专利名称：随车起重机伸缩臂控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械的控制装置，具体是一种随车起重机伸縮臂控制装置。
背景技术：
随车起重机是一种集机械、液压、电子技术为一体的专用车辆，通过机构的不断变 幅、回转、伸縮、起升等动作把目标负载转运到指定位置的一种机构装置。伸縮臂是随车起 重机主要工作装置，尤其是大吨位的随车起重机，工作较为频繁，受力变化也较大。目前国 内外现有随车起重机伸縮臂伸縮方式主要有两种， 一种是各伸縮臂等长量伸縮，即每个伸 縮臂伸长与縮短的长度相等；另一种是其伸縮臂的伸縮是伸縮臂I伸到头，然后再伸伸縮 臂II到头，最后才能伸伸縮臂III，依此类推，縮回时次序相反。以上两种伸縮方式都有缺 陷，导致最薄弱的伸縮臂产生变形，甚至焊道开裂和折断。这两种伸縮方式都没有充分发挥 各伸縮臂的最佳工作效果。
发明内容本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的不足之处而提供一种随车起重机 伸縮臂控制装置，该装置在控制原理上做了改进，使各伸縮臂的最大应力相等，能够提高各 伸縮臂的工作平稳性和使用寿命。 本实用新型是以如下技术方案实现的；一种随车起重机伸縮臂控制装置，其特征 在于包括工业PLC，通过数据线与工业PLC连接的电比例阀，通过数据线与工业PLC连接分 别用于采集伸縮臂1、伸縮臂n、伸縮臂III的位移量的位移传感器1、位移传感器II和位 移传感器III，与工业PLC连接用于采集固定臂角度的角度传感器；工业PLC和电比例阀安 装在随车起重机的下方，角度传感器安装在固定臂的外部，位移传感器I 一端固定在固定 臂上，另一端固定在伸縮臂I上；位移传感器II 一端固定在伸縮臂I上，另一端固定在伸縮
臂II上；位移传感器III 一端固定在伸縮臂II上，另一端固定在伸縮臂III上；伸縮油缸 I缸筒端安装在固定臂上，活塞杆端安装在伸縮臂I上；伸縮油缸II缸筒端安装在伸縮臂I 上，活塞杆端安装在伸縮臂II上，伸縮油缸III缸筒端安装在伸縮臂II上，活塞杆端安装 在伸縮臂III上。 由于采用了上述技术方案，即在现有随车起重机上增加工业PLC、电比例阀、平衡 阀、角度传感器、位移传感器组成的闭环控制系统，工业PLC是该控制装置的工作核心，控 制指令由其发出，并采用PID程序控制，使控制目标运行平稳最终使各伸縮臂最大应力相 等，如最大应力即将超过材料的许用应力，则发出警报信号并停止工作。工业PLC能根据输 入吊重重量的大约数及角度传感器、位移传感器1、位移传感器11、位移传感器III传输的
数据，根据伸縮臂1、伸縮臂n、伸縮臂in所受最大应力相等原则计算各伸縮臂合理伸縮
量，并发出控制信号给电比例阀，电比例阀阀口大小发生变化，控制符合计算要求流量的液
压油驱动伸縮油缸1、伸縮油缸n、伸縮油缸in使伸縮臂1、伸縮臂n、伸縮臂in的位移 量达到控制要求。[0006] 本实用新型的有益效果是极大地改善了现有随车起重机伸縮臂的受力状况，避 免了原操作方法导致某一伸縮臂应力过大产生危险的情况，提高了可靠性、操作平稳性和 使用寿命。
下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述 图1是本实用新型的各组成部件在随车起重机安装位置图； 图2是本实用新型的液压原理图； 图3是本实用新型的控制原理图。 图中
2-电比例阀 6-位移传感器III 10-伸縮臂III 14-液压泵
1-工业PLC 5-位移传感器II 9_伸縮油缸III 13-
3-角度传感器 7_伸縮油缸I 11-伸縮臂II
15-平衡阀
4_位移传感器I 8_伸縮油缸II 12-伸縮臂I
具体实施方式如图1所示和图3所示，随车起重机伸縮臂控制装置包括工业PLC1，通过数据线 与工业PLC连接的电比例阀2、通过数据线与工业PLC连接分别用于采集伸縮臂1、伸縮臂 n、伸縮臂III的位移量的位移传感器I 4、位移传感器I1 5和位移传感器III6，与工业 PLC连接用于采集固定臂角度的角度传感器3 ;工业PLC1和电比例阀2安装在随车起重机 的下方，角度传感器3安装在固定臂13的外部，位移传感器I 4 一端固定在固定臂13上， 另一端固定在伸縮臂I 12上；位移传感器I1 5—端固定在伸縮臂I 12上，另一端固定在 伸縮臂II 11上；位移传感器III6—端固定在伸縮臂I1 ll上，另一端固定在伸縮臂III 10上。伸縮油缸I 7缸筒端安装在固定臂13上，活塞杆端安装在伸縮臂I 12上；伸縮油 缸II 8缸筒端安装在伸縮臂I 12上，活塞杆端安装在伸縮臂I1 ll;伸縮油缸III 9缸筒 端安装在伸縮臂II 11上，活塞杆端安装在伸縮臂III 10上。伸縮油缸I 7、伸縮油缸I1 8、伸縮油缸ni 9伸縮可分别驱动伸縮臂I 12、伸縮
