一种整体自装卸车臂架控制系统及装、卸方法与流程

本发明涉及一种整体自装卸车臂架控制系统及装、卸方法，属于自卸车臂架控制领域。

背景技术：

现阶段，采用液压系统操作的整体自装卸车大量运用于集装箱、托盘装卸作业。但随着电控技术的发展，电液一体化技术越来越多地应用到机械产品当中。一般地，通过操作手柄即可控制设备的动作。特别地，当向后、向前推图1的控制手柄1时，自装卸车即分别可完成集装箱或托盘的卸和装。

图1中，整体自装卸车作业动作分为托盘12的装和卸。控制手柄1前推为装，后推为卸。

其中装的过程如下：

1、在驾驶室向前推控制手柄1，PLC2根据接收到得手柄信号控制自身端口输出PWM1信号接通举伸臂缩电磁阀带动举伸臂油缸7缩，拉动举伸臂6，使得举伸臂6带动吊钩臂8和吊钩臂油缸9及托盘12整体往下运动；

2、在举伸臂落到位时，第二接近开关3接通，PLC根据接收到的第二接近开关信号和手柄信号控制自身端口输出PWM2信号接通吊钩臂缩电磁阀带动吊钩臂油缸9缩，直至吊钩臂完全缩到位，即完成托盘的装过程。

卸的过程如下：

1、在驾驶室向后推控制手柄1，PLC2根据接收到得手柄信号控制自身端口输出PWM3信号接通吊钩臂电磁阀带动吊钩臂油缸9伸，推动吊钩臂8，使得吊钩臂带动托盘12往上运动；

2、在吊钩臂伸到位时，吊钩臂角度传感器10检测到吊钩臂全伸到位，PLC根据接收到的角度信号和手柄信号控制自身端口输出PWM4信号接通举伸臂伸电磁阀带动举伸臂油缸7伸，直至举伸臂伸到合适的位置，判定托盘与吊钩脱开，即完成托盘的卸过程。

上述这种结构在进行托盘装过程中，举伸臂和吊钩臂在缩到位时冲击较大，且在进行托盘卸过程中，吊钩臂伸到位及切换到举伸臂伸时冲击较大，冲击不仅对车架结构安全产生负面影响，而且对于操作人员的人身安全也是极大地隐患；同时，额外的冲击增加车辆的能耗。

综上所述，当操作上述自装卸车进行装、卸动作时，举伸臂和吊钩臂伸、缩到位时均有较大的冲击，更甚者某些同类型设备仅采用如图1中的液动手柄11操作，产生的冲击更大更不可控，该种冲击不仅使得车架产生剧烈晃动，浪费能源，而且对车架以及操作人员的安全也存在极大的隐患。

因此，如何减小该类设备举伸臂和吊钩臂伸缩到位时的冲击、减少设备的能量损耗成为需要迫切解决的问题。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种整体自装卸车臂架控制系统及装、卸方法，该臂架控制系统可以有效地减小车辆装卸过程中的冲击，进而减小设备的能耗，增加设备操作的安全性。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种整体自装卸车臂架控制系统，包括位于驾驶室的控制手柄，举伸臂，铰接在举伸臂上的吊钩臂，举伸臂油缸，吊钩臂油缸，检测吊钩臂角度的角度检测装置，以及根据控制手柄的信号控制举伸臂油缸驱动举伸臂转动和/或控制吊钩臂油缸驱动吊钩臂转动的PLC控制器；其结构特点是，所述举伸臂上装有挡块，所述整体自装卸车的底盘上装有用于检测举伸臂即将到位的第一接近开关，所述PLC控制器根据第一接近开关的检测信号调整举伸臂油缸或吊钩臂油缸的驱动速度。

由此，本发明创造性地引入了挡块和第一接近开关，通过第一接近开关感应挡块从而向PLC控制系统发出举伸臂是否即将到位的信号，从而增加了检测吊钩臂即将到位的步骤，当吊钩臂即将到位时，调整举伸臂油缸或吊钩臂油缸的驱动速度，从而减小车辆装卸过程中的冲击，进而减小设备的能耗。

本发明所述的举伸臂即将到位是指举伸臂接近全缩状态，换句话说，是指举伸臂与车架之间的夹角在2°-5°，优选为3°的时候。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

