專利名稱：起重機及其支腿控制系統(tǒng)和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機械領(lǐng)域，具體而言，涉及一種起重機及其支腿控制系統(tǒng)和控制方法。
背景技術(shù)：
越野式輪胎起重機作為移動式起重機的一種重要類別產(chǎn)品，能夠在自然環(huán)境比較惡劣的條件下，完成對物料或設(shè)備的位置移動，具有環(huán)境適應(yīng)能力強、機動靈活、轉(zhuǎn)移方便和能自行行走的特點，因此，在建筑施工、倉儲物流和港口作業(yè)等方面有著廣泛的應(yīng)用。尤其是在沙漠、戈壁和山區(qū)等施工作業(yè)環(huán)境惡劣的地區(qū)，更能顯示出越野輪胎起重機的優(yōu)越性。在工作狀態(tài)下，越野輪胎起重機需要伸出支腿以獲得較大的支撐跨度，進而提高整車工作的穩(wěn)定性，支腿的有效支撐可以保證輪胎的配重功能?，F(xiàn)有的支腿操作方式，通過操作人員操作控制開關(guān)來實現(xiàn)，支腿的行程通過目測支腿上的標(biāo)識來進行判斷。整個控制過程時間長、效率低；且存在有安全隱患，易造成安全事故的發(fā)生。針對相關(guān)技術(shù)中起重機支腿的控制效果差的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種起重機及其支腿控制系統(tǒng)和控制方法，以解決控制起重機的支腿時操作復(fù)雜的問題。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種起重機的支腿控制系統(tǒng)， 該控制系統(tǒng)包括控制器，開關(guān)控制設(shè)備和傳感器，開關(guān)控制設(shè)備，與控制器相連接，用于接收操作員輸入的控制信號；傳感器，與控制器相連接，用于檢測起重機各個支腿的伸縮狀態(tài)；控制器用于根據(jù)控制信號控制各個支腿的伸縮，同時控制傳感器進行檢測并根據(jù)檢測結(jié)果判斷各個支腿是否伸縮到位。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種起重機，該起重機包括本發(fā)明的任意一種起重機的支腿控制系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種起重機的支腿控制方法，該控制方法包括接收操作員輸入的控制信號；以及根據(jù)控制信號控制起重機各個支腿的伸縮至傳感器檢測到各個支腿伸縮到位，其中，傳感器設(shè)置于起重機，用于檢測各個支腿的伸縮狀態(tài)以判斷各個支腿是否伸縮到位。通過本發(fā)明，采用包括以下結(jié)構(gòu)的起重機的支腿控制系統(tǒng)控制器，開關(guān)控制設(shè)備和傳感器，通過開關(guān)控制設(shè)備接收操作員輸入的控制信號，并將該控制信號發(fā)送給控制器， 通過傳感器檢測起重機各個支腿的伸縮狀態(tài)，以及通過控制器根據(jù)控制信號控制各個支腿的伸縮，同時控制傳感器進行檢測并根據(jù)檢測結(jié)果判斷各個支腿是否伸縮到位，解決了起重機支腿的控制效果差的問題，使得起重機支腿的控制效果更好。


構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的起重機的支腿控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的起重機的車身水平儀的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的起重機的支腿系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的起重機的支腿控制系統(tǒng)的框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的起重機的支腿控制系統(tǒng)的框圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的起重機的支腿控制系統(tǒng)控制水平支腿半伸的流程圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的起重機的支腿控制系統(tǒng)控制水平支腿全伸的流程圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的起重機的支腿控制系統(tǒng)控制支腿全伸的流程圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的起重機的支腿控制系統(tǒng)控制支腿全縮的流程圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的起重機的車身方位示意圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明實施例的起重機的自動模式向手動模式轉(zhuǎn)換的流程圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明實施例的起重機的手動模式向自動模式轉(zhuǎn)換的流程圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明實施例的起重機的支腿控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的起重機的支腿系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖15-19是根據(jù)本發(fā)明實施例的起重機的支腿動作的流程圖；以及圖20是根據(jù)本發(fā)明實施例的起重機的支腿控制方法的流程圖。
