起重机刹车系统、自动就位系统及起重机的制作方法

本发明涉及工程机械，具体地涉及起重机刹车系统、自动就位系统及起重机。

背景技术：

在现有双回路行车制动系统中，将前桥作为前回路，后桥作为后回路，脚制动阀为串列双腔脚制动总阀，其上腔的后回路比下腔的前回路响应快，以弥补后回路管路过长的制动延时。

通常起重机的后桥制动控制回路的设计，因弹簧双腔气室距离制动总泵较远，所以后制动控制回路都是在后桥储气筒与制动总泵和弹簧双腔气室之间使用多级继动阀连接。在二三桥制动回路中，将一级继动阀的输出信号作为二级继动阀的控制信号，使得相隔较远的车桥之间，远端继动阀对接的制动气室能与近端继动阀对接的制动气室同步得气，从而缩短响应时间，并提高制动同步性。

但是，气制动系统最主要的缺陷就是制动压力的建立需要一定时间，随着车身的加长，气阀管路也必然加长，其制动响应滞后更加明显，尽管在现有制动系统中采用了改进的脚制动阀、继动阀以加快响应，但制动滞后、制动点头、甩尾等现象仍不可忽视。并且现有气制动系统很难实现智能化控制。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种起重机刹车系统、自动就位系统及起重机，该起重机刹车系统、自动就位系统及起重机采用电控制回路，大大缩短了后桥与前桥的制动响应时间差，也有助于实现智能化控制。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种起重机刹车系统，该起重机包括后桥储气筒，用于输出压缩空气，该系统包括：电流信号输出器、比例压力阀以及双腔制动气室，其中，所述电流信号输出器用于在所述起重机需要制动时输出电流信号；所述比例压力阀与所述后桥储气筒连接，用于根据所述电流信号调整通过所述比例压力阀的压缩空气的气压；所述双腔制动气室用于接收通过所述比例压力阀的压缩空气，并根据所述压缩空气的气压对所述起重机进行制动。

优选地，该系统还包括：差动式继动阀，连接在所述比例压力阀和所述双腔制动气室之间，用于在所述压缩空气通过所述比例压力阀时打开出气口，使所述压缩空气进入所述双腔制动气室。

优选地，所述起重机包括制动踏板，所述电流信号输出器为角度传感器，所述角度传感器连接所述制动踏板，用于检测所述制动踏板的角度变化，以根据所述角度变化输出电流信号。

优选地，该系统还包括：处理器，用于根据所述起重机与目的地的距离以及所述起重机的速度控制所述电流信号输出器输出电流。

优选地，该系统还包括：脚刹控制器，用于远程控制所述制动踏板。

优选地，该系统还包括：二位二通电磁阀，连接在所述储气筒和所述比例压力阀之间。

优选地，该系统还包括：手刹制动器，用于在所述起重机的手刹处于制动的情况下，使所述起重机解除制动或完成制动。

优选地，所述手刹制动器包括：手刹制动阀、与所述手刹制动阀串联的常通电磁阀、与所述手刹制动阀并联的手刹按钮以及与所述手刹按钮串联的常断电磁阀，其中，所述手刹按钮用于：控制所述常通电磁阀得电断开以及所述常断电磁阀得电连通，以使所述压缩空气通过所述手刹制动器进入双腔制动气室，解除制动；控制所述常通电磁阀失电连通以及所述常断电磁阀失电断开，以使所述压缩空气通过所述手刹制动阀排出，完成制动。

本发明实施例还提供一种起重机自动就位系统，该系统包括：上文所述的起重机刹车系统；以及导航控制装置，用于对所述起重机进行定位，并根据所述起重机的位置和目的地位置制定行进路径，以控制所述起重机以所述行进路径行进。

