带载下放装置的脱钩控制方法、设备、系统及工程机械的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工程机械，具体地，涉及一种带载下放装置的脱钩控制方法、设备、系 统及工程机械。
【背景技术】
[0002] 大型冲击机械（例如起重机）依靠高空释放载荷冲击地面作业，高空悬吊重物 (或称工作砝码）突然卸放对起重机的猛烈冲击是冲击机械设计的难题。针对起重机卸载 冲击问题，首先设计一种方案包括液压脱钩器、自由落体卷扬机、非脱钩油缸三种开关控制 的自动化设备。
[0003] 然而，本发明的发明人发现，液压脱钩器由脱钩机构和油缸组成，通过电磁换向阀 的开关控制切换油路，用于平衡重物重力的油缸有杆腔中的液压力瞬间降为零，重物以重 力加速度加速向下运动直至与脱钩机构分离，这种方式可提高重物的脱钩速度，但在液压 油迅速卸放的瞬间，起重机弹性势能也同时释放，起重机结构反弹冲击剧烈。
[0004] 自由落体卷扬机利用摩擦制动器控制重锤（重物）的下放运动，摩擦制动器的摩 擦特性随相对速度、接触材料、环境温度、湿度等条件的变化而变化，难以建立精确的控制 模型控制重锤的释放过程，通常采用开关控制制动器的结合和释放。当制动器突然松开重 锤时，悬吊重锤的起升钢丝绳拉力瞬间变为零，起重机反弹剧烈、振动极大。另外，在重锤落 地后要求自由落体卷扬机在极短的时间内高速刹车，刹车片发热损耗严重，工作寿命极短。
[0005] 非脱钩油缸通过阻尼孔调节插装阀的开启特性，由电磁换向阀的开关控制切换油 路，由插装阀控制油缸有杆腔中的液压油卸放过程，减少液压势能释放对液压系统的高频 冲击，而液压系统特性与起重机结构特性差别极大，以消除液压冲击为目标调定的液压力， 并不能消除起重机结构反弹；起重机的不同臂架长度、不同仰角、不同吊重时的动态特性不 同，控制起重机反弹所需的卸载力也不相同，依靠一种液压系统调定的一种特定卸载力不 能实现全工况的起重机反弹控制，不能解决起重机结构反弹（例如起重臂反弹）的问题。
[0006] 综上所述，现有技术中缺少一种能够减少工程机械重载高速下放过程中工程机械 结构反弹等对工程机械的冲击的控制方法、设备以及系统。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术中存在的工程机械重载高速下放过程中工程机械结构反弹等对工 程机械造成很大冲击的问题，本发明提供一种工程机械的带载下放装置的脱钩控制方法， 所述带载下放装置包括重物、挂钩机构、脱钩机构、加速机构以及脱钩机构触发机构，该方 法包括：接收用于表示工程机械工作状态的工程机械状态参数；根据所述工程机械状态参 数以及工程机械状态参数-挂钩机构拉力时域函数对应关系表获得与所述工程机械状态 参数对应的挂钩机构拉力时域函数，其中所述挂钩机构拉力时域函数表示随时间变化的所 述挂钩机构拉动所述重物的拉力值；根据所述挂钩机构拉力时域函数控制所述加速机构下 方所述重物向下运动的加速度；以及在所述重物向下运动的加速度达到预定值时触发脱钩 机构以使所述重物脱钩。
[0008] 相应地，本发明还提供了一种工程机械的带载下放装置的脱钩控制设备，所述带 载下放装置包括重物、挂钩机构、脱钩机构、加速机构以及脱钩机构触发机构，该设备包括： 接收器，被配置成接收用于表示工程机械工作状态的工程机械状态参数；控制器，被配置成 根据所述工程机械状态参数以及工程机械状态参数-挂钩机构拉力时域函数对应关系表 获得与所述工程机械状态参数对应的挂钩机构拉力时域函数，其中所述挂钩机构拉力时域 函数表示随时间变化的所述挂钩机构拉动所述重物的拉力值；根据所述挂钩机构拉力时域 函数控制所述加速机构下方所述重物向下运动的加速度；以及在所述重物向下运动的加速 度达到预定值时触发脱钩机构以使所述重物脱钩。
[0009] 此外，本发明还提供了一种工程机械的带载下放装置的脱钩控制系统，该系统包 括：检测装置，用于检测表示工程机械工作状态的工程机械状态参数；以及根据本发明所 提供的工程机械的带载下放装置的脱钩控制设备。
[0010] 另外，本发明还提供了一种工程机械，该工程机械包括本发明所提供的工程机械 的带载下放装置的脱钩控制系统。
[0011] 本发明所提供的带载下放装置的脱钩控制方法、设备、系统及工程机械，可以接收 用于表示工程机械工作状态的工程机械状态参数，之后根据所述工程机械状态参数以及工 程机械状态参数-挂钩机构拉力时域函数对应关系表获得与所述工程机械状态参数对应 的挂钩机构拉力时域函数（其中所述挂钩机构拉力时域函数表示随时间变化的所述挂钩 机构拉动所述重物的拉力值），之后根据所述挂钩机构拉力时域函数控制所述加速机构下 方所述重物向下运动的加速度，以使在所述重物向下运动的加速度达到预定值时触发脱钩 机构使所述重物脱钩，从而实现带载下放过程中减少对工程机械的冲击，例如减少工程机 械结构反弹、工程机械吊钩摆动幅度、带载下放装置之间极大摩擦造成的磨损，以及工程机 械卷扬乱绳等问题。
[0012] 本发明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】
[0013] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，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，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0014] 图1是根据本发明的一种实施方式的示例带载下放装置受力等效图；
[0015] 图2是根据本发明的一种实施方式的示例工程机械的带载下放装置的脱钩控制 设备的结构示意图；
[0016] 图3是根据本发明的一种实施方式的示例带载下放装置的结构示意图；
[0017] 图4是根据本发明的一种实施方式的示例带载下放装置的液压原理图；
[0018] 图5是根据本发明的另一种实施方式的示例带载下放装置的结构示意图；
[0019] 图6是根据本发明的再一种实施方式的示例带载下放装置的结构示意图；以及 [0020] 图7是根据本发明的一种实施方式的示例用于带载下放装置的控制方法的流程 图。
[0021] 附图标记说明
[0022] 1重物 2挂钩机构 3脱钩机构
[0023] 4脱钩机构触发机构 5加速机构 6基座
[0024] 7液压阀块 8蓄能器 9弹簧
[0025] 10单向阀 11电液比例溢流阀 12插装阀
[0026] 13电液比例阀 14安全阀
【具体实施方式】
[0027] 以下结合附图对本发明的【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，并不用于限制本发明。
[0028] 为了更加清楚地阐明本发明的思想，下面将以工程机械的带载下放装置的脱钩控 制系统应用于起重机的控制过程来进行详细地说明，应当理解的是，该示例为示例性非局 限性示例，本发明所提供的工程机械的带载下放装置的脱钩控制系统可以适用于任何需要 对具有带载下放装置的工程机械（例如强夯机、吊管机等）进行控制的场景，本发明对此不 进行限定。
[0029] 图1是根据本发明的一种实施方式的示例带载下放装置受力等效图，如图1所示， 根据牛顿定律可知，带载下放装置向下运动过程中受到向下的重物1的重力G以及向上的 挂钩机构拉动（即悬吊）所