控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的方法和系統(tǒng)，方法如下：接收到地面模式指令，且當(dāng)?shù)醣圻M(jìn)行變幅動(dòng)作時(shí)，根據(jù)變幅幅度控制吊鉤與地面距離保持不變；進(jìn)行伸縮動(dòng)作時(shí)，根據(jù)伸縮長(zhǎng)度控制吊鉤與地面距離保持不變；接收到臂頭模式指令，且當(dāng)?shù)醣圻M(jìn)行變幅動(dòng)作時(shí)，吊鉤保持于當(dāng)前狀態(tài)；進(jìn)行伸縮動(dòng)作時(shí)，根據(jù)伸縮長(zhǎng)度控制吊鉤與臂頭距離保持不變。該方法、系統(tǒng)，設(shè)置出四種工作模式，操控過程中，吊鉤將自動(dòng)保持與臂頭或地面距離不變，無需人為控制。相較于【背景技術(shù)】，本發(fā)明一方面實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，有效避免吊裝事故的發(fā)生；而且，又將吊鉤位置控制為與臂頭或地面距離保持不變，以適應(yīng)不同工況需求，控制效果良好。
【專利說明】控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]起重機(jī)具有由卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)控制收放的鋼絲繩，鋼絲繩繞至吊臂的末端，并設(shè)有吊鉤，用于起吊重物。吊臂通常可進(jìn)行伸縮和變幅兩種動(dòng)作。
[0003]吊臂為筒形吊臂時(shí)，吊臂的變幅可通過變幅油缸的伸縮完成變幅目標(biāo)；吊臂為桁架臂時(shí)，吊臂的變幅可通過變幅卷揚(yáng)馬達(dá)、減速機(jī)和滑輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)變幅目標(biāo)。
[0004]吊臂伸縮則通過各節(jié)節(jié)臂的伸縮實(shí)現(xiàn)，以改變整個(gè)吊臂的有效長(zhǎng)度。
[0005]起重機(jī)吊臂在變幅和伸縮過程中，若不及時(shí)調(diào)整卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)，起吊重物的高度將發(fā)生變化，可能導(dǎo)致吊裝事故。為避免吊裝事故的發(fā)生，吊臂變幅和伸縮時(shí)，需要對(duì)卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)作出相應(yīng)調(diào)整。
[0006]目前，主要采用兩種方案:
[0007]1、操機(jī)手在進(jìn)行伸縮或變幅操作時(shí)，伸縮一定長(zhǎng)度或變幅一定角度后，操作卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)至適當(dāng)位置，然后繼續(xù)中止的伸縮或變幅動(dòng)作，直至完成伸縮或變幅；
[0008]2、使用伸縮卷揚(yáng)復(fù)合動(dòng)作，即由人為控制吊臂伸縮(或變幅)與卷揚(yáng)收放同時(shí)動(dòng)作，直至完成伸縮或變幅操作。
[0009]然而，方案I要求操機(jī)手不斷中止、繼續(xù)吊臂的伸縮或變幅動(dòng)作，工作效率極低；方案2雖然一定程度上解決了效率問題，但對(duì)操機(jī)手的操作素質(zhì)要求較高。而且，上述兩種方案均存在下述技術(shù)問題:當(dāng)?shù)醣坶L(zhǎng)度較長(zhǎng)、吊裝環(huán)境惡劣時(shí)，操機(jī)手難以掌握吊鉤的位置，甚至基于環(huán)境難以觀測(cè)到吊鉤，可見，人為操控顯然不能有效防止吊裝事故的發(fā)生。
[0010]有鑒于此，如何在吊臂伸縮或變幅過程中，確保吊重的鋼絲繩能夠作出適應(yīng)性調(diào)整，以避免吊裝事故的發(fā)生，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的為提供一種控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的方法和系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)可以確保吊鉤能夠自動(dòng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)，以避免吊裝事故的發(fā)生。
