吊鉤運動控制系統和塔式起重機的製作方法

2023-10-10 15:14:29 2

專利名稱：吊鉤運動控制系統和塔式起重機的製作方法
技術領域：
本發明涉及起重機械領域，具體而言，涉及一種吊鉤運動控制系統和一種塔式起重機。
背景技術：
在現有的塔式起重機作業中，吊鉤定位完全依賴於司機經驗，操作過程中經常出現迴轉角度過大或過小、起升過高或過低、變幅過大或過小等，不能有效的將吊鉤運行到目標位置。尤其是在吊鉤頻繁地在兩個固定位置之間以相同軌跡重複運行的工況下，不能快速有效的運行到目標位置，影響作業效率，同時操作人員勞動強度大。因此，需要一種新的吊鉤控制技術，能夠有效地提高吊鉤的控制準確度，提高作業 效率，降低操作人員的勞動強度。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於，提供一種吊鉤運動控制系統，能夠有效地提高吊鉤的控制準確度，提高作業效率，降低操作人員的勞動強度。有鑑於此，本發明提供了一種吊鉤運動控制系統，用於塔式起重機，所述塔式起重機包括吊臂、懸掛在吊臂上用於起吊重物的吊鉤、迴轉機構、起升機構和變幅機構，所述迴轉機構、所述起升機構和所述變幅機構分別用於驅動所述吊臂轉動、驅動所述吊鉤升降以及驅動所述吊鉤變幅，所述吊鉤運動控制系統包括信息採集裝置，用於在接收到操作人員的信息採集指令時，對所述塔式起重機的吊鉤的運動狀態信息進行實時採集；處理器，根據所述運動狀態信息生成所述吊鉤的預設運動軌跡；控制器，在接收到操作人員的啟動指令時，控制所述吊鉤沿所述預設運動軌跡運動。在該技術方案中，可以通過預先記錄吊鉤在特定工況中的運動軌跡，然後在實際操作時直接由控制器控制吊鉤沿預設運動軌跡運動即可，對於吊鉤頻繁地在兩個固定位置之間以相同軌跡重複運行的工況可以有效地提高吊鉤的控制準確度，提高作業效率，降低操作人員的勞動強度。優選地，所述信息採集裝置還用於，在接收到操作人員的信息採集指令時記錄所述吊鉤的初始位置以及在接收到操作人員的停止採集的指令時記錄所述吊鉤的最終位置。優選地，所述控制器還用於，接收所述塔式起重機的操作手柄的控制信號，且在接收到所述操作手柄的控制信號時優先根據所述操作手柄的控制信號控制所述吊鉤。在該技術方案中，使操作手柄的控制信號的優先級高於按預設運動軌跡控制的優先級，即操作人員指令的優先級高於自動控制的優先級，從而可以使操作人員在自動控制出現偏差時及時進行糾正，提高了作業效率。優選地，所述迴轉機構、所述起升機構和所述變幅機構分別由迴轉電機、起升電機和變幅電機驅動，所述控制器通過控制所述迴轉電機、所述起升電機和所述變幅電機的工作控制所述吊鉤的運動。在該技術方案中，控制器通過控制各個電機的工作從而可實現對吊鉤的控制。 優選地，所述信息採集裝置具體包括迴轉定位器，用於感應所述塔式起重機的吊臂的迴轉角度；起升定位器，用於感應所述吊鉤的高度；變幅定位器，用於感應所述吊鉤與所述吊臂的迴轉中心之間的距離。
在該技術方案中，不通過採集吊鉤的位置信息判斷各個驅動裝置的工作狀態，而是通過迴轉定位器、起升定位器和變幅定位器分別迴轉機構、起升機構和變幅機構的工作狀態信息進行感應和採集，再由控制器直接根據預設軌跡信息中相應的機構的工作狀態信息對各個機構進行控制，控制精度高。優選地，所述信息採集裝置還包括重力傳感器，用於感應所述吊鉤所吊重物的重量。這樣，通過將吊物的重量信息發送給控制器，使控制器可以根據吊物的實際重量對迴轉電機、起升電機和變幅電機進行相應的調整。優選地，所述信息採集裝置還用於，在所述控制器根據所述預設運動軌跡控制所述吊鉤運動時，對所述吊鉤的當前運動狀態信息進行採集；所述處理器還用於，將所述吊鉤的所述當前運動狀態信息與所述預設運動軌跡中相應的運動狀態信息進行對比並生成對比結果；所述控制器還用於，根據所述處理器生成的所述對比結果對所述吊鉤的運動進行調整。