专利名称：一种折臂式起重机一键展开/收拢装置及方法
一种折臂式起重机一键展开/收拢装置及方法技术领域
本发明属于起重机领域，涉及一种起重机展开/收拢装置，尤其是一种折臂式起重机一键展开/收拢装置及方法。
背景技术：
折臂式随车起重机展开过程中一般是先收拢一下外臂，然后展开内臂，当内臂展开到一定角度时，开始展开外臂，在外臂的展开过程中，如果外臂与转台等发生干涉，则需要进一步展开内臂至适当位置，然后继续展开外臂。由于展开过程中，难于把握内臂最恰当的展开角度，需要在展开过程中进行调整，降低了展开的效率。发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种折臂式起重机一键展开/ 收拢装置及方法，该装置通过在折臂式起重机上设置数据采集装置，将采集到的信息传输到安装在起重机上的处理器模块进行分析判断，处理器模块根据采集到的数据发出指令对执行装置进行控制，从而达到折臂式起重机自动展开/收拢。
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的
包括操作装置以及安装在起重机机身上的数据采集装置、处理器模块和执行装置；所述操作装置以及数据采集装置均通过处理器模块中的输入电路与处理器模块相连； 处理器模块通过其内部的输出电路与执行装置相连。
上述操作装置包括用于切换起重机普通操作模式与一键操作模式的切换开关2 和控制起重机上各油缸伸出/回缩的操纵杆。
上述操作装置通过有线方式或者无线方式与处理器模块相连。
上述数据采集装置包括长度传感器，重量传感器，第一、第二角度传感器，转角传感器以及限位开关和挡片；所述长度传感器设置在起重机外臂的前端，第二角度传感器设置在外臂的后端，并且安装在外臂与内臂相连接的部位；第一角度传感器设置在内臂的后端，并且安装在内臂与支座相连接的部位；转角传感器与限位开关安装在起重机支座上，挡片安装在转台上；所述重量传感器安装在起重机的吊钩处。
上述处理器模块包括依次相连的输入电路，可编程控制器以及输出电路。
上述处理器模块安装在起重机支座上或者起重机底盘上。
上述执行装置包括控制第一变幅油缸、第二变幅油缸、伸缩臂油缸以及吊机回转油缸的四路电磁比例换向阀。
上述执行装置安装在吊机底座的侧面。
一种折臂式随车起重机一键展开/收拢的方法，分为一键展开步骤和一键收拢步骤；
使用一键展开的步骤如下
第一步，将切换开关至于一键操作档位，向上搬动操纵杆，发出一键展开指令；
第二步，可编程控制器通过比对由第一角度传感器、第二角度传感器以及长度传感器采集到的数据α、Θ、AL，检查吊机是否处于完全收拢状态；若a < Ci1, β彡ε则执行第三步，否则直接结束；
第三步，回缩第二变幅油缸，使β = ;
第四步,展开内臂,使α =α 2 ;
第五步，展开外臂，使β = β3;
第六步,结束；
在一键展开操作步骤中α为内臂变幅角度，由第一角度传感器测得；a i为内臂最小变幅角度；％为系统设定的内臂展开后的变幅角度；β为外臂与内臂夹角，由β = π + θ - α计算得到；β i为外臂与内臂最小夹角；β 2为系统设定完全收拢状态外臂与内臂夹角；Θ为外臂变幅角度，由第二角度传感器测得；AL为伸缩臂伸长量，由长度传感器测得；ε是伸缩臂的最短伸缩长度，一般为零；
使用一键收拢的步骤如下
第一步，将切换开关至于一键操作档位，向下搬动操纵杆，发出一键收拢指令；
第二步，可编程控制器通过比对由第一角度传感器、第二角度传感器，长度传感器以及重量传感器采集到的数据α、Θ、AL、m，判断吊机是否可以进行一键收拢操作；若 R > R1, m < O则执行第三步，否则直接结束；
