專利名稱：集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)及其吊具定位控制方法、系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)及其吊具定位控制方法、系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，機(jī)場(chǎng)、港口等吊運(yùn)規(guī)模也越來(lái)越大，對(duì)于吊運(yùn)設(shè)置的需求逐漸呈專業(yè)化的趨勢(shì)變化。特別是，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的廣泛應(yīng)用，對(duì)于中小港口，鐵路中專站和公路中專站的集裝箱裝卸及堆垛操作提出了更高的要求。針對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱專門(mén)設(shè)計(jì)的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的專業(yè)性能可有效適應(yīng)集裝箱的運(yùn)輸要求。與叉車(chē)相比，它具有機(jī)動(dòng)靈活，操作方便，穩(wěn)定性好，輪壓較底，堆碼層數(shù)高，堆廠利用率高等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)有的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)主要由工程機(jī)械底盤(pán)，伸縮臂架，集裝箱 吊具等三部分組成，其中，伸縮臂架通過(guò)伸縮油缸調(diào)節(jié)臂架長(zhǎng)度，通過(guò)變幅油缸調(diào)節(jié)工作幅度，其集裝箱吊具有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整集裝箱的姿態(tài)。實(shí)際作業(yè)中，需要駕駛員同時(shí)協(xié)調(diào)臂架的變幅與伸縮動(dòng)作，使吊具在變幅油缸和伸縮油缸的軸線所確定的平面內(nèi)做垂直方向和水平方向的運(yùn)動(dòng)，以便將集裝箱垂直升降和水平移動(dòng)到預(yù)定位置。然而，由于正面吊變幅和伸縮兩個(gè)油缸共用一個(gè)主油路，在相同的控制電流控制相同的比例閥開(kāi)度下，因負(fù)載存在顯著的差異導(dǎo)致進(jìn)入油缸的流量差別較大，人工協(xié)調(diào)變幅和伸縮動(dòng)作難以實(shí)現(xiàn)精確的垂直升降和水平移動(dòng)動(dòng)作，由此需要人工間斷地完成垂直起升，需多次操作。顯然，這種操作可靠性、準(zhǔn)確性較低的方式直接影響作業(yè)效率，同時(shí)使得操作者的工作強(qiáng)度較大。有鑒于此，亟待另辟蹊徑針對(duì)集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的操作控制進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在確保操作可靠性和準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，有效提高作業(yè)效率，降低操作者工作強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制方法，以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)吊具定位控制，可有效提高操作可靠性、準(zhǔn)確性及作業(yè)效率，并大大降低操作強(qiáng)度。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供一種吊具定位控制系統(tǒng)和應(yīng)用該系統(tǒng)的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)。本發(fā)明提供的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制方法，包括下述步驟獲取當(dāng)前臂架的長(zhǎng)度、角度及目標(biāo)位置；以吊具定位手動(dòng)開(kāi)關(guān)未觸發(fā)為條件，根據(jù)所述長(zhǎng)度、角度確定當(dāng)前位置，并根據(jù)當(dāng)前位置及目標(biāo)位置輸出調(diào)節(jié)臂架變幅油缸和伸縮油缸工作狀態(tài)的控制信號(hào)，以控制設(shè)置于臂架端部的所述吊具位移定位于所述目標(biāo)位置。優(yōu)選地，所述控制信號(hào)分別輸出至調(diào)整所述變幅油缸和伸縮油缸的進(jìn)液量的第一電磁比例閥和第二電磁比例閥。優(yōu)選地，所述吊具位移定位包括豎直位移模式和水平位移模式，并配置成在豎直位移模式，所述控制信號(hào)包括同步輸出的第一變幅控制信號(hào)和第一伸縮控制信號(hào)，其中，所述第一變幅控制信號(hào)根據(jù)查詢預(yù)設(shè)的電信號(hào)和高度的第一關(guān)系表獲得，并輸出相應(yīng)的電信號(hào)至第一電磁比例閥，所述第一伸縮控制信號(hào)輸出至第二電磁比例閥；在水平位移模式，所述控制信號(hào)包括同步輸出的第二伸縮控制信號(hào)和第二變幅控制信號(hào)，其中，所述第二伸縮控制信號(hào)根據(jù)查詢預(yù)設(shè)的電信號(hào)和幅度的第二關(guān)系表獲得，并輸出相應(yīng)的電信號(hào)至第二電磁比例閥，所述第二變幅控制信號(hào)輸出至第一電磁比例閥。優(yōu)選地，所述第一伸縮控制信號(hào)根據(jù)下述公式獲得I1=Icpl Δ Rfkdl ( Δ Ri-Δ R(H))+kn Σ Δ Ri ;式中，Λ Ri —當(dāng)前采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的幅度差；AR(i_D_上一次采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的幅度差；·Σ Δ Ri—當(dāng)如米樣時(shí)刻和過(guò)去時(shí)刻的所有幅度差累積之和；kpl—比例增益；kdl—微分增益；kn—積分增益；其中，所述第二變幅控制信號(hào)根據(jù)下述公式獲得 I2=kp2 Δ Hfkd2 ( Δ Hi- Δ Η(η) ) +ki2 Σ Δ Hi ;式中，AHi-當(dāng)前采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的高度差；AH^1)-上一次采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的高度差；Σ Λ Hi—為當(dāng)前時(shí)刻和過(guò)去時(shí)刻的所有高度差累積之和；kp2—比例增益；kd2—微分增益；ki2—積分增益。