一種起重機總成的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種起重機總成，屬于工業【技術領域】。該起重機總成包括：起重操作器、油壓伺服控制器和設置在起重機本體上的多個油壓汽缸，油壓汽缸上設置有油壓閥，還包括：振動抑制控制器和加速度傳感器；加速度傳感器用于采集起重機起重貨物過程中的實際加速度；振動抑制控制器根據實際加速度產生能夠抵消實際加速度的振動抑制信號，以使油壓伺服控制器根據起重操作器設定的起重操作指令，控制油壓閥對油壓汽缸的活塞行程位置進行調整，從而使起重機的起重長度和起重角度中的至少一個得到調整，以便將貨物放置到目標位置。該起重機總成，能夠有效抑制貨物起重過程中所產生的振動，從而將貨物準確放置到目標位置。
【專利說明】一種起重機總成
【技術領域】
[0001]本發明涉及工業【技術領域】，特別涉及一種起重機總成。
【背景技術】
[0002]起重機，是指在一定范圍內垂直提升和水平搬運重物的多動作起重機械。隨著工業的發展，起重機在工業領域中的應用越來越廣泛。在工業制造領域，通常采用起重機將貨物吊起并移動到目標位置，然后進行放置。
[0003]現有技術中，起重機總成通常包括:起重操作器、油壓伺服控制器和設置在起重機本體上的多個油壓汽缸，油壓汽缸上設置有油壓閥。其中，起重操作器用于設置起重操作指令，油壓伺服控制器用于根據起重操作指令，控制油壓閥對油壓汽缸的活塞行程位置進行調整，進而使起重機的起重長度和起重角度得以調整，以便能夠將貨物放置到目標位置。也即，起重機在起重貨物過程中不發生振動的情況下，能夠將貨物放置到目標位置。實際中，由于起重機本體的移動以及停止，往往會引起起重機頂端發生振動，將導致起重機在將貨物吊起移動至目標位置后，貨物的實際放置位置與目標位置往往存在偏差。
[0004]為了能夠在起重機起重過程中發生振動的情況下，將貨物放置到目標位置，通常采用以下兩種方法解決:一種是等待起重機頂端的振動停止以后再放置貨物，這樣就大大降低了作業效率；另外一種是通過操作人員調整油壓汽缸的活塞行程位置，從而對起重機的起重長度和起重角度進行調整，進而對貨物的放置位置進行調整，以使貨物能夠放置在目標位置，但該辦法主要依賴手工作業，對操作人員的經驗和熟練程度也提出了較高要求，而且采用人為操作很容易發生安全問題。此外，以上兩種方法都無法從根本上解決起重機振動的問題，導致實際應用價值較小。
【發明內容】
[0005]本發明實施例提供了一種起重機總成，能夠快速、有效抑制起重機在起重貨物過程中發生振動，將貨物放置到目標位置。
[0006]本發明實施例提供的技術方案如下:
[0007]—種起重機總成，包括起重操作器、油壓伺服控制器和設置在起重機本體上的多個油壓汽缸，所述油壓汽缸上設置有油壓閥，還包括:振動抑制控制器和加速度傳感器；所述加速度傳感器用于采集所述起重機起重貨物過程中的實際加速度；所述振動抑制控制器根據所述實際加速度產生能夠抵消所述實際加速度的振動抑制信號，以使所述油壓伺服控制器根據所述起重操作器設定的起重操作指令，控制所述油壓閥對所述油壓汽缸的活塞行程位置進行調整，從而使所述起重機的起重長度和起重角度中的至少一個得到調整，以便將貨物放置到目標位置。
[0008]優選地，還包括:計算模塊，用于根據所述油壓汽缸的活塞行程的當前位置和預設的起重機數值模型，計算所述起重機的模型加速度和模型振動頻率。
[0009]優選地，所述計算模塊還用于將所述實際加速度和所述模型加速度進行比較，根據比較結果計算所述貨物的實際質量。
[0010]優選地，所述計算模塊還用于根據所述貨物的實際質量和所述預設的起重機數值模型，計算所述起重機在起重長度和起重角度中的至少一個進行調整后的模型振動頻率。
[0011]優選地，所述計算模塊，還用于根據所述實際加速度計算所述起重機的實際振動頻率。
[0012]優選地，還包括:補償模塊，用于對所述模型振動頻率進行時間補償。
[0013]優選地，所述振動抑制控制器，包括:傅里葉變換器，用于將接收的所述模型振動頻率和所述實際振動頻率中的基本頻率以外的頻率濾除。