本发明实施例还提供一种起重机，该起重机包括上文所述的起重机自动就位系统。

通过上述技术方案，采用本发明提供的起重机刹车系统、自动就位系统及起重机，使用后桥储气筒输出压缩空气，通过电流信号输出器在起重机需要制动时输出电流信号，通过比例压力阀根据电流信号调整通过比例压力阀的压缩空气的气压，随后，使用双腔制动气室接收通过比例压力阀的压缩空气，并根据压缩空气的气压对起重机进行制动。本发明采用电控制回路，大大缩短了后桥与前桥的制动响应时间差，也有助于实现智能化控制。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明一实施例提供的起重机刹车系统的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的电流信号输出器输出的电流信号与通过比例压力阀的压缩空气的气压的关系示意图；

图3是本发明另一实施例提供的起重机刹车系统的结构示意图；

图4是本发明另一实施例提供的起重机刹车系统的结构示意图；

图5是本发明一实施例提供的手刹制动器的结构示意图；

图6是本发明一实施例提供的起重机自动就位模式与普通模式的切换示意图；以及

图7是本发明实施例提供的起重机自动就位系统的结构示意图。

附图标记说明

1后桥储气筒2电流信号输出器

3比例压力阀4双腔制动气室

5二位二通电磁阀6差动式继动阀

7制动踏板8角度传感器

9气压传感器10脚刹控制器

11处理器51手刹制动阀

52常通电磁阀53手刹按钮

54常断电磁阀71导航控制装置

72车辆控制装置73应急装置

74移动终端。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图1是本发明一实施例提供的起重机刹车系统的结构示意图。如图1所示，该起重机包括后桥储气筒1，用于输出压缩空气，该系统包括：电流信号输出器2、比例压力阀3以及双腔制动气室4，其中，所述电流信号输出器2用于在所述起重机需要制动时输出电流信号；所述比例压力阀3与所述后桥储气筒1连接，用于根据所述电流信号调整通过所述比例压力阀3的压缩空气的气压；所述双腔制动气室4用于接收通过所述比例压力阀3的压缩空气，并根据所述压缩空气的气压对所述起重机进行制动。

在本发明实施例中，起重机未制动时，电流信号输出器2与比例压力阀3不工作，双腔制动气室4不得气；在起重机制动时，电控回路中气体由后桥储气筒1到比例压力阀3，由电流信号输出器2输出电流信号，比例压力阀3的输出气压可以根据电流信号输出器2输出的电流信号由0变化到10bar，继而双腔制动气室4得气，双腔制动气室4是弹簧双腔制动气室，具有前腔和后腔，行车制动时，前腔充气，前腔膜片推动推杆，产生制动力，制动力的大小与通入的气压成正比，行车制动。

图2是本发明一实施例提供的电流信号输出器2输出的电流信号与通过比例压力阀3的压缩空气的气压的关系示意图。如图2所示，电源需12v，开启电流100ma，踩急刹时，电流从0-1600ma瞬间变化，比例压力阀3出口气压达到10bar；踩点刹时，电流从0-1200ma，1200ma-400ma，400-1200ma变化，比例压力阀3出口气压随之变化。

图3是本发明另一实施例提供的起重机刹车系统的结构示意图。如图3所示，该系统包括气控回路和电控回路，气控回路与现有技术相同，因此图中未标示。电控回路包括上文所述后桥储气筒1、电流信号输出器2、比例压力阀3和双腔制动气室4以外，还包括：

二位二通电磁阀5，连接在所述储气筒和所述比例压力阀3之间；

差动式继动阀6，连接在所述比例压力阀3和所述双腔制动气室4之间，用于在所述压缩空气通过所述比例压力阀3时打开出气口，使所述压缩空气进入所述双腔制动气室4；

所述起重机包括制动踏板7，所述电流信号输出器2为角度传感器8，所述角度传感器8连接所述制动踏板7，用于检测所述制动踏板7的角度变化，以根据所述角度变化输出电流信号。

在本发明实施例中，电控回路中气体由储气筒二位二通电磁阀5(常开)到比例压力阀3，制动踏板7处具有角度传感器8，在踩下制动踏板7时，角度传感器8测量制动踏板7的角度变化，从而输出相应的电流信号，比例压力阀3根据角度传感器8的信号输出由0变化到10bar的气压，继而使差动继动阀出气口打开，双腔制动气室4得气，行车制动。

