专利名称：使变幅机构与顶升机构同步的控制装置、系统及工程机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于使桅杆变幅与桅杆顶升机构同步工作的控制装置、系统以及一种工程机械。
背景技术：
目前桅杆广泛应用于起重领域。在例如履带吊产品转场或第一次组装时，需要将桅杆从水平位置安放到与水平面呈一定角度的位置。图1示出了现有技术中安装桅杆的示意图。如图1所示，需要将图1中示出的桅杆10从水平位置(即180°位置)安装到大约 60°的位置。在整个安装过程中是通过变幅机构20和顶升机构30来协同完成的。变幅机构20 —般可以包括带动滚筒转动的电机和缠绕在滚筒上的钢丝绳22，钢丝绳22绕过安装在桅杆10上端的滑轮对。顶升机构30—般可以包括液压缸和液压驱动系统。图2示出了现有技术中变幅机构20和顶升机构30的工作原理图。参考图2，顶升机构30可以有使活塞杆伸出的“伸”工作状态和使活塞杆缩回的“降”工作状态(可以通过状态开关32来选择工作状态)。当需要将桅杆从水平位置安装到例如大约60°位置时，可以启动顶升机构30工作处于“伸”工作状态，液压驱动系统驱动液压缸的活塞杆运动，将桅杆10至少顶过90°的位置，之后桅杆10可以在自身重力的作用下倒向安装所需的位置(例如，60°位置)。在这同时，操作员需要控制变幅机构20的放绳速度，以与顶升机构30的动作相匹配。 通常操作员是通过使用操作杆50给例如PLC控制器发送操作信号(例如模拟信号或数字信号)，PLC控制器接收该信号，根据该信号输出相应的PWM信号给变幅机构20的电机，通过控制电机转速来控制放绳速度。在上述过程中，在桅杆10运动到90°位置(即竖直位置)之前，需要顶升机构30 与桅杆10始终接触以起到防后倾的作用。但是，如果忘记操作顶升机构30，会引起顶升机构30没有与桅杆10接触，而变幅机构20依然在放绳，这就会出现钢丝绳22乱绳的问题。 一端钢丝绳22乱绳后就必须将钢丝绳22全部放完后重新排绳，工作量很大。严重时还会引起钢丝绳22损坏的问题。另一方面，在操作变幅机构20的同时还要操作顶升机构30，很不方便也容易引起操作员疲劳。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于使桅杆变幅机构与顶升机构同步的控制装置，该控制装置包括接收设备，用于接收指示放绳速度的放绳信号和同步信号；处理设备，用于根据该放绳信号生成用于控制桅杆变幅机构放绳速度的控制信号，并且在同时接收到所述放绳信号和同步信号的情况下生成用于启动顶升机构执行顶升动作的启动信号；以及信号输出设备，用于将所述控制信号和启动信号分别输出到所述桅杆变幅机构和顶升机构。本发明还提供一种用于使桅杆变幅机构与顶升机构同步的控制系统，该控制系统包括桅杆变幅机构和顶升机构，其中，该控制系统还包括上述的控制装置。
本发明还提供一种工程机械，其中，该工程机械包括上述的控制系统。通过上述技术方案，可以在操作桅杆变幅机构的同时启动顶升机构，这样能够保证桅杆变幅机构与顶升机构总是同步的，由此可以避免钢丝绳乱绳的问题。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
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。在附图中图1示出了现有技术中安装桅杆的示意图；图2示出了现有技术中桅杆变幅机构和顶升机构的工作原理图；以及图3示出了根据本发明的实施方式的桅杆变幅机构和顶升机构的工作原理图。
具体实施例方式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。参照图1至图3，根据本发明的一个实施方式，公开了一种用于使桅杆变幅机构20 与顶升机构30同步的控制装置40，该控制装置40可以包括接收设备，用于接收指示放绳速度的放绳信号和同步信号；处理设备，用于根据该放绳信号生成用于控制桅杆变幅机构20放绳速度的控制信号，并且在同时接收到所述放绳信号和同步信号的情况下生成用于启动顶升机构30执行顶升动作的启动信号；以及输出设备，用于将所述控制信号和启动信号分别输出到所述桅杆变幅机构20和顶升机构30。这里顶升动作指的是顶升机构30将桅杆10顶着桅杆10的重力作用推动桅杆10
