專利名稱：控制方法及控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集裝箱運(yùn)輸車領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種控制方法及控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
集裝箱運(yùn)輸車一般都需要與集裝箱碼頭、車站、倉庫等地的專用起重設(shè)備配合，才能完成集裝運(yùn)輸車的正常裝卸。在沒有專用起重設(shè)備配合的地方，很難完成集裝箱正常裝卸。即使配置吊車、叉車等起重和運(yùn)輸工具，在場地狹小的工礦、碼頭也很難開展作業(yè)，且作業(yè)效率很低，這就使集裝箱的公路運(yùn)輸受到一定的限制，而自裝卸集裝箱運(yùn)輸車就能彌補(bǔ)這方面的不足，獨(dú)立完成裝卸和運(yùn)輸作業(yè)。
如圖I所示，為相關(guān)技術(shù)中側(cè)面自裝卸集裝箱運(yùn)輸車的工作狀態(tài)圖。該運(yùn)輸車包括車輛貨臺9和起重組件，起重組件由穩(wěn)定支腿和吊架組成，其中穩(wěn)定支腿包括支腿8、支腿固定箱7、支腿傾斜油缸I和支腿伸縮油缸2，吊架包括連桿6、吊臂5、吊臂油缸4和連桿油缸3。
若需自裝集裝箱10時，先將該車平行停靠在集裝箱10的側(cè)面一定范圍，放下支腿 8撐于地面上，用吊鏈(或鋼索)上的旋鎖或吊鉤裝入集裝箱10下部角件孔中。吊臂5舉起，起吊集裝箱10，使集裝箱下底面高于車輛貨臺9，再控制起升油缸和變幅油缸，使集裝箱10落至車輛貨臺9上，并鎖住集裝箱10，即完成集裝箱的自裝作業(yè)。反之，則可完成其自裝卸作業(yè)。該自裝卸集裝箱運(yùn)輸車可裝卸20英尺、40英尺或其它規(guī)格的空箱或滿箱集裝箱，并可實(shí)施I排2層的集裝箱裝卸、堆垛作業(yè)。
在自裝卸運(yùn)輸車工作前，穩(wěn)定支腿8展開撐地至一定的位置，當(dāng)?shù)醣?吊起貨物至側(cè)面時，防止底盤在該側(cè)發(fā)生側(cè)傾翻。支腿8支撐的位置一般要求在吊臂吊點(diǎn)離車體最遠(yuǎn)的水平位置附近或外側(cè)，使貨物繞支腿支撐點(diǎn)的傾翻力矩小于自裝卸車自重對支撐點(diǎn)的穩(wěn)定力矩，以保證自裝卸車在作業(yè)時不側(cè)翻。
但是，現(xiàn)有的自裝卸車均沒有對吊載的重量和位置進(jìn)行檢測和控制。側(cè)面起吊時， 雖然側(cè)面設(shè)置穩(wěn)定支腿來防止側(cè)翻，但仍存在以下問題
I.集裝箱(作業(yè)對象)重載或超載作業(yè)時，在最外側(cè)位置安全穩(wěn)定性最差，容易發(fā)生側(cè)傾翻。
2.吊重越遠(yuǎn)離自裝卸車，起重組件的受力越大，對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求越高。對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)必須按最大載荷處于最遠(yuǎn)位置來考慮，這樣會增加制造和使用成本。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種控制方法，能夠自動對吊載的重量和位置進(jìn)行檢測和控制，降低對穩(wěn)定支腿和吊架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，降低制造和使用成本；同時可以有效地防止自裝卸車在作業(yè)時發(fā)生側(cè)翻。本發(fā)明還提供了一種控制系統(tǒng)。
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種控制方法，用于側(cè)面自裝卸車，包括步驟102，采集自裝卸車上起重組件的動態(tài)參數(shù)；步驟104,將所述動態(tài)參數(shù)與所述起重組件的預(yù)設(shè)數(shù)值范圍進(jìn)行比較；步驟106，控制吊架油缸動作，使所述動態(tài)參數(shù)位于所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍之內(nèi)。本發(fā)明提供的控制方法，通過主動控制，使側(cè)面自裝卸車始終在一個安全區(qū)域內(nèi)工作，防止人的操作失誤，提高控制精度和穩(wěn)定性，保證作業(yè)安全；另外，在不影響自裝卸車作業(yè)要求的前提下，通過對危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)域的控制，降低了對穩(wěn)定支腿和吊架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，降低生產(chǎn)成本；同時，該方案原理簡單，容易實(shí)施，實(shí)施成本較低，具備良好的經(jīng)濟(jì)性。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在步驟102中，采集油缸的壓力P ;在步驟104中，將所述壓力P與所述油缸的預(yù)設(shè)壓力范圍進(jìn)行比較；在步驟106中，在所述壓力P超出所述預(yù)設(shè)壓力范圍時，控制吊架油缸動作，使所述起重組件的吊點(diǎn)向靠近所述自裝卸車的一側(cè)移動；其中，所述油缸包括支腿傾斜油缸、支腿伸縮油缸、連桿油缸或吊臂油缸。通過在油缸上設(shè)置壓力傳感器，實(shí)時檢測油缸的壓力，在油缸的壓力超過某一設(shè)定值時，則控制吊架油缸動作，使吊點(diǎn)往內(nèi)側(cè)移動，提高自裝卸車的安全穩(wěn)定性。在油缸上設(shè)置壓力傳感器，簡單易行，安裝和維護(hù)成本較低。 