一种履带起重机的回转控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种履带起重机的回转控制系统，前车回转编码器检测前车转台的回转角度；后车回转编码器检测后车转台的回转角度；长度传感器检测连接梁的长度变化；在履带起重机转向的过程中，前车静止，后车绕前车做圆周运动；当控制装置判断相对转角超过预设的转角阈值或长度传感器检测的长度变化超过预设的长度变化阈值时，则控制后车原地转动。本实用新型的回转控制系统，通过回转编码器与长度传感器相结合的检测方式，实时检测前后车回转时的相对角度偏差，同时检测位置偏差，当前车与后车相对角度或距离超出允许范围时，自动修正回转方式，保证工作更加安全，可靠。
【专利说明】一种履带起重机的回转控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械【技术领域】，尤其涉及一种履带起重机的回转控制系统。【背景技术】
[0002]随着社会经济的发展，履带起重机单车加超起后配重的结构已无法满足重大工程建设的需求，具备后车独立动力单元的组合式超大型履带起重机结构应运而生。回转系统的智能化控制极大的降低了操作者的操作难度，在满足安全性、稳定性的基础上，最大可能的为吊装工作者提供人性化服务。目前，起重机回转控制仅靠检测回转编码器信号定位当前回转角度，回转机构一般包括回转编码器或角度传感器，最常用的控制方法:初始时基于一定标准校订回转零点，工作时根据回转编码器或角度传感器发送的信号判断整车0-360°之间回转位置。
[0003]该方法在中小吨位单车回转工况下使用没有问题，单车结构履带起重机只需要控制回转机构带动超起后配重进行回转，在任意时刻检测回转编码器信号，即可获得当前整车回转角度，控制方法较为简单，容易实现。然而超大型履带起重机，由于结构强度及回转减速机驱动能力的问题，无法仅依靠前车回转机构实现回转，需要加行走机构组成后车动力单元，依靠后车以前车为圆心的环形行走来完成回转动作。这种回转模式较为复杂，如果仅依靠前车的回转编码器判断当前回转角度，无法得知后车行走状态，不能保证后车围绕前车圆形行走，有可能造成结构件损坏、翻车等严重后果。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型要解决的一个技术问题是提供一种履带起重机的回转控制系统，采用回转编码器与长度传感器相结合的检测方式。
[0005]一种履带起重机的回转控制系统，所述履带起重机包括前车、后车；所述前车、后车上均设有独立的行走机构；所述前车上设有前车转台，所述后车上设有后车转台，连接梁连接所述前车转台和后车转台；所述回转控制系统包括:前车回转编码器、后车回转编码器、长度传感器和控制装置；所述前车回转编码器检测所述前车转台的回转角度；所述后车回转编码器检测所述后车转台的回转角度；所述长度传感器检测所述连接梁的长度变化；所述前车回转编码器、所述后车回转编码器和所述长度传感器都与所述控制装置电连接。
[0006]根据本实用新型的一个实施例，进一步的，还包括显示装置，所述显示装置显示所述前车转台的回转角度、所述后车转台的回转角度以及所述连接梁的长度变化。
[0007]根据本实用新型的一个实施例，进一步的，所述连接梁为金属框架结构。
[0008]本实用新型的履带起重机的回转控制系统，通过回转编码器与长度传感器相结合的检测方式，实时检测前后车回转时的相对角度偏差，同时检测位置偏差，当前车与后车相对角度或距离超出允许范围时，自动修正回转方式，保证工作更加安全，可靠。【专利附图】
【附图说明】
[0009]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0010]图1为根据本实用新型的履带起重机的回转控制系统一个实施例的示意图；
[0011]图2为根据本实用新型的回转控制系统在履带起重机中实际部署的一个实施例的不意图；
[0012]图3A和3B为本实用新型的回转控制系统控制后车转动的示意图；其中，图3A为后车绕前车转动示意图，图3B和3C为前车与后车相对转角的示意图；
[0013]图4为本实用新型的回转控制系统的控制装置的控制流程示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面参照附图对本实用新型进行更全面的描述，其中说明本实用新型的示例性实施例。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0015]图1为根据本实用新型的履带起重机的回转控制系统一个实施例的示意图。如图所示:履带起重机包括前车、后车。前车、后车上均设有独立的行走机构。前车上设有前车转台，后车上设有后车转台，连接梁连接前车转台和后车转台。连接梁为金属框架结构。