比例压力阀3可以采用诺冠vp40系列，此阀响应时间快，精度高，工作输出曲线类似人踩脚踏板，但不限于此。由于电控回路中具有二位二通电磁阀5，因此本发明实施例还可以通过控制二位二通电磁阀5的得电与失电，开启或关闭电控回路，以控制起重机的制动。

本发明实施例还可以在比例压力阀3之后安装气压传感器9，在踩下制动踏板7时，可以检测气压是否异常，当出现气压异常时，电控回路灯亮，便于实时检测。

电控回路比气控回路响应时间快，差动继动阀提前打开出气口，缩短了与前桥的响应时间差，改善制动迟滞现象。

图4是本发明另一实施例提供的起重机刹车系统的结构示意图。如图4所示，该系统还包括：脚刹控制器10，用于远程控制所述制动踏板7。

在本发明实施例中，可以通过脚刹控制器10来远程遥控制动踏板7，以调节角度传感器8输出的电流信号，使电流信号从0-1600ma变化，对应的比例压力阀3输出压力从0-10bar变化；车辆需再启动时，脚刹控制器10遥控制动踏板7调节电流信号，从1600-0ma变化，比例压力阀3出气口关闭，气体由双腔制动气室4到差动继动阀排气口排出，解除行车制动，继续行驶。

该系统还提供一种全智能的制动方案，即本发明可以包括处理器11，根据起重机与目的地的距离以及起重机的速度判断应需要多大气压的压缩空气进入双腔制动气室4才能使起重机在目的地停下。随即，控制电流信号输出器2输出电流信号，从而控制比例压力阀3，以使得通过比例压力阀3的压缩空气的气压达到需要的气压。

图5是本发明一实施例提供的手刹制动器的结构示意图。如图5所示，为保证车辆安全，手刹会一直处于拉着状态(制动状态)。本发明实施例提供一种在手刹一直处于制动状态时，可以使起重机解除制动以及完成制动的手刹制动器。

双腔制动气室4具有前腔和后腔，行车时，后腔充气解除驻车弹簧力，推杆退回0行程状态并解除制动，在行车过程中后腔保持充气。手刹制动器连接双腔制动气室4的后腔，可见，想要使起重机解除制动，需要使双腔制动气室4的后腔充气。

因此，本发明实施例中，所述手刹制动器包括：

手刹制动阀51、与所述手刹制动阀51串联的常通电磁阀52、与所述手刹制动阀51并联的手刹按钮53以及与所述手刹按钮53串联的常断电磁阀54，其中，所述手刹按钮53用于：

在需要解除制动时按下，控制常断电磁阀54得电连通，以使压缩空气可以绕过手刹制动阀51进入双腔制动气室4，解除制动，并且可以控制常通电磁阀52得电断开，使得压缩空气不会从手刹制动阀51排出。

在需要完成制动时再次按下，控制常断电磁阀54失电断开，以使压缩空气无法再绕过手刹制动阀51进入双腔制动气室4，并且控制常通电磁阀52失电连通，使双腔制动气室4内的压缩空气通过手刹制动阀51排出，完成制动。

图6是本发明一实施例提供的起重机自动就位模式与普通模式的切换示意图。如图6所示，自动刹车方案策略为在产品原有制动系统的基础上采用增加电控回路的方式，通过远程脚刹控制器(或处理器)和手刹控制器控制电流大小实现自动就位制动模式，满足项目自动制动功能需求的同时又不影响产品原有制动操作、功能及性能。常规驾驶模式时，自动就位系统未启动，使用原产品的制动系统及模式，气制动系统通过脚制动阀和手制动阀控制实现行车制动和驻车制动功能；在自动就位模式时，车辆脚制动阀和手制动阀处于正常状态，自动就位开关开启后，按下手刹按钮，根据控制程序通过脚刹控制器实现不同情景工况的制动功能控制。

