起重機吊重、配重測量方法及力矩控制方法、系統的制作方法

專利名稱：起重機吊重、配重測量方法及力矩控制方法、系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及起重機技術，尤其是涉及一種起重機吊重測量方法。本發明 同時提供一種與上述起重機吊重測量方法采用相同發明構思的起重機配重測 量方法。利用上述吊重、配重測量方法，本發明提供一種起重機力矩控制方 法，以及起重機力矩控制系統。本發明還提供一種具有上述起重機力矩控制 系統的起重才幾。
背景技術：
目前，為了防止起重機以及其它可回轉工程機械出現超載、折臂等安全 事故，大多數可回轉工程機械均安裝有力矩控制器。力矩控制器可以通過收 集分布在工程機械各個部位的各種檢測信息，對起重機的工作狀態進行分析， 結合起重機自身的參數，實現對工程機械的安全保護。現有技術的力矩控制器主要實現兩種安全防護，即大臂折彎保護和對起 重機的力矩進行限制。所述大臂折彎保護，主要是起重機在一定的吊臂角度和吊臂伸出長度下， 計算或者實驗獲得的大臂機械承載強度。該強度決定了吊重不能超過一定的 重量，否則，大臂有折彎的危險。所述對起重機力矩進行限制，主要是確定起重機在一定的吊臂角度和吊 臂伸出長度下，在支撐腳正常支撐的狀態下，不致引起起重機傾翻的吊重。 如果超過了該吊重，則吊重對起重機產生的傾翻力矩過大，可能會造成起重 機傾翻。在考慮上述兩個因素后，編制起重機的起重特性表，該表以吊臂伸出長 度和吊臂(抬起)角度進行編制，對應一定的吊臂伸出長度和吊臂角度范圍，確定起重機相應的額定工作載荷，即最大允許吊重，在實際吊重小于該吊重 時，理論上認為起重機不會折彎和傾翻。在選擇上述起重機起重特性表時，由于起重機的配重對于起重機傾翻的 可能性有很大影響，因此，對應不同的起重機配重，需要使用不同的起重特 性表。起重機實際起重過程中，由力矩控制器根據測量獲得的起重機實際吊臂 -伸出長度、吊臂角度，根據所述起重特性表確定起重機當前的額定工作載荷(即最大允許的吊重)；力矩控制器再根據吊臂伸出長度、吊臂角度、變幅油 缸的壓力值等計算獲得起重機當前的實際吊重，將該實際吊重和所述額定工 作載荷進行比較，獲得工作力矩百分比，當工作力矩百分比達到設定的P艮度 時，所述力矩控制器輸出信號，進行報警以及阻止起重機向危險方向的運動， 使其只能向安全方向運動。在上述現有技術中，其采用的吊重測量方法為一種間接方法，該方法需 要采用理論公式，利用直接測量的起重機工作狀態檢測值計算起重機的吊重。 由于公式本身具有近似性，因此，最后獲得的吊重不夠準確。并且，由于計 算比較復雜，還造成占用過多的控制資源。現有技術中，操作時需要向起重機控制系統輸入起重機的配重。現有技 術下，該配重4艮據在起重機上擱置的配重塊的數目人工確定后輸入起重機的 控制器。這種方式雖然簡單，但由于需要人工干預，影響了起重機操作的自 動化水平。在現有技術中，力矩控制器對于的防傾翻效果并不理想，這是由于，起 重機的支撐腳的展開往往受到工作環境的限制，尤其是地面不水平，造成起 重機的工作力矩百分比并未達到規定的要求時，起重機同樣存在傾覆的可能性，由于這種原因，現有技術下， 一些大型起重機在采用力矩控制器的同時， 還設置了防傾翻控制器，以避免起重機傾翻。其工作原理是直接檢測起重機 的支腿受力情況，并以起重機支腿受力情況判斷起重機的傾翻可能性，并相 應進行報警等處理。例如，專利授權公告號為CN1246557C的中國專利，就 公開了一種"有穩定性監控的自走式施工機械"，該專利的技術方案具體是在 工程機械的支腿上設置力傳感器，根據該力傳感器的檢測值與預定的閥值比 較，判斷工程機械是否可能傾翻。上述專門的防傾翻控制器無疑增加了起重 才幾的成本。 發明內容針對上述缺陷，本發明解決的技術問題在于，提供一種起重機吊重測量 方法，該方法能夠直接獲得起重機吊重；在上述吊重計算方法的基礎上，本發明同時提供一種計算起重機配重的方法。在上述方法的基礎上，本發明同 時提供一種起重機力矩控制方法和系統，該方法和系統能夠使用更為精確的方式計算起重機的實際吊重，獲得更佳的力矩限制效果；本發明同時提供一種應用上述系統的起重才幾。