具體實施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。首先介紹本具體實施方式
提供的起重機的支腿控制系統(tǒng)。越野輪胎起重機的支腿動作系統(tǒng)主要包括支腿控制系統(tǒng)，如圖1所示；車身水平儀，如圖2所示；支腿系統(tǒng)，如圖3所示。支腿控制系統(tǒng)包括翹板開關(guān)控制設(shè)備10'，控制器20'，電磁閥設(shè)備70'，執(zhí)行設(shè)備80'。其中翹板開關(guān)控制設(shè)備10'包括支腿伸縮動作選擇開關(guān)100'，左前支腿垂直/水平選擇開關(guān)101'，右前支腿垂直/水平選擇開關(guān) 102'，左后支腿垂直/水平選擇開關(guān)103'，右后支腿垂直/水平選擇開關(guān)104'。電磁閥設(shè)備70'包括油缸伸閥700'、油缸縮閥701'，左前支腿垂直動作閥702'、水平動作閥 703'，右前支腿垂直動作閥704'、水平動作閥705'，左后支腿垂直動作閥706'、水平動作閥707'、右后支腿垂直動作閥708'、水平動作閥709'。執(zhí)行設(shè)備80'包括有左前垂直油缸800'，左前水平油缸801'，右前垂直油缸802'，右前水平油缸803'，左后垂直油缸804'，左后水平油缸805'，右后垂直油缸806'，右后水平油缸807'。支腿系統(tǒng)3包括水平支腿30Γ，水平支腿全伸標(biāo)識301Γ、半伸標(biāo)識3012'， 垂直支腿302'。以圖1的支腿伸縮動作選擇開關(guān)100'和左前支腿垂直/水平選擇開關(guān)101'為例進行說明，其他開關(guān)功能相同，不再重述。當(dāng)系統(tǒng)上電后，如果按下左前支腿垂直/水平選擇開關(guān)101'到“垂直”狀態(tài)，再按住支腿伸縮動作選擇開關(guān)100'到“伸”狀態(tài)(按住不放)，控制信號被送入控制器20'。信號經(jīng)過控制器程序的數(shù)據(jù)解析和邏輯判斷后，送給油缸伸閥700'和左前支腿垂直動作閥702'。油缸伸閥700'和左前支腿垂直動作閥702' 的聯(lián)合動作，可以完成對左前垂直支腿油缸800'伸出動作的控制。手松開支腿伸縮動作選擇開關(guān)100'，支腿伸出動作會自動停止。同樣按住支腿伸縮動作選擇開關(guān)100'到“縮” 狀態(tài)(按住不放)，可以完成對左前垂直支腿油缸800'縮回動作。其他支腿的控制方式與上述方式完全相同，不再敘述。當(dāng)圖3水平支腿301 ‘需要進行半伸或全伸動作時，需要兩名工作人員進行協(xié)調(diào)通訊配合。其中一名操作機手在駕駛室操作翹板開關(guān)控制設(shè)備10'，另一名指揮人員在駕駛室外觀察圖3所示的水平支腿全伸標(biāo)識3011'或半伸標(biāo)識3012'。一旦標(biāo)識指示到位， 則應(yīng)立即通知駕駛室操作機手迅速松開支腿伸縮動作選擇開關(guān)100'，使其自動回到中位， 同時將左前支腿垂直/水平選擇開關(guān)101'、右前支腿垂直/水平選擇開關(guān)102'、左后支腿垂直/水平選擇開關(guān)103'和右后支腿垂直/水平選擇開關(guān)104'扳回到中位。當(dāng)圖3水平支腿301'伸出到位后，操作機手通過操作翹板開關(guān)控制設(shè)備10'控制四個垂直支腿302'伸出，以將整車支撐起來。機手在操作的同時，要實時的監(jiān)測車身水平儀的氣泡指示狀況，如圖2所示。當(dāng)機手觀察到車架的水平度不夠，需人工判斷調(diào)整某個支腿的垂直動作；實際現(xiàn)場情況是需要反復(fù)調(diào)制四個垂直支腿的伸出長度，以保證水平儀的氣泡指示在2度范圍之內(nèi)，即車身整體維持在2度之內(nèi)，來保證施工的安全性。圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的起重機的支腿控制系統(tǒng)的框圖，如4圖所示，該控制系統(tǒng)包括開關(guān)控制設(shè)備10，控制器20和傳感器30，開關(guān)控制設(shè)備10，與控制器20相連接，用于接收操作員輸入的控制信號，并將控制信號發(fā)送給控制器20 ；傳感器30，與控制器 20相連接，用于檢測起重機各個支腿的伸縮狀態(tài)；以及控制器20用于用于根據(jù)控制信號控制各個支腿的伸縮，同時控制傳感器30進行檢測并根據(jù)檢測結(jié)果判斷各個支腿是否伸縮到位。采用本實施例的起重機控制系統(tǒng)，通過傳感器30檢測各個支腿的伸縮狀態(tài)的方式，取代了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中操作人員目測的方式；控制器20根據(jù)開關(guān)控制設(shè)備10接收到的控制信號，首先控制各個支腿的伸縮，在伸縮過程中，控制器20同時控制傳感器30實時檢測，以根據(jù)檢測結(jié)果判斷各個支腿是否伸縮到位，減輕了操作人員的工作負(fù)擔(dān)，提高了控制精度，使得起重機支腿的控制效果更好。圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的起重機的支腿控制系統(tǒng)的框圖，如5圖所示，開關(guān)控制設(shè)備10包括第一接收設(shè)備12，用于接收操作員輸入的水平支腿伸出控制信號，其中， 水平支腿伸出控制信號包括半伸或全伸控制信號，分別用于控制水平支腿的半伸或全伸； 傳感器30包括第一長度傳感器32，用于檢測起重機的水平支腿的伸出長度，以判斷水平支腿是否伸縮到位；以及壓力傳感器34，用于檢測起重機的垂直支腿的支撐反作用壓力值， 以判斷垂直支腿是否全部支撐或全部離地，其中，控制器20用于當(dāng)?shù)谝唤邮赵O(shè)備12接收到水平支腿伸出控制信號時，控制水平支腿伸出直至第一長度傳感器32檢測到水平支腿伸縮到位，當(dāng)水平支腿伸縮到位后，控制垂直支腿伸出直至壓力傳感器34檢測到垂直支腿全部支撐。在控制水平支腿伸縮時，為保證安全，需要保證垂直支腿離地。優(yōu)選地，在控制水平支腿伸出之前，控制器20還用于控制壓力傳感器34檢測垂直支腿是否全部離地，在垂直支腿沒有全部離地時，控制垂直支腿收縮直至其全部離地，當(dāng)垂直支腿全部離地時，控制所述水平支腿伸出。采用本實施例的起重機控制系統(tǒng)，首先，控制系統(tǒng)的操作開關(guān)少，操作員不需要輸入多個控制信號，只需通過第一接收設(shè)備輸入單一的控制信號便可實現(xiàn)對支腿的控制，操作方式簡單，工作量小，避免了誤操作，使得起重機支腿的控制效果更好；其次，需要的工作人員少，操作員在控制起重機支腿時，不需要輔助操作人員通過肉眼觀察水平支腿的伸出長度來判斷支腿是否全伸或半伸到位，而是通過第一長度傳感器檢測水平支腿的伸出長度，避免了由于人為誤差導(dǎo)致的控制精度降低，從而提高了起重機支腿的控制精度，使得起重機支腿的控制效果更好；第三，通過壓力傳感器檢測起重機的垂直支腿的支撐反作用壓力值，根據(jù)支撐反作用壓力值判斷垂直支腿是否全部離地，使得在水平支腿收縮時保證垂直支腿全部離地，優(yōu)選地，垂直支腿應(yīng)該全部收縮到位，從而使得在水平支腿的伸出過程中，垂直支腿不會傷到起重機周圍的工作人員，并且根據(jù)支撐反作用壓力值判斷垂直支腿是否全部支撐，使得垂直支腿伸出到合適的位置，從而提高了起重機支腿的控制精度，使得起重機支腿的控制效果更好。第一長度傳感器可以采用多種方式實現(xiàn)無線式傳感器，超聲波測距傳感器、行程開關(guān)等。無線式傳感器由于采用電池供電，并通過無線信號反饋至控制器，所以安裝維護更加方便，目前，無線式傳感器在國外已經(jīng)進入試用階段，具有較好的應(yīng)用前景；超聲波測距傳感器雖然體積小，安裝、維護方便，但是，由于越野輪胎起重機的工作環(huán)境較為惡劣，現(xiàn)場的風(fēng)沙塵土或其他介質(zhì)對超聲波的阻擋反射，可能會引起測量數(shù)據(jù)的假象，故在越野輪胎起重機上安裝并不十分適用，但是對于同類型的支腿系統(tǒng)，如果工作在施工條件較好的環(huán)境下，超聲波測距傳感器也可以作為替代方案；行程開關(guān)由于價格便宜，安裝、維護方便，作為替代方案較為理想，安裝行程開關(guān)時，對于水平支腿長度的測量一定要準(zhǔn)確，以保證控制的精確性，但是，行程開關(guān)只能機械固定的檢測支腿的半伸、全伸、全縮是否到位，而介于這三點之外的長度便無法測量，如果現(xiàn)場施工由于某種情況，支腿停留在這三點之外，行程開關(guān)檢測不到信號，控制器便無法對支腿進行有效的控制，此時，支腿自動控制系統(tǒng)便失去作用。優(yōu)選地，控制器20還用于當(dāng)?shù)谝唤邮赵O(shè)備12接收到水平支腿伸出控制信號時，控制第一長度傳感器32檢測水平支腿是否伸縮到位，當(dāng)水平支腿伸縮到位時，控制垂直支腿伸出直至壓力傳感器34檢測到垂直支腿全部支撐。當(dāng)?shù)谝唤邮赵O(shè)備12接收到水平支腿半伸控制信號時，控制器對水平支腿和垂直支腿的控制過程如圖6所示，第一接收設(shè)備12采用按鍵的形式實現(xiàn)時，當(dāng)“半伸”按鍵被按下三秒時，控制器控制水平支腿完成半伸動作，首先要根據(jù)第一長度傳感器采集的信號，判斷支腿當(dāng)前的狀態(tài)，如果水平支腿測量長度LO < 0. 5L，水平支腿需要向半伸狀態(tài)進行伸出動作。但是考慮到動作的安全性，垂直支腿首先要保證處于完全收回的狀態(tài)，否則水平支腿伸出動作被禁止。當(dāng)水平支腿半伸到位以后，垂直支腿才可以伸出；如果水平支腿的測量長度LO = 0. 5L，則水平支腿無需動作，只需要垂直支腿伸出動作即可；如果水平支腿的測量長度LO > 0. 5L，水平支腿需要向半伸狀態(tài)進行收縮動作。當(dāng)然水平支腿的收縮動作也要考慮垂直支腿的安全性。當(dāng)水平支腿收縮到半伸狀態(tài)時，將垂直支腿伸出。
當(dāng)?shù)谝唤邮赵O(shè)備12接收到水平支腿全伸控制信號時，控制器20對水平支腿和垂直支腿的控制過程如圖7所示。第一接收設(shè)備12采用按鍵的形式實現(xiàn)時，當(dāng)“全伸”按鍵被按下三秒時，控制器控制水平支腿完成全伸動作，首先需要判斷支腿的當(dāng)前狀態(tài)如果水平支腿的測量長度LO <L，水平支腿需要向全伸狀態(tài)進行伸出動作。在全伸出之前，需要考慮垂直支腿的動作安全性，垂直支腿首先要保證處于完全收回的狀態(tài)，否則水平支腿伸出動作被禁止。當(dāng)水平支腿半伸到位以后，垂直支腿才可以伸出；如果水平支腿的測量長度 LO = L，則水平支腿無需動作，只需要垂直支腿伸出動作即可。在該實施例中，第一接收設(shè)備12接收到控制信號后，不對支腿直接控制，而是首先檢測支腿的當(dāng)前狀態(tài)，控制器20根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)的不同對支腿進行不同的控制，如果當(dāng)前水平支腿的狀態(tài)滿足要求時，直接控制垂直支腿，并且在水平支腿伸出之前先保證垂直支腿全縮，水平支腿伸到位后再將垂直支腿伸出，從而各支腿經(jīng)過最小的動作便能達到控制要求，并且支腿動作更安全，使得起重機支腿的控制效果更好。