一种起重机及其卷扬防乱绳控制装置和方法
【专利摘要】本发明公开一种起重机卷扬防乱绳控制装置，所述卷扬包括卷筒、钢丝绳和吊钩，包括：卷筒检测单元，用于获取卷筒旋转信息；控制器，用于根据所述卷筒旋转信息，获取卷扬已放钢丝绳的绳长Lhoist；并根据卷扬已放钢丝绳的绳长Lhoist，获取卷筒处钢丝绳张紧力T0；还通过比较T0与Tmin判断是否存在乱绳风险，若T0≥Tmin，则不存在乱绳风险，若T0＜Tmin，则存在乱绳风险，其中Tmin为钢丝绳最小张紧力；同时，在判断存在乱绳风险后，输出报警和提醒信息并限制增加乱绳风险的动作。该方法可显著降低起重机卷扬钢丝绳乱绳风险，从而有效保证了起重机作业进度和作业安全。本发明还提供一种卷扬防乱绳控制方法及应用该卷扬防乱绳控制装置的起重机。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工程机械【技术领域】，具体涉及轮式起重机的卷扬防乱绳控制装置和方 法。本发明还涉及设有所述卷扬防乱绳控制装置的起重机。 一种起重机及其卷扬防乱绳控制装置和方法
【背景技术】
[0002] 卷扬系统是起重机的升降机构，它通过绕卷钢丝绳传递动力，把旋转运动变为直 线运动，完成起吊重物的上升、停止、下降等工作，通常由液压泵、液压马达、减速器、卷筒、 制动器、离合器、钢丝绳滑轮组和吊钩等组成。
[0003] 钢丝绳在卷筒的多层缠绕中，卷筒里层钢丝绳良好的张紧力是非常必要的，张紧 力不够会造成严重的钢丝绳损伤。最坏的情况，钢丝绳在提升作业中可能会咬进下一层，当 负载降低时，钢丝绳可能无法顺利地从卷筒上绕下、并由此引起负载反向运动，无负载时， 钢丝绳可能更容易形变和扁化。
[0004] 如果钢丝绳缠绕时张紧力不够，张拉过紧的外层钢丝绳将严重损伤松散缠绕的内 层钢丝绳，造成钢丝绳内圈缠绕到卷筒上时松散、椭圆度增加、降低钢丝绳抵御外力的强 度；在上层钢丝绳相互挤压的情况下，造成下层钢丝绳外股松散，外股挤压内股，造成内股 受力不均匀，产生跳丝现象。
[0005] 上述现象的发生，轻则需要重新整理卷扬钢丝绳，影响作业进度，重则损毁钢丝 绳，甚至可能会导致吊重物突放，影响起重机平稳性，给起重机作业带来安全隐患
[0006] 现有技术应对卷扬钢丝绳乱绳的解决方案有以下两种：
[0007] 第一种是在卷扬上安装摄像头，由操作者观看摄像头传来的视频信息，做出是否 有乱绳的判断。
[0008] 第二种是在卷扬上安装装置检测卷筒处钢丝绳的弯曲偏移量，通过反光板反射信 号，用红外传感器接收后将信号传输给报警装置，该报警装置能够在弯曲偏移量达到限定 值时进行报警。
[0009] 对于采用摄像头采集卷扬钢丝绳状态的技术方案，需要操作者实时观察，它的主 要缺点有。首先，只有发生了乱绳现象，操作者才能知道发生了乱绳，不能在钢丝绳乱绳出 现的前一刻做出预警。其次，通过视频人工观察卷扬，是否乱绳由人来判断，然而操作者需 要关注的信息较多，可能不能及时观察并判断，控制器也不能进行报警和处理，构成危险； 最后，操作者操作卷扬的同时，还需要观察吊钩和现场等情况，这样无疑会增加操作者的操 作难度，增加操作者的负担。
[0010] 对于采用装置检测钢丝绳弯曲偏移量的技术方案，依赖于机械结构预知卷扬乱绳 的发生，且对于机械结构的安装精度要求较严格。由于起重机经常户外作业，外部环境和机 械振动等容易导致弯曲偏移量的跳变或机械结构变形，从而降低检测精度，可靠性不高。
[0011] 因此，如何降低起重机卷扬钢丝绳乱绳风险，是本领域技术人员需要解决的技术 问题。
【发明内容】
