一種起重機及其防前傾翻保護方法和裝置的製作方法

2023-05-29 00:36:21 1

專利名稱：一種起重機及其防前傾翻保護方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及起重機領域，特別是涉及一種起重機及其防前傾翻保護方法和裝置。
背景技術：
港口流動起重機(以「貨櫃正面吊運起重機」為代表)的重心位置和整車的穩定性，會隨臂架的角度、臂架俯仰角速度、臂架伸出長度、吊箱重量、車速、地面坡度的變化而改變，在行駛、堆垛作業過程中，都存在縱向穩定性差導致向前傾翻的可能。在行駛過程中，踩踏剎車制動，可能因為起重機穩定性差，而制動力矩過大，產生較大的向前傾翻慣性力矩，使起重機的後輪離地，甚至整車向前傾翻，發生傾翻事故。如果完全依賴駕駛員的個人經驗和操作習慣獲得，操作因素過大，難免發生縱向傾翻，相關產品已多次出現設備前傾翻事故，影響範圍大，事故後果嚴重。所以該發明對起 重機行駛、堆垛作業時縱向傾翻安全隱患的自動識別、判斷和預防方法進行了深入研究，以期使這種前傾翻危險能夠自動別、判斷和預防，達到智能防前傾翻保護的目的，避免人為及操作因素的影響。因此，如何針對現有起重機進行控制保護，以使起重機在行駛過程工作中不會前傾翻，是本領域技術人員亟待解決的技術難題。

發明內容
有鑑於此，本發明旨在提出一種起重機及其防前傾翻保護方法和裝置，以解決現有技術中起重機在行駛工作過程中容易傾翻的問題。一方面，本發明提供了一種起重機防前傾翻保護方法，包括計算所述起重機的重心位置；根據起重機制動器的最大制動加速度、起重機預設的最大制動距離及所述起重機的重心位置計算所述起重機在行駛過程中的最大許可行駛速度；控制所述起重機的實際行駛速度不超過所述最大許可行駛速度。進一步地，所述計算所述起重機的重心位置包括計算所述起重機各個部件的重心位置及重量；根據所述起重機各個部件的重心位置及重量計算所述起重機的重心位置。進一步地，所述計算所述起重機各個部件的重心位置及重量包括檢測起重機吊裝物重量、臂架角度、臂架伸縮量、地面傾角的實時參數；根據所述吊裝物重量、所述臂架角度、所述臂架伸縮量、所述地面傾角的實時參數分別計算起重機的車架體、覆蓋件、駕駛室、基本臂、伸縮臂、吊具、吊裝物的重心位置及重量。進一步地，所述根據起重機制動器的最大制動加速度、起重機預設的最大制動距離及所述起重機的重心位置計算所述起重機在行駛過程中的最大許可行駛速度；包括根據所述起重機制動器的最大制動加速度，計算所述起重機相對其前傾翻支點的最大制動傾翻力矩；在所述起重機相對於其前傾翻支點重力力矩不小於所述最大制動傾翻力矩情況下
根據所述起重機制動器的最大制動加速度、起重機預設的最大制動距離計算所述起重機的制動距離最大允許行駛速度；比較所述制動距離最大允許行駛速度與所述起重機設備最大行駛能力速度中速度小起重機設備最大行駛能力速度中速度小的為所述最大許可行駛速度。進一步地，在所述起重機相對於其前傾翻支點重力力矩小於所述最大制動傾翻力矩情況下計算並建立所述起重機吊裝物重量、臂架角度和臂架伸縮量與所述起重機在實際工作過程中最大許可行駛速度的對應關係；根據所述起重機實際工作時，起重機吊裝物重量、臂架角度和臂架伸縮量的值計算所述最大許可行駛速度。進一步地，所述控制所述起重機的實際行駛速度不超過所述最大許可行駛速度；包括根據所述最大許可行駛速度計算所述起重機的發動機的最大許可轉速；控制所述發動機的實際轉速不大於所述最大許可轉速。