優(yōu)選地，如圖5所示，開關(guān)控制設(shè)備10還包括第二接收設(shè)備14，用于接收操作員輸入的全伸或全縮控制信號，其中，全伸控制信號用于控制垂直支腿的全伸，全縮控制信號用于控制水平支腿和垂直支腿的全縮；以及傳感器30還包括第二長度傳感器36，用于檢測起重機的垂直支腿的伸出長度，以判斷垂直支腿是否全伸或全縮到位，其中，控制器20 還用于當(dāng)?shù)诙邮赵O(shè)備14接收到全伸控制信號時，控制垂直支腿伸出直至第二長度傳感器36檢測到垂直支腿全伸到位，當(dāng)?shù)诙邮赵O(shè)備14接收到全縮控制信號時，控制垂直支腿收縮直至第二長度傳感器36檢測到垂直支腿全縮到位，當(dāng)垂直支腿全縮到位后，控制水平支腿收縮直至第一長度傳感器32檢測到水平支腿全縮到位。在該實施例中，通過第二接收設(shè)備14接收全伸或全縮控制信號，能夠?qū)崿F(xiàn)輸入支腿全伸或全縮的控制，操作方式簡單，工作量小，避免了誤操作，使得起重機支腿的控制效果更好；其次，需要的工作人員少，操作員在控制起重機支腿時，不需要輔助操作人員通過肉眼觀察垂直支腿的伸出長度來判斷垂直支腿是否全伸或全伸到位，而是通過第二長度傳感器36檢測垂直支腿的伸出長度，避免了由于人為誤差導(dǎo)致的控制精度降低，從而提高了起重機支腿的控制精度，使得起重機支腿的控制效果更好。當(dāng)?shù)诙邮赵O(shè)備14接收到全伸控制信號時，控制器20對水平支腿和垂直支腿的控制過程如圖8所示。第二接收設(shè)備14采用按鍵的形式實現(xiàn)時，當(dāng)“伸”按鍵被按下三秒時，控制器20控制垂直平支腿完成全伸動作，首先需要判斷支腿的當(dāng)前狀態(tài)如果水平支腿的測量長度LO <L，水平支腿需要向全伸狀態(tài)進行伸出動作。在全伸出之前，需要考慮垂直支腿的動作安全性，具體要求與圖6，圖7的控制過程類似，此處不再重復(fù)；如果水平支腿的測量長度LO = L，則水平支腿無需動作，只需要垂直支腿伸出動作即可。當(dāng)?shù)诙邮赵O(shè)備14接收到全縮控制信號時，控制器20對水平支腿和垂直支腿的控制過程如圖9所示。第二接收設(shè)備14采用按鍵的形式實現(xiàn)時，當(dāng)“縮”按鍵被按下三秒時，控制器20控制垂直平支腿完成全伸動作，首先需要判斷支腿的當(dāng)前狀態(tài)如果水平支腿測量長度LO > 0L，鑒于安全性的考慮，首先要保證垂直支腿收縮到位，然后進行水平支腿收縮動作；如果水平支腿測量長度LO = 0L，水平支腿無需動作，只需要將垂直支腿進行收回即可。優(yōu)選地，如圖5所示，傳感器30還包括角度傳感器38，用于檢測起重機的車身的傾斜角度，其中，控制器20還用于當(dāng)垂直支腿開始伸出或收縮時，控制角度傳感器38檢測傾斜角度，當(dāng)傾斜角度在第一預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)超出預(yù)設(shè)角度范圍時，控制垂直支腿的各個支腿相互配合伸出或收縮直到角度傳感器檢測到傾斜角度符合預(yù)設(shè)角度范圍。在該實施例中，通過角度傳感器能夠?qū)崟r檢測車身的平衡，當(dāng)車身持續(xù)一定時間不平衡時，控制器控制傾斜方向的垂直支腿停止伸出，對應(yīng)相反方向的垂直支腿繼續(xù)伸出以調(diào)整車身恢復(fù)平衡。可選地，角度傳感器可以為雙軸傾角傳感器，在車身上適當(dāng)位置安裝一個雙軸傾角傳感器，取代原系統(tǒng)的車身水平儀用以監(jiān)測車身角度，并作為調(diào)節(jié)垂直支腿伸縮動作的參考依據(jù)。改用傾角傳感器監(jiān)測車身角度，使測量、控制更加及時、精確。優(yōu)選地，如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的起重機的支腿控制系統(tǒng)還包括第一顯示界面 40，用于顯示起重機的車身的傾斜角度。圖10是根據(jù)本發(fā)明的起重機的車身方位示意圖，如圖10所示，X軸正方向為車身的車頭方向，Y軸正方向為與車頭方向垂直的右手方向，圖中坐標(biāo)上的“士2”表示預(yù)設(shè)角度范圍，即車身能夠傾斜的最大角度值。第一顯示界面40實時顯示車身的傾斜角度和傾斜方向等信息。優(yōu)選地，如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的起重機的支腿控制系統(tǒng)還包括第二顯示界面 50，用于顯示水平支腿和垂直支腿的伸出狀態(tài)。為了增加支腿控制系統(tǒng)操作監(jiān)測的方便性和人性化，加裝人機交互系統(tǒng)——第二顯示界面50，并通過CAN總線與控制器進行連接。第二顯示界面50可以為顯示屏，顯示屏根據(jù)第一長度傳感器32和壓力傳感器34的反饋信號，實時的將支腿的狀態(tài)在顯示屏上顯示。這樣，操作員可以在駕駛室操作開關(guān)控制設(shè)備的同時，及時的掌握各支腿的各種狀態(tài)。優(yōu)選地，第一顯示界面40與第二顯示界面50設(shè)置為同一顯示界面，同時顯示起重機各支腿的伸出狀態(tài)以及車身的平衡情況，方便操作者觀察。