优选地，所述底盘上还装有用于检测举伸臂完全收缩到位的第二接近开关。

根据本发明的实施例，所述角度检测装置包括装在吊钩臂相对举伸臂转动处的吊钩臂角度传感器。

由于角度传感器的安装部件较多，有安装过渡板、法兰、橡胶垫、传感器盖板、拨杆，固定安装座等，增加了加工制造工作量，现场安装调试繁琐；同时角度传感器安装各部件之间的协调准确度不好把握，导致测量的角度存在误差。作为一种替换方案，所述角度检测装置包括固定在举伸臂上的长度传感器，装在吊钩臂上的拉线固定座，以及一端装在拉线固定座上、另一端与长度传感器相连的拉线。由此，通过采用拉线长度传感器测量举伸臂和吊钩臂某一固定位置的长度变化，然后根据三角函数关系式计算其相对角度值，这种测量方式的测量精度高，人为误差的风险低。

为了方便检测角度，所述举伸臂与吊钩臂铰接点与拉线固定座的中心点之间的连线与吊钩臂的下表面平行，所述举伸臂与吊钩臂铰接点与长度传感器的中心点之间的连线与举伸臂的上表面平行。由此，吊钩臂与举伸臂之间的角度转化为了举伸臂与吊钩臂铰接点与拉线固定座的中心点之间的连线与举伸臂与吊钩臂铰接点与长度传感器的中心点之间的连线之间的角度。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种利用所述的整体自装卸车臂架控制系统进行装的方法，其包括如下步骤：

S1、向前推控制手柄，PLC控制器根据接收到得手柄信号控制自身端口输出PWM1信号接通举伸臂缩电磁阀带动举伸臂油缸缩，举伸臂油缸拉动举伸臂，使得举伸臂带动吊钩臂、吊钩臂油缸及钩挂在吊钩臂上的托盘整体往下运动；

S2、在举伸臂将接近落到位时，第一接近开关感应到所述挡块并接通，PLC控制器根据接收到的第一接近开关的信号和手柄信号调整自身端口输出PWM1信号，即举伸臂缩电磁阀的驱动电流逐渐减小，举伸臂油缸缩的速度逐渐降低，直至举伸臂完全缩到位；

S3、当举伸臂完全缩到位时，举伸臂缩电磁阀的驱动电流减小至0，举伸臂油缸缩的速度降低为0，第二接近开关接通，PLC控制器根据接收到的第二接近开关的信号和手柄信号控制自身端口输出PWM2信号接通吊钩臂缩电磁阀带动吊钩臂油缸缩，同时PLC控制器根据吊钩臂角度检测装置检测的角度信号，在吊钩臂接近全缩时，调整自身端口PWM2信号，即吊钩臂缩电磁阀的驱动电流减小，直至吊钩臂角度检测装置检测到吊钩臂完全缩到位，完成托盘的装过程。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种利用所述的整体自装卸车臂架控制系统进行卸的方法，其包括如下步骤：

S1、向后推控制手柄，PLC控制器根据接收到得手柄信号控制自身端口输出PWM3信号接通吊钩臂伸电磁阀带动吊钩臂油缸伸，吊钩臂油缸推动吊钩臂使得吊钩臂带动托盘往上运动；

S2、通过吊钩臂角度检测装置检测的角度信号，在吊钩臂即将伸到位时，调整PLC控制器自身端口PWM3信号，即吊钩臂伸电磁阀的驱动电流逐渐减小，吊钩臂油缸伸出速度逐渐降低，直至吊钩臂完全伸到位；

S3：当吊钩臂角度检测装置检测到吊钩臂完全伸到位时，吊钩臂伸电磁阀的驱动电流减小至0，吊钩臂油缸伸出速度降低至0，PLC控制器根据吊钩臂角度检测装置检测的角度信号和手柄信号控制自身端口输出PWM4信号接通举伸臂伸电磁阀带动举伸臂油缸伸，直至举伸臂伸到可以脱开托盘的位置，即完成托盘的卸过程。