在該技術方案中，在控制器對吊鉤的控制產生偏差時，可以由信息採集裝置所採集的信息判斷吊鉤的偏差量，然後根據偏差量對自動對吊鉤進行調整，實現控制系統更加智能化，進一步降低了操作人員的勞動強度，提高了效率。優選地，所述吊鉤運動控制系統還包顯示器，連接至所述處理器，用於顯示所述吊鉤的所述當前運動狀態信息和所述預設運動軌跡中的所述相應的運動狀態信息。在該技術方案中，將預設的運動軌跡和吊鉤的當前運動狀態均顯示在顯示器上，可以使操作人員更直觀地看到當前吊鉤的運動狀態與預設軌跡的相符程度，從而更好地判斷如何對吊鉤的運動進行調整，提高了操作人員的效率。優選地，還包括輸入裝置，連接至所述信息採集裝置和所述控制器，用於根據操作人員的指令向所述信息採集裝置和所述控制器輸入命令，以控制所述信息採集裝置和所述控制器的工作狀態。在該技術方案中，通過輸入裝置可以向信息採集裝置和控制器輸入命令，從而控制其動作，例如操作者按下「啟動」按鈕，則控制器開始控制吊鉤自動運行，等，方便了操作人員的操作。本發明還提供了一種塔式起重機，包括上述技術方案中任一項所述的吊鉤運動控制系統綜上所述，可以通過預先記錄吊鉤在特定工況中的運動軌跡，然後在實際操作時直接由控制器控制吊鉤沿預設運動軌跡運動即可，對於吊鉤頻繁地在兩個固定位置之間以相同軌跡重複運行的工況可以有效地提高吊鉤的控制準確度，提高作業效率，降低操作人員的勞動強度；另外，在控制器對吊鉤的控制產生偏差時，可以由信息採集裝置所採集的信息判斷吊鉤的偏差量，然後根據偏差量對自動對吊鉤進行調整，實現控制系統更加智能化，進一步降低了操作人員的勞動強度，提高了效率。


圖I是根據本發明一個實施例的吊鉤運動控制系統框圖；圖2是根據本發明另一實施例的觸控螢幕的示意圖。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特徵和優點，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行進一步的詳細描述。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明，但是，本發明還可以採用其他不同於在此描述的其他方式來實施，因此，本發明的保護範圍並不受下面公開的具體實施例的限制。下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。需要說明的是，在不衝突的情況 下，本申請的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。圖I是根據本發明一個實施例的吊鉤運動控制系統框圖。本發明提供的吊鉤運動控制系統，用於塔式起重機，所述塔式起重機包括吊臂、懸掛在吊臂上用於起吊重物的吊鉤I、迴轉機構、起升機構和變幅機構，所述迴轉機構、所述起升機構和所述變幅機構分別用於驅動所述吊臂轉動、驅動所述吊鉤I升降以及驅動所述吊鉤I變幅，所述吊鉤運動控制系統包括信息採集裝置21，用於在接收到操作人員的信息採集指令時，對所述塔式起重機的吊鉤I的運動狀態信息進行實時採集；處理器22，根據所述運動狀態信息生成所述吊鉤I的預設運動軌跡；控制器23，在接收到操作人員的啟動指令時，控制所述吊鉤I沿所述預設運動軌跡運動。其中，顯而易見的是，本發明中雖然將處理器22與控制器23分為兩個部分，但在實踐中其完全可以集成到一個CPU中完成這些功能。在該技術方案中，可以通過預先記錄吊鉤I在特定工況中的運動軌跡，然後在實際操作時直接由控制器23控制吊鉤I沿預設運動軌跡運動即可，對於吊鉤I頻繁地在兩個固定位置之間以相同軌跡重複運行的工況可以有效地提高吊鉤I的控制準確度，提高作業效率，降低操作人員的勞動強度。