第三步，收回伸缩臂，使Λ L=O ；
第四步，伸出第二变幅油缸，使β彡β3;
第五步，伸出第一变幅油缸，使α彡α2;
第六步，可编程控制器通过转角传感器传来的信息判断收拢过程中吊机回转的方向；当限位开关检测到挡片时停止；
第七步，缩回第二变幅油缸，使β = β1;
第八步,缩回第一变幅油缸,使α = α工；
第九步，伸出第二变幅油缸，使β = β2 ；
第十步，结束；
在一键收拢操作骤中R为作业幅度；m为吊重质量，由重量传感器测得；其余参数与一键展开步骤中相同。
本发明通过在传统折臂式起重机上设置数据采集装置，将采集到的信息传输到安装在起重机上的处理器模块进行分析判断，处理器模块根据采集到的数据发出指令对执行装置进行控制，从而一键操作实现吊机从任意状态自动收拢至行驶状态，通过程序实现最优路径展开，减少调整操作过程，提高展开与撤收的效率及自动化水平，提高作业效率。同时，数据采集装置、处理器模块、执行装置等均可与现有力矩限制器共用，增加成本较低。
图I为本发明的系统结构示意图2为本发明在随车起重机上应用示意图3为本发明的实施流程图。
其中I为操作装置；2为切换开关；3为处理器模块；4为执行装置；5为支座；6为操纵杆；7为长度传感器；8为重量传感器；9为第二角度传感器；10为第一角度传感器；11 为转角传感器；12为限位开关；13为挡片；14为；15为基座；16为内臂；17为外臂；18为第一变幅油缸；19为第二变幅油缸；20为伸缩臂油缸；21为吊机回转油缸；22为伸缩臂；23 为吊钩。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述
参见图1-3，这种折臂式起重机一键展开/收拢装置，包括操作装置I以及安装在起重机机身上的数据采集装置、处理器模块3和执行装置4 ;所述操作装置I以及数据采集装置均通过处理器模块3中的输入电路与处理器模块相连；处理器模块3通过其内部的输出电路与执行装置4相连。
操作装置I包括用于切换起重机普通操作模式与一键操作模式的切换开关2和控制起重机上各油缸伸出/回缩的操纵杆6。切换开关的设置是为了防止一键操作与普通操作混淆而发生误操作，切换开关实现普通操作与一键操作的功能切换，使得该操纵杆在一键操作状态下往上扳发出一键展开的指令，而往下扳发出一键收拢的指令，且该操作装置通过有线方式或者无线方式与处理器模块3相连。
数据采集装置包括长度传感器7，重量传感器8，第一、第二角度传感器9、10，转角传感器11以及限位开关12和挡片13 ;所述长度传感器7设置在起重机外臂17的前端，用于测定吊臂的伸长量；第二角度传感器设置在外臂的后端，并且安装在外臂17与内臂16相连接的部位，用于测量外臂的仰角；第一角度传感器10设置在内臂16的后端，并且安装在内臂16与支座5相连接的部位，用于测量内臂的仰角；转角传感器11与限位开关12安装在起重机支座5上，其中转角传感器通过数齿测定吊机回转的角度，挡片13安装在转台上， 限位开关和挡片用于精确定位吊机回转至0°位置；所述重量传感器8安装在起重机的吊钩23处，用于采集吊重质量信息。处理器模块3包括依次相连的输入电路，可编程控制器以及输出电路。处理器模块3安装在起重机支座5上或者起重机底盘上。执行装置4包括控制第一变幅油缸18、第二变幅油缸19、伸缩臂油缸20以及吊机回转油缸21的四路电磁比例换向阀。执行装置4安装在吊机两侧便于操纵的位置。
本发明能够实现吊机的自动展开与收拢，通过程序实现最优路径展开，展开及收拢效率高，减少调整操作过程；角度传感器、长度传感器、处理器、执行器等均可与现有力矩限制器共用，增加成本较低。