绕其一支点转动的操作。在本发明的一个实施方式中，所述放绳信号可以是由操作杆50的动作触发的。在本发明的一个实施方式中，所述同步信号由同步开关60的动作触发的。优选地，上述同步信号可以由操作杆50来触发。因此，根据本发明的优选实施方式，在所述操作杆50触发所述放绳信号的同时还触发所述同步信号。所述放绳信号和/或同步信号可以是模拟信号或数字信号。如果放绳信号或同步信号是模拟信号，则可能需要将模拟信号转换成数字信号后再根据转换后的数字信号生成上述控制信号。由此，根据本发明的一个实施方式，在所述放绳信号和同步信号中的任意一者是模拟信号的情况下，所述控制装置40还包括模数转换设备，用于在所述处理设备生成控制信号之前将模拟信号转换成相应的数字信号。在这种情况下，处理设备根据转换成数字信号后的放绳信号生成上述控制信号。上述控制装置40可以以软件、硬件或软件与硬件的结合的方式来实现。控制装置 40可以包括但不限于，例如单片机、处理器、PLC控制器、DSP电路、FPGA电路、专用集成电路等。控制装置40所执行的方法或步骤可以以软件程序的形式存储在计算机可读介质中。计算机可读介质的示例可以包括但不限于例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器 (RAM)、缓存器、不可移动存储器、可移动存储器(例如，闪存、移动硬盘)、磁介质、磁光介质寸。控制装置40执行的方法或步骤将在下文结合使桅杆变幅机构20与顶升机构30 同步的控制系统进行描述。参照图1和图3，根据本发明的一个实施方式，还提供了一种用于使桅杆变幅机构 20与顶升机构30同步的控制系统，该控制系统包括桅杆变幅机构20和顶升机构30，其中， 该控制系统还包括上述的控制装置40。桅杆变幅机构20可以包括电机、卷筒以及钢丝绳22，电机用于带动卷筒转动，钢丝绳22缠绕在卷筒上并穿过安装在桅杆10上端的滑轮M。当顶升机构30动作使桅杆10 绕支点从水平位置转动到目标位置时，操作员可以操作桅杆变幅机构20的电机转动，以释放相应长度的钢丝绳22。顶升机构30可以包括液压驱动系统和液压缸。液压驱动系统可以包括液压泵、油路以及液压泵与液压缸之间油路上的电磁比例阀，通过调节电磁比例阀的开度可以调节液压缸活塞杆的运动速度。在将桅杆10从水平位置(例如图1中所示的180°位置)转动到目标位置(例如图ι中所示的60°位置)的过程中，从水平位置到竖直位置(例如图1中所示的90°位置)靠顶升机构30给桅杆10提供动力，当桅杆10越过竖直位置后，桅杆10可以由于自身重力自动转动到目标位置。在这个过程中，桅杆变幅机构20需要以一定速度释放钢丝绳 22，以保证桅杆10的运动能与顶升机构30的活塞杆的运动保持一致。但是放绳的速度必须与活塞杆的运动保持同步，以防止钢丝绳22释放过快导致乱绳的现象。桅杆变幅机构20的放绳速度与顶升机构30的活塞杆移动速度可以通过实验的方式来确定。例如，假定单位时间内(例如1分钟)活塞杆移动的距离为a，相应地桅杆10转过的角度为β，桅杆10上安装的滑轮M与桅杆10转轴之间的距离是已知的，设为H，由此， 可以计算出钢丝绳22释放的长度。活塞杆移动速度与钢丝绳22释放速度存在对应的函数关系，间接反映了顶升机构30的电磁比例阀的开度与桅杆变幅机构20的电机的转速之间存在对应的函数关系。通过有限次实验，可以最终确定最理想的活塞杆移动速度与放绳速度(或电磁比例阀开度与电机转速)，可以将确定的放绳速度和活塞杆移动速度分别固化在控制装置40顶升机构30中。通常桅杆变幅机构20的操作是通过操作杆50来实施的，因此根据本发明的一个实施方式，该控制系统还可以包括操作杆50，用于在该操作杆50被操作时发送放绳信号。上述同步信号可以通过开关来触发，即操作开关动作就可以触发同步信号。例如， 可以在操作杆50附近设置一同步开关60。当操作员需要操作操作杆50时，可以启动该同步开关60以发出同步信号。可替换地，同步信号也可以由操作杆50本身来触发。在本发明的一个实施方式中，操作杆50还可以用于在发送放绳信号时还发送同步信号。下面简单描述使用控制系统来进行桅杆变幅机构20和顶升机构30同步操作的过程。当需要将桅杆10移动到目标位置时，操作员可以先启动同步开关60(在不需要同步开关60的实施方式中，该步骤可以省略)，然后操作操作杆50动作，以向控制装置40的接收设备发送放绳信号(可选地，同步信号)。