倾转系统及起重机的制作方法

本发明涉及起重机技术领域，尤其是涉及一种倾转系统及起重机。

背景技术：

岸边集装箱起重机，简称岸桥，是安装在港口码头岸边对集装箱船进行装卸作业的专业起重机。在岸桥装卸作业中，经常会遇到船舶倾转、集卡停放位置不平行等需要调整吊具姿态的情况，通过控制倾转机构可实现对吊具姿态的调整，以提高对箱准确性和作业效率。常用的岸桥倾转机构为后大梁液压倾转机构，吊具倾转动作分为左倾、右倾、前倾、后倾、左旋(顺时针)、右旋(逆时针)。后大梁液压倾转机构包括四个油缸，四个油缸分别对应吊具的四个角，通过调节液压阀块使四根油缸分别伸缩，进而实现吊具的各种倾转动作。

常规液压倾转机构的工作流程大致如下：司机操作倾转手柄，手柄信号传送给可编程逻辑控制器(plc控制器)，plc控制器根据各个油缸位移传感器的数据实时调整输送到比例阀的工作电流，驱动油缸伸缩到位，进而实现吊具姿态的调整。

目前倾转系统对液压油缸的控制为执行调节控制(pid闭环控制)，plc控制器根据给定命令，获取油缸位移传感器数值后，才能进行运算，然后调节电流输出值，驱动油缸到达指定位置。当其中任意一个位移传感器出现故障后，因plc无法获取当前油缸位置，进而无法进行正确运算和输出命令给比例阀，导致倾转功能瘫痪，使岸桥无法正常作业。位移传感器安装在油缸内部，不易更换，一旦发生故障，将会极大影响岸桥作业。另外，当位移传感器数值与实际位置出现偏差时，可能出现油缸伸缩至极限位置，仍然继续推进的情况，进而对油缸造成损害。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种倾转系统及起重机，以缓解了现有的起重机中位移传感器故障后，起重机瘫痪无法继续工作，且当位移传感器数值与实际位置出现偏差时，可能出现油缸伸缩至极限位置，仍然继续推进的情况，进而对油缸造成损害的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供的一种倾转系统，所述倾转系统包括：控制器、伸缩缸、限位组件，所述伸缩缸内设置有位移传感器，所述位移传感器用于检测伸缩缸的伸缩量，所述伸缩缸、限位组件和位移传感器均与所述控制器连接，所述伸缩缸与所述限位组件的数量为多个，且一一对应；

所述限位组件包括前停止限位机构和后停止限位机构，且所述前停止限位机构和后停止限位机构位于所述伸缩缸的侧方，且所述前停止限位机构和后停止限位机构的连线方向与所述伸缩缸的伸缩方向一致；

所述控制器用于接收倾转指令信号和位移传感器信号；

当所述位移传感器信号不在预设范围内时，所述控制器用于控制多个伸缩缸按照倾转指令信号运动；

当倾转指令信号取消，或伸缩缸的触发部触发前停止限位机构或者后停止限位机构时，所述控制器控制伸缩缸停止运动。

进一步的，所述限位组件还包括前极限限位机构，所述前极限限位机构位于所述前停止限位机构和后停止限位机构的连线上，且所述前极限限位机构和后停止限位机构位于所述前停止限位机构的两侧。

进一步的，所述限位组件还包括后极限限位机构，所述后极限限位机构位于所述前停止限位机构和后停止限位机构的连线上，且所述后极限限位机构和前停止限位机构位于所述后停止限位机构的两侧。

进一步的，所述限位组件包括零位限位机构和方向检测机构，所述零位限位机构和方向检测机构设置在所述伸缩缸的侧方，二者均位于所述前停止限位机构和后停止限位机构之间；

所述方向检测机构用于检测所述伸缩缸的触发端位于零位的前侧或者后侧；

所述控制器根据所述方向检测机构控制所述伸缩缸伸长或者缩回，以使伸缩缸的触发端运动至零位位置处。

进一步的，所述方向检测机构包括磁场感应装置，所述伸缩缸的触发端上设置有磁铁，所述磁场感应装置能够感应所述磁铁的磁场。

进一步的，所述倾转系统包括吊具、滑轮、卷筒和牵引绳，所述牵引绳缠绕在所述卷筒上，所述牵引绳的一端穿过所述滑轮与所述吊具的一角连接，所述滑轮、卷筒、牵引绳和伸缩缸的数量为四个，四根牵引绳连接在所述吊具的四角；