本發明提供的起重機吊重測量方法，包括如下步驟 在起重機吊有重物時，檢測獲得起重機各個支腿的受力值； 將上述各個支腿的受力值相加，獲得起重機的總重量； 將上述檢測獲得的起重機總重量減去起重機的自重，獲得起重機的吊重。 優選地，所述起重機的自重采用如下方式獲得在起重機已經展開支撐但尚未進行起吊作業時，檢測獲得起重機各個支 腿的受力值；將上述各個支腿的受力值相加，獲得起重機的自重；所述起重機的自重 包括起重機的配重。本發明同時提供一種起重機配重的測量方法，該方法與上述起重才幾吊重 測量方法基于同樣的發明構思，包括在對起重機進行配重后，檢測獲得起重機各個支腿的受力值；將上述各個支腿的受力值相加，獲得起重機的自重；將上述檢測獲得的起重機自重減去起重機凈重，獲得起重機的配重。優選地，所述起重機的凈重，為起重機在配重之前，將起重機各個支腿 的受力值相加的和。優選地，還包括在獲得起重機配重后，將該數值與起重機所采用的配重塊重量相比較， 計算出起重機使用的配重塊數量；將起重機配重塊的數量乘以每個起重機配重塊的重量額定值，獲得校正 后起重才幾配重。本發明提供一種起重機力矩控制方法，包括根據檢測獲得的當前起重機吊臂工作角度、起重機吊臂工作長度，以重 機起重特性表為依據，確定起重機當前工作狀態對應的額定工作載荷；在起重機吊有重物時，檢測獲得起重機各個支腿的受力值，將各個支腿的受力值和減去起重機的自重，獲得起重機的吊重；以上述計算獲得的吊重與上述確定的起重機額定工作栽荷相比，獲得起 重機的工作力矩百分比；判斷上述工作力矩百分比是否小于等于預定的力矩限度；若是，則判斷 起重機正常工作，繼續檢測起重機的工作狀態；若否，進入下一步驟；進行力矩限制處理。優選地，還包括計算起重機任意相鄰支腿的受力和；判斷該受力和是否大于等于預定的傾翻閥值，若是，則判斷起重機正常 工作，并繼續檢測起重機的工作狀態；若否，則進入所述力矩限制處理步驟。優選地，所述起重特性表與起重機的配重相關，針對不同的配重，選用 不同的起重特性表。優選地，所述起重機配重通過下述步驟確定在對起重機進行配重后，檢測獲得起重機各個支腿的受力值；將上述各個支腿的受力值相加，獲得起重機的自重；將上述檢測獲得的起重機自重減去未配重前起重機的凈重，獲得起重機 的配重。優選地，所述力矩限制處理包括發出報警信號、阻止起重機向危險方向 運動兩種處理方式中的一種或者兩種。一種起重機力矩控制系統，包括角度傳感器，用于檢測起重機吊臂的工作角度；長度傳感器，用于檢測起重機吊臂的工作長度；力矩控制器，用于接收來自各個傳感器的檢測值，并據此進行力矩控制 處理；電源，用于向該力矩控制系統中的各個單元供電； 其特征在于，還包括力傳感器，該力傳感器安裝在起重機各支腿上，用于檢測相應支腿的受 力值；所述力矩控制器采用如下步驟進行力矩控制根據所述角度傳感器檢測獲得的當前起重機吊臂工作角度、所述長度傳感器檢測獲得的起重機吊臂工作長度，.查閱起重機的起重特性表；在所述起重特性表中確定起重機當前工作狀態對應的額定工作載荷； 將起重機吊有重物時獲得的起重機各個支腿的力傳感器檢測值相加，減去起重機的自重，獲得起重機的吊重；以上述計算獲得的吊重與上述確定的起重機額定工作載荷相比，獲得起重機的工作力矩百分比；判斷工作力矩百分比是否小于等于預定的力矩限度；若是，則繼續檢測 起重機的工作狀態，并進行上述計算和判斷；若否，則進入下一步驟； 進行力矩限制處理。本發明還提供一種起重機力矩控制系統，所述力矩控制器還進行下述處理根據所述力傳感器檢測獲得的各個支腿的受力，計算起重機任意相鄰支 腿的受力和；判斷該受力和是否低于預定的傾翻閥值；若是，則繼續檢測起重機的工 作狀態，并進行上述計算和判斷；若否，則進入所述力矩限制處理步驟。優選地，所述力矩傳感器在查閱所述起重特性表時，首先根據起重機的 配重確定具體使用的起重特性表。優選地，所述力矩傳感器以下述步驟確定起重機的配重在對起重機進行配重后，檢測獲得起重機各個支腿的受力值；將上述各個支腿的受力值相加，獲得起重機的自重；將上述檢測獲得的起重機自重減去未配重前起重機的凈重，獲得起重機 的配重。