在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在步驟102中，采集吊臂相對于水平面的夾角β、連桿相對于水平面的夾角α、連桿油缸的壓力P ;在步驟104中，根據(jù)夾角α、夾角β、壓力P計(jì)算得到吊點(diǎn)位置及吊重，并將所述吊點(diǎn)位置及吊重與所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍進(jìn)行比較；在步驟106中，控制吊架油缸動作，使所述起重組件的吊點(diǎn)位于所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍之內(nèi)。通過連桿和吊臂上的角度傳感器，實(shí)時檢測連桿和吊臂相對于水平面的夾角，通過控制器計(jì)算得到吊點(diǎn)位置，同時通過連桿油缸上的壓力傳感器，實(shí)時檢測得到油缸作用力，并通過吊點(diǎn)位置計(jì)算力臂，實(shí)時計(jì)算得到吊重。根據(jù)不同的吊重設(shè)置吊點(diǎn)允許的活動區(qū)域，使吊架工作在安全范圍，滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在步驟102中，采集吊臂相對于水平面的夾角β、連桿相對于水平面的夾角α、吊臂油缸的壓力P ;在步驟104中，根據(jù)夾角α、夾角β、壓力P計(jì)算得到吊點(diǎn)位置及吊重，并將所述吊點(diǎn)位置及吊重與所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍進(jìn)行比較；在步驟106中，控制吊架油缸動作，使所述起重組件的吊點(diǎn)位于所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍之內(nèi)。通過連桿和吊臂上的角度傳感器，實(shí)時檢測連桿和吊臂相對于水平面的夾角，通過控制器計(jì)算得到吊點(diǎn)位置，同時通過吊臂油缸上的壓力傳感器，實(shí)時檢測得到油缸作用力，并通過吊點(diǎn)位置計(jì)算力臂，實(shí)時計(jì)算得到吊重。根據(jù)不同的吊重設(shè)置吊點(diǎn)允許的活動區(qū)域，使吊架工作在安全范圍，滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在步驟106之后還包括步驟108，控制吊架油缸動作，使起重組件的吊點(diǎn)向下移動。這樣，通過降低吊重的高度，減少了集裝箱受到的側(cè)向風(fēng)力，從而對吊架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和自裝卸車側(cè)向穩(wěn)定性起到保護(hù)作用。另外，本發(fā)明還提供了一種控制系統(tǒng)，用于側(cè)面自裝卸車，包括采集模塊，用于采集自裝卸車上起重組件的動態(tài)參數(shù)；比較模塊，用于將采集到的所述動態(tài)參數(shù)與所述起重組件的預(yù)設(shè)數(shù)值范圍進(jìn)行比較；執(zhí)行模塊，用于控制吊架油缸動作，使所述動態(tài)參數(shù)位于所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍之內(nèi)。本發(fā)明提供的控制系統(tǒng)，通過傳感器主動采集自裝卸車上起重組件的動態(tài)參數(shù)，來判斷自裝卸車是否處于安全工作狀態(tài)，并在起重組件處于危險(xiǎn)工作狀態(tài)時，及時控制吊架油缸的動作，使側(cè)面自裝卸車始終在一個安全區(qū)域內(nèi)工作，防止人的操作失誤，提高控制精度和穩(wěn)定性，保證作業(yè)安全；另外，在不影響自裝卸車作業(yè)要求的前提下，通過對危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)域的控制，降低了對穩(wěn)定支腿和吊架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，降低生產(chǎn)成本；同時，該方案原理簡單，容易實(shí)施，實(shí)施成本較低，具備良好的經(jīng)濟(jì)性。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述采集模塊為壓力傳感器，所述壓力傳感器用于采集油缸的壓力P ;所述比較模塊用于將所述壓力P與所述油缸的預(yù)設(shè)壓力范圍進(jìn)行比較；所述執(zhí)行模塊用于在所述壓力P超出所述預(yù)設(shè)壓力范圍時，控制吊架油缸動作，使所述起重組件的吊點(diǎn)向靠近所述自裝卸車的一側(cè)移動；其中，所述壓力傳感器安裝于支腿傾斜油缸、 支腿伸縮油缸、連桿油缸或吊臂油缸上。
通過在油缸上設(shè)置壓力傳感器，實(shí)時檢測油缸的壓力，在油缸的壓力超過某一設(shè)定值時，則控制吊架油缸動作，使吊點(diǎn)往內(nèi)側(cè)移動，提高自裝卸車的安全穩(wěn)定性。在油缸上設(shè)置壓力傳感器，簡單易行，安裝和維護(hù)成本較低。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述采集模塊包括第一角度傳感器、第二角度傳感器及壓力傳感器，分別用于采集吊臂相對于水平面的夾角β、連桿相對于水平面的夾角α、 連桿油缸的壓力P;所述比較模塊用于根據(jù)夾角α、夾角β、壓力P計(jì)算得到吊點(diǎn)位置及吊重，并將所述吊點(diǎn)位置及吊重與所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍進(jìn)行比較；所述執(zhí)行模塊用于控制吊架油缸動作，使所述起重組件的吊點(diǎn)位于所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍之內(nèi)。
