[发明专利]起重机回转且变幅运动时消除起重臂振动的方法和系统

说明书

一种起重机回转且变幅运动时消除起重臂振动的方法和系统；该方法建立回转运动和变幅运动的参数对起重臂位移的影响规律的动力学模型，计算起重臂的模态坐标和实时动刚度，根据起重机的模态坐标和起重臂的实时动刚度计算起重臂下一时刻的位移，计算下一时刻斜拉调节绳所需调节的长度以调整起重臂的动刚度；该系统包括斜拉调节绳、激光测距仪、GPS测量仪、三维倾角仪、黑匣子、中控系统、斜拉调节绳与起重臂铰接处模态坐标计算子系统、起重臂动刚度计算子系统、斜拉调节绳与起重臂铰接处位移预测子系统和起重臂动刚度自适应调节子系统。本发明实现了抑制起重臂的振动和摆动，提高了起重臂的稳定性、安全性、可靠性和工作效率。

技术领域

本发明涉及一种当塔式起重机同时进行回转和变幅运动时消除起重臂振动的方法和系统，属于起重机械技术领域。

背景技术

为了提高塔式起重机的作业效率，建筑单位在使用塔式起重机作业的过程中，通常将货物吊起之后同时运行塔式起重机的回转机构和变幅机构，从而减小作业时间。但是随着回转速度、变幅速度和起重量的增加，这一过程不但会引起货物和起重臂在回转平面内的水平摆动，还将引起货物和起重臂在铅锤面内的垂直振动，起重臂在回转平面内的摆动和在铅垂面内的振动将会影响起重臂的安全性能，严重时将会发生起重臂折臂现象，对驾驶员的人身安全和社会的财产安全造成了一定的威胁。

当塔式起重机同时进行回转和变幅运动时，随着货物位置的变化，塔式起重机起重臂的刚度也在发生改变，由于起重臂的刚度发生改变，所以起重臂的振动幅值时刻发生变化，因此，可以通过调节起重臂的实时动刚度来消除起重臂在同时进行回转和变幅运动时的振动，但目前还没有一种实时、准确消除起重臂振动的方法。

发明内容

针对现有塔式起重机同时进行回转和变幅运动时消除起重臂振动的技术存在的不足，本发明提供一种通过改变起重臂动刚度来消除起重臂振动，以提高塔式起重机的稳定性、安全性和可靠性的起重机回转且变幅运动时消除起重臂振动的方法，同时提供一种实现该方法的系统。

本发明的起重机回转且变幅运动时消除起重臂振动的方法，是：

首先分析起重机的回转机构和变幅机构同行运行时对起重臂振动的影响规律，建立起重臂振动系统的动力学模型，根据起重臂振动系统的动力学模型推导出起重臂的实时动刚度数学表达式，然后根据实时测量的斜拉调节绳与起重臂铰接处的振动幅值计算起重机的振动模态坐标，斜拉调节绳分为调节起重臂水平摆动的斜拉水平调节绳和调节起重臂竖直振动的斜拉竖直调节绳，根据起重机同时进行回转运动和变幅运动的状态参数计算起重臂的实时动刚度，通过起重臂的振动模态坐标和实时动刚度计算下一时刻的振动幅值以计算所需要调节的斜拉调节绳(斜拉水平调节绳和斜拉竖直调节绳)的长度，从而调整下一时刻起重臂的动刚度，以达到消除起重臂振动的目的。

所述起重臂振动系统的动力学模型的过程如下所述：