Γ取整数，得到实施缠绕总圈数N，根据卷扬规格尺寸，一层可 j〇u 以卷绕No圈电缆，则等于缠绕层数1，则卷扬半径1?=1\0+1?()，其中，0为电缆直径，1?()为卷 扬空盘时的半径，即卷筒半径。因此可以得到卷扬半径，计算预定时间段内的多个卷扬半 径，即可以得到卷扬半径的变化。
[0041] 通过卷扬半径、马达压差和马达排量所反映的电缆张力情况为 电缆张力=其中为qm为马达机械效率，例如，qm的取值范围为 2πχ卷杨半径1 0.7至0.9,马达压差单位可以为Pa(帕），马达排量单位可以为m3/H立方米/转），卷扬半径 单位可以为m (米），电缆张力单位可以为N (牛）。令私,则 2π 电缆张力X.马达排量，这里马达排量恒定。因此若要保持电缆张力恒卷扬半径
+PR为卷扬半径为R时所对应的马达压差，PR = KpXPQ为卷扬半径的变化对马达压差的第一 影响压力值，A R=KrXRo为卷扬半径的变化，ΚΡ和KR分别为比例系数，随着卷扬半径或电缆 马达压差 定，需要恒定，因此需男 恒定，这里ρ機=ρ〇
缠绕层数的变化而变化。若Kp = Kr = KnJ ，即可以保持 R 恒定。若电缆缠绕层数为Μ，则卷扬半径的变化为Δ R = K N X R 〇 = R - R ο = Μ X D，则 丨、' ，则 PR = Κ Ν X Ρ〇 = ^ X Ρ" R〇: R〇
[0042] 在本实用新型的实施例中，控制器根据加速度a计算得到第二影响压力值Pa*Pa = kXa;其中，k为第二影响压力值与加速度之间的比例系数。本领域技术人员可以理解，k值 可以根据实际系统特性进行标定得到，或者也可以根据有限次实际测试得到。在一些实施 例中，k值可以为大于0的任意实数，根据实际测试标定，例如k值可以为1000、600、50、2、 0·1、0·05、0·003 等。
[0043] 在一些实施例中，控制器可以根据卷扬的加速收缆状态或减速放缆状态确定第二 影响压力值Pa为正值，可以根据卷扬的加速放缆状态或减速收缆状态确定第二影响压力值 PaS负值。
[0044] 在一些实施例中，控制器可以根据编码器测量的实时角度值逐渐增大判断卷扬为 收缆状态，可以根据编码器测量的实时角度值逐渐减小判断卷扬为放缆状态。
[0045] 在一些实施例中，控制器可以根据加速度为正值判断车辆加速行驶，根据加速度 为负值判断车辆减速行驶，以确定卷扬收缆或放缆时为加速或减速。在另一些实施例中，控 制器还可以根据加速度为零值确定车辆匀速行驶或停车。
[0046] 在本实用新型中，可以根据当前卷扬半径、马达压差、车速状况，采用PID (Proportion Integration Differentiation，比例积分微分)控制算法，系统快速响应，调 节液压控制装置输出的液压油的流量与压力，实现对卷缆马达的调速与背压设置，使马达 压差能够适应卷扬半径及车速变化，从而保证电缆张力恒定，即卷缆收放与车速保持同步。
[0047] 图3是示出根据本实用新型一些实施例的卷缆控制方法的流程图。
[0048] 在步骤S31，实时获取卷扬当前的工作状况以及当前实际的马达压差。
[0049] 在步骤S32,根据卷扬当前的工作状况计算当前期望的马达压差。
[0050] 在步骤S33,调节驱动马达的液压油的流量与压力，使得当前实际的马达压差基本 等于当前期望的马达压差。这里，"基本"是指调节马达压差时的误差A在允许的范围内，例 如-5% <5%。优选地，调节液压控制装置输出液压油的流量与压力，使得实际的马达 压差作1 示等于期望的马达压差Ρ??。
[0051] 在该实施例中，通过实时获取卷扬当前的工作状况以及当前实际的马达压差，以 控制调节驱动马达的液压油的流量与压力，使得当前实际的马达压差基本等于当前期望的 马达压差，从而调节马达转速及背压，消除电缆张力波动现象，保证车辆行驶过程中电缆张 力恒定，实现卷缆收放与车速同步，提高电缆使用安全性和使用寿命。
[0052] 在本实用新型的实施例中，实时获取卷扬当前的工作状况以及当前实际的马达压 差的步骤包括:获得卷扬旋转的角度值Θ、车辆行驶的加速度a、马达第一油口的第一压力Pi 以及马达第二油口的第二压力P2，其中，马达压差为第一压力？:减去第二压力P2的差值。根 据卷扬当前的工作状况计算当前期望的马达压差的步骤包括:根据角度值Θ和加速度a获得 期望的马达压差Ρ??。
[0053] 在本实用新型的实施例中，根据角度值Θ和加速度a获得期望的马达压差择雇的步 骤包括:根据角度值Θ、卷扬规格尺寸和电缆直径D获得卷扬半径的变化对马达压差的第一 影响压力值Pr，根据加速度a获得车速变化对马达压差的第二影响压力值P a;以及根据第一 影响压力值Pr和第二影响压力值Pa获得期望的马达压差P?li为P?i=P()+PR+P a，其中Ρο为卷扬 空盘时的马达压差。
[0054] 在本实用新型的实施例中，根据角度值Θ、卷扬规格尺寸和电缆直径D获得卷扬半 径的变化对马达压差的第一影响压力值Pr的步骤包括:根据角度值Θ计算得到电缆缠绕总
