[發明專利]泵車及其泵車臂架疲勞健康監控系統、方法

在審

• 申請號: 201410334947.6
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104120885A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 雷新軍;盧立秀;鄧習樹
• 申請（專利權）人: 三一集團有限公司
• 主分類號: E04G21/04
• 分類號: E04G21/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及工程機械技術，具體涉及一種泵車及其泵車臂架疲勞健康監控系統、方法。

背景技術

泵車通常包括底盤、轉塔、泵送系統和泵車臂架系統，其中，泵送系統固定安裝在底盤上，轉塔可轉動地設置在底盤上，泵車臂架系統與轉塔連接，通過轉塔的動作，泵車臂架系統可相對于底盤轉動；泵車臂架系統包括輸送管道和泵車臂架，輸送管道布置在泵車臂架上；泵車臂架由多個伸縮油缸及多個首尾依次鉸接的臂節構成，泵車臂架的第一臂節鉸接在轉塔上，伸縮油缸分別設置在第一臂節與轉塔之間、相鄰臂節之間，通過這些伸縮油缸的動作可使泵車臂架展開成或折疊成預定形狀；在作業狀態，泵車臂架根據需要展開成某一特定形狀，進而將輸送管道末端置于預定的布料位置，泵送系統將物料(比如混凝土)加壓后經輸送管道輸送至預定的布料位置，在非工作狀態，泵車臂架按預定方式折疊并且其一端支撐于底盤上。

鑒于泵車作業時，泵車臂架始終處于“懸臂”狀態，且在作業過程中，泵車臂架不可避免的會上下、左右擺動，導致泵車臂架所受載荷通常較大；因此，在長期使用后，泵車臂架容易開裂，甚至會出現泵車臂架斷裂的問題；一旦泵車臂架開裂或斷裂，很容易出現生產安全事故，輕則損壞機器，重則機毀人亡。

當前，為了保證泵車的可靠性，防止作業過程中出現安全事故，通常采用“定期保養，事后維修”的模式對泵車進行維護，故障檢測、修復的設備和手段也較落后，導致整機可靠性差、安全隱患多、停機待修時間長，進而嚴重影響了泵車的施工效率和整機工作潛力的發揮。

為保證泵車的可靠運行，對泵車本身的健康狀況進行檢測顯得尤為重要和緊迫；比如，金屬結構的疲勞載荷時間歷程對泵車機械結構的壽命影響很大，相關數據的有效采集和分析，是設備管理人員進行維修決策和估算剩余壽命所必不可少的重要科學依據。然而，當前泵車的監測都是通過實驗人員定期帶儀器設備到泵車上進行檢測，測試過程比較繁瑣且還存在安全風險，并且所得到的數據也只是單個時間點的數據值，并不能完全說明整機長期以來的工作狀態，因而無法長期監測機械應力和疲勞壽命，導致無法對即將出現的故障進行預判，也就無法在故障來臨之前第一時間向維護人員發出警示，進而錯失采取預防措施的最佳時機。

因此，對于泵車而言，能長期穩定實時在線監測泵車臂架的健康狀態，并在泵車處于危險工作狀態時能發出預警或做出有利反應的監測控制系統對于泵車的發展來說具有極其重要的意義。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種泵車臂架疲勞健康監控系統及方法，以便對泵車臂架的疲勞健康狀況進行實時監控，進而提升泵車的作業效率和安全性。

一方面，本發明提出了一種泵車臂架疲勞健康監控系統，包括：

數據采集模塊，用于實時獲取泵車臂架的臂架姿態信息和泵車泵送系統的泵送參數信息；

數據處理模塊，與所述數據采集模塊連接，用于根據所述臂架姿態信息和所述泵送參數信息獲得所述泵車臂架的疲勞損耗率；

健康狀況判定單元，與數據處理模塊連接，用于根據所述疲勞損耗率判定所述泵車臂架的健康狀況；

控制單元，包括泵送控制單元和臂架控制單元，所述泵送控制單元、臂架控制單元分別與健康狀況判定單元連接，所述泵送控制單元用于根據所述健康狀況控制所述泵送系統動作，所述臂架控制單元根據所述健康狀況控制所述泵車臂架動作。

在優選地技術方案中，所述數據采集模塊包括臂架姿態監測單元和泵送系統監測單元，所述臂架姿態監測單元用于獲取所述臂架姿態信息，所述泵送系統監測單元用于獲取所述泵送參數信息。

在優選地技術方案中，所述數據處理模塊包括信號采集單元和健康計算單元，所述信號采集單元分別與臂架姿態監測單元、泵送系統監測單元連接，用于接收所述臂架姿態信息和泵送參數信息，并將所述臂架姿態信息和泵送參數信息轉換為數字信號；所述健康計算單元利用預定的計算策略根據所述信號采集單元反饋的數字信號獲得泵車臂架的疲勞損耗率。

在優選地技術方案中，所述臂架姿態監測單元設置有第一角度傳感器和第二角度傳感器，所述第一角度傳感器用于獲取相鄰臂節之間的夾角，所述第二角度傳感器用于獲取所述泵車臂架的第一臂節與水平面之間的夾角。

在優選地技術方案中，所述臂架姿態監測單元設置有第一位移傳感器和第二位移傳感器，所述第一位移傳感器用于獲取相鄰臂節之間的伸縮油缸的伸出長度，所述第二位移傳感器用于獲取第一臂節與轉塔之間的伸縮油缸的伸出長度。