[0012] 针对上述缺陷，本发明提供一种起重机卷扬防乱绳控制装置。该方法可显著降低 起重机卷扬钢丝绳乱绳风险，从而有效保证了起重机作业进度和作业安全。
[0013] 在此基础上，本发明还提供一种起重机卷扬防乱绳控制方法以及设有所述控制装 置的起重机。
[0014] 本发明提供一种起重机卷扬防乱绳控制装置，所述卷扬包括卷筒、钢丝绳和吊钩， 包括：
[0015] 卷筒检测单元，用于获取卷筒旋转信息；
[0016] 控制器，用于根据所述卷筒旋转信息，获取卷扬已放钢丝绳的绳长Ltoist ;
[0017] 并根据卷扬已放钢丝绳的绳长Lh()ist，获取卷筒处钢丝绳张紧力TQ ;
[0018] 还通过比较?；与Tmin判断是否存在乱绳风险，若?； > Tmin，则不存在乱绳风险，若 T。〈 Tmin，则存在乱绳风险，其中Tmin为钢丝绳最小张紧力；
[0019] 同时，在判断存在乱绳风险后，输出报警和提醒信息并限制增加乱绳风险的动作。
[0020] 优选地，所述卷筒检测单元为旋转编码器；
[0021] 所述控制器按照下述方式获取卷扬已放钢丝绳的绳长Ltoist :
[0022] 根据所述卷筒旋转信息，与卷筒直径、卷筒每层钢丝绳缠绕圈数、钢丝绳直径，获 取卷扬已放钢丝绳的绳长Lm。
[0023] 优选地，所述控制器按照下述方式获取卷筒处钢丝绳张紧力TQ :
[0024] 根据公式!^!；' =T2，获取臂头处钢丝绳张紧力T。'，其中，I\= pLb_sin(a)，T2 = G+P (Lh()ist-Lb(XJ，P为钢丝绳线密度、Lb(KM为吊臂长度、α为吊臂角度，G为吊钩重；
[0025] 再根据IV = ?；，获取卷筒处钢丝绳张紧力T。。
[0026] 优选地，还包括人机交互系统，用于输入操作信息；
[0027] 所述控制器按照下述方式限制增加乱绳风险的动作：
[0028] 暂停变幅起、卷扬放和吊臂伸动作；
[0029] 输入操作信息；
[0030] 判断所述操作信息是否为继续动作，若为是，则输出控制信号，取消对变幅起、卷 扬放和吊臂伸动作的限制；若为否，则输出控制信号，继续停止变幅起、卷扬放和吊臂伸动 作。
[0031] 本发明提供一种起重机卷扬防乱绳控制方法，所述卷扬包括卷筒、钢丝绳和吊钩， 所述方法包括：
[0032] 获取卷筒旋转信息；
[0033] 根据所述卷筒旋转信息，获取卷扬已放钢丝绳的绳长Ltoist ;
[0034] 根据卷扬已放钢丝绳的绳长Lh()ist，获取卷筒处钢丝绳张紧力TQ ;
[0035] 通过比较?；与Tmin判断是否存在乱绳风险，若?； > Tmin，则不存在乱绳风险，若?； 〈Tmin，则存在乱绳风险，其中Tmin为钢丝绳最小张紧力；
[0036] 若判断存在乱绳风险，则输出报警和提醒信息并限制增加乱绳风险的动作。
[0037] 进一步地，通过所述卷筒的旋转编码器获取卷筒旋转信息；并按照下述方式获取 卷扬已放钢丝绳的绳长L h()ist:
[0038] 根据所述卷筒旋转信息，与卷筒直径、卷筒每层钢丝绳缠绕圈数、钢丝绳直径，获 取卷扬已放钢丝绳的绳长Lh()ist。
[0039] 进一步地，按照下述方式获取卷筒处钢丝绳张紧力TQ :
[0040] 根据公式Ti+T。' = T2，获取臂头处钢丝绳张紧力T。'，其中，= P Lb_sin ( a )，T2 = G+P (Lh()ist-Lb(XJ，Ρ为钢丝绳线密度、Lb(KM为吊臂长度、α为吊臂角度，G为吊钩重；
[0041] 再根据IV = ?；，获取卷筒处钢丝绳张紧力T。。
[0042] 进一步地，所述增加乱绳风险的动作包括变幅起、卷扬放和吊臂伸动作。
[0043] 进一步地，按照下述方式限制增加乱绳风险的动作：
[0044] 暂停变幅起、卷扬放和吊臂伸动作；