圈数，其中表示对取整数;根据电缆缠绕总圈数N以及卷扬缠绕 360 J 360 N 电缆的每层圈数No计算得到电缆缠绕的层数Μ为M [以及根据电缆缠绕的层数M、电缆 直径D、卷扬空盘时的半径Ro以及卷扬空盘时的马达压差Ρο计算得到第一影响压力值PR为 r? MxD Pr = - ^χΡ< ;其中，卷扬规格尺寸包括:卷扬缠绕电缆的每层圈数No和卷扬空盘时的 Ko 半径Ro。
[0055] 在本实用新型的实施例中，根据加速度a获得车速变化对马达压差的第二影响压 力值Pa的步骤包括:根据加速度a计算得到第二影响压力值P a*Pa = k X a;其中，k为第二影 响压力值与加速度之间的比例系数。本领域技术人员可以理解，k值可以根据实际系统特性 进行标定得到，或者也可以根据有限次实际测试得到。在一些实施例中，k值可以为大于0的 任意实数，根据实际测试标定，例如k值可以为1000、600、50、2、0.1、0.05、0.003等。
[0056] 在一些实施例中，根据加速度a获得车速变化对马达压差的第二影响压力值 步骤还可以包括:根据卷扬的加速收缆状态或减速放缆状态确定第二影响压力值P a为正 值，根据卷扬的加速放缆状态或减速收缆状态确定第二影响压力值PaS负值。
[0057] 在一些实施例中，根据卷扬的加速收缆状态或减速放缆状态确定第二影响压力值 Pa为正值，根据卷扬的加速放缆状态或减速收缆状态确定第二影响压力值?3为负值的步骤 包括:根据编码器测量的实时角度值逐渐增大判断卷扬为收缆状态，根据编码器测量的实 时角度值逐渐减小判断卷扬为放缆状态；以及根据加速度为正值判断车辆加速行驶，根据 加速度为负值判断车辆减速行驶，以确定卷扬收缆或放缆时为加速或减速。在另一些实施 例中，还可以根据加速度为零值确定车辆匀速行驶或停车。
[0058]本实用新型的卷缆控制方法可以有效保证卷缆收放与车速同步，且能够提高电缆 使用安全性与使用寿命，系统可靠，通用性强，具有一定的经济效益与社会效益。
[0059] 至此，已经详细描述了本实用新型。为了避免遮蔽本实用新型的构思，没有描述本 领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公 开的技术方案。
[0060] 虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域 的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本 领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例 进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。
【主权项】
1. 一种卷缆控制系统，其特征在于，包括： 编码器、加速度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器和控制器； 所述编码器、所述加速度传感器、所述第一压力传感器和所述第二压力传感器分别与 所述控制器电连接； 其中，所述编码器将测量的卷扬旋转的角度值传输至控制器;所述加速度传感器将测 量的车辆行驶的加速度传输至所述控制器;所述第一压力传感器将测量的马达第一油口的 第一压力传输至所述控制器;所述第二压力传感器将测量的马达第二油口的第二压力传输 至所述控制器;所述控制器输出调节信号至液压控制装置，调节所述液压控制装置输出液 压油的流量与压力。2. 根据权利要求1所述卷缆控制系统，其特征在于， 所述编码器安装在卷扬上。3. 根据权利要求1所述卷缆控制系统，其特征在于， 所述加速度传感器安装在车辆上。4. 根据权利要求1所述卷缆控制系统，其特征在于， 所述第一压力传感器安装在马达的第一油路上； 所述第二压力传感器安装在马达的第二油路上。5. 根据权利要求1所述卷缆控制系统，其特征在于， 所述第一油口为所述马达的进油油口； 所述第二油口为所述马达的出油油口。6. 根据权利要求1所述卷缆控制系统，其特征在于， 所述控制器与所述液压控制装置电连接。7. 根据权利要求1所述卷缆控制系统，其特征在于， 所述控制器为可编程逻辑控制器PLC。
【专利摘要】本实用新型公开了卷缆控制系统。该卷缆控制系统包括：编码器、加速度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器和控制器。编码器将测量的卷扬旋转的角度值传输至控制器；加速度传感器将测量的车辆行驶的加速度传输至控制器；第一压力传感器将测量的马达第一油口的第一压力传输至控制器；第二压力传感器将测量的马达第二油口的第二压力传输至控制器；控制器输出调节信号至液压控制装置，调节液压控制装置输出液压油的流量与压力，从而可以调节马达转速及背压，消除电缆张力波动现象，保证车辆行驶过程中电缆张力恒定，实现卷缆收放与车速同步，提高电缆使用安全性和使用寿命。
【IPC分类】B66D1/48, B66D1/08, B66D1/50
【公开号】CN205204701
【申请号】CN201520916662
【发明人】左帅, 胡传正, 魏彬
【申请人】徐工集团工程机械股份有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年11月17日