轮式起重机作业防振设备、系统、方法及轮式起重的制造方法
【专利摘要】本发明公开了轮式起重机作业防振设备、系统、方法及轮式起重机，在作业时，轮式起重机两侧的支腿伸出并起升以支起轮式起重机，该设备包括：接收装置，用于接收轮式起重机的车架与车桥之间的垂直距离；控制装置，用于执行以下至少一者：根据车架与车桥之间的垂直距离来控制支腿的起升操作，以控制轮胎与地面接触的程度；或根据车架与车桥之间的垂直距离来控制指示装置发出指示信号。通过上述技术方案，本发明根据车架与车桥之间的垂直距离来控制轮胎与地面接触的程度，能够达到在不需要专用的减振设备的情况下提高减振效果的目的，并且可以很好地减轻车架整体在平行于地面的方向的振动。
【专利说明】轮式起重机作业防振设备、系统、方法及轮式起重机
【技术领域】
[0001]本发明涉及防止轮式起重机作业振动的技术，具体地，涉及轮式起重机作业防振设备、系统、方法及轮式起重机。
【背景技术】
[0002]轮式起重机是一种作业范围广、作业适用性强的通用型起重机。由于我国目前的对轮式起重机产品的设计理论偏于保守，并且过度注重安全因素，因而导致产品自重大、元器件笨重，因此，各大轮式起重机厂商将轻量化设计与制造技术作为产品开发的一项关键技术展开研宄。
[0003]轻量化设计的目的在于使产品重量更轻、结构更优的同时保证产品的性能和安全性。然而，在实际操作过程中，产品的性能和安全性二者往往相互矛盾而无法兼顾。
[0004]轮式起重机作业时通常伸出并起升位于车身两侧的支腿，以使得所有轮胎保持悬空状态，即作业时轮胎离地，仅靠布置在轮式起重机两侧的支腿支撑，这样做是考虑到了轮式起重机自身轮胎无法承受过大载荷。然而，在急速吊载或卸载、回转急速启停等工况下容易出现整车低频振动的情况，这会对操作人员的主观判断造成影响，严重情况下还可能导致结构破坏。根据目前的设计经验，在发生作业振动的情况下，通常会在相关结构强度较弱的部位进行改进和加强处理，例如，在车架与支腿的接触部位加厚或设置加强筋等，然而，实际操作经验表明，上述改进存在以下缺陷:
[0005](I)通过结构改进间接对轮式起重机进行减振，而研宄发现轮式起重机作业振动不仅与结构因素有关，因而，仅仅通过结构改进得到的减振效果不如预期；
[0006](2)轮式起重机的整车结构重量与复杂度均有不同程度的增加；
[0007](3)结构改进会带来成本的增加；
[0008](4)结构改进涉及部位较多，改进方案可能有反复，会造成时间成本的增加。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供轮式起重机作业防振设备、系统、方法及轮式起重机，用于解决在不需要专用的减振设备且不需要对结构进行改进或加强的情况下提高减振效果的问题。
[0010]为了实现上述目的，本发明提供了一种轮式起重机作业防振设备，所述轮式起重机在作业时，该轮式起重机两侧的支腿伸出并起升以支起该轮式起重机，该设备包括:接收装置，用于接收所述轮式起重机的车架与车桥之间的垂直距离；以及控制装置，用于执行以下至少一者:根据所述车架与车桥之间的垂直距离来控制所述支腿的起升操作，以控制轮胎与地面接触的程度；或根据所述车架与车桥之间的垂直距离来控制指示装置发出指示信号。
[0011]相应地，本发明还提供了一种轮式起重机作业防振系统，包括:以上所述的轮式起重机作业防振设备；以及长度检测装置，用于检测所述轮式起重机的车架与车桥之间的垂直距离。
[0012]相应地，本发明还提供了一种轮式起重机，包括以上所述的轮式起重机作业防振系统。
[0013]相应地，本发明还提供了一种轮式起重机作业防振方法，所述轮式起重机在作业时，该轮式起重机两侧的支腿伸出并起升以支起该轮式起重机，该方法包括:接收所述轮式起重机的车架与车桥之间的垂直距离；以及根据所述车架与车桥之间的垂直距离来执行以下至少一者:控制所述支腿的起升操作，以控制轮胎与地面接触的程度；或控制指示装置发出指示信号。
[0014]通过上述技术方案，本发明通过根据车架与车桥之间的垂直距离来控制支腿的起升操作或者控制指示装置发出指示信号来提醒操作人员控制支腿的起升操作，从而可以控制轮胎与地面接触的程度，能够达到在不需要专用的减振设备的情况下提高减振效果的目的，并且可以很好地减轻车架整体在平行于地面的方向的振动。
