[實用新型]距離獲取裝置、起重機變幅撓度補償系統及起重機

有效

• 申請號: 201921549701.5
• 申請日: 2019-09-17
• 公開（公告）號: CN213265423U
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 尹莉;郭紀梅;佘玲娟;羅賢智;陳鋒
• 申請（專利權）人: 中聯重科股份有限公司
• 主分類號: B66C13/16
• 分類號: B66C13/16;B66C23/82;B66C23/88
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

本實用新型提出了一種用于起重機的距離獲取裝置、起重機變幅撓度補償系統、及起重機，該系統包括：距離獲取裝置，用于獲取所述臂架頭部與所述重物在所述起重機的變幅平面內的初始相對距離；以及控制器，用于在所述起重機的卷揚操作開始時，獲取所述起重機的初始工作幅度；在所述卷揚操作過程中，獲取所述起重機的當前工作幅度；以及在所述當前工作幅度與所述初始工作幅度和所述初始相對距離之差超出第一閾值范圍的情況下，執行變幅補償操作直至所述當前工作幅度與所述初始工作幅度和所述初始相對距離之差小于第二閾值范圍。本實用新型可實現起重機機變幅撓度的自動補償，且可使得重物在起升和/或下落時，不產生擺動或者減少擺動。

技術領域

本實用新型涉及工程機械領域，更為具體的，涉及一種距離獲取裝置、起重機變幅撓度補償系統、及包含該起重機變幅撓度補償系統的起重機。

背景技術

起重機在起吊作業時，起重機臂架因承受重物載荷而發生撓度變形，導致重物離地時刻臂架頭部已偏離重物正上方，起升重物的吊繩不再處于豎直狀態，吊繩斜拉，從而引起重物的離地擺動，影響了作業安全與作業精準性。起重機在落鉤作業時，起重機臂架因重物載荷的卸載而恢復非承載狀態，同樣導致重物最終落地時刻臂架頭部偏離重物正上方，影響后續的吊裝作業。

目前，大部分起重機上并未配置撓度補償系統，對起重機因臂架撓度變形而導致的吊重離地偏擺的控制通常由機手手動操控完成。機手通過對力矩限制器顯示的幅度、角度、重量信息以及起吊重物狀態的觀察，并結合自身經驗，在起吊過程中進行卷揚起升、變幅起升的反復組合操作，直至吊重離地。若吊重離地偏擺較大，機手通常會繼續進行調整，其觀察判斷重物位于偏擺中間位置時落吊，并再次起吊，減小離地后的吊重偏擺。

小部分起重機上配置有工作幅度補償系統。目前的補償技術主要有：1)利用工作幅度與變幅角度進行補償。當卷揚起吊過程中檢測到當前工作幅度差超過設定閥值時，根據工作幅度差計算目標變幅角度，啟動變幅機構進行變幅，直至變幅達到目標變幅角度時停止變幅，繼續卷揚起升并檢測實時工作幅度。2)利用與吊鉤相連的吊繩的傾斜角度進行補償。當檢測到吊繩相對于重力方向的傾斜角度大于設定閥值時，若為縱向偏擺角度，則通過調整起重臂仰角進行補償；若為橫向偏擺角度，則通過轉臺轉動進行調整。

對于現有未配置撓度補償而是采用機手手動操控來控制吊重偏擺的方式，其存在以下缺陷：1)吊重偏擺的控制效果依賴于機手經驗與操控熟練度，對機手操控水平有較高要求，且很多時候不能及時補償到位，還需要再進行落吊、再起吊的操作；2)機手在起吊過程中要進行補償判斷和手動補償，通常需要多次手動切換卷揚起升與變幅起升動作，操作過程復雜；以及3)若機手未手動補償到位，則存在一定的安全隱患，并影響作業精度。

對于利用工作幅度與變幅角度進行補償的方式，其存在以下缺陷：1)補償精度有限，計算復雜，較難實施，具體原因如下。目標變幅角度值由起重機吊重前工作幅度、當前吊重量或當前工作幅度、當前伸臂長度計算獲得，其目的是使變幅后工作幅度與吊重前工作幅度相等。該計算方法是在變幅啟動時刻計算，若變幅過程中吊重量不發生變化，則變幅后工作幅度能如預期回復至吊重前工作幅度。然而，起重機在做變幅補償動作的同時也在起吊重物，在變幅過程前、后起吊重量會由G₁增大至G₂，因此產生的臂架撓度變形會帶來工作幅度增量ΔR，則采用上述計算方法進行補償會存在ΔR的補償誤差，其補償精度有限。若目標變幅角度值計算方法考慮到變幅過程中吊重增加帶來的幅度影響，因變幅停止時的吊重量未知，則目標變幅角度值、吊重前工作幅度、當前吊重量(變幅前)、變幅停止時吊重量間互相耦合，需要在考慮臂架非線性變形的同時迭代求解，計算量大，在實時控制的系統中難以實施。2)補償精度受限于角度傳感器的分辨率。若臂架因吊載變化產生的仰角變化量在角度傳感器分辨率內，則控制中無法進行區分，但臂架對應的幅度變化值可能較大。目前，常用角度傳感器的分辨率為0.03°左右，在部分工況下，0.03°臂架仰角變化對應的工作幅度變化值能達到0.3m以上。因此，通過變幅角度進行變幅補償控制的方式不能進行精準控制，補償精度有限。