一種塔式起重機及其防沖頂控制方法、裝置和系統制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及起重機械技術領域，特別涉及一種塔式起重機及其防沖頂控制方法、裝置和系統。該防沖頂控制方法實時獲取進行控制所需要的各種數據，包括吊鉤與臂架之間的實時距離Ss、臂架與吊鉤的上減速點之間的減速距離Sj、以及吊鉤與臂架之間的安全距離Sa，并通過實時監控吊鉤與臂架之間的安全距離Sa和實時距離Ss進行相應控制，能夠防止塔式起重機因機械減速點或停止點的標定不準確而發生沖頂現象，進而提高塔式起重機的安全性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及起重機械
，特別涉及一種塔式起重機及其防沖頂控制方法、裝置和系統。
技術介紹
塔式起重機是在建筑施工領域中使用比較普遍的一種起重設備，一般包括塔架、驅動電機、吊鉤、起重臂、滑輪組、鋼絲繩、卷筒、變幅小車和平衡配重。在塔式起重機的起升控制系統中，為了防止吊鉤發生沖頂現象而杜絕安全隱患，通過人為設置機械減速點和上停止開關以實現塔式起重機的防沖頂控制。但是，在實際生產過程中，經常會因為塔式起重機的機械減速點或上停止開關的標定不準確而發生沖頂問題，從而引起重大財產損失甚至是人員傷亡。
技術實現思路
本專利技術提供了一種塔式起重機及其防沖頂控制方法、裝置和系統，該防沖頂控制方法通過實時監控吊鉤與臂架之間的安全距離Sa和實時距離Ss進行相應控制，能夠防止塔式起重機因機械減速點或停止點的標定不準確而發生沖頂現象，進而提高塔式起重機的安全性。為達到上述目的，本專利技術提供以下技術方案：一種塔式起重機的防沖頂控制方法，該防沖頂控制方法，包括：當吊鉤處于起升狀態時，接收檢測的吊鉤與臂架之間的實時距離Ss；確認臂架與吊鉤的上減速點之間的減速距離Sj、以及吊鉤與臂架之間的安全距離Sa，安全距離Sa為吊鉤在起升過程中以當前速度減速到0時所需要上升的距離；比較安全距離Sa與減速距離Sj，其中：當Sa<Sj時，輸出降檔控制信號給變頻器，以控制驅動電機使吊鉤的起升速度降檔，當吊鉤觸發上停止開關、且吊鉤的起升速度不為0時，輸出緊急制動控制信號給變頻器，以控制驅動電機使吊鉤緊急制動；當Sa≥Sj時，比較安全距離Sa與實時距離Ss，且：當Sa<Ss時，輸出保持控制信號給變頻器，以控制驅動電機使吊鉤保持當前速度繼續起升；當Sa≥Ss時，輸出安全控制信號給變頻器，以控制驅動電機使吊鉤以安全速度Vs起升。塔式起重機在實際使用過程中，為了滿足不同場合的使用需求，臂架高度可以進行調整；在臂架高度確定之后，采用塔式起重機進行起吊物體時，吊鉤高度是隨時變化的；吊鉤與臂架之間的安全距離Sa與吊鉤的當前速度有關。上述防沖頂控制方法在塔式起重機的吊鉤處于起升狀態時，實時獲取進行控制所需要的各種數據，包括臂架與吊鉤的上減速點之間的減速距離Sj、吊鉤與臂架之間的實時距離Ss以及吊鉤與臂架之間的安全距離Sa；在上述防沖頂控制方法中，首先比較安全距離Sa和減速距離Sj，安全距離Sa即此時吊鉤以當前速度減速到0時所需要上升的距離Sa，當Sa<Sj時，吊鉤在到達上減速點時進行減速即可防止沖頂現象發生，此時使吊鉤的起升速度降檔，并且當吊鉤觸發上停止開關、且吊鉤的起升速度不為0時，使吊鉤緊急制動，否則吊鉤會發生沖頂現象；當Sa≥Sj時，即，吊鉤以當前速度減速到0時所需要上升的距離Sa大于減速距離Sj，在減速距離Sj的范圍內吊鉤不能減速到0，此時會發生沖頂現象，接著比較吊鉤與臂架之間的安全距離Sa和實時距離Ss，當吊鉤與臂架之間的實時距離Ss大于安全距離Sa時，意味著吊鉤有足夠的距離進行減速直到停止，因此，使吊鉤保持當前速度繼續起升；當吊鉤與臂架之間的實時距離Ss小于等于安全距離Sa時，意味著吊鉤已經沒有足夠的安全距離進行正常減速直到停止，此時，吊鉤繼續起升將會發生沖頂現象，因此，使吊鉤以安全速度Vs起升；上述防沖頂控制方法通過實時監控吊鉤與臂架之間的安全距離Sa和實時距離Ss進行相應控制，能夠防止塔式起重機因機械減速點或停止點的標定不準確而發生沖頂現象，進而提高塔式起重機的安全性。優選地，所述確認吊鉤與臂架之間的安全距離Sa，安全距離Sa通過下述公式計算得出，其中： S a = ( Δ V ) 2 T 2 V max ]]>其中，ΔV為吊鉤起升時的瞬時速度，單位為m/s，ΔV＝ΔS/Δt，其中，ΔS為單位時間Δt內吊鉤起升的距離，單位為m；T為變頻器的減速時間，常量；Vmax為吊鉤起升的最大速度，常量。上述防沖頂控制方法中的吊鉤與臂架之間的安全距離Sa可通過上述公式計算得出，通過計算公式可知，安全距離Sa與吊鉤起升時的瞬時速度ΔV的平方和變頻器的減速時間T成正比，而安全距離Sa與吊鉤起升的最大速度Vmax成反比。