一种起重机支腿反力安全边界计算系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种起重机支腿反力安全边界计算系统及方法，涉及重型机械技术领域。该方法总体流程为：在车载显示单元上手动输入或通过车载显示单元自动获取车载控制单元采集到的姿态信息数据后，车载控制单元计算对应姿态信息下的支腿反力安全边界值F

【技术实现步骤摘要】
一种起重机支腿反力安全边界计算系统及方法


[0001]本专利技术涉及重型机械
，特别是涉及一种起重机支腿反力安全边界计算系统及方法。

技术介绍

[0002]随着起重机技术的快速发展，人们对起重机作业安全性能的关注程度日益提高。对于轮式起重机而言，支腿是最常见的支撑装置。起重机在作业过程中，由于超载、施工地基深陷、带有高起重臂收回支腿、危险角度等危险情况的发生，可能导致起重机倾翻，从而带来较大危险事故。
[0003]而通过对支腿反力的有效监控，使得操作人员预先获取到支腿反力数据，进一步了解整车工作状态，进而做出判断以避免起重机倾翻危险事故的发生。
[0004]目前对起重机各支腿反力检测的技术有：判断单元将采集单元将采集到支腿所受的力与预先输入系统的支腿反力工况表进行对比。
[0005]具体过程为：在作业前对起重机进行真实的调平，然后实时监控并显示支腿反力情况，从而准确判断起重机的当前工况，根据当前工况确定预设的相对应的支腿反力值，在当前支腿的实际反力超出预设值时，进行报警和限制相应执行机构往危险的方向动作，预防起重机倾翻的发生。
[0006]例如公开号为CN102556866A的中国专利公开的起重设备稳定性监控系统及其方法，包括：第一采集单元安装在起重设备的支腿油缸处，采集个支腿所受的力；第二采集单元，获取所述起重设备的吊载重量；判断单元读取预存于存储单元中的工况表，工况表包括工况信息、吊载重量参数与额定支腿反力，工况信息与吊载重量参数和额定支腿反力一一对应，从工况表中查找出与所获取的吊载重量相对应的额定支腿反力，判断额定支腿压力与采集的各支腿所受的力之间的大小；处理单元，根据判断结果限制相应执行机构的动作。
[0007]通过该专利技术可以实时检测起重机的各支腿受力情况及回转位置，并与预置的工况表进行对比，对起重机的动作进行控制，避免起重机倾翻。然而这种方案只能在实际作业状态下查询到预设值，无法进行预先查询。
[0008]另外的方式有：在设备作业过程中，确定每个支腿上设置的测力传感器测量到的每个支腿受到的反力。根据测量到的每个支腿所受到的反力，确定设备的重心在水平面上的投影位置。在水平面上确定以设备的每个支腿为顶点的多边形区域，将该多边形区域作为泵车的安全域。根据确定的投影位置和安全域，控制设备，使设备的重心在水平面上的投影处于安全域以内，保证作业的安全性。
[0009]例如公开号为CN102915045B的中国专利公开的一种臂架类工程车辆的控制方法及装置，该方法在臂架类工程车辆每个支腿上设置测力传感器，测量每个支腿受到的反力，据此确定臂架类工程车辆的重心的投影位置，将以每个支腿为顶点的多边形区域作为安全域，控制臂架类工程车辆使其重心的投影位置处于安全域以内。
[0010]又如公开号为CN113108970B的中国专利公开的一种支腿反力测量装置及测量方
法，能实时测量出整车的垂直和水平方向的反力，以便于实现对反力实时可靠的监控。
[0011]再如公开号为CN114455474A的中国专利公开的用于确定工程设备的稳定性的方法、装置及工程设备，该方法包括：确定工程设备在当前作业工况下的倾覆线，其中倾覆线为经过相邻的两个支腿的支撑点的直线；获取不在倾覆线上的一个或多个支腿的支撑点与倾覆线的距离；获取一个或多个支腿的支腿反力；根据距离和支腿反力确定支腿反力对倾覆线产生的力矩；根据力矩和预设力矩阈值确定工程设备的稳定性。
[0012]上述方案均需利用测压传感器装置进行支腿反力的测量，成本较高。并且上述方案都只能在实际作业状态下进行查询，无法进行预先查询。