[0012]本發(fā)明提供的控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的方法，包括下述步驟:
[0013]接收地面模式或臂頭模式指令；
[0014]接收到地面模式指令，且當(dāng)?shù)醣圻M(jìn)行變幅動(dòng)作時(shí)，根據(jù)變幅幅度控制鋼絲繩長(zhǎng)度變化以使吊鉤與地面距離保持不變；進(jìn)行伸縮動(dòng)作時(shí)，根據(jù)伸縮長(zhǎng)度控制鋼絲繩長(zhǎng)度變化以使吊鉤與地面距離保持不變；
[0015]接收到臂頭模式指令，且當(dāng)?shù)醣圻M(jìn)行變幅動(dòng)作時(shí)，吊鉤保持于當(dāng)前狀態(tài)；進(jìn)行伸縮動(dòng)作時(shí)，根據(jù)伸縮長(zhǎng)度控制鋼絲繩長(zhǎng)度變化以使吊鉤與臂頭距離保持不變。
[0016]優(yōu)選地，處于地面模式且進(jìn)行變幅動(dòng)作時(shí)，控制鋼絲繩伸縮至目標(biāo)長(zhǎng)度:[0017]L = MLX (sin a-sin a 0) Xn ;
[0018]其中，L為目標(biāo)長(zhǎng)度、ML為當(dāng)前吊臂長(zhǎng)度、α為當(dāng)前變幅角度、％為初始變幅角度、η為倍率。
[0019]優(yōu)選地，處于地面模式且進(jìn)行伸縮動(dòng)作時(shí)，控制鋼絲繩伸縮至目標(biāo)長(zhǎng)度:
[0020]L = (ML-ML0) (sin α Xn+1)；
[0021]其中，L為目標(biāo)長(zhǎng)度、ML為當(dāng)前吊臂長(zhǎng)度、ML0為初始吊臂長(zhǎng)度、α為當(dāng)前變幅角度、η為倍率。
[0022]優(yōu)選地，處于臂頭模式且進(jìn)行伸縮動(dòng)作時(shí)，控制鋼絲繩伸縮至目標(biāo)長(zhǎng)度:
[0023]L = ML-ML0 ；
[0024]其中，L為目標(biāo)長(zhǎng)度、ML為當(dāng)前吊臂長(zhǎng)度、MLtl為初始吊臂長(zhǎng)度。
[0025]優(yōu)選地，
[0026]根據(jù)卷揚(yáng)卷筒的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和卷筒半徑獲得鋼絲繩的實(shí)際長(zhǎng)度，當(dāng)鋼絲繩的實(shí)際長(zhǎng)度與所述目標(biāo)長(zhǎng)度相等時(shí)，停止卷揚(yáng)卷筒的旋轉(zhuǎn)。
[0027]優(yōu)選地，鋼絲繩實(shí)際長(zhǎng)度獲取的過程中，當(dāng)鋼絲繩需要換層時(shí)，卷筒半徑更新為:
[0028]r = r+rrope,處于放繩狀態(tài)；
[0029]r = r-rrope,處于收繩狀態(tài)；
[0030]其中，r為卷筒當(dāng)前半徑、為鋼絲繩半徑。
[0031]本發(fā)明還提供一種控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的系統(tǒng)，
[0032]包括與卷揚(yáng)驅(qū)動(dòng)件信號(hào)連接的控制器；所述控制器包括接收地面模式和臂頭模式指令的模式指令接收模塊，以及吊臂動(dòng)作信號(hào)的動(dòng)作指令接收模塊；
[0033]所述模式指令接收模塊接收到地面模式指令，且所述動(dòng)作指令模塊接收到變幅動(dòng)作指令/伸縮動(dòng)作指令時(shí)，所述控制器根據(jù)變幅幅度/伸縮長(zhǎng)度輸出信號(hào)至所述卷揚(yáng)驅(qū)動(dòng)件，控制鋼絲繩長(zhǎng)度變化以使吊鉤與地面距離保持不變；
[0034]所述模式指令接收模塊接收到臂頭模式指令，且所述動(dòng)作指令模塊接收到變幅動(dòng)作指令/伸縮動(dòng)作指令時(shí)，所述控制器輸出信號(hào)至所述卷揚(yáng)驅(qū)動(dòng)件以使其停止驅(qū)動(dòng)/根據(jù)伸縮長(zhǎng)度輸出信號(hào)至所述卷揚(yáng)驅(qū)動(dòng)件，控制鋼絲繩長(zhǎng)度變化以使吊鉤與臂頭距離保持不變。
[0035]優(yōu)選地，所述模式指令接收模塊接收到地面模式指令，且所述動(dòng)作指令模塊接收到變幅動(dòng)作指令時(shí)，所述控制器控制鋼絲繩伸縮至目標(biāo)長(zhǎng)度:
[0036]L = MLX (sin a -sin a 0) Xn ;