臂n 11、伸縮臂ni io作伸縮运动，同时位移传感器i 4、位移传感器n 5、位移传感器
III 6分别测出伸縮臂I 12、伸縮臂II 11、伸縮臂III 10的位移量A I" A 12、 A 13。如图2所示，伸縮油缸I 7、伸縮油缸n 8、伸縮油缸ni 9每个油缸的大小腔上 装有两个平衡阀15，液压泵14将液压油输送到电比例阀2处，电比例阀2将控制液压油按
不同比例经平衡阀i5输送到伸縮油缸i 7、伸縮油缸n s、伸縮油缸ni 9的大小腔，从而 实现伸縮臂i 12、伸縮臂n 11、伸縮臂ni io按规定的轨迹运动。 在工作前，需给工业PLC1输入吊重重量的大约值，按下工业PLC1的伸臂开关，工 业PLC根据一些计算原则，进行高速运算。计算原则简述如下 目标是使各伸縮臂的最大应力相等，以此解出各伸縮臂的伸长量作为控制依据。 伸縮臂III 10所受最大弯矩Mmax3 = f ( A 13， a ) 伸縮臂II 11所受最大弯矩Mmax2 =p(A/2，A/3，") 伸縮臂I 13所受最大弯矩Mmaxl = " ( A I" A 12， A 13， a )[0024] 式中Alp Al2、 Al3分别为伸縮臂I 13、伸縮臂I1 11、伸縮臂I11 10的伸长』 a为固定臂13与水平面的夹角。伸縮臂III 10所受最大应力Wmax3 =、 伸縮臂II ll所受最大应力CTmax2=" 2 - 伸縮臂I 13所受最大应力<7maxl 式中WpW2、W3分别为伸縮臂i 13、伸縮臂n 11、伸縮臂ni io的抗弯模量。
目标函数o MXl = o隨2 = o隨3 以此可计算出需要控制的A L、 A 12、 A 13的物理量。 工业PLC1经计算出理想的Al2、 Al3后，转化为可控制电比例阀2的信号， 电比例阀2通过改变阀口大小控制液压油流量，这样可即时控制各伸縮油缸，各伸縮油缸 驱动各伸縮臂按需要规定的伸长量实施变化。同时各位移传感器将测量出实际AlpAl2、 A 13传输到工业PLC1，进行比较运算后发出新的指令，形成随车起重机伸縮臂控制装置的 闭环控制。工业PLC1将运算出的omaxl、 omax2、 Om^比较是否相等如不相等则发出补偿控 制指令，同时并与材料的许用应力[o]进行比较，如超过许用应力[o]则报警并中断操 作。
权利要求一种随车起重机伸缩臂控制装置，其特征在于包括工业PLC(1)，通过数据线与工业PLC(1)连接的电比例阀(2)，通过数据线与工业PLC(1)连接分别用于采集伸缩臂I(12)、伸缩臂II(11)、伸缩臂III(10)的位移量的位移传感器I(4)、位移传感器II(5)和位移传感器III(6)，与工业PLC(1)连接用于采集固定臂(13)角度的角度传感器(3)；工业PLC(1)和电比例阀(2)安装在随车起重机的下方，角度传感器(3)安装在固定臂(13)的外部，位移传感器I(4)一端固定在固定臂(13)上，另一端固定在伸缩臂I(12)上；位移传感器II(5)一端固定在伸缩臂I(12)上，另一端固定在伸缩臂II(11)上；位移传感器III(6)一端固定在伸缩臂II(11)上，另一端固定在伸缩臂III(10)上；伸缩油缸I(7)缸筒端安装在固定臂(13)上，活塞杆端安装在伸缩臂I(12)上；伸缩油缸II(8)缸筒端安装在伸缩臂I(12)上，活塞杆端安装在伸缩臂II(11)上，伸缩油缸III(9)缸筒端安装在伸缩臂II(11)上，活塞杆端安装在伸缩臂III(10)上。
2. 根据权利要求l所述的随车起重机伸縮臂控制装置，其特征在于，所述的工业 PLC(1)、电比例阀(2)、角度传感器(3)、位移传感器I(4)、位移传感器I1(5)和位移传感器 111(6)构成闭环控制系统。
专利摘要本实用新型适公开了一种随车起重机伸缩臂控制装置。包括电比例阀、工业PLC、平衡阀、多个伸缩油缸、多个位移传感器、角度传感器；位移传感器测量伸缩臂的伸缩量，角度传感器测量伸缩臂与水平面的夹角，两种传感器的测量信号反馈给工业PLC，然后工业PLC控制电比例阀，再由电比例阀控制多个伸缩油缸，各伸缩油缸驱动伸缩臂按程序计算预定轨迹运动，多个位移传感器把位移量反馈给工业PLC形成闭环控制。上述方案的效果是极大地改善了现有随车起重机伸缩臂的受力状况，避免了原操作方法导致某一伸缩臂应力过大产生危险的情况，提高了可靠性、操作平稳性和使用寿命。
文档编号B66C23/693GK201525712SQ20092023385
公开日2010年7月14日 申请日期2009年7月29日 优先权日2009年7月29日
发明者仇文宁, 李清伟, 洪杰, 程磊, 陈宝凤, 马厚雪 申请人:徐州徐工随车起重机有限公司;江苏省徐州技师学院;徐州工程学院