[0014]優選地，所述振動抑制控制器，還包括:與所述傅里葉變換器相連的反復補償器；所述反復補償器，用于產生與所述傅里葉變換器輸出的基本頻率信號相同的連續信號，并將所述連續信號作為負反饋信號輸入給所述反復補償器的輸入端。
[0015]優選地，所述振動抑制控制器，還包括:設置在所述傅里葉變換器和所述反復補償器之間的衰減濾波器。
[0016]優選地，所述振動抑制控制器，還包括:與所述反復補償器的輸出端相連的時間進度補償器，所述時間進度補償器的輸出端作為負反饋信號與所述油壓伺服控制器的輸入端相連。
[0017]本發明實施例提供的起重機總成，通過設置加速度傳感器和振動抑制控制器，振動抑制控制器能夠根據加速度傳感器所采集的起重機的實際加速度，產生能夠抵消該實際加速度的振動抑制信號，從而能夠快速、有效抑制起重機在起重貨物過程中發生振動，使得油壓伺服控制器能夠根據起重操作器的起重操作指令，控制油壓汽缸對起重機的起重長度和起重角度中的至少一個進行調整，從而能夠將貨物放置到目標位置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地。，下面描述中的附圖僅僅是本發明中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本發明實施例提供的一種起重機總成的整體示意圖；
[0020]圖2是本發明實施例提供的一種起重機總成的結構示意圖；
[0021]圖3是本發明實施例提供的一種起重機的結構示意圖；
[0022]圖4是圖3的簡化示意圖；
[0023]圖5是圖4的振動模型示意圖；
[0024]圖6是起重機數值模型在貨物質量不同情況下的加速度比較示意圖；
[0025]圖7是本發明實施例提供的一種反復補償器的輸入和輸出波形圖；
[0026]圖8是本發明實施例提供的一種時間進度補償器的輸入和輸出波形圖。
[0027]附圖標記:
[0028]1-起重操作器；2_油壓伺服控制器；3_油壓汽缸；4_油壓閥；
[0029]5-振動抑制控制器；6_加速度傳感器；7_行程傳感器；8_貨物；
[0030]9-起重機；10-起重長度調整汽缸；11-起重角度調整汽缸；
[0031]12-起重長度；13-起重角度；14-模型振動波形；15_實際振動波形。
【具體實施方式】
[0032]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本發明實施例的方案，下面結合附圖和實施方式對本發明實施例作進一步的詳細說明。
[0033]如圖1和圖2所示，一種起重機總成，可以包括:起重操作器1、油壓伺服控制器2和設置在起重機9本體上的多個油壓汽缸3，油壓汽缸3上設置有油壓閥4，還可以包括:振動抑制控制器5和加速度傳感器6 ;其中，加速度傳感器6可以采集起重機9起重貨物過程中的實際加速度；振動抑制控制器5可以根據實際加速度產生能夠抵消實際加速度的振動抑制信號，以使油壓伺服控制器2根據起重操作器I設定的起重操作指令，控制油壓閥4對油壓汽缸3的活塞行程位置進行調整，從而使起重機9的起重長度和起重角度中的至少一個得到調整，以便能夠將貨物8放置到目標位置。該起重機總成，通過振動抑制控制器產生振動抑制信號，該振動抑制信號能夠抵消起重機起重過程中的實際加速度，可以在短時間內快速、有效抑制起重機在起重貨物過程中產生的振動，從而使得油壓伺服控制器能夠根據起重操作器的起重操作指令，控制油壓汽缸對起重機的起重長度和起重角度中的至少一個進行調整，從而能夠將貨物放置到目標位置。
[0034]如圖3所示，起重機9的本體可以由多段構成，相鄰的兩段之間為活動連接。在起重機9的本體上從底部到頂部設置有多個油壓汽缸3。起重機9的本體優選采用三段構成，可以在起重機9本體的內外兩側分別設置三個油壓汽缸3，其中，在起重機9本體的每一段的外側分別設置一個起重長度調整汽缸10，在相鄰兩段的連接位置以及起重機9本體底部和底座的連接處分別設置一個起重角度調整汽缸11。通過起重長度調整汽缸10能夠對起重機9的起重長度進行調整，通過起重角度調整汽缸11能夠對起重機9的起重角度進行調整。為了表示方便，可以將圖3簡化為圖4的結構，其中上下箭頭代表貨物發生上下振動。
