一种起重机力矩限制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种起重机力矩限制系统，包括基准定位装置、移动定位装置、压力传感器、数据处理器和力矩限制主机；基准定位装置设置于车身或起重机转台上，移动定位装置设置于伸缩臂臂头，压力传感器设置于用于顶起伸缩臂的油缸上，基准定位装置和移动定位装置连接数据处理器，数据处理器和压力传感器连接力矩限制主机；数据处理器接收基准定位装置和移动定位装置的定位信息，并根据接收的定位信息得到伸缩臂臂长、伸缩臂的变幅角度和伸缩臂的幅度；力矩限制主机根据伸缩臂臂长、伸缩臂的变幅角度、伸缩臂的幅度和压力传感器的压力值得到起重机吊重重量。本发明专利技术中力矩限制系统精度高，安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种起重机力矩限制系统
本专利技术涉及一种起重机力矩限制系统，为起重机的安全操作系统。
技术介绍
力矩限制系统是起重机的安全操作系统，它根据实际的作业状态，按照特定的起吊特性曲线，自动对起重机超载等危险工况进行力矩限制，防止车辆损坏、倾翻等事故的发生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可靠的起重机力矩限制系统，实现对起重机起重重量的计算和控制。本专利技术所采取的技术方案为：一种起重机力矩限制系统，包括基准定位装置、移动定位装置、压力传感器、数据处理器和力矩限制主机；所述基准定位装置设置于车身或起重机转台上，所述移动定位装置设置于伸缩臂臂头，所述压力传感器设置于用于顶起所述伸缩臂的油缸上，所述基准定位装置和移动定位装置连接所述数据处理器，所述数据处理器和压力传感器连接所述力矩限制主机；所述数据处理器接收基准定位装置和移动定位装置的定位信息，并根据接收的定位信息得到伸缩臂臂长、伸缩臂的变幅角度和伸缩臂的幅度；所述力矩限制主机根据所述伸缩臂臂长、伸缩臂的变幅角度、伸缩臂的幅度和压力传感器的压力值得到起重机吊重重量。进一步的，所述伸缩臂臂长计算方法为计算c点坐标：所述移动定位装置设置于B点，伸缩臂臂头滑轮中心所在位置为E点，所述伸缩臂轴线为l，所述E点到轴线l的垂足为c点，根据所述B点坐标得到所述c点坐标；计算o点坐标：所述基准定位装置设置于A点，伸缩臂后铰点对应的位置为O点，根据所述A点坐标得到所述O点坐标；根据所述c点坐标和O点坐标得到伸缩臂臂长OC、伸缩臂变幅角度和伸缩臂的幅度。进一步的，所述伸缩臂变幅角度为伸缩臂与水平方向的夹角。进一步的，以伸缩臂竖直设置为起始位置，所述伸缩臂的幅度为由起始位置至目标位置变化过程中，伸缩臂顶端滑轮中心在水平方向的移动距离。进一步的，所述起重机吊重重量根据如下公式得到：M1=M3+M4-M2，其中M1为吊重力矩，M2为伸缩臂自重力矩，M3为油缸推力力矩，M4卷扬绳拉力力矩；然后根据M1=G*r得到吊重物体重力G，其中r为伸缩臂的幅度。进一步的，所述伸缩臂自重力矩M2=f（L,α），其中L为伸缩臂长度，α为伸缩臂变幅角度。进一步的，所述油缸推力力矩M3=f（p，L，α），其中L为伸缩臂长度，α为伸缩臂变幅角度，p为油缸压力。进一步的，所述卷扬绳拉力力矩M4=f（G,L，α）,其中L为伸缩臂长度，α为伸缩臂变幅角度，G为吊重物体重力。本专利技术所产生的有益效果包括：1）本专利技术增加了空间定位设备，取消了传统的长度和角度传感器，可直接对起重机的臂长，角度及作业幅度进行测量，替代了人工反复拉尺标度幅度行为，减少了人为误差，提升了测量精度；2）本专利技术由于可直接通过定位设备测量幅度，无需设定大量的作业工况进行幅度调试标定，大大提升了力限器系统的调试效率；3）本专利技术在软件计算时，通过定位设备及数据处理模块可直接读取测量幅度值，与现有方法相比无需进行作业幅度曲线多点拟合，避免了拟合偏差，提升了计算精度和作业安全性。附图说明图1本专利技术中起重机力矩限制系统的结构示意图；图2本专利技术中参数计算示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细的解释说明，但应当理解为本专利技术的保护范围并不受具体实施例的限制。如图1，本专利技术中的起重机力矩限制系统包括基准定位装置、移动定位装置和数据处理装置等。基准定位装置：（安装在车身或者起重机转台某一位置），负责基准定位装置安装位置的实时空间定位，输出对应的空间三维坐标（本实施例中定位装置采用经纬度进行定位）信息；同时具备无线通信功能，能够与数据处理模块进行通信，基准定位装置也可以使用局域网、无线电台、4G通信、蓝牙等无线数据等传输方式，也可以通过有线数据传输方式。移动定位装置：（安装在伸缩臂臂头某一位置），随伸缩过程移动，负责移动定位装置安装位置的实时空间定位，输出对应的空间三维坐标信息；同时具备无线通信功能，能够与数据处理模块进行通信；数据处理模块：能够接收基准定位装置和移动定位装置的定位信息，并进行实时计算得出移动定位装置和基准定位装置的空间距离、空间角度等，如幅度、臂长、变幅角度等；同时此模块还具备与力矩限制主机通信的功能，可以将计算结果发送至力矩限制主机进行力矩限制计算。其中，基准定位装置安装点与移动定位装置安装点构成的垂直平面，要与伸缩臂轴向构成的垂直平面保持平行。如图2，若A点为基准定位设备安装位置（车身），B点为移动定位设备安装位置（臂头）。其中A、B两点构成的垂直平面为第一平面，第一平面为经过A和B两点并与地面垂直的面，伸缩臂轴向构成的垂直平面为第二平面，第二平面为经过伸缩臂轴线并与地面垂直的面，第一平面和第二平面平行，在第一平面上，O点为伸缩臂后铰点对应的位置，伸缩臂后铰点即伸臂与起重机转台连接处的点，E点为臂头滑轮中心对应的位置（伸缩臂的前端设置有用于吊重重物的滑轮），其中C点为E点到伸缩臂轴线方向的垂心。基准定位设备可以定位A点空间坐标信息，通过△AOJ的几何关系，可得到0点的空间坐标，其中AJ、OJ及OA长度值为定值，可实际测量得到；移动定位设备可以定位B点空间坐标信息，通过△CBD的几何关系，可得到C点的空间坐标，其中CB及∠BCO为定值，β=∠BCO-α，CD=CB*cosβ，BD=CD=CB*sinβ；得到C点空间坐标后，通过△CEF的几何关系，可得到E点的空间坐标,其中CE为定值，CF=CE*cosα，EF=CE*sinα。根据上述得到的O点及C点空间坐标，可以直接计算伸缩臂长度L=OC及伸缩臂变幅角度α，进而可以得到工作幅度=AH-AJ=OK+EF，其中AH为A点和E点在水平方向的投影，AJ为A点和O点在水平方向的投影，OK为O点和C点在水平方向的投影，EF为C点和E点在水平方向的投影。②吊重量计算：根据力矩平衡的原理，重量G=f（r',L，α，p），r'为上述计算完成的幅度值，L为上述计算完成的臂长，α为上述计算完成的变幅角度，油缸压力p由对应的传感器得到，从而可以计算出吊重重量G。当吊重重量超过系统额定吊重重量时，主机会发出报警信息。另外，本专利技术中的基准定位模块安装在车身，移动定位模块站装在臂头，也可互换位置。本专利技术采用了2个定位设备实现了幅度测量，也可使用多个定位设备实现，如1个基准站，多个移动站。实际应用时，可使基准定位设备安装点A尽量要与O点重合，移动定位设备安装点B尽量要与C点重合。1）力矩限制系统硬件构成，取消长度和角度传感器，采用了空间定位设备进行臂长、变幅角度、工作幅度测量，并实现了与力限器主机实时通信，进行力矩限制保护；2）力矩限制系统软件计算，直接读取空间定位设备测量的幅度值，无需进行幅度标定和拟合，提升了调试效率。3）能检测出起重机所吊载的质量、作业幅度等，自动对起本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种起重机力矩限制系统，其特征在于：包括基准定位装置、移动定位装置、压力传感器、数据处理器和力矩限制主机；所述基准定位装置设置于车身或起重机转台上，所述移动定位装置设置于伸缩臂臂头，所述压力传感器设置于用于顶起所述伸缩臂的油缸上，所述基准定位装置和移动定位装置连接所述数据处理器，所述数据处理器和压力传感器连接所述力矩限制主机；/n所述数据处理器接收基准定位装置和移动定位装置的定位信息，并根据接收的定位信息得到伸缩臂臂长、伸缩臂的变幅角度和伸缩臂的幅度；/n所述力矩限制主机根据所述伸缩臂臂长、伸缩臂的变幅角度、伸缩臂的幅度和压力传感器的压力值得到起重机吊重重量。/n