[0015]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。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]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:
[0017]图1是本发明提供的轮式起重机作业防振设备框图；
[0018]图2是本发明提供的轮式起重机所具有的H型支腿的示意图；
[0019]图3是本发明提供的轮式起重机作业防振系统的框图；
[0020]图4是本发明实施方式提供的轮式起重机作业防振系统的结构图；以及
[0021]图5是本发明提供的轮式起重机作业防振方法的流程图。
[0022]附图标记说明
[0023]10轮式起重机作业防振设备
[0024]101接收装置102控制装置
[0025]20长度检测装置I前支腿
[0026]2后支腿3车架
[0027]4车桥5悬架
【具体实施方式】
[0028]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。
[0029]图1是本发明提供的轮式起重机作业防振设备10框图，如图1所示，该设备10包括接收装置101和控制装置102。轮式起重机在作业时，该轮式起重机两侧的支腿伸出并起升以支起该轮式起重机，接收装置101用于接收轮式起重机的车架与车桥之间的垂直距离，控制装置102用于执行以下至少一者:根据所接收的车架与车桥之间的垂直距离来控制位于轮式起重机两侧的支腿的起升操作，以控制轮式起重机的轮胎与地面接触的程度；或根据所述车架与车桥之间的垂直距离来控制指示装置发出指示信号。
[0030]具体来说，控制装置102可以根据所接收的车架与车桥之间的垂直距离仅控制位于轮式起重机两侧的支腿的起升操作，以控制轮式起重机的轮胎与地面接触的程度，也可以根据所接收的车架与车桥之间的垂直距离来控制指示装置发出指示信号，当然，也可以同时执行这两项操作。也就是说，控制装置102可以根据车架与车桥之间的垂直距离来自动控制支腿的起升操作，也可以根据车架与车桥之间的垂直距离来控制指示装置发出指示信号，以提醒操作人员控制支腿的起升操作，并且，也可以在自动控制支腿的起升操作的同时控制指示装置发出指示信号。本领域技术人员应当理解，轮胎与地面接触的程度越大，所带来的轮胎与地面的摩擦力也就越大，减振效果也就越明显，反之，轮胎与地面接触的程度越小，所带来的轮胎与地面的摩擦力也就越小，减振效果也就越不明显。
[0031]轮式起重机的支腿的布置方式一般有H型和X型两种，图2是本发明提供的轮式起重机所具有的H型支腿的示意图，如图2所示，H型支腿具有前支腿I和后支腿2。这里仅示例性地示出了 H型支腿，本发明可以适用于具有H型或X型中任一种支腿的轮式起重机。
[0032]轮式起重机在作业过程中，在急速加载、卸载、或回转急速启停工况下，会出现车架整体在平行于地面的方向(特别是平行于地面指向车辆的前方的方向)进行低频振动的现象。通过本发明提供的技术方案可以减轻这种低频振动。
[0033]具体而言，由于在起升支腿的过程中，车架会随着控制支腿起升操作的垂直油缸的伸长而抬高，所以通过控制车架与车桥之间的垂直距离来调整轮胎与地面的接触程度可以调整轮胎与地面之间的摩擦力的大小，这种情况下，除了支腿支撑着车身与吊重载荷，而且轮胎与地面保持接触，从而可以通过轮胎与地面的摩擦来抑制轮式起重机在作业情况下车架整体在平行于地面的方向(特别是平行于地面指向车辆的前方的方向)的低频振动，同时对于垂直于地面的方面的振动也可以起到很好的衰减效果。