[0016]回转控制系统包括:前车回转编码器11、后车回转编码器13、长度传感器12和控制装置14。前车回转编码器11检测前车转台的回转角度。后车回转编码器13检测后车转台的回转角度。长度传感器检测14连接梁的长度变化。
[0017]控制装置14根据前车转台的回转角度和后车转台的回转角度，得出后车相对与前车的相对转角。在履带起重机转向的过程中，前车静止，后车绕前车做圆周运动。
[0018]当控制装置14判断相对转角超过预设的转角阈值或长度传感器检测的长度变化超过预设的长度变化阈值时，则控制后车原地转动。
[0019]根据本实用新型的一个实施例，回转角度未超过预设的转角阈值，并且，长度传感器检测的长度变化未超过预设的长度变化阈值时，则控制装置14控制后车采用差速行走模式转向。
[0020]履带起重机由相对独立的动力单元前车和后车组成，中间依靠连接梁或其他装置进行连接，从而形成一个整体，用以实现起重机的各种功能。
[0021]回转编码器(或角度传感器)为将输出轴的角位移机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出的一种装置。长度传感器将机械位移量转换成可计量的、成线性比例的电信号输出的一种装置。
[0022]差速行走为允许起重机两边履带以不同的速度动作的一种行走模式，满足起重机围绕一个固定圆心以固定半径路线回转。
[0023]图2为根据本实用新型的回转控制系统在履带起重机中实际部署的一个实施例的示意图。如图所示:前车回转编码器27检测前车21的转台的回转角度。后车回转编码器26检测后车22的转台的回转角度。长度传感器25检测连接梁23的长度变化。套筒24安装在连接梁23的尾部。
[0024]图3A和3B为本实用新型的回转控制系统控制后车转动的示意图。如图所示:在履带起重机转向的过程中，前车静止，后车绕前车做圆周运动。
[0025]当后车履带与前车履带成90°且后车前进方向为逆时针时，后车与前车的相对转角为0°。前车不动，后车向内(即顺时针)为0° —180°原地回转，向外为0° —-180°原地回转。
[0026]如图3B和3C所示，前车履带与后车履带平行，且两车前进方向一致时，两车夹角定义为90°。反之，前进方向反向时则为-90°。其中，当后车履带前进方向处于如图3C所示区间时，认为后车与前车的相对转角在-90° — 90°之间变化。当后车履带前进方向处于如图3B所示区间时，认为后车与前车相对转角在(90° —180°，-90° —-180° )之间变化。
[0027]根据本发明的一个实施例，关于相对转角，即后车转台回转角度。前车回转编码器得出整车回转角度，通过此值，可在显示器上读出当前状态下整车回转度数；后车回转编码器得出后车回转角度，通过此值，可观测出后车相对前车转角，定义Θ为后车相对前车的相对转角，定义后车履带与前车履带成90°且后车前进方向为逆时针时θ=0°，并且此值也可在显示器上读出。
[0028]如果操作者进入回转模式，控制装置判断整车处于逆时针回转状态，后车根据当前回转半径按照一定差速比以近似圆弧路线行走，同时依靠后车回转编码器及长度传感器实时监测角度及位置偏差信号。
[0029]当其中任一偏差信号超出预设值时，控制装置输出修正电流信号，驱动后车原地转向，并且监测此时角度信号变化，当到达预设值后，停止原地转向，继续切换为差速行走模式。
[0030]如果长度传感器信号过小或者过大，均在显示器上给出报警信号，提醒操作者注意。如果错误信号继续放大，则自动停止错误动作输出，要求操作者停车检查。显示器也可以显示前车转台的回转角度、后车转台的回转角度以及连接梁的长度变化。
[0031]本实用新型的回转控制系统引入长度传感器作为测量单元，在监测回转角度的同时利用长度传感器测量位移偏差信号，并作为比较量进入控制器计算，当起重机前车与后车距离超出允许范围时会自动修正控制策略，保证整个系统工作更加安全，可靠。
[0032]图4为本实用新型的回转控制系统的控制装置的控制流程示意图。
[0033]定义Θ为后车相对前车的相对转角，定义后车履带与前车履带成90°且后车前进方向为逆时针时θ=0°，前车不动，后车向内为0° —180°原地回转，向外为0° —-180。原地回转。
[0034]δ为整车回转过程中，后车相对前车所允许的最大偏移角度。λ为整车回转过程中，后车相对前车所允许的最大偏移位置。
[0035]在履带起重机开始转向时，控制装置控制后车的履带运行方向与前车的履带运行方向相垂直。