[0037]其中，L為目標(biāo)長(zhǎng)度、ML為當(dāng)前吊臂長(zhǎng)度、α為當(dāng)前變幅角度、％為初始變幅角度、η為倍率。
[0038]優(yōu)選地，所述指令接收模塊接收到地面模式指令，且所述動(dòng)作指令模塊接收到伸縮動(dòng)作指令時(shí)，所述控制器控制鋼絲繩伸縮至目標(biāo)長(zhǎng)度:
[0039]L = (ML-ML0) (sin α Xn+1)；
[0040]其中，L為目標(biāo)長(zhǎng)度、ML為當(dāng)前吊臂長(zhǎng)度、ML0為初始吊臂長(zhǎng)度、α為當(dāng)前變幅角度、η為倍率。
[0041]優(yōu)選地，所述指令接收模塊接收到臂頭模式指令，且所述動(dòng)作指令模塊接收到伸縮動(dòng)作指令時(shí)，所述控制器控制鋼絲繩伸縮至目標(biāo)長(zhǎng)度:[0042]L = ML-ML0 ；
[0043]其中，L為目標(biāo)長(zhǎng)度、ML為當(dāng)前吊臂長(zhǎng)度、MLtl為初始吊臂長(zhǎng)度。
[0044]優(yōu)選地，
[0045]所述控制器根據(jù)卷揚(yáng)卷筒的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和卷筒半徑獲得鋼絲繩的實(shí)際長(zhǎng)度，當(dāng)鋼絲繩的實(shí)際長(zhǎng)度與所述目標(biāo)長(zhǎng)度相等時(shí)，輸出指令至所述卷揚(yáng)驅(qū)動(dòng)件以停止卷揚(yáng)卷筒的旋轉(zhuǎn)。
[0046]優(yōu)選地，所述控制器在鋼絲繩實(shí)際長(zhǎng)度獲取的過程中，當(dāng)鋼絲繩需要換層時(shí)，將卷筒半徑更新為:
[0047]r = r+rrop/處于放繩狀態(tài)；
[0048]r = r-rrope,處于收繩狀態(tài)；
[0049]其中，r為卷筒當(dāng)前半徑、rMpe為鋼絲繩半徑。
[0050]優(yōu)選地，還設(shè)置有獲得所述卷筒旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的卷揚(yáng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器。
[0051]本發(fā)明提供的卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的控制方法、系統(tǒng)，設(shè)置出四種工作模式，分別為:地面變幅隨動(dòng)、地面伸縮隨動(dòng)、臂頭變幅隨動(dòng)、臂頭伸縮隨動(dòng)。當(dāng)起重機(jī)進(jìn)行伸縮動(dòng)作而且重物重量超大時(shí)，可以選擇臂頭伸縮隨動(dòng)模式，則吊鉤不會(huì)被動(dòng)升降，以免撞壞臂頭；當(dāng)起重機(jī)進(jìn)行變幅動(dòng)作，而操作人員需要了解重物在空中的狀態(tài)時(shí)，可以選擇地面變幅或地面伸縮隨動(dòng)模式，以實(shí)現(xiàn)重物的空中平移，防止重物升降造成操作人員難以觀測(cè)。當(dāng)然，操作人員可以根據(jù)實(shí)際工況需求，選擇所需的模式?？梢姡倏剡^程中，吊鉤將自動(dòng)保持與臂頭或地面距離不變，無需人為控制。相較于【背景技術(shù)】，顯然，本發(fā)明的方案一方面實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，有效避免吊裝事故的發(fā)生；而且，又將吊鉤位置控制為與臂頭或地面距離保持不變，以適應(yīng)不同工況需求，控制效果良好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0052]圖1為本發(fā)明所提供控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的方法一種具體實(shí)施例的流程圖；
[0053]圖2為獲得鋼絲繩實(shí)際長(zhǎng)度時(shí)，卷筒半徑的動(dòng)態(tài)獲取流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0054]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。為了便于理解和簡(jiǎn)潔描述，下文結(jié)合隨動(dòng)控制的方法和系統(tǒng)描述，有益效果不再重復(fù)論述。
