專利名稱：一種力矩限制器人機界面系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及起重機應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種力矩限制器人機界 面系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
起重機是一種蘊含多種危險因素的設(shè)備，操作不當(dāng)或超載，容易引起翻車、折臂等 無法挽回的后果，因此對于16噸以上的起重機要求安裝一種保護設(shè)備，一般稱為力矩限制 器，力矩限制器是裝備在起重機上的重要超載保護裝置，為起重機的安全工作提供了保障。 其中，力矩限制器的人機界面提供了操作者和起重機的對話環(huán)境，操作者可以通過人機界 面了解起重機的當(dāng)前工作狀態(tài)和起重參數(shù)，同時操作者也可以通過人機界面對起重機進行 設(shè)置和調(diào)試，但是現(xiàn)有的起重機的力矩限制器人機界面里設(shè)計的起重機臂架都是固定不變 的，在起重機變幅的時候，臂架角度在變化而人機界面上的起重機圖片在某一固定位置保 持不變，在這種情況下使得操作者感覺人機界面的顯示與實際顯示不一致，人機界面不夠 人性化。
實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提供一種力矩限制器人機界面系統(tǒng)，利用角度傳感器對起 重機臂架的每一度變化進行采集并使得采集到的每一度起重機圖片顯示在顯示器上，從而 實現(xiàn)在人機界面的顯示裝置上呈現(xiàn)動態(tài)的起重機圖片，使得人機界面更加人性化。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了如下方案—種力矩限制器人機界面系統(tǒng)，包括角度傳感器，安裝在起重機的臂架根部中心位置，用于檢測所述起重機臂架的變 幅角度，產(chǎn)生指示該變幅角度的信號；控制裝置，與所述角度傳感器相連，用于獲取所述指示變幅角度的信號，轉(zhuǎn)換為實 際角度，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的角度與指示起重機工作狀態(tài)的圖片的對應(yīng)關(guān)系，將所述實際角 度對應(yīng)的圖片顯示。優(yōu)選的，上述系統(tǒng)中，所述控制裝置包括主機、信號傳輸單元和顯示器，其中所述主機獲取所述指示變幅角度的信號，并轉(zhuǎn)換為實際角度；所述信號傳輸單元將指示所述實際角度的信息傳輸?shù)剿鲲@示器；所述顯示器根據(jù)預(yù)先設(shè)定的角度與指示起重機工作狀態(tài)的圖片的對應(yīng)關(guān)系，將所 述實際角度對應(yīng)的圖片顯示。優(yōu)選的，上述系統(tǒng)中，所述控制器還包括載荷百分比條形柱背景色填充單元，用于 獲取設(shè)置于所述起重機上的載荷傳感器采集的載荷百分比信息。優(yōu)選的，上述系統(tǒng)中，所述控制器還包括實際載荷測試單元，用于檢測所述力矩限 制器的報警器是否工作正常，并將檢測結(jié)果提供給操作者。優(yōu)選的，上述系統(tǒng)中，所述控制器還包括數(shù)據(jù)記錄儀，所述數(shù)據(jù)記錄儀記錄超載和 故障狀態(tài)，用于超載和故障分析。優(yōu)選的，上述系統(tǒng)中，所述變幅角度的信號為電流型信號。
3[0018]優(yōu)選的，上述系統(tǒng)中，所述電流型信號為4_20mA。優(yōu)選的，上述系統(tǒng)中，所述信號傳輸單元為RS485通訊接口。上述技術(shù)方案有以下優(yōu)點本實用新型提供的力矩限制器人機界面系統(tǒng)中事先把起重機的臂架的每一度變 化圖片都制作出來，設(shè)置在起重機臂架根部中心位置的角度傳感器隨時檢測臂架的變幅角 度，并發(fā)出對應(yīng)的變幅角度電信號，力矩限制器主機接收變幅角度電信號并將其轉(zhuǎn)換為實 際角度，把實際角度傳輸給顯示器，顯示器根據(jù)接收到的實際角度顯示實際角度所對應(yīng)的 起重機圖片，從而實現(xiàn)了在人機界面上起重機圖片的動態(tài)顯示，使得人機界面更加人性化。