進一步地，所述根據所述最大許可行駛速度計算所述起重機的發動機的最大許可轉速，包括根據所述最大許可行駛速度計算所述起重機變速箱的最大許可檔位並計算所述最大許可檔位所對應的所述發動機最大許可轉速；所述控制所述發動機的實際轉速不大於所述最大許可轉速，包括控制所述起重機變速箱的檔位不大於所述最大許可檔位；控制所述發動機的實際轉速不大於在所述最大許可檔位上的所述最大許可轉速。進一步地,還包括檢測所述起重機的實際行駛速度；在所述實際行駛速度達到預定行駛速度時，啟動報警；其中，所述預定行駛速度不大於所述最大許可行駛速度。根據本發明的另一方面，本發明還提供一種起重機防前傾翻保護裝置，包括第一計算模塊，計算所述起重機的最大許可行駛速度；第二計算模塊，根據起重機制動器的最大制動加速度、起重機預設的最大制動距離及所述起重機的重心位置計算所述起重機在行駛過程中的最大許可行駛速度；控制器，控制所述起重機的實際行駛速度不超過所述最大許可行駛速度。進一步地，所述第一計算模塊包括第三計算模塊，計算所述起重機各個部件的重心位置及重量；第四計算模塊，根據所述起重機各個部件的重心位置及重量計算所述起重機的重心位置。進一步地，所述第三計算模塊包括
第一檢測模塊，所述控制器通過檢測設備獲得吊裝物重量、臂架角度、臂架伸縮量、地面傾角的實時參數；第五計算模塊，根據所述吊裝物重量、所述臂架角度、所述臂架伸縮量、所述地面傾角的實時參數分別計算起重機的車架體、覆蓋件、駕駛室、基本臂、伸縮臂、吊具、吊裝物
的重心位置及重量。進一步地，所述第一檢測模塊還包括
設置在起重機臂架俯仰油缸上用於測試吊裝物重量的油缸壓力傳感器；設置在起重機的臂架與車體連接部位並用於測試臂架角度的角度傳感器；設置在起重機內部伸縮油缸上用於測量臂架伸縮量的油缸行程傳感器；設置在起重機機身上用於測量地面傾角的傾角傳感器。進一步地，所述第二計算模塊包括第六計算模塊，根據所述起重機制動器的最大制動加速度，計算所述起重機相對其前傾翻支點的最大制動傾翻力矩；第七計算模塊，根據所述起重機制動器的最大制動加速度、起重機預設的最大制動距離計算所述起重機的制動距離最大允許行駛速度；比較模塊，比較所述制動距離最大允許行駛速度與所述起重機設備最大行駛能力速度中速度小的為所述最大許可行駛速度。進一步地,所述第二計算模塊包括第八計算模塊，計算並建立所述起重機吊裝物重量、臂架角度和臂架伸縮量與所述起重機在實際工作過程中最大許可行駛速度的對應關係；第九計算模塊，根據所述起重機實際工作時，起重機吊裝物重量、臂架角度和臂架伸縮量的值計算所述最大許可行駛速度。進一步地，所述控制器包括第一控制器，控制所述起重機變速箱的檔位不大於所述最大許可檔位；第二控制器，控制所述發動機的實際轉速不大於在所述最大許可檔位上的所述最大許可轉速。進一步地,還包括第二檢測模塊，檢測所述起重機的實際行駛速度；報警模塊，在所述實際行駛速度達到預定行駛速度時，啟動報警，所述預定行駛速度不大於所述最大許可行駛速度。進一步地，所述第二檢測模塊還包括設置在所述起重機的變速箱輸出軸上用於檢測起重機實際行駛速度的車速傳感器。再一方面，本發明還提供一種起重機，所述起重機設置有上述的防前傾翻保護裝置。與現有技術相比，本發明的有益效果在於本發明提供的一種起重機防前傾翻保護方法，包括計算所述起重機的最大許可行駛速度，不同情況下，起重機的最大許可行駛速度不同，需要實時計算起重機的最大許可速度；根據所述最大許可行駛速度計算所述起重機的發動機的最大許可轉速，發動機的轉速容易控制，通過控制發動機的轉速來控制起重機行駛速度，操作簡單，效率高；控制所述發動機的實際轉速不大於所述最大許可轉速。通過計算起重機最大許可行駛速度，然後通過最大許可行駛速度計算起重機發動機的最大許可轉速，進而控制發動機的實際轉速不大於最大許可轉速，控制方法簡單，能夠有效解決現有技術中起重機在行駛工作過程中容易傾翻的問題。


