一種折臂式起重機一鍵展開/收攏裝置及方法
2023-04-26 18:49:21 1
專利名稱：一種折臂式起重機一鍵展開/收攏裝置及方法
一種折臂式起重機一鍵展開/收攏裝置及方法技術領域
本發明屬於起重機領域，涉及一種起重機展開/收攏裝置，尤其是一種折臂式起重機一鍵展開/收攏裝置及方法。
背景技術：
折臂式隨車起重機展開過程中一般是先收攏一下外臂，然後展開內臂，當內臂展開到一定角度時，開始展開外臂，在外臂的展開過程中，如果外臂與轉臺等發生幹涉，則需要進一步展開內臂至適當位置，然後繼續展開外臂。由於展開過程中，難於把握內臂最恰當的展開角度，需要在展開過程中進行調整，降低了展開的效率。發明內容
本發明的目的在於克服上述現有技術的缺點，提供一種折臂式起重機一鍵展開/ 收攏裝置及方法，該裝置通過在折臂式起重機上設置數據採集裝置，將採集到的信息傳輸到安裝在起重機上的處理器模塊進行分析判斷，處理器模塊根據採集到的數據發出指令對執行裝置進行控制，從而達到折臂式起重機自動展開/收攏。
本發明的目的是通過以下技術方案來解決的
包括操作裝置以及安裝在起重機機身上的數據採集裝置、處理器模塊和執行裝置；所述操作裝置以及數據採集裝置均通過處理器模塊中的輸入電路與處理器模塊相連； 處理器模塊通過其內部的輸出電路與執行裝置相連。
上述操作裝置包括用於切換起重機普通操作模式與一鍵操作模式的切換開關2 和控制起重機上各油缸伸出/回縮的操縱杆。
上述操作裝置通過有線方式或者無線方式與處理器模塊相連。
上述數據採集裝置包括長度傳感器，重量傳感器，第一、第二角度傳感器，轉角傳感器以及限位開關和擋片；所述長度傳感器設置在起重機外臂的前端，第二角度傳感器設置在外臂的後端，並且安裝在外臂與內臂相連接的部位；第一角度傳感器設置在內臂的後端，並且安裝在內臂與支座相連接的部位；轉角傳感器與限位開關安裝在起重機支座上，擋片安裝在轉臺上；所述重量傳感器安裝在起重機的吊鉤處。
上述處理器模塊包括依次相連的輸入電路，可編程控制器以及輸出電路。
上述處理器模塊安裝在起重機支座上或者起重機底盤上。
上述執行裝置包括控制第一變幅油缸、第二變幅油缸、伸縮臂油缸以及吊機迴轉油缸的四路電磁比例換向閥。
上述執行裝置安裝在吊機底座的側面。
一種折臂式隨車起重機一鍵展開/收攏的方法，分為一鍵展開步驟和一鍵收攏步驟；
使用一鍵展開的步驟如下
第一步，將切換開關至於一鍵操作檔位，向上搬動操縱杆，發出一鍵展開指令；
第二步，可編程控制器通過比對由第一角度傳感器、第二角度傳感器以及長度傳感器採集到的數據α、Θ、AL，檢查吊機是否處於完全收攏狀態；若a < Ci1, β彡ε則執行第三步，否則直接結束；
第三步，回縮第二變幅油缸，使β = ;
第四步,展開內臂,使α =α 2 ;
第五步，展開外臂，使β = β3;
第六步,結束；
在一鍵展開操作步驟中α為內臂變幅角度，由第一角度傳感器測得；a i為內臂最小變幅角度；％為系統設定的內臂展開後的變幅角度；β為外臂與內臂夾角，由β = π + θ - α計算得到；β i為外臂與內臂最小夾角；β 2為系統設定完全收攏狀態外臂與內臂夾角；Θ為外臂變幅角度，由第二角度傳感器測得；AL為伸縮臂伸長量，由長度傳感器測得；ε是伸縮臂的最短伸縮長度，一般為零；
使用一鍵收攏的步驟如下
第一步，將切換開關至於一鍵操作檔位，向下搬動操縱杆，發出一鍵收攏指令；
第二步，可編程控制器通過比對由第一角度傳感器、第二角度傳感器，長度傳感器以及重量傳感器採集到的數據α、Θ、AL、m，判斷吊機是否可以進行一鍵收攏操作；若 R > R1, m < O則執行第三步，否則直接結束；