[0045] 输入操作信息；
[0046] 判断所述操作信息是否为继续动作，若为是，则取消对变幅起、卷扬放和吊臂伸动 作的限制；若为否，则继续停止变幅起、卷扬放和吊臂伸动作。
[0047] 本发明提供一种起重机，包括起重机本体及控制系统，所述控制系统设有上述任 一项所述的起重机卷扬防乱绳控制装置。
[0048] 本发明提供的起重机卷扬防乱绳控制装置，在起重机进行变幅起、吊臂伸和卷扬 放动作时，通过卷筒检测单元实时获取卷筒旋转信息，并由控制器根据卷筒旋转信息获取 卷扬已放钢丝绳的绳长Ltoist，再根据绳长Ltoist，获取卷筒处钢丝绳张紧力?；，最后通过比较 T〇与Tmin判断是否存在乱绳风险，如果存在乱绳风险，则进行报警、限制增加乱绳风险的动 作，同时在显示器界面提醒用户存在乱绳的风险，询问是否继续动作，供用户选择确认。
[0049] 由于是通过对钢丝绳受力分析来判断是否会出现乱绳现象，因此，与通过人工或 机械装置检测卷扬钢丝绳的状态的方法相比，更加的准确、高效和及时。
[0050] 而且，当判断出存在乱绳风险时，会在显示器界面进行报警、限制动作，同时提醒 用户确认是否继续动作，并对操作者的选择，实现不同的控制策略，提升了系统的交互性， 其可以在乱绳现象即将出现之前进行预报警，报警的时间更加提前，理论上可完全避免乱 绳现象的产生。
[0051] 由于上述防乱绳控制装置具有上述技术效果，基于同样原理的防乱绳控制方法和 包括该防乱绳控制装置的起重机也具有相同的技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0052] 图1为轮式起重机上车吊臂和卷扬基本结构示意图；
[0053] 图2为本发明所提供起重机卷扬防乱绳控制装置的控制原理图；
[0054] 图3为臂头处钢丝绳受力分析示意图；
[0055] 图4为本发明所提供起重机卷扬防乱绳控制方法的控制流程图。
【具体实施方式】
[0056] 本发明的核心是提供一种起重机卷扬防乱绳控制方法和装置，以降低起重机卷扬 钢丝绳乱绳风险，保证起重机作业进度和作业安全。
[0057] 首先，对本发明的理论基础进行阐述：
[0058] 卷扬钢丝绳多层缠绕在卷筒上时，卷筒里层钢丝绳良好的张紧力是非常必要的， 即钢丝绳必须按照一定的顺序和张紧力缠绕在卷扬的卷筒上，设此最小张紧力为T min(Tmin 的值一般设置为钢丝绳破断力的1% -2% )，由于钢丝绳的物理特性和使用规范，如果卷筒 处卷扬钢丝绳的张紧力，钢丝绳不能很好的缠绕在卷筒上，导致需要重新整理钢丝 绳或损毁钢丝绳等。
[0059] 轮式起重机卷扬机构上的钢丝绳基本都是多层缠绕的方式。钢丝绳多层缠绕使 得轮式起重机在进行伸臂、卷扬、变幅动作时，存在乱绳的风险，其他动作的风险很小或不 计。当吊臂伸时，吊钩一侧的钢丝绳变短，而卷筒一侧的钢丝绳变长，由于卷扬钢丝绳存在 自重，所以当卷筒一侧的钢丝绳重量接近吊钩一侧的重量时，吊钩一侧的拉力不足以拉动 钢丝绳，即。此时若卷扬放绳，则可能放出的钢丝绳松散，产生乱绳现象。同样的当 卷扬和变幅动作时，也会存在类似的情况。
[0060] 不失一般性，下面以轮式起重机作为主体，结合说明书附图具体对本发明进行详 细阐述。
[0061] 请参考图1、图2,图1为轮式起重机上车吊臂和卷扬基本结构示意图；图2为本发 明所提供起重机卷扬防乱绳控制装置的控制原理图。
[0062] 如图所示，在一种【具体实施方式】中，起重机卷扬包括卷筒1、钢丝绳3和吊钩5,滑 轮组6安装在起重机吊臂4的臂头处，卷筒检测单元2安装在卷扬卷筒上，卷扬钢丝绳3 - 端缠绕在卷扬卷筒1上，另一端穿过臂头滑轮组6与吊钩5相连，臂头滑轮组6用来改变卷 扬钢丝绳的倍率。