圖I為本發明實施例提供的起重機防前傾翻保護方法的流程框圖；圖2為本發明實施例提供的起重機防前傾翻保護方法具體控制的流程圖；圖3為本發明實施例應用到起重機上的結構示意圖；圖4為本發明實施例中測量起重機重心的實驗數據表；圖5為本發明實施例中測量起重機最大許可行駛速度的實驗數據表；圖6為本發明實施例起重機防前傾翻保護裝置的結構框圖。附圖標記說明，I、起重機；2、駕駛室；21、控制器；3、地面傾角傳感器；4、車速傳感器；5、前車輪；51、傾翻支點；6、重心；7、俯仰油缸；71、油缸壓力傳感器；8、臂架支撐部件；81、臂架角度傳感器；9、臂架；91、油缸行程傳感器。
具體實施例方式為了使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。應當指出，本部分中對具體結構的描述及描述順序僅是對具體實施例的說明，不應視為對本發明的保護範圍有任何限制作用。請參考圖1，圖I為本發明一種起重機防前傾翻保護方法的流程框圖，包括步驟一,計算所述起重機的重心位置；步驟二，根據起重機制動器的最大制動加速度、起重機預設的最大制動距離及所述起重機的重心位置計算所述起重機在行駛過程中的最大許可行駛速度；·
步驟三，控制所述起重機的實際行駛速度不超過所述最大許可行駛速度。起重機在不同工況下，所允許的最大許可行駛速度不同，如果起重機整車的重心高而且靠前，那麼穩定性將變差，設備的前傾翻的危險變大。這時，如果起重機在行駛中緊急制動、臂架的突然啟動和急停，都會增大起重機傾翻的危險性。本發明通過先計算出起重機的最大許可行駛速度，然後通過最大許可行駛速度計算發動機的最大許可轉速，最後通過控制發動機的最大許可轉速來控制起重機的實際行駛速度不超過最大許可行駛速度。其中，起重機制動器的最大制動加速度為起重機出廠後已經確定的值，最大制動距離為不同工況下確定的值。其中步驟一包括計算起重機的重心位置時，需要計算起重機各個部件的重心位置及重量；然後根據所述起重機各個部件的重心位置及重量計算所述起重機的重心位置。這個計算方法簡單，通過起重機上的力矩限制器或者設置其他傳感器來測量起重機各個部件的重量和重心位置，其中，標註重心位置時,優選的坐標原點為起重機前傾翻的支點。這樣計算更方便。進一步優選，計算所述起重機各個部件的重心位置及重量包括控制器通過檢測設備獲得貨櫃(吊裝物)重量m、臂架角度α、臂架伸縮量AL、地面傾角的實時參數β ；根據所述貨櫃(吊裝物)重量m、所述臂架角度α、所述臂架伸縮量AL、所述地面傾角的實時參數β分別計算起重機的車架體、覆蓋件、駕駛室、基本臂、伸縮臂、吊具、貨櫃(吊裝物)的重心位置及重量，由於車架體、覆蓋件、駕駛室、基本臂、伸縮臂、吊具的重量是已知的，在起重機出廠前已經給予，所以只需計算檢測貨櫃(吊裝物)的重量即可，然後測量臂架角度α、臂架伸縮量AL、地面傾角的實時參數β來計算起重機各部分的重心位置，便於計算起重機整體的重心位置及重量。進一步優選，得到起重機的重心坐標後，可以將起重機整體視為一個質點(上述起重機若吊有吊裝物，吊裝物也視為起重機一部分)，可計算出相對於所述前傾翻支點的重力力矩；根據所述制動器的最大制動加速度可以計算出所述最大制動傾翻力矩。當所述起重機相於對其前傾翻支點重力矩不小於所述最大制動傾翻力矩情況，起重機處於相對安全狀態；反之，處於不安全狀態。