[0055]請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的方法一種具體實(shí)施例的流程圖。
[0056]該控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的方法，具體包括下述步驟:
[0057]S1、判斷是否為地面模式；
[0058]是，則進(jìn)入步驟Sll，否，則進(jìn)入步驟S2 ；
[0059]S2、判斷是否為臂頭模式；
[0060]是，則進(jìn)入步驟S21;
[0061]否，則結(jié)束。即沒有接收到任何模式指令。[0062]上述兩步驟用于判斷當(dāng)前選擇了地面模式還是臂頭模式，兩種模式的定義如下:
[0063]地面模式，即要求吊鉤與地面的距離保持不變；
[0064]臂頭模式，即要求吊鉤與臂頭的距離保持不變。
[0065]可以設(shè)置與卷揚(yáng)驅(qū)動(dòng)件信號(hào)連接的控制器，控制器設(shè)置接收地面模式和臂頭模式指令的模式指令接收模塊。具體地，可設(shè)置顯示器或是開關(guān)等，操作人員可將地面模式或臂頭模式的意圖通過顯示器或開關(guān)等輸入單元輸入至模式指令接收模塊。即，進(jìn)行吊臂伸縮或是吊臂變幅時(shí)，操作人員可輸入地面模式指令或臂頭模式指令。
[0066]進(jìn)入地面模式時(shí):
[0067]S11、判斷吊臂是否進(jìn)行變幅動(dòng)作，是，則進(jìn)入步驟S111，否，則進(jìn)入步驟S12 ；
[0068]S12、判斷吊臂是否進(jìn)行伸縮動(dòng)作，是，則進(jìn)入步驟S121，否，則結(jié)束。
[0069]該兩步驟用于判斷在處于地面模式時(shí)，吊臂進(jìn)行伸縮還是變幅動(dòng)作。具體地，控制器可以設(shè)置接收吊臂動(dòng)作的動(dòng)作指令接收模塊。動(dòng)作指令接收模塊可接收吊臂動(dòng)作的操作指令，比如，操作人員通過操作手柄進(jìn)行吊臂伸縮或變幅動(dòng)作，則動(dòng)作指令模塊可接收該手柄信號(hào)，進(jìn)而獲取吊臂欲執(zhí)行的動(dòng)作。
[0070]S111、由地面變幅隨動(dòng)子模塊根據(jù)變幅幅度控制鋼絲繩長(zhǎng)度變化以使吊鉤與地面距離保持不變；
[0071]即處于地面模式，且吊臂變幅時(shí)，可根據(jù)變幅幅度變化，獲得幅度變化所導(dǎo)致的吊鉤與地面距離的變化，為了保持吊鉤與地面距離保持不變，可收放鋼絲繩，以抵消該變化。比如，按照變幅預(yù)定角度后，吊鉤與地面的距離將增加Λ L，則變幅隨動(dòng)子模塊將輸出控制信號(hào)至卷揚(yáng)驅(qū)動(dòng)件，使其在變幅過程中逐漸放繩Λ L，放繩的速度和變幅速度實(shí)時(shí)匹配，以確保吊鉤與地面距離始終不變。
[0072]S121、由地面伸縮隨動(dòng)子模塊根據(jù)伸縮長(zhǎng)度控制鋼絲繩長(zhǎng)度變化以使吊鉤與地面距離保持不變；
[0073]即處于地面模式，且吊臂伸縮時(shí)，可根據(jù)伸縮長(zhǎng)度變化，獲得伸縮長(zhǎng)度變化所導(dǎo)致的吊鉤與地面距離的變化，與步驟Slll的控制原理類似，此處不再贅述。
[0074]步驟Slll和步驟S121中涉及的地面變幅隨動(dòng)子模塊和地面伸縮隨動(dòng)子模塊均為控制器的一部分，可以是獨(dú)立設(shè)置的模塊，內(nèi)設(shè)特定的模式程序。當(dāng)然，控制器也可以為集成模塊，統(tǒng)一輸出控制指令。
[0075]進(jìn)入臂頭模式時(shí):
[0076]S21、判斷吊臂是否進(jìn)行變幅動(dòng)作，是，則進(jìn)入步驟S211，否，則進(jìn)入步驟S22 ；
[0077]S22、判斷吊臂是否進(jìn)行伸縮動(dòng)作，是，則進(jìn)入步驟S221，否，則結(jié)束。
[0078]與步驟Sll、S12類似，該兩步驟用于判斷在處于臂頭模式時(shí)，吊臂進(jìn)行伸縮還是變幅動(dòng)作。該判斷過程同樣可依靠動(dòng)作指令接收模塊進(jìn)行。
[0079]S211、由臂頭變幅隨動(dòng)子模塊根據(jù)變幅幅度控制吊鉤保持于當(dāng)前狀態(tài)；
[0080]處于臂頭模式，且吊臂變幅時(shí)，吊鉤相對(duì)于臂頭的距離不會(huì)改變，故此時(shí)無需控制卷揚(yáng)收放鋼絲繩，卷揚(yáng)驅(qū)動(dòng)件可以停止動(dòng)作。
[0081]S221、由臂頭伸縮隨動(dòng)子模塊根據(jù)伸縮長(zhǎng)度控制鋼絲繩長(zhǎng)度變化以使吊鉤與臂頭距離保持不變；