[0034]以上描述的控制装置102根据车架与车桥之间的垂直距离来控制支腿的起升操作包括:确定车架与车桥之间的垂直距离是否大于预定长度，在车架与车桥之间的垂直距离大于预定长度的情况下，控制装置102控制停止起升支腿，本领域技术人员应当理解，在这种情况下，操作人员应当拉紧驻车制动扳手(或开关)，以限制轮胎的转动从而利用轮胎与地面的摩擦力进行减振。这种通过在车架与车桥之间的垂直距离大于一个预先设定的预定长度时控制停止起升支腿，可以将轮胎与地面之间的接触控制在一个恰当合适的程度，即当车架与车轿之间的垂直距离为该预定长度时，轮胎与地面能够接触，而且轮胎与地面的接触程度又不至于损坏轮式起重机的悬架系统，这样可以借用轮式起重机自身的轮胎进行减振，而不用设置专门的减振设备，并且不需要对结构进行改进或加强。
[0035]以上预定长度可以通过以下公式计算:
[0036]Ld= L ο- δ >1< (Lj+Lg+Lg-L4)(I)
[0037]在公式(I)中，
[0038]Ld为预定长度；
[0039]Ltl为在轮式起重机靠支腿支撑、轮胎离地的情况下车架与车桥之间的垂直距离；
[0040]L1为在轮式起重机靠轮胎支撑、静止停放在水平路面的情况下垂直方向上的悬架(在图4中通过附图标记“5”示出悬架)变形量，即为悬架系统静扰度；
[0041]L2为在轮式起重机行驶状态下由轮式起重机动载引起的垂直方向上的悬架变形量，即为悬架系统动扰度；
[0042]L3为在轮式起重机靠支腿支撑、轮胎离地的情况下车桥和轮胎自重引起的垂直方向上的悬架变形量；
[0043]L4为在轮式起重机作业情况下车架的最大变形下沉量；
[0044]以上Lp L1, L2, L3、L4为轮式起重机的设计参数，在轮式起重机的型号确定的情况下，参数L。、Lpk、L3、L4是确定的。其中，δ为安全系数，0< δ <1，减振效果与δ的大小相关，δ越大(使得Ld越小)，悬架压缩程度越大，所带来的轮胎与地面的摩擦力也就越大，减振效果也就越明显。因而，可以根据实际情况的需要，通过控制装置102调整δ的大小来得到需要的减振效果。
[0045]本领域技术人员应当理解，如果轮胎与地面的摩擦力太小，减振效果不明显，反之，如果轮胎与地面的摩擦力太大，会使得轮式起重机上相应的结构(例如，车桥)受力过大而造成不稳定，容易引起负面影响，所以，应当根据轮式起重机的具体型号和工况来选取合适的S的值，以获得与根据具体的型号及工况的轮式起重机来设定的轮胎与地面的摩擦力相对应的车轿与车架之间的预定长度，并由此来实时检测车桥与车架之间的垂直距离控制支腿的起升。
[0046]具体地，在以上公式⑴中，U+I^+L#悬架的最大变形量，L ALdL3-L4S在考虑了车架的变形的情况下悬架的最大变形量，在公式⑴中，由于引入了系数I不仅可以通过悬架系统的压缩保持轮胎与地面的摩擦力，而且可以确保悬架系统变形量小于悬架最大变形量!^+LfL3-L4,因而不会对悬架系统造成损坏。
[0047]容易理解，L。=LS+LT(2)
[0048]在以上公式(2)中，Lt为当前车桥与车架之间的垂直距离，此时轮胎尚未离地，所以悬架系统具有变形量，即Ls。
[0049]以上描述的控制装置10根据车架与车桥之间的垂直距离来控制指示装置发出指示信号包括:确定车架与车桥之间的垂直距离是否大于预定长度；在车架与车桥之间的垂直距离大于预定长度的情况下，控制指示装置发出指示信号。在控制装置102不自动控制停止起升支腿的情况下，指示信号可以提醒操作人员控制停止起升支腿。
[0050]当然，在车架与车桥之间的垂直距离大于预定长度的情况下，控制装置102可以在控制停止起升支腿的同时，控制指示装置发出指示信号以告知操作人员已停止起升支腿。
[0051]图3是本发明提供的轮式起重机作业防振系统的框图，如图3所示，该系统不仅包括以上描述的轮式起重机作业防振设备10，还包括长度检测装置20。该长度检测装置20用于检测轮式起重机的车架与车桥之间的垂直距离。该长度检测装置20可以为拉线传感器20，也可以为任意能够测量车架与车桥之间的垂直距离的其他长度检测装置，如红外传感器等。
[0052]此外，本发明提供的轮式起重机作业防振系统还可以包括指示装置(图3中未示出)，用于发出指示信号，该指示装置例如可以为指示灯。
[0053]图4是本发明实施方式提供的轮式起重机作业防振系统的结构图，如图4所示，如果长度检测装置20为拉线传感器20，则该拉线传感器20的一端可以连接在车架3上，另一端可以连接在车桥4上，接收装置101 (图4中未示出)接收该拉线传感器20检测到的车架3与车桥4之间的垂直距离，并由控制装置102执行相应的操作。
