进行起重设备力矩限制的方法、装置和起重设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种采用单纯应变测量进行起重设备力矩限制的方法，包括：（1）获取起重设备转台或基础上四点的应变（2）根据公式（1）和（2）分别计算x轴方向和y轴方向上偏心距Δx、Δy，根据Δx、Δy实现对载荷的精确控制；?（1），?（2）。还提供一种用于起重设备力矩限制的测量系统，包括:应变片；传输系统；处理系统。以及提供一种含有测量系统的起重设备。本发明有益效果是：（1）便于考虑风载、动载等因素的影响；（2）传感器布置相对集中，便于数据的传输和处理；（3）只需一种传感器；（4）便于获得载荷相对位置。
【专利说明】进行起重设备力矩限制的方法、装置和起重设备
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种采用单纯应变测量进行起重设备力矩限制的方法、装置和起重设备。
【背景技术】
[0003]传统的起重设备通过对重量、力臂(吊臂长度和仰角、跑车位置等)的测量，载荷与力臂进行乘积后与处理器中存储的安全载荷进行对比，而后判断是否过载。传感器种类较多，布置位置较零散，不便于信号传输处理。
[0004]随着设备的重型化大型化，风载对设备的影响不容忽视。虽然可以用风速传感器检测风的速度和方向，然后通过与载荷的叠加和经验来评估风载对设备的影响。但是这种方式难以准确地评估风载对设备的影响，并且难以对吊物、吊臂等颤动引起的动载进行检测评估。
[0005]载荷(工作载荷、风载、动载等)最终都是要反映到转台、塔吊基础上，本发明通过检测转台、塔吊基础等的应变获得整机所受力矩(包括风载、动载等)，这样所测量的应变综合地反映了设备的实际工况，从而更精确地对设备负载进行力矩限制，保障作业安全。
[0006]相关术语解释
(I)起重机械风速传感器
风速传感器由高耐候性、高强度、防腐蚀和防水的精钢和高塑合金铝制造，主要适用于履带式起重机、汽车吊及抖动颠簸、起伏变化较大的露天设备。用它可以实时采集外界环境的实际风速并输出相应的信号。
[0007](2)力矩限制器
独立的完全由计算机控制的安全操作系统，能自动检测出起重机所吊载的质量及起重臂所处的角度，并能显示出其额定载重量和实际载荷、工作半径、起重臂所处的角度。实时监控检测起重机工况，自带诊断功能，快速危险状况报警及安全控制。具有黑匣子功能，自动记录作业时的危险工况，为事故分析处理提供依据。
[0008]构成:显示器、单片机计算控制箱、角度传感器、长度传感器、压(拉)力传感器。
[0009]应用范围:汽车起重机、轮胎起重机、铁路轨道起重机、履带起重机、塔式起重机、门座起重机和高空作业车等机械设备。
[0010](3)应变片工作原理
将电阻应变片粘贴在弹性元件特定表面上，当力、扭矩、速度、加速度及流量等物理量作用于弹性元件时，会导致元件应力和应变的变化，进而引起电阻应变片电阻的变化。电阻的变化经电路处理后的以电信号的方式输出，这就是电阻应变式传感器的工作原理。
[0011]金属导体的电阻值可用下式表示:
R=P ^LfS其中:/?-金属导体的电阻率(Q*cm2/m )
S——导体的截面积(cm2 )
L——导体的长度(m )
我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化(通常是测量电阻两端的电压)，即可获得应变金属丝的应变情况。
[0012]将应变片贴在被测定物上，使其随着被测定物的应变一起伸缩，这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。应变片就是应用这个原理，通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅使用的是铜铬合金，其电阻变化率为常数，与应变成正比例关系。即:
【权利要求】
1.一种采用单纯应变测量进行起重设备力矩限制的方法，其特征在于，包括: (1)获取起重设备转台或基础上四点的应变，所述四点指的是以起重设备转台或基础截面形心作相互垂直的X轴和y轴,X轴和Y轴与截面边界交点的四点，其中X轴正方向的应变为.￡ 1、y轴正方向的应变为为.￡2、χ轴负方向的应变为.￡3、y轴负方向的应变为. ￡4; (2)根据公式(I)和(2)分别计算X轴方向和y轴方向上偏心距Ay，根据Λχ、Δ y实现对.的精确控制；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转台或基础截面为圆形，直径为d，根据公式(3)和(4)分别计算X轴方向和y轴方向上偏心距Δχ、Ay ；.d— B,
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转台或基础截面为环形，外直径D，内直径为山则根据公式(5)和(6)分别计算X轴方向和7轴方向上偏心距Λχ、Ay;
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转台或基础截面为矩形，长为a，在y方向上，宽为b，在X方向上，则根据公式(7)和(8)分别计算X轴方向和y轴方向上偏心距
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，它还包括利用公式(9)计算载荷的大小，进而判断起重设备的安全性的步骤；
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，它还包括利用偏心距AX、Ay获得载荷相对车体在俯视投影平面的位置，从而更精确地对设备负载进行力矩限制。
7.一种用于起重设备力矩限制的测量系统，其特征在于，包括: 应变片，安装在起重设备转台或基础上四点上，所述四点指的是以起重设备转台或基础截面形心作相互垂直的X轴和I轴，X轴和I轴与截面边界交点的四点，用于获取该四点的应变； 传输系统； 处理系统，对传输系统传来的数据进行处理，得出结果。
8.根据权利要求7所述的用于起重设备力矩限制的测量系统，其特征在于，每一点的应变片为多个。
9.一种起重设备，其特征在于，包括权利要求7或8所述的测量系统。
10.根据权利要求9所述的起重设备，其特征在于，所述起重设备为汽车吊、履带吊、塔吊、船用克令吊、港口用 旋转吊。
【文档编号】B66C15/00GK103569871SQ201210277663
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月6日 优先权日:2012年8月6日
【发明者】赵建军, 李超, 金轲, 余丽艳 申请人:山推工程机械股份有限公司