本发明还提供一种折臂式起重机一键展开/收拢的方法，分为一键展开步骤步骤和一键收拢步骤；
使用一键展开的步骤如下
第一步，将切换开关至于一键操作档位，向上搬动操纵杆，发出一键展开指令；
第二步，可编程控制器通过比对由第一角度传感器、第二角度传感器以及长度传感器采集到的数据α、Θ、AL，检查吊机是否处于完全收拢状态；若a < Ci1, β彡ε则执行第三步，否则直接结束；
第三步，回缩第二变幅油缸，使β = β i ;
第四步,展开内臂,使α =α 2 ;
第五步，展开外臂，使β = β3 ;
第六步，结束；
在一键展开操作步骤中α为内臂变幅角度，由第一角度传感器测得W1为内臂最小变幅角度W2为系统设定的内臂展开后的变幅角度；β为外臂与内臂夹角，由 β = π + θ - α计算得到；β i为外臂与内臂最小夹角；β 2为系统设定完全收拢状态外臂与内臂夹角；Θ为外臂变幅角度，由第二角度传感器测得；AL为伸缩臂伸长量，由长度传感器测得；ε是伸缩臂的最短伸缩长度，一般为零；
使用一键收拢的步骤如下
第一步，将切换开关至于一键操作档位，向下搬动操纵杆，发出一键收拢指令；
第二步，可编程控制器通过比对由第一角度传感器、第二角度传感器，长度传感器以及重量传感器采集到的数据α、Θ、AL、m，判断吊机是否可以进行一键收拢操作；若 R > R1, m < O则执行第三步，否则直接结束；
第三步，收回伸缩臂，使Λ L=O ；
第四步，伸出第二变幅油缸，使β彡β3;
第五步，伸出第一变幅油缸，使α彡α2;
第六步，可编程控制器通过转角传感器传来的信息判断收拢过程中吊机回转的方向；当限位开关检测到挡片时停止；
第七步，缩回第二变幅油缸，使β = β1;
第八步,缩回第一变幅油缸,使α =α工；
第九步，伸出第二变幅油缸，使β = β2 ；
第十步，结束；
在一键收拢操作骤中R为作业幅度，由测量值α、Θ、AL以及吊机的尺寸计算可得；m为吊重质量，由重量传感器测得；其余参数与一键展开步骤中相同。
权利要求
1.一种折臂式起重机一键展开/收拢控制装置，其特征在于包括操作装置(I)以及安装在起重机机身上的数据采集装置、处理器模块(3)和执行装置(4);所述操作装置(I)以及数据采集装置均通过处理器模块(3)中的输入电路与处理器模块相连；处理器模块(3)通过其内部的输出电路与执行装置(4)相连。
2.根据权利要求I所述的一种折臂式起重机一键展开/收拢装置，其特征在于所述操作装置(I)包括用于切换起重机普通操作模式与一键操作模式的切换开关(2)和控制起重机上各油缸伸出/回缩的操纵杆(6)。
3.根据权利要求I或2所述的一种折臂式起重机一键展开/收拢装置，其特征在于所述操作装置(I)通过有线方式或者无线方式与处理器模块(3 )相连。
4.根据权利要求I所述的一种折臂式起重机一键展开/收拢装置，其特征在于所述数据采集装置包括长度传感器(7)，重量传感器(8)，第一、第二角度传感器(9、10)，转角传感器(11)以及限位开关(12)和挡片(13);所述长度传感器(7)设置在起重机外臂(17)的前端，第二角度传感器设置在外臂的后端，并且安装在外臂(17)与内臂(16)相连接的部位；第一角度传感器(10)设置在内臂(16)的后端，并且安装在内臂(16)与支座(5)相连接的部位；转角传感器(11)与限位开关(12)安装在起重机支座(5)上，挡片(13)安装在转台上；所述重量传感器(8)安装在起重机的吊钩(23)处。
5.根据权利要求I所述的一种折臂式起重机一键展开/收拢装置，其特征在于所述处理器模块(3)包括依次相连的输入电路，可编程控制器以及输出电路。
