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(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于起重機領(lǐng)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(shù)：
折臂式隨車起重機展開過程中一般是先收攏一下外臂，然后展開內(nèi)臂，當內(nèi)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(zhuǎn)臺等發(fā)生干涉，則需要進一步展開內(nèi)臂至適當位置，然后繼續(xù)展開外臂。由于展開過程中，難于把握內(nèi)臂最恰當?shù)恼归_角度，需要在展開過程中進行調(diào)整，降低了展開的效率。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)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(shè)置數(shù)據(jù)采集裝置，將采集到的信息傳輸?shù)桨惭b在起重機上的處理器模塊進行分析判斷，處理器模塊根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)發(fā)出指令對執(zhí)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(fā)明的目的是通過以下技術(shù)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(shù)據(jù)采集裝置、處理器模塊和執(zhí)行裝置；所述操作裝置以及數(shù)據(jù)采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(nèi)部的輸出電路與執(zhí)行裝置相連。
上述操作裝置包括用于切換起重機普通操作模式與一鍵操作模式的切換開關(guān)2 和控制起重機上各油缸伸出/回縮的操縱桿。
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(shù)據(jù)采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(zhuǎn)角傳感器以及限位開關(guān)和擋片；所述長度傳感器設(shè)置在起重機外臂的前端，第二角度傳感器設(shè)置在外臂的后端，并且安裝在外臂與內(nèi)臂相連接的部位；第一角度傳感器設(shè)置在內(nèi)臂的后端，并且安裝在內(nèi)臂與支座相連接的部位；轉(zhuǎn)角傳感器與限位開關(guān)安裝在起重機支座上，擋片安裝在轉(zhuǎn)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(zhí)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回轉(zhuǎn)油缸的四路電磁比例換向閥。
上述執(zhí)行裝置安裝在吊機底座的側(cè)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(guān)至于一鍵操作檔位，向上搬動操縱桿，發(fā)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采集到的數(shù)據(jù)α、Θ、AL，檢查吊機是否處于完全收攏狀態(tài)；若a < Ci1, β彡ε則執(zhí)行第三步，否則直接結(jié)束；
第三步，回縮第二變幅油缸，使β = ;
第四步,展開內(nèi)臂,使α =α 2 ;
第五步，展開外臂，使β = β3;
第六步,結(jié)束；
在一鍵展開操作步驟中α為內(nèi)臂變幅角度，由第一角度傳感器測得；a i為內(nèi)臂最小變幅角度；％為系統(tǒng)設(shè)定的內(nèi)臂展開后的變幅角度；β為外臂與內(nèi)臂夾角，由β = π + θ - α計算得到；β i為外臂與內(nèi)臂最小夾角；β 2為系統(tǒng)設(shè)定完全收攏狀態(tài)外臂與內(nèi)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(guān)至于一鍵操作檔位，向下搬動操縱桿，發(fā)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采集到的數(shù)據(jù)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(zhí)行第三步，否則直接結(jié)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(zhuǎn)角傳感器傳來的信息判斷收攏過程中吊機回轉(zhuǎn)的方向；當限位開關(guān)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(jié)束；
在一鍵收攏操作驟中R為作業(yè)幅度；m為吊重質(zhì)量，由重量傳感器測得；其余參數(shù)與一鍵展開步驟中相同。
本發(fā)明通過在傳統(tǒng)折臂式起重機上設(shè)置數(shù)據(jù)采集裝置，將采集到的信息傳輸?shù)桨惭b在起重機上的處理器模塊進行分析判斷，處理器模塊根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)發(fā)出指令對執(zhí)行裝置進行控制，從而一鍵操作實現(xiàn)吊機從任意狀態(tài)自動收攏至行駛狀態(tài)，通過程序?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)路徑展開，減少調(diào)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(yè)效率。同時，數(shù)據(jù)采集裝置、處理器模塊、執(zhí)行裝置等均可與現(xiàn)有力矩限制器共用，增加成本較低。


圖I為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明在隨車起重機上應用示意圖3為本發(fā)明的實施流程圖。