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例提供的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的起重機力矩限制器人機界面系統(tǒng)中自檢界面示 意圖；圖3為本實用新型實施例提供的起重機力矩限制器人機界面系統(tǒng)中工況信息界 面示意圖；圖4為本實用新型實施例提供的起重機力矩限制器人機界面系統(tǒng)中工況信息保 存界面示意圖；圖5為本實用新型實施例提供的起重機力矩限制器人機界面系統(tǒng)中主界面示意 圖；圖6為本實用新型實施例提供的起重機力矩限制器人機界面系統(tǒng)中服務(wù)選擇界 面示意圖；圖7為本實用新型實施例提供的起重機力矩限制器人機界面系統(tǒng)中錯誤代碼查 詢界面示意圖；圖8為本實用新型實施例提供的起重機力矩限制器人機界面系統(tǒng)中I/O界面示意 圖；圖9為本實用新型實施例提供的起重機力矩限制器人機界面系統(tǒng)中起重機參數(shù) 界面示意圖；圖10為本實用新型實施例提供的起重機力矩限制器人機界面系統(tǒng)中起重機模擬 量參數(shù)設(shè)置界面示意圖；圖11為本實用新型實施例提供的起重機力矩限制器人機界面系統(tǒng)中起重機繼電 器參數(shù)設(shè)置界面示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。本實用新型實施例公開了一種起重機力矩限制器人機界面系統(tǒng)，如附圖1所示， 包括角度傳感器101、主機103、信號傳輸單元102和顯示器104，其中角度傳感器101安裝在起重機臂架根部的中心位置，實時檢測起重機臂架變幅角 度，并把檢測得到的變幅角度電信號通過信號傳輸單元102進行傳輸，變幅角度電信號為 4-20mA，力矩限制器的主機103將接受到的變幅角度電信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號，轉(zhuǎn)化為實 際角度信號，實際角度信號通過信號傳輸單元傳輸給顯示器104，顯示器104對起重機的圖 片進行實時顯示。起重機臂架每一角度的變化，起重機的工作狀態(tài)的圖片不相同，起重機臂架的工 作范圍為30-80度之間，所以事先將起重機的每一個角度變化所對應(yīng)的圖片制作出來，在 顯示器104里根據(jù)臂架角度的變化顯示所對應(yīng)的圖片，從而使得力矩限制器上能夠?qū)崿F(xiàn)起 重機圖片的動態(tài)顯示，使得力矩限制器的顯示更加人性化。實施例提供的起重機力矩限制器人機界面系統(tǒng)的工作過程如下顯示器正常啟動后，起重機力矩限制器人機界面系統(tǒng)中的檢測單元對力矩限制器 的主機、蜂鳴器、485通訊、CAN通訊和各類傳感器進行自檢，自檢界面如附圖2所示，自檢開 始時顯示“系統(tǒng)正在檢測，請稍候...”自檢狀態(tài)結(jié)束后，所述顯示消失，如果自檢結(jié)果正常， 則自檢界面顯示“系統(tǒng)正?！?3秒后進入“工況信息保存”界面，如圖4所示；若自檢有故障 則界面顯示“故障代碼”故障代碼按鈕為紅色顯示，并伴隨1Hz頻率閃爍，如同時有多個故 障發(fā)生，則顯示優(yōu)先級最高的故障代碼；自檢出有故障后，同時蜂鳴器鳴叫，出現(xiàn)“靜音”和 “故障查詢”按鈕，按下靜音按鈕20秒，可消除蜂鳴器鳴叫，10秒后進入“主界面”界面，如 果系統(tǒng)沒有檢測到故障和錯誤時，顯示器進入工況信息界面如附圖3所示，工況顯示器設(shè) 置單元啟動后，可對起重機的工況信息進行設(shè)置，倍率設(shè)置單元對倍率進行設(shè)置，最后啟動 控制單元，實現(xiàn)起重機力矩限制器人機界面系統(tǒng)進入工作狀態(tài)，安裝在起重機臂架根部中 心位置的角度傳感器實時檢測起重機臂架變幅角度，并把檢測得到的變幅角度傳感電信號 通過信號傳輸單元102進行傳輸，變幅角度傳感電信號為4-20mA，力矩限制器的主機103將 接受到的變幅角度傳感電信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號，轉(zhuǎn)化為實際角度信號，實際角度信號通 過信號傳輸單元傳輸給顯示器104，顯示器104對起重機的圖片進行實時顯示。在對起重機力矩限制器人機界面系統(tǒng)進行工況設(shè)置時，工況信息界面如附圖3所 示，XXX工況代碼表為選擇設(shè)置的部件信息表，如“主臂工況代碼表”，表〔XXXXXXX〕表示工 況表的編號，〔1/4〕表示當(dāng)前處于編號為XXXXXXX的工況表的第一頁，總共有4頁。系統(tǒng)上 電時，自動將上次的工況代碼、倍率調(diào)出顯示，同時調(diào)出工況表并加亮或反色顯示該工況代 碼所在列，如當(dāng)前工況代碼通過“選擇工況”而改變，也必須調(diào)出對應(yīng)的工況表并加亮或反 色顯示該工況所在列，當(dāng)前倍率可被通過“倍率設(shè)置”而改變，但是不能大于允許倍率。