優(yōu)選地，相鄰兩個(gè)采樣時(shí)刻的間隔時(shí)間為Ims 100ms。優(yōu)選地，以實(shí)際幅度與目標(biāo)幅度的差值大于預(yù)設(shè)的幅度閾值為條件，所述第一伸縮控制信號(hào)輸出至所述第二電磁比例閥；以實(shí)際高度與目標(biāo)高度的差值大于預(yù)設(shè)的高度閾值為條件，所述第二變幅控制信號(hào)輸出至所述第一電磁比例閥。優(yōu)選地，所述第一電磁比例閥和所述第二電磁比例閥均為雙向控制閥，相應(yīng)的所述控制信號(hào)輸出至雙向控制閥的一個(gè)控制端。優(yōu)選地，所述吊具位移定位包括豎直位移模式和水平位移模式，并配置成在豎直位移模式下，所述控制信號(hào)包括同步輸出的第一變幅控制信號(hào)和第一伸縮控制信號(hào)，其中，所述第一變幅控制信號(hào)為輸出至第一電磁比例閥的恒定電信號(hào)，所述第一伸縮控制信號(hào)實(shí)時(shí)根據(jù)目標(biāo)長(zhǎng)度和當(dāng)前長(zhǎng)度輸出至第二電磁比例閥；在水平位移模式，所述控制信號(hào)包括同步輸出的第二伸縮控制信號(hào)和第二變幅控制信號(hào)，其中，所述第二伸縮控制信號(hào)為輸出至第二電磁比例閥的恒定電信號(hào)，所述第二變幅控制信號(hào)實(shí)時(shí)根據(jù)目標(biāo)角度和當(dāng)前角度輸出至第一電磁比例閥。優(yōu)選地，還獲取所述變幅油缸的兩腔壓力，根據(jù)預(yù)設(shè)的所述變幅油缸的兩腔壓力、當(dāng)前臂架長(zhǎng)度和角度的載荷關(guān)系表，并以當(dāng)前負(fù)載大于第一預(yù)設(shè)載荷閾值為條件，輸出報(bào)
警信號(hào)。優(yōu)選地，以當(dāng)前負(fù)載大于第二預(yù)設(shè)載荷閾值為條件，輸出限制繼續(xù)增加載荷的控制信號(hào)，所述第二預(yù)設(shè)載荷閾值大于所述第一預(yù)設(shè)載荷閾值。本發(fā)明提供的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制系統(tǒng)，包括信號(hào)采集裝置和控制器；所述信號(hào)采集裝置用于獲取當(dāng)前臂架長(zhǎng)度、角度及目標(biāo)位置；所述控制器用于以吊具定位手動(dòng)開(kāi)關(guān)未觸發(fā)為條件，根據(jù)所述長(zhǎng)度、角度確定當(dāng)前位置，并根據(jù)當(dāng)前位置及目標(biāo)位置輸出調(diào)節(jié)臂架變幅油缸和伸縮油缸工作狀態(tài)的控制信號(hào)，以控制設(shè)置于臂架端部的所述吊具位移定位于所述目標(biāo)位置。優(yōu)選地，所述變幅油缸和伸縮油缸的進(jìn)液量分別由第一電磁比例閥和第二電磁比例閥控制，所述控制信號(hào)分別輸出至所述第一電磁比例閥和第二電磁比例閥。優(yōu)選地，所述控制器包括存儲(chǔ)單元、比較判斷單元和輸出單元；其中，所述存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)的電信號(hào)和高度的第一關(guān)系表和電信號(hào)和幅度的第二關(guān)系表；所述比較判斷單元配置成在豎直位移模式同步獲得第一變幅控制信號(hào)和第一伸縮控制信號(hào)，其中，所述第一變幅控制信號(hào)為根據(jù)高度查詢所述第一關(guān)系表獲得的輸出至第一電磁比例閥的電信號(hào)，所述第一伸縮控制信號(hào)為輸出至第二電磁比例閥的電信號(hào)；在水平位移模式同步獲 得第二伸縮控制信號(hào)和第二變幅控制信號(hào)，其中，所述第二伸縮控制信號(hào)為根據(jù)幅度查詢所述第二關(guān)系表獲得的輸出至第二電磁比例閥的電信號(hào)，所述第二變幅控制信號(hào)為輸出至第一電磁比例閥的電信號(hào)；所述輸出單元輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。優(yōu)選地，所述比較判斷單元根據(jù)存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)單元的下述公式獲得所述第一伸縮控制信號(hào)I1=V Δ Ri+kdl ( Δ Ri-Δ R^1) )+knX ARi ;式中，ARi —當(dāng)前采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的幅度差；Δ R(i_D_上一次采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的幅度差；Σ Δ Ri—當(dāng)如米樣時(shí)刻和過(guò)去時(shí)刻的所有幅度差累積之和；kpl—比例增益；kdl—微分增益；kn—積分增益；所述比較判斷單元根據(jù)存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)單元的下述公式獲得所述第二變幅控制信號(hào)I2=kp2 Δ H^kd2 ( Δ Hi- Δ Ηα_1}) +ki2 Σ AHi ;式中，AHi-當(dāng)前采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的高度差；AH^1)-上一次采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的高度差；Σ Λ Hi—為當(dāng)前時(shí)刻和過(guò)去時(shí)刻的所有高度差累積之和；kp2—比例增益；kd2—微分增益；ki2—積分增益。優(yōu)選地，所述比較判斷單元以實(shí)際幅度與目標(biāo)幅度的差值大于存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)單元的預(yù)設(shè)幅度閾值為條件，獲得所述第一伸縮控制信號(hào)；以實(shí)際高度與目標(biāo)高度的差值大于存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)單元的預(yù)設(shè)高度閾值為條件，獲得所述第二變幅控制信號(hào)。優(yōu)選地，所述第一電磁比例閥和所述第二電磁比例閥均為雙向控制閥，相應(yīng)的所述控制信號(hào)輸出至雙向控制閥的一個(gè)控制端。