其中I為操作裝置；2為切換開關(guān)；3為處理器模塊；4為執(zhí)行裝置；5為支座；6為操縱桿；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(zhuǎn)角傳感器；12為限位開關(guān)；13為擋片；14為；15為基座；16為內(nèi)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為吊機回轉(zhuǎn)油缸；22為伸縮臂；23 為吊鉤。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)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(shù)據(jù)采集裝置、處理器模塊3和執(zhí)行裝置4 ;所述操作裝置I以及數(shù)據(jù)采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(nèi)部的輸出電路與執(zhí)行裝置4相連。
操作裝置I包括用于切換起重機普通操作模式與一鍵操作模式的切換開關(guān)2和控制起重機上各油缸伸出/回縮的操縱桿6。切換開關(guān)的設(shè)置是為了防止一鍵操作與普通操作混淆而發(fā)生誤操作，切換開關(guān)實現(xiàn)普通操作與一鍵操作的功能切換，使得該操縱桿在一鍵操作狀態(tài)下往上扳發(fā)出一鍵展開的指令，而往下扳發(fā)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(shù)據(jù)采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(zhuǎn)角傳感器11以及限位開關(guān)12和擋片13 ;所述長度傳感器7設(shè)置在起重機外臂17的前端，用于測定吊臂的伸長量；第二角度傳感器設(shè)置在外臂的后端，并且安裝在外臂17與內(nèi)臂16相連接的部位，用于測量外臂的仰角；第一角度傳感器10設(shè)置在內(nèi)臂16的后端，并且安裝在內(nèi)臂16與支座5相連接的部位，用于測量內(nèi)臂的仰角；轉(zhuǎn)角傳感器11與限位開關(guān)12安裝在起重機支座5上，其中轉(zhuǎn)角傳感器通過數(shù)齒測定吊機回轉(zhuǎn)的角度，擋片13安裝在轉(zhuǎn)臺上， 限位開關(guān)和擋片用于精確定位吊機回轉(zhuǎn)至0°位置；所述重量傳感器8安裝在起重機的吊鉤23處，用于采集吊重質(zhì)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(zhí)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以及吊機回轉(zhuǎn)油缸21的四路電磁比例換向閥。執(zhí)行裝置4安裝在吊機兩側(cè)便于操縱的位置。
本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)吊機的自動展開與收攏，通過程序?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)路徑展開，展開及收攏效率高，減少調(diào)整操作過程；角度傳感器、長度傳感器、處理器、執(zhí)行器等均可與現(xiàn)有力矩限制器共用，增加成本較低。
本發(fā)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(guān)至于一鍵操作檔位，向上搬動操縱桿，發(fā)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采集到的數(shù)據(jù)α、Θ、AL，檢查吊機是否處于完全收攏狀態(tài)；若a < Ci1, β彡ε則執(zhí)行第三步，否則直接結(jié)束；
第三步，回縮第二變幅油缸，使β = β i ;
第四步,展開內(nèi)臂,使α =α 2 ;
第五步，展開外臂，使β = β3 ;
第六步，結(jié)束；
在一鍵展開操作步驟中α為內(nèi)臂變幅角度，由第一角度傳感器測得W1為內(nèi)臂最小變幅角度W2為系統(tǒng)設(shè)定的內(nèi)臂展開后的變幅角度；β為外臂與內(nèi)臂夾角，由 β = π + θ - α計算得到；β i為外臂與內(nèi)臂最小夾角；β 2為系統(tǒng)設(shè)定完全收攏狀態(tài)外臂與內(nèi)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(guān)至于一鍵操作檔位，向下搬動操縱桿，發(fā)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采集到的數(shù)據(jù)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(zhí)行第三步，否則直接結(jié)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(zhuǎn)角傳感器傳來的信息判斷收攏過程中吊機回轉(zhuǎn)的方向；當限位開關(guān)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(jié)束；
在一鍵收攏操作驟中R為作業(yè)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(zhì)量，由重量傳感器測得；其余參數(shù)與一鍵展開步驟中相同。
權(quán)利要求
1.一種折臂式起重機一鍵展開/收攏控制裝置，其特征在于包括操作裝置(I)以及安裝在起重機機身上的數(shù)據(jù)采集裝置、處理器模塊(3)和執(zhí)行裝置(4);所述操作裝置(I)以及數(shù)據(jù)采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(nèi)部的輸出電路與執(zhí)行裝置(4)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種折臂式起重機一鍵展開/收攏裝置，其特征在于所述操作裝置(I)包括用于切換起重機普通操作模式與一鍵操作模式的切換開關(guān)(2)和控制起重機上各油缸伸出/回縮的操縱桿(6)。