[0063] 起重机卷扬防乱绳控制装置包括卷筒检测单元、控制器、人机交互系统、变幅控制 部件、吊臂控制部件以及卷扬控制部件。
[0064] 其中，卷筒检测单元2用于获取卷筒旋转信息。具体可采用旋转编码器，这是一种 安装在轮式起重机卷扬卷筒上的传感器，编码器的内部有用来计算位移或角度的触点。 [0065] 控制器为车载控制器，具体可采用PLC控制器，其能够接收、发送数据，进行程序 下载、逻辑运算，并支持CAN总线通讯，通常安装在操作室或电气控制箱内。
[0066] 控制器根据所述卷筒旋转信息N，与卷筒直径R、卷筒每层钢丝绳缠绕圈数η、钢丝 绳直径r，获取卷扬已放钢丝绳的绳长Lh()ist。
[0067] 卷筒直径为R，则卷筒上最内层钢丝绳每圈的长度la = π (R+r)，最内层钢丝绳的 总长度为nXla，其每旋转一圈所释放或收回的钢丝绳长度为la，下一层钢丝绳每圈的长 度lb= π (R+2r)，总长度为nXlb，其每旋转一圈所释放或收回的钢丝绳长度为lb，以此类 推，可获得卷筒上每层钢丝绳的上述参数信息，结合卷筒旋转信息N，以及事先已放出的钢 丝绳基础长度，便可计算得出卷扬已放钢丝绳的绳长L toist。
[0068] 例如，若卷筒上目前有4层钢丝绳，并缠绕有10圈，则其每圈的长度Id = η (R+4r)，卷筒旋转1圈所释放或收回的长度为ld，卷筒旋转1.5圈所释放的长度为 1.5Xld，……，旋转10圈之后，第四层钢丝绳完全释放完毕，则开始按照第三层钢丝绳的长 度进行计算，以此类推，通过对旋转编码器的标定，来测算当前卷筒上钢丝绳所处的层数、 圈数和放绳时旋转的圈数，即可计算出卷扬已放钢丝绳的绳长L toist。
[0069] 从上述分析可以看出，卷筒上每层钢丝绳的缠绕直径并不相同，其缠绕直径为动 态直径，对此，本发明采用钢丝绳直径对其进行修正，计算出每层钢丝绳缠绕的实际直径， 该直径用于计算卷扬已放绳长度可提高计算结果的精确度。
[0070] 在实时计算得出卷扬已放钢丝绳的长度之后，便可以进一步结合吊臂长度（吊臂 臂尾到臂头的长度）和吊臂角度（吊臂与水平面的夹角），依据对钢丝绳的受力分析来计算 是否存在乱绳的风险。
[0071] 请一并参考图3,图3为臂头处钢丝绳受力分析示意图。
[0072] 选取臂头滑轮组处的钢丝绳进行受力分析，在图示状态下，吊臂角度为α，吊钩重 为G，吊臂长度为Lb_，卷扬已放绳长度为L toist，钢丝绳线密度Ρ。
[0073] 由于基本臂上压绳器的作用，在受力分析时不考虑卷筒一侧钢丝绳与吊臂的夹角 即认为U?L bMm，同时忽略摩擦力、滑轮组缠绕的钢丝绳等因素。那么卷筒到臂头滑轮组 一侧的钢丝绳拉力为= p Lb_sin( α )，而吊钩到臂头滑轮组一侧的钢丝绳拉力为τ2 = 6+0〇^「1^_)，所以理想化情况下1'1+1'(|'=1'2〇' (|为卷筒处钢丝绳张紧力，1'(|'为臂头处 钢丝绳张紧力，两者为作用力与反作用力关系）。
[0074] 因此，控制器可按照下述方式获取卷筒处钢丝绳张紧力TQ :
[0075] 根据公式!^!；' =T2，获取臂头处钢丝绳张紧力T。'，其中，I\= pLb_sin(a)，T2 -G+ p (Lh()ist-Lb〇om)。
[0076] 再根据IV = ?；，即可获得卷筒处钢丝绳张紧力?；，也可以直接将IV视为TQ。
[0077] 吊臂伸、变幅起或卷扬机构放绳都会使得?\变大，T2基本不变或变小，导致卷筒一 侧钢丝绳会拉动吊钩一侧的钢丝绳，使得 Τ(ι几乎为0,不能满足TP = Tmin的条件，此时就会 乱绳。