[0036]步骤401 - 403，当整车开始回转时，控制装置首先判断当前后车相对前车的相对转角，如果处于(-90°，90° )之间，则认为后车需要围绕前车进行逆时针回转，并根据当前角度值自动调整至θ=0° (此时后车履带与前车履带成90° )，完成回转前准备。控制装置控制后车围绕前车进行逆时针回转，使后车的履带运行方向与前车的履带运行方向相垂直。
[0037]步骤404 - 407，根据当前回转半径计算后车两条履带行走差速比，经控制器处理输出电流信号控制马达驱动减速机，使后车围绕前车接近圆形行走。
[0038]实时监测回转编码器及长度传感器发送回来的信号，并与预定偏差值进行比较，当实测的角度偏差值或位置偏差值超过预设的范围时，则认为当前回转路线已偏离设定路线行走范围，需要原地回转以调整行走轨迹。
[0039]后车自动原地回转，直至角度偏差值达到预设范围，切换回差速行走状态，继续完成整车回转工况。
[0040]步骤408 — 413，如果开始回转时，判断后车相对前车的相对转角处于(90° , 180° )U(-90°，-180° )时，则认为后车需要围绕前车进行顺时针回转，其控制方式同上述逆时针回转控制方式，只不过变化角度检测值。
[0041]本实用新型中的“顺时针”、“逆时针”为附图中的后车进行转动的位置方向。
[0042]根据本实用新型的一个实施例，控制装置根据后车绕前车做圆周运动的回转半径计算后车两条履带行走的差速比，并输出电流信号控制后车马达驱动减速机，使后车绕前车以差速行走模式做圆周运动。
[0043]控制装置实时监测前车回转编码器、后车回转编码器及长度传感器发送回来的信号。
[0044]当相对转角超过预设的转角阈值或长度传感器检测的长度变化超过预设的长度变化阈值时，则控制装置判断当前回转路线已偏离设定路线行走范围，控制后车原地回转调整行走轨迹。
[0045]当通过后车原地回转使回转角度未超过预设的转角阈值、并且长度传感器检测的长度变化未超过预设的长度变化阈值时，控制装置控制后车切换到差速行走模式。
[0046]本实用新型履带起重机的回转控制系统，有效的降低了操作者劳动强度及操作难度，最大化的利用可编程控制器，智能化操作，多重安全保护措施保证操作安全可靠。
[0047]首次引入回转编码器与长度传感器相结合的检测方式，不但实时检测前后车回转时的角度偏差，同时关注位置偏差。在满足结构件受力需求的同时，最大可能使后车围绕前车智能圆形回转，操作者只需关注偏差变化范围，以及通过手柄控制后车行走速度，将复杂繁琐的回转操作简单化智能化。
[0048]可能以许多方式来实现本实用新型的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本实用新型的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本实用新型的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本实用新型实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本实用新型的方法的机器可读指令。因而，本实用新型还覆盖存储用于执行根据本实用新型的方法的程序的记录介质。
[0049]本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
【权利要求】
1.一种履带起重机的回转控制系统，其特征在于: 所述履带起重机包括前车、后车；所述前车、后车上均设有独立的行走机构；所述前车上设有前车转台，所述后车上设有后车转台，连接梁连接所述前车转台和后车转台； 所述回转控制系统包括:前车回转编码器、后车回转编码器、长度传感器和控制装置；所述前车回转编码器检测所述前车转台的回转角度；所述后车回转编码器检测所述后车转台的回转角度；所述长度传感器检测所述连接梁的长度变化；所述前车回转编码器、所述后车回转编码器和所述长度传感器都与所述控制装置电连接。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于: 还包括显示装置，所述显示装置显示所述前车转台的回转角度、所述后车转台的回转角度以及所述连接梁的长度变化。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于: 所述连接梁为金属框架结构。
【文档编号】B66C23/84GK203529815SQ201320381710
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2013年6月28日
【发明者】孙丽, 刘向超, 李香伟, 韩雷, 李向军 申请人:徐工集团工程机械股份有限公司