一種起重機及其卷揚防亂繩控制裝置和方法

2023-05-30 05:53:46

一種起重機及其卷揚防亂繩控制裝置和方法
【專利摘要】本發明公開一種起重機卷揚防亂繩控制裝置，所述卷揚包括捲筒、鋼絲繩和吊鉤，包括：捲筒檢測單元，用於獲取捲筒旋轉信息；控制器，用於根據所述捲筒旋轉信息，獲取卷揚已放鋼絲繩的繩長Lhoist；並根據卷揚已放鋼絲繩的繩長Lhoist，獲取捲筒處鋼絲繩張緊力T0；還通過比較T0與Tmin判斷是否存在亂繩風險，若T0≥Tmin，則不存在亂繩風險，若T0＜Tmin，則存在亂繩風險，其中Tmin為鋼絲繩最小張緊力；同時，在判斷存在亂繩風險後，輸出報警和提醒信息並限制增加亂繩風險的動作。該方法可顯著降低起重機卷揚鋼絲繩亂繩風險，從而有效保證了起重機作業進度和作業安全。本發明還提供一種卷揚防亂繩控制方法及應用該卷揚防亂繩控制裝置的起重機。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及工程機械【技術領域】，具體涉及輪式起重機的卷揚防亂繩控制裝置和方 法。本發明還涉及設有所述卷揚防亂繩控制裝置的起重機。 一種起重機及其卷揚防亂繩控制裝置和方法

【背景技術】
[0002] 卷揚系統是起重機的升降機構，它通過繞卷鋼絲繩傳遞動力，把旋轉運動變為直 線運動，完成起吊重物的上升、停止、下降等工作，通常由液壓泵、液壓馬達、減速器、捲筒、 制動器、離合器、鋼絲繩滑輪組和吊鉤等組成。
[0003] 鋼絲繩在捲筒的多層纏繞中，捲筒裡層鋼絲繩良好的張緊力是非常必要的，張緊 力不夠會造成嚴重的鋼絲繩損傷。最壞的情況，鋼絲繩在提升作業中可能會咬進下一層，當 負載降低時，鋼絲繩可能無法順利地從捲筒上繞下、並由此引起負載反向運動，無負載時， 鋼絲繩可能更容易形變和扁化。
[0004] 如果鋼絲繩纏繞時張緊力不夠，張拉過緊的外層鋼絲繩將嚴重損傷鬆散纏繞的內 層鋼絲繩，造成鋼絲繩內圈纏繞到捲筒上時鬆散、橢圓度增加、降低鋼絲繩抵禦外力的強 度；在上層鋼絲繩相互擠壓的情況下，造成下層鋼絲繩外股鬆散，外股擠壓內股，造成內股 受力不均勻，產生跳絲現象。
[0005] 上述現象的發生，輕則需要重新整理卷揚鋼絲繩，影響作業進度，重則損毀鋼絲 繩，甚至可能會導致吊重物突放，影響起重機平穩性，給起重機作業帶來安全隱患
[0006] 現有技術應對卷揚鋼絲繩亂繩的解決方案有以下兩種：
[0007] 第一種是在卷揚上安裝攝像頭，由操作者觀看攝像頭傳來的視頻信息，做出是否 有亂繩的判斷。
[0008] 第二種是在卷揚上安裝裝置檢測捲筒處鋼絲繩的彎曲偏移量，通過反光板反射信 號，用紅外傳感器接收後將信號傳輸給報警裝置，該報警裝置能夠在彎曲偏移量達到限定 值時進行報警。
[0009] 對於採用攝像頭採集卷揚鋼絲繩狀態的技術方案，需要操作者實時觀察，它的主 要缺點有。首先，只有發生了亂繩現象，操作者才能知道發生了亂繩，不能在鋼絲繩亂繩出 現的前一刻做出預警。其次，通過視頻人工觀察卷揚，是否亂繩由人來判斷，然而操作者需 要關注的信息較多，可能不能及時觀察並判斷，控制器也不能進行報警和處理，構成危險； 最後，操作者操作卷揚的同時，還需要觀察吊鉤和現場等情況，這樣無疑會增加操作者的操 作難度，增加操作者的負擔。
