專利名稱：隨車起重機伸縮臂控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及工程機械的控制裝置，具體是一種隨車起重機伸縮臂控制裝置。
背景技術：
隨車起重機是一種集機械、液壓、電子技術為一體的專用車輛，通過機構的不斷變 幅、回轉、伸縮、起升等動作把目標負載轉運到指定位置的一種機構裝置。伸縮臂是隨車起 重機主要工作裝置，尤其是大噸位的隨車起重機，工作較為頻繁，受力變化也較大。目前國 內外現有隨車起重機伸縮臂伸縮方式主要有兩種， 一種是各伸縮臂等長量伸縮，即每個伸 縮臂伸長與縮短的長度相等；另一種是其伸縮臂的伸縮是伸縮臂I伸到頭，然后再伸伸縮 臂II到頭，最后才能伸伸縮臂III，依此類推，縮回時次序相反。以上兩種伸縮方式都有缺 陷，導致最薄弱的伸縮臂產生變形，甚至焊道開裂和折斷。這兩種伸縮方式都沒有充分發揮 各伸縮臂的最佳工作效果。
發明內容本實用新型的目的是為了克服上述現有技術的不足之處而提供一種隨車起重機 伸縮臂控制裝置，該裝置在控制原理上做了改進，使各伸縮臂的最大應力相等，能夠提高各 伸縮臂的工作平穩性和使用壽命。 本實用新型是以如下技術方案實現的；一種隨車起重機伸縮臂控制裝置，其特征 在于包括工業PLC，通過數據線與工業PLC連接的電比例閥，通過數據線與工業PLC連接分 別用于采集伸縮臂1、伸縮臂n、伸縮臂III的位移量的位移傳感器1、位移傳感器II和位 移傳感器III，與工業PLC連接用于采集固定臂角度的角度傳感器；工業PLC和電比例閥安 裝在隨車起重機的下方，角度傳感器安裝在固定臂的外部，位移傳感器I 一端固定在固定 臂上，另一端固定在伸縮臂I上；位移傳感器II 一端固定在伸縮臂I上，另一端固定在伸縮
臂II上；位移傳感器III 一端固定在伸縮臂II上，另一端固定在伸縮臂III上；伸縮油缸 I缸筒端安裝在固定臂上，活塞桿端安裝在伸縮臂I上；伸縮油缸II缸筒端安裝在伸縮臂I 上，活塞桿端安裝在伸縮臂II上，伸縮油缸III缸筒端安裝在伸縮臂II上，活塞桿端安裝 在伸縮臂III上。 由于采用了上述技術方案，即在現有隨車起重機上增加工業PLC、電比例閥、平衡 閥、角度傳感器、位移傳感器組成的閉環控制系統，工業PLC是該控制裝置的工作核心，控 制指令由其發出，并采用PID程序控制，使控制目標運行平穩最終使各伸縮臂最大應力相 等，如最大應力即將超過材料的許用應力，則發出警報信號并停止工作。工業PLC能根據輸 入吊重重量的大約數及角度傳感器、位移傳感器1、位移傳感器11、位移傳感器III傳輸的
數據，根據伸縮臂1、伸縮臂n、伸縮臂in所受最大應力相等原則計算各伸縮臂合理伸縮
量，并發出控制信號給電比例閥，電比例閥閥口大小發生變化，控制符合計算要求流量的液
壓油驅動伸縮油缸1、伸縮油缸n、伸縮油缸in使伸縮臂1、伸縮臂n、伸縮臂in的位移 量達到控制要求。[0006] 本實用新型的有益效果是極大地改善了現有隨車起重機伸縮臂的受力狀況，避 免了原操作方法導致某一伸縮臂應力過大產生危險的情況，提高了可靠性、操作平穩性和 使用壽命。
下面將結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細描述 圖1是本實用新型的各組成部件在隨車起重機安裝位置圖； 圖2是本實用新型的液壓原理圖； 圖3是本實用新型的控制原理圖。 圖中
2-電比例閥 6-位移傳感器III 10-伸縮臂III 14-液壓泵
1-工業PLC 5-位移傳感器II 9_伸縮油缸III 13-
3-角度傳感器 7_伸縮油缸I 11-伸縮臂II
15-平衡閥
4_位移傳感器I 8_伸縮油缸II 12-伸縮臂I
具體實施方式如圖1所示和圖3所示，隨車起重機伸縮臂控制裝置包括工業PLC1，通過數據線 與工業PLC連接的電比例閥2、通過數據線與工業PLC連接分別用于采集伸縮臂1、伸縮臂 n、伸縮臂III的位移量的位移傳感器I 4、位移傳感器I1 5和位移傳感器III6，與工業 PLC連接用于采集固定臂角度的角度傳感器3 ;工業PLC1和電比例閥2安裝在隨車起重機 的下方，角度傳感器3安裝在固定臂13的外部，位移傳感器I 4 一端固定在固定臂13上， 另一端固定在伸縮臂I 12上；位移傳感器I1 5—端固定在伸縮臂I 12上，另一端固定在 伸縮臂II 11上；位移傳感器III6—端固定在伸縮臂I1 ll上，另一端固定在伸縮臂III 10上。伸縮油缸I 7缸筒端安裝在固定臂13上，活塞桿端安裝在伸縮臂I 12上；伸縮油 缸II 8缸筒端安裝在伸縮臂I 12上，活塞桿端安裝在伸縮臂I1 ll;伸縮油缸III 9缸筒 端安裝在伸縮臂II 11上，活塞桿端安裝在伸縮臂III 10上。伸縮油缸I 7、伸縮油缸I1 8、伸縮油缸ni 9伸縮可分別驅動伸縮臂I 12、伸縮
