專利名稱：使變幅機(jī)構(gòu)與頂升機(jī)構(gòu)同步的控制裝置、系統(tǒng)及工程機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于使桅桿變幅與桅桿頂升機(jī)構(gòu)同步工作的控制裝置、系統(tǒng)以及一種工程機(jī)械。
背景技術(shù)：
目前桅桿廣泛應(yīng)用于起重領(lǐng)域。在例如履帶吊產(chǎn)品轉(zhuǎn)場或第一次組裝時(shí)，需要將桅桿從水平位置安放到與水平面呈一定角度的位置。圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中安裝桅桿的示意圖。如圖1所示，需要將圖1中示出的桅桿10從水平位置(即180°位置)安裝到大約 60°的位置。在整個(gè)安裝過程中是通過變幅機(jī)構(gòu)20和頂升機(jī)構(gòu)30來協(xié)同完成的。變幅機(jī)構(gòu)20 —般可以包括帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)和纏繞在滾筒上的鋼絲繩22，鋼絲繩22繞過安裝在桅桿10上端的滑輪對。頂升機(jī)構(gòu)30—般可以包括液壓缸和液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中變幅機(jī)構(gòu)20和頂升機(jī)構(gòu)30的工作原理圖。參考圖2，頂升機(jī)構(gòu)30可以有使活塞桿伸出的“伸”工作狀態(tài)和使活塞桿縮回的“降”工作狀態(tài)(可以通過狀態(tài)開關(guān)32來選擇工作狀態(tài))。當(dāng)需要將桅桿從水平位置安裝到例如大約60°位置時(shí)，可以啟動(dòng)頂升機(jī)構(gòu)30工作處于“伸”工作狀態(tài)，液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)液壓缸的活塞桿運(yùn)動(dòng)，將桅桿10至少頂過90°的位置，之后桅桿10可以在自身重力的作用下倒向安裝所需的位置(例如，60°位置)。在這同時(shí)，操作員需要控制變幅機(jī)構(gòu)20的放繩速度，以與頂升機(jī)構(gòu)30的動(dòng)作相匹配。 通常操作員是通過使用操作桿50給例如PLC控制器發(fā)送操作信號(例如模擬信號或數(shù)字信號)，PLC控制器接收該信號，根據(jù)該信號輸出相應(yīng)的PWM信號給變幅機(jī)構(gòu)20的電機(jī)，通過控制電機(jī)轉(zhuǎn)速來控制放繩速度。在上述過程中，在桅桿10運(yùn)動(dòng)到90°位置(即豎直位置)之前，需要頂升機(jī)構(gòu)30 與桅桿10始終接觸以起到防后傾的作用。但是，如果忘記操作頂升機(jī)構(gòu)30，會(huì)引起頂升機(jī)構(gòu)30沒有與桅桿10接觸，而變幅機(jī)構(gòu)20依然在放繩，這就會(huì)出現(xiàn)鋼絲繩22亂繩的問題。 一端鋼絲繩22亂繩后就必須將鋼絲繩22全部放完后重新排繩，工作量很大。嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起鋼絲繩22損壞的問題。另一方面，在操作變幅機(jī)構(gòu)20的同時(shí)還要操作頂升機(jī)構(gòu)30，很不方便也容易引起操作員疲勞。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于使桅桿變幅機(jī)構(gòu)與頂升機(jī)構(gòu)同步的控制裝置，該控制裝置包括接收設(shè)備，用于接收指示放繩速度的放繩信號和同步信號；處理設(shè)備，用于根據(jù)該放繩信號生成用于控制桅桿變幅機(jī)構(gòu)放繩速度的控制信號，并且在同時(shí)接收到所述放繩信號和同步信號的情況下生成用于啟動(dòng)頂升機(jī)構(gòu)執(zhí)行頂升動(dòng)作的啟動(dòng)信號；以及信號輸出設(shè)備，用于將所述控制信號和啟動(dòng)信號分別輸出到所述桅桿變幅機(jī)構(gòu)和頂升機(jī)構(gòu)。本發(fā)明還提供一種用于使桅桿變幅機(jī)構(gòu)與頂升機(jī)構(gòu)同步的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括桅桿變幅機(jī)構(gòu)和頂升機(jī)構(gòu)，其中，該控制系統(tǒng)還包括上述的控制裝置。
本發(fā)明還提供一種工程機(jī)械，其中，該工程機(jī)械包括上述的控制系統(tǒng)。通過上述技術(shù)方案，可以在操作桅桿變幅機(jī)構(gòu)的同時(shí)啟動(dòng)頂升機(jī)構(gòu)，這樣能夠保證桅桿變幅機(jī)構(gòu)與頂升機(jī)構(gòu)總是同步的，由此可以避免鋼絲繩亂繩的問題。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說明。


附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式