[0010] 對於採用裝置檢測鋼絲繩彎曲偏移量的技術方案，依賴於機械結構預知卷揚亂繩 的發生，且對於機械結構的安裝精度要求較嚴格。由於起重機經常戶外作業，外部環境和機 械振動等容易導致彎曲偏移量的跳變或機械結構變形，從而降低檢測精度，可靠性不高。
[0011] 因此，如何降低起重機卷揚鋼絲繩亂繩風險，是本領域技術人員需要解決的技術 問題。


【發明內容】

[0012] 針對上述缺陷，本發明提供一種起重機卷揚防亂繩控制裝置。該方法可顯著降低 起重機卷揚鋼絲繩亂繩風險，從而有效保證了起重機作業進度和作業安全。
[0013] 在此基礎上，本發明還提供一種起重機卷揚防亂繩控制方法以及設有所述控制裝 置的起重機。
[0014] 本發明提供一種起重機卷揚防亂繩控制裝置，所述卷揚包括捲筒、鋼絲繩和吊鉤， 包括：
[0015] 捲筒檢測單元，用於獲取捲筒旋轉信息；
[0016] 控制器，用於根據所述捲筒旋轉信息，獲取卷揚已放鋼絲繩的繩長Ltoist ;
[0017] 並根據卷揚已放鋼絲繩的繩長Lhist，獲取捲筒處鋼絲繩張緊力TQ ;
[0018] 還通過比較?；與Tmin判斷是否存在亂繩風險，若?； > Tmin，則不存在亂繩風險，若 T。〈 Tmin，則存在亂繩風險，其中Tmin為鋼絲繩最小張緊力；
[0019] 同時，在判斷存在亂繩風險後，輸出報警和提醒信息並限制增加亂繩風險的動作。
[0020] 優選地，所述捲筒檢測單元為旋轉編碼器；
[0021] 所述控制器按照下述方式獲取卷揚已放鋼絲繩的繩長Ltoist :
[0022] 根據所述捲筒旋轉信息，與捲筒直徑、捲筒每層鋼絲繩纏繞圈數、鋼絲繩直徑，獲 取卷揚已放鋼絲繩的繩長Lm。
[0023] 優選地，所述控制器按照下述方式獲取捲筒處鋼絲繩張緊力TQ :
[0024] 根據公式!^!；' =T2，獲取臂頭處鋼絲繩張緊力T。'，其中，I\= pLb_sin(a)，T2 = G+P (Lhist-Lb(XJ，P為鋼絲繩線密度、Lb(KM為吊臂長度、α為吊臂角度，G為吊鉤重；
[0025] 再根據IV = ?；，獲取捲筒處鋼絲繩張緊力T。。
[0026] 優選地，還包括人機互動系統，用於輸入操作信息；
[0027] 所述控制器按照下述方式限制增加亂繩風險的動作：
[0028] 暫停變幅起、卷揚放和吊臂伸動作；
[0029] 輸入操作信息；
[0030] 判斷所述操作信息是否為繼續動作，若為是，則輸出控制信號，取消對變幅起、卷 揚放和吊臂伸動作的限制；若為否，則輸出控制信號，繼續停止變幅起、卷揚放和吊臂伸動 作。
[0031] 本發明提供一種起重機卷揚防亂繩控制方法，所述卷揚包括捲筒、鋼絲繩和吊鉤， 所述方法包括：
[0032] 獲取捲筒旋轉信息；
[0033] 根據所述捲筒旋轉信息，獲取卷揚已放鋼絲繩的繩長Ltoist ;
[0034] 根據卷揚已放鋼絲繩的繩長Lhist，獲取捲筒處鋼絲繩張緊力TQ ;
[0035] 通過比較?；與Tmin判斷是否存在亂繩風險，若?； > Tmin，則不存在亂繩風險，若?； 〈Tmin，則存在亂繩風險，其中Tmin為鋼絲繩最小張緊力；