附 圖3中的“取消”按鍵，按下可進入“主界面”，按鍵“空”、“返回”、“上翻”、“下翻’、” “空”，此 時可對工況表進行翻頁，以便操作者察看該工況表的更多內(nèi)容，如果該工況表中只有一頁， 即顯示〔1/1〕，則上述按鍵操作不起作用。選擇工況按鍵，則進入工況選擇界面。選擇倍率 設(shè)置按鍵則進入倍率設(shè)置界面，按下確認(rèn)鍵選擇“當(dāng)前工況代碼和倍率設(shè)置”，并進入工況 保存界面。[0041]如附圖4所示工況信息保存界面，選擇返回按鍵可進入工況選擇頁，附圖4中表 示當(dāng)前工況代碼為〔0011000〕，倍率為〔8〕，選擇保存按鍵則當(dāng)前的工況代碼和倍率進行保 存，并把工況代碼和倍率設(shè)置成當(dāng)前工況，并進入“主界面”。起重機力矩限制器人機界面系統(tǒng)中的工況信息設(shè)置單元進行工況設(shè)置包括選擇 卷揚機，選擇臂架組合形式，選擇起重機主臂臂長的選擇，起重機后配重選擇。起重機力矩 限制器人機界面系統(tǒng)中的倍率設(shè)置單元對倍率進行設(shè)置，倍率設(shè)置不得大于32。上述力矩限制器人機界面系統(tǒng)還包括載荷百分比條形柱背景色填充單元，載荷百 分比為實際載重量與最大載重量的一個比值，人機界面主界面上以條形柱的形式顯示，本 實用新型在現(xiàn)有的基礎(chǔ)之上增加了背景色，如附圖5所示，主界面標(biāo)有“紅”，“黃”，“綠”字的 區(qū)域分別為紅色區(qū)域，黃色區(qū)域和綠色區(qū)域，背景色由淡綠色、淡黃色和淡紅色分段組成， 載荷比小于90為綠色填充，載荷比大于90小于100，黃色進行填充同時進行區(qū)域閃爍，提醒 操作者起重機進入預(yù)警狀態(tài)，載荷比大于100，紅色填充，同時紅色區(qū)域閃爍，提醒操作者起 重機進入報警狀態(tài)。設(shè)置在起重機上的載荷傳感器對起重機載荷進測量，并發(fā)出載荷信號，主機103 接收載荷傳感器檢測到的載荷信號，并轉(zhuǎn)化為載荷百分比信號，并將載荷百分比信號傳輸 到載荷百分比條形柱背景色填充單元，載荷百分比背景色填充單元根據(jù)載荷百分比進行背 景色填充，顯示器104把填充背景色的載荷百分比條形柱進行顯示。上述所述力矩限制器人機界面系統(tǒng)還包括服務(wù)單元，操作者可在服務(wù)界面上進行 操作，服務(wù)選擇界面示意圖如附圖6所示，通過服務(wù)單元可進入系統(tǒng)的錯誤代碼查詢界面 (如附圖7所示)，I/O界面(如附圖8所示)，系統(tǒng)信息頁、語言選擇頁，顯示器設(shè)置頁、起 重機參數(shù)界面(如附圖9所示)，調(diào)試界面、模擬量參數(shù)設(shè)置界面(如圖10所示)、繼電器 參數(shù)設(shè)置界面(如圖11所示)信號界面、數(shù)據(jù)記錄儀處理界面，進行相應(yīng)的處理操作。如 調(diào)試界面進行起重機參數(shù)、標(biāo)定各種傳感器、繼電器設(shè)置等；如語言選擇界面可進行中英文 選擇等。上述力矩限制器人機界面系統(tǒng)還包括實際載荷測試單元，所述實際載荷測試單元 用于檢測所述力矩限制器的報警器是否工作正常，當(dāng)起重機超載時，力矩限制器人機界面 系統(tǒng)中的報警器進行聲光報警。在實際工作中，如果聲光報警器不能正常工作時，那么當(dāng)起重機超載時對操作者 就沒有聲光提醒，這對于起重機操作來說是比較危險和不夠人性化的，本實用新型設(shè)置的 實際載荷測試單元，在實際起吊工作之前，操作者輸入一個對起重物的估計計量值，力矩限 制器系統(tǒng)中的實際載荷測試單元就會對被起重物進行測試，會按照力矩限制器系統(tǒng)的當(dāng)前 工況和輸入的起重量來計算和比較是否超載，從而檢測力矩限制器人機界面系統(tǒng)的報警器 是否工作正常。力矩限制器在發(fā)生預(yù)警、報警和故障時，都會出現(xiàn)聲光報警，力矩限制器的報警裝 置中的蜂鳴報警器會伴隨蜂鳴，以聲音的方式提醒操作者，預(yù)警可以為短鳴，報警或故障為 持續(xù)鳴叫，聲音強度為80分貝，同時在力矩限制器的人機界面上會出現(xiàn)相應(yīng)的載荷百分比 條形柱背景色填充警示，提醒操作者。上述所述力矩限制器人機界面系統(tǒng)還包括載荷表查詢單元，可進行工況查詢。上述力矩限制器人機界面系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)記錄儀，可記錄超載和故障狀態(tài)，數(shù)據(jù)