一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中安裝桅桿的示意圖；圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中桅桿變幅機(jī)構(gòu)和頂升機(jī)構(gòu)的工作原理圖；以及圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的桅桿變幅機(jī)構(gòu)和頂升機(jī)構(gòu)的工作原理圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。參照圖1至圖3，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，公開了一種用于使桅桿變幅機(jī)構(gòu)20 與頂升機(jī)構(gòu)30同步的控制裝置40，該控制裝置40可以包括接收設(shè)備，用于接收指示放繩速度的放繩信號和同步信號；處理設(shè)備，用于根據(jù)該放繩信號生成用于控制桅桿變幅機(jī)構(gòu)20放繩速度的控制信號，并且在同時(shí)接收到所述放繩信號和同步信號的情況下生成用于啟動(dòng)頂升機(jī)構(gòu)30執(zhí)行頂升動(dòng)作的啟動(dòng)信號；以及輸出設(shè)備，用于將所述控制信號和啟動(dòng)信號分別輸出到所述桅桿變幅機(jī)構(gòu)20和頂升機(jī)構(gòu)30。這里頂升動(dòng)作指的是頂升機(jī)構(gòu)30將桅桿10頂著桅桿10的重力作用推動(dòng)桅桿10
繞其一支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的操作。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述放繩信號可以是由操作桿50的動(dòng)作觸發(fā)的。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述同步信號由同步開關(guān)60的動(dòng)作觸發(fā)的。優(yōu)選地，上述同步信號可以由操作桿50來觸發(fā)。因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在所述操作桿50觸發(fā)所述放繩信號的同時(shí)還觸發(fā)所述同步信號。所述放繩信號和/或同步信號可以是模擬信號或數(shù)字信號。如果放繩信號或同步信號是模擬信號，則可能需要將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后再根據(jù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號生成上述控制信號。由此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在所述放繩信號和同步信號中的任意一者是模擬信號的情況下，所述控制裝置40還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備，用于在所述處理設(shè)備生成控制信號之前將模擬信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號。在這種情況下，處理設(shè)備根據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后的放繩信號生成上述控制信號。上述控制裝置40可以以軟件、硬件或軟件與硬件的結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)?？刂蒲b置 40可以包括但不限于，例如單片機(jī)、處理器、PLC控制器、DSP電路、FPGA電路、專用集成電路等?？刂蒲b置40所執(zhí)行的方法或步驟可以以軟件程序的形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例可以包括但不限于例如只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM)、緩存器、不可移動(dòng)存儲(chǔ)器、可移動(dòng)存儲(chǔ)器(例如，閃存、移動(dòng)硬盤)、磁介質(zhì)、磁光介質(zhì)寸。控制裝置40執(zhí)行的方法或步驟將在下文結(jié)合使桅桿變幅機(jī)構(gòu)20與頂升機(jī)構(gòu)30 同步的控制系統(tǒng)進(jìn)行描述。參照圖1和圖3，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，還提供了一種用于使桅桿變幅機(jī)構(gòu) 20與頂升機(jī)構(gòu)30同步的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括桅桿變幅機(jī)構(gòu)20和頂升機(jī)構(gòu)30，其中， 該控制系統(tǒng)還包括上述的控制裝置40。桅桿變幅機(jī)構(gòu)20可以包括電機(jī)、卷筒以及鋼絲繩22，電機(jī)用于帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼絲繩22纏繞在卷筒上并穿過安裝在桅桿10上端的滑輪M。當(dāng)頂升機(jī)構(gòu)30動(dòng)作使桅桿10 繞支點(diǎn)從水平位置轉(zhuǎn)動(dòng)到目標(biāo)位置時(shí)，操作員可以操作桅桿變幅機(jī)構(gòu)20的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，以釋放相應(yīng)長度的鋼絲繩22。頂升機(jī)構(gòu)30可以包括液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和液壓缸。