[0054]本领域技术人员应当理解，连接在车桥4上的拉线传感器20的另一端不一定在如图4所示的车桥4的最下面的位置，因为车桥4是不会发生形变的，所以可以将连接在车桥4上的拉线传感器20的另一端连接至车桥4上的任意位置，只要在计算车架3与车桥4之间的垂直距离时减去对应于不同位置的固定值即可。指示装置(图4中未示出)可以安装在支腿的操纵手柄旁，以便于操作人员观察，当然，该指示装置可以安装在操作人员可以观察到的任意位置。
[0055]此外，本发明提供的轮式起重机作业防振设备或系统可以集成为一个便于拆卸和安装的组件(如图4所示，可以将轮式起重机作业防振设备10安装在车架3上)，或者长度检测装置可以为一个便于拆卸和安装的组件，在轮式起重机正常行驶状态下可以将其卸下，以防止污损传感器。
[0056]相应地，本发明还提供了一种轮式起重机，包括以上所述的轮式起重机作业防振系统。
[0057]图5是本发明提供的轮式起重机作业防振方法的流程图，轮式起重机在作业时，该轮式起重机两侧的支腿伸出并起升以支起该轮式起重机，如图5所示，该方法包括:接收轮式起重机的车架与车桥之间的垂直距离；根据车架与车桥之间的垂直距离来执行以下至少一者:控制支腿的起升操作，以控制轮胎与地面接触的程度；或控制指示装置发出指示信号。
[0058]需要说明的是，本发明提供的一种轮式起重机作业防振方法的具体细节及益处与本发明提供的一种轮式起重机作业防振设备类似，于此不予赘述。
[0059]以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明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的保护范围。
[0060]需要强调的是，本发明提供的技术方案需要轮式起重机在作业过程中使轮胎与地面保持接触，而目前行业内的轮式起重机的作业规程上通常规定在作业时轮胎离地，其主要原因是为了避免轮胎承受过大载荷。然而，本领域技术人员应当注意，在非作业的工况下或车辆行驶情况下，轮胎是支持轮式起重机整车重量的唯一部件，所以轮胎是具备较强的负载能力的，因而，只要对轮胎承受载荷控制合理，就不会对轮胎造成损害。此外，需要说明的是，本发明提供的技术方案中，支腿仍然为轮式起重机作业时的主要支撑，轮胎与悬架系统仅为半压缩状态，即轮胎仅为辅助支撑，因而不会从本质上改变采用目前作业规程进行作业时的整车受力平衡。因此，本发明提供的技术方案具备可行性，且不会带来其它不利影响。
[0061]本发明所提供的技术方案主要是用于汽车起重机。本发明通过直接借助轮式起重机自身轮胎与地面的摩擦力进行减振，相对现有技术中的结构改进的技术方案具有以下优势:(1)不需要对整车结构进行结构加强处理，因而不会导致结构复杂度增加及车辆重量的大幅增加；(2)借用轮式起重机自身的轮胎进行减振，不需专用的减振设备；(3)轮胎与地面的摩擦力通过车桥悬架系统直接作用在减振目标一一车架上，减振效果明显、原理简单、装置体积小、操作简便。
[0062]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，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0063]此外，本发明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的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【权利要求】