優選地，起重機的凈重采用下述方式獲得在起重機展開支撐后、尚未進行配重和吊重前，檢測獲得起重機各個支 腿的受力值；將上述起重機各個支腿的受力值相加，該值即為起重機的凈重。 優選地，該系統還包括報警單元，所述力矩控制器在力矩限制處理步驟 中產生報警啟動信號，所述報警單元接收該報警啟動信號，據此產生報警信息。.優選地，所述力矩控制系統還具有顯示器，該顯示器與所述力矩控制器 連接，用于顯示力矩控制器輸出的相關信息。優選地，所述力矩控制器進行力矩限制處理，具體是向起重機主控制器輸出其判斷結果；所述主控制器根據接收的判斷結果進行控制；若所述判斷 結果是起重機處于危險狀態，則所述控制器限制起重機操作裝置和輸出電磁 閥組的動作，^f吏起重機不會向危險方向繼續運動。優選地，所述力矩控制器進行力矩限制處理，具體根據以前各個步驟的 判斷結果輸出相應的控制信號；在所述判斷結果是起重機處于危險狀態時， 所述控制信號限制起重機操作裝置和輸出電磁閥組的動作，使起重機不會向 危險方向繼續運動。本發明還提供一種起重機，該起重機具有上述起重機力矩控制系統。本發明提供的起重機吊重測量方法中，直接依據力傳感器獲得的受力檢 測結果計算起重機的吊重，該測量方法屬于直接測量方法。而現有技術則通 過變幅油缸的壓力以及起重機吊臂角度和吊臂伸出長度等檢測值計算，這些 方式屬于間接方式，其計算公式本身存在理論誤差，再加上測量過程中的測 量誤差，使其獲得的檢測結果精度不高，并且由于計算復雜，還會過多的占 用起重機控制元件的資源。本發明實施例提供的方法，則不存在理論誤差， 其采用的力傳感器檢測元件也非常成熟，檢測精度高；由于計算過程簡單， 該方法不會占用很多起重機控制元件的資源。因此，本發明提供的起重機吊 重測量方法與現有技術相比具有更好的檢測效果。本發明纟是供的起重機配重測量方法實現了起重機配重的自動測量，其優 選實施方式則進一步以此為基礎，可自動確定起重機配重塊數量，獲得校正 后起重機配重。這種方法可免除現有技術下的手工輸入過程，增加了起重機 的自動化程度。本發明在上述起重機吊重測量方法和起重機配重測量方法基礎上，提出 了起重機力矩控制方法，該方法將上述吊重測量方法和起重機配重測量方法 融合入起重機的力矩控制方法中，增加了起重機力矩控制的有效性和可靠性。上述起重機力矩控制方法的優選實施方式中，還根據相鄰支腿的受力和判斷起重機是否存在傾翻的可能性。這種方式可以利用該方法前述步驟中獲 得的起重機支腿受力值，以簡單的計算進一步提高起重機傾翻預防的可靠性。本發明提供的起重機力矩控制系統采用上述起重機力矩控制方法進行起 重機力矩控制，實現起重機的有效力矩控制。同樣，該系統的優選方案中， 根據相鄰支腿的受力值之和判斷起重機是否存在傾翻的可能性，該方式可實 現起重機的防傾翻控制。由于利用了系統中已有的檢測元件，因此，該系統 不會由于增加該防傾翻控制而增加成本。將上述系統用于起重機，該起重機可具有更佳的安全保護效果。


圖1是本發明第一實施例的流程圖； 圖2是本發明第二實施例的流程圖； 圖3是本發明第三實施例的流程圖； 圖4是本發明第四實施例的系統單元框圖； 圖5是本發明第五實施例的系統單元框圖。
具體實施方式
在起重機起吊過程中，為了防止其發生傾覆或者折彎等事故，需要對起 重機的起吊重量進行估算。現有技術中，起重機釆用的吊重檢測方式是沖全測 獲得吊臂長度、吊臂角度以及幅度油缸的壓力值，然后根據上述值進行計算 獲得起重機吊重。上述吊重測量方法的問題在背景技術中已經說明，本發明 首先提供一種起重機吊重測量方法，該方法為后敘的起重機力矩控制方法提 供了基本前提并構成其區別于現有技術的主要技術特征。請參看圖i,該圖為本發明第一實施例提供的起重機吊重測量方法的流程圖。以下對該實施例進行詳細的說明。步驟S101,在起重機吊有重物時，檢測獲得起重機各個支腿的受力值。 起重機工作時，完全依靠支腿支撐。支腿受力后會產生變形，檢測該變 形，可以獲得支腿的受力情況。檢測支腿受力情況的方法有多種，本領域技 術人可以依據現有公知的技術以及以后可能產生的各種方式檢測起重機支腿 的受力情況。例如，在背景技術中4是及的授權公告號為CN1246557C的中國 專利文獻中，提供了 一種采用電阻應變片結合橋式電路對支腿受力進行測量的方法，該專利還公開了進行支腿受力測量的其它相關細節，上述公開的技 術，可以用于實現本步驟。