6記錄儀總共可記錄60條記錄，其中30條記錄為履帶起重機最新的30條超載記錄，超載記 錄包括數(shù)據(jù)號、發(fā)生事件描述、發(fā)生時間、工況代碼、倍率、工作幅度、實際載重、最大載重、 載重百分比和安全繼電器狀態(tài)。另外30條記錄為力矩限制器的最新30條故障記錄，故障 記錄包括數(shù)據(jù)號、發(fā)生時間、故障標(biāo)識、故障分類和故障通道。這些記錄可通過RS485通訊 接口傳輸?shù)饺藱C界面上，當(dāng)起重機發(fā)生安全事故后，可以調(diào)出數(shù)據(jù)記錄儀中的數(shù)據(jù)記錄進 行分析。起重機圖片的動態(tài)顯示和載荷百分比的美工，使得力矩限制器的人機界面交互更 好，顯示更加完美，聲光報警的檢測進一步人提高了起重機的安全保護工作，數(shù)據(jù)記錄儀提 供有大量的數(shù)據(jù)以供事后分析。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新 型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定 義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因 此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理 和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求一種力矩限制器人機界面系統(tǒng)，其特征在于，包括角度傳感器，安裝在起重機的臂架根部中心位置，用于檢測所述起重機臂架的變幅角度，產(chǎn)生指示該變幅角度的信號；控制裝置，與所述角度傳感器相連，用于獲取所述指示變幅角度的信號，轉(zhuǎn)換為實際角度，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的角度與指示起重機工作狀態(tài)的圖片的對應(yīng)關(guān)系，將所述實際角度對應(yīng)的圖片顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置包括主機、信號傳輸單元和顯 示器，其中所述主機獲取所述指示變幅角度的信號，并轉(zhuǎn)換為實際角度；所述信號傳輸單元將指示所述實際角度的信息傳輸?shù)剿鲲@示器；所述顯示器根據(jù)預(yù)先設(shè)定的角度與指示起重機工作狀態(tài)的圖片的對應(yīng)關(guān)系，將所述實 際角度對應(yīng)的圖片顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還包括載荷百分比條形柱背景 色填充單元，用于獲取設(shè)置于所述起重機上的載荷傳感器采集的載荷百分比信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還包括實際載荷測 試單元，用于檢測所述力矩限制器的報警器是否工作正常，并將檢測結(jié)果提供給操作者。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還包括數(shù)據(jù)記錄儀，所述數(shù)據(jù)記 錄儀記錄超載和故障狀態(tài)，用于超載和故障分析。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述系統(tǒng)，其特征在于，所述變幅角度的信號為電流型信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述系統(tǒng)，其特征在于，所述電流型信號為4-20mA。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述系統(tǒng)，其特征在于，所述信號傳輸單元為RS485通訊接口。
專利摘要本實用新型公開了一種力矩限制器人機界面系統(tǒng)，包括角度傳感器、主機、信號傳輸單元和顯示器，其中所述角度傳感器安裝在起重機的臂架根部中心位置，用于檢測所述起重機臂架的變幅角度并發(fā)出變幅角度的電流型信號；所述主機接收所述變幅角度的電流型信號并把所述變幅角度的電流型信號轉(zhuǎn)換為實際角度；所述信號傳輸單元將所述實際角度傳輸?shù)剿鲲@示器，所述顯示器根據(jù)所述實際角度顯示實際角度所對應(yīng)的所述起重機圖片。本實用新型提供的起重機人機界面系統(tǒng)實現(xiàn)了人機界面上起重機圖片的動態(tài)顯示，使得力矩限制器的人機界面更加人性化。
文檔編號B66C23/88GK201605118SQ20092026636
公開日2010年10月13日 申請日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者劉華富, 許亞兵, 邱明 申請人:上海派芬自動控制技術(shù)有限公司