[发明专利]履带式起重机执行动作的安全控制方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及履带式起重机执行动作的安全控制方法、装置及系统。

背景技术

目前，国内中吨位以上的履带式起重机的执行动作一般采用电气控制方式，即通过控制器对液压泵、液压阀以及电磁阀等进行控制。考虑到履带式起重机的工作环境，操纵者的操作习惯，以及各种突发状况（如误操作、意外断电等），因此电气控制担负着更多的责任，直接决定了整车工作的稳定性、安全性和操纵性。

针对以上控制目标，国内履带式起重机一般采取功率极限控制、微动控制、恒功率控制等，其控制思想是动作的需求功率小于发动机能够提供的功率，从而避免因发动机掉速引起的熄火、震荡等。但是几乎没有考虑需求功率满足时的产生的冲击、抖动等问题，而这种情况反而占据了起重机的大部分工作时间，一般依靠操纵者的经验来避免冲击和抖动。此外，角度传感器、压力传感器、光电编码器等检测设施，可以准确地获得整车的运行状态与参数，对操纵者和控制器提供有效输入和提示。因此，需要针对需求功率满足时，解决冲击、代替经验操作的控制方案。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种履带式起重机执行动作的安全控制方法，针对履带式起重机的动作进行了加速度控制。

一种履带式起重机执行动作的安全控制方法，包括：确定履带式起重机执行动作的加速度的最大允许值，所述动作包括：起升、变幅、回转、行走；根据所述加速度的最大允许值，控制执行所述动作单次循环时输出的最大电流改变值，使所述动作的加速度不大于所述最大允许值。

根据本发明的方法的一个实施例，进一步的，接收通过操作手柄的开度输出设定的电流值；通过恒功率匹配限制电流上限，采用PWM方式控制电流输出，并引入实际输出的电流值作为负反馈，使执行动作的加速度不大于所述最大允许值。

根据本发明的方法的一个实施例，进一步的，引入实际测量的执行所述动作的加速度作为反馈值构成闭环，使用PID算法计算电流改变值，根据输入时间和初始电流值得到驱动系统的控制电流，并由驱动机构推动执行机构执行所述动作。

根据本发明的方法的一个实施例，进一步的，所述执行机构包括起升机构；所述起升机构在执行起升操作时，悬吊重物最大加速度分别为起动、制动时(λ_I-1)·g；变速运行时其中，λ_I为起动、制动时的动载系数，λ_II为变速运动时动载系数，g为重力加速度。

根据本发明的方法的一个实施例，进一步的，所述执行机构包括：回转机构、变幅机构、行走机构；所述回转机构、变幅机构或行走机构在执行回转、变幅或行走操作时，所述最大允许值为悬吊重物的水平最大加速度分别为起动、制动时tanθ_I·g；变速运行时其中，θ_I为钢丝绳最大偏摆角、λ_II为变速运行时动载系数，g为重力加速度。

根据本发明的方法的一个实施例，进一步的，所述驱动机构为与发动机联动的液压泵，所述液压泵驱动所述液压马达，所述液压马达带动传动机构执行动作；所述液压马达流量改变值ΔQ为V₁·(ΔV·η₁·η₂)；其中，V₁为液压马达排量，DV为速度变化值，η₁为最终速度的转速比、η₂为传动效率；所述液压泵的泵功率改变值ΔP为p·(V₂·N₂）；其中，p为液压泵的压力，稳定值受相应动作的阻力决定，V₂为液压泵的排量，受手柄的电流控制，N₂为液压泵转速；液压泵和液压马达的流量改变值相同。

本发明要解决的一个技术问题是提供一种履带式起重机执行动作的安全控制装置，针对履带式起重机的动作进行了加速度控制。

一种履带式起重机执行动作的安全控制装置，包括：加速度阈值确定单元，用于确定履带式起重机执行动作的加速度的最大允许值，所述动作包括：起升、变幅、回转、行走；电流控制单元，用于根据所述加速度的最大允许值，控制执行所述动作时输出的最大电流改变值，使所述动作的加速度不大于所述最大允许值。