第三步，收回伸縮臂，使Λ L=O ；
第四步，伸出第二變幅油缸，使β彡β3;
第五步，伸出第一變幅油缸，使α彡α2;
第六步，可編程控制器通過轉角傳感器傳來的信息判斷收攏過程中吊機迴轉的方向；當限位開關檢測到擋片時停止；
第七步，縮回第二變幅油缸，使β = β1;
第八步,縮回第一變幅油缸,使α = α工；
第九步，伸出第二變幅油缸，使β = β2 ；
第十步，結束；
在一鍵收攏操作驟中R為作業幅度；m為吊重質量，由重量傳感器測得；其餘參數與一鍵展開步驟中相同。
本發明通過在傳統折臂式起重機上設置數據採集裝置，將採集到的信息傳輸到安裝在起重機上的處理器模塊進行分析判斷，處理器模塊根據採集到的數據發出指令對執行裝置進行控制，從而一鍵操作實現吊機從任意狀態自動收攏至行駛狀態，通過程序實現最優路徑展開，減少調整操作過程，提高展開與撤收的效率及自動化水平，提高作業效率。同時，數據採集裝置、處理器模塊、執行裝置等均可與現有力矩限制器共用，增加成本較低。
圖I為本發明的系統結構示意圖2為本發明在隨車起重機上應用示意圖3為本發明的實施流程圖。
其中I為操作裝置；2為切換開關；3為處理器模塊；4為執行裝置；5為支座；6為操縱杆；7為長度傳感器；8為重量傳感器；9為第二角度傳感器；10為第一角度傳感器；11 為轉角傳感器；12為限位開關；13為擋片；14為；15為基座；16為內臂；17為外臂；18為第一變幅油缸；19為第二變幅油缸；20為伸縮臂油缸；21為吊機迴轉油缸；22為伸縮臂；23 為吊鉤。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述
參見圖1-3，這種折臂式起重機一鍵展開/收攏裝置，包括操作裝置I以及安裝在起重機機身上的數據採集裝置、處理器模塊3和執行裝置4 ;所述操作裝置I以及數據採集裝置均通過處理器模塊3中的輸入電路與處理器模塊相連；處理器模塊3通過其內部的輸出電路與執行裝置4相連。
操作裝置I包括用於切換起重機普通操作模式與一鍵操作模式的切換開關2和控制起重機上各油缸伸出/回縮的操縱杆6。切換開關的設置是為了防止一鍵操作與普通操作混淆而發生誤操作，切換開關實現普通操作與一鍵操作的功能切換，使得該操縱杆在一鍵操作狀態下往上扳發出一鍵展開的指令，而往下扳發出一鍵收攏的指令，且該操作裝置通過有線方式或者無線方式與處理器模塊3相連。
數據採集裝置包括長度傳感器7，重量傳感器8，第一、第二角度傳感器9、10，轉角傳感器11以及限位開關12和擋片13 ;所述長度傳感器7設置在起重機外臂17的前端，用於測定吊臂的伸長量；第二角度傳感器設置在外臂的後端，並且安裝在外臂17與內臂16相連接的部位，用於測量外臂的仰角；第一角度傳感器10設置在內臂16的後端，並且安裝在內臂16與支座5相連接的部位，用於測量內臂的仰角；轉角傳感器11與限位開關12安裝在起重機支座5上，其中轉角傳感器通過數齒測定吊機迴轉的角度，擋片13安裝在轉臺上， 限位開關和擋片用於精確定位吊機迴轉至0°位置；所述重量傳感器8安裝在起重機的吊鉤23處，用於採集吊重質量信息。處理器模塊3包括依次相連的輸入電路，可編程控制器以及輸出電路。處理器模塊3安裝在起重機支座5上或者起重機底盤上。執行裝置4包括控制第一變幅油缸18、第二變幅油缸19、伸縮臂油缸20以及吊機迴轉油缸21的四路電磁比例換向閥。執行裝置4安裝在吊機兩側便於操縱的位置。
本發明能夠實現吊機的自動展開與收攏，通過程序實現最優路徑展開，展開及收攏效率高，減少調整操作過程；角度傳感器、長度傳感器、處理器、執行器等均可與現有力矩限制器共用，增加成本較低。
