[发明专利]一种履带起重机塔式工况下的主钩吊重方法

说明书

一、     技术领域

本发明属于履带起重机技术领域，具体涉及履带起重机在塔臂工况吊重作业时，可切换成主钩进行吊重，并对塔臂工况下主钩吊重参数进行显示的一种工作方法。

二、背景技术

在履带起重机主臂臂长相同的情况下，由于增加塔臂，受作业半径等条件限制，不具备吊载大吨位重物的条件，并且由于作业半径过大，致使使用者在塔式工况下想要进行大吨位吊重或小半径作业只能更换工况，这样严重影响了起重机的工作效率。如何实现履带起重机在塔式工况下主钩可以吊载重物并对塔臂工况下主钩吊重相关参数进行显示是履带起重机吊重作业亟待解决的重要课题。

三、     发明内容

本发明的目的是在不改变起重机工况的前提下，通过力矩限制器、控制器等现有设备实现履带起重机塔式工况下主钩可以吊载重物并对塔臂工况下主钩吊重相关参数进行显示的功能，以解决履带起重机塔式工况下不能吊载大吨位重物和小半径进行作业的弊端，大大的提高起重机的工作效率。

为了实现上述目的，本发明使用的设备包括：位于司机室显示器上的力矩限制器人机界面、位于电控柜内的力矩限制器主机、位于电控柜内的PLC控制器、位于操纵台上的左右操纵手柄、位于液压泵上的比例电磁阀、安装于主臂拉板上的主臂拉力传感器、安装于主臂架根部的主臂角度传感器、安装于塔臂拉板上的塔臂拉力传感器和安装于塔臂根部的塔臂角度传感器；主臂拉力传感器、塔臂拉力传感器、主臂角度传感器和塔臂角度传感器分别与力矩限制器主机耦接；左右操纵手柄通过CAN总线与控制器耦接；主臂升电磁阀、塔臂升电磁阀、主臂降电磁阀、塔臂降电磁阀、主卷升电磁阀和副卷升电磁阀与PLC控制器的输出端口耦接；传感器将主臂所受拉力值、塔臂所受拉力值、主臂臂架角度和塔臂臂架角度分别经力矩限制器主机输入控制器，经程序计算出主臂力矩和塔臂力矩，由控制器输出到力矩限制器人机界面进行显示；操纵手柄向PLC控制器提供主副卷扬的速度与方向信号，控制主臂、塔臂的升降和主副卷扬的提升；比例电磁阀与控制器的PWM输出端藕接，安装在主副卷扬系统的液压泵和比例电磁阀上与PLC的输出端口藕接，用于控制液压泵和阀的排量。

具体器件作用和计算方法：

  ⑴具体器件作用

①   主臂角度传感器U3：实时测量主臂臂架角度，用以计算主臂的力矩。

②  主臂拉力传感器U5：实时测量主变幅所受的力，此力包括主钩重量及塔臂重量。

③  塔臂角度传感器U4：实时测量塔臂臂架角度，用以计算塔臂的力矩。

④  塔臂拉力传感器U6：实时测量塔变幅所受的力，此力包括主钩重量及塔钩重量。

⑵计算方法

首先计算主臂拉板产生的力矩

P0：主臂下铰点；

P1：主变幅拉板上铰点；

P2：塔变幅拉板下铰点（活动桅杆处）；

P0到P1P2的垂线距离：S1=p0_p1p2func(p1x,p1y,p2x,p2y)其中，P2坐标(p2x,p2y)根据主臂角度计算，P1坐标(p1x,p1y)为结构尺寸。

p0_p1p2func(p1x,p1y,p2x,p2y)计算如下：

p1p2a=p2y-p1y

p1p2b=p1x-p2x

p1p2c=(p2x-p1x)*p1y+(p1y-p2y)*p1x

p0_p1p2func(p1x,p1y,p2x,p2y)=ABS(p1p2c)/sqr(p1p2a²+p1p2b²)

主臂产生的总力矩为：M1=S1*主臂拉板力F1（由主臂拉力传感器得出）

其次计算塔臂拉板产生的力矩

P28：塔臂下铰点；

P36：塔变幅拉板上铰点；

P30：塔变幅拉板下铰点；（塔臂上撑架处）

P28到P30P36的垂线距离：

S2=p28_p30p36func(p30x,p30y,p36x,p36y)其中，P30坐标(p30x,p30y)根据塔臂角度计算，P36坐标(p36x,p36y)为结构尺寸。

p28_p30p36func(p30x,p30y,p36x,p36y)计算如下：

p30p36a=p36y-p30y

p30p36b=p30x-p36x

p30p36c=(p36x-p30x)*p30y+(p30y-p36y)*p30x