起重机标定装置、方法、系统和工程机械的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种起重机标定装置、一种起重机标定方法、一种起重机标定系统及一种工程机械，该起重机标定装置包括：接收器（100），用于接收臂架角度测量值和/或臂架长度测量值；控制器（200），与所述接收器（100）连接，用于根据所述臂架角度测量值判断臂架变幅是否到位和/或所述臂架长度测量值判断臂架伸缩是否到位、并在判断臂架变幅到位时控制臂架变幅动作停止和/或在判断臂架伸缩到位时控制臂架伸缩动作停止。本发明公开的起重机标定装置、方法、系统及工程机械简化了标定步骤，缩短了起重机的整体测试时间，且误差小，精度高，大大提高起重机验证的效率。
【专利说明】起重机标定装置、方法、系统和工程机械
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程测量领域，具体地，涉及一种起重机标定装置、一种起重机标定方法、一种起重机标定系统和一种工程机械。
【背景技术】
[0002]目前，在臂架类型起重机的调试过程中，操作人员都采用手动标定。角度标定一般是操作人员将臂架倒变幅到近似水平，通过目测水平位置进行调零，然后再升变幅到最大角度进行调满。长度标定一般是将臂架缩到全缩进行长度调零，然后伸到全伸进行长度调满。受现场工具的限制以及操作人员个人经验的影响，手动标定的精确性不高，操作人员在多次标定之间存在误差，并且不同的操作人员在同一辆起重机上进行的标定也存在误差。由此造成吊重计算不准确，影响了起重机系统的综合误差，降低了系统精度。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种起重机标定装置、一种起重机标定方法、一种起重机标定系统和一种工程机械，能够减小起重机系统的综合误差，提升系统精度，缩短标定时间，大大提闻起重机验证的效率。
[0004]本发明提供的起重机标定装置包括:接收器，用于接收臂架角度测量值和/或臂架长度测量值；控制器，与所述接收器连接，用于根据所述臂架角度测量值判断臂架变幅是否到位和/或所述臂架长度测量值判断臂架伸缩是否到位、并在判断臂架变幅到位时控制臂架变幅动作停止和/或在判断臂架伸缩到位时控制臂架伸缩动作停止。
[0005]本发明提供的起重机标定方法包括:利用接收器接收臂架角度测量值和/或臂架长度测量值；利用控制器根据所述臂架角度测量值判断臂架变幅是否到位和/或所述臂架长度测量值判断臂架伸缩是否到位、并在判断臂架变幅到位时控制臂架变幅动作停止和/或在判断臂架伸缩到位时控制臂架伸缩动作停止。
[0006]本发明还提供一种起重机标定系统，包括安装在臂架上的角度测量装置，用于测量臂架角度测量值，和/或包括安装在臂架上的长度测量装置，用于测量臂架长度测量值，该系统还包括本发明提供的起重机标定装置。
[0007]本发明还提供一种工程机械，包括本发明提供的起重机标定系统。
[0008]通过本发明的技术方案，在标定开始时，可以通过安装在起重机臂架上的角度测量装置实时测量臂架角度和/或长度测量装置实时测量臂架长度，在分别进行角度和长度的调零和调满时，通过起重机标定装置的接收器接收臂架角度测量值和/或臂架长度测量值，控制器根据接收到的臂架角度测量值来判断臂架变幅是否到位和/或臂架长度测量值来判断臂架伸缩是否到位，在判断臂架变幅到位时控制臂架变幅动作停止和/或在判断臂架伸缩到位时控制臂架伸缩动作停止，由此，通过获取并记录当前的臂架调零角度和调满角度和/或调零长度和调满长度来完成角度标定和长度标定。由于在标定过程中无需操作人员手动参与，简化了标定步骤，缩短了起重机的整体测试时间，且误差小，精度高，大大提高起重机验证的效率。
[0009]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。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]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:
[0011]图1是本发明提供的起重机标定装置的结构示意图；
[0012]图2是采用本发明提供的起重机标定装置的角度标定流程示意图；
[0013]图3是采用本发明提供的起重机标定装置的长度标定流程示意图；
[0014]图4是本发明提供的起重机标定系统的结构示意图；以及
[0015]图5是本发明提供的起重机标定方法的流程图。
[0016]附图标记说明
[0017]100接收器200控制器
[0018]300角度测量装置 400长度测量装置
【具体实施方式】
[0019]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。
[0020]本发明提供了一种起重机标定装置，如图1所示，该装置包括:接收器100，用于接收臂架角度测量值和/或臂架长度测量值；控制器200，与所述接收器100连接，用于根据所述臂架角度测量值判断臂架变幅是否到位和/或所述臂架长度测量值判断臂架伸缩是否到位、并在判断臂架变幅到位时控制臂架变幅动作停止和/或在判断臂架伸缩到位时控制臂架伸缩动作停止。
[0021]可以通过安装在臂架上的角度测量装置和/或长度测量装置来分别测量臂架角度测量值和臂架长度测量值，控制器100可以与所述角度测量装置和/或长度测量装置分别连接，以接收所述臂架角度测量值和/或臂架长度测量值。
[0022]本发明还提供了一种起重机标定系统，如图4所示，该系统包括安装在臂架上的角度测量装置300，用于测量臂架角度测量值，和/或包括安装在臂架上的长度测量装置400，用于测量臂架长度测量值，该系统还包括本发明提供的起重机标定装置。
[0023]在臂架类型起重机的调试中，角度标定分为角度调零和角度调满，因此，臂架的变幅动作分为倒变幅(臂架全缩后平缓向水平方向运行)和升变幅(臂架全缩后平缓上升)，所述臂架角度测量值包括角度调零测量值和角度调满测量值。长度标定分为长度调零和长度调满，因此，臂架的伸缩动作分为全缩(臂架在倒变幅或升变幅度后向内缩回直到无法再缩进为止)和全伸(臂架向外延伸直到无法再伸长为止)，所述臂架长度测量值包括长度调零测量值和长度调满测量值。
[0024]在标定时，需要首先由操作人员判断现场是否适合作业(例如起重机支腿是否打开，是否适于侧后方作业等等)。
[0025]根据本发明的技术方案，控制器200可以通过其内部集成的中央处理器PLC执行数据的接收、对接收到的数 据做出相应的判断和处理、并输出相应的控制指令。优选地，为了保证安全作业和标定准确性，可以对控制器200的程序进行设置，使得在操作人员开启起重机标定装置后，由控制器200根据设置的程序进入自动标定前置条件的判断步骤，判断进入自动标定的前置条件是否满足。
[0026]根据本发明的技术方案，接收器100通过获取来自角度测量装置300和长度测量装置400的输入电平测量值(AD (模数转换)值)来获取臂架角度测量值和臂架长度测量值，根据一种实施方式，角度测量装置300和长度测量装置400利用12位(不限于12位，亦可为16位等)AD采样芯片将获取的角度测量值和长度测量值进行AD转换，输出到接收器100。可以将角度测量装置300和长度测量装置400的采样电平范围设置为0-5V，对应的AD值范围为 0-4096。
[0027]根据本发明的技术方案，可以对控制器200的程序进行设置，使得控制器200在判断自动标定的前置条件不满足(AD值不在合适范围，该范围可以根据实际操作的需要由操作人员进行设定)的情况下，退出标定程序，并提示将AD值调整到合适的范围(例如通过声光告警或屏幕文字显示提示前置条件不满足)。在判断自动标定的前置条件满足的情况下，开始执行标定步骤。
[0028]在角度标定中，根据本发明的技术方案，所述臂架角度测量值包括角度调零测量值和角度调满测量值，所述臂架变幅包括臂架倒变幅和臂架升变幅，所述控制器200在所述角度调零测量值在角度调零阈值范围内时判断臂架倒变幅到位，在所述角度调满测量值在角度调满阈值范围内时判断臂架升变幅到位。
[0029]由控制器200根据预先设置的程序，控制臂架进行变幅动作。