通過連桿和吊臂上的角度傳感器，實(shí)時檢測連桿和吊臂相對于水平面的夾角，通過控制器計(jì)算得到吊點(diǎn)位置，同時通過連桿油缸上的壓力傳感器，實(shí)時檢測得到油缸作用力，并通過吊點(diǎn)位置計(jì)算力臂，實(shí)時計(jì)算得到吊重。根據(jù)不同的吊重設(shè)置吊點(diǎn)允許的活動區(qū)域，使吊架工作在安全范圍，滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述采集模塊包括第一角度傳感器、第二角度傳感器及壓力傳感器，分別用于采集吊臂相對于水平面的夾角β、連桿相對于水平面的夾角α、 吊臂油缸的壓力P;所述比較模塊用于根據(jù)夾角α、夾角β、壓力P計(jì)算得到吊點(diǎn)位置及吊重，并將所述吊點(diǎn)位置及吊重與所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍進(jìn)行比較；所述執(zhí)行模塊用于控制吊架油缸動作，使所述起重組件的吊點(diǎn)位于所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍之內(nèi)。
通過連桿和吊臂上的角度傳感器，實(shí)時檢測連桿和吊臂相對于水平面的夾角，通過控制器計(jì)算得到吊點(diǎn)位置，同時通過吊臂油缸上的壓力傳感器，實(shí)時檢測得到油缸作用力，并通過吊點(diǎn)位置計(jì)算力臂，實(shí)時計(jì)算得到吊重。根據(jù)不同的吊重設(shè)置吊點(diǎn)允許的活動區(qū)域，使吊架工作在安全范圍，滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述執(zhí)行模塊還可用于控制吊架油缸動作，使吊點(diǎn)向下移動。這樣，通過降低吊重的高度，減少了集裝箱受到的側(cè)向風(fēng)力，從而對吊架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和自裝卸車側(cè)向穩(wěn)定性起到保護(hù)作用。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案，通過傳感器主動采集自裝卸車上起重組件的動態(tài)參數(shù)， 來判斷自裝卸車是否處于安全工作狀態(tài)，并在起重組件處于危險(xiǎn)工作狀態(tài)時，及時控制吊架油缸的動作，使側(cè)面自裝卸車始終在一個安全區(qū)域內(nèi)工作，防止人的操作失誤，提高控制精度和穩(wěn)定性，保證作業(yè)安全；另外，在不影響自裝卸車作業(yè)要求的前提下，通過對危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)域的控制，降低了對穩(wěn)定支腿和吊架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，降低生產(chǎn)成本；同時，該方案原理簡單，容易實(shí)施，實(shí)施成本較低，具備良好的經(jīng)濟(jì)性。


圖I是相關(guān)技術(shù)中側(cè)面自裝卸車裝卸集裝箱時的狀態(tài)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的控制方法的流程框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第一種控制系統(tǒng)的力學(xué)分析示意4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第二種控制系統(tǒng)的力學(xué)分析示意5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第三種控制系統(tǒng)的力學(xué)分析示意6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第四種控制系統(tǒng)的力學(xué)分析示意7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第五種控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)示意圖。其中，圖I至圖7中附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對應(yīng)關(guān)系為I支腿傾斜油缸，2支腿伸縮油缸，3連桿油缸，4吊臂油缸，5吊臂，6連桿，7支腿固定箱，8支腿，9車輛貨臺，10集裝箱，11第一壓力傳感器，12第二壓力傳感器，13第三壓力傳感器，14第四壓力傳感器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。如圖2所示，本發(fā)明提供了一種控制方法，用于側(cè)面自裝卸車，包括步驟102，采集自裝卸車上起重組件的動態(tài)參數(shù)；步驟104，將所述動態(tài)參數(shù)與所述起重組件的預(yù)設(shè)數(shù)值范圍進(jìn)行比較；步驟106,控制吊架油缸動作,使所述動態(tài)參數(shù)位于所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍之內(nèi)。本發(fā)明提供的控制方法，通過主動控制，使側(cè)面自裝卸車始終在一個安全區(qū)域內(nèi)工作，防止人的操作失誤，提高控制精度和穩(wěn)定性，保證作業(yè)安全；另外，在不影響自裝卸車作業(yè)要求的前提下，通過對危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)域的控制，降低了對穩(wěn)定支腿和吊架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，降低生產(chǎn)成本；同時，該方案原理簡單，容易實(shí)施，實(shí)施成本較低，具備良好的經(jīng)濟(jì)性。