[0036] 若判斷存在亂繩風險，則輸出報警和提醒信息並限制增加亂繩風險的動作。
[0037] 進一步地，通過所述捲筒的旋轉編碼器獲取捲筒旋轉信息；並按照下述方式獲取 卷揚已放鋼絲繩的繩長L hist:
[0038] 根據所述捲筒旋轉信息，與捲筒直徑、捲筒每層鋼絲繩纏繞圈數、鋼絲繩直徑，獲 取卷揚已放鋼絲繩的繩長Lhist。
[0039] 進一步地，按照下述方式獲取捲筒處鋼絲繩張緊力TQ :
[0040] 根據公式Ti+T。' = T2，獲取臂頭處鋼絲繩張緊力T。'，其中，= P Lb_sin ( a )，T2 = G+P (Lhist-Lb(XJ，Ρ為鋼絲繩線密度、Lb(KM為吊臂長度、α為吊臂角度，G為吊鉤重；
[0041] 再根據IV = ?；，獲取捲筒處鋼絲繩張緊力T。。
[0042] 進一步地，所述增加亂繩風險的動作包括變幅起、卷揚放和吊臂伸動作。
[0043] 進一步地，按照下述方式限制增加亂繩風險的動作：
[0044] 暫停變幅起、卷揚放和吊臂伸動作；
[0045] 輸入操作信息；
[0046] 判斷所述操作信息是否為繼續動作，若為是，則取消對變幅起、卷揚放和吊臂伸動 作的限制；若為否，則繼續停止變幅起、卷揚放和吊臂伸動作。
[0047] 本發明提供一種起重機，包括起重機本體及控制系統，所述控制系統設有上述任 一項所述的起重機卷揚防亂繩控制裝置。
[0048] 本發明提供的起重機卷揚防亂繩控制裝置，在起重機進行變幅起、吊臂伸和卷揚 放動作時，通過捲筒檢測單元實時獲取捲筒旋轉信息，並由控制器根據捲筒旋轉信息獲取 卷揚已放鋼絲繩的繩長Ltoist，再根據繩長Ltoist，獲取捲筒處鋼絲繩張緊力?；，最後通過比較 T〇與Tmin判斷是否存在亂繩風險，如果存在亂繩風險，則進行報警、限制增加亂繩風險的動 作，同時在顯示器界面提醒用戶存在亂繩的風險，詢問是否繼續動作，供用戶選擇確認。
[0049] 由於是通過對鋼絲繩受力分析來判斷是否會出現亂繩現象，因此，與通過人工或 機械裝置檢測卷揚鋼絲繩的狀態的方法相比，更加的準確、高效和及時。
[0050] 而且，當判斷出存在亂繩風險時，會在顯示器界面進行報警、限制動作，同時提醒 用戶確認是否繼續動作，並對操作者的選擇，實現不同的控制策略，提升了系統的交互性， 其可以在亂繩現象即將出現之前進行預報警，報警的時間更加提前，理論上可完全避免亂 繩現象的產生。
[0051] 由於上述防亂繩控制裝置具有上述技術效果，基於同樣原理的防亂繩控制方法和 包括該防亂繩控制裝置的起重機也具有相同的技術效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0052] 圖1為輪式起重機上車吊臂和卷揚基本結構示意圖；
[0053] 圖2為本發明所提供起重機卷揚防亂繩控制裝置的控制原理圖；
[0054] 圖3為臂頭處鋼絲繩受力分析示意圖；
[0055] 圖4為本發明所提供起重機卷揚防亂繩控制方法的控制流程圖。

【具體實施方式】
[0056] 本發明的核心是提供一種起重機卷揚防亂繩控制方法和裝置，以降低起重機卷揚 鋼絲繩亂繩風險，保證起重機作業進度和作業安全。