所述伸缩缸的活动端与所述滑轮连接，用于改变所述滑轮的位置，以使所述吊具相应的一角升高或者下降。

进一步的，所述倾转系统包括支撑架，所述伸缩缸和限位组件均固定在所述支撑架上。

进一步的，所述限位组件为接触式或者非接触式。

进一步的，所述伸缩缸为油缸，所述倾转系统包括比例阀，所述比例阀与油缸连接，所述比例阀与所述控制器连接，所述比例阀按照所述控制器发出的控制指令驱动油缸伸缩。

第二方面，本发明实施例提供的一种起重机，所述起重机包括上述的倾转系统。

本发明实施例提供的倾转系统，所述倾转系统的原理如下：当伸缩缸内的位移传感器异常时，控制器还是可以按照驾驶员发出的倾转指令信号控制伸缩缸运动，以使吊具倾转。在吊具的倾转过程中，当伸缩缸的触发部触发前停止限位机构或者后停止限位机构时，说明伸缩缸伸/缩达到最大位置，此时，控制器可以控制伸缩缸停止伸缩运动，从而保护伸缩缸。通过在原有的倾转系统内增加限位组件，可以避免因为位移传感器故障而造成的起重机瘫痪，依然可以依靠控制器和限位组件完成吊具的倾转动作，与此同时，限位组件可以多加一道机械限位保护，防止伸缩缸超行程。

第二方面，本发明实施例提供的一种起重机，所述起重机包括上述的倾转系统。因为本发明实施例提供的起重机引用了上述的倾转系统，所以，本发明实施例提供的起重机也具备倾转系统的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的倾转机构的示意图(限位组件未画)；

图2为本发明实施例提供的倾转机构的限位组件及伸缩缸的示意图；

图3为本发明实施例提供的倾转机构的工作流程图。

图标：100-控制器；200-伸缩缸；300-限位组件；310-前停止限位机构；320-后停止限位机构；330-前极限限位机构；340-后极限限位机构；350-零位限位机构；360-方向检测机构；400-位移传感器；510-吊具；520-滑轮；530-卷筒；540-牵引绳。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图3所示，本发明实施例提供的所述倾转系统包括：控制器100、伸缩缸200、限位组件300，所述伸缩缸200内设置有位移传感器400。其中，控制器100可以为plc控制器100，伸缩缸200可以为油缸。所述位移传感器400用于检测伸缩缸200的伸缩量，所述伸缩缸200、限位组件300和位移传感器400均与所述控制器100连接。

所述伸缩缸200与所述限位组件300的数量为多个，且一一对应。本实施例中，伸缩缸200和限位组件300的数量均为四个。

所述限位组件300包括前停止限位机构310和后停止限位机构320，且所述前停止限位机构310和后停止限位机构320位于所述伸缩缸200的侧方，且所述前停止限位机构310和后停止限位机构320的连线方向与所述伸缩缸200的伸缩方向一致。

倾转系统的运行方法如下：

位移传感器400正常情况下，控制器100可以接收驾驶员发出的倾转指令信号，以及位移传感器400检测的信号，后续的吊具510倾转方式与现有技术相同。

而当所述位移传感器400信号不在预设范围内时，即位移传感器400工作异常时，所述控制器100继续控制多个伸缩缸200按照倾转指令信号运动，从而完成倾转动作。

当驾驶员取消倾转指令信号，或伸缩缸200的触发部触发前停止限位机构310或者后停止限位机构320时，所述控制器100控制伸缩缸200停止运动，防止伸缩缸200超量程运动。

本发明实施例提供的倾转系统的原理及优点如下：当伸缩缸200内的位移传感器400异常时，控制器100还是可以按照驾驶员发出的倾转指令信号控制伸缩缸200运动，以使吊具510倾转。在吊具510的倾转过程中，当伸缩缸200的触发部触发前停止限位机构310或者后停止限位机构320时，说明伸缩缸200伸/缩达到最大位置，此时，控制器100可以控制伸缩缸200停止伸缩运动，从而保护伸缩缸200。通过在原有的倾转系统内增加限位组件300，可以避免因为位移传感器400故障而造成的起重机瘫痪，依然可以依靠控制器100和限位组件300完成吊具510的倾转动作，与此同时，限位组件300可以多加一道机械限位保护，防止伸缩缸200超行程。