图7是本发明实施例提供的起重机自动就位系统的结构示意图。如图7所示，该系统包括：上文所述的起重机刹车系统；以及导航控制装置71，用于对所述起重机进行定位，并根据所述起重机的位置和目的地位置制定行进路径，以控制所述起重机以所述行进路径行进。

国内外起重机大多都在路面崎岖、环境恶劣等复杂工况下工作，对驾驶员行驶操纵技术要求极高且存在很大的安全隐患。在国家大力推进智能化项目的环境下，起重机自动就位的实现越发重要，通过对吊装场地的勘测，控制程序自动模拟并规划行驶轨迹，起步后完成自动挂档、智能刹车、主动转向等功能，最终起重机安全到达指定位置。

本发明通过在已知障碍物的规定区域内，实现起重机的路径自动规划并最终实现规定位置的自动泊车。自动就位原理在于通过车载传感系统感知周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，自动规划行车路线，并控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地到达预定位置，并实现自动制动和熄火驻车。

自动就位是一种数字化精确操作，可以减少人工驾驶的误差，使车辆准确停放至指定作业工位上，提高工作效率。同时在有些复杂的施工场地，实现自动就位操作可以避免驾驶人员安全风险。

本发明实施例还配备遥控紧急制动系统，在自动驾驶状态下，车载系统失控时可通过遥控系统实现紧急制动。自动驾驶系统失常时，还能够切换到手动驾驶继续行驶。也就是说本发明实施例中自动制动、手动制动是并联的，可随时切换，自动转向、手动转向也是并联的，可随时切换。

起重机自动就位系统由导航控制装置71、车辆控制装置72、应急装置73、移动终端74四大部分构成。车辆控制装置72与导航控制装置71、应急装置73、移动终端74之间由can总线实现通讯连接。

导航控制装置71为整个系统的“神经中枢”，实现车辆定位、转向控制，实现路径计算功能和其他信息服务，并对整个系统的软硬件进行协调、管理；

车辆控制装置72实现车辆启动、熄火、加减速、换挡、制动等基本控制；

应急装置73实现车辆在紧急情况下的应急操作，控制车辆制动，熄火等功能；

移动终端74通过无线电台与车载部分进行通信，将移动端的控制指令发送给车载系统，同时将车辆的相关信息发给移动终端74显示。

本发明实施例还提供一种起重机，该起重机包括上文所述的起重机自动就位系统。

本发明提供的起重机刹车系统、自动就位系统及起重机具有以下技术效果：

1、电控回路大大缩短了后桥与前桥的制动响应时间差；

2、电控回路可根据驾驶员踩下脚踏板的角度变化，转化为比例压力阀输入端的电流大小，从而得到合适的输出压力曲线，更易获得满足实际需要的制动响应；

3、在起重机正常行驶和自动就位两种模式下均起作用，同时气控回路和电控回路两种控制方式下更加保证了起重机在复杂工况下，当某回路故障时，另一条回路仍能正常工作，且实时监测，制动安全性能大大提升；

4、在起重机处于自动就位模式时，可通过远程遥控按钮，实现驻车制动和行车制动的外部控制，便于操纵，稳定性高；

5、较现有的气制动存在的问题，改善了多桥起重机制动迟滞、制动点头和甩尾现象，同时应用于自动就位项目中，实现了智能刹车和驻车功能，为进一步智能化发展提供了一种可行性刹车的方案。

通过上述技术方案，采用本发明提供的起重机刹车系统、自动就位系统及起重机，使用后桥储气筒输出压缩空气，通过电流信号输出器在起重机需要制动时输出电流信号，通过比例压力阀根据电流信号调整通过比例压力阀的压缩空气的气压，随后，使用双腔制动气室接收通过比例压力阀的压缩空气，并根据压缩空气的气压对起重机进行制动。本发明采用电控制回路，大大缩短了后桥与前桥的制动响应时间差，也有助于实现智能化控制。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。