[0057] 首先，對本發明的理論基礎進行闡述：
[0058] 卷揚鋼絲繩多層纏繞在捲筒上時，捲筒裡層鋼絲繩良好的張緊力是非常必要的， 即鋼絲繩必須按照一定的順序和張緊力纏繞在卷揚的捲筒上，設此最小張緊力為T min(Tmin 的值一般設置為鋼絲繩破斷力的1% -2% )，由於鋼絲繩的物理特性和使用規範，如果捲筒 處卷揚鋼絲繩的張緊力，鋼絲繩不能很好的纏繞在捲筒上，導致需要重新整理鋼絲 繩或損毀鋼絲繩等。
[0059] 輪式起重機卷揚機構上的鋼絲繩基本都是多層纏繞的方式。鋼絲繩多層纏繞使 得輪式起重機在進行伸臂、卷揚、變幅動作時，存在亂繩的風險，其他動作的風險很小或不 計。當吊臂伸時，吊鉤一側的鋼絲繩變短，而捲筒一側的鋼絲繩變長，由於卷揚鋼絲繩存在 自重，所以當捲筒一側的鋼絲繩重量接近吊鉤一側的重量時，吊鉤一側的拉力不足以拉動 鋼絲繩，即。此時若卷揚放繩，則可能放出的鋼絲繩鬆散，產生亂繩現象。同樣的當 卷揚和變幅動作時，也會存在類似的情況。
[0060] 不失一般性，下面以輪式起重機作為主體，結合說明書附圖具體對本發明進行詳 細闡述。
[0061] 請參考圖1、圖2,圖1為輪式起重機上車吊臂和卷揚基本結構示意圖；圖2為本發 明所提供起重機卷揚防亂繩控制裝置的控制原理圖。
[0062] 如圖所示，在一種【具體實施方式】中，起重機卷揚包括捲筒1、鋼絲繩3和吊鉤5,滑 輪組6安裝在起重機吊臂4的臂頭處，捲筒檢測單元2安裝在卷揚捲筒上，卷揚鋼絲繩3 - 端纏繞在卷揚捲筒1上，另一端穿過臂頭滑輪組6與吊鉤5相連，臂頭滑輪組6用來改變卷 揚鋼絲繩的倍率。
[0063] 起重機卷揚防亂繩控制裝置包括捲筒檢測單元、控制器、人機互動系統、變幅控制 部件、吊臂控制部件以及卷揚控制部件。
[0064] 其中，捲筒檢測單元2用於獲取捲筒旋轉信息。具體可採用旋轉編碼器，這是一種 安裝在輪式起重機卷揚捲筒上的傳感器，編碼器的內部有用來計算位移或角度的觸點。 [0065] 控制器為車載控制器，具體可採用PLC控制器，其能夠接收、發送數據，進行程序 下載、邏輯運算，並支持CAN總線通訊，通常安裝在操作室或電氣控制箱內。
[0066] 控制器根據所述捲筒旋轉信息N，與捲筒直徑R、捲筒每層鋼絲繩纏繞圈數η、鋼絲 繩直徑r，獲取卷揚已放鋼絲繩的繩長Lhist。
[0067] 捲筒直徑為R，則捲筒上最內層鋼絲繩每圈的長度la = π (R+r)，最內層鋼絲繩的 總長度為nXla，其每旋轉一圈所釋放或收回的鋼絲繩長度為la，下一層鋼絲繩每圈的長 度lb= π (R+2r)，總長度為nXlb，其每旋轉一圈所釋放或收回的鋼絲繩長度為lb，以此類 推，可獲得捲筒上每層鋼絲繩的上述參數信息，結合捲筒旋轉信息N，以及事先已放出的鋼 絲繩基礎長度，便可計算得出卷揚已放鋼絲繩的繩長L toist。
[0068] 例如，若捲筒上目前有4層鋼絲繩，並纏繞有10圈，則其每圈的長度Id = η (R+4r)，捲筒旋轉1圈所釋放或收回的長度為ld，捲筒旋轉1.5圈所釋放的長度為 1.5Xld，……，旋轉10圈之後，第四層鋼絲繩完全釋放完畢，則開始按照第三層鋼絲繩的長 度進行計算，以此類推，通過對旋轉編碼器的標定，來測算當前捲筒上鋼絲繩所處的層數、 圈數和放繩時旋轉的圈數，即可計算出卷揚已放鋼絲繩的繩長L toist。