[0082]即處于臂頭模式，且吊臂伸縮時(shí)，可根據(jù)伸縮長(zhǎng)度變化，獲得伸縮長(zhǎng)度變化所導(dǎo)致的吊鉤與臂頭距離的變化，與步驟S121的控制原理類似，此處不再贅述。
[0083]步驟S211和步驟S221中涉及的臂頭變幅隨動(dòng)子模塊和臂頭伸縮隨動(dòng)子模塊也均為控制器的一部分，可以是獨(dú)立設(shè)置的模塊，內(nèi)設(shè)特定的模式程序。如上所述，控制器為集成模塊，統(tǒng)一輸出控制指令也是可行的。
[0084]綜上，該實(shí)施例提供的卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的控制方法、系統(tǒng)，設(shè)置出四種工作模式，分別為:地面變幅隨動(dòng)、地面伸縮隨動(dòng)、臂頭變幅隨動(dòng)、臂頭伸縮隨動(dòng)。當(dāng)起重機(jī)進(jìn)行伸縮動(dòng)作而且重物重量超大時(shí)，可以選擇臂頭伸縮隨動(dòng)模式，則吊鉤不會(huì)被動(dòng)升降，以免撞壞臂頭；當(dāng)起重機(jī)進(jìn)行變幅動(dòng)作，而操作人員需要了解重物在空中的狀態(tài)時(shí)(比如，查看集裝箱角度、是否有傾翻危險(xiǎn)等)，可以選擇地面變幅或地面伸縮隨動(dòng)模式，以實(shí)現(xiàn)重物的空中平移，防止重物升降造成操作人員難以觀測(cè)。
[0085]當(dāng)然，操作人員可以根據(jù)實(shí)際工況需求，選擇所需的模式?？梢岳斫猓谀骋荒Ｊ娇刂葡?，當(dāng)操作人員認(rèn)為需要調(diào)整模式時(shí)，可通過選擇開關(guān)進(jìn)行模式切換。
[0086]可見，操控過程中，吊鉤將自動(dòng)保持與臂頭或地面距離不變，無需人為控制。相較于【背景技術(shù)】，顯然，本發(fā)明的方案一方面實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，有效避免吊裝事故的發(fā)生；而且，又將吊鉤位置控制為與臂頭或地面距離保持不變，以適應(yīng)不同工況需求，控制效果良好。
[0087]上述Sill、S121、S221的各隨動(dòng)子模塊具體控制過程可以如下:
[0088]步驟Slll中，地面變幅隨動(dòng)子模塊輸出目標(biāo)長(zhǎng)度信號(hào)至卷揚(yáng)驅(qū)動(dòng)件，卷揚(yáng)驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)鋼絲繩收放至目標(biāo)長(zhǎng)度:
[0089]L = MLX (sin a -sin α 0) X η ；
[0090]其中，L為目標(biāo)長(zhǎng)度、ML為當(dāng)前吊臂長(zhǎng)度、α為當(dāng)前變幅角度、％為初始變幅角度、η為倍率。
[0091]本文所述的目標(biāo)長(zhǎng)度即，控制鋼絲繩長(zhǎng)度變化的目標(biāo)值，到達(dá)該目標(biāo)值后，吊鉤的高度能夠滿足臂頭模式(與臂頭距離保持不變)或是地面模式(與地面距離保持不變)。
[0092]步驟S121中，地面伸縮隨動(dòng)子模塊輸出目標(biāo)長(zhǎng)度信號(hào)至卷揚(yáng)驅(qū)動(dòng)件，卷揚(yáng)驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)鋼絲繩收放至目標(biāo)長(zhǎng)度:
[0093]L = (ML-ML0) (sin α Xn+1)；
[0094]其中，L為目標(biāo)長(zhǎng)度、ML為當(dāng)前吊臂長(zhǎng)度、ML0為初始吊臂長(zhǎng)度、α為當(dāng)前變幅角度、η為倍率。
[0095]步驟S221中，臂頭伸縮隨動(dòng)子模塊輸出目標(biāo)長(zhǎng)度信號(hào)至卷揚(yáng)驅(qū)動(dòng)件，卷揚(yáng)驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)鋼絲繩收放至目標(biāo)長(zhǎng)度:
[0096]L = ML-ML0 ；
[0097]其中，L為目標(biāo)長(zhǎng)度、ML為當(dāng)前吊臂長(zhǎng)度、MLtl為初始吊臂長(zhǎng)度。