液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以包括液壓泵、油路以及液壓泵與液壓缸之間油路上的電磁比例閥，通過調(diào)節(jié)電磁比例閥的開度可以調(diào)節(jié)液壓缸活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度。在將桅桿10從水平位置(例如圖1中所示的180°位置)轉(zhuǎn)動(dòng)到目標(biāo)位置(例如圖ι中所示的60°位置)的過程中，從水平位置到豎直位置(例如圖1中所示的90°位置)靠頂升機(jī)構(gòu)30給桅桿10提供動(dòng)力，當(dāng)桅桿10越過豎直位置后，桅桿10可以由于自身重力自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)到目標(biāo)位置。在這個(gè)過程中，桅桿變幅機(jī)構(gòu)20需要以一定速度釋放鋼絲繩 22，以保證桅桿10的運(yùn)動(dòng)能與頂升機(jī)構(gòu)30的活塞桿的運(yùn)動(dòng)保持一致。但是放繩的速度必須與活塞桿的運(yùn)動(dòng)保持同步，以防止鋼絲繩22釋放過快導(dǎo)致亂繩的現(xiàn)象。桅桿變幅機(jī)構(gòu)20的放繩速度與頂升機(jī)構(gòu)30的活塞桿移動(dòng)速度可以通過實(shí)驗(yàn)的方式來確定。例如，假定單位時(shí)間內(nèi)(例如1分鐘)活塞桿移動(dòng)的距離為a，相應(yīng)地桅桿10轉(zhuǎn)過的角度為β，桅桿10上安裝的滑輪M與桅桿10轉(zhuǎn)軸之間的距離是已知的，設(shè)為H，由此， 可以計(jì)算出鋼絲繩22釋放的長度?；钊麠U移動(dòng)速度與鋼絲繩22釋放速度存在對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，間接反映了頂升機(jī)構(gòu)30的電磁比例閥的開度與桅桿變幅機(jī)構(gòu)20的電機(jī)的轉(zhuǎn)速之間存在對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。通過有限次實(shí)驗(yàn)，可以最終確定最理想的活塞桿移動(dòng)速度與放繩速度(或電磁比例閥開度與電機(jī)轉(zhuǎn)速)，可以將確定的放繩速度和活塞桿移動(dòng)速度分別固化在控制裝置40頂升機(jī)構(gòu)30中。通常桅桿變幅機(jī)構(gòu)20的操作是通過操作桿50來實(shí)施的，因此根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，該控制系統(tǒng)還可以包括操作桿50，用于在該操作桿50被操作時(shí)發(fā)送放繩信號。上述同步信號可以通過開關(guān)來觸發(fā)，即操作開關(guān)動(dòng)作就可以觸發(fā)同步信號。例如， 可以在操作桿50附近設(shè)置一同步開關(guān)60。當(dāng)操作員需要操作操作桿50時(shí)，可以啟動(dòng)該同步開關(guān)60以發(fā)出同步信號?？商鎿Q地，同步信號也可以由操作桿50本身來觸發(fā)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，操作桿50還可以用于在發(fā)送放繩信號時(shí)還發(fā)送同步信號。下面簡單描述使用控制系統(tǒng)來進(jìn)行桅桿變幅機(jī)構(gòu)20和頂升機(jī)構(gòu)30同步操作的過程。當(dāng)需要將桅桿10移動(dòng)到目標(biāo)位置時(shí)，操作員可以先啟動(dòng)同步開關(guān)60(在不需要同步開關(guān)60的實(shí)施方式中，該步驟可以省略)，然后操作操作桿50動(dòng)作，以向控制裝置40的接收設(shè)備發(fā)送放繩信號(可選地，同步信號)。控制裝置40的接收設(shè)備接收到該放繩信號后，將該放繩信號發(fā)送給處理設(shè)備，處理設(shè)備根據(jù)該放繩信號生成相應(yīng)的控制信號(例如 PWM信號)。如果接收設(shè)備還接收到同步信號，則將該同步信號發(fā)送給處理設(shè)備，處理設(shè)備還生成啟動(dòng)信號。其中，如果放繩信號或同步信號是模擬信號，則控制裝置40的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以供處理設(shè)備使用。輸出設(shè)備將控制信號發(fā)送到桅桿變幅機(jī)構(gòu)20的電機(jī)，將啟動(dòng)信號發(fā)送到頂升機(jī)構(gòu)30，頂升機(jī)構(gòu)30接收到該啟動(dòng)信號后被啟動(dòng)，并進(jìn)入“伸，，工作狀態(tài)，即，使液壓缸的活塞桿伸出的工作狀態(tài)。由此，桅桿變幅機(jī)構(gòu)20 和頂升機(jī)構(gòu)30開始同步工作。在該過程中，即使操作員忘記手動(dòng)啟動(dòng)頂升機(jī)構(gòu)30，頂升機(jī)構(gòu)30也能在桅桿變幅機(jī)構(gòu)20工作的同時(shí)被啟動(dòng)工作，因此能夠防止在頂升機(jī)構(gòu)30沒有工作時(shí)桅桿變幅機(jī)構(gòu)20還在釋放鋼絲繩22，導(dǎo)致亂繩現(xiàn)象。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，還公開了一種工程機(jī)械，該工程機(jī)械包括上述的控制系統(tǒng)。雖然本發(fā)明是從桅桿10從水平位置到目標(biāo)位置的過程來描述的，但是將桅桿10 從目標(biāo)位置轉(zhuǎn)動(dòng)到水平位置的過程與桅桿10從水平位置到目標(biāo)位置的過程相似，因此，本發(fā)明對這兩個(gè)過程都適用。以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式