[0030]以先调零后调满的顺序为例，如图2所示，在启动臂架倒变幅动作后，接收器100实时接收角度调零测量值，控制器200根据预先设置的程序，通过检测到的角度调零测量值，判断臂架倒变幅是否到位。控制器200中预先存储有角度调零阈值(测得的角度在该阈值范围内即可判断臂架全缩后与起重机本体夹角为最小，例如将该最小角度设定为O度。可以将角度调零阈值范围设置为-0.2度至0.2度，也就是说，当测得的角度值在该阈值范围内即可判断臂架已倒变幅到夹角为O度)，控制器200通过将臂架的角度调零测量值与角度调零阈值进行比较来判断臂架倒变幅是否到位，并在判断臂架倒变幅到位时控制臂架变幅动作停止。
[0031]根据另一种实施方式，可以通过判断测得的臂架的角度调零测量值不再变化(例如连续3次测得的臂架的角度调零测量值相同)来判断臂架倒变幅到最小角度(例如将该最小角度设定为O度)。由此，控制器200可以根据预先设置的程序，在连续多次(例如3次)测得的臂架的角度调零测量值基本不再变化时(例如与之前相比变化幅度非常小)，判断臂架倒变幅到位。
[0032]优选地，为了保证角度调零的准确性，所述角度测量装置300可以包括角度调零测量装置。所述角度调零测量装置可以为电子水平仪。利用电子水平仪来确定臂架的倾角，实现角度调零，精确度高。
[0033]由此，在角度调零中，利用电子水平仪来测量臂架倒变幅角度，当倒变幅角度在调零阈值范围内时判断倒变幅到位，由此控制臂架变幅动作停止。
[0034]待臂架稳定后，可以通过控制器200以预定间隔时间(例如5秒)获取多次(例如3次)当前的角度调零测量值，计算多次获取的角度调零测量值的平均值作为角度调零测量值进行记录。优选地，控制器200可以根据预先设置的程序，判断该平均值是否在预先设置的可接受的角度调零AD值范围内，由此判断是否需要重新标定。为了保证标定准确性(保证角度测量装置300的测量精度)，可以预先设置可接受的角度调零AD值范围，该取值可以根据实际操作的需要进行设定，本发明不对其进行限定。如果角度调零测量值的平均值在预先设置的可接受的角度调零AD值范围内，则对该平均值进行存储，完成角度调零标定，反之则进行提示，退出标定程序以进行重新标定。
[0035]控制器200根据预先设置的程序，接着启动臂架升变幅动作，接收器100实时接收角度调满测量值，控制器200通过检测到的角度调满测量值，判断臂架升变幅是否到位。控制器200中预先存储有角度调满阈值(测得的角度在该阈值范围内即可判断臂架全升后与起重机本体夹角为最大，例如将该最大角度设定为80度。可以将角度调满阈值范围设置为75度至85度，也就是说，当测得的角度值在该阈值范围内即可判断臂架已升变幅到最大80度)，控制器200通过将臂架的角度调满测量值与角度调满阈值进行比较来判断臂架升变幅是否到位，并在判断臂架升变幅到位时控制臂架变幅动作停止。
[0036]对于起重机，升变幅过程中测量的角度AD值与实际角度是线性关系，当升变幅时，AD值相应增大，当升变幅到最大角度时，由于机械限制，角度便不能再增大，角度的AD值也相对不变，可以利用这种从增加到相对不变的转变，作为判断升变幅到最大角度的依据。也就是说，根据另一种实施方式，判断升变幅角度是否达到最大的方法为当获取的角度调满测量值不再变化(例如连续3次测得的角度调满测量值相同)，判断升变幅到最大角度。控制器200可以根据预先设置的程序，在连续多次(例如3次)获取的角度调满测量值基本不再变化时(例如与之前相比变化幅度非常小)，判断臂架升变幅到位。
[0037]优选地，所述角度测量装置300包括角度调满测量装置，所述角度调满测量装置可以为角度传感器。
[0038]在判断臂架升变幅到位时，控制器200控制臂架变幅动作停止。
[0039]由此，待臂架稳定后，可以通过控制器200以预定间隔时间获取多次(例如3次)当前的角度调满测量值，计算多次获取的角度调满测量值的平均值，将其作为角度调满测量值进行记录。优选地，控制器200可以根据预先设置的程序，判断该平均值是否在预先设置的可接受的角度调满AD值范围内，由此判断是否需要重新标定。为了保证标定准确性(保证角度测量装置300的测量精度)，可以预先设置可接受的角度调满AD值范围，该取值可以根据实际操作的需要进行设定，本发明不对其进行限定。如果角度调满测量值的平均值在预先设置的可接受的角度调满AD值范围内，则对该平均值进行存储，完成角度调满标定，反之则进行提示，退出标定程序以进行重新标定。