其中，倾转指令信号所指的倾转动作包括左右、前后倾斜，顺时针逆时针旋转(左右旋转)，共6个动作。

进一步的，所述限位组件300还包括前极限限位机构330，所述前极限限位机构330位于所述前停止限位机构310和后停止限位机构320的连线上，且所述前极限限位机构330和后停止限位机构320位于所述前停止限位机构310的两侧。所述限位组件300还包括后极限限位机构340，所述后极限限位机构340位于所述前停止限位机构310和后停止限位机构320的连线上，且所述后极限限位机构340和前停止限位机构310位于所述后停止限位机构320的两侧。

在前停止限位机构310和后停止限位机构320的两侧，可以再次增加前极限限位机构330和后极限限位机构340，为整个系统增加双重保险，避免因为前停止限位机构310和后停止限位机构320发生故障时，伸缩缸200超量程运动。例如，当伸缩缸200的活动端朝前停止限位机构310运动时，而此时位于伸缩缸200侧方的前停止限位机构310发生故障无法限位时，伸缩缸200上的触发部将会越过前停止限位机构310朝前极限限位机构330运动，从而触发前极限限位机构330，控制器100接收到前极限限位机构330的信号后，控制伸缩缸200停止，同样的，后极限限位机构340的工作原理与前极限限位机构330相同。

所述限位组件300包括零位限位机构350和方向检测机构360，所述零位限位机构350和方向检测机构360设置在所述伸缩缸200的侧方，二者均位于所述前停止限位机构310和后停止限位机构320之间；所述方向检测机构360用于检测所述伸缩缸200的触发端位于零位的前侧或者后侧；所述控制器100根据所述方向检测机构360控制所述伸缩缸200伸长或者缩回，以使伸缩缸200的触发端运动至零位位置处。

本系统还可以在位移传感器400异常时，实现伸缩缸200的归零，需要说明的，零位的位置是前停止限位机构310和后停止限位机构320的中间位置。当驾驶员发出归零指令时，控制器100可以接收到方向检测机构360的检测结果，可以得到伸缩缸200的触发端是位于零位的前侧还是后侧，根据上面的结果再控制伸缩缸200进行伸长动作还是缩短动作，以使伸缩缸200的触发端触发零位限位机构350。

具体的，所述方向检测机构360包括磁场感应装置，所述伸缩缸200的触发端上设置有磁铁，所述磁场感应装置能够感应所述磁铁的磁场。磁场感应装置内可以设置有浮动的铁块，铁块可以进行前后浮动，而在伸缩缸200的触发端上固定一块磁铁，当铁块向前浮动，说明触发端在方向检测机构360的前方，则归零时，需要控制伸缩缸200的触发端向后运动。

所述倾转系统包括吊具510、滑轮520、卷筒530和牵引绳540，所述牵引绳540缠绕在所述卷筒530上，所述牵引绳540的一端穿过所述滑轮520与所述吊具510的一角连接，所述滑轮520、卷筒530、牵引绳540和伸缩缸200的数量为四个，四根牵引绳540连接在所述吊具510的四角；所述伸缩缸200的活动端与所述滑轮520连接，用于改变所述滑轮520的位置，以使所述吊具510相应的一角升高或者下降。通过调节四个伸缩缸200，可以使吊具510的四角高低改变，进而调节吊具510的倾转程度。

所述倾转系统包括支撑架，所述伸缩缸200和限位组件300均固定在所述支撑架上。

所述限位组件300为接触式或者非接触式。本实施例中，采用非接触式限位组件300，例如干簧管、光电式、感应式等。

所述倾转系统包括比例阀，所述比例阀与油缸连接，所述比例阀与所述控制器100连接，所述比例阀按照所述控制器100发出的控制指令驱动油缸伸缩。

综上所述，限位组件300检测的信号可以通过数字量输入模块传递给控制器100，而位移传感器400检测的信号可以通过连续量输入模块传递给控制器100，控制器100接收到驾驶员通过手柄发送的指令后，首先，先判断位移传感器400是否异常，从而选择不同的模式进行，当位移传感器400正常时，则使用原有的pid控制方式，如果位移传感器400异常时，则选择限位控制方式进行控制，控制器100通过模拟量输出信号将指令传递给比例阀，从而控制伸缩缸200，而伸缩缸200的动作又会引起位移传感器400和限位组件300的变换，从而可以形成两条闭环逻辑。

第二方面，本发明实施例提供的一种起重机，所述起重机包括上述的倾转系统。因为本发明实施例提供的起重机引用了上述的倾转系统，所以，本发明实施例提供的起重机也具备倾转系统的优点。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。