[0069] 從上述分析可以看出，捲筒上每層鋼絲繩的纏繞直徑並不相同，其纏繞直徑為動 態直徑，對此，本發明採用鋼絲繩直徑對其進行修正，計算出每層鋼絲繩纏繞的實際直徑， 該直徑用於計算卷揚已放繩長度可提高計算結果的精確度。
[0070] 在實時計算得出卷揚已放鋼絲繩的長度之後，便可以進一步結合吊臂長度（吊臂 臂尾到臂頭的長度）和吊臂角度（吊臂與水平面的夾角），依據對鋼絲繩的受力分析來計算 是否存在亂繩的風險。
[0071] 請一併參考圖3,圖3為臂頭處鋼絲繩受力分析示意圖。
[0072] 選取臂頭滑輪組處的鋼絲繩進行受力分析，在圖示狀態下，吊臂角度為α，吊鉤重 為G，吊臂長度為Lb_，卷揚已放繩長度為L toist，鋼絲繩線密度Ρ。
[0073] 由於基本臂上壓繩器的作用，在受力分析時不考慮捲筒一側鋼絲繩與吊臂的夾角 即認為U?L bMm，同時忽略摩擦力、滑輪組纏繞的鋼絲繩等因素。那麼捲筒到臂頭滑輪組 一側的鋼絲繩拉力為= p Lb_sin( α )，而吊鉤到臂頭滑輪組一側的鋼絲繩拉力為τ2 = 6+0〇^「1^_)，所以理想化情況下1'1+1'(|'=1'2〇' (|為捲筒處鋼絲繩張緊力，1'(|'為臂頭處 鋼絲繩張緊力，兩者為作用力與反作用力關係）。
[0074] 因此，控制器可按照下述方式獲取捲筒處鋼絲繩張緊力TQ :
[0075] 根據公式!^!；' =T2，獲取臂頭處鋼絲繩張緊力T。'，其中，I\= pLb_sin(a)，T2 -G+ p (Lhist-Lb〇om)。
[0076] 再根據IV = ?；，即可獲得捲筒處鋼絲繩張緊力?；，也可以直接將IV視為TQ。
[0077] 吊臂伸、變幅起或卷揚機構放繩都會使得?\變大，T2基本不變或變小，導致捲筒一 側鋼絲繩會拉動吊鉤一側的鋼絲繩，使得 Τ(ι幾乎為0,不能滿足TP = Tmin的條件，此時就會 亂繩。
[0078] 因此，控制器通過比較?；與Tmin判斷是否存在亂繩風險，若?；彡Tmin，則不存在亂 繩風險，若L〈 Tmin，則存在亂繩風險。
[0079] 需要說明的是，在進行受力分析時，可考慮鋼絲繩與臂頭滑輪組等的摩擦力、外部 環境溫度導致的潤滑脂凝固等加大鋼絲繩纏繞阻力的因素、滑輪組上纏繞的鋼絲繩等參 數，並將其代入上述計算公式，以提高受力分析的準確度。
[0080] 控制器一旦判斷存在亂繩風險，便輸出報警和提醒信息至顯示器，並限制增加亂 繩風險的動作，避免了出現亂繩的現象。
[0081] 具體可按照下述方式限制增加亂繩風險的動作：
[0082] 暫停變幅起、卷揚放和吊臂伸動作；
[0083] 通過顯示器詢問操作者是否繼續動作，若操作者選擇繼續動作，則輸出控制信號， 取消對變幅起、卷揚放和吊臂伸動作的限制；若操作者選擇停止動作，則輸出控制信號，繼 續停止變幅起、卷揚放和吊臂伸動作。