[0040]角度调零和角度调满的顺序可以互换，本发明以上描述仅为示例，不对其进行限定。
[0041]角度标定完成后，可以通过以下方式获得角度系数Kdg与常量Bdg。因角度变化为线性变化，可以采用公式Y=KdgX+Bdg来计算，将角度调零设定值(此处设定为O度)和所记录的角度调零AD值与角度调满设定值(此处设定为80度)和所记录的角度调满AD值代入该公式，可以计算得到角度的系数Kdg与常量Bdg如下:
【权利要求】
1.一种起重机标定装置，其特征在于，该装置包括: 接收器(100)，用于接收臂架角度测量值和/或臂架长度测量值； 控制器(200)，与所述接收器(100)连接，用于根据所述臂架角度测量值判断臂架变幅是否到位和/或所述臂架长度测量值判断臂架伸缩是否到位、并在判断臂架变幅到位时控制臂架变幅动作停止和/或在判断臂架伸缩到位时控制臂架伸缩动作停止。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述臂架角度测量值包括角度调零测量值和角度调满测量值，所述臂架变幅到位包括臂架倒变幅到位和臂架升变幅到位，所述控制器(200)在所述角度调零测量值在角度调零阈值范围内时判断臂架倒变幅到位，在所述角度调满测量值在角度调满阈值范围内时判断臂架升变幅到位。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述角度调零阈值范围为-0.2度至0.2度，所述角度调满阈值范围为75度至85度。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述臂架长度测量值包括长度调零测量值和长度调满测量值，所述臂架伸缩到位包括臂架全缩到位和臂架全伸到位，所述控制器(200)在所述长度调零测量值在长度调零阈值范围内时判断臂架全缩到位，在所述长度调满测量值在长度调满阈值范围内时判断臂架全伸到位。
5.一种起重机标定方法，其特征在于，该方法包括: 利用接收器(100)接收臂架角度测量值和/或臂架长度测量值； 利用控制器(200)根据所述臂架角度测量值判断臂架变幅是否到位和/或所述臂架长度测量值判断臂架伸缩是否到位、并在判断臂架变幅到位时控制臂架变幅动作停止和/或在判断臂架伸缩到位时控制臂架伸缩动作停止。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述臂架角度测量值包括角度调零测量值和角度调满测量值，所述臂架变幅到位包括臂架倒变幅到位和臂架升变幅到位，所述控制器(200)在所述角度调零测量值在角度调零阈值范围内时判断臂架倒变幅到位，在所述角度调满测量值在角度调满阈值范围内时判断臂架升变幅到位。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述角度调零阈值范围为-0.2度至0.2度，所述角度调满阈值范围为75度至85度。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述臂架长度测量值包括长度调零测量值和长度调满测量值，所述臂架伸缩到位包括臂架全缩到位和臂架全伸到位，所述控制器(200)在所述长度调零测量值在长度调零阈值范围内时判断臂架全缩到位，在所述长度调满测量值在长度调满阈值范围内时判断臂架全伸到位。
9.一种起重机标定系统，其特征在于，该系统包括安装在臂架上的角度测量装置(300)，用于测量臂架角度测量值，和/或包括安装在臂架上的长度测量装置(400)，用于测量臂架长度测量值，该系统还包括权利要求1-4中任一项所述的起重机标定装置。
10.一种工程机械，其特征在于，该工程机械包括权利要求9所述的起重机标定系统。
【文档编号】B66C23/62GK103588116SQ201310559730
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2013年11月12日
【发明者】刘涛, 郑庆华, 李伟雄 申请人:中联重科股份有限公司