[0035]在上述每個油壓汽缸3上都可以設置有油壓閥4和行程傳感器7，行程傳感器7能夠對起重機9的活塞行程位置進行檢測，根據需要控制油壓閥4的開閉程度，從而對油壓汽缸3的活塞行程位置進行調整，從而使起重機9的起重長度和起重角度得到調整。
[0036]在本發明實施例中，可以根據起重機的結構特征建立一個起重機振動模型，如圖5所示，該振動模型與預先設置的起重機數值模型相對應。將該振動模型的彈簧常數采用K。表示，假設貨物質量為1?時，在起重長度12為L。，起重角度13為Θ時，該振動模型的模型振動頻率為f。。
[0037]由于同一貨物在起重機9的起重長度12和起重角度13不同的情況下進行起重，將產生不同的模型加速度和模型振動頻率，具體可以通過起重機總成中的計算模塊計算得到。具體地，計算模塊可以根據油壓汽缸3的活塞行程的當前位置，計算起重機的當前起重長度和起重角度，然后根據預設的起重機數值模型計算起重機在當前起重長度和起重角度下的模型加速度和模型振動頻率。
[0038]如圖6所示，為起重機數值模型在貨物質量不同情況下的加速度比較示意圖，其中的14代表模型振動波形和15代表實際振動波形。上述計算模塊，還可以將加速度傳感器6所采集的實際加速度和上述通過計算得到的模型加速度進行比較，根據比較結果計算貨物8的實際質量。圖6中的ι?μ為貨物的基本質量，例如，可以設置為1000kg，mCur為貨物的實際質量，模型振動頻率為fM，實際振動頻率為，模型振動周期為tK，實際振動周期為t。，根據上述得到的模型振動加速度和實際振動加速度，本領域普通人員容易計算得到模型振動頻率4#和實際振動頻率feur。由于振動頻率*振動周期=1，則有U = i/tE,
fcur = l/tC。根據公式 LrZfRet=VmKd.7mCr，可以計算得到 = mKef* (fRrf/fCur) 2。
[0039]由于起重機在起重貨物過程中，起重長度或起重角度會發生調整，導致同一貨物在不同起重長度或起重角度的情況下具有不同的模型振動頻率。如圖5所示，假設實際質量為％的貨物,起重長度為L。,起重角度為Θ時的彈簧常數為K。,在起重角度Θ保持不變的情況下，將起重長度由L。調整為Lai，將調整后該振動模型的彈簧常數采用Kai表示，其中，Kai的具體數值可以通過起重機數值模型所對應的常數數據表得出。根據公式K。=Ka^Nk(I^/L。)，其中，Nk為彈簧常數換算函數，可以計算得到起重機在起重長度進行調整情況下的模型振動頻〗fu= ( 1/2 7_f ) ^jKrIin，其中，m。為叫在垂直于彈簧長度方向的分解質量，有 = mL.cos σ。
[0040]當然上述計算模塊，還可以根據加速度傳感器6采集的實際加速度計算起重機9的實際振動頻率。
[0041]上述振動抑制控制器5可以包括傅里葉變換器，而起重機9的模型振動頻率需要輸入給傅里葉變換器進行信號處理，由于傅里葉變換器無法對現有階段的波形振動頻率進行分析，需要取前一周期的波形振動頻率進行分析，將會發生時間的延遲，并且在起重機的起重長度和起重角度都發生變化的情況下，將導致分析的結果與實際情況出現偏差，因此，需要增加一個補償模塊，對模型振動頻率在時間上進行補償，使傳輸的信號提前一個周期，從而使傅里葉變換器所接收的實際振動波形與起重機的實際振動情況相一致，從而使控制性能得到優化。
[0042]上述傅里葉變換器，可以將接收的經過補償的模型振動頻率和實際振動頻率表示為采用基本頻率和其他頻率組合的形式，并將其中的基本頻率以外的頻率濾除后輸出。
[0043]上述振動抑制控制器5，還可以包括:與傅里葉變換器相連的反復補償器；如圖7所示，反復補償器，可以產生與傅里葉變換器輸出的基本頻率信號相同的連續信號，并將連續信號作為負反饋信號輸入給反復補償器的輸入端。該反復補償器的傳遞函數可以為:e_s'則反復補償器的輸出信號在時間上可以比輸入信號滯后一個周期Tr。
[0044]由于上述反復補償器輸出的為連續波形信號，在加速度傳感器6輸入波形的振幅發生衰減時，為使反復補償器的輸出也發生衰減，同時保證控制系統的穩定性，可以在上述傅里葉變換器和反復補償器之間設置衰減濾波器，該衰減濾波器具體可以位于反復補償器與傅里葉變換器輸出端之間的反饋環內，從而保證信號的實時性。