由于具體釆用何種方式檢測并非本發明的關注重 點，因此，在此對檢測支腿受力的具體方式不予詳述。步驟S102,將上述各個支腿的受力值相加，獲得起重機的總重量。 起重機起吊時，需要將起重機支腿展開，并依靠支腿將起重機機身支起。 由于起重機的重量通過支腿獲得支撐，并且除了支腿之外，該起重機在垂直 方向并不存在其它支點，在這種情況下，起重機的全部重量必然通過支腿作 用在地面上，支船目應獲得受力。其受力之和是其支撐的所有重量，即包括 起重機自重和起重機吊重在內的總重量。步驟S103,將上述檢測獲得的起重機總重量減去起重機的自重，獲得起 重才幾的吊重。起重機的自重是不變的，可以事先獲得，也可以在起重機起吊前測量獲 得，例如，在進行起吊前，各個支腿已經展開支撐時，獲得各個支腿的受力 檢測值，將其相加，即獲得起重機的自重。將前述步驟獲得的起重機總重量 減去起重機的自重，即可獲得起重機的吊重。在起重機力矩限制過程中，還需要考慮起重機的配重帶來的影響。所謂 起重機配重，是為了增加起重機的穩定性而在起重才幾平臺上的回轉中心后部 放置配重塊獲得的重量。 一般這些配重塊會隨著起重機吊臂的旋轉而旋轉， 壓住起重機吊臂，使起重機穩定性顯著增加。由于起重機配重能夠明顯改善 其穩定性，因此，對起重機配重后，其起重特性有明顯改變，對應不同的起 重機配重，需要選用不同的起重特性表。為此，本發明提供一種起重機配重 測量方法，該方法與第一實施例提供的起重機吊重測量方法具有共同的相對 現有技術的區別技術特征，并且可以為下述的起重機力矩控制方法所采用。請參看圖2，該圖為本發明第二實施例的流程圖。該實施例提供一種起 重才幾配重的測量方法。以下對該實施例進4于詳細i兌明。步驟S201,在對起重機進行配重后，檢測獲得起重機各個支腿的受力值。一般在起重機展開支撐后，開始在起重機上放置配重塊。起重機配重后 的總重量為起重機未進行任何配重前的起重機凈重加上起重機的配重。在起 重機配重后，其支腿就要支撐包括起重機凈重和配重在內的整個起重機自重。因此，各個支腿的受力值之和即為起重機的自重。步驟S202,將上述各個支腿的受力值相加，即獲得起重機的自重。 該步驟將配重后起重機各個支腿的受力值相加，即獲得包括配重重量在 內的起重才幾自重。步驟S203,將上述檢測獲得的起重機自重減去起重機凈重，獲得起重機 的配重。起重機的凈重是指不包括配重在內的起重機自身重量，該凈重可以根據 起重機的自身參數獲得，或者在起重機展開支撐后，配重前，將起重機各個 支腿的受力值相加獲得該起重機的凈重值。還需要說明的是，起重機配重中一般是采用固定重量的配重塊配重，其 數值具有很大的離散性和確定性。假設起重機只使用固定重量的配重塊，可 以在通過上述方法獲得起重機配重后，將該數值與起重機所采用的配重塊重 量相比較，取整后計算出起重機使用的配重塊數量；再將起重機配重塊的數 量乘以每個起重機配重塊的重量額定值，獲得起重機的總重量。這樣，上述 配重4全測方法實際上是;f全測獲得一個配重的檔位，在該檔位確定后，即可獲 得起重機的配重。這種方法可以使配重測量更為準確。實際上，在起重機使 用有不同級別重量的配重塊的情況下，也可以使用上述方法，但是計算復雜 性稍有增加，其基本原理不變。根據以上實施例提供的方法，可以獲得一種新的起重機力矩控制方法。 本發明第三實施例就是在上述實施例的基礎上提供的一種新的起重機力矩控 制方法。步驟S301,確定起重機當前工作狀態對應的額定工作載荷。 起重機具有起重特性表，該起重特性表根據起重機的特性確定。包括起 重機吊臂的機械強度以及起重機吊重產生的傾翻力矩都需要在起重特性表中 考慮。對應不同的起重機吊臂角度和吊臂工作長度，起重機吊臂機械強度以 及起重機傾翻力矩都會變化。因此，在起重特性表中，對應上述吊臂角度和 吊臂工作長度的不同檔位，具有不同的額定工作載荷。該起重特性表作為起 重機的工作參數預先存儲。在確定起重機額定工作載荷前，常常還需要選擇所使用的起重機起重特性表，這是由于，起重機配重能夠明顯改變起重機的工作性能，對于同一臺 起重才幾，-由于配重的不同，具有不同的起重特性表。