[0098]進(jìn)一步地，各隨動(dòng)子模塊在控制鋼絲繩達(dá)到目標(biāo)長(zhǎng)度時(shí)，可以將其實(shí)際長(zhǎng)度實(shí)時(shí)地與目標(biāo)長(zhǎng)度比較，可將二者的差值轉(zhuǎn)換為電流，以驅(qū)動(dòng)卷揚(yáng)卷筒正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，以使鋼絲繩由實(shí)際長(zhǎng)度收放至目標(biāo)長(zhǎng)度，當(dāng)鋼絲繩的實(shí)際長(zhǎng)度與目標(biāo)長(zhǎng)度相等時(shí)，則卷揚(yáng)驅(qū)動(dòng)件可停止驅(qū)動(dòng)卷揚(yáng)卷筒的旋轉(zhuǎn)。而鋼絲繩的實(shí)際長(zhǎng)度可通過卷揚(yáng)卷筒的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和卷筒半徑獲得，因?yàn)?，旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和卷筒半徑的乘積即可體現(xiàn)出鋼絲繩收放的長(zhǎng)度。
[0099]當(dāng)然，也可以通過其他方式獲得鋼絲繩的實(shí)際長(zhǎng)度，比如，通過位移傳感器測(cè)量。只是通過卷筒旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和卷筒半徑的計(jì)算結(jié)果更為精確。
[0100]在通過卷筒旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和卷筒半徑計(jì)算鋼絲繩實(shí)際長(zhǎng)度的過程中，可以考慮鋼絲繩繞至層數(shù)對(duì)卷筒半徑的影響，以使獲得的實(shí)際長(zhǎng)度更精確。
[0101]如圖2所示，圖2為獲得鋼絲繩實(shí)際長(zhǎng)度時(shí)，卷筒半徑的動(dòng)態(tài)獲取流程圖。
[0102]S100、獲得當(dāng)前的卷筒半徑r ;
[0103]S200、記錄鋼絲繩的纏繞圈數(shù)；
[0104]S300、根據(jù)纏繞圈數(shù)，判斷是否換層，是，則進(jìn)入步驟S400，否，則返回SlOO ；
[0105]S400、判斷是否處于放繩狀態(tài)，是，進(jìn)入步驟S600，否，則進(jìn)入步驟S500 ；
[0106]S500、更新 r = r+rrope ;返回步驟 SlOO ；
[0107]S600、更新 r = r-rrope ;返回步驟 S100。
[0108]其中，為鋼絲繩半徑。初始計(jì)算時(shí)，r即步驟SlOO中獲得的當(dāng)前卷筒半徑，可以是記錄于控制器內(nèi)的數(shù)值。
[0109]卷筒所轉(zhuǎn)一圈對(duì)應(yīng)的鋼絲繩長(zhǎng)度大致為最外圈鋼絲繩的周長(zhǎng)，而該周長(zhǎng)計(jì)算的半徑應(yīng)當(dāng)是卷筒與纏繞鋼絲繩層厚之和，故鋼絲繩收放過程中層數(shù)變化時(shí)，如果按照一定的卷筒半徑并結(jié)合卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)計(jì)算鋼絲繩收放長(zhǎng)度，與實(shí)際的收放長(zhǎng)度會(huì)存在一定的偏差。
[0110]作為較佳實(shí)施例，上述卷筒半徑的獲取考慮了鋼絲繩換層時(shí)對(duì)卷筒半徑的影響，即進(jìn)行動(dòng)態(tài)半徑計(jì)算，根據(jù)層數(shù)變化實(shí)時(shí)地更新卷筒半徑，則在鋼絲繩實(shí)際長(zhǎng)度獲取過程中，消除了層數(shù)變化的影響，從而使提高了鋼絲繩實(shí)際長(zhǎng)度獲得的精確度。
[0111]該實(shí)施例中，可以設(shè)置獲得卷筒旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的卷揚(yáng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器。卷揚(yáng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器，可通過控制器計(jì)算處理后獲得卷揚(yáng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，經(jīng)過減速機(jī)速比轉(zhuǎn)換間接獲取卷筒的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。當(dāng)然，采用編碼器計(jì)算卷揚(yáng)旋轉(zhuǎn)角度，以獲得旋轉(zhuǎn)圈數(shù)也是可行的，只是編碼器成本相對(duì)較高，且長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)，卷揚(yáng)馬達(dá)傳感器不易損壞。