本發(fā)明提供的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)，包括行走底盤(pán)、設(shè)置在所述行走底盤(pán)上的臂架、設(shè)置在所述臂架端部的吊具，所述臂架分別通過(guò)伸縮油缸和變幅油缸改變臂架長(zhǎng)度和角度；還包括如前所述的吊具定位控制系統(tǒng)。基于現(xiàn)有集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)，在手動(dòng)操縱吊具定位的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供一種可根據(jù)輸入目標(biāo)位置自動(dòng)實(shí)現(xiàn)吊具定位的控制方法。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)?shù)蹙叨ㄎ皇謩?dòng)開(kāi)關(guān)未觸發(fā)時(shí)，根據(jù)當(dāng)前臂架的長(zhǎng)度、角度確定當(dāng)前位置，并根據(jù)當(dāng)前位置及目標(biāo)位置輸出調(diào)節(jié)臂架變幅油缸和伸縮油缸工作狀態(tài)的控制信號(hào)，以控制設(shè)置于臂架端部的吊具位移定位于所述目標(biāo)位置。與現(xiàn)有手動(dòng)控制技術(shù)相比，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)吊具的自動(dòng)定位模式，如此設(shè)置，一方面根據(jù)當(dāng)前位置及目標(biāo)位置進(jìn)行吊具定位控制，能夠有效提高操作可靠性、準(zhǔn)確性，完全規(guī)避手動(dòng)操作過(guò)程負(fù)載影響定位精度的問(wèn)題；同時(shí)，自動(dòng)定位控制過(guò)程中不需要人工觀察，多次反復(fù)操作，吊具能夠直接快速的準(zhǔn)確定位，并可有效降低操作強(qiáng)度。在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，將吊具位移定位包括豎直位移模式和水平位移模式，并配置成在豎直位移模式，控制信號(hào)包括同步輸出的第一變幅控制信號(hào)和第一伸縮控制信號(hào)，其中，第一變幅控制信號(hào)根據(jù)查詢預(yù)設(shè)的電信號(hào)和高度的第一關(guān)系表獲得，并輸出相應(yīng)·的電信號(hào)至第一電磁比例閥，第一伸縮控制信號(hào)輸出至第二電磁比例閥；此過(guò)程中，以變幅油缸運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，伸縮油缸運(yùn)動(dòng)為從運(yùn)動(dòng)，對(duì)控制變幅油缸的第一電磁比例閥進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制，以幅度差值作為反饋量，對(duì)控制伸縮油缸的第二電磁比例閥電流進(jìn)行閉環(huán)控制。在水平位移模式，控制信號(hào)包括同步輸出的第二伸縮控制信號(hào)和第二變幅控制信號(hào)，其中，第二伸縮控制信號(hào)根據(jù)查詢預(yù)設(shè)的電信號(hào)和幅度的第二關(guān)系表獲得，并輸出相應(yīng)的電信號(hào)至第二電磁比例閥，第二變幅控制信號(hào)輸出至第一電磁比例閥。此過(guò)程中，以伸縮油缸運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，變幅油缸運(yùn)動(dòng)為從運(yùn)動(dòng)，對(duì)控制伸縮油缸的第二電磁比例閥進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制，以吊具起升高度差值作為反饋量，對(duì)控制變幅油缸的第一電磁比例閥電流進(jìn)行閉環(huán)控制。如此設(shè)置，通過(guò)建立更加可靠的吊具垂直升降和水平移動(dòng)運(yùn)動(dòng)模型，對(duì)變幅油缸比例閥和伸縮油缸比例閥進(jìn)行控制，優(yōu)化吊具位移軌跡，可進(jìn)一步提高吊具定位精度。在本發(fā)明的另一優(yōu)選方案中增設(shè)有過(guò)載保護(hù)功能，通過(guò)獲取變幅油缸的兩腔壓力，根據(jù)預(yù)設(shè)的變幅油缸的兩腔壓力、當(dāng)前臂架長(zhǎng)度和角度的載荷關(guān)系表，當(dāng)前負(fù)載大于第一預(yù)設(shè)載荷閾值時(shí)，則輸出報(bào)警信號(hào)。以便在垂直升降和水平移動(dòng)時(shí)，自動(dòng)根據(jù)吊重情況，限制危險(xiǎn)動(dòng)作的執(zhí)行，進(jìn)而大大提高整機(jī)的工作穩(wěn)定性。


圖I是具體實(shí)施方式
所述集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為具體實(shí)施方式
所述吊具定位控制方法的流程圖；圖3為具體實(shí)施方式
中所述吊具定位控制系統(tǒng)的方框圖；圖4為具體實(shí)施方式
中所述吊具定位控制系統(tǒng)的電路原理圖；圖5為具體實(shí)施方式
中所述自帶模擬量型旋鈕的顯示器主視外觀圖。圖中臂架10、行走底盤(pán)20、變幅油缸30、吊具40 ;采集裝置I、臂架長(zhǎng)度傳感器11、臂架角度傳感器12、目標(biāo)位置輸入元件13、控制器2、存儲(chǔ)單元21、比較判斷單元22、輸出單元23、第一電磁比例閥31、第二電磁比例閥32。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心是提供一種集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制方法，以有效提高操作可靠性、準(zhǔn)確性，降低操作強(qiáng)度。下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參見(jiàn)圖1，該圖為本實(shí)施方式所述集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。該集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的主體構(gòu)成與現(xiàn)有技術(shù)相同，其臂架10設(shè)置在行走底盤(pán)20上，通過(guò)設(shè)置于臂架10與行走底盤(pán)20之間的變幅油缸30可進(jìn)行臂架工作角度α的調(diào)節(jié)，同時(shí)通過(guò)設(shè)置臂架10上的伸縮油缸(圖中未示出)可進(jìn)行臂架工作長(zhǎng)度L的調(diào)節(jié)，進(jìn)而改變?cè)O(shè)置在臂架端部的吊具40工作位置。