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在步驟106之后還可包括步驟108，控制吊架油缸動作，使起重組件的吊點(diǎn)向下移動。這樣，通過降低吊重的高度，減少集裝箱受到的側(cè)向風(fēng)力，從而對吊架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和自裝卸車側(cè)向穩(wěn)定性起到保護(hù)作用。如圖3至圖7所示，本發(fā)明還提供了一種控制系統(tǒng)，用于側(cè)面自裝卸車，包括采集模塊，用于采集自裝卸車上起重組件的動態(tài)參數(shù)；比較模塊，用于將采集到的所述動態(tài)參數(shù)與所述起重組件的預(yù)設(shè)數(shù)值范圍進(jìn)行比較；執(zhí)行模塊，用于控制吊架油缸動作，使所述動態(tài)參數(shù)位于所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍之內(nèi)。本發(fā)明提供的控制系統(tǒng)，通過傳感器主動采集自裝卸車上起重組件的動態(tài)參數(shù)，來判斷自裝卸車是否處于安全工作狀態(tài)，并在起重組件處于危險(xiǎn)工作狀態(tài)時，及時控制吊架油缸的動作，使側(cè)面自裝卸車始終在一個安全區(qū)域內(nèi)工作，防止人的操作失誤，提高控制精度和穩(wěn)定性，保證作業(yè)安全；另外，在不影響自裝卸車作業(yè)要求的前提下，通過對危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)域的控制，降低了對穩(wěn)定支腿和吊架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，降低生產(chǎn)成本；同時，該方案原理簡單，容易實(shí)施，實(shí)施成本較低，具備良好的經(jīng)濟(jì)性。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述執(zhí)行模塊還可用于控制吊架油缸動作，使吊點(diǎn)向下移動。
這樣，通過降低吊重的高度，減少集裝箱受到的側(cè)向風(fēng)力，從而對吊架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和自裝卸車側(cè)向穩(wěn)定性起到保護(hù)作用。
本實(shí)施例中所述的吊架油缸包括連桿油缸3和吊臂油缸4，穩(wěn)定支腿和吊架構(gòu)成所述自裝卸車的起重組件。
實(shí)施例一
如圖3所示，在支腿傾斜油缸I上設(shè)置第一壓力傳感器11，采集支腿傾斜油缸I的動態(tài)壓力。
首先，以自裝卸車的整體為研究對象，以O(shè)點(diǎn)(車輛貨臺9的重心與地面的交點(diǎn))為原點(diǎn)，自裝卸車支腿8的支撐反力為N，支撐反力N的作用力臂為a ;吊重G的力臂為X，根據(jù)力矩平衡原理有公式
N · a = G · X (1-1)，
公式1-1經(jīng)過轉(zhuǎn)換可以得出公式
N = G · x/a (1-2)。
其次，以支腿8和支腿固定箱7的整體為研究對象，以支腿固定箱7與車輛貨臺9 的鉸接點(diǎn)O1為原點(diǎn)，支腿傾斜油缸I的作用力為P，P作用在O1點(diǎn)的力臂為R ;支腿8的支撐反力為N，支撐反力N的作用力臂為C，根據(jù)力矩平衡原理有公式
N · c = P · R (1-3),
公式1-3經(jīng)過變換可得公式
P=N · c/R (1-4)，
將公式1-2代入公式1-4可得公式
P=G · X · c/ (R · a) (1-5)。
在自裝卸車的工作過程中，由于車輛貨臺9、支腿8、支腿固定箱7、支腿傾斜油缸I、支腿伸縮油缸2均已固定，不會發(fā)生變化，因此在公式1-5中，c、R、a均為常數(shù)。P的變化僅與吊重G及吊重的力臂X相關(guān)，同時在壓力P確定時，吊重G與吊重的力臂X負(fù)相關(guān)。
如確定支腿傾斜油缸壓力P，吊重G越大，則吊重的力臂X就越小，表明重載時吊點(diǎn)不能太過遠(yuǎn)離車體；而吊重G越小，則吊重的力臂X越大，表明負(fù)載越輕時吊重可以允許離車體越遠(yuǎn)。
這樣，通過限制支腿傾斜油缸I的壓力P，吊重G和吊重的力臂X對吊架作用的力矩值受到限制，從而對起重組件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和自裝卸車側(cè)向穩(wěn)定性起重保護(hù)作用。
如假定支腿傾斜油缸I的壓力臨界值為Ptl,自裝卸車吊起集裝箱時，第一壓力傳感器I檢測到的支腿傾斜油缸I的壓力P1，如PAPtl,則控制連桿油缸3和吊臂油缸4動作，使得吊點(diǎn)向自裝卸車的一側(cè)移動，從而提高安全穩(wěn)定性。
這種調(diào)節(jié)具有兩方面的作用，首先，可以避免穩(wěn)定支腿和吊架受力過大，避免起重組件超載工作，不需將結(jié)構(gòu)強(qiáng)度按照最大作業(yè)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，降低制造成本；其次，還可以預(yù)防自裝卸車在作業(yè)過程中發(fā)生側(cè)傾翻，提高自裝卸車的側(cè)向安全穩(wěn)定性。與實(shí)施例一對應(yīng)的控制方法為 在步驟102中，采集支腿傾斜油缸I的壓力P1 ；在步驟104中，將所述壓力P1與所述支腿傾斜油缸I的臨界壓力值P。進(jìn)行比較；在步驟106中，在PAPci時，控制連桿油缸3和吊臂油缸4動作，使所述起重組件的吊點(diǎn)向靠近所述自裝卸車的一側(cè)移動。在步驟108中，控制吊架油缸動作，使起重組件的吊點(diǎn)向下移動。這樣，通過降低吊重的高度，減少集裝箱受到的側(cè)向風(fēng)力，從而對起重組件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和自裝卸車側(cè)向穩(wěn)定性起到保護(hù)作用。