 _ 和?_8) <100%时, 切断的倾翻力矩增大方向动作才恢复正常, 防止在力矩超过安全范围点上震荡, 导致安全事故。 优选地, 本发明还包括: 人机界面与控制系统, 接受操作指令, 显示工作力矩情 况、 吊载情况, 声光报警提示。 在本实施例的技术方案中, 履带起重机安装工况时, 动态计算履带起重机的实际 吊载倾翻力矩, 实时与其最大的稳定力矩比较, 并在必要的时候对实际吊载进行限制, 防止履带起重机在安装工况下超载导致倾翻。 鉴于安全需要, 在桅杆前最大安全角度处安装有安全限制开关 , 保证起重机在安 装工况时, 桅杆只能在吊装油缸最大吊重条件下的安全角 度工作, 这样就在很大程度 上牺牲了自装卸工况下的轻载吊装幅度, 而本发明采用设置传感器的方式, 准确采集 安装工况时各项数据, 并传送给中央处理器, 处理器计算出倾翻力矩与吊载重量后, 即能保证吊重时力矩安全, 又能达到轻载时桅杆更大安全工作幅度的目的 , 更好地挖 掘了产品的使用性能。 图 4是根据本发明实施例中一种履带起重机结构 意图; 参见图 4所示, 一种履 带起重机, 包括变幅钢丝绳 2、 变幅卷扬 3、 起升卷扬钢丝绳 4、 主臂桅杆 5和吊钩 8 和力矩控制装置, 其中, 该力矩装置包括: 角度位置传感器 6, 设置在履带起重机的 主臂桅杆 5上, 用于采集主臂桅杆 5的角度数据, 其中, 角度是主臂桅杆 5与水平线 之间的角度; 起升钢丝绳拉力传感器 7, 设置在履带起重机的起升钢丝绳 4的顶端处, 用于采集起升钢丝绳 4拉力数据; 以及中央控制器 1, 分别连接于角度位置传感器 6 与起升钢丝绳拉力传感器 7, 用于处理接收到的角度数据与钢丝绳拉力数据 , 得出履 带起重机安装工况时的操作数据。 可以看出, 通过采集履带起重机安装工况的操作数据, 计算出实时的倾翻力矩, 并且根据倾翻力矩与最大稳定力矩的比较, 判断履带起重机的安全状态, 做出正确操 作, 即能保证吊重时力矩安全, 又能达到轻载时桅杆更大安全工作幅度的目的 。 图 5是根据本发明另一实施例的履带起重机结构 意图。 参见图 5所示, 一种履带起重机, 包括变幅钢丝绳 2、 变幅卷扬 3和力矩控制装 置, 该力矩装置包括: 角度位置传感器 6, 设置在履带起重机的主臂桅杆 5上, 用于 采集主臂桅杆 5的角度数据, 其中, 角度是桅杆平面与水平面的夹角; 载荷传感器 9, 且载荷传感器至少为 1个, 该载荷传感器 9设置在提升油缸 8的无杆腔上, 本实施例 中采用 2个, 设置在履带起重机的设置在提升油缸 8的无杆腔和有杆腔处, 用于检测 油缸的压力, 从而计算出吊载的重量; 以及中央控制器 1, 分别连接于角度位置传感 器 6与载荷传感器 9, 用于处理接收到的角度数据与拉力数据、 载荷数据, 得出履带 起重机安装工况时的操作数据。 可以看出, 通过采集履带起重机安装工况的操作数据, 计算出实时的吊载重量, 并且根据吊载重量与最大吊载重量的比较, 判断履带起重机的安全状态, 做出正确操 作, 即能保证吊重时力矩安全, 又能达到轻载时桅杆更大安全工作幅度的目的 。 参见图 6所示, 在图 4、 图 5所示的实施例中, 计算稳定力矩时, 还可以采取另 一种方式, 即在变幅钢丝绳 2上安装第二载荷传感器 10, 根据第二载荷传感器 10获 取的信息计算稳定力矩。 具体计算公式属于现有技术, 不再赘述。 以上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。 凡在本发明的精神和原则之内, 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。