優選地，所述安全速度Vs通過下述公式計算得出： V s = K * 2 V max S s T ]]>其中，K為減速系數(消除系統響應時間影響)，常量；T為變頻器減速時間，常量；Vmax為吊鉤起升的最大速度，常量；Ss為吊鉤與臂架之間的實時距離。優選地，所述變頻器的頻率f通過下述公式計算得出： f = f max V s V max ]]>其中，變頻器的最大頻率fmax對應于吊鉤的最大起升速度Vmax，由塔式起重機的結構決定，為常量。本專利技術還提供一種塔式起重機的防沖頂控制裝置，該防沖頂控制裝置包括接收設備和控制設備；所述接收設備用于接收檢測的吊鉤與臂架之間的實時距離Ss；所述控制設備用于確認臂架與吊鉤的上減速點之間的減速距離Sj、以及吊鉤與臂架之間的安全距離Sa，比較安全距離Sa與減速距離Sj，以及輸出控制信號給變頻器，所述控制信號包括降檔控制信號、安全控制信號、保持控制信號以及緊急制動控制信號。由于塔式起重機采用了上述防沖頂控制裝置，防沖頂控制裝置的控制設備通過接收設備能夠獲吊鉤與臂架之間的實時距離Ss，并根據確認的各種信息向變頻器輸出控制信號，使吊鉤能夠在各種高度時進行相對應的安全操作，以防止塔式起重機因機械減速點或停止點的標定不準確而發生沖頂現象。優選地，所述控制設備為可編程控制器。優選地，所述控制設備通過所述變頻器控制所述驅動電機。本專利技術還提供一種塔式起重機的防沖頂控制系統，該防沖頂控制系統，包括：實時距離檢測裝置，用于檢測吊鉤與臂架之間的實時距離Ss；還包括如上述技術方案任意一項所述的防沖頂控制裝置，所述防沖頂控制裝置與所述實時距離檢測裝置信號連接。優選地，所述實時距離檢測裝置均為高度傳感器。在塔式起重機采用高度傳感器測量臂架與吊鉤之間的實時距離信息時，能夠使測量的臂架與吊鉤之間的實時距離信息更加準確，能夠進一步防止塔式起重機因機械減速點或停止點的標定不準確而發生沖頂現象。另外，本專利技術還提供一種塔式起重機，該塔式起重機包括如上述技術方案任意一項所述的防沖頂控制系統。附圖說明圖1為本專利技術一種實施例提供的塔式起重機的防沖頂控制方法的流程圖；圖2為本專利技術一種實施例提供的塔式起重機的控制原理圖。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種塔式起重機的防沖頂控制方法，其特征在于，包括：當吊鉤處于起升狀態時，接收檢測的吊鉤與臂架之間的實時距離Ss；確認臂架與吊鉤的上減速點之間的減速距離Sj、以及吊鉤與臂架之間的安全距離Sa，安全距離Sa為吊鉤在起升過程中以當前速度減速到0時所需要上升的距離；比較安全距離Sa與減速距離Sj，其中：當Sa<Sj時，輸出降檔控制信號給變頻器，以控制驅動電機使吊鉤的起升速度降檔，當吊鉤觸發上停止開關、且吊鉤的起升速度不為0時，輸出緊急制動控制信號給變頻器，以控制驅動電機使吊鉤緊急制動；當Sa≥Sj時，比較安全距離Sa與實時距離Ss，且：當Sa<Ss時，輸出保持控制信號給變頻器，以控制驅動電機使吊鉤保持當前速度繼續起升；當Sa≥Ss時，輸出安全控制信號給變頻器，以控制驅動電機使吊鉤以安全速度Vs起升。

【技術特征摘要】
1.一種塔式起重機的防沖頂控制方法，其特征在于，包括：當吊鉤處于起升狀態時，接收檢測的吊鉤與臂架之間的實時距離Ss；確認臂架與吊鉤的上減速點之間的減速距離Sj、以及吊鉤與臂架之間的安全距離Sa，安全距離Sa為吊鉤在起升過程中以當前速度減速到0時所需要上升的距離；比較安全距離Sa與減速距離Sj，其中：當Sa<Sj時，輸出降檔控制信號給變頻器，以控制驅動電機使吊鉤的起升速度降檔，當吊鉤觸發上停止開關、且吊鉤的起升速度不為0時，輸出緊急制動控制信號給變頻器，以控制驅動電機使吊鉤緊急制動；當Sa≥Sj時，比較安全距離Sa與實時距離Ss，且：當Sa<Ss時，輸出保持控制信號給變頻器，以控制驅動電機使吊鉤保持當前速度繼續起升；當Sa≥Ss時，輸出安全控制信號給變頻器，以控制驅動電機使吊鉤以安全速度Vs起升。2.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述確認吊鉤與臂架之間的安全距離Sa，安全距離Sa通過下述公式計算得出，其中： S a = ( Δ V ) 2 T 2 V max ]]>其中，ΔV為吊鉤起升時的瞬時速度，單位為m/s，ΔV＝ΔS/Δt，其中，ΔS為單位時間Δt內吊鉤起升的距離，單位為m；T為變頻器的減速時間，常量；Vmax為吊鉤起升的最大速度，常量。3.根據權利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述安全速度Vs通過下述公式計算得出： V s = K * ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃國勇，鄭捷，盧俊，周萬傳，張二玲，
申請(專利權)人：中聯重科股份有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43