為此，在確定當前工作 狀態的額定工作載荷時，首先確定其配重，根據配重確定起重特性表，然后 根據起重特性表，結合測量獲得的吊臂工作角度和吊臂工作長度，確定起重 機的額定工作載荷。為了選擇起重機的起重特性表，需要確定起重機的配重，可以根據上述 第二實施例提供的方法確定起重機配重。即，檢測獲得起重機各個支腿的受力值；將上述各個支腿的受力值相加，獲得起重機的自重；將上述檢測獲得 的起重機自重減去未配重前起重才幾的凈重，獲得起重才幾的配重。步驟S302,在起重機吊有重物時，檢測獲得起重機各個支腿的受力，將 各個支腿的受力和減去起重機的自重，獲得起重機的吊重。該步驟是本實施例有別于現有技術的主要技術特征之一，其具體原理在 第一實施例已經說明。步驟S303,以上述計算獲得的吊重與上述確定的起重機額定工作載荷相 比，獲得起重機的工作力矩百分比。上述步驟已經確定了起重機的吊重和當前工作狀態的起重機額定工作載 荷。起重機是否工作在安全的狀態，就需要考慮起重機的吊重與起重機額定 工作載荷相比，是否處于安全范圍內。盡管從理論上說，起重機的吊重可以 等于所確定的起重機額定工作載荷，但是，由于上述起重機額定工作載荷是 起重機正常支撐情況下獲得的，而實際起吊作業中，起重機的支撐可能受到 限制而展開不夠完全，為此，需要為起重機吊重設置一個低于所確定的額定 工作載荷的安全工作范圍。具體的方法是，用上述測量獲得的起重機吊重除 以所確定的起重機額定工作載荷，獲得一個比值，該比值稱為起重機工作力 矩百分比，該起重機工作力矩百分比可用于衡量起重才幾吊重與起重機額定工 作載荷之間的比值關系步驟S304,判斷上述工作力矩百分比是否小于等于預定的力矩P艮度，若 是，進入下一步驟；若否，進入步驟S307。在獲得起重機工作力矩百分比后，可以將該工作力矩百分比與一個預定 的力矩限度比較，所述預定的力矩限度是一個小于1的確定值，例如可以為0.9，當所述工作力矩百分比小于等于該力矩P艮度時，說明起重機工作符合起 重特性表的要求。如果起重機的工作力矩百分比大于所述力矩限度，則說明 起重機工作狀態存在安全隱患，需要采取相應的措施。此時，進入步驟S307 進行相應的力矩限制處理。步驟S305，計算起重機任意相鄰支腿的受力和。盡管步驟S304已經對起重機是否符合起重機起重特性表的要求進行了 判斷，但是，起重機在工作中，還是可能出現一些根據起重特性表提供的額 定工作載荷無法進行準確判斷的情況。例如，當地面不平時，起重機的支撐可能并不充分，這時，即使滿足了上述起重特性表的要求，仍然可能引M 重機傾覆。為了避免上述情況，在現有技術中，許多重型起重機設置了專門 的防傾翻控制裝置。在本實施例中，利用所述各個支腿的受力情況，采取一 種新的判斷方法。以下介紹該方法的原理。起重機存在若干支腿，所有支腿與地面的接觸點構成一個完整的支撐平 面，其相鄰支腿則形成一個支撐邊，如果由于起重機的重力分布不均勻，造 成起重機向 一側傾斜，則遠離該傾斜側的支撐邊向起重積4是供的支撐力變小， 如果該值小于一定的限度，就預示著起重機可能傾翻。據此，可以采糾目應 的措施，對起重機進行傾翻防護。在本步驟中，首先計算起重機任意相鄰支腿的受力和，根據上述原理， 該值可以作為判斷起重機是否存在傾翻可能性的標準。步驟S306，判斷所述起重機任意相鄰支腿的受力和是否大于等于預定的 傾翻閥值，若是，返回S301，繼續檢測起重機的工作狀態，并進行計算和判 斷；若否，則進入步驟S307。預先根據實驗或理論計算的結果獲得對應起重機相鄰支腿受力和的傾翻 閥值，當步驟S305獲得的任意相鄰支腿的受力和大于等于該閥值時，則判 斷起重機不存在傾翻危險，結合上述起重機工作力矩百分比的判斷，起重機 可以正常工作。若步驟S305獲得的任意相鄰支腿的受力和小于該閥值，則 說明起重機有一個相鄰支腿的受力和過小，即起重機一條支撐邊沒有起到足 夠的支撐作用，起重機有傾翻的可能性，需要對此采取措施。步驟S307,進行力矩限制處理。所述力矩限制處理，是指在判斷起重機的工作已經處于可能傾翻或者折 彎等危險狀態的情況下，進行的相關處理。