實(shí)施例二 如圖4所示，在支腿伸縮油缸2上設(shè)置第二壓力傳感器12，實(shí)時檢測支腿伸縮油缸2的壓力。首先，以支腿8為研究對象，支腿8的支撐反力N沿支腿方向的分力為N · cos Θ，支腿伸縮油缸2的作用力P，根據(jù)支腿的受力平衡可得公式P = N · cos Θ (1-6),將公式1-2代入公式1-6可得公式P=(G · X · cos Θ )/a (1-7)。 從公式1-7中可以看出，作用力P與吊重G和吊重的力臂X直接相關(guān)。同時在壓力P確定時，吊重G與吊重的力臂X負(fù)相關(guān)。如確定支腿伸縮油缸2受到的壓力P，吊重G越大，則吊重的力臂X就越小，表明重載時吊點(diǎn)不能太過遠(yuǎn)離車體；而吊重G越小，則吊重的力臂X越大,表明負(fù)載越輕時吊重可以允許離車體越遠(yuǎn)。這樣，通過限制支腿伸縮油缸2的壓力P，吊重G和吊重的力臂X對吊架作用的力矩值受到限制，從而對起重組件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和自裝卸車側(cè)向穩(wěn)定性起重保護(hù)作用。如假定支腿伸縮油缸2的壓力臨界值為Ptl,自裝卸車吊起集裝箱時，第二壓力傳感器12檢測到的支腿伸縮油缸2的壓力P2,如P2Wtl,則控制連桿油缸3和吊臂油缸4動作，使得吊點(diǎn)向自裝卸車的一側(cè)移動，從而提高安全穩(wěn)定性。這種調(diào)節(jié)具有兩方面的作用，首先，可以避免穩(wěn)定支腿和吊架受力過大，避免起重組件超載工作，不需將結(jié)構(gòu)強(qiáng)度按照最大作業(yè)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，降低制造成本；其次，還可以預(yù)防自裝卸車在作業(yè)過程中發(fā)生側(cè)傾翻，提高自裝卸車的側(cè)向安全穩(wěn)定性。與實(shí)施例二對應(yīng)的控制方法為在步驟102中，采集支腿伸縮油缸2的壓力P2 ；在步驟104中，將所述壓力P2與所述支腿伸縮油缸2的臨界壓力值P。進(jìn)行比較；在步驟106中，在P2>PQ時，控制連桿油缸3和吊臂油缸4動作，使所述起重組件的吊點(diǎn)向靠近所述自裝卸車的一側(cè)移動。在步驟108中，控制吊架油缸動作，使起重組件的吊點(diǎn)向下移動。這樣，通過降低吊重的高度，減少集裝箱受到的側(cè)向風(fēng)力，從而對起重組件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和自裝卸車側(cè)向穩(wěn)定性起到保護(hù)作用。實(shí)施例三
如圖5所示，在連桿油缸3上安裝第三壓力傳感器13，可以實(shí)時檢測連桿油缸3的壓力。
以連桿6為研究對象，以鉸接點(diǎn)O2為原點(diǎn)，連桿油缸3的作用力為P，P作用在連桿6上的力臂為R3,吊重G作用在連桿6上的力臂為Xl，X1 = x-b,由力矩平衡原理可得公式
P · R3=G · (x-b) (1-8),
公式1-8經(jīng)過變換可得公式
P=G · (χ-b) /R3 (1-9)。
從公式1-9中可以看出，作用力P與吊重G和吊重的力臂X直接相關(guān)。同時在壓力P確定時，吊重G與吊重的力臂X負(fù)相關(guān)。
如確定連桿油缸3受到的壓力P，吊重G越大，則吊重的力臂X就越小，表明重載時吊點(diǎn)不能太過遠(yuǎn)離車體；而吊重G越小，則吊重的力臂X越大，表明負(fù)載越輕時吊重可以允許離車體越遠(yuǎn)。
這樣，通過限制連桿油缸3的壓力P，吊重G和吊重的力臂X對吊架作用的力矩值受到限制，從而對起重組件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和自裝卸車側(cè)向穩(wěn)定性起重保護(hù)作用。
如假定連桿油缸3的壓力臨界值為P。，自裝卸車吊起集裝箱時，第三壓力傳感器 13檢測到的連桿油缸3的壓力P3,如P3Wci,則控制連桿油缸3和吊臂油缸4動作，使得吊點(diǎn)向自裝卸車的一側(cè)移動，從而提高安全穩(wěn)定性。
這種調(diào)節(jié)具有兩方面的作用，首先，可以避免穩(wěn)定支腿和吊架受力過大，避免起重組件超載工作，不需將結(jié)構(gòu)強(qiáng)度按照最大作業(yè)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，降低制造成本；其次，還可以預(yù)防自裝卸車在作業(yè)過程中發(fā)生側(cè)傾翻，提高自裝卸車的側(cè)向安全穩(wěn)定性。
與實(shí)施例三對應(yīng)的控制方法為
在步驟102中，采集連桿油缸3的壓力P3 ；
在步驟104中，將所述壓力P3與所述連桿油缸3的臨界壓力值P。進(jìn)行比較；
在步驟106中，在PPPci時，控制連桿油缸3和吊臂油缸4動作，使所述起重組件的吊點(diǎn)向靠近所述自裝卸車的一側(cè)移動。
在步驟108中，控制吊架油缸動作，使起重組件的吊點(diǎn)向下移動。
這樣，通過降低吊重的高度，減少集裝箱受到的側(cè)向風(fēng)力，從而對起重組件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和自裝卸車側(cè)向穩(wěn)定性起到保護(hù)作用。
實(shí)施例四
如圖6所示，在吊臂油缸4上安裝第四壓力傳感器14，實(shí)時檢測吊臂油缸4的壓力。
以吊臂5為研究對象，以鉸接點(diǎn)O3為原點(diǎn)，吊臂油缸4的作用力為P，P作用在吊臂5上的力臂為R4,吊重G作用在吊臂5上的力臂為x2，x2 = x-d，根據(jù)力矩平衡原理可得公式
P · R4=G · (χ-d) (1-10),
公式1-10經(jīng)過變換可得公式
P=G · (x_d)/R4 (1-11)。