優(yōu)選地，如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的起重機的支腿控制系統(tǒng)還包括報警設(shè)備60， 與控制器20相連接，用于發(fā)出報警信號；控制器20還用于當(dāng)以下任意一種狀況出現(xiàn)時，控制報警設(shè)備60發(fā)出報警信號并且控制水平支腿或垂直支腿停止動作水平支腿在第二預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)沒有半伸到位；水平支腿在第三預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)沒有全伸到位；水平支腿在第四預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)沒有收縮到位；以及垂直支腿在第五預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)沒有伸出到位。當(dāng)起重機的水平支腿或垂直支腿在預(yù)定的時間范圍內(nèi)沒有收縮到位時，可能是支腿發(fā)生故障，不能完成相應(yīng)的動作，為保證起重機的安全和正常工作，設(shè)置報警設(shè)備60，當(dāng)支腿在預(yù)設(shè)時間內(nèi)沒有收縮到位時，控制器20控制報警設(shè)備60發(fā)出報警信號，并控制各支腿停止動作，警示操作員采取其他控制措施。針對支腿的不同伸縮動作，分別設(shè)置預(yù)定時間，例如水平支腿全伸比半伸需要的時間更多，因此分別設(shè)置了第二預(yù)設(shè)時間和第三預(yù)設(shè)時間，此處的各種預(yù)設(shè)時間均為支腿動作時間的上限值。其次介紹本具體實施方式
提供的起重機。該起重機包括本實施方式的任意一種起重機的支腿控制系統(tǒng)。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的起重機還包括自動控制使能開關(guān)，其中，起重機的支腿控制系統(tǒng)還用于當(dāng)自動控制使能開關(guān)閉合時，控制起重機的支腿的伸縮。通過自動控制使能開關(guān)能夠切換本發(fā)明提供的控制系統(tǒng)和現(xiàn)有技術(shù)的控制系統(tǒng)。 在手動模式下，控制方法與現(xiàn)有控制技術(shù)相同。當(dāng)自動控制使能開關(guān)斷開時，采用現(xiàn)有的手動模式控制，在該模式下，本發(fā)明提供的控制系統(tǒng)的開關(guān)控制設(shè)備被屏蔽，操作員通過操作原有的開關(guān)控制各個支腿的伸、縮動作，各板開關(guān)配合使用，分別完成對四個支腿八個方向的伸、縮動作控制，這種手動模式多用于現(xiàn)場臨時調(diào)試或某個傳感器出現(xiàn)問題時不能采用本發(fā)明提供的自動方式收放支腿。當(dāng)自動控制使能開關(guān)閉合式，采用本發(fā)明提供的自動模式控制。考慮支腿動作的安全性，系統(tǒng)在進行自動-手動操作模式轉(zhuǎn)換時，必須要實現(xiàn)無擾動切換，以保證切換模式后，支腿不會發(fā)生誤動作，不會導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。車輛支腿控制模式從自動切換到手動模式時，支腿所有的動作會立即停止，如圖11所示。車輛支腿控制模式從手動切換到自動模式時，支腿不會馬上動作，按下相應(yīng)的開關(guān)三秒以上才能完成半伸、全伸、全縮伸 支腿動作，如圖12所示。在切換到自動模式時，車輛支腿狀態(tài)可能會處于隨機狀態(tài)，控制器會根據(jù)水平支腿的長度計算、垂直支腿是否完全縮回到位，自動記憶所有狀態(tài)自主處理；通過操作人員按下相應(yīng)的功能按鍵三秒后自動切換到相應(yīng)支腿狀態(tài)。 各種傳感器的反饋信號需要實時的送入控制器進行處理，在動作過程中，控制系統(tǒng)對各支腿狀態(tài)實施了實時監(jiān)控和邏輯控制。圖13是根據(jù)本發(fā)明實施例的起重機的支腿控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，如圖13所示，該起重機的支腿控制系統(tǒng)包括開關(guān)控制設(shè)備10，控制器20，傳感器30，顯示屏40，電磁閥設(shè)備 70和執(zhí)行設(shè)備80。與現(xiàn)有的起重機支腿控制系統(tǒng)相比，在開關(guān)控制設(shè)備10中增加了“伸”、 “縮”、“全伸”、“半伸”、“自動”、“手動”按鍵；增加了傳感器30，包括壓力傳感器、行程開關(guān)、 長度傳感器和傾角傳感器，此處行程開關(guān)用于測量垂直支腿的伸出長度，長度傳感器用于測量水平支腿的伸出長度；增加了顯示屏40 ；控制器20的作用不同，各部分具體作用過程前文已經(jīng)描述，此處不再重復(fù)。圖14是根據(jù)本發(fā)明實施例的起重機的支腿系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖， 支腿系統(tǒng)包括水平支腿和垂直支腿，在圖中A的位置安裝壓力傳感器，在圖中B的位置安裝行程開關(guān)，在圖中C的位置安裝長度傳感器，在車身的適當(dāng)位置安裝傾角傳感器，其中，長度傳感器可以用無線式傳感器、超聲波測距傳感器以及行程開關(guān)替代，無線式傳感器和超聲波測距傳感器與長度傳感器的安裝位置相同，行程開關(guān)作為長度傳感器時，安裝位置可以為圖中D、E、F的任意位置。采用該支腿控制系統(tǒng)的起重機，當(dāng)“自動”按鍵有效時，支腿、垂直支腿的具體動作過程如圖15 19具體描述。流程圖中的X、Y表示車身在X軸、Y軸方向上的傾斜度數(shù)。 