[0078] 因此，控制器通过比较?；与Tmin判断是否存在乱绳风险，若?；彡Tmin，则不存在乱 绳风险，若L〈 Tmin，则存在乱绳风险。
[0079] 需要说明的是，在进行受力分析时，可考虑钢丝绳与臂头滑轮组等的摩擦力、外部 环境温度导致的润滑脂凝固等加大钢丝绳缠绕阻力的因素、滑轮组上缠绕的钢丝绳等参 数，并将其代入上述计算公式，以提高受力分析的准确度。
[0080] 控制器一旦判断存在乱绳风险，便输出报警和提醒信息至显示器，并限制增加乱 绳风险的动作，避免了出现乱绳的现象。
[0081] 具体可按照下述方式限制增加乱绳风险的动作：
[0082] 暂停变幅起、卷扬放和吊臂伸动作；
[0083] 通过显示器询问操作者是否继续动作，若操作者选择继续动作，则输出控制信号， 取消对变幅起、卷扬放和吊臂伸动作的限制；若操作者选择停止动作，则输出控制信号，继 续停止变幅起、卷扬放和吊臂伸动作。
[0084] 本发明的车载控制器通过卷扬卷筒上的旋转编码器、CAN总线和数据存储空间获 取必要的参数，涉及参数包括但不仅限于卷扬卷筒直径、卷筒每层缠绕钢丝绳圈数、卷扬钢 丝绳直径、钢丝绳线密度、吊钩重、旋转编码器信号（处理后使用），吊臂长度和角度。首先 计算出实时的卷扬已放绳的绳长，然后计算出吊钩到臂头滑轮组和卷筒到臂头滑轮组两段 的钢丝绳长度，最后由吊钩重、钢丝绳线密度、吊臂角度，依据钢丝绳的受力分析计算出是 否存在乱绳的风险，并在显示器界面进行报警和其他有关操作。
[0085] 由于是通过对钢丝绳受力分析来判断是否会出现乱绳现象，因此，与通过人工或 机械装置检测卷扬钢丝绳的状态的方法相比，更加的准确、高效和及时。
[0086] 而且，当判断出存在乱绳风险时，会在显示器界面进行报警、限制动作，同时提醒 用户确认是否继续动作，并对操作者的选择，实现不同的控制策略，提升了系统的交互性， 其可以在乱绳现象即将出现之前进行预报警，报警的时间更加提前，理论上可完全避免乱 绳现象的产生。
[0087] 除了卷扬防乱绳控制装置之外，本实施例在此基础上还提供一种卷扬防乱绳控制 方法。
[0088] 该方法通过对臂头滑轮组处卷扬钢丝绳受力分析来判断卷筒处的钢丝绳张紧力 是否小于某限定值，以此来检测卷扬乱绳风险。当卷扬存在乱绳的风险时，显示器界面进行 预警提示、暂停当前动作和提醒操作者确认是否继续动作，并能够根据操作者的选择，执行 不同的控制策略。
[0089] 请参考图4,图4为本发明所提供起重机卷扬防乱绳控制方法的控制流程图。
[0090] 在一种【具体实施方式】中，起重机卷扬包括卷筒、钢丝绳和吊钩，所述方法包括以下 步骤：
[0091] S1.获取卷筒旋转信息。
[0092] 具体通过卷筒的旋转编码器获取卷筒旋转信息。
[0093] S2.根据所述卷筒旋转信息，获取卷扬已放钢丝绳的绳长Lh()ist。
[0094] 具体根据卷筒旋转信息，与卷筒直径、卷筒每层钢丝绳缠绕圈数、钢丝绳直径，按 照卷筒释放、回收钢丝绳的长度计算方法，获取卷扬已放钢丝绳的绳长L toist。
[0095] S3.根据卷扬已放钢丝绳的绳长Ltoist，按照下述方式获取卷筒处钢丝绳张紧力 T〇：
[0096] 根据公STi+lV =T2，获取臂头处钢丝绳张紧力T。'，其中，?\= pLb_sin(a)，T2 = G+P (Lh()ist-Lb(XJ，P为钢丝绳线密度、Lb(KM为吊臂长度、α为吊臂角度，G为吊钩重； [0097] 再根据IV = ?；，获取卷筒处钢丝绳张紧力T。。
[0098] S4.通过比较?；与Tmin判断是否存在乱绳风险，若?；彡Tmin，则不存在乱绳风险， 若< Tmin，则存在乱绳风险，其中Tmin为钢丝绳最小张紧力。