優選地，步驟二包括在所述起重機相對於其前傾翻支點重力力矩不小於所述最大制動傾翻力矩情況下，即起重機處於所述相對安全狀態時根據所述起重機制動器的最·大制動加速度、起重機預設的最大制動距離計算所述起重機的制動距離最大允許行駛速·度；比較所述制動距離最大允許行駛速度與所述起重機設備最大行駛能力速度中速度小的為所述最大許可行駛速度，起重機設備最大行駛能力速度是指起重機在工作路面上自由行駛時的最大許可行駛速度。通常在重力力矩不小於所述最大制動傾翻力矩的情況下，起重機行駛過程中，處於一個所述相對安全行駛過程，在很高速度下行駛都不會前傾翻，但是，針對不同地區，不同起重機對應不同的最大制動距離，所以，需要結合起重機本身所能達到的最大速度與制動器在最大制動加速度和最大制動距離得出的允許的制動距離最大允許行駛速度進行對t匕，取兩者最小速度作為起重機所允許的最大許可行駛速度。另外，也可以優選計算方法為，步驟二還包括，在所述起重機相對於其前傾翻支點重力力矩小於最大制動傾翻力矩情況下，即處於所述不安全狀態時計算並建立所述起重機吊裝物重量、臂架角度和臂架伸縮量與所述起重機在實際工作過程中最大許可行駛速度的對應關係；根據所述起重機實際工作時，起重機吊裝物重量、臂架角度和臂架伸縮量的值計算所述最大許可行駛速度。由於起重機在吊裝貨物後經常出現重力力矩小於所述最大制動傾翻力矩的情況，所以需要對應一定的經驗公式，計算起重機吊裝物重量、臂架角度和臂架伸縮量與所述起重機在實際工作過程中最大許可行駛速度的對應關係，然後根據實際情況得出起重機的最大許可行駛速度。步驟三包括根據所述最大許可行駛速度計算所述起重機的發動機的最大許可轉速；控制所述發動機的實際轉速不大於所述最大許可轉速。步驟三還包括根據所述最大許可行駛速度計算所述起重機變速箱的最大許可檔位，並計算所述最大許可檔位所對應的所述發動機最大許可轉速；步驟三包括控制所述起重機變速箱的檔位不大於所述最大許可檔位；控制所述發動機的實際轉速不大於在所述最大許可檔位上的所述最大許可轉速。由於起重機行駛過程中，起重機變箱箱的最大許用檔位受最大許可行駛車速控制，發動機轉數達到一定值會從低檔位自動換到高檔位，但不會超過最高檔位，所以本發明方法能夠限制起重機變速箱的最大檔位在許用檔位上，而且能控制發動機的最大轉速不大於該檔位上的最大許可轉速，這樣，即便是駕駛員繼續加油門，發動機的轉速都不會超過最大許可轉速。進一步優選地，本發明起重機防前傾翻保護方法還包括檢測所述起重機的實際行駛速度；在所述實際行駛速度達到預定行駛速度時，啟動報警；其中，所述預定行駛速度不大於所述最大許可行駛速度。可以設定預定行駛速度為最大許可行駛速度的百分之九十，這樣，還沒有到達最大許可行駛速度時，駕駛員就可以聽到報警並降低車速，以達到安全行駛。其具體實施過程為港口流動起重機在正常工作條件下的重心位置，主要受臂架角 度、臂架伸縮長度、負載重量、地面傾角4個參數的影響，如果起重機整車的重心高而且靠前，那麼穩定性將變差，設備的前傾翻的危險變大。這時，如果起重機在行駛中緊急制動、臂架的突然啟動和急停，都會增大起重機傾翻的危險性。如圖2所示，如果起重機的行駛速度大於零，說明這時起重機處於行駛保護狀態，控制步驟如下(I)控制器通過檢測設備獲得貨櫃(吊裝物)重量m、臂架角度α、臂架伸縮量AL、地面傾角的實時參數β，計算出起重機的重心位置(X、Y)，通過預設制動器的最大制動加速度Amax和制動距離S，最終得到起重機在行駛過程中緊急制動的許用行駛速度(最大許可行駛速度)[ν]。