它可以實時的反映出車身的傾斜狀況，并作為調(diào)節(jié)相應(yīng)支腿的信息參考數(shù)據(jù)?？紤]車身工作的安全性，將車身的最大傾斜角度設(shè)定為士2度。并且只允許車身超出危險角度時間為 3s (考慮到路面本身有斜度，該時間需加長，也可以考慮從檢測到垂直支腿有壓力反饋時開始計時)，如圖15 (包括圖15a和圖15b)、圖19 (包括圖19a和圖19b)所示，一旦時間超出，所有支腿動作全部被禁止，防止安全事故的發(fā)生。在垂直支腿伸出將車身支撐起的過程中，為保證車身整體被有效地支撐，即保證輪胎離地達到一定的高度，當(dāng)壓力傳感器檢測到支撐反作用力恒定時，垂直支腿繼續(xù)伸出10s，如圖19所示。之所以繼續(xù)伸出，是因為越野輪胎起重機在吊起重物時，由于壓力的增大，導(dǎo)致支撐點土質(zhì)變形或車架形變等，可能會使輪胎與地面發(fā)生接觸，導(dǎo)致車體配重減小，影響吊重時車輛的穩(wěn)定性，造成傾翻事故。在各圖表示的控制過程中，支腿動作設(shè)定了相應(yīng)的預(yù)設(shè)時間范圍，如果超出時間，可能是支腿發(fā)生故障，不能完成相應(yīng)的動作。此時，控制器控制各支腿停止動作，并在顯示屏上通過圖形、文字、燈光、蜂鳴報警等方式，提示操作員進行安全檢查，或者切換至手動操作模式。采用該支腿控制系統(tǒng)的起重機與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點1、在自動模式下，摒棄了原來的單個按鍵對單個支腿進行操作控制的模式。僅通過一個按鍵的操作即可完成四條支腿的所有動作。操作簡單方便，人性化，無需操作員具有熟 練的經(jīng)驗。2、水平支腿半伸、全伸是否到位，完全由傳感器進行檢測，并由控制器程序進行判斷。該方法及時、精確，避免了由于人為因素而造成的支腿伸出長度不準(zhǔn)確。同時減少了工作人數(shù)，并大大降低了操作員的勞動強度。3、車身傾斜角度的自動平衡完全由控制器進行控制，該方法及時、精確。避免由于人為因素而造成車體傾斜角度過大，導(dǎo)致出現(xiàn)險情，嚴(yán)重時甚至可能會引起翻車事故。4、在需要打支腿的工況下，可以保證車體被有效的支撐，即輪胎有效離地到達一定的高度。這樣可以保證在吊起重物或吊著重物進行回轉(zhuǎn)時，輪胎不會與地面發(fā)生接觸，避免由于車體配重的減小而影響吊重時車輛的穩(wěn)定性。5、在顯示屏上將支腿的實時狀態(tài)進行顯示，方便操作員對支腿狀況的監(jiān)測。整個操作過程只需一個人即可完成，節(jié)約了勞動成本。6、打破了以往支腿控制系統(tǒng)的不智能化、不精確、欠缺邏輯上安全保護的局面。改變了支腿動作完全依靠操作員主觀監(jiān)測和判斷來完成的方式，將支腿控制系統(tǒng)提升到了一個全新的高度。7、提高了整個系統(tǒng)的方便性、可操作性和舒適度，有效規(guī)避了操作員的情緒化可能會對操作產(chǎn)生的影響。最后介紹本具體實施方式
提供的起重機的支腿控制方法。圖20是根據(jù)本發(fā)明實施例的起重機的支腿控制方法的流程圖，如圖20所示，該方法包括步驟S102至步驟S104 步驟S102 接收操作員輸入的控制信號；步驟S104 根據(jù)控制信號控制起重機各個支腿進行伸縮；以及步驟S106 接收傳感器檢測的支腿伸縮狀態(tài)信號，用于根據(jù)檢測的支腿伸縮狀態(tài)信號判斷各個支腿是否伸縮到位。在該實施例中，接收到操作員輸入的控制信號后控制起重機各個支腿的伸縮，在伸縮過程中，同時控制傳感器實時檢測，以根據(jù)檢測結(jié)果判斷各個支腿是否伸縮到位，減輕了操作人員的工作負(fù)擔(dān)，提高了控制精度，使得起重機支腿的控制效果更好。接收到的控制信號不同時，具體采用不同的起重機的支腿控制方法，分別如下(1)當(dāng)控制信號為水平支腿伸出控制信號時(水平支腿伸出控制信號包括半伸或全伸控制信號，分別用于控制水平支腿的半伸或全伸)步驟104與步驟106包括控制水平支腿伸出以及接收第一長度傳感器檢測的水平支腿的伸出長度以判斷水平支腿是否伸縮到位；以及在水平支腿伸縮到位時，控制起重機的垂直支腿伸出以及接收壓力傳感器檢測的垂直支腿的支撐反作用壓力值以判斷垂直支腿是否全部支撐。其中，傳感器包括第一長度傳感器和壓力傳感器，第一長度傳感器用于檢測水平支腿的伸出長度以判斷水平支腿是否伸縮到位；以及壓力傳感器用于檢測垂直支腿的支撐反作用壓力值以判斷垂直支腿是否全部支撐。采用本實施例的起重機控制系統(tǒng)，操作員在控制起重機水平支腿時，通過第一長度傳感器檢測水平支腿的伸出長度，避免了由于人為誤差導(dǎo)致的控制精度降低；通過壓力傳感器 檢測垂直支腿的支撐反作用壓力值，根據(jù)支撐反作用壓力值判斷垂直支腿是否全部支撐，使得垂直支腿伸出到合適的位置。從而提高了起重機支腿的控制精度，使得起重機支腿的控制效果更好。在控制水平支腿伸縮時，為保證安全，需要保證垂直支腿離地。優(yōu)選地，在步驟 S104'之前，控制壓力傳感器檢測垂直支腿的支撐反作用壓力值以判斷垂直支腿是否全部離地；以及在垂直支腿沒有全部離地時，控制垂直支腿收縮至其全部離地。在垂直支腿全部離地時，控制水平支腿伸出，其中，壓力傳感器還用于檢測垂直支腿的支撐反作用壓力值以判斷垂直支腿是否全部離地。(2)當(dāng)控制信號為全伸或全縮控制信號時(全伸控制信號用于控制起重機垂直支腿的全伸，全縮控制信號用于控制起重機水平支腿和垂直支腿的全縮)步驟104與步驟106包括在接收到全伸控制信號時，控制垂直支腿伸出以及接收第二長度傳感器檢測到的垂直支腿的伸出長度以判斷垂直支腿是否全伸到位；在接收到全縮控制信號時，控制垂直支腿收縮以及接收第二長度傳感器檢測到的垂直支腿的伸出長度以判斷垂直支腿是否全縮到位，在垂直支腿全縮到位后，控制水平支腿收縮。