需要說(shuō)明的是，該集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的功能部件均可以采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，故本文不再贅述。實(shí)際操作時(shí)，根據(jù)需要控制變幅油缸和伸縮油缸的伸出長(zhǎng)度，調(diào)整吊具位移至目 標(biāo)工作位置；與此同時(shí)，可旋轉(zhuǎn)吊具確保集裝箱能夠在有限的作業(yè)空間內(nèi)到達(dá)指定碼放處。在變幅油缸和伸縮油缸的軸線所確定的平面內(nèi)，如圖I所示，吊具40工作位置可以由兩個(gè)參數(shù)來(lái)限定幅度R和高度H ;其中，幅度R為行走底盤(pán)20中心位置至吊具40之間距離，高度H為吊具40至地面之間的距離。本方案提供的吊具定位控制方法，包括下述步驟SI.獲取當(dāng)前臂架的長(zhǎng)度L、角度α及目標(biāo)位置。其中，當(dāng)前臂架的長(zhǎng)度L、角度α可以利用現(xiàn)車(chē)控制系統(tǒng)中所使用的信號(hào)采集裝置，將相應(yīng)信號(hào)采集裝置所檢測(cè)到的當(dāng)前臂架的長(zhǎng)度L、角度α應(yīng)用于本方法當(dāng)中，當(dāng)然，也可以單獨(dú)設(shè)置一臂架長(zhǎng)度傳感器獲取當(dāng)前臂架的長(zhǎng)度L，單獨(dú)設(shè)置一臂架角度傳感器獲取當(dāng)前臂架的角度α。其中，目標(biāo)位置為吊具預(yù)期到達(dá)的工作位置，具體由操作者以指令的形式輸入，可以模擬量型旋鈕輸入、按鍵輸入或者觸摸屏手寫(xiě)輸入吊具定位的目標(biāo)位置(幅度R和高度H)。S2.以吊具定位手動(dòng)開(kāi)關(guān)未觸發(fā)為條件，根據(jù)長(zhǎng)度L、角度α確定當(dāng)前位置(幅度R和高度H)，并根據(jù)當(dāng)前位置及目標(biāo)位置輸出調(diào)節(jié)臂架變幅油缸和伸縮油缸工作狀態(tài)的控制信號(hào)，以控制設(shè)置于臂架10端部的吊具40位移定位于目標(biāo)位置，實(shí)現(xiàn)吊具的自動(dòng)定位模式。如此設(shè)置，能夠有效提高操作可靠性、準(zhǔn)確性，完全規(guī)避手動(dòng)操作過(guò)程負(fù)載影響定位精度的問(wèn)題；同時(shí)，自動(dòng)定位控制過(guò)程中不需要人工觀察，多次反復(fù)操作，吊具能夠直接快速的準(zhǔn)確定位，并可有效降低操作強(qiáng)度。為了確保本方法的可實(shí)現(xiàn)性，針對(duì)由電磁比例閥控制調(diào)整變幅油缸和伸縮油缸進(jìn)液量的液控系統(tǒng)，可以將上述控制信號(hào)分別輸出至相應(yīng)的電磁比例閥的控制端。具體地，第一電磁比例閥31 (Υ10、Υ11)設(shè)置于變幅油缸液控回路，第二電磁比例閥32 (Υ12、Υ13)設(shè)置于伸縮油缸的液控回路，本方案以雙向控制閥為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，相應(yīng)的控制信號(hào)輸出至雙向控制閥的一個(gè)控制端。基于上述控制原理，本方案可以基于吊具定位過(guò)程中的位移軌跡作進(jìn)一步優(yōu)化，通過(guò)建立更加可靠的吊具垂直升降和水平移動(dòng)運(yùn)動(dòng)模型，對(duì)控制變幅油缸的第一電磁比例閥31和控制伸縮油缸的第二電磁比例閥32進(jìn)行控制，具體來(lái)說(shuō)，吊具位移定位包括豎直位移模式和水平位移模式，其中，豎直位移模式沿圖中Y向位移，水平位移模式沿圖中X向位移。請(qǐng)一并參見(jiàn)圖2，該為本實(shí)施方式所述吊具定位控制方法的流程圖。根據(jù)運(yùn)動(dòng)模型，預(yù)先設(shè)定豎直位移模式下，第一電磁比例閥31 (Υ10、Yll)的控制電流I相對(duì)不同高度H的第一關(guān)系表，具體可以變化曲線Cluff的形式表現(xiàn)；以及水平位移模式下，第二電磁比例閥32 (Y12、Y13)的控制電流相對(duì)不同幅度的第二關(guān)系表，具體可以變化曲線Ctele的形式表現(xiàn)。在豎直位移模式，控制信號(hào)包括同步輸出的第一變幅控制信號(hào)和第一伸縮控制信號(hào)。其中，第一變幅控制信號(hào)根據(jù)高度值查詢第一關(guān)系表獲得，并輸出相應(yīng)的電信號(hào)至第一電磁比例閥31的控制端YlO或Yll，S卩，當(dāng)豎直起升位移時(shí)，吊具高度Hi不斷變化，IYio=Ciuff (R, Hi) ,Iyu=O ;當(dāng)豎直降落時(shí)，Iyio=O、Im=Cluff (R，Hi)。隨著電流信號(hào)的輸出，實(shí)際幅度Ri與目標(biāo)幅度R存在差值Ri-R= AR，第一伸縮控制信號(hào)輸出至第二電磁比例閥32，整個(gè)控制目標(biāo)就是減少目標(biāo)幅度與實(shí)際幅度的差值A(chǔ)R。此過(guò)程中，以變幅油缸運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，伸縮油缸運(yùn)動(dòng)為從運(yùn)動(dòng)，對(duì)控制變幅油缸的第一電磁比例閥31進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制，以吊具幅度差值作為反饋量，對(duì)控制伸縮油缸的第二電磁比例閥32電流進(jìn)行閉環(huán)控制。在水平位移模式，控制信號(hào)包括同步輸出的第二伸縮控制信號(hào)和第二變幅控制信號(hào)，其中，第二伸縮控制信號(hào)根據(jù)幅度查詢第二關(guān)系表獲得，并輸出相應(yīng)的電信號(hào)至第二電磁比例閥32的控制端Y12或Y13，S卩，當(dāng)水平外伸時(shí)，吊具幅度Ri不斷變化，Iyi2=Ctele (H, Ri)、 Iy13=O ;當(dāng)水平內(nèi)縮時(shí)，1%=0、&3=(；+01，民)。隨著電流信號(hào)的輸出，實(shí)際高度Hi與理論高度H存在差值Hi-H= ΛΗ，第二變幅控制信號(hào)輸出至第一電磁比例閥31，整個(gè)控制目標(biāo)就是減少理論高度與實(shí)際高度的差值ΛΗ。