(2)控制器根據實時計算出的許用車速(最大許可行駛速度)[V]，自動選擇起重機變速箱的檔位Gear，並計算出在當前檔位狀態下發動機的許用轉數(最大許可轉速)[Ne]，控制單元使發動機的最大轉數不能超過許用轉數(最大許可轉速)[Ne]，限制起重機的行駛速度，強制使起重機保持安全狀態。(3)控制器通過車速傳感器實時測得整車速度(實時行駛速度)V，並與許用行駛速度(最大許可行駛速度)[V]進行比較。當起重機車速接近達到臨界許用車速(最大許可行駛速度)(如達到O. 9 X [V])傾翻危險預警時，控制器E⑶控制聲光報警器發出聲光報警，顯示屏顯示危險狀態。其中檢測設備獲得貨櫃(吊裝物)重量m、臂架角度α、臂架伸縮量AL、地面傾角的實時參數β，計算出起重機的重心位置(X、Y)，以及檢測起重機整車的實時行駛速度，具體的方法為，以貨櫃正面吊起重機I為例，如圖3所示，需要在起重機I上安裝多個傳感器和控制器，以測量油缸壓力、油缸行程、臂架角度和控制液壓系統主閥流量，首先確定重心6坐標原點選用起重機前車輪5與地面接觸點，即為傾翻支點51，圖3表示了具有堆垛過程動態前傾翻保護功能的起重機I模型示意圖，具體說明如下(I)在起重機I的俯仰油缸7上安裝一個或多個檢測臂架油缸壓力的油缸壓力傳感器71，通過油缸壓力傳感器71測量的油缸壓力計算出貨櫃(吊裝物)的重量m;(2)在起重機I的車身上安裝地面傾角傳感器3，測量地面傾角的實時參數β ；(3)在起重機I的變速箱輸出軸上安裝車速傳感器4，檢測起重機的實時行駛速度ν ；(4)在臂架9與起重機I車架體連接的臂架連接部件8鉸點部位安裝一個臂架角度傳感器81，實時檢測臂架9的角度；(5)在臂架9內部的伸縮油缸上安裝油缸行程傳感器91，實時檢測臂架的伸出量AL；(6)在起重機I駕駛室2中的控制器系統21 (E⑶)實時的獲得臂架角度α、臂架伸縮量Λ L、貨櫃(吊裝物)重量m，確定整車的重心6位置(X，Y)，計算當前狀態下的整車的許用行駛車速(最大許可行駛速度)[ν]，強制使起重機I處於安全狀態。其中計算起重機重心6的計算方法為如圖3和4所示，首先重心6坐標原點選用起重機前車輪5與地面接觸點，即為傾翻支點51，根據坐標原點計算起重機各部分的重量與重心坐標，起重機各部分包括，重心不變的部件，如架體、覆蓋件、駕駛室等，重心相對變化的部件包括，基本臂、伸縮臂、吊具和貨櫃(吊裝物)。
計算方法為，起重機重心不變的部件無需重新檢測計算，對基本臂ml、伸縮臂m2、吊具m3和貨櫃(吊裝物)m4的計算方法為根據傳感器實時測量出的臂架伸長量AL、臂架角度Θ，以及集裝重量m4,計算各部件的重量和重心坐標質心坐標；(參考坐標原點)。重心不變部件的質心坐標(X1，Y1)，以及ml，m2，m3為定值，m4為傳感器測量值，則總質心(X，Y)，得出
X = Yj(XiXMl)I MsJ = YjHxM1) I M&
Ii具體實驗數據如圖4所示，重心不變部件(車架體、覆蓋件、駕駛室)的重量49921kg，坐標(-4400mm，1497mm);基本臂重量 8635kg，坐標(_3470mm，5522mm);伸縮臂重量5633kg，坐標(2857mm，5003mm);吊具的重量 7800kg，坐標(2857mm，7003mm);貨櫃的重量45000kg,坐標(2857mm, 5003mm)。得出起重機的重心坐標為
X = X(X,xM,.)/M;3
i
—[(49921X -4400) + (8635 x -3470) + (5633 x-1329) + (7800 x 2857) + (45000 x 2857)]— 一猶—49921 + 8635 + 5633 + 7800 + 45000—