[0045]上述振動抑制控制器5，還可以包括:與反復補償器的輸出端相連的時間進度補償器，如圖8所示，時間進度補償器的輸出端作為負反饋信號可以與油壓伺服控制器2的輸入端相連。該事件進度補償器的傳遞函數可以為:e(kl/N)s'其中，Tr表示波形周期，將Tr分為N個時間段，則每個時間段的長度為kl，S指積分變換中的拉普拉斯變換(LaplaceTransform)的符號代碼，時間進度補充器的輸出端將比反復補償器所輸出的信號在相位上將向前推進(kl/N) Tr，從而保證信號輸出的實時性。
[0046]本發明實施例提供的起重機總成應用范圍廣泛，除了可用于起重機車、混凝土輸送泵車、消防車等重型車，還可用于港口起重或者建筑起重等相關設備。
[0047]本發明實施例提供的起重機總成，通過設置加速度傳感器和振動抑制控制器，振動抑制控制器能夠根據加速度傳感器所采集的起重機的實際加速度，產生能夠抵消該實際加速度的振動抑制信號，從而能夠快速、有效抑制起重機在起重貨物過程中發生振動，使得油壓伺服控制器能夠根據起重操作器的起重操作指令，控制油壓汽缸對起重機的起重長度和起重角度中的至少一個進行調整，從而能夠將貨物放置到目標位置。
[0048]以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種起重機總成，包括起重操作器、油壓伺服控制器和設置在起重機本體上的多個油壓汽缸，所述油壓汽缸上設置有油壓閥，其特征在于，還包括:振動抑制控制器和加速度傳感器；所述加速度傳感器用于采集所述起重機起重貨物過程中的實際加速度；所述振動抑制控制器根據所述實際加速度產生能夠抵消所述實際加速度的振動抑制信號，以使所述油壓伺服控制器根據所述起重操作器設定的起重操作指令，控制所述油壓閥對所述油壓汽缸的活塞行程位置進行調整，從而使所述起重機的起重長度和起重角度中的至少一個得到調整，以便將貨物放置到目標位置。
2.根據權利要求1所述的起重機總成，其特征在于，還包括:計算模塊，用于根據所述油壓汽缸的活塞行程的當前位置和預設的起重機數值模型，計算所述起重機的模型加速度和模型振動頻率。
3.根據權利要求2所述的起重機總成，其特征在于:所述計算模塊還用于將所述實際加速度和所述模型加速度進行比較，根據比較結果計算所述貨物的實際質量。
4.根據權利要求3所述的起重機總成，其特征在于:所述計算模塊還用于根據所述貨物的實際質量和所述預設的起重機數值模型，計算所述起重機在起重長度和起重角度中的至少一個進行調整后的模型振動頻率。
5.根據權利要求2至4任一項所述的起重機總成，其特征在于:所述計算模塊，還用于根據所述實際加速度計算所述起重機的實際振動頻率。
6.根據權利要求5所述的起重機總成，其特征在于，還包括:補償模塊，用于對所述模型振動頻率進行時間補償。
7.根據權利要求6所述的起重機總成，其特征在于，所述振動抑制控制器，包括:傅里葉變換器，用于將接收的所述模型振動頻率和所述實際振動頻率中的基本頻率以外的頻率濾除。
8.根據權利要求7所述的起重機總成，其特征在于，所述振動抑制控制器，還包括:與所述傅里葉變換器相連的反復補償器；所述反復補償器，用于產生與所述傅里葉變換器輸出的基本頻率信號相同的連續信號，并將所述連續信號作為負反饋信號輸入給所述反復補償器的輸入端。
9.根據權利要求8所述的起重機總成，其特征在于，所述振動抑制控制器，還包括:設置在所述傅里葉變換器和所述反復補償器之間的衰減濾波器。
10.根據權利要求9所述的起重機總成，其特征在于，所述振動抑制控制器，還包括:與所述反復補償器的輸出端相連的時間進度補償器，所述時間進度補償器的輸出端作為負反饋信號與所述油壓伺服控制器的輸入端相連。
【文檔編號】B66C23/62GK104071706SQ201410330884
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月11日 優先權日:2014年7月11日
【發明者】衛偉, 梅本修 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司