专利名称：起重机的防二次起升下滑系统以及防二次起升下滑方法
技术领域：
本发明涉及一种起重机的防二次起升下滑系统，更具体地，涉及一种通过控制制 动器的操作来防止起重机出现二次起升下滑的系统。此外，本发明还涉及一种起重机的防 二次起升下滑方法。
背景技术：
起重机是用于将物体从一个空间位置转移到另一个空间位置的机械设备，在起重 机的起升操作过程中，最常出现的问题是起重机的“二次起升下滑”问题。所谓起重机的“二次起升下滑”，是指当悬停在空中的重物第二次(或第三次等) 被起吊时，重物往往会因自身重量先下滑一段距离才能正常起升。这种“二次起升下滑”严 重时可能会引发重大安全事故，如在距离地面较低时，该下滑现象可能会导致重物砸到行 人或作业人员，尤其是起重机的起升驱动力增大速度较慢时，这种下滑状态可能会加剧。此 外，在此需要说明的是，上述“二次起升”为本技术领域的通用术语，其中的“二次”并不限 于“第二次”，而是指起重机“初次起升”后进行的后续起升操作，因此本领域技术人员也将 “二次起升”称作“再起升”或“后续起升”等。随着起重机、尤其是液压起重机的应用日趋广泛、起吊重量越来越大，起重机的安 全性能也越来越受到重视。相应地，由于起重机的“二次起升下滑”问题严重影响到起重机 的安全性，因此也日益受到人们的密切关注。也就是说，人们在购买起重机时，已经将起重 机的防二次起升下滑的能力作为衡量起重机性能的一个重要指标。为解决起重机的“二次起升下滑”问题，现有技术主要采用以下两种技术方案其一，采用专用液压元件(即由蓄能器和单向阀组成的压力记忆系统，参见中国 实用新型专利CN2040896U、CN2708022Y)对起吊的负载重力进行记忆，当进行二次起吊作 业时，只有起升驱动力达到或大于上次负载重力时才解除制动器的制动状态，从而实现防 止二次起升下滑的功能。但是，这种专用液压元件只能适用于开式液压系统，而无法适用于 闭式液压系统(由于闭式液压系统自身形成封闭的驱动液压回路，其液压回路中的驱动液 的量基本是固定的，因此并无富余的驱动液来保持专用液压元件的压力，从而无法设置专 用液压元件来记忆所述负载重力)。此外，这种技术方案更严重的缺陷在于，在起重机负载 的重物较长时间停留后，由于液压元件不可避免地存在泄漏，因此专用液压元件记载的负 载重力会逐渐减小，相应地，当起重机进行二次起升时，如果仍然按照该专用液压元件记载 的负载重力施加驱动力，则起重机负载的重物必然会出现明显的下滑现象，严重时甚至会 引发重大安全事故。如上所述，由于所述专用液压元件存在泄漏，并且这种传统技术方案本 身并不存在相应的实时检测系统，因此液压元件记载的负载重力误差较大，并不能有效地 防止起重机二次起升下滑的问题。其二，随着机电一体化控制技术的发展，本领域的技术人员开始通过液压传感 器来检测液压泵的压力，并采用控制器存储液压起重机上次起升时液压流体的工作压 力，当起重机进行二次起吊作业时，只有液压流体达到上次存储的工作压力时才会通过开关电磁阀解除制动器，从而能够防止起重机的二次起升下滑，例如中国实用新型专利 CN200946070Y所公开的技术方案。该方法主要适用于闭式液压系统(闭式液压系统的液压 回路中的工作压力比较稳定，因此检测相对容易)，但是在该传统技术方案中，该存储器所 存储的压力并不准确，这是因为卷扬机构在前次制动时会对液压流体形成冲击，从而造成 压力波动，因此所述存储器存储的压力值可能是波峰压力值或波谷压力值，如果存储器存 储的是波峰压力值，则在二次起升开始时由于起升驱动力过大会造成瞬间的冲击，这会对 起重机的钢丝绳及相关的构件破坏较大；如果存储器存储的是波谷压力值，则在二次起升 开始时由于起升驱动力过小，仍然会出现二次起升下滑问题，并且更严重的缺陷是，该现有 技术实质上仅是将二次起升时的液压流体的工作压力与前次起升结束时存储的工作压力 进行比较，而不是与负载重物的压力(重量)进行比较，这样很容易偏离实际的负载重量， 而引发严重的二次起升下滑现象。