這些相關處理具體包括如下方式的一種或者兩種起重機提供報警信號，提醒操作者注意；限制相關的電磁 閥組動作以及限制控制裝置的輸入值，禁止起重機繼續向危險的方向運動， 允許其向可以解除危險的方向運動。通過上述處理，能夠確保起重機的工作安全，避免出現起重機傾翻和折彎的情況。上述方法在起重機工作時循環進行，確保起重機始終處于受監控狀態， 不會出現危險。根據上述力矩限制方法，本發明第四實施例提供一種起重機力矩控制系統請參看圖4，該圖為本發明第四實施例的系統單元框圖。以下結合該圖 對該實施例進行說明。如圖4所示，該力矩控制系統包括第一力傳感器1、第二力傳感器2、第 三力傳感器3、第四力傳感器4、角度傳感器5、長度傳感器6、力矩控制器 7、主控制器8、顯示器9、報警單元10、操:作裝置11、輸出電》茲閥組12、 電源13等。所述第一力傳感器1到第四力傳感器4為檢測起重機各個支腿受力的傳 感器，在此假設起重機支腿共有四個，當起重機的支腿增加時，力傳感器數 目相應增加。此外，為了獲得更為準確的檢測結果，可以在每個起重機支腿 上使用多個力傳感器，同 一支腿的各個力傳感器之間相互校驗其檢測結果。 力傳感器可以采用多種現有技術中已經提供的具體形式，在此不做詳細說明。所述角度傳感器5為檢測起重機吊臂角度的傳感器，在現有技術的起重 機上一般都已經裝備該角度傳感器，在此不予詳述。所述長度傳感器6為檢測吊臂伸出長度的傳感器，該長度傳感器在現有 技術的起重機中一般都已經采用，在此不做詳細說明。所述力矩控制器7用于接收分布在起重機各個位置的檢測元件提供的檢 測信號，并根據這些檢測信號判斷起重機當前工作狀態是否安全，其主要根 據存儲在該力矩控制器7中或者其它存儲元件中的起重機的起重特性表，確 定當前吊重下的工作力矩百分比是否在安全限度內；本實施例中，該力矩控制器7還具有專門的防傾翻模塊，該模塊采用起重才M目鄰支腿受力和判斷起 重機的傾翻可能。在獲得上述判斷結果后，該力矩控制單元7向主控制器8 輸出其判斷結果，以及具體的數據。如果出現起重機工作力矩百分比大于預 定的力矩限度或者起重機有傾翻的可能，還要向報警單元IO發出啟動報警信 號。所述主控制器8 a重機的中心控制單元，其通過CAN(英文Controller Area Network的縮寫，中文為控制器局域網絡)總線與所述力矩控制器7相 連接。該主控制器8接收所述力矩控制器7輸出的對于起重機力矩百分比是 否超限以及起重機是否存在傾翻可能的判斷結果，以及相關的計算結果的凄t 據，并在所述判斷結果為起重機處于力矩超限或者存在傾翻可能性等危險狀 態中時，對起重機的控制操作和輸出進行限制。所述顯示器9是所述力矩控制器7的顯示設備，該顯示器9通過CAN 總線連接力矩控制器7。所述力矩控制器7將起重機當前的工作力矩百分比 等起重機工作信息以及可能產生的報警信息等傳送給該顯示器9顯示。所述報警單元IO,用于接收所述力矩控制器7提供的啟動報警信號，并 根據該信號產生相應的報警，提示操作者注意。報警單元具體可以是音頻發 聲裝置，也可以是報警指示燈等裝置。所述操作裝置ll，用于向所述主控制器8提供控制信號，該控制信號經 所述主控制器8解讀后，產生相應的控制指令，控制所述輸出電磁閥組12 以及起重機的其它執行元件。另外，所述主控制器8在接收到所述力矩控制 器7發出的起重機處于危險狀態的判斷時，根據具體的數據，對所述操作裝 置11的控制信號進行限制，使其只能產生向解除危險的方向運動的控制信所述輸出電磁閥組12，是起重機的主要執行元件，用于控制起重機吊臂 的抬起和伸出等動作，以及控制起重機上的電動機的旋轉方向等。該輸出電 磁閥組12由所述主控制器8提供的控制指令控制，當所述主控制器8獲得起 重機處于危險狀態的判斷時，其對控制指令進行限制，阻止輸出電磁閥組12 控制起重機向危險的方向運動。此外，該系統還包括電源13,該電源13用于向該力矩控制系統的各個單元提供電源供應。上述力矩控制系統中，所述力矩控制器采用第三實施例中提供的方法限 制起重機的力矩。當然，也可以只采用其中限制工作力矩百分比的部分。另外，所述力矩控制器7和所述主控制器8在對起重機進行工作保護的 過程中所進行的分工可以與本實施例有所差別，例如，所述力矩控制器7只 對來自傳感器的數據進行計算，起重機是否處于危險狀態的判斷由所述主控 制器8進行。