具體而言，迴轉機構、起升機構和變幅機構分別由迴轉電機、起升電機和變幅電機驅動，控制器23通過控制迴轉電機、起升電機和變幅電機的工作控制吊鉤I的運動。在該技術方案中，控制器23通過控制各個電機的工作從而可實現對吊鉤I的控制，通過控制迴轉機構、起升機構和變幅機構的驅動電機，控制方便，易於實現。優選地，所述信息採集裝置21還用於，在接收到操作人員的信息採集指令時記錄所述吊鉤I的初始位置以及在接收到操作人員的停止採集的指令時記錄所述吊鉤I的最終位置。在該技術方案中，還對吊鉤I運動的初始位置和最終位置進行記錄，可以更好地保證對吊鉤I運動軌跡的記錄的準確性，使記錄的吊鉤I運動軌跡更符合實際軌跡。作為一種優選實施方式，控制器23還用於接收塔式起重機的操作手柄5的控制信號，且在接收到操作手柄5的控制信號時優先根據操作手柄5的控制信號控制吊鉤I。在該技術方案中，使操作手柄5的控制信號的優先級高於按預設運動軌跡控制的優先級，即操作人員指令的優先級高於自動控制的優先級，從而可以使操作人員在自動控制出現偏差時及時進行糾正，提高了作業效率。
其中，信息採集裝置21的實現方式可以有多種，例如在吊鉤I上設置位移傳感器，通過直接感應吊鉤I的運動，而在本實施例的一種具體實施方式
中，通過以下方式實現。本實施例中，信息採集裝置21具體包括迴轉定位器211，用於感應塔式起重機的吊臂11的迴轉角度；起升定位器212，用於感應吊鉤I的高度；變幅定位器213，用於感應所述吊鉤I與所述吊臂的迴轉中心之間的距離。在該技術方案中，不通過採集吊鉤I的位置信息判斷各個驅動裝置的工作狀態，而是通過迴轉定位器211、起升定位器212和變幅定位器213分別迴轉機構、起升機構和變幅機構的工作狀態信息進行感應和採集，再由控制器23直接根據預設軌跡信息中相應的機構的工作狀態信息對各個機構進行控制，控制精度高。另外，塔式起重機作業時，在吊鉤I變速過程中，如果迴轉、起升或變幅加速度過大，吊物和臂架的慣性力對塔身會產生相應衝擊力，導致整個塔式起重機左右、前後晃動， 嚴重影響塔式起重機安全性能和使用壽命；而如果迴轉、起升或變幅加速度或者加加速過小，會大幅度降低工作效率，不能快速運行到目標位置。迴轉、起升或變幅採用多大的加速度比較合適主要是根據吊物重量不同而不同。因此，針對以上技術問題，本實施例中的信息採集裝置進一步還包括重力傳感器214，用於感應吊鉤I所吊重物的重量。這樣，通過將吊物的重量信息發送給控制器23，使控制器23可以根據吊物的實際重量對迴轉電機、起升電機和變幅電機進行相應的調整。再進一步，信息採集裝置21還用於，在控制器23根據預設運動軌跡控制吊鉤I運動時，對吊鉤I的當前運動狀態信息進行採集；處理器22還用於，將吊鉤I的當前運動狀態信息與預設運動軌跡中相應的運動狀態信息進行對比並生成對比結果；控制器23還用於，根據處理器22生成的對比結果對吊鉤I的運動進行調整。具體而言，控制器23每過At對對吊鉤I各項運動狀態信息進行一次讀取和調整，通過將當前的吊鉤I位置與預設運動軌跡中相應的吊鉤I位置進行對比，得出誤差角度α，再根據誤差角度α對吊臂經At後的迴轉角速度進行調整，即可實現對吊鉤I的運動進行調整。具體如下
權利要求
1.一種吊鉤運動控制系統，用於塔式起重機，所述塔式起重機包括吊臂、懸掛在吊臂上用於起吊重物的吊鉤(I)、迴轉機構、起升機構和變幅機構，所述迴轉機構、所述起升機構和所述變幅機構分別用於驅動所述吊臂轉動、驅動所述吊鉤(I)升降以及驅動所述吊鉤(I)變幅，其特徵在於，所述吊鉤運動控制系統包括 信息採集裝置(21)，用於在接收到操作人員的信息採集指令時，對所述塔式起重機的吊鉤(I)的運動狀態信息進行實時採集； 處理器(22)，根據所述運動狀態信息生成所述吊鉤(I)的預設運動軌跡； 控制器(23)，在接收到操作人員的啟動指令時，控制所述吊鉤(I)沿所述預設運動軌跡運動。