本發明還提供一種折臂式起重機一鍵展開/收攏的方法，分為一鍵展開步驟步驟和一鍵收攏步驟；
使用一鍵展開的步驟如下
第一步，將切換開關至於一鍵操作檔位，向上搬動操縱杆，發出一鍵展開指令；
第二步，可編程控制器通過比對由第一角度傳感器、第二角度傳感器以及長度傳感器採集到的數據α、Θ、AL，檢查吊機是否處於完全收攏狀態；若a < Ci1, β彡ε則執行第三步，否則直接結束；
第三步，回縮第二變幅油缸，使β = β i ;
第四步,展開內臂,使α =α 2 ;
第五步，展開外臂，使β = β3 ;
第六步，結束；
在一鍵展開操作步驟中α為內臂變幅角度，由第一角度傳感器測得W1為內臂最小變幅角度W2為系統設定的內臂展開後的變幅角度；β為外臂與內臂夾角，由 β = π + θ - α計算得到；β i為外臂與內臂最小夾角；β 2為系統設定完全收攏狀態外臂與內臂夾角；Θ為外臂變幅角度，由第二角度傳感器測得；AL為伸縮臂伸長量，由長度傳感器測得；ε是伸縮臂的最短伸縮長度，一般為零；
使用一鍵收攏的步驟如下
第一步，將切換開關至於一鍵操作檔位，向下搬動操縱杆，發出一鍵收攏指令；
第二步，可編程控制器通過比對由第一角度傳感器、第二角度傳感器，長度傳感器以及重量傳感器採集到的數據α、Θ、AL、m，判斷吊機是否可以進行一鍵收攏操作；若 R > R1, m < O則執行第三步，否則直接結束；
第三步，收回伸縮臂，使Λ L=O ；
第四步，伸出第二變幅油缸，使β彡β3;
第五步，伸出第一變幅油缸，使α彡α2;
第六步，可編程控制器通過轉角傳感器傳來的信息判斷收攏過程中吊機迴轉的方向；當限位開關檢測到擋片時停止；
第七步，縮回第二變幅油缸，使β = β1;
第八步,縮回第一變幅油缸,使α =α工；
第九步，伸出第二變幅油缸，使β = β2 ；
第十步，結束；
在一鍵收攏操作驟中R為作業幅度，由測量值α、Θ、AL以及吊機的尺寸計算可得；m為吊重質量，由重量傳感器測得；其餘參數與一鍵展開步驟中相同。
權利要求
1.一種折臂式起重機一鍵展開/收攏控制裝置，其特徵在於包括操作裝置(I)以及安裝在起重機機身上的數據採集裝置、處理器模塊(3)和執行裝置(4);所述操作裝置(I)以及數據採集裝置均通過處理器模塊(3)中的輸入電路與處理器模塊相連；處理器模塊(3)通過其內部的輸出電路與執行裝置(4)相連。
2.根據權利要求I所述的一種折臂式起重機一鍵展開/收攏裝置，其特徵在於所述操作裝置(I)包括用於切換起重機普通操作模式與一鍵操作模式的切換開關(2)和控制起重機上各油缸伸出/回縮的操縱杆(6)。
3.根據權利要求I或2所述的一種折臂式起重機一鍵展開/收攏裝置，其特徵在於所述操作裝置(I)通過有線方式或者無線方式與處理器模塊(3 )相連。
4.根據權利要求I所述的一種折臂式起重機一鍵展開/收攏裝置，其特徵在於所述數據採集裝置包括長度傳感器(7)，重量傳感器(8)，第一、第二角度傳感器(9、10)，轉角傳感器(11)以及限位開關(12)和擋片(13);所述長度傳感器(7)設置在起重機外臂(17)的前端，第二角度傳感器設置在外臂的後端，並且安裝在外臂(17)與內臂(16)相連接的部位；第一角度傳感器(10)設置在內臂(16)的後端，並且安裝在內臂(16)與支座(5)相連接的部位；轉角傳感器(11)與限位開關(12)安裝在起重機支座(5)上，擋片(13)安裝在轉臺上；所述重量傳感器(8)安裝在起重機的吊鉤(23)處。
5.根據權利要求I所述的一種折臂式起重機一鍵展開/收攏裝置，其特徵在於所述處理器模塊(3)包括依次相連的輸入電路，可編程控制器以及輸出電路。