由上述现有技术可以看出，现有起重机的二次起升下滑问题多数是依靠液压元件 的压力记忆或者存储器存储的工作压力来解决的，这种现有技术由于不能进行实时检测以 动态地进行起升驱动力和负载重力的比较，并且由于液压元件、存储器等存储或记忆的参 考压力值并不准确，因此不仅可靠性较差，无法有效地解决二次起升下滑的问题，而且这些 现有技术一般只能适用于开式液压系统或者闭式液压系统中的一种，通用性较差。就目前 的发展状况而言，国内外的起重机、尤其是液压起重机还未形成一种普遍适用的防二次起 升下滑的解决方案。因此，需要一种能够有效解决起重机二次起升下滑问题的系统，该系统不仅应当 具有普遍的适用性，而且能够有效地解决起重机的二次起升下滑的现象。
发明内容
本发明所要解决的基本技术问题是提供一种起重机的防二次起升下滑系统，该防 二次起升下滑系统能够在所述起重机进行二次起升时，实时检测并比较起升驱动力与负载 重力是否相等，从而有效地防止所述起重机的二次起升下滑现象。本发明进一步解决的技术问题是提供一种液压起重机的防二次起升下滑系统，该 防二次起升下滑系统能够更精确地实时检测计算起升驱动力的大小，从而能够更有效地防 止所述起重机的二次起升下滑现象。此外，本发明还要提供一种起重机的防二次起升下滑方法。为解决上述基本技术问题，本发明提供一种起重机的防二次起升下滑系统，该防 二次起升下滑系统包括负载重力传感器、驱动变量传感器、电子控制单元以及制动器驱动 装置，其中，所述负载重力传感器检测所述起重机的负载重力，并通过负载重力信号传输线 路将负载重力信号传输到所述电子控制单元，所述驱动变量传感器检测与所述起重机的起 升驱动力相关的驱动变量信号，并通过驱动变量信号传输线路将所述驱动变量信号传输到 所述电子控制单元，所述电子控制单元接收负载重力信号和驱动变量信号，并根据驱动变 量信号计算出所述起升驱动力的值，所述电子控制单元将所述起升驱动力的值与接收的所 述负载重力信号进行比较，当所述负载重力等于所述起升驱动力时，所述电子控制单元通 过制动器控制线路操作所述制动器驱动装置，以使得所述起重机的制动器解除制动状态。为更精确地实时检测所述起升驱动力的大小，以更有效地解决二次起升下滑问题，在所述起重机为液压起重机的情形下，所述驱动变量传感器为液压传感器，该液压传感 器在所述起重机进行二次起升时检测驱动液的液压，并通过所述驱动变量信号传输线路将 液压信号传输到所述电子控制单元，所述电子控制单元通过如下公式计算出所述起升驱动 力
权利要求
1.一种起重机的防二次起升下滑系统，包括负载重力传感器(23)、驱动变量传感器、 电子控制单元0 以及制动器驱动装置，其中，所述负载重力传感器检测所述起重机 的负载重力(G)，并将负载重力信号传输到所述电子控制单元(25)，所述驱动变量传感器 检测与所述起重机的起升驱动力(F)相关的驱动变量信号，并将所述驱动变量信号传输到 所述电子控制单元(25)，所述电子控制单元0 根据驱动变量信号计算出所述起升驱动 力(F)的值，并将所述起升驱动力(F)的值与所述负载重力(G)信号进行比较，当所述起升 驱动力(F)等于所述负载重力(G)时，所述电子控制单元0 控制所述制动器驱动装置， 以使得所述起重机的制动器( 解除制动状态。