【技术特征摘要】
1.一种起重机力矩限制系统，其特征在于：包括基准定位装置、移动定位装置、压力传感器、数据处理器和力矩限制主机；所述基准定位装置设置于车身或起重机转台上，所述移动定位装置设置于伸缩臂臂头，所述压力传感器设置于用于顶起所述伸缩臂的油缸上，所述基准定位装置和移动定位装置连接所述数据处理器，所述数据处理器和压力传感器连接所述力矩限制主机；
所述数据处理器接收基准定位装置和移动定位装置的定位信息，并根据接收的定位信息得到伸缩臂臂长、伸缩臂的变幅角度和伸缩臂的幅度；
所述力矩限制主机根据所述伸缩臂臂长、伸缩臂的变幅角度、伸缩臂的幅度和压力传感器的压力值得到起重机吊重重量。


2.根据权利要求1所述的起重机力矩限制系统，其特征在于：所述伸缩臂臂长计算方法为
计算c点坐标：所述移动定位装置设置于B点，伸缩臂臂头滑轮中心所在位置为E点，所述伸缩臂轴线为l，所述E点到轴线l的垂足为c点，根据所述B点坐标得到所述c点坐标；
计算o点坐标：所述基准定位装置设置于A点，伸臂后铰点对应的位置为O点，根据所述A点坐标得到所述O点坐标；
根据所述c点坐标和O点坐标得到伸缩臂臂长OC、伸缩臂变幅角度和伸缩臂的幅度。


3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：东权，赵玉春，周化龙，曹戈，
申请(专利权)人：徐州重型机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32