此過(guò)程中，以伸縮油缸運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，變幅油缸運(yùn)動(dòng)為從運(yùn)動(dòng)，對(duì)控制伸縮油缸的第二電磁比例閥32進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制，以吊具起升高度差值作為反饋量，對(duì)控制變幅油缸的第一電磁比例閥31電流進(jìn)行閉環(huán)控制。可以理解的是，本方案中第一關(guān)系表和第二關(guān)系表中具體數(shù)值對(duì)應(yīng)關(guān)系，應(yīng)當(dāng)基于不同車(chē)型的實(shí)際配置進(jìn)行設(shè)定，具體涉及液控系統(tǒng)工作參數(shù)、電磁比例閥及結(jié)構(gòu)件的尺寸參數(shù)等因素。此外，豎直位移模式下的第一伸縮控制信號(hào)及水平位移模式下的第二變幅控制信號(hào)，也可以根據(jù)不同車(chē)型的實(shí)際配置進(jìn)行設(shè)定。優(yōu)選地，第一伸縮控制信號(hào)可以根據(jù)下述公式獲得I1=Icpl Δ Rfkdl ( Δ Ri-Δ R(H))+kn Σ Δ Ri ;式中，ARi —當(dāng)前采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的幅度差；Δ R(i_D_上一次采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的幅度差；Σ Δ Ri—當(dāng)如米樣時(shí)刻和過(guò)去時(shí)刻的所有幅度差累積之和；kpl—比例增益；kdl—微分增益；kn—積分增益；第二變幅控制信號(hào)可以根據(jù)下述公式獲得I2=kp2 Δ Hfkd2 ( Δ Hi- Δ Η(η) ) +ki2 Σ Δ Hi ;式中，AHi-當(dāng)前采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的高度差；AH^1)-上一次采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的高度差；Σ Λ Hi—為當(dāng)前時(shí)刻和過(guò)去時(shí)刻的所有高度差累積之和；kp2—比例增益；kd2—微分增益；ki2—積分增益。
特別說(shuō)明的是，由于影響吊具位移精度的因素過(guò)于繁雜，為獲得最佳的吊具定位自動(dòng)控制精度，上述各增益參量的確定應(yīng)當(dāng)在產(chǎn)品試驗(yàn)定型過(guò)程中進(jìn)行調(diào)整后確定。另外，前述的相鄰兩個(gè)采樣時(shí)刻的間隔時(shí)間為Ims 100ms，采樣間隔時(shí)間長(zhǎng)度，與控制精度成反比，與運(yùn)行成本成正比。實(shí)際使用時(shí)可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，只要滿足使用功能需要均可。由于豎直位移模式下的伸縮油缸運(yùn)動(dòng)為從運(yùn)動(dòng)，水平位移模式下的變幅油缸為從運(yùn)動(dòng)，也就是說(shuō)，實(shí)現(xiàn)從運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)基于相應(yīng)主控制信號(hào)的變化而進(jìn)行調(diào)整變化，為避免從運(yùn)動(dòng)過(guò)于頻繁導(dǎo)致不必要的振動(dòng)，在不影響定位精度的前提下，可以對(duì)從運(yùn)動(dòng)作進(jìn)一步的優(yōu)化限定。具體地，以實(shí)際幅度與目標(biāo)幅度的差值A(chǔ)R大于預(yù)設(shè)的幅度閾值Rtl為條件，輸出第一伸縮控制信號(hào)至第二電磁比例閥32，也就是說(shuō)，當(dāng)幅度差值Λ R小于規(guī)定值Rtl時(shí)，控制伸縮油缸的第二電磁比例閥32 (Υ12、Υ13)電流值為0，即Iy12或ΙΥ13=0，而當(dāng)幅度差值Λ R大于規(guī)定值Rtl時(shí)，則輸出第一伸縮控制信號(hào)至第二電磁比例閥32相應(yīng)控制端；以實(shí)際高度與目標(biāo)高度的差值△ H大于預(yù)設(shè)的高度閾值Htl為條件，輸出第二變幅控制信號(hào)至第一電磁比例閥31，也就是說(shuō)，當(dāng)高度差值Λ H小于規(guī)定值Htl時(shí)，控制變幅油缸的第一電磁比例·閥31 (Υ10、Υ11)電流值為0，即Iyici或ΙΥ11=0，而當(dāng)高度差值Λ H大于規(guī)定值Htl時(shí)，則輸出第二變幅控制信號(hào)至第一電磁比例閥31。除前述方案外，基于吊具位移定位劃分為豎直位移模式和水平位移模式的思想，其控制策略也可以是這樣的設(shè)計(jì)。在豎直位移模式下，控制信號(hào)包括同步輸出的第一變幅控制信號(hào)和第一伸縮控制信號(hào)，其中，所述第一變幅控制信號(hào)為輸出至第一電磁比例閥31的恒定電信號(hào)，所述第一伸縮控制信號(hào)實(shí)時(shí)根據(jù)目標(biāo)長(zhǎng)度和當(dāng)前長(zhǎng)度輸出至第二電磁比例閥32 ;在水平位移模式，控制信號(hào)包括同步輸出的第二伸縮控制信號(hào)和第二變幅控制信號(hào)，其中，所述第二伸縮控制信號(hào)為輸出至第二電磁比例閥32的恒定電信號(hào)，所述第二變幅控制信號(hào)實(shí)時(shí)根據(jù)目標(biāo)角度和當(dāng)前角度輸出至第一電磁比例閥31。還可以增設(shè)過(guò)載保護(hù)功能。具體地，預(yù)先設(shè)定一臂架長(zhǎng)度L和角度α的載荷關(guān)系表，獲取變幅油缸的兩腔壓力，根據(jù)預(yù)設(shè)的變幅油缸的兩腔壓力、當(dāng)前臂架長(zhǎng)度和角度的載荷關(guān)系表，并以當(dāng)前負(fù)載大于第一預(yù)設(shè)載荷閾值為條件，輸出報(bào)警信號(hào)。例如，當(dāng)即將發(fā)生超載時(shí)(在吊重量的90%到100%范圍內(nèi))，控制器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并限制輸出動(dòng)作的速度。進(jìn)一步地，還可以預(yù)設(shè)第二預(yù)設(shè)載荷閾值，以當(dāng)前負(fù)載大于第二預(yù)設(shè)載荷閾值為條件，輸出限制繼續(xù)增加載荷的手動(dòng)操縱信號(hào)輸出的控制信號(hào)，第二預(yù)設(shè)載荷閾值大于所述第一預(yù)設(shè)載荷閾值。例如，當(dāng)達(dá)到超載點(diǎn)(吊重量的100%)時(shí)，控制器限制操作者繼續(xù)朝危險(xiǎn)方向的動(dòng)作。