控制装置40的接收设备接收到该放绳信号后，将该放绳信号发送给处理设备，处理设备根据该放绳信号生成相应的控制信号(例如 PWM信号)。如果接收设备还接收到同步信号，则将该同步信号发送给处理设备，处理设备还生成启动信号。其中，如果放绳信号或同步信号是模拟信号，则控制装置40的模数转换模块将模拟信号转换成数字信号，以供处理设备使用。输出设备将控制信号发送到桅杆变幅机构20的电机，将启动信号发送到顶升机构30，顶升机构30接收到该启动信号后被启动，并进入“伸，，工作状态，即，使液压缸的活塞杆伸出的工作状态。由此，桅杆变幅机构20 和顶升机构30开始同步工作。在该过程中，即使操作员忘记手动启动顶升机构30，顶升机构30也能在桅杆变幅机构20工作的同时被启动工作，因此能够防止在顶升机构30没有工作时桅杆变幅机构20还在释放钢丝绳22，导致乱绳现象。根据本发明的一个实施方式，还公开了一种工程机械，该工程机械包括上述的控制系统。虽然本发明是从桅杆10从水平位置到目标位置的过程来描述的，但是将桅杆10 从目标位置转动到水平位置的过程与桅杆10从水平位置到目标位置的过程相似，因此，本发明对这两个过程都适用。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。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。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
1.一种用于使桅杆变幅机构00)与顶升机构(30)同步的控制装置(40)，该控制装置 (40)包括接收设备，用于接收放绳信号和同步信号；处理设备，用于根据该放绳信号生成用于控制桅杆变幅机构00)放绳速度的控制信号，并且在同时接收到所述放绳信号和同步信号的情况下生成用于启动顶升机构(30)执行顶升动作的启动信号；以及输出设备，用于将所述控制信号和启动信号分别输出到所述桅杆变幅机构00)和顶升机构(30)。
2.根据权利要求1所述的控制装置(40)，其中，所述放绳信号是由操作杆(50)的动作触发的。
3.根据权利要求1所述的控制装置(40)，其中，所述同步信号是由同步开关(60)的动作触发的。
4.根据权利要求2所述的控制装置(40)，其中，在所述操作杆(50)触发所述放绳信号的同时还触发所述同步信号。
5.根据权利要求1所述的控制装置(40)，其中，所述放绳信号和/或同步信号是模拟信号或数字信号。
6.根据权利要求5所述的控制装置(40)，其中，在所述放绳信号和同步信号中的任意一者是模拟信号的情况下，所述控制装置GO)还包括模数转换设备，用于在所述处理设备生成所述控制信号之前将该模拟信号转换成相应的数字信号。
7.一种用于使桅杆变幅机构O0)与顶升机构(30)同步的控制系统，该控制系统包括桅杆变幅机构O0)和顶升机构(30)，其特征在于，该控制系统还包括根据权利要求1-6中任意一项所述的控制装置GO)。
8.根据权利要求7所述的控制系统，该控制系统还包括操作杆(50)，用于在该操作杆 (50)被操作时发送放绳信号。
9.根据权利要求8所述的控制系统，其中，所述操作杆(50)还用于在发送放绳信号时还发送同步信号。
10.一种工程机械，其特征在于，该工程机械包括根据权利要求7-9中任意一项所述的用于使桅杆变幅机构O0)与顶升机构(30)同步的控制系统。
全文摘要
本发明公开了一种桅杆用于使变幅机构(20)与顶升机构(30)同步的控制装置(40)，该控制装置(40)包括接收设备，用于接收放绳信号和同步信号；处理设备，用于根据该放绳信号生成用于控制桅杆变幅机构(20)放绳速度的控制信号，并且在同时接收到所述放绳信号和同步信号的情况下生成用于启动顶升机构(30)执行顶升动作的启动信号；以及输出设备，用于将所述控制信号和启动信号分别输出到所述桅杆变幅机构(20)和顶升机构(30)。该控制装置(40)可以在操作桅杆变幅机构(20)的同时启动顶升机构(30)，这样能够保证桅杆变幅机构(20)与顶升机构(30)总是同步的，由此可以避免钢丝绳乱绳的问题。
文档编号B66C13/18GK102502407SQ20111040707
公开日2012年6月20日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者刘权, 宋宏伟, 张圣, 滕宏珍, 詹纯新, 高一平 申请人:中联重科股份有限公司