Y= J^(YiXMl)ZMi,
i
[(49921X i497)-I (8635x5522) + (5633x6673) + (7800x 7003) + (45000x5003)]
=-=1684
49921 + 8635 -I- 5633 丨 7800 + 45000其中，根據起重機的重量以及重心、以及地面傾角及起重機制動器的最大加速度為Amax和制動距離S計算起重機的最大許可行駛速度的流程如下實際工作過程中測量的正面吊起重機制動器的最大制動加速度Amax=2041mm/S2，預設地制動距離為S=7000mm,工作時地面傾角β =0° ,確定重心6坐標原點選用起重機前車輪5與地面接觸點，即為傾翻支點51，(如圖3所示)，以該正面吊的幾個典型工況來說明防傾翻的控制流程，如圖5所示，以典型工況I為例說明控制的流程，如圖5所示，
(I)正面吊上的傳感器測得，設備起吊貨櫃重m=43噸、臂架角度α =58. 4°、臂架伸縮量為AL=7246mm、地面傾角β=0°，控制器根據公式計算出了當前狀態下的重心坐標(X，Y)= (-904mm,8088mm)(相對於傾翻支點，以傾翻支點為坐標原點),該型號正面吊起重機制動器的最大加速度為Amax=2041mm/s2,預設地制動器的制動距離為S=7000mm,通過控制器許用車計算公式得到當前狀態下的許用車速(最大許可行駛速度)為[ν] =2. 5km/h ；上文提到的最大許可行駛速度(許用車速)[V]是通過理論公式和經驗公式共同計算得到。分成以下兩個情況控制程序首先按照理論計算公式計算，即按照力矩平衡公式推導得到的安全狀態判斷公式如果滿足一式，重力力矩不小於所述最大制動傾翻力矩的情況下，則起重機處於「相對安全狀態」，在起重機最高速以下都不會傾翻，許用車速取最大車速(起重機設備最大行駛能力速度)和制動距離許用車速(制動距離最大允許行駛速度)兩者的最小值；如果滿足二式，則起重機處於「不安全狀態」，起重機的許用車速按經驗公式計算，具體的計算方法如下需要對起重機進行多個工況的最大許可行駛速度(許用車速)[V]的測試，即測試起重機在各個重心位置(X、Y)的最大許可行駛速度值(許用車速)[V]。再把測試得到的數據用多項公式、分段進行擬合。例如，通過測試得到了吊重m=43噸、臂架α =58度、地面傾角β =0°、最大制動距
離S=7000mm,臂架伸縮量Δ L從0_-8000mm變化(每隔1000_取一個測試工況)的一
組許用車速值，總共有8個許用車速值。用一個3次的多項式對測試值進行擬合[V] 43 噸 58 度=A1X Δ L^B1 X Δ L^C1 X Δ L+O,其中，V B」 C1和D1，為擬合測試數據獲得的係數；Λ L為起重機臂架伸縮量。另一組測試數據為吊重m=35噸、臂架α =58度、臂架伸縮量Λ L從Omm——8000mm變化(每隔IOOOmm取一個測試工況)的一組許用車速值，總共有8個許用車速值，也用一個3次的多項式對測試值進行擬合[ν] 35 噸 58 度=A2 X Δ L3+B2 X Δ L2+C2 X Δ L+D2 ；其中，A2、B2、C2和D2，為擬合測試數據獲得的係數；Λ L為起重機臂架伸縮量。則當臂架α=58度時，吊重在m=35t 43t範圍時，最大許可行駛速度(許用車速)[ν]按如下的公式進行計算
M35 43噸爾=(^Tj^ + 4) X M3 + (-^yj+ B^xAL· +
Km2-Inl)Km2 -Jnl)