上述工作分工的改變不會改變本發明的實質。請參看圖5,該圖示出本發明第五實施例的系統單元框圖。該實施例同 樣提供一種起重機力矩控制系統，圖5中與上述第四實施例相同的部分釆用 相同的標號。與上述第四實施例相比，該實施例提供的力矩控制系統的特點 是，其力矩控制器7直接對操作裝置11和輸出電磁閥組閥組12進行限制， 無需經過所述主控制器8進行控制。該系統的其它方面與本發明第四實施例 完全相同，在此不再贅述。使用上述力矩控制系統應用在起重機上，可以獲得具有更佳安全保護效 果的起重機，該起重機的其它部分作相應的改變。由于本領域:技術人在了解 上述實施例披露的內容后，無需創造性勞動即可獲知如何實現具有該力矩控 制系統的起重機，因此，在此不再舉具體實施例說明。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普 通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤 飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1、一種起重機吊重測量方法，其特征在于，包括在起重機吊有重物時，檢測獲得起重機各個支腿的受力值；將上述各個支腿的受力值相加，獲得起重機的總重量；將上述檢測獲得的起重機總重量減去起重機的自重，獲得起重機的吊重。
2、 根據權利要求1所述的起重機吊重測量方法，其特征在于，所述起重 機的自重采用如下方式獲得在起重機已經展開支撐但尚未進行起吊作業時，檢測獲得起重機各個支腿 的受力值；將上述各個支腿的受力值相加，獲得起重機的自重；所述起重機的自重包 括起重才幾的配重。
3、 一種起重機配重的測量方法，其特征在于，包括 在對起重機進行配重后，檢測獲得起重機各個支腿的受力值； 將上述各個支腿的受力值相加，獲得起重機的自重； 將上述檢測獲得的起重機自重減去起重機凈重，獲得起重機的配重。
4、 根據權利要求3所述的起重機配重計算方法，其特征在于，所述起重 機的凈重，為起重機在配重之前，將起重機各個支腿的受力值相加的和。
5、 根據權利要求3或者4所述的起重機配重測量方法，其特征在于，還 包括在獲得起重機配重后，將該數值與起重機所采用的配重塊重量相比較，計 算出起重機使用的配重塊數量；將起重機配重塊的數量乘以每個起重機配重塊的重量額定值，獲得校正后 起重#幾配重。
6、 一種起重機力矩控制方法，其特征在于，包括 根據檢測獲得的當前起重機吊臂工作角度、起重機吊臂工作長度，以重機 起重特性表為依據，確定起重機當前工作狀態對應的額定工作載荷；在起重機吊有重物時，檢測獲得起重機各個支腿的受力值，將各個支腿的 受力值和減去起重機的自重，獲得起重機的吊重；以上述計算獲得的吊重與上述確定的起重機額定工作載荷相比，獲得起重機的工作力矩百分比；判斷上述工作力矩百分比是否小于等于預定的力矩限度；若是，則判斷起 重機正常工作，繼續檢測起重機的工作狀態；若否，進入下一步驟； 進行力矩限制處理。
7、 根據權利要求要求6所述的起重機力矩控制方法，其特征在于，還包括計算起重機任意相鄰支腿的受力和；判斷該受力和是否大于等于預定的傾翻閥值，若是，則判斷起重機正常工 作，并繼續檢測起重機的工作狀態；若否，則進入所述力矩限制處理步驟。
8、 根據權利要求6或者7任一項所述的起重力矩控制方法，其特征在于， 所述起重特性表與起重機的配重相關，針對不同的配重，選用不同的起重特性 表。
9、 根據權利要求8所述的起重力矩控制方法，其特征在于，所述起重機 配重通過下述步驟確定在對起重機進行配重后，檢測獲得起重機各個支腿的受力值； 將上述各個支腿的受力值相加，獲得起重機的自重； 將上述檢測獲得的起重機自重減去未配重前起重機的凈重，獲得起重機的 配重。
10、 根據權利要求9所述的起重力矩控制方法，其特征在于，所述力矩限 制處理包括發出報警信號、阻止起重機向危險方向運動兩種處理方式中的一種 或者兩種。