其中，傳感器包括第二長度傳感器，用于檢測垂直支腿的伸出長度以判斷垂直支腿是否全伸到位和全縮到位。在該實施例中，操作員在控制起重機支腿時，通過第二長度傳感器檢測垂直支腿的伸出長度，避免了由于人為誤差導(dǎo)致的控制精度降低，從而提高了起重機支腿的控制精度，使得起重機支腿的控制效果更好。優(yōu)選地，接收到的控制信號控制垂直支腿開始伸出或收縮時，起重機的支腿控制方法還包括控制角度傳感器檢測起重機車身的傾斜角度；以及若傾斜角度在第一預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)超出預(yù)設(shè)角度范圍時，控制各個垂直支腿相互配合伸出或收縮，直至傾斜角度符合預(yù)設(shè)角度范圍，其中，傳感器還包括角度傳感器，用于檢測起重機的車身的傾斜角度。采用該優(yōu)選實施方式，在控制垂直支腿開始伸出或收縮的過程中，控制角度傳感器實時檢測車身的平衡，當(dāng)車身持續(xù)一定時間不平衡時，控制傾斜方向的垂直支腿停止伸出，對應(yīng)相反方向的垂直支腿繼續(xù)伸出以調(diào)整車身恢復(fù)平衡。從以上的描述可以看出，采用本發(fā)明的起重機的支腿控制系統(tǒng)，通過傳感器檢測各個支腿的伸縮狀態(tài)，控制器根據(jù)接收到的控制信號和傳感器檢測到的支腿狀態(tài)控制各個支腿的伸縮，減輕了操作人員的工作負(fù)擔(dān)，提高了控制精度，使得起重機支腿的控制效果更好。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種起重機的支腿控制系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器，開關(guān)控制設(shè)備和傳感器，其中所述開關(guān)控制設(shè)備，與所述控制器相連接，用于接收操作員輸入的控制信號； 所述傳感器，與所述控制器相連接，用于檢測所述起重機各個支腿的伸縮狀態(tài)；以及所述控制器用于根據(jù)所述控制信號控制所述各個支腿的伸縮，同時控制所述傳感器進行檢測并根據(jù)檢測結(jié)果判斷所述各個支腿是否伸縮到位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機的支腿控制系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)控制設(shè)備包括第一接收設(shè)備，用于接收水平支腿伸出控制信號，其中，所述水平支腿伸出控制信號包括半伸或全伸控制信號，分別用于控制所述水平支腿的半伸或全伸， 所述傳感器包括第一長度傳感器，用于檢測所述起重機的水平支腿的伸出長度；以及壓力傳感器，用于檢測所述起重機的垂直支腿的支撐反作用壓力值，其中，所述控制器用于在接收到所述水平支腿伸出控制信號時，控制所述水平支腿伸出至所述第一長度傳感器檢測到所述水平支腿伸縮到位；以及在所述水平支腿伸縮到位時，控制所述垂直支腿伸出至所述壓力傳感器檢測到所述垂直支腿全部支撐。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的起重機的支腿控制系統(tǒng)，其特征在于， 在控制所述水平支腿伸出之前，所述控制器還用于控制所述壓力傳感器檢測所述垂直支腿是否全部離地；以及在所述垂直支腿沒有全部離地時，控制所述垂直支腿收縮直至其全部離地，所述控制器控制所述水平支腿伸出包括在所述垂直支腿全部離地時，控制所述水平支腿伸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機的支腿控制系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)控制設(shè)備包括第二接收設(shè)備，用于接收操作員輸入的全伸或全縮控制信號，其中，所述全伸控制信號用于控制所述垂直支腿的全伸，所述全縮控制信號用于控制所述水平支腿和所述垂直支腿的全縮，所述傳感器包括第二長度傳感器，用于檢測所述起重機的垂直支腿的伸出長度，其中，所述控制器用于在接收到所述全伸控制信號時，控制所述垂直支腿伸出直至所述第二長度傳感器檢測到所述垂直支腿全伸到位；在接收到所述全縮控制信號時，控制所述垂直支腿收縮直至所述第二長度傳感器檢測到所述垂直支腿全縮到位，以及當(dāng)所述垂直支腿全縮到位后，控制所述水平支腿收縮。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的起重機的支腿控制系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器還包括角度傳感器，用于檢測所述起重機的車身的傾斜角度，其中，所述控制器還用于當(dāng)所述垂直支腿開始伸出或收縮時，控制所述角度傳感器檢測所述傾斜角度；若所述傾斜角度在第一預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)超出預(yù)設(shè)角度范圍時，控制各個垂直支腿相互配合伸出或收縮，直至所述傾斜角度符合所述預(yù)設(shè)角度范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的起重機的支腿控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一顯示界面，用于顯示所述起重機的車身的傾斜角度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機的支腿控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括 