權利要求
1.一種起重機防前傾翻保護方法，其特徵在於，包括 計算所述起重機的重心位置； 根據起重機制動器的最大制動加速度、起重機預設的最大制動距離及所述起重機的重心位置計算所述起重機在行駛過程中的最大許可行駛速度； 控制所述起重機的實際行駛速度不超過所述最大許可行駛速度。
2.如權利要求I所述的起重機防前傾翻保護方法，其特徵在於 所述計算所述起重機的重心位置包括 計算所述起重機各個部件的重心位置及重量； 根據所述起重機各個部件的重心位置及重量計算所述起重機的重心位置。
3.如權利要求2所述的起重機防前傾翻保護方法，其特徵在於所述計算所述起重機各個部件的重心位置及重量包括 檢測起重機吊裝物重量、臂架角度、臂架伸縮量、地面傾角的實時參數； 根據所述吊裝物重量、所述臂架角度、所述臂架伸縮量、所述地面傾角的實時參數分別計算起重機的車架體、覆蓋件、駕駛室、基本臂、伸縮臂、吊具、吊裝物的重心位置及重量。
4.如權利要求1-3任一項所述的起重機防前傾翻保護方法，其特徵在於所述根據起重機制動器的最大制動加速度、起重機預設的最大制動距離及所述起重機的重心位置計算所述起重機在行駛過程中的最大許可行駛速度；包括 根據所述起重機制動器的最大制動加速度，計算所述起重機相對其前傾翻支點的最大制動傾翻力矩； 在所述起重機相對於其前傾翻支點重力力矩不小於所述最大制動傾翻力矩情況下根據所述起重機制動器的最大制動加速度、起重機預設的最大制動距離計算所述起重機的制動距離最大允許行駛速度； 比較所述制動距離最大允許行駛速度與所述起重機設備最大行駛能力速度中速度小的為所述最大許可行駛速度。
5.如權利要求4所述的起重機防前傾翻保護方法，其特徵在於在所述起重機相對於其前傾翻支點重力力矩小於所述最大制動傾翻力矩情況下 計算並建立所述起重機吊裝物重量、臂架角度和臂架伸縮量與所述起重機在實際工作過程中最大許可行駛速度的對應關係； 根據所述起重機實際工作時，起重機吊裝物重量、臂架角度和臂架伸縮量的值計算所述最大許可行駛速度。
6.如權利要求I所述的起重機防前傾翻保護方法，其特徵在於所述控制所述起重機的實際行駛速度不超過所述最大許可行駛速度；包括 根據所述最大許可行駛速度計算所述起重機的發動機的最大許可轉速； 控制所述發動機的實際轉速不大於所述最大許可轉速。
7.如權利要求6所述的起重機防前傾翻保護方法，其特徵在於所述根據所述最大許可行駛速度計算所述起重機的發動機的最大許可轉速，包括 根據所述最大許可行駛速度計算所述起重機變速箱的最大許可檔位並計算所述最大許可檔位所對應的所述發動機最大許可轉速； 所述控制所述發動機的實際轉速不大於所述最大許可轉速，包括控制所述起重機變速箱的檔位不大於所述最大許可檔位； 控制所述發動機的實際轉速不大於在所述最大許可檔位上的所述最大許可轉速。
8.如權利要求1-3任一項所述的起重機防前傾翻保護方法，其特徵在於還包括 檢測所述起重機的實際行駛速度； 在所述實際行駛速度達到預定行駛速度時，啟動報警；其中， 所述預定行駛速度不大於所述最大許可行駛速度。
9.一種起重機防前傾翻保護裝置，其特徵在於包括 第一計算模塊，計算所述起重機的最大許可行駛速度； 第二計算模塊，根據起重機制動器的最大制動加速度、起重機預設的最大制動距離及所述起重機的重心位置計算所述起重機在行駛過程中的最大許可行駛速度； 控制器，控制所述起重機的實際行駛速度不超過所述最大許可行駛速度。
10.如權利要求9所述的起重機防前傾翻保護裝置，其特徵在於所述第一計算模塊包括 第三計算模塊，計算所述起重機各個部件的重心位置及重量； 第四計算模塊，根據所述起重機各個部件的重心位置及重量計算所述起重機的重心位置。