[0084] 本發明的車載控制器通過卷揚捲筒上的旋轉編碼器、CAN總線和數據存儲空間獲 取必要的參數，涉及參數包括但不僅限於卷揚捲筒直徑、捲筒每層纏繞鋼絲繩圈數、卷揚鋼 絲繩直徑、鋼絲繩線密度、吊鉤重、旋轉編碼器信號（處理後使用），吊臂長度和角度。首先 計算出實時的卷揚已放繩的繩長，然後計算出吊鉤到臂頭滑輪組和捲筒到臂頭滑輪組兩段 的鋼絲繩長度，最後由吊鉤重、鋼絲繩線密度、吊臂角度，依據鋼絲繩的受力分析計算出是 否存在亂繩的風險，並在顯示器界面進行報警和其他有關操作。
[0085] 由於是通過對鋼絲繩受力分析來判斷是否會出現亂繩現象，因此，與通過人工或 機械裝置檢測卷揚鋼絲繩的狀態的方法相比，更加的準確、高效和及時。
[0086] 而且，當判斷出存在亂繩風險時，會在顯示器界面進行報警、限制動作，同時提醒 用戶確認是否繼續動作，並對操作者的選擇，實現不同的控制策略，提升了系統的交互性， 其可以在亂繩現象即將出現之前進行預報警，報警的時間更加提前，理論上可完全避免亂 繩現象的產生。
[0087] 除了卷揚防亂繩控制裝置之外，本實施例在此基礎上還提供一種卷揚防亂繩控制 方法。
[0088] 該方法通過對臂頭滑輪組處卷揚鋼絲繩受力分析來判斷捲筒處的鋼絲繩張緊力 是否小於某限定值，以此來檢測卷揚亂繩風險。當卷揚存在亂繩的風險時，顯示器界面進行 預警提示、暫停當前動作和提醒操作者確認是否繼續動作，並能夠根據操作者的選擇，執行 不同的控制策略。
[0089] 請參考圖4,圖4為本發明所提供起重機卷揚防亂繩控制方法的控制流程圖。
[0090] 在一種【具體實施方式】中，起重機卷揚包括捲筒、鋼絲繩和吊鉤，所述方法包括以下 步驟：
[0091] S1.獲取捲筒旋轉信息。
[0092] 具體通過捲筒的旋轉編碼器獲取捲筒旋轉信息。
[0093] S2.根據所述捲筒旋轉信息，獲取卷揚已放鋼絲繩的繩長Lhist。
[0094] 具體根據捲筒旋轉信息，與捲筒直徑、捲筒每層鋼絲繩纏繞圈數、鋼絲繩直徑，按 照捲筒釋放、回收鋼絲繩的長度計算方法，獲取卷揚已放鋼絲繩的繩長L toist。
[0095] S3.根據卷揚已放鋼絲繩的繩長Ltoist，按照下述方式獲取捲筒處鋼絲繩張緊力 T〇：
[0096] 根據公STi+lV =T2，獲取臂頭處鋼絲繩張緊力T。'，其中，?\= pLb_sin(a)，T2 = G+P (Lhist-Lb(XJ，P為鋼絲繩線密度、Lb(KM為吊臂長度、α為吊臂角度，G為吊鉤重； [0097] 再根據IV = ?；，獲取捲筒處鋼絲繩張緊力T。。
[0098] S4.通過比較?；與Tmin判斷是否存在亂繩風險，若?；彡Tmin，則不存在亂繩風險， 若< Tmin，則存在亂繩風險，其中Tmin為鋼絲繩最小張緊力。
[0099] S5.若判斷存在亂繩風險，則輸出報警和提醒信息並限制增加亂繩風險的動作。
[0100] 在步驟S5中，增加亂繩風險的動作包括變幅起、卷揚放和吊臂伸動作，並按照下 述方式限制增加亂繩風險的動作：
[0101] 暫停變幅起、卷揚放和吊臂伸動作；
[0102] 詢問操作者是否繼續動作，若選擇繼續動作，則取消對變幅起、卷揚放和吊臂伸動 作的限制；若選擇停止動作，則繼續停止變幅起、卷揚放和吊臂伸動作。
[0103] 具體地，當控制器判斷出存在亂繩風險時：
[0104] 首先暫停當前動作，並通過顯示器對該風險進行預報警和提醒，10s後報警自動取 消，10分鐘內不做二次報警和提醒。