2.根据权利要求1所述的起重机的防二次起升下滑系统，其中，所述起重机为液压起 重机，所述驱动变量传感器为液压传感器(5)，该液压传感器( 在所述起重机进行二次起 升时检测驱动液的液压，并通过所述驱动变量信号传输线路06)将液压信号传输到所述 电子控制单元(25)，所述电子控制单元0 通过如下公式计算所述起升驱动力
3.根据权利要求1所述的起重机的防二次起升下滑系统，其中，所述驱动变量传感器 为扭矩传感器，该扭矩传感器在所述起重机进行二次起升时检测用于驱动卷筒的驱动轴 (20)的扭矩，并通过所述驱动变量信号传输线路06)将扭矩信号传输到所述电子控制单 元(25)，所述电子控制单元0 通过如下公式计算所述起升驱动力
4.根据权利要求1所述的起重机的防二次起升下滑系统，其中，所述驱动变量传感器 为压电传感器，该压电传感器的压电片与卷筒的驱动轴OO)接触，所述驱动轴OO)在所 述起重机二次起升过程中因驱动扭矩不断增大而发生弹性扭曲变形并挤压所述压电片，从 而使得所述压电传感器产生强度不同的电流，该电流的值对应于相应的所述起升驱动力的 值。
5.根据权利要求1所述的起重机的防二次起升下滑系统，其中，所述制动器驱动装置 为电磁阀(2)或继电式开关阀。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的起重机的防二次起升下滑系统，其中，所述负载重力传感器为压力传感器、拉力传感器或称重传感器。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的起重机的防二次起升下滑系统，其中，所述负 载重力传感器为所述起重机的力矩限制器04)中的压力传感器，所述电子控制单元 (25)通过所述负载重力信号传输线路、2Τ)从所述力矩限制器04)的主机中读取所述负载重力信号。
8.—种起重机的防二次起升下滑方法，其中，该防二次起升下滑方法包括如下步骤 检测所述起重机的负载重力和起升驱动变量，并根据该起升驱动变量计算出起升驱动力；将所述起升驱动力与所述负载重力进行比较；当所述起升驱动力等于所述负载重力时，控制所述起重机的制动器C3)解除制动状态。
9.根据权利要求8所述的起重机的防二次起升下滑方法，其中，在所述起重机为液压 起重机的情形下，通过液压传感器(5)检测驱动液的液压，并按照如下公式计算所述起升 驱动力
10.根据权利要求8所述的起重机的防二次起升下滑方法，其中，通过扭矩传感器检测 出用于驱动卷筒的驱动轴OO)的扭矩，并按照如下公式计算所述起升驱动力
全文摘要
本发明公开了一种起重机的防二次起升下滑系统，其包括负载重力传感器(23)、驱动变量传感器、电子控制单元(25)以及制动器驱动装置，其中，负载重力传感器检测起重机的负载重力，驱动变量传感器检测驱动变量信号，电子控制单元接收负载重力信号和驱动变量信号，并根据驱动变量信号计算起升驱动力的值，当起升驱动力等于负载重力时，电子控制单元操作制动器驱动装置，以解除制动器(3)的制动状态。该系统通过实时地检测负载重力，并连续地根据实时检测的驱动变量计算起升驱动力F，因此能够精确地根据不同负载、不同工况自动进行匹配控制，使得起重机消除二次起升下滑现象，提高了安全性。此外，本发明还提供一种防二次起升下滑方法。
文档编号B66C13/22GK102040161SQ20101014162
公开日2011年5月4日 申请日期2010年4月1日 优先权日2010年4月1日
发明者刘权, 宋春阳, 詹纯新, 高一平, 黄赞 申请人:长沙中联重工科技发展股份有限公司