6.根据权利要求I或5所述的一种折臂式起重机一键展开/收拢装置，其特征在于所述处理器模块(3)安装在起重机支座(5)上或者起重机底盘上。
7.根据权利要求I所述的一种折臂式起重机一键展开/收拢装置，其特征在于所述执行装置(4)包括控制第一变幅油缸(18)、第二变幅油缸(19)、伸缩臂油缸(20)以及吊机回转油缸(21)的四路电磁比例换向阀。
8.根据权利要求I或7所述的一种折臂式起重机一键展开/收拢装置，其特征在于所述执行装置(4)安装在吊机底座的侧面。
9.一种基于权利要求I的折臂式起重机一键展开/收拢的方法，其特征在于分为一键展开步骤和一键收拢步骤； 使用一键展开的步骤如下 第一步，将切换开关至于一键操作档位，向上搬动操纵杆，发出一键展开指令； 第二步，可编程控制器通过比对由第一角度传感器、第二角度传感器以及长度传感器采集到的数据α、θ、AL，检查吊机是否处于完全收拢状态；若α < Ci1, β彡ε则执行第三步，否则直接结束； 第三步，回缩第二变幅油缸，使β = β1; 第四步，展开内臂，使α=α2; 第五步，展开外臂，使β = β3; 第六步，结束； 在一键展开操作步骤中α为内臂变幅角度，由第一角度传感器测得；h为内臂最小变幅角度；为系统设定的内臂展开后的变幅角度；β为外臂与内臂夹角，由β =π + θ - α计算得到；β i为外臂与内臂最小夹角；β 2为系统设定完全收拢状态外臂与内臂夹角；Θ为外臂变幅角度，由第二角度传感器测得；AL为伸缩臂伸长量，由长度传感器测得；ε是伸缩臂的最短伸缩长度，一般为零； 使用一键收拢的步骤如下 第一步，将切换开关至于一键操作档位，向下搬动操纵杆，发出一键收拢指令； 第二步，可编程控制器通过比对由第一角度传感器、第二角度传感器，长度传感器以及重量传感器采集到的数据α、Θ、AL、m，判断吊机是否可以进行一键收拢操作；若R彡R1,m ( O则执行第三步，否则直接结束； 第三步，收回伸缩臂，使AL=O; 第四步，伸出第二变幅油缸，使β彡β3; 第五步,伸出第一变幅油缸,使α彡α2; 第六步，可编程控制器通过转角传感器传来的信息判断收拢过程中吊机回转的方向；当限位开关检测到挡片时停止； 第七步，缩回第二变幅油缸，使β = β1; 第八步，缩回第一变幅油缸，使α = α工； 第九步，伸出第二变幅油缸，使β = 第十步，结束； 在一键收拢操作骤中R为作业幅度；m为吊重质量，由重量传感器测得；其余参数与一键展开步骤中相同。
全文摘要
本发明公开了一种折臂式起重机一键展开/收拢装置及方法，包括起重机，操作装置以及安装在起重机机身上的数据采集装置、处理器模块和执行装置；所述操作装置以及数据采集装置均通过处理器模块中的输入电路与处理器模块相连；处理器模块通过其内部的输出电路与执行装置相连。本发明通过在传统折臂式起重机上设置数据采集装置，将采集到的信息传输到安装在起重机上的处理器模块进行分析判断，处理器模块根据采集到的数据发出指令对执行装置进行控制，从而一键操作实现吊机从任意状态自动收拢至行驶状态，通过程序实现最优路径展开，提高展开与撤收的效率及自动化水平，提高作业效率。
文档编号B66C23/62GK102923575SQ20121039860
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月18日 优先权日2012年10月18日
发明者宋昆, 薛耀锋, 徐磊, 张波, 朱从民, 张红, 李润生, 赵长茂, 俞汉生 申请人:中国人民解放军总后勤部建筑工程研究所