在前述吊具定位控制方法的基礎(chǔ)上，本實(shí)施方式還提供一種集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制系統(tǒng)，請(qǐng)參見(jiàn)圖3，該圖為該吊具定位控制系統(tǒng)的方框圖。如圖所示，該系統(tǒng)包括信號(hào)采集裝置I和控制器2。其中，信號(hào)采集裝置I用于獲取當(dāng)前臂架長(zhǎng)度、角度及目標(biāo)位置，具體包括臂架長(zhǎng)度傳感器11、臂架角度傳感器12、目標(biāo)似直輸入兀件13。其中，控制器2用于以吊具定位手動(dòng)開(kāi)關(guān)(圖中未示出)未觸發(fā)為條件，也就是說(shuō)，如果當(dāng)前操作為手動(dòng)定位狀態(tài)，再可靠啟動(dòng)自動(dòng)控制程序，例如，以手動(dòng)開(kāi)關(guān)為操作手柄為例，判斷此時(shí)吊具操作手柄是否在中位，如果手柄不在中位，則禁止自動(dòng)定位模式，只有吊具手柄處于中位狀態(tài)，控制器才能根據(jù)接收的控制信息和檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析、計(jì)算、判斷，輸出相應(yīng)的電流控制相應(yīng)的電磁閥，控制吊具的自動(dòng)定位動(dòng)作。如前所述，本方案中的變幅油缸和伸縮油缸的進(jìn)液量分別由第一電磁比例閥31和第二電磁比例閥32控制，第一電磁比例閥31和所述第二電磁比例閥32均為雙向控制閥，相應(yīng)的所述控制信號(hào)輸出至雙向控制閥的一個(gè)控制端。具體地，根據(jù)所述長(zhǎng)度、角度確定當(dāng)前位置，并根據(jù)當(dāng)前位置及目標(biāo)位置輸出調(diào)節(jié)臂架變幅油缸和伸縮油缸工作狀態(tài)的控制信號(hào)，以控制設(shè)置于臂架端部的所述吊具位移定位于所述目標(biāo)位置。進(jìn)一步地，該控制器2包括存儲(chǔ)單元21，用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)的電信號(hào)和高度的第一關(guān)系表和電信號(hào)和幅度的第二關(guān)系表；和比較判斷單元22，配置成在豎直位移模式同步獲得第一變幅控制信號(hào)和第一伸縮控制信號(hào)，其中，所述第一變幅控制信號(hào)為根據(jù)高度查詢所述第一關(guān)系表獲得的輸出至第一電磁比例閥31的電信號(hào)，所述第一伸縮控制信號(hào)為輸出至第二電磁比例閥32的電信號(hào)；在水平位移模式同步獲得第二伸縮控制信號(hào)和第二變 幅控制信號(hào)，其中，所述第二伸縮控制信號(hào)為根據(jù)幅度查詢所述第二關(guān)系表獲得的輸出至第二電磁比例閥32的電信號(hào)，所述第二變幅控制信號(hào)為輸出至第一電磁比例閥31的電信號(hào)；輸出單元23，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。優(yōu)選地，臂架長(zhǎng)度傳感器11和臂架角度傳感器12為電流型傳感器，抗干擾性能較好，且成本較低。具體請(qǐng)一并參見(jiàn)圖4，該圖為該吊具定位控制系統(tǒng)的電路原理圖。如圖4所示，本方案還可以設(shè)置自動(dòng)定位模式開(kāi)關(guān)SI，當(dāng)按下開(kāi)關(guān)SI后，控制器2啟動(dòng)吊具自動(dòng)定位控制。此外，目標(biāo)位置輸入元件13優(yōu)選采用顯示器自帶的模擬量型旋鈕，在輸入目標(biāo)位置指令至控制器的同時(shí)，還可以在顯示器上進(jìn)行直觀顯示。實(shí)際工作過(guò)程中，當(dāng)控制器確認(rèn)可執(zhí)行自動(dòng)定位模式，可通過(guò)顯示器自帶的模擬量型旋鈕輸入吊具定位的目標(biāo)位置。當(dāng)控制器接收吊具需要豎直和水平移動(dòng)的距離，接著進(jìn)入豎直升降動(dòng)作模式，當(dāng)豎直升降動(dòng)作結(jié)束后，進(jìn)入水平移動(dòng)動(dòng)作模式。當(dāng)兩種模式都完成后，顯示器提示吊具完成自動(dòng)定位功能，界面如圖5。同時(shí)，還可以實(shí)時(shí)顯示來(lái)自于臂架長(zhǎng)度傳感器11和臂架角度傳感器12的當(dāng)前臂架長(zhǎng)度L和臂架角度α。當(dāng)然，如前所述，該輸入元件13也可以采用按鍵或者觸控屏。進(jìn)一步地，比較判斷單元22根據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元21的下述公式獲得所述第一伸縮控制信號(hào)I1=V Δ Ri+kdl ( Δ Ri-Δ Ra^)+knX ARi ;式中，Λ Ri —當(dāng)前采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的幅度差；AR(i_D—上一次采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的幅度差；Σ Δ Ri—當(dāng)如米樣時(shí)刻和過(guò)去時(shí)刻的所有幅度差累積之和；kpl—比例增益；kdl—微分增益；kn—積分增益；所述比較判斷單元22根據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元21的下述公式獲得所述第二變幅控制信號(hào)I2=kp2 Δ Hi+kd2 ( Δ Hi- Δ Ηα_1}) +ki2 Σ AHi ;式中，Λ氏一當(dāng)前采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的高度差；AH^1)-上一次采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的高度差；