[0105] 其次，對增加風險的動作進行限制，對於其他動作則不做限制。
[0106] 最後，操作者在顯示器界面提醒後，可選擇是否繼續動作。若操作者選擇"確認繼 續動作"，則報警和提醒立即取消，此時系統設置"繼續動作標誌"為TRUE。
[0107] 為了能夠繼續提醒，每次系統上電或"繼續動作標誌"為TRUE兩小時後，該標誌 自復位；若操作者選擇"停止動作"，則報警和提醒立即取消，系統設置"繼續動作標誌"為 FALSE，用戶可適當處理避免亂繩風險。
[0108] 若l〇S內顯示器確認界面無輸入，默認操作者選擇"停止動作"，報警計時到自動 取消，提醒界面不消失。
[0109] 上述旋轉編碼器、控制器、顯示器等均可以充分利用起重機已有設備，也就是在不 增加硬體的前提下，可以在起重機原有硬體基礎上通過電腦程式指令相關硬體來實現， 實現控制功能的程序代碼可以在控制器中編譯，不會增加產品成本。
[0110] 由於本發明所提供的防亂繩控制方法對應於上文所述的防亂繩控制裝置，以上各 步驟的具體實現過程可參考裝置的相關描述，這裡不再贅述。
[0111] 當然，上述實施例僅是本發明的優選方案，具體並不局限於此，在此基礎上可根據 實際需要作出具有針對性的調整，從而得到不同的實施方式。例如，受力分析可選擇為捲筒 處鋼絲繩或其他點，或者直接採用三滑輪支架等拉力傳感器測算捲筒處卷揚鋼絲繩張緊力 ?；，或者對報警和提醒策略做出調整等等。由於可能實現的方式較多，這裡就不再一一舉例 說明。
[0112] 除了上述卷揚防亂繩控制裝置和方法，本發明還提供一種起重機，包括起重機本 體及控制系統，所述控制系統設有上文所述的起重機卷揚防亂繩控制裝置，其餘結構請參 考現有技術，本文不再贅述。
[0113] 以上對本發明所提供的起重機及其卷揚防亂繩控制裝置和方法進行了詳細介紹。 本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用 於幫助理解本發明的核心思想。應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離 本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發 明權利要求的保護範圍內。
【權利要求】
1. 一種起重機卷揚防亂繩控制裝置，所述卷揚包括捲筒、鋼絲繩和吊鉤，其特徵在於， 包括： 捲筒檢測單元，用於獲取捲筒旋轉信息； 控制器，用於根據所述捲筒旋轉信息，獲取卷揚已放鋼絲繩的繩長Lhist ; 並根據卷揚已放鋼絲繩的繩長Ltoist，獲取捲筒處鋼絲繩張緊力TQ ; 還通過比較?；與Tmin判斷是否存在亂繩風險，若?； > Tmin，則不存在亂繩風險，若?； 〈Tmin，則存在亂繩風險，其中Tmin為鋼絲繩最小張緊力； 同時，在判斷存在亂繩風險後，輸出報警和提醒信息並限制增加亂繩風險的動作。
2. 根據權利要求1所述的起重機卷揚防亂繩控制裝置，其特徵在於，所述捲筒檢測單 元為旋轉編碼器； 所述控制器按照下述方式獲取卷揚已放鋼絲繩的繩長Lhist : 根據所述捲筒旋轉信息，與捲筒直徑、捲筒每層鋼絲繩纏繞圈數、鋼絲繩直徑，獲取卷 揚已放鋼絲繩的繩長Lhist。