[0099] S5.若判断存在乱绳风险，则输出报警和提醒信息并限制增加乱绳风险的动作。
[0100] 在步骤S5中，增加乱绳风险的动作包括变幅起、卷扬放和吊臂伸动作，并按照下 述方式限制增加乱绳风险的动作：
[0101] 暂停变幅起、卷扬放和吊臂伸动作；
[0102] 询问操作者是否继续动作，若选择继续动作，则取消对变幅起、卷扬放和吊臂伸动 作的限制；若选择停止动作，则继续停止变幅起、卷扬放和吊臂伸动作。
[0103] 具体地，当控制器判断出存在乱绳风险时：
[0104] 首先暂停当前动作，并通过显示器对该风险进行预报警和提醒，10s后报警自动取 消，10分钟内不做二次报警和提醒。
[0105] 其次，对增加风险的动作进行限制，对于其他动作则不做限制。
[0106] 最后，操作者在显示器界面提醒后，可选择是否继续动作。若操作者选择"确认继 续动作"，则报警和提醒立即取消，此时系统设置"继续动作标志"为TRUE。
[0107] 为了能够继续提醒，每次系统上电或"继续动作标志"为TRUE两小时后，该标志 自复位；若操作者选择"停止动作"，则报警和提醒立即取消，系统设置"继续动作标志"为 FALSE，用户可适当处理避免乱绳风险。
[0108] 若l〇S内显示器确认界面无输入，默认操作者选择"停止动作"，报警计时到自动 取消，提醒界面不消失。
[0109] 上述旋转编码器、控制器、显示器等均可以充分利用起重机已有设备，也就是在不 增加硬件的前提下，可以在起重机原有硬件基础上通过计算机程序指令相关硬件来实现， 实现控制功能的程序代码可以在控制器中编译，不会增加产品成本。
[0110] 由于本发明所提供的防乱绳控制方法对应于上文所述的防乱绳控制装置，以上各 步骤的具体实现过程可参考装置的相关描述，这里不再赘述。
[0111] 当然，上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据 实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，受力分析可选择为卷筒 处钢丝绳或其他点，或者直接采用三滑轮支架等拉力传感器测算卷筒处卷扬钢丝绳张紧力 ?；，或者对报警和提醒策略做出调整等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例 说明。
[0112] 除了上述卷扬防乱绳控制装置和方法，本发明还提供一种起重机，包括起重机本 体及控制系统，所述控制系统设有上文所述的起重机卷扬防乱绳控制装置，其余结构请参 考现有技术，本文不再赘述。
[0113] 以上对本发明所提供的起重机及其卷扬防乱绳控制装置和方法进行了详细介绍。 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用 于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离 本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发 明权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种起重机卷扬防乱绳控制装置，所述卷扬包括卷筒、钢丝绳和吊钩，其特征在于， 包括： 卷筒检测单元，用于获取卷筒旋转信息； 控制器，用于根据所述卷筒旋转信息，获取卷扬已放钢丝绳的绳长Lh()ist ; 并根据卷扬已放钢丝绳的绳长Ltoist，获取卷筒处钢丝绳张紧力TQ ; 还通过比较?；与Tmin判断是否存在乱绳风险，若?； > Tmin，则不存在乱绳风险，若?； 〈Tmin，则存在乱绳风险，其中Tmin为钢丝绳最小张紧力； 同时，在判断存在乱绳风险后，输出报警和提醒信息并限制增加乱绳风险的动作。