1.一种轮式起重机作业防振设备，所述轮式起重机在作业时，该轮式起重机两侧的支腿伸出并起升以支起该轮式起重机，其特征在于，该设备包括: 接收装置，用于接收所述轮式起重机的车架与车桥之间的垂直距离；以及 控制装置，用于执行以下至少一者: 根据所述车架与车桥之间的垂直距离来控制所述支腿的起升操作，以控制轮胎与地面接触的程度；或 根据所述车架与车桥之间的垂直距离来控制指示装置发出指示信号。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制装置根据所述车架与车桥之间的垂直距离来控制所述支腿的起升操作包括: 确定所述车架与车桥之间的垂直距离是否大于预定长度；以及 在所述车架与车桥之间的垂直距离大于预定长度的情况下，停止起升所述支腿。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述预定长度通过以下公式计算:
Ld= L 0_ δ * (Li+La+I^-1^)； 其中，LD为预定长度，为在所述轮式起重机靠支腿支撑、轮胎离地的情况下车架与车桥之间的垂直距离，U为在所述轮式起重机靠轮胎支撑、静止停放在水平路面的情况下垂直方向上的悬架压缩量，L2为在所述轮式起重机行驶状态下由所述轮式起重机动载引起的垂直方向上的悬架变形量，L3为在所述轮式起重机靠支腿支撑、轮胎离地的情况下车桥和轮胎自重引起的垂直方向上的悬架变形量，匕为在所述轮式起重机作业情况下车架的最大变形下沉量，δ为安全系数，0< δ < 1，δ越大，悬架压缩程度越大。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制装置根据所述车架与车桥之间的垂直距离来控制指示装置发出指示信号包括: 确定所述车架与车桥之间的垂直距离是否大于预定长度；以及 在所述车架与车桥之间的垂直距离大于预定长度的情况下，控制指示装置发出指示信号。
5.一种轮式起重机作业防振系统，其特征在于，包括: 权利要求1-4中任一项权利要求所述的轮式起重机作业防振设备；以及 长度检测装置，用于检测所述轮式起重机的车架与车桥之间的垂直距离。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，该系统还包括: 指示装置，用于发出指示信号。
7.一种轮式起重机，其特征在于，包括权利要求5或6所述的轮式起重机作业防振系统。
8.一种轮式起重机作业防振方法，所述轮式起重机在作业时，该轮式起重机两侧的支腿伸出并起升以支起该轮式起重机，其特征在于，该方法包括: 接收所述轮式起重机的车架与车桥之间的垂直距离；以及 根据所述车架与车桥之间的垂直距离来执行以下至少一者: 控制所述支腿的起升操作，以控制轮胎与地面接触的程度；或 控制指示装置发出指示信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述车架与车桥之间的垂直距离来控制所述支腿的起升操作包括: 确定所述车架与车桥之间的垂直距离是否大于预定长度；以及 在所述车架与车桥之间的垂直距离大于预定长度的情况下，停止起升所述支腿。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述预定长度通过以下公式计算:
Ld= L 0_ δ * (Li+La+I^-1^)； 其中，LD为预定长度，为在所述轮式起重机靠支腿支撑、轮胎离地的情况下车架与车桥之间的垂直距离，U为在所述轮式起重机靠轮胎支撑、静止停放在水平路面的情况下垂直方向上的悬架压缩量，L2为在所述轮式起重机行驶状态下由所述轮式起重机动载引起的垂直方向上的悬架变形量，L3为在所述轮式起重机靠支腿支撑、轮胎离地的情况下车桥和轮胎自重引起的垂直方向上的悬架变形量，匕为在所述轮式起重机作业情况下车架的最大变形下沉量，δ为安全系数，0< δ < 1，δ越大，悬架压缩程度越大。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述车架与车桥之间的垂直距离来控制指示装置发出指示信号包括: 确定所述车架与车桥之间的垂直距离是否大于预定长度；以及 在所述车架与车桥之间的垂直距离大于预定长度的情况下，控制指示装置发出指示信号。
【文档编号】B66C23/78GK104477797SQ201410627320
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】刘耀宗, 陈仁伍, 胡蛟, 喻广强, 汪雪晴 申请人:中联重科股份有限公司