從公式1-11中可以看出，作用力P與吊重G和吊重的力臂X直接相關(guān)。同時在壓力P確定時，吊重G與吊重的力臂X負(fù)相關(guān)。如確定吊臂油缸4受到的壓力P，吊重G越大，則吊重的力臂X就越小，表明重載時吊點(diǎn)不能太過遠(yuǎn)離車體；而吊重G越小，則吊重的力臂X越大，表明負(fù)載越輕時吊重可以允許離車體越遠(yuǎn)。這樣，通過限制吊臂油缸4的壓力P，吊重G和吊重的力臂X對吊架作用的力矩值受到限制，從而對起重組件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和自裝卸車側(cè)向穩(wěn)定性起重保護(hù)作用。如假定吊臂油缸4的壓力臨界值為P。，自裝卸車吊起集裝箱時，第四壓力傳感器14檢測到的吊臂油缸4的壓力P4,如P4Wci,則控制連桿油缸3和吊臂油缸4動作，使得吊點(diǎn)向自裝卸車的一側(cè)移動，從而提高安全穩(wěn)定性。這種調(diào)節(jié)具有兩方面的作用，首先，可以避免穩(wěn)定支腿和吊架受力過大，避免起重 組件超載工作，不需將結(jié)構(gòu)強(qiáng)度按照最大作業(yè)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，降低制造成本；其次，還可以預(yù)防自裝卸車在作業(yè)過程中發(fā)生側(cè)傾翻，提高自裝卸車的側(cè)向安全穩(wěn)定性。與實(shí)施例四對應(yīng)的控制方法為在步驟102中，采集吊臂油缸4的壓力P4 ;在步驟104中，將所述壓力P4與所述吊臂油缸4的臨界壓力值P。進(jìn)行比較；在步驟106中，在P4Wci時，控制連桿油缸3和吊臂油缸4動作，使所述起重組件的吊點(diǎn)向靠近所述自裝卸車的一側(cè)移動。在步驟108中，控制吊架油缸動作，使起重組件的吊點(diǎn)向下移動。這樣，通過降低吊重的高度，減少集裝箱受到的側(cè)向風(fēng)力，從而對起重組件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和自裝卸車側(cè)向穩(wěn)定性起到保護(hù)作用。實(shí)施例五所述采集模塊包括第一角度傳感器、第二角度傳感器及壓力傳感器，分別用于采集吊臂5相對于水平面的夾角β、連桿6相對于水平面的夾角α、吊臂油缸4的壓力P ;所述比較模塊用于根據(jù)夾角α、夾角β、壓力P計(jì)算得到吊點(diǎn)位置及吊重，并將所述吊點(diǎn)位置及吊重與所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍進(jìn)行比較；所述執(zhí)行模塊用于控制吊架油缸動作，使所述起重組件的吊點(diǎn)位于所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍之內(nèi)。通過連桿和吊臂上的角度傳感器，實(shí)時檢測連桿和吊臂與水平面的夾角，通過控制器計(jì)算得到吊點(diǎn)的位置，同時通過吊臂油缸上的壓力傳感器，實(shí)時檢測壓力得到油缸作用力，并通過吊點(diǎn)位置計(jì)算力臂，可實(shí)時計(jì)算得到吊重。可針對不同的重量，設(shè)置吊點(diǎn)允許的活動區(qū)域，使吊架工作在安全范圍(結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性都安全)。如圖7所示，自裝卸車每個吊架設(shè)置4個傳感器，其中吊架的連桿和吊臂裝角度傳感器，吊臂油缸裝兩個壓力傳感器。分別檢測到連桿角度α、吊臂角度β、吊臂油缸無桿腔壓力Ρ5、吊臂油缸有桿腔壓力Ρ6?？傮w座標(biāo)系XOY和局部座標(biāo)系xoy設(shè)置如圖7所示。以下為設(shè)置的各個常數(shù)(I)座標(biāo)系xoy原點(diǎn)ο的坐標(biāo)(x0, y0)；(2)連接臂鉸點(diǎn)A與鉸點(diǎn)ο距離為LI ；(3)連接臂鉸點(diǎn)A與鉸點(diǎn)D距離為L3 ；(4)連接臂Z DAo= Y3 ;(5)吊臂鉸點(diǎn)A與鉸點(diǎn)G距離為L2;
(6)吊臂鉸點(diǎn)A與鉸點(diǎn)E距離為L4;
(7)吊臂Z HAG= Y I ;
(8)吊臂Z ΗΑΕ=γ2 ;
(9)吊臂油缸缸徑D，桿徑d。
通過以上參數(shù)，利用幾何關(guān)系和力矩平衡原理計(jì)算得到吊臂吊點(diǎn)G的位置(Xe，Yc)和吊臂吊重Mg。其計(jì)算式如下
吊臂吊點(diǎn)G的坐標(biāo)位置(Xc，Yg)
Xg=Xc^L1Cos a-L2Cos ( β - Y 丄)(1-12)
Yg=Yc^L1 sin a+L2Sin ( β - Y 丄)(1-13)
吊臂吊重Mg:Fh
K = U(O1)(1-14) _· A4 sin O
其中 ’ " =·Λ4οο5<9 ，θ=α+β-γ2-γ30
由公式1-12、1-13及公式1-14可知，通過四個傳感器可分別求出α、β、Ρ5、Ρ6，通過控制器計(jì)算可求出吊重的重量Mg及吊點(diǎn)G的位置(Xe，YG)0
根據(jù)設(shè)計(jì)需要，可針對不同的吊重，設(shè)置吊點(diǎn)G允許的活動區(qū)域，使吊架工作在安全范圍，滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求。如吊架稱出吊重的重量小于或等于20噸，設(shè)定吊點(diǎn)G允許的活動區(qū)域?yàn)?000mm以內(nèi)，執(zhí)行模塊就可以控制吊架油缸的動作，使吊點(diǎn)始終工作在3000mm以內(nèi)的范圍，確保作業(yè)的安全。如吊架稱出吊重的重量為大于25噸且小于或等于35噸，設(shè)定吊點(diǎn)允許的活動區(qū)域?yàn)?800mm以內(nèi)，則執(zhí)行模塊就會控制吊架油缸的動作， 使吊點(diǎn)始終工作在2800mm以內(nèi)的范圍，確保作業(yè)安全，而如吊架稱出吊重的重量為大于35 噸，則認(rèn)為超載，不允許起吊。