報警設(shè)備，與所述控制器相連接，用于發(fā)出報警信號，所述控制器還用于當(dāng)以下任意一種狀況出現(xiàn)時，控制所述報警設(shè)備發(fā)出報警信號并且控制所述水平支腿或所述垂直支腿停止動作所述水平支腿在第二預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)沒有半伸到位； 所述水平支腿在第三預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)沒有全伸到位； 所述水平支腿在第四預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)沒有收縮到位；以及所述垂直支腿在第五預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)沒有伸出到位。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機的支腿控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二顯示界面，用于顯示所述水平支腿和所述垂直支腿的伸出狀態(tài)。
9.一種起重機，其特征在于，包括權(quán)利要求1至8中任一項所述的起重機的支腿控制系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的起重機，其特征在于，還包括 自動控制使能開關(guān)，其中，所述起重機的支腿控制系統(tǒng)還用于當(dāng)所述自動控制使能開關(guān)閉合時，控制所述起重機的支腿伸縮。
11.一種起重機的支腿控制方法，其特征在于，包括 接收操作員輸入的控制信號；根據(jù)所述控制信號控制起重機各個支腿進行伸縮；接收傳感器檢測的支腿伸縮狀態(tài)信號，用于根據(jù)所述檢測的支腿伸縮狀態(tài)信號判斷所述各個支腿是否伸縮到位。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的起重機的支腿控制方法，其特征在于，接收操作員輸入的控制信號包括接收水平支腿伸出控制信號，其中，所述水平支腿伸出控制信號包括半伸或全伸控制信號，分別用于控制所述水平支腿的半伸或全伸，根據(jù)所述控制信號控制起重機各個支腿進行伸縮以及接收傳感器檢測的支腿伸縮狀態(tài)信號包括控制所述水平支腿伸出以及接收第一長度傳感器檢測的所述水平支腿的伸出長度以判斷所述水平支腿是否伸縮到位；以及在所述水平支腿伸縮到位時，控制所述起重機的垂直支腿伸出以及接收壓力傳感器檢測的所述垂直支腿的支撐反作用壓力值以判斷所述垂直支腿是否全部支撐， 其中，所述傳感器包括所述第一長度傳感器和所述壓力傳感器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的起重機的支腿控制方法，其特征在于，在控制所述水平支腿伸出之前，所述方法還包括控制所述壓力傳感器檢測所述垂直支腿的支撐反作用壓力值以判斷所述垂直支腿是否全部離地；以及在所述垂直支腿沒有全部離地時，控制所述垂直支腿收縮至其全部離地，控制所述水平支腿伸出包括在所述垂直支腿全部離地時，控制所述水平支腿伸出。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的起重機的支腿控制方法，其特征在于，接收操作員輸入的控制信號包括接收全伸或全縮控制信號，其中，所述全伸控制信號用于控制所述起重機垂直支腿的全伸，所述全縮控制信號用于控制所述起重機水平支腿和所述垂直支腿的全縮，根據(jù)所述控制信號控制起重機各個支腿進行伸縮以及接收傳感器檢測的支腿伸縮狀態(tài)信號包括在接收到所述全伸控制信號時，控制所述垂直支腿伸出以及接收第二長度傳感器檢測到的所述垂直支腿的伸出長度以判斷所述垂直支腿是否全伸到位；在接收到所述全縮控制信號時，控制所述垂直支腿收縮以及接收所述第二長度傳感器檢測到的所述垂直支腿的伸出長度以判斷所述垂直支腿是否全縮到位，在所述垂直支腿全縮到位后，控制所述水平支腿收縮，其中，所述傳感器包括第二長度傳感器。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項所述的起重機的支腿控制方法，其特征在于，在所述垂直支腿開始伸出或收縮時，所述方法還包括控制角度傳感器檢測所述起重機車身的傾斜角度；以及若所述傾斜角度在第一預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)超出預(yù)設(shè)角度范圍時，控制各個垂直支腿相互配合伸出或收縮，直至所述傾斜角度符合所述預(yù)設(shè)角度范圍，其中，所述傳感器還包括角度傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種起重機及其支腿控制系統(tǒng)和控制方法。該控制系統(tǒng)包括控制器，開關(guān)控制設(shè)備和傳感器，其中，開關(guān)控制設(shè)備，與控制器相連接，用于接收操作員輸入的控制信號；傳感器，與控制器相連接，用于檢測起重機各個支腿的伸縮狀態(tài)；以及控制器用于根據(jù)控制信號控制各個支腿的伸縮，同時控制傳感器進行檢測并根據(jù)檢測結(jié)果判斷各個支腿是否伸縮到位。通過本發(fā)明，能夠使得起重機支腿的控制效果更好。
文檔編號B66C23/78GK102431914SQ20111026959
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者周欣, 楊揚, 范玉濤 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司