技术实现思路

[0013]本专利技术针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种起重机支腿反力安全边界计算系统及方法。
[0014]为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种起重机支腿反力安全边界计算方法。
[0015]技术效果：通过该起重机支腿反力安全边界计算系统，能够使得操作人员预先获知对应车辆姿态信息下对应的支腿反力值以及支腿反力安全边界值，也可以进行实时获取；此外，当支腿承受的支腿反力值临支腿反力安全边界值时，车载显示单元进行报警，提示操作人员。当支腿承受的支腿反力超过支腿安全边界值时，车载显示单元进行报警同时车载控制单元限制执行机构动作，只允许执行机构往安全方向动作，以保证作业的安全性。
[0016]本专利技术进一步限定的技术方案是：一种起重机支腿反力安全边界计算方法，在获取的车辆姿态信息后，通过车载控制单元内的计算模型计算支腿反力值及支腿反力安全边界值，并通过车载显示单元进行显示；
[0017]车辆姿态信息包括：总重量M
act
、臂长L、伸臂仰角
∝
和回转角度β，以及车辆姿态信息下对应的最大吊重量M
max
；
[0018]车辆姿态信息的获取通过用户手动输入或通过实时采集车载控制器采集到的参数自动获取。
[0019]进一步的，支腿反力安全边界值的计算公式为
[0020]F
B
＝f(M
max
,L,
∝
,β)
[0021]其中，F
B
表示支腿反力安全边界值，M
max
表示车辆姿态信息下对应的最大吊重量，L表示臂长，
∝
表示伸臂仰角，β表示回转角度。
[0022]前所述的一种起重机支腿反力安全边界计算方法，支腿反力的计算公式为
[0023]F
o
＝f(M
act
,L,
∝
,β)
[0024]其中，F
o
表示支腿反力，M
act
表示总重量，L表示臂长，
∝
表示伸臂仰角，β表示回转角度。
[0025]前所述的一种起重机支腿反力安全边界计算方法，支腿反力安全边界值F
B
与支腿反力F
o
计算完成并显示的同时，车载显示单元对支腿反力安全边界值F
B
与支腿反力值F
o
进行比较；
[0026]当支腿承受的支腿反力值F
o
临近支腿反力安全边界值时F
B
，车载显示单元进行报警；
[0027]当支腿承受的支腿反力F
o
临超过支腿安全边界值F
B
时，车载显示单元进行报警同
时车载控制单元限制执行机构动作。
[0028]一种起重机支腿反力安全边界计算系统，包括车载控制单元、车载显示单元和执行机构，其中
[0029]车载控制单元集成于起重机内，用于车辆姿态信息采集、支腿反力算法处理以及控制执行机构；
[0030]车载显示单元设于驾驶室中，用于显示支腿反力及支腿反力安全边界值。
[0031]本专利技术的有益效果是：
[0032](1)本专利技术中，用户在车载显示单元上手动输入或通过车载显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种起重机支腿反力安全边界计算方法，其特征在于：获取车辆姿态信息后，通过车载控制单元内的计算模型计算支腿反力值及支腿反力安全边界值，并通过车载显示单元进行显示；所述车辆姿态信息包括：总重量M
act
、臂长L、伸臂仰角
∝
和回转角度β，以及车辆姿态信息下对应的最大吊重量M
max
；所述车辆姿态信息的获取通过用户手动输入或通过实时采集车载控制器采集到的参数自动获取。2.根据权利要求1所述的一种起重机支腿反力安全边界计算方法，其特征在于：所述支腿反力安全边界值的计算公式为F
B
＝f(M
max
,L,
∝
,β)其中，F
B
表示支腿反力安全边界值，M
max
表示车辆姿态信息下对应的最大吊重量，L表示臂长，
∝
表示伸臂仰角，β表示回转角度。3.根据权利要求1所述的一种起重机支腿反力安全边界计算方法，其特征在于：所述支腿反力的计算公式为F
o
＝f(M
act
,L,
∝<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟冰，杨艳，张程，刘允昊，
申请(专利权)人：徐州重型机械有限公司，
类型：发明
国别省市：