Σ AHi—為當(dāng)前時(shí)刻和過(guò)去時(shí)刻的所有高度差累積之和；kp2—比例增益；kd2—微分增益；ki2—積分增益。同樣地，比較判斷單元22以實(shí)際幅度與目標(biāo)幅度的差值大于存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元21的預(yù)設(shè)幅度閾值為條件，獲得第一伸縮控制信號(hào)；以實(shí)際高度與目標(biāo)高度的差值大于存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元21的預(yù)設(shè)高度閾值為條件，獲得第二變幅控制信號(hào)。上述優(yōu)選方案的有益效果及進(jìn)一步優(yōu)選控制策略與前述控制方法相同，例如，用于過(guò)載保護(hù)功能的變幅油缸兩腔壓力的油壓傳感器BI、B2、B3也可以為電流型傳感器，具體細(xì)節(jié)不再贅述。顯然，該報(bào)警信號(hào)可以輸出至顯示器進(jìn)行顯示，以提示操作者當(dāng)前危險(xiǎn)作業(yè)工況；也可以輸出聲、光報(bào)警，啟動(dòng)蜂鳴器或報(bào)警燈，同時(shí)提示作業(yè)區(qū)域的輔助人員。 特別說(shuō)明的是，本發(fā)明的吊具自動(dòng)定位模式包括豎直位移模式和水平位移模式，不限于圖中所示的先豎直、后水平的位移模式，顯然也可以先水平、后豎直的位移模式，只要滿足優(yōu)化吊具位移軌跡的需要均在本申請(qǐng)請(qǐng)求保護(hù)的范圍內(nèi)。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制方法，其特征在于，包括下述步驟 獲取當(dāng)前臂架的長(zhǎng)度、角度及目標(biāo)位置； 以吊具定位手動(dòng)開(kāi)關(guān)未觸發(fā)為條件，根據(jù)所述長(zhǎng)度、角度確定當(dāng)前位置，并根據(jù)當(dāng)前位置及目標(biāo)位置輸出調(diào)節(jié)臂架變幅油缸和伸縮油缸工作狀態(tài)的控制信號(hào)，以控制設(shè)置于臂架端部的所述吊具位移定位于所述目標(biāo)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制方法，其特征在于，所述控制信號(hào)分別輸出至調(diào)整所述變幅油缸和伸縮油缸的進(jìn)液量的第一電磁比例閥和第二電磁比例閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制方法，其特征在于，所述吊具位移定位包括豎直位移模式和水平位移模式，并配置成在豎直位移模式，所述控制信號(hào)包括同步輸出的第一變幅控制信號(hào)和第一伸縮控制信號(hào)，其中，所述第一變幅控制信號(hào)根據(jù)查詢預(yù)設(shè)的電信號(hào)和高度的第一關(guān)系表獲得，并輸出相應(yīng)的電信號(hào)至第一電磁比例閥，所述第一伸縮控制信號(hào)輸出至第二電磁比例閥；在水平位移模式，所述控制信號(hào)包括同步輸出的第二伸縮控制信號(hào)和第二變幅控制信號(hào)，其中，所述第二伸縮控制信號(hào)根據(jù)查詢預(yù)設(shè)的電信號(hào)和幅度的第二關(guān)系表獲得，并輸出相應(yīng)的電信號(hào)至第二電磁比例閥，所述第二變幅控制信號(hào)輸出至第一電磁比例閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制方法，其特征在于，所述第一伸縮控制信號(hào)根據(jù)下述公式獲得 I1=Iipl Δ Rj+kdl ( Δ Ri- Δ R(H)) +kn Σ Δ Ri ;式中， Λ Ri —當(dāng)前采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的幅度差； Δ R(i_D-上一次采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的幅度差； Σ Δ Ri—當(dāng)如米樣時(shí)刻和過(guò)去時(shí)刻的所有幅度差累積之和； kpl—比例增益; kdl—微分增益； kn—積分增益； 其中，所述第二變幅控制信號(hào)根據(jù)下述公式獲得 I2=kp2 Δ Hi+kd2 ( Δ Hi- Δ U +ki2 Σ Δ Hi ;式中， AHi +當(dāng)前采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的高度差； ΔΗ(η)_上一次采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的高度差； Σ ΛHi—為當(dāng)前時(shí)刻和過(guò)去時(shí)刻的所有高度差累積之和； kp2—比例增益； kd2—微分增益； ki2—積分增益。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制方法，其特征在于，相鄰兩個(gè)采樣時(shí)刻的間隔時(shí)間為Ims 100ms。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制方法，其特征在于，以實(shí)際幅度與目標(biāo)幅度的差值大于預(yù)設(shè)的幅度閾值為條件，所述第一伸縮控制信號(hào)輸出至所述第二電磁比例閥；以實(shí)際高度與目標(biāo)高度的差值大于預(yù)設(shè)的高度閾值為條件，所述第二變幅控制信號(hào)輸出至所述第一電磁比例閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制方法，其特征在于，所述第一電磁比例閥和所述第二電磁比例閥均為雙向控制閥，相應(yīng)的所述控制信號(hào)輸出至雙向控制閥的一個(gè)控制端。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制方法，其特征在于，所述吊具位移定位包括豎直位移模式和水平位移模式，并配置成在豎直位移模式下，所述控制信號(hào)包括同步輸出的第一變幅控制信號(hào)和第一伸縮控制信號(hào)，其中，所述第一變幅控制信號(hào)為輸出至第一電磁比例閥的恒定電信號(hào)，所述第一伸縮控制信號(hào)實(shí)時(shí)根據(jù)目標(biāo)長(zhǎng)度和當(dāng)前長(zhǎng)度輸出至第二電磁比例閥；在水平位移模式，所述控制信號(hào)包括同步輸出的第二伸縮控制信號(hào)和第二變幅控制信號(hào)，其中，所述第二伸縮控制信號(hào)為輸出至第二電磁比例閥的恒定電信號(hào)，所述第二變幅控制信號(hào)實(shí)時(shí)根據(jù)目標(biāo)角度和當(dāng)前角度輸出至第一電磁比例閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制方法，其特征在于，還獲取所述變幅油缸的兩腔壓力，根據(jù)預(yù)設(shè)的所述變幅油缸的兩腔壓力、當(dāng)前臂架長(zhǎng)度和角度的載荷關(guān)系表，并以當(dāng)前負(fù)載大于第一預(yù)設(shè)載荷閾值為條件，輸出報(bào)警信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制方法，其特征在于，以當(dāng)前負(fù)載大于第二預(yù)設(shè)載荷閾值為條件，輸出限制繼續(xù)增加載荷的控制信號(hào)，所述第二預(yù)設(shè)載荷閾值大于所述第一預(yù)設(shè)載荷閾值。