11、 一種起重機力矩控制系統，包括 角度傳感器，用于檢測起重機吊臂的工作角度； 長度傳感器，用于檢測起重機吊臂的工作長度；力矩控制器，用于接收來自各個傳感器的檢測值，并據此進行力矩控制處理；電源，用于向該力矩控制系統中的各個單元供電； 其特征在于，還包括力傳感器，該力傳感器安裝在起重機各支腿上，用于檢測相應支腿的受力值；所述力矩控制器釆用如下步驟進行力矩控制根據所述角度傳感器檢測獲得的當前起重機吊臂工作角度、所述長度傳感 器檢測獲得的起重機吊臂工作長度，查閱起重機的起重特性表；在所述起重特性表中確定起重機當前工作狀態對應的額定工作栽荷；將起重機吊有重物時獲得的起重機各個支腿的力傳感器檢測值相加，減去 起重機的自重，獲得起重機的吊重；以上述計算獲得的吊重與上述確定的起重機額定工作載荷相比，獲得起重 機的工作力矩百分比；判斷工作力矩百分比是否小于等于預定的力矩限度；若是，則繼續;險測起 重機的工作狀態，并進行上述計算和判斷；若否，則進入下一步驟； 進行力矩限制處理。
12、 根據權利要求10所述的起重機力矩控制系統，其特征在于，所述力 矩控制器還進行下述處理根據所述力傳感器檢測獲得的各個支腿的受力，計算起重機任意相鄰支腿 的受力和；判斷該受力和是否低于預定的傾翻閥值；若是，則繼續;險測起重機的工作 狀態，并進行上述計算和判斷；若否，則進入所述力矩限制處理步驟。
13、 根據權利要求11或者12所述的起重機力矩控制系統，其特征在于， 所述力矩傳感器在查閱所述起重特性表時，首先根據起重機的配重確定具體使 用的起重特性表。
14、 根據權利要求13所述的起重機力矩控制系統，其特征在于，所述力 矩傳感器以下述步驟確定起重機的配重在對起重機進行配重后，檢測獲得起重機各個支腿的受力值； 將上述各個支腿的受力值相加，獲得起重機的自重； 將上述檢測獲得的起重機自重減去未配重前起重機的凈重，獲得起重機的 配重。
15、 根據權利要求14所述的起重機力矩控制系統，其特征在于，起重機 的凈重采用下述方式獲得在起重機展開支撐后、尚未進行配重和吊重前，檢測獲得起重機各個支腿的受力值；將上述起重機各個支腿的受力值相加，該值即為起重機的凈重。
16、 根據權利要求13所述的起重機力矩控制系統，其特征在于，該系統 還包括才艮警單元，所述力矩控制器在力矩限制處理步驟中產生報警啟動信號， 所述報警單元接收該報警啟動信號，據此產生報警信息。
17、 根據權利要求16所述的起重機力矩控制系統，其特征在于，所述力 矩控制系統還具有顯示器，該顯示器與所述力矩控制器連接，用于顯示力矩控 制器輸出的相關信息。
18、 根據權利要求17所述的起重機力矩控制系統，其特征在于，所述力 矩控制器進行力矩限制處理，具體是向起重機主控制器輸出其判斷結果；所述 主控制器根據接收的判斷結果進行控制；若所述判斷結果A^重機處于危險狀 態，則所述控制器限制起重機操作裝置和輸出電磁閥組的動作，使起重機不會 向危險方向繼續運動。
19、 根據權利要求17所述的起重機力矩控制系統，其特征在于，所述力 矩控制器進行力矩限制處理，具體根據以前各個步驟的判斷結果輸出相應的控 制信號；在所述判斷結果是起重機處于危險狀態時，所述控制信號限制起重機 操作裝置和輸出電磁閥組的動作，使起重機不會向危險方向繼續運動。
20、 一種起重機，其特征在于，具有權利要求11到權利要求19任一項所 述的起重機力矩控制系統。
全文摘要
本發明公開一種起重機吊重測量方法，包括在起重機吊有重物時，檢測獲得起重機各個支腿的受力值；將上述各個支腿的受力值相加，獲得起重機的總重量；將上述檢測獲得的起重機總重量減去起重機的自重，獲得起重機的吊重。本發明同時公開一種與上述方法具有相同技術特征的起重機配重的測量方法。本發明還公開一種采用上述吊重測量方法的起重機力矩控制方法以及起重機力矩控制系統。本發明提供的起重機吊重測量方法與現有技術相比具有更好的檢測效果。
文檔編號B66C13/16GK101214903SQ20081000270
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月9日 優先權日2008年1月9日
發明者喻發躍, 廖曉軍, 賀金戈, 鄧連喜 申請人:湖南三一起重機械有限公司