[发明专利]一种履带起重机吊钩水平移动的控制装置和方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种履带起重机的操作控制技术，具体说是在履带起重机空钩或吊重作业时，使吊钩或所吊重物在同一高度水平移动的控制装置和方法。 

二、背景技术

履带起重机在作业时，有时会要求吊钩或所吊的重物沿同一高度水平移动。现有履带起重机上没有智能实现吊钩水平移动的功能，实际操作中的吊钩水平移动都是靠司机手动单独控制变幅卷扬与提升卷扬的配合来实现。 

现有技术存在以下不足： 

1.司机操作的人为因素对起重效果影响太大； 

2.受高度等条件的限制，在吊装时不容易操作； 

3.耗费时间，需要两个动作分别控制，并且需要实时调整； 

4.操作过程中容易产生误差，严重时会造成重大事故。 

三、发明内容

本发明的目的是提供一种履带起重机吊钩水平移动的控制装置和方法，能够使履带起重机在空钩或吊重作业时，保持吊钩或所吊重物在同一高度水平移动。 

本发明采用的技术方案是：履带起重机吊钩水平移动的控制装置包括PLC控制器、人机界面、操纵手柄和分别置于提升卷扬和变幅卷扬液压泵上的比例电磁阀，PLC控制器通过CAN总线与人机界面、操纵手柄连接，比例电磁阀和PLC控制器的 PWM输出端连接。本发明还包括角度传感器、力矩限制器显示屏和力矩限制器主机，力矩限制器主机通过CAN总线与控制器连接，力矩限制器角度传感器与力矩限制器的模拟量端口连接，力矩限制器显示屏通过另一路CAN总线与力矩限制器主机连接。在臂头滑轮组上安装检测滑轮组转动圈数的编码器，编码器的信号输出端与控制器频率量输入端口连接；在操作台上安装水平移动开关，水平移动开关与控制器开关量输入端连接，控制器接收编码器、操纵手柄、力矩限制器等设备的输入信号。 

本发明的履带起重机吊钩水平移动的控制方法，是由编码器向控制器提供臂头滑轮的转数信号，计算出出绳长度；由操纵手柄向控制器提供变幅和起升卷扬的速度与方向信号；由力矩限制器向控制器提供当前工况的臂长、角度、倍率、额定载荷等信号；控制器通过预先设置的工况参数和编制的程序，经PID调节，向分别置于提升卷扬和变幅卷扬液压泵上的比例电磁阀输出控制信号，控制变幅卷扬和起升卷扬动作，实现对吊钩的水平移动控制。控制器同时输出信息到CAN总线，人机界面从CAN总线读取相应信息，通过人机界面分别观测提升卷扬和变幅卷扬的垂直位移，也可以观测吊钩水平移动的位移。 

本发明的工作过程： 

每次起重机工作前应在力矩限制器的显示屏上设置工况，其中包括当前起重机的工况代码与倍率信息，设置完以后，力矩限制器会显示当前工况的臂长、角度、倍率、额定载荷等信息。 

当水平移动开关断开时，为非水平移动状态，变幅卷扬与提升卷扬分别由单独的手柄控制。控制器根据各手柄提供的速度和方向信号，向对应的比例电磁阀输出与速度信号成比例的控制电流，从而控制变幅卷扬与提升卷扬液压泵的流量与方向。 

当水平移动开关接通时，为水平移动工作状态。变幅卷扬与提升卷扬由同一个手柄控制，控制器根据操纵手柄提供的速度与方向信号控制变幅卷扬与提升卷扬的动作，控制器通过CAN总线读取力矩限制器的臂长、角度和倍率信息，通过臂长和角度信息，可以计算出变幅作用下的垂直位移。同时控制器读取编码器转数，计算出对应的出绳长度，再通过读取倍率信息，通过出绳长度和倍率信息，计算出提升卷扬作用下的垂直位移，根据两者在垂直方向位移的差值对输出电流大小进行PID调节，从而使变幅在垂直方向的位移与吊钩在垂直方向的位移保持在一定的误差范围之内。 

本发明具有如下有益效果： 

1、降低操作难度，方便驾驶员驾驶，驾驶员可通过人机界面实时观察吊钩的水平与垂直位移，避免误操作。 

2、成本低，实现简单，通过CAN总线连接，安全可靠。 

3、节省操作时间，缩短有效位移，可提高工作效率。 

4、使用范围广，可应用于具有变幅卷扬与提升卷扬的同类设备上。 

四、附图说明

图1为本发明的结构框图； 

图2为本发明的电路原理图； 

图3为本发明人机界面的显示示意图； 

图4为本发明的程序流程图。 

五、具体实施方式