這種調(diào)節(jié)具有兩方面的作用，首先，可以避免穩(wěn)定支腿和吊架受力過大，避免起重組件超載工作，不需將結(jié)構(gòu)強(qiáng)度按照最大作業(yè)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，降低制造成本；其次，還可以預(yù)防自裝卸車在作業(yè)過程中發(fā)生側(cè)傾翻，提高自裝卸車的側(cè)向安全穩(wěn)定性。
與實(shí)施例五對應(yīng)的控制方法為
在步驟102中，采集吊臂相對于水平面的夾角β、連桿相對于水平面的夾角α、吊臂油缸的壓力P ；
在步驟104中，根據(jù)夾角α、夾角β、壓力P計(jì)算得到吊點(diǎn)位置及吊重，并將所述吊點(diǎn)位置及吊重與所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍進(jìn)行比較；
在步驟106中，控制吊架油缸動作，使所述起重組件的吊點(diǎn)位于所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍之內(nèi)。
在步驟108中，控制吊架油缸動作，使起重組件的吊點(diǎn)向下移動。
這樣，通過降低吊重的高度，減少集裝箱受到的側(cè)向風(fēng)力，從而對起重組件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和自裝卸車側(cè)向穩(wěn)定性起到保護(hù)作用。
實(shí)施例六
所述采集模塊包括第一角度傳感器、第二角度傳感器及壓力傳感器，分別用于采集吊臂相對于水平面的夾角β、連桿相對于水平面的夾角α、連桿油缸3的壓力P ;所述比較模塊用于根據(jù)夾角α、夾角β、壓力P計(jì)算得到吊點(diǎn)位置及吊重，并將所述吊點(diǎn)位置及吊重與所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍進(jìn)行比較；所述執(zhí)行模塊用于控制吊架油缸動作，使所述起重組件的吊點(diǎn)位于所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍之內(nèi)。該實(shí)施例與實(shí)施例五基本相同，所不同之處在于實(shí)施例五中壓力傳感器設(shè)置在吊臂油缸4上，而本實(shí)施例中壓力傳感器設(shè)置在連桿油缸3上，計(jì)算方法與實(shí)施過程與實(shí)施例五基本相同，在此不再贅述。與本實(shí)施例對應(yīng)的控制方法為在步驟102中，采集吊臂5相對于水平面的夾角β、連桿6相對于水平面的夾角α、連桿油缸3的壓力P ;
在步驟104中，根據(jù)夾角α、夾角β、壓力P計(jì)算得到吊點(diǎn)位置及吊重，并將所述吊點(diǎn)位置及吊重與所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍進(jìn)行比較；在步驟106中，控制吊架油缸動作，使所述起重組件的吊點(diǎn)位于所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍之內(nèi)。在步驟108中，控制吊架油缸動作，使起重組件的吊點(diǎn)向下移動。這樣，通過降低吊重的高度，減少集裝箱受到的側(cè)向風(fēng)力，從而對起重組件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和自裝卸車側(cè)向穩(wěn)定性起到保護(hù)作用。本發(fā)明提供的上述實(shí)施例具有如下有益效果通過主動控制，使自裝卸車工作在一個安全區(qū)域內(nèi)，防止人的操作失誤，保證作業(yè)安全穩(wěn)定；在不影響自裝卸車作業(yè)要求的前提下，通過對危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)域的控制，降低了結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度設(shè)計(jì)的要求，降低了產(chǎn)品成本；本發(fā)明提供的技術(shù)方案原理簡單，容易實(shí)施，成本低。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)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(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種控制方法，用于側(cè)面自裝卸車，其特征在于，包括 步驟102，采集自裝卸車上起重組件的動態(tài)參數(shù)； 步驟104，將所述動態(tài)參數(shù)與所述起重組件的預(yù)設(shè)數(shù)值范圍進(jìn)行比較； 步驟106，控制吊架油缸動作，使所述動態(tài)參數(shù)位于所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍之內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于 在步驟102中，采集油缸的壓力P ； 在步驟104中，將所述壓力P與所述油缸的預(yù)設(shè)壓力范圍進(jìn)行比較； 在步驟106中，在所述壓力P超出所述預(yù)設(shè)壓力范圍時，控制吊架油缸動作，使所述起重組件的吊點(diǎn)向靠近所述自裝卸車的一側(cè)移動； 其中，所述油缸包括支腿傾斜油缸(I)、支腿伸縮油缸(2)、連桿油缸(3)或吊臂油缸(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于 在步驟102中，采集吊臂(5)相對于水平面的夾角β、連桿(6)相對于水平面的夾角α、連桿油缸(3)的壓力P ； 