[0112]以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的方法和系統(tǒng)均進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的方法，其特征在于，包括下述步驟: 接收地面模式或臂頭模式指令； 接收到地面模式指令，且當(dāng)?shù)醣圻M(jìn)行變幅動(dòng)作時(shí)，根據(jù)變幅幅度控制鋼絲繩長(zhǎng)度變化以使吊鉤與地面距離保持不變；進(jìn)行伸縮動(dòng)作時(shí)，根據(jù)伸縮長(zhǎng)度控制鋼絲繩長(zhǎng)度變化以使吊鉤與地面距離保持不變； 接收到臂頭模式指令，且當(dāng)?shù)醣圻M(jìn)行變幅動(dòng)作時(shí)，吊鉤保持于當(dāng)前狀態(tài)；進(jìn)行伸縮動(dòng)作時(shí)，根據(jù)伸縮長(zhǎng)度控制鋼絲繩長(zhǎng)度變化以使吊鉤與臂頭距離保持不變。
2.如權(quán)利要求1所述的控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的方法，其特征在于，處于地面模式且進(jìn)行變幅動(dòng)作時(shí)，控制鋼絲繩伸縮至目標(biāo)長(zhǎng)度:
L = MLX (sin a -sin a 0) Xn ； 其中，L為目標(biāo)長(zhǎng)度、ML為當(dāng)前吊臂長(zhǎng)度、α為當(dāng)前變幅角度、％為初始變幅角度、η為倍率。
3.如權(quán)利要求1所述的控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的方法，其特征在于，處于地面模式且進(jìn)行伸縮動(dòng)作時(shí)，控制鋼絲繩伸縮至目標(biāo)長(zhǎng)度:
L = (ML-ML0) (sin α Xn+1)； 其中，L為目標(biāo)長(zhǎng)度、ML為當(dāng)前吊臂長(zhǎng)度、MLtl為初始吊臂長(zhǎng)度、α為當(dāng)前變幅角度、η為倍率。
4.如權(quán)利要求1所述的控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的方法，其特征在于，處于臂頭模式且進(jìn)行伸縮動(dòng)作時(shí)，控制鋼絲繩伸縮至目標(biāo)長(zhǎng)度:
L = ML-ML0 ； 其中，L為目標(biāo)長(zhǎng)度、ML為當(dāng)前吊臂長(zhǎng)度、MLtl為初始吊臂長(zhǎng)度。
5.如權(quán)利要求2-4任一項(xiàng)所述的控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的方法，其特征在于， 根據(jù)卷揚(yáng)卷筒的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和卷筒半徑獲得鋼絲繩的實(shí)際長(zhǎng)度，當(dāng)鋼絲繩的實(shí)際長(zhǎng)度與所述目標(biāo)長(zhǎng)度相等時(shí)，停止卷揚(yáng)卷筒的旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求5所述的控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的方法，其特征在于，鋼絲繩實(shí)際長(zhǎng)度獲取的過程中，當(dāng)鋼絲繩需要換層時(shí)，卷筒半徑更新為: r = r+rMpe;,處于放繩狀態(tài)； r = r-rMpe;,處于收繩狀態(tài)； 其中，r為卷筒當(dāng)前半徑、為鋼絲繩半徑。