11.如權利要求10所述的起重機防前傾翻保護裝置，其特徵在於 所述第三計算模塊包括 第一檢測模塊，所述控制器通過檢測設備獲得吊裝物重量、臂架角度、臂架伸縮量、地面傾角的實時參數； 第五計算模塊，根據所述吊裝物重量、所述臂架角度、所述臂架伸縮量、所述地面傾角的實時參數分別計算起重機的車架體、覆蓋件、駕駛室、基本臂、伸縮臂、吊具、吊裝物的重心位置及重量。
12.如權利要求10所述的起重機防前傾翻保護裝置，其特徵在於 所述第一檢測模塊還包括 設置在起重機臂架俯仰油缸上用於測試吊裝物重量的油缸壓力傳感器； 設置在起重機的臂架與車體連接部位並用於測試臂架角度的角度傳感器； 設置在起重機內部伸縮油缸上用於測量臂架伸縮量的油缸行程傳感器； 設置在起重機機身上用於測量地面傾角的傾角傳感器。
13.如權利要求9-12任一項所述的起重機防前傾翻保護裝置，其特徵在於所述第二計算模塊包括 第六計算模塊，根據所述起重機制動器的最大制動加速度，計算所述起重機相對其前傾翻支點的最大制動傾翻力矩； 第七計算模塊，根據所述起重機制動器的最大制動加速度、起重機預設的最大制動距離計算所述起重機的制動距離最大允許行駛速度； 比較模塊，比較所述制動距離最大允許行駛速度與所述起重機的起重機設備最大行駛能力速度中速度小的為所述最大許可行駛速度。
14.如權利要求9-12任一項所述的起重機防前傾翻保護裝置，其特徵在於所述第二計算模塊還包括第八計算模塊，計算並建立所述起重機吊裝物重量、臂架角度和臂架伸縮量與所述起重機在實際工作過程中最大許可行駛速度的對應關係； 第九計算模塊，根據所述起重機實際工作時，起重機吊裝物重量、臂架角度和臂架伸縮量的值計算所述最大許可行駛速度。
15.如權利要求9-11任一項所述的起重機防前傾翻保護裝置，其特徵在於所述控制器包括 第一控制器，控制所述起重機變速箱的檔位不大於所述最大許可檔位； 第二控制器，控制所述發動機的實際轉速不大於在所述最大許可檔位上的所述最大許可轉速。
16.如權利要求9-11任一項所述的起重機防前傾翻保護裝置，其特徵在於還包括 第二檢測模塊，檢測所述起重機的實際行駛速度； 報警模塊，在所述實際行駛速度達到預定行駛速度時，啟動報警，所述預定行駛速度不大於所述最大許可行駛速度。
17.如權利要求16所述的起重機防前傾翻保護裝置，其特徵在於所述第二檢測模塊還包括 設置在所述起重機的變速箱輸出軸上用於檢測起重機實際行駛速度的車速傳感器。
18.—種起重機，其特徵在於，所述起重機設置有如權利要求9-17任一項所述的防前傾翻保護裝置。
全文摘要
本發明涉及起重機技術領域，公開了一種起重機及其防前傾翻保護方法和裝置，其中起重機及其防前傾翻保護方法包括計算所述起重機的最大許可行駛速度；根據所述最大許可行駛速度計算所述起重機的發動機的最大許可轉速，發動機的轉速容易控制，通過控制發動機的轉速來控制起重機行駛速度，操作簡單；控制所述發動機的實際轉速不大於所述最大許可轉速。通過計算起重機最大許可行駛速度，然後通過最大許可行駛速度計算起重機發動機的最大許可轉速，進而控制發動機的實際轉速不大於最大許可轉速，控制方法簡單，能夠有效解決現有技術中起重機在行駛工作過程中容易前傾翻的問題。
文檔編號B66C23/88GK102910543SQ20121028044
公開日2013年2月6日 申請日期2012年8月8日 優先權日2012年8月8日
發明者彭國成, 李翠英, 葉明松 申請人:三一集團有限公司