臂n 11、伸縮臂ni io作伸縮運動，同時位移傳感器i 4、位移傳感器n 5、位移傳感器
III 6分別測出伸縮臂I 12、伸縮臂II 11、伸縮臂III 10的位移量A I" A 12、 A 13。如圖2所示，伸縮油缸I 7、伸縮油缸n 8、伸縮油缸ni 9每個油缸的大小腔上 裝有兩個平衡閥15，液壓泵14將液壓油輸送到電比例閥2處，電比例閥2將控制液壓油按
不同比例經平衡閥i5輸送到伸縮油缸i 7、伸縮油缸n s、伸縮油缸ni 9的大小腔，從而 實現伸縮臂i 12、伸縮臂n 11、伸縮臂ni io按規定的軌跡運動。 在工作前，需給工業PLC1輸入吊重重量的大約值，按下工業PLC1的伸臂開關，工 業PLC根據一些計算原則，進行高速運算。計算原則簡述如下 目標是使各伸縮臂的最大應力相等，以此解出各伸縮臂的伸長量作為控制依據。 伸縮臂III 10所受最大彎矩Mmax3 = f ( A 13， a ) 伸縮臂II 11所受最大彎矩Mmax2 =p(A/2，A/3，") 伸縮臂I 13所受最大彎矩Mmaxl = " ( A I" A 12， A 13， a )[0024] 式中Alp Al2、 Al3分別為伸縮臂I 13、伸縮臂I1 11、伸縮臂I11 10的伸長』 a為固定臂13與水平面的夾角。伸縮臂III 10所受最大應力Wmax3 =、 伸縮臂II ll所受最大應力CTmax2=" 2 - 伸縮臂I 13所受最大應力<7maxl 式中WpW2、W3分別為伸縮臂i 13、伸縮臂n 11、伸縮臂ni io的抗彎模量。
目標函數o MXl = o隨2 = o隨3 以此可計算出需要控制的A L、 A 12、 A 13的物理量。 工業PLC1經計算出理想的Al2、 Al3后，轉化為可控制電比例閥2的信號， 電比例閥2通過改變閥口大小控制液壓油流量，這樣可即時控制各伸縮油缸，各伸縮油缸 驅動各伸縮臂按需要規定的伸長量實施變化。同時各位移傳感器將測量出實際AlpAl2、 A 13傳輸到工業PLC1，進行比較運算后發出新的指令，形成隨車起重機伸縮臂控制裝置的 閉環控制。工業PLC1將運算出的omaxl、 omax2、 Om^比較是否相等如不相等則發出補償控 制指令，同時并與材料的許用應力[o]進行比較，如超過許用應力[o]則報警并中斷操 作。
權利要求一種隨車起重機伸縮臂控制裝置，其特征在于包括工業PLC(1)，通過數據線與工業PLC(1)連接的電比例閥(2)，通過數據線與工業PLC(1)連接分別用于采集伸縮臂I(12)、伸縮臂II(11)、伸縮臂III(10)的位移量的位移傳感器I(4)、位移傳感器II(5)和位移傳感器III(6)，與工業PLC(1)連接用于采集固定臂(13)角度的角度傳感器(3)；工業PLC(1)和電比例閥(2)安裝在隨車起重機的下方，角度傳感器(3)安裝在固定臂(13)的外部，位移傳感器I(4)一端固定在固定臂(13)上，另一端固定在伸縮臂I(12)上；位移傳感器II(5)一端固定在伸縮臂I(12)上，另一端固定在伸縮臂II(11)上；位移傳感器III(6)一端固定在伸縮臂II(11)上，另一端固定在伸縮臂III(10)上；伸縮油缸I(7)缸筒端安裝在固定臂(13)上，活塞桿端安裝在伸縮臂I(12)上；伸縮油缸II(8)缸筒端安裝在伸縮臂I(12)上，活塞桿端安裝在伸縮臂II(11)上，伸縮油缸III(9)缸筒端安裝在伸縮臂II(11)上，活塞桿端安裝在伸縮臂III(10)上。
2. 根據權利要求l所述的隨車起重機伸縮臂控制裝置，其特征在于，所述的工業 PLC(1)、電比例閥(2)、角度傳感器(3)、位移傳感器I(4)、位移傳感器I1(5)和位移傳感器 111(6)構成閉環控制系統。
專利摘要本實用新型適公開了一種隨車起重機伸縮臂控制裝置。包括電比例閥、工業PLC、平衡閥、多個伸縮油缸、多個位移傳感器、角度傳感器；位移傳感器測量伸縮臂的伸縮量，角度傳感器測量伸縮臂與水平面的夾角，兩種傳感器的測量信號反饋給工業PLC，然后工業PLC控制電比例閥，再由電比例閥控制多個伸縮油缸，各伸縮油缸驅動伸縮臂按程序計算預定軌跡運動，多個位移傳感器把位移量反饋給工業PLC形成閉環控制。上述方案的效果是極大地改善了現有隨車起重機伸縮臂的受力狀況，避免了原操作方法導致某一伸縮臂應力過大產生危險的情況，提高了可靠性、操作平穩性和使用壽命。
文檔編號B66C23/693GK201525712SQ20092023385
公開日2010年7月14日 申請日期2009年7月29日 優先權日2009年7月29日
發明者仇文寧, 李清偉, 洪杰, 程磊, 陳寶鳳, 馬厚雪 申請人:徐州徐工隨車起重機有限公司;江蘇省徐州技師學院;徐州工程學院