7.—種控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的系統(tǒng)，其特征在于， 包括與卷揚(yáng)驅(qū)動(dòng)件信號(hào)連接的控制器；所述控制器包括接收地面模式和臂頭模式指令的模式指令接收模塊，以及吊臂動(dòng)作信號(hào)的動(dòng)作指令接收模塊； 所述模式指令接收模塊接收到地面模式指令，且所述動(dòng)作指令模塊接收到變幅動(dòng)作指令/伸縮動(dòng)作指令時(shí)，所述控制器根據(jù)變幅幅度/伸縮長(zhǎng)度輸出信號(hào)至所述卷揚(yáng)驅(qū)動(dòng)件，控制鋼絲繩長(zhǎng)度變化以使吊鉤與地面距離保持不變； 所述模式指令接收模塊接收到臂頭模式指令，且所述動(dòng)作指令模塊接收到變幅動(dòng)作指令/伸縮動(dòng)作指令時(shí)，所述控制器輸出信號(hào)至所述卷揚(yáng)驅(qū)動(dòng)件以使其停止驅(qū)動(dòng)/根據(jù)伸縮長(zhǎng)度輸出信號(hào)至所述卷揚(yáng)驅(qū)動(dòng)件，控制鋼絲繩長(zhǎng)度變化以使吊鉤與臂頭距離保持不變。
8.如權(quán)利要求7所述的控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的系統(tǒng)，其特征在于，所述模式指令接收模塊接收到地面模式指令，且所述動(dòng)作指令模塊接收到變幅動(dòng)作指令時(shí)，所述控制器控制鋼絲繩伸縮至目標(biāo)長(zhǎng)度:
L = MLX (sin a -sin a 0) Xn ； 其中，L為目標(biāo)長(zhǎng)度、ML為當(dāng)前吊臂長(zhǎng)度、α為當(dāng)前變幅角度、％為初始變幅角度、η為倍率。
9.如權(quán)利要求7所述的控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的系統(tǒng)，其特征在于，所述指令接收模塊接收到地面模式指令，且所述動(dòng)作指令模塊接收到伸縮動(dòng)作指令時(shí)，所述控制器控制鋼絲繩伸縮至目標(biāo)長(zhǎng)度: L = (ML-ML0) (sin α Xn+1)； 其中，L為目標(biāo)長(zhǎng)度、ML為當(dāng)前吊臂長(zhǎng)度、MLtl為初始吊臂長(zhǎng)度、α為當(dāng)前變幅角度、η為倍率。
10.如權(quán)利要求7所述的控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的系統(tǒng)，其特征在于，所述指令接收模塊接收到臂頭模式指令，且所述動(dòng)作指令模塊接收到伸縮動(dòng)作指令時(shí)，所述控制器控制鋼絲繩伸縮至目標(biāo)長(zhǎng)度:
L = ML-ML0 ； 其中，L為目標(biāo)長(zhǎng)度、ML為當(dāng)前吊臂長(zhǎng)度、MLtl為初始吊臂長(zhǎng)度。
11.如權(quán)利要求8-10任一項(xiàng)所述的控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制器根據(jù)卷揚(yáng)卷筒的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和卷筒半徑獲得鋼絲繩的實(shí)際長(zhǎng)度，當(dāng)鋼絲繩的實(shí)際長(zhǎng)度與所述目標(biāo)長(zhǎng)度相等時(shí)，輸出指令至所述卷揚(yáng)驅(qū)動(dòng)件以停止卷揚(yáng)卷筒的旋轉(zhuǎn)。
12.如權(quán)利要求11所述的控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器在鋼絲繩實(shí)際長(zhǎng)度獲取的過程中，當(dāng)鋼絲繩需要換層時(shí)，將卷筒半徑更新為: r = r+rMpe;,處于放繩狀態(tài)； r = r-rMpe;,處于收繩狀態(tài)； 其中，r為卷筒當(dāng)前半徑、為鋼絲繩半徑。
13.如權(quán)利要求11所述的控制起重機(jī)卷揚(yáng)相對(duì)吊臂隨動(dòng)的系統(tǒng)，其特征在于，還設(shè)置有獲得所述卷筒旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的卷揚(yáng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器。
【文檔編號(hào)】B66C13/22GK103466453SQ201310455181
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】單增海, 朱長(zhǎng)建, 齊行程, 柴君飛, 邵楠, 曹煒 申請(qǐng)人:徐州重型機(jī)械有限公司