6.根據權利要求I或5所述的一種折臂式起重機一鍵展開/收攏裝置，其特徵在於所述處理器模塊(3)安裝在起重機支座(5)上或者起重機底盤上。
7.根據權利要求I所述的一種折臂式起重機一鍵展開/收攏裝置，其特徵在於所述執行裝置(4)包括控制第一變幅油缸(18)、第二變幅油缸(19)、伸縮臂油缸(20)以及吊機迴轉油缸(21)的四路電磁比例換向閥。
8.根據權利要求I或7所述的一種折臂式起重機一鍵展開/收攏裝置，其特徵在於所述執行裝置(4)安裝在吊機底座的側面。
9.一種基於權利要求I的折臂式起重機一鍵展開/收攏的方法，其特徵在於分為一鍵展開步驟和一鍵收攏步驟； 使用一鍵展開的步驟如下 第一步，將切換開關至於一鍵操作檔位，向上搬動操縱杆，發出一鍵展開指令； 第二步，可編程控制器通過比對由第一角度傳感器、第二角度傳感器以及長度傳感器採集到的數據α、θ、AL，檢查吊機是否處於完全收攏狀態；若α < Ci1, β彡ε則執行第三步，否則直接結束； 第三步，回縮第二變幅油缸，使β = β1; 第四步，展開內臂，使α=α2; 第五步，展開外臂，使β = β3; 第六步，結束； 在一鍵展開操作步驟中α為內臂變幅角度，由第一角度傳感器測得；h為內臂最小變幅角度；為系統設定的內臂展開後的變幅角度；β為外臂與內臂夾角，由β =π + θ - α計算得到；β i為外臂與內臂最小夾角；β 2為系統設定完全收攏狀態外臂與內臂夾角；Θ為外臂變幅角度，由第二角度傳感器測得；AL為伸縮臂伸長量，由長度傳感器測得；ε是伸縮臂的最短伸縮長度，一般為零； 使用一鍵收攏的步驟如下 第一步，將切換開關至於一鍵操作檔位，向下搬動操縱杆，發出一鍵收攏指令； 第二步，可編程控制器通過比對由第一角度傳感器、第二角度傳感器，長度傳感器以及重量傳感器採集到的數據α、Θ、AL、m，判斷吊機是否可以進行一鍵收攏操作；若R彡R1,m ( O則執行第三步，否則直接結束； 第三步，收回伸縮臂，使AL=O; 第四步，伸出第二變幅油缸，使β彡β3; 第五步,伸出第一變幅油缸,使α彡α2; 第六步，可編程控制器通過轉角傳感器傳來的信息判斷收攏過程中吊機迴轉的方向；當限位開關檢測到擋片時停止； 第七步，縮回第二變幅油缸，使β = β1; 第八步，縮回第一變幅油缸，使α = α工； 第九步，伸出第二變幅油缸，使β = 第十步，結束； 在一鍵收攏操作驟中R為作業幅度；m為吊重質量，由重量傳感器測得；其餘參數與一鍵展開步驟中相同。
全文摘要
本發明公開了一種折臂式起重機一鍵展開/收攏裝置及方法，包括起重機，操作裝置以及安裝在起重機機身上的數據採集裝置、處理器模塊和執行裝置；所述操作裝置以及數據採集裝置均通過處理器模塊中的輸入電路與處理器模塊相連；處理器模塊通過其內部的輸出電路與執行裝置相連。本發明通過在傳統折臂式起重機上設置數據採集裝置，將採集到的信息傳輸到安裝在起重機上的處理器模塊進行分析判斷，處理器模塊根據採集到的數據發出指令對執行裝置進行控制，從而一鍵操作實現吊機從任意狀態自動收攏至行駛狀態，通過程序實現最優路徑展開，提高展開與撤收的效率及自動化水平，提高作業效率。
文檔編號B66C23/62GK102923575SQ20121039860
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月18日 優先權日2012年10月18日
發明者宋昆, 薛耀鋒, 徐磊, 張波, 朱從民, 張紅, 李潤生, 趙長茂, 俞漢生 申請人:中國人民解放軍總後勤部建築工程研究所