11.集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制系統(tǒng)，其特征在于，包括 信號(hào)采集裝置，用于獲取當(dāng)前臂架長(zhǎng)度、角度及目標(biāo)位置； 控制器，用于以吊具定位手動(dòng)開(kāi)關(guān)未觸發(fā)為條件，根據(jù)所述長(zhǎng)度、角度確定當(dāng)前位置，并根據(jù)當(dāng)前位置及目標(biāo)位置輸出調(diào)節(jié)臂架變幅油缸和伸縮油缸工作狀態(tài)的控制信號(hào)，以控制設(shè)置于臂架端部的所述吊具位移定位于所述目標(biāo)位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制系統(tǒng)，其特征在于，所述變幅油缸和伸縮油缸的進(jìn)液量分別由第一電磁比例閥和第二電磁比例閥控制，所述控制信號(hào)分別輸出至所述第一電磁比例閥和第二電磁比例閥。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括 存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)的電信號(hào)和高度的第一關(guān)系表和電信號(hào)和幅度的第二關(guān)系表；和 比較判斷單元，配置成在豎直位移模式同步獲得第一變幅控制信號(hào)和第一伸縮控制信號(hào)，其中，所述第一變幅控制信號(hào)為根據(jù)高度查詢所述第一關(guān)系表獲得的輸出至第一電磁比例閥的電信號(hào)，所述第一伸縮控制信號(hào)為輸出至第二電磁比例閥的電信號(hào)；在水平位移模式同步獲得第二伸縮控制信號(hào)和第二變幅控制信號(hào)，其中，所述第二伸縮控制信號(hào)為根據(jù)幅度查詢所述第二關(guān)系表獲得的輸出至第二電磁比例閥的電信號(hào)，所述第二變幅控制信號(hào)為輸出至第一電磁比例閥的電信號(hào)； 輸出單元，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制系統(tǒng)，其特征在于，所述比較判斷單元根據(jù)存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)單元的下述公式獲得所述第一伸縮控制信號(hào)=IfkplΔ Rj+kdl ( Δ Ri- Δ R(H)) +kn Σ Δ Ri ;式中，Λ Ri —當(dāng)前采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的幅度差； Δ R(i_D-上一次采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的幅度差； Σ Δ Ri—當(dāng)如米樣時(shí)刻和過(guò)去時(shí)刻的所有幅度差累積之和； kpl—比例增益; kdl—微分增益； kn—積分增益； 所述比較判斷單元根據(jù)存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)單元的下述公式獲得所述第二變幅控制信號(hào)I2=kp2 Δ Hi+kd2 ( Δ Hi- Δ Ha^)+ki2 Σ Δ Hi ;式中， AHi +當(dāng)前采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的高度差； ΔΗ(η)_上一次采樣時(shí)刻的位置與目標(biāo)位置的高度差； Σ ΛHi—為當(dāng)前時(shí)刻和過(guò)去時(shí)刻的所有高度差累積之和； kp2—比例增益； kd2—微分增益； ki2—積分增益。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制系統(tǒng)，其特征在于，所述比較判斷單元以實(shí)際幅度與目標(biāo)幅度的差值大于存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)單元的預(yù)設(shè)幅度閾值為條件，獲得所述第一伸縮控制信號(hào)；以實(shí)際高度與目標(biāo)高度的差值大于存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)單元的預(yù)設(shè)高度閾值為條件，獲得所述第二變幅控制信號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電磁比例閥和所述第二電磁比例閥均為雙向控制閥，相應(yīng)的所述控制信號(hào)輸出至雙向控制閥的一個(gè)控制端。
17.一種集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)，包括行走底盤(pán)、設(shè)置在所述行走底盤(pán)上的臂架、設(shè)置在所述臂架端部的吊具，所述臂架分別通過(guò)伸縮油缸和變幅油缸改變臂架長(zhǎng)度和角度；其特征在于，還包括如權(quán)利要求11至16中任一項(xiàng)所述的吊具定位控制系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的吊具定位控制方法，包括下述步驟獲取當(dāng)前臂架的長(zhǎng)度、角度及目標(biāo)位置；以吊具定位手動(dòng)開(kāi)關(guān)未觸發(fā)為條件，根據(jù)所述長(zhǎng)度、角度確定當(dāng)前位置，并根據(jù)當(dāng)前位置及目標(biāo)位置輸出調(diào)節(jié)臂架變幅油缸和伸縮油缸工作狀態(tài)的控制信號(hào)，以控制設(shè)置于臂架端部的所述吊具位移定位于所述目標(biāo)位置。本發(fā)明可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)吊具定位控制，有效提高操作可靠性、準(zhǔn)確性及作業(yè)效率，并大大降低操作強(qiáng)度。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供一種吊具定位控制系統(tǒng)和應(yīng)用該系統(tǒng)的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)。
文檔編號(hào)B66C15/06GK102942116SQ20121052103
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者張德榮, 李彬, 張付義, 張盛楠 申請(qǐng)人:徐州重型機(jī)械有限公司