[发明专利]移动式起重机及其力矩限制系统、力矩限制方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种移动式起重机及其力矩限制系统、力矩限制方法。

背景技术

在工程机械领域，工程机械的作业安全性是考量其机械性能至关重要的一个因素，以移动式起重机为例，目前多采用对移动式起重机的起重力矩进行限制的手段来提高起重机作业时的安全性。

目前，由于移动式起重机具有主臂工况、固定副臂工况以及塔式副臂工况等工况类型，并且移动式起重机中的臂头机构一般为多倍率滑轮，臂头机构的宽度较大，臂头机构处销轴的受力点不一定在销轴中间，因此，对移动式起重机进行力矩限制时采用的力矩限制系统中的取力方式多采用拉板取力方式和在钢丝绳上设置E型取力装置进行取力等方式，其中：

拉板取力方式是将拉力传感器作为变幅拉板的一部分，通过采集拉板的受力数据计算整机力矩以获得移动式起重机的起重力矩，从而对移动式起重机进行力矩限制；但是在实际应用中，变幅拉板的抖动和悬垂会对拉力传感器的取力结果带来误差，在轻载和大幅度情况尤为明显，尤其是拉板的悬垂效应带来的拉板力方向变化等因素是拉板取力方式下吊重计算误差的最大来源之一。

在钢丝绳上设置E型取力装置来采集钢丝绳的受力的方式中，通过E型取力装置采集到的钢丝绳受力数据来计算整机力矩；但是，上述方式中，因E型取力装置的大小受到限制、钢丝绳本身存在一定的抗弯强度、在起吊重物时钢丝绳的抖动的因素，最终导致采用上述取力方式进行取力时的取力精度也不高。

因此，如何提供一种进行力矩限制时具有较高取力精度的移动式起重机、力矩限制系统及力矩限制方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题之一。

发明内容

本发明提供了一种移动式起重机及其力矩限制系统、力矩限制方法；该力矩限制系统在对移动式起重机进行力矩限制时取力精度较高，并且计算的结果精度高，进而提高移动式起重机作业时的安全性。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种移动式起重机的力矩限制系统，包括：

销轴测力传感器组件，具有与移动式起重机的臂架中活动臂根部的铰接孔一一对应的销轴测力传感器，每一个所述销轴测力传感器安装于对应的铰接孔内；所述销轴测力传感器组件用于检测所述活动臂根部垂直于销轴测力传感器轴心线的两个不同方向的受力信息；

角度传感器组件，安装于移动式起重机中臂架的节臂上，用于检测移动式起重机的臂架中相应节臂的长度方向的轴线与水平面之间的角度信息；

控制器，与所述销轴测力传感器组件以及所述角度传感器组件之间信号连接，用于建立以臂架中安装有臂头机构的活动臂的拉杆与其支撑杆之间的铰接点为力矩中心的力矩平衡系统，并且用于根据所述销轴测力传感器组件获取的受力信息以及角度传感器组件获得的角度信息与移动式起重机的吊重之间的设定关系获得移动式起重机当前姿态下的吊重信息，且将获得的吊重信息与设定的阈值相比，当超过设定的阈值时产生限制信号。

上述力矩限制系统中，将各销轴测力传感器安装在活动臂的根部进行取力，能够不受臂头结构的影响，并且由于移动式起重机的臂架中各节臂本身的稳定性较好，在移动式起重机作业过程中，臂架各节臂的晃动程度较小、晃动频率较低，因此，销轴测力传感器组件中各销轴测力传感器获取的力的信息更为稳定，且，获取的力的信息精度较高；同时，控制器建立的力矩平衡系统中以安装有臂头机构的活动臂的拉杆与其支撑杆之间的铰接点为力矩中心，这样在力矩计算过程中无需考虑活动臂的拉板的悬垂效应对计算过程造成的误差，提高了计算结果的精度，减小了控制器计算出的吊重值的误差。

因此，上述移动式起重机的力矩限制系统在对移动式起重机进行力矩限制时取力精度较高，并且计算的结果精度高，进而提高移动式起重机作业时的安全性。

优选地，所述销轴测力传感器组件用于检测的两个不同方向的受力信息包括：

与活动臂长度方向轴线方向平行方向的受力信息F_y；

与活动臂长度方向轴线方向垂直方向的受力信息F_x。

优选地，当移动式起重机为主臂工况时，所述活动臂为主臂，所述力矩中心为主臂的拉杆与转台上设置的人字架之间的铰接点；所述销轴测力传感器组件获取的受力信息以及角度传感器组件获得的角度信息与移动式起重机的吊重之间的设定关系为：

d＝l₀cosα+Δ₀；

其中：

α为主臂长度方向的轴线与水平方向的角度信息；

Q为移动式起重机的吊重；