在步驟104中，根據(jù)夾角α、夾角β、壓力P計(jì)算得到吊點(diǎn)位置及吊重，并將所述吊點(diǎn)位置及吊重與所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍進(jìn)行比較； 在步驟106中，控制吊架油缸動作，使所述起重組件的吊點(diǎn)位于所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍之內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于 在步驟102中，采集吊臂(5)相對于水平面的夾角β、連桿(6)相對于水平面的夾角α、吊臂油缸(4)的壓力P; 在步驟104中，根據(jù)夾角α、夾角β、壓力P計(jì)算得到吊點(diǎn)位置及吊重，并將所述吊點(diǎn)位置及吊重與所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍進(jìn)行比較； 在步驟106中，控制吊架油缸動作，使所述起重組件的吊點(diǎn)位于所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍之內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，在步驟106之后還包括 步驟108，控制吊架油缸動作，使起重組件的吊點(diǎn)向下移動。
6.一種控制系統(tǒng)，用于側(cè)面自裝卸車，其特征在于，包括 采集模塊，用于采集自裝卸車上起重組件的動態(tài)參數(shù)； 比較模塊，用于將采集到的所述動態(tài)參數(shù)與所述起重組件的預(yù)設(shè)數(shù)值范圍進(jìn)行比較； 執(zhí)行模塊，用于控制吊架油缸動作，使所述動態(tài)參數(shù)位于所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍之內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制系統(tǒng)，其特征在于 所述采集模塊為壓力傳感器，所述壓力傳感器用于采集油缸的壓力P ； 所述比較模塊用于將所述壓力P與所述油缸的預(yù)設(shè)壓力范圍進(jìn)行比較； 所述執(zhí)行模塊用于在所述壓力P超出所述預(yù)設(shè)壓力范圍時，控制吊架油缸動作，使所述起重組件的吊點(diǎn)向靠近所述自裝卸車的一側(cè)移動； 其中，所述壓力傳感器安裝于支腿傾斜油缸(I)、支腿伸縮油缸(2)、連桿油缸(3)或吊臂油缸(4)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制系統(tǒng)，其特征在于 所述采集模塊包括第一角度傳感器、第二角度傳感器及壓力傳感器，分別用于采集吊臂(5)相對于水平面的夾角P、連桿(6)相對于水平面的夾角a、連桿油缸(3)的壓力P ; 所述比較模塊用于根據(jù)夾角a、夾角P、壓力P計(jì)算得到吊點(diǎn)位置及吊重，并將所述吊點(diǎn)位置及吊重與所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍進(jìn)行比較； 所述執(zhí)行模塊用于控制吊架油缸動作，使所述起重組件的吊點(diǎn)位于所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍之內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制系統(tǒng)，其特征在于 所述采集模塊包括第一角度傳感器、第二角度傳感器及壓力傳感器，分別用于采集吊臂(5)相對于水平面的夾角P、連桿(6)相對于水平面的夾角a、吊臂油缸(4)的壓力P ; 所述比較模塊用于根據(jù)夾角a、夾角P、壓力P計(jì)算得到吊點(diǎn)位置及吊重，并將所述吊點(diǎn)位置及吊重與所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍進(jìn)行比較； 所述執(zhí)行模塊用于控制吊架油缸動作，使所述起重組件的吊點(diǎn)位于所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍之內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行模塊還可用于控制吊架油缸動作，使吊點(diǎn)向下移動。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種控制方法及控制系統(tǒng)，用于側(cè)面自裝卸車，控制方法包括步驟102，采集自裝卸車上起重組件的動態(tài)參數(shù)；步驟104，將所述動態(tài)參數(shù)與所述起重組件的預(yù)設(shè)數(shù)值范圍進(jìn)行比較；步驟106，控制吊架油缸動作，使所述動態(tài)參數(shù)位于所述預(yù)設(shè)數(shù)值范圍之內(nèi)。本發(fā)明還提供了一種控制系統(tǒng)。本發(fā)明通過主動控制，使自裝卸車工作在一個安全區(qū)域內(nèi)，防止人的操作失誤，保證作業(yè)安全穩(wěn)定；在不影響自裝卸車作業(yè)要求的前提下，通過對危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)域的控制，降低了結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度設(shè)計(jì)的要求，降低了產(chǎn)品成本；本發(fā)明提供的技術(shù)方案原理簡單，容易實(shí)施，成本低。
文檔編號B66C23/88GK102976209SQ201210551928
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者吳樂堯, 李翠英, 潘國智 申請人:三一集團(tuán)有限公司