3. 根據權利要求1所述的起重機卷揚防亂繩控制裝置，其特徵在於，所述控制器按照 下述方式獲取捲筒處鋼絲繩張緊力TQ : 根據公式!^!；' =T2，獲取臂頭處鋼絲繩張緊力T。'，其中，I\= pLbMmSin(a)，T2 = G+P (Ltoist-Lb_)，P為鋼絲繩線密度、Lb(ram為吊臂長度、α為吊臂角度，G為吊鉤重； 再根據V =1；，獲取捲筒處鋼絲繩張緊力T。。
4. 根據權利要求1所述的起重機卷揚防亂繩控制裝置，其特徵在於，還包括人機互動 系統，用於輸入操作信息； 所述控制器按照下述方式限制增加亂繩風險的動作： 暫停變幅起、卷揚放和吊臂伸動作； 輸入操作信息； 判斷所述操作信息是否為繼續動作，若為是，則輸出控制信號，取消對變幅起、卷揚放 和吊臂伸動作的限制；若為否，則輸出控制信號，繼續停止變幅起、卷揚放和吊臂伸動作。
5. -種起重機卷揚防亂繩控制方法，所述卷揚包括捲筒、鋼絲繩和吊鉤，所述方法包 括： 獲取捲筒旋轉信息； 根據所述捲筒旋轉信息，獲取卷揚已放鋼絲繩的繩長Lhist ; 根據卷揚已放鋼絲繩的繩長Ltoist，獲取捲筒處鋼絲繩張緊力TQ ; 通過比較?；與Tmin判斷是否存在亂繩風險，若?； > Tmin，則不存在亂繩風險，若?； 〈Tmin，則存在亂繩風險，其中Tmin為鋼絲繩最小張緊力； 若判斷存在亂繩風險，則輸出報警和提醒信息並限制增加亂繩風險的動作。
6. 根據權利要求5所述的起重機卷揚防亂繩控制方法，其特徵在於，通過所述捲筒的 旋轉編碼器獲取捲筒旋轉信息；並按照下述方式獲取卷揚已放鋼絲繩的繩長L hist : 根據所述捲筒旋轉信息，與捲筒直徑、捲筒每層鋼絲繩纏繞圈數、鋼絲繩直徑，獲取卷 揚已放鋼絲繩的繩長Lhist。
7. 根據權利要求5所述的起重機卷揚防亂繩控制方法，其特徵在於，按照下述方式獲 取捲筒處鋼絲繩張緊力T。： 根據公STi+lV =T2，獲取臂頭處鋼絲繩張緊力T。'，其中，?\= pLbMmSin(a)，T2 = G+P (Ltoist-Lb_)，P為鋼絲繩線密度、Lb(ram為吊臂長度、α為吊臂角度，G為吊鉤重； 再根據V =1；，獲取捲筒處鋼絲繩張緊力T。。
8. 根據權利要求5所述的起重機卷揚防亂繩控制方法，其特徵在於，所述增加亂繩風 險的動作包括變幅起、卷揚放和吊臂伸動作。
9. 根據權利要求5所述的起重機卷揚防亂繩控制方法，其特徵在於，按照下述方式限 制增加亂繩風險的動作： 暫停變幅起、卷揚放和吊臂伸動作； 輸入操作信息； 判斷所述操作信息是否為繼續動作，若為是，則取消對變幅起、卷揚放和吊臂伸動作的 限制；若為否，則繼續停止變幅起、卷揚放和吊臂伸動作。
10. -種起重機，包括起重機本體及控制系統，所述控制系統設有上述權利要求1至4 任一項所述的起重機卷揚防亂繩控制裝置。
【文檔編號】B66D1/36GK104118812SQ201410364419
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】朱長建, 齊行程, 柴君飛, 王雙 申請人:徐州重型機械有限公司