2.根據權利要求I所述的吊鉤運動控制系統，其特徵在於，所述信息採集裝置(21)還用於，在接收到操作人員的信息採集指令時記錄所述吊鉤(I)的初始位置以及在接收到操作人員的停止採集的指令時記錄所述吊鉤的最終位置。
3.根據權利要求I所述的吊鉤運動控制系統，其特徵在於，所述控制器(23)還用於，接收所述塔式起重機的操作手柄(5)的控制信號，且在接收到所述操作手柄(5)的控制信號時優先根據所述操作手柄(5)的控制信號控制所述吊鉤(I)。
4.根據權利要求I所述的吊鉤運動控制系統，其特徵在於，所述迴轉機構、所述起升機構和所述變幅機構分別由迴轉電機、起升電機和變幅電機驅動，所述控制器(23)通過控制所述迴轉電機、所述起升電機和所述變幅電機的工作控制所述吊鉤(I)的運動。
5.根據權利要求4所述的吊鉤運動控制系統，其特徵在於，所述信息採集裝置(21)具體包括 迴轉定位器(211)，用於感應所述塔式起重機的吊臂(11)的迴轉角度； 起升定位器(212)，用於感應所述吊鉤(I)的高度； 變幅定位器(213)，用於感應所述吊鉤(I)與所述吊臂(11)的迴轉中心之間的距離。
6.根據權利要求5所述的吊鉤運動控制系統，其特徵在於，所述信息採集裝置還包括 重力傳感器(214)，用於感應所述吊鉤(I)所吊重物的重量。
7.根據權利要求I至6中任一項所述的吊鉤運動控制系統，其特徵在於 所述信息採集裝置(21)還用於，在所述控制器(23)根據所述預設運動軌跡控制所述吊鉤(I)運動時，對所述吊鉤(I)的當前運動狀態信息進行採集； 所述處理器(22)還用於，將所述吊鉤(I)的所述當前運動狀態信息與所述預設運動軌跡中相應的運動狀態信息進行對比並生成對比結果； 所述控制器(23 )還用於，根據所述處理器(22 )生成的所述對比結果對所述吊鉤(I)的運動進行調整。
8.根據權利要求7所述的吊鉤運動控制系統，其特徵在於，還包顯示器(3)，連接至所述處理器(22)，用於顯示所述吊鉤(I)的所述當前運動狀態信息和所述預設運動軌跡中的所述相應的運動狀態信息。
9.根據權利要求8所述的吊鉤運動控制系統，其特徵在於，還包括輸入裝置(4)，連接至所述信息採集裝置(21)和所述控制器(23)，用於根據操作人員的指令向所述信息採集裝置(32 )和所述控制器(23 )輸入命令，以控制所述信息採集裝置(21)和所述控制器(23 )的工作狀態。
10. 一種塔式起重機，其特徵在於，包括如權利要求I至9中任一項所述的吊鉤運動控制系統。
全文摘要
本發明提供了一種吊鉤運動控制系統，用於塔式起重機，所述塔式起重機包括吊臂和懸掛在吊臂上用於起吊重物的吊鉤，以及迴轉機構、起升機構和變幅機構，所述迴轉機構、所述起升機構和所述變幅機構分別用於驅動所述吊臂轉動、驅動所述吊鉤升降以及驅動所述吊鉤變幅，所述吊鉤運動控制系統包括信息採集裝置，用於在接收到操作人員的信息採集指令時，對所述塔式起重機的吊鉤的運動狀態信息進行實時採集；處理器，根據所述運動狀態信息生成所述吊鉤的預設運動軌跡；控制器，在接收到操作人員的啟動指令時，控制所述吊鉤沿所述預設運動軌跡運動。通過本發明，能夠有效地提高吊鉤的控制準確度，提高作業效率，降低操作人員的勞動強度。
文檔編號B66C23/84GK102718147SQ20121022297
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月29日 優先權日2012年6月29日
發明者田清文, 繆思怡, 高曉漢 申請人:三一重工股份有限公司