2. 根据权利要求1所述的起重机卷扬防乱绳控制装置，其特征在于，所述卷筒检测单 元为旋转编码器； 所述控制器按照下述方式获取卷扬已放钢丝绳的绳长Lh()ist : 根据所述卷筒旋转信息，与卷筒直径、卷筒每层钢丝绳缠绕圈数、钢丝绳直径，获取卷 扬已放钢丝绳的绳长Lh()ist。
3. 根据权利要求1所述的起重机卷扬防乱绳控制装置，其特征在于，所述控制器按照 下述方式获取卷筒处钢丝绳张紧力TQ : 根据公式!^!；' =T2，获取臂头处钢丝绳张紧力T。'，其中，I\= pLbMmSin(a)，T2 = G+P (Ltoist-Lb_)，P为钢丝绳线密度、Lb(ram为吊臂长度、α为吊臂角度，G为吊钩重； 再根据V =1；，获取卷筒处钢丝绳张紧力T。。
4. 根据权利要求1所述的起重机卷扬防乱绳控制装置，其特征在于，还包括人机交互 系统，用于输入操作信息； 所述控制器按照下述方式限制增加乱绳风险的动作： 暂停变幅起、卷扬放和吊臂伸动作； 输入操作信息； 判断所述操作信息是否为继续动作，若为是，则输出控制信号，取消对变幅起、卷扬放 和吊臂伸动作的限制；若为否，则输出控制信号，继续停止变幅起、卷扬放和吊臂伸动作。
5. -种起重机卷扬防乱绳控制方法，所述卷扬包括卷筒、钢丝绳和吊钩，所述方法包 括： 获取卷筒旋转信息； 根据所述卷筒旋转信息，获取卷扬已放钢丝绳的绳长Lh()ist ; 根据卷扬已放钢丝绳的绳长Ltoist，获取卷筒处钢丝绳张紧力TQ ; 通过比较?；与Tmin判断是否存在乱绳风险，若?； > Tmin，则不存在乱绳风险，若?； 〈Tmin，则存在乱绳风险，其中Tmin为钢丝绳最小张紧力； 若判断存在乱绳风险，则输出报警和提醒信息并限制增加乱绳风险的动作。
6. 根据权利要求5所述的起重机卷扬防乱绳控制方法，其特征在于，通过所述卷筒的 旋转编码器获取卷筒旋转信息；并按照下述方式获取卷扬已放钢丝绳的绳长L h()ist : 根据所述卷筒旋转信息，与卷筒直径、卷筒每层钢丝绳缠绕圈数、钢丝绳直径，获取卷 扬已放钢丝绳的绳长Lh()ist。
7. 根据权利要求5所述的起重机卷扬防乱绳控制方法，其特征在于，按照下述方式获 取卷筒处钢丝绳张紧力T。： 根据公STi+lV =T2，获取臂头处钢丝绳张紧力T。'，其中，?\= pLbMmSin(a)，T2 = G+P (Ltoist-Lb_)，P为钢丝绳线密度、Lb(ram为吊臂长度、α为吊臂角度，G为吊钩重； 再根据V =1；，获取卷筒处钢丝绳张紧力T。。
8. 根据权利要求5所述的起重机卷扬防乱绳控制方法，其特征在于，所述增加乱绳风 险的动作包括变幅起、卷扬放和吊臂伸动作。
9. 根据权利要求5所述的起重机卷扬防乱绳控制方法，其特征在于，按照下述方式限 制增加乱绳风险的动作： 暂停变幅起、卷扬放和吊臂伸动作； 输入操作信息； 判断所述操作信息是否为继续动作，若为是，则取消对变幅起、卷扬放和吊臂伸动作的 限制；若为否，则继续停止变幅起、卷扬放和吊臂伸动作。
10. -种起重机，包括起重机本体及控制系统，所述控制系统设有上述权利要求1至4 任一项所述的起重机卷扬防乱绳控制装置。
【文档编号】B66D1/36GK104118812SQ201410364419
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】朱长建, 齐行程, 柴君飞, 王双 申请人:徐州重型机械有限公司