中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種用于使桅桿變幅機(jī)構(gòu)00)與頂升機(jī)構(gòu)(30)同步的控制裝置(40)，該控制裝置 (40)包括接收設(shè)備，用于接收放繩信號和同步信號；處理設(shè)備，用于根據(jù)該放繩信號生成用于控制桅桿變幅機(jī)構(gòu)00)放繩速度的控制信號，并且在同時(shí)接收到所述放繩信號和同步信號的情況下生成用于啟動(dòng)頂升機(jī)構(gòu)(30)執(zhí)行頂升動(dòng)作的啟動(dòng)信號；以及輸出設(shè)備，用于將所述控制信號和啟動(dòng)信號分別輸出到所述桅桿變幅機(jī)構(gòu)00)和頂升機(jī)構(gòu)(30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置(40)，其中，所述放繩信號是由操作桿(50)的動(dòng)作觸發(fā)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置(40)，其中，所述同步信號是由同步開關(guān)(60)的動(dòng)作觸發(fā)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置(40)，其中，在所述操作桿(50)觸發(fā)所述放繩信號的同時(shí)還觸發(fā)所述同步信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置(40)，其中，所述放繩信號和/或同步信號是模擬信號或數(shù)字信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制裝置(40)，其中，在所述放繩信號和同步信號中的任意一者是模擬信號的情況下，所述控制裝置GO)還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備，用于在所述處理設(shè)備生成所述控制信號之前將該模擬信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號。
7.一種用于使桅桿變幅機(jī)構(gòu)O0)與頂升機(jī)構(gòu)(30)同步的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括桅桿變幅機(jī)構(gòu)O0)和頂升機(jī)構(gòu)(30)，其特征在于，該控制系統(tǒng)還包括根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的控制裝置GO)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)還包括操作桿(50)，用于在該操作桿 (50)被操作時(shí)發(fā)送放繩信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制系統(tǒng)，其中，所述操作桿(50)還用于在發(fā)送放繩信號時(shí)還發(fā)送同步信號。
10.一種工程機(jī)械，其特征在于，該工程機(jī)械包括根據(jù)權(quán)利要求7-9中任意一項(xiàng)所述的用于使桅桿變幅機(jī)構(gòu)O0)與頂升機(jī)構(gòu)(30)同步的控制系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種桅桿用于使變幅機(jī)構(gòu)(20)與頂升機(jī)構(gòu)(30)同步的控制裝置(40)，該控制裝置(40)包括接收設(shè)備，用于接收放繩信號和同步信號；處理設(shè)備，用于根據(jù)該放繩信號生成用于控制桅桿變幅機(jī)構(gòu)(20)放繩速度的控制信號，并且在同時(shí)接收到所述放繩信號和同步信號的情況下生成用于啟動(dòng)頂升機(jī)構(gòu)(30)執(zhí)行頂升動(dòng)作的啟動(dòng)信號；以及輸出設(shè)備，用于將所述控制信號和啟動(dòng)信號分別輸出到所述桅桿變幅機(jī)構(gòu)(20)和頂升機(jī)構(gòu)(30)。該控制裝置(40)可以在操作桅桿變幅機(jī)構(gòu)(20)的同時(shí)啟動(dòng)頂升機(jī)構(gòu)(30)，這樣能夠保證桅桿變幅機(jī)構(gòu)(20)與頂升機(jī)構(gòu)(30)總是同步的，由此可以避免鋼絲繩亂繩的問題。
文檔編號B66C13/18GK102502407SQ20111040707
公開日2012年6月20日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者劉權(quán), 宋宏偉, 張圣, 滕宏珍, 詹純新, 高一平 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司