藉由上述结构，本发明通过增加第一接近开关以及挡块检测举伸臂即将到位情况，再通过PLC控制器调整举伸臂缩电磁阀的电流，进而达到减小举伸臂缩到位的冲击，通过吊钩臂角度传感器检测吊钩臂缩到位情况，再通过PLC控制器调整吊钩臂缩电磁阀电流，进而达到减小吊钩臂缩到位冲击；通过吊钩臂角度传感器检测吊钩臂伸到位情况，再通过PLC控制器调整吊钩臂伸电磁阀电流，进而达到减小吊钩臂伸到位的冲击。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、进行托盘装过程中，举伸臂和吊钩臂在缩到位时动作平稳，到位冲击大大降低；

2、进行托盘卸过程中，吊钩臂伸到位时冲击大大降低；

3、冲击降低的同时液压系统发热量减小，降低了设备的能耗；

4、冲击降低的同时结构件不会出现变形，撕裂情况，操作人员的安全状况得到改善。

附图说明

图1 是现有整体自装卸车作业状态图；

图2是本发明一个实施例的作业状态图；

图3是本发明一个实施例装的控制流程图；

图4是本发明一个实施例的电气控制原理图；

图5是本发明一个实施例卸的控制流程图。

在图中

1、手柄；2、PLC控制器；3、第二接近开关；4、挡块、5、第一接近开关； 6、举伸臂；7、举伸臂油缸；8、吊钩臂；9、吊钩臂油缸；10、吊钩臂角度传感器；11、液动手柄；12、托盘；13、举伸臂缩电磁阀；14、吊钩臂缩电磁阀；15、吊钩臂伸电磁阀；16、举伸臂伸电磁阀。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

一种整体自装卸车臂架控制系统，以减小车辆装卸过程中的冲击，进而减小设备的能耗，增加设备操作的安全性。相较现有技术，本发明在原有的基础硬件上创造性地增加了挡块4、第一接近开关5，由此在装卸到位前增加了已到工序，具体情况如图2所示。

本发明整体自装卸车作业过程如下：

一、装的过程如下：

1、在驾驶室向前推控制手柄1，PLC控制器2根据接收到得手柄信号控制自身端口输出PWM1信号接通举伸臂缩电磁阀13带动举伸臂油缸7缩，拉动举伸臂6，使得举伸臂6带动吊钩臂8和吊钩臂油缸9及托盘12整体往下运动；

2、在举伸臂将接近落到位时，第一接近开关5感应到挡块4，接通，PLC控制器根据接收到的第一接近开关信号和手柄信号调整自身端口输出PWM1信号，即电磁阀驱动电流自动逐渐减小，举伸臂油缸9缩的速度逐渐降低，直至举伸臂完全缩到位；

3、举伸臂完全缩到位时，第二接近开关3接通，PLC控制器根据接收到的第二接近开关信号和手柄信号控制自身端口输出PWM2信号接通吊钩臂缩电磁阀14带动吊钩臂油缸9缩，同时PLC控制器根据吊钩臂角度传感器10信号，在吊钩臂接近全缩时，调整自身端口PWM2信号，即电磁阀驱动电流减小，直至角度传感器10检测到吊钩臂完全缩到位完成托盘的装过程。装动作控制流程如图3所示，电气控制原理如图4所示，其中GND是公共地，PWM是脉冲输出，IW是模拟量输入，DI是数字量输入。

二、卸的过程如下：

1、在驾驶室向后推控制手柄1，PLC控制器2根据接收到得手柄信号控制自身端口输出PWM3信号接通吊钩臂电磁阀带动吊钩臂油缸9伸，推动吊钩臂8，使得吊钩臂带动托盘12往上运动；

2、通过检测吊钩臂角度传感器10信号，在吊钩臂即将伸到位时，调整PLC控制器自身端口PWM3信号，即吊钩臂伸电磁阀15电流自动逐渐减小，吊钩臂油缸伸出速度逐渐降低，直至吊钩臂完全伸到位；

3、吊钩臂完全伸到位时，角度传感器10检测到吊钩臂完全伸到位，PLC控制器根据接收到的角度信号和手柄信号控制自身端口输出PWM4信号接通举伸臂伸电磁阀16带动举伸臂油缸7伸，直至举伸臂伸到合适的位置脱开托盘，即完成托盘的卸过程。卸动作控制流程如图5所示，其电气控制原理如图4所示。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。