一种起重机臂头电池充电方法、装置及起重机与流程

本发明涉及工程机械，具体涉及一种起重机臂头电池充电方法、装置及起重机。

背景技术：

1、起重臂臂头电气元件通常包括传感器类元件。这些电气元件在起重机吊装作业过程中起到至关重要的作用。国内外起重机产品大多采用基本臂外置电缆卷筒，将车身电源传递到臂头给臂头电气元件供电，并返回臂头传感器元件检测信号。由于卷筒电缆位于臂外，起重机转场及作业过程中，高处的外物容易刮到外露的卷筒电缆，对电缆造成损坏，导致起重臂臂头电气元件信号无法正常传递到力矩限制器，影响正常的吊装作业。电缆卷筒体积大、重量重，尤其对于吨位大、起重臂长的起重机，电缆的加长更是增加了卷筒的重量。且电缆经过基本臂的压线轮及其余各节臂臂头的压线轮导向，最终固定在末节臂头部拉线支架上，各辅件也占有较大的重量。

2、随着无线通讯技术的不断成熟，目前已有部分起重机采用无线通讯模块替代外置电缆卷筒进行臂头电气件信号传输。其基本原理为：无线通讯模块的发射端放置在起重臂头部，接收臂头电气元件信号及电源电量信息，与无线通讯模块的接收端进行远距离无线通讯。无线通讯模块的接收端与力矩限制器主控制器有线连接，主控制器根据接收到的臂头信号进行相应控制。

3、无线通讯模块的接收端供电来自起重机车载电瓶或者发电机；接收端和其他臂头电气传感器元件放置在起重臂头部，供电需要在起重臂头部增加电源来实现。目前采用电池供电是较为常见的方式，但常规电池容量有限，无法负担臂头电气元件长时间工作，需要及时更换电池来保证信号有效传输，维护困难、成本高。因此需要使用可充电的蓄电池，如锂电池、铅酸电池等，可充电电池应根据臂头电气元件使用功率及作业时长选取足够大的容量，且在每次为臂头电气元件供电前应保证足够的电量，电量不足时先完成自身充电。

4、目前已有的充电方式主要有：

5、拆卸式充电，即把电池从臂头取下，采用外接充电器对电池充好电后重新装回臂头，该方式原理简单，但拆装便利性不足，尤其对臂头较高的大型起重机，人为拆装十分不便；

6、太阳能发电单元充电，在臂头增加太阳能板，太阳能板通过能量管理模块与蓄电池连接，采集太阳能给蓄电池充电，其优点是充电方便，但实现电路较为复杂，小太阳能板难以采集足够的能量，大太阳能板不易布置、成本昂贵，能量采集对天气依赖程度高；

7、风能发电单元充电，在臂头加装风能发电装置如发电风速仪，将风能转化为电能给蓄电池充电，其优点是充电简便，缺点是风能转换效率低，充电电能难以维持起重机长时间作业臂头电气元件耗电。

8、一、现有起重臂外置电缆卷筒给臂头元件供电的方式，存在以下缺点：

9、1.由于卷筒电缆位于臂外，起重机转场及作业过程中，高处的外物容易刮到外露的卷筒电缆，对电缆造成损坏，导致起重臂臂头电气元件无法正常供电，影响吊装作业。2.电缆卷筒体积大、重量重，尤其对于吨位大、起重臂长的起重机，电缆的加长更是增加了卷筒的重量。且电缆经过基本臂的压线轮及其余各节臂臂头的压线轮导向，最终固定在末节臂头部拉线支架上，各辅件也占有较大的重量。

10、二、现有可拆卸式臂头电池供电方式，存在以下缺点：

11、1.拆装便利性不足，尤其对臂头较高的大型起重机，人为拆装电池十分不便。2.拆装过程中，易造成电池防护安全隐患。

12、三、现有臂头电池新能源（太阳能、风能）充电方式，存在以下缺点：

13、1.技术尚未成熟，能源转换效率低，对天气依赖程度高，不适用于长时间作业的起重机。2.充电装置制作成本高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种起重机臂头电池充电方法、装置及起重机，以实现起重机伸缩臂臂头电池无需拆卸的情况下，快速连接充电。

2、为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、一种起重机臂头电池充电方法，包括：

4、判断起重臂的状态和臂头电池组的电量；

5、响应于所述起重臂在缩回状态，且所述臂头电池组的电量小于设定值时，控制所述臂头电池组进入充电模式；

6、在所述充电模式，所述电源管理模块的充电接头和设置在底盘上的电源接口通过充电线缆插接连接，其中，所述电源管理模块和设置在末节臂头部上的臂头电池组相连接；

7、响应于所述起重臂在缩回状态且所述臂头电池组的电量大于设定值时，或所述起重臂在非缩回状态时，使所述臂头电池组解除充电模式。

8、进一步地，所述电源管理模块和臂头电气元件相连接，所述臂头电气元件包括臂头警示灯或显示装置；

9、所述臂头管理模块用于将获取的所述臂头电池组的电量信息通过所述臂头警示灯或显示装置进行显示。

10、进一步地，还包括和所述电源管理模块相连接的诊断模块；

11、所述诊断模块用于在所述充电状态时获取所述臂头电池组的电量信息或电源接口电压信息；

12、响应于所述臂头电池组的电量不增加或电源接口电压小于设定值，向所述电源管理模块发送异常提醒信号，所述异常信号用于使与所述电源管理模块相连接的指示灯或显示装置显示异常信息。

13、进一步地，还包括在所述充电模式时，上车控制器或力限器根据充电时的充电信号限制起重机进行伸缩和/或回转和/或变幅动作。

14、第二方面，本发明公开了一种起重机臂头电池充电装置，包括：

15、设置在末节臂头部上的臂头电池组，所述臂头电池组上连接有电源管理模块，所述电源管理模块和臂头电气元件相连接，并向臂头电气元件供电；所述电源管理模块上连接有充电接头；

16、设置在底盘上的电源接口以及用于控制所述电源接口通断电的电源接口控制开关；

17、充电线缆，所述充电线缆的一端和所述电源接口插接连接，另一端和所述充电接头插接连接。

18、进一步地，所述电池组设置在末节臂头部箱体的内部。

19、进一步地，所述电源接口设置在底盘驾驶室的前下方。

20、进一步地，所述充电线缆为常规线缆、弹簧线缆以及可拉伸回缩电缆卷线器的任意一种。

21、进一步地，所述充电线缆包括一根用于传输电源信号的汽胶线、一根用于传递地信号的汽胶线和一根用于传递电池组电量信号的汽胶线，所述电源接口上信号连接有用于显示电量信号的显示元件。

22、第三方面，本发明公开了一种起重机，包括第二方面任一项所述的充电装置。

23、根据上述技术方案，本发明的实施例至少具有以下效果：

24、1、本技术的充电方法，根据起重臂的状态和臂头电池组的电量判断是否进入充电模式，在充电模式，通过充电线缆连接底盘上的充电接口和末节臂头部上的充电接头，相比起重臂外置电缆卷筒给臂头元件供电的方式，可以降低起重机转场及作业过程中线路磨损风险，且系统重量上具有明显优势；

25、2、本技术的充电方法，通过充电线缆连接充电接口和充电接头进行充电，无需拆卸电池，相比现有可拆卸式臂头电池供电方式，充电更为便捷。

26、3、本技术的充电方法，利用充电线缆连接充电接口和充电接头进行充电，无需安装大面积的太阳能电池板，相比现有臂头电池新能源（太阳能、风能）充电方式，成本大幅降低，充电效率高。