3.根據(jù)權(quán)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，其特征在于所述操作裝置(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(jù)權(quán)利要求I所述的一種折臂式起重機一鍵展開/收攏裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)采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(zhuǎn)角傳感器(11)以及限位開關(guān)(12)和擋片(13);所述長度傳感器(7)設(shè)置在起重機外臂(17)的前端，第二角度傳感器設(shè)置在外臂的后端，并且安裝在外臂(17)與內(nèi)臂(16)相連接的部位；第一角度傳感器(10)設(shè)置在內(nèi)臂(16)的后端，并且安裝在內(nèi)臂(16)與支座(5)相連接的部位；轉(zhuǎn)角傳感器(11)與限位開關(guān)(12)安裝在起重機支座(5)上，擋片(13)安裝在轉(zhuǎn)臺上；所述重量傳感器(8)安裝在起重機的吊鉤(23)處。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種折臂式起重機一鍵展開/收攏裝置，其特征在于所述處理器模塊(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(jù)權(quán)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，其特征在于所述處理器模塊(3)安裝在起重機支座(5)上或者起重機底盤上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種折臂式起重機一鍵展開/收攏裝置，其特征在于所述執(zhí)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)以及吊機回轉(zhuǎn)油缸(21)的四路電磁比例換向閥。
8.根據(jù)權(quán)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，其特征在于所述執(zhí)行裝置(4)安裝在吊機底座的側(cè)面。
9.一種基于權(quán)利要求I的折臂式起重機一鍵展開/收攏的方法，其特征在于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(guān)至于一鍵操作檔位，向上搬動操縱桿，發(fā)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采集到的數(shù)據(jù)α、θ、AL，檢查吊機是否處于完全收攏狀態(tài)；若α < Ci1, β彡ε則執(zhí)行第三步，否則直接結(jié)束； 第三步，回縮第二變幅油缸，使β = β1; 第四步，展開內(nèi)臂，使α=α2; 第五步，展開外臂，使β = β3; 第六步，結(jié)束； 在一鍵展開操作步驟中α為內(nèi)臂變幅角度，由第一角度傳感器測得；h為內(nèi)臂最小變幅角度；為系統(tǒng)設(shè)定的內(nèi)臂展開后的變幅角度；β為外臂與內(nèi)臂夾角，由β =π + θ - α計算得到；β i為外臂與內(nèi)臂最小夾角；β 2為系統(tǒng)設(shè)定完全收攏狀態(tài)外臂與內(nèi)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(guān)至于一鍵操作檔位，向下搬動操縱桿，發(fā)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采集到的數(shù)據(jù)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(zhí)行第三步，否則直接結(jié)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(zhuǎn)角傳感器傳來的信息判斷收攏過程中吊機回轉(zhuǎn)的方向；當限位開關(guān)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(jié)束； 在一鍵收攏操作驟中R為作業(yè)幅度；m為吊重質(zhì)量，由重量傳感器測得；其余參數(shù)與一鍵展開步驟中相同。
全文摘要
本發(fā)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(shù)據(jù)采集裝置、處理器模塊和執(zhí)行裝置；所述操作裝置以及數(shù)據(jù)采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(nèi)部的輸出電路與執(zhí)行裝置相連。本發(fā)明通過在傳統(tǒng)折臂式起重機上設(shè)置數(shù)據(jù)采集裝置，將采集到的信息傳輸?shù)桨惭b在起重機上的處理器模塊進行分析判斷，處理器模塊根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)發(fā)出指令對執(zhí)行裝置進行控制，從而一鍵操作實現(xiàn)吊機從任意狀態(tài)自動收攏至行駛狀態(tài)，通過程序?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)路徑展開，提高展開與撤收的效率及自動化水平，提高作業(yè)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(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)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:中國人民解放軍總后勤部建筑工程研究所