帶載下放裝置的脫鉤控制方法、設(shè)備、系統(tǒng)及工程機(jī)械的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工程機(jī)械，具體地，涉及一種帶載下放裝置的脫鉤控制方法、設(shè)備、系 統(tǒng)及工程機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002] 大型沖擊機(jī)械（例如起重機(jī)）依靠高空釋放載荷沖擊地面作業(yè)，高空懸吊重物 (或稱工作砝碼）突然卸放對(duì)起重機(jī)的猛烈沖擊是沖擊機(jī)械設(shè)計(jì)的難題。針對(duì)起重機(jī)卸載 沖擊問(wèn)題，首先設(shè)計(jì)一種方案包括液壓脫鉤器、自由落體卷?yè)P(yáng)機(jī)、非脫鉤油缸三種開(kāi)關(guān)控制 的自動(dòng)化設(shè)備。
[0003] 然而，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，液壓脫鉤器由脫鉤機(jī)構(gòu)和油缸組成，通過(guò)電磁換向閥 的開(kāi)關(guān)控制切換油路，用于平衡重物重力的油缸有桿腔中的液壓力瞬間降為零，重物以重 力加速度加速向下運(yùn)動(dòng)直至與脫鉤機(jī)構(gòu)分離，這種方式可提高重物的脫鉤速度，但在液壓 油迅速卸放的瞬間，起重機(jī)彈性勢(shì)能也同時(shí)釋放，起重機(jī)結(jié)構(gòu)反彈沖擊劇烈。
[0004] 自由落體卷?yè)P(yáng)機(jī)利用摩擦制動(dòng)器控制重錘（重物）的下放運(yùn)動(dòng)，摩擦制動(dòng)器的摩 擦特性隨相對(duì)速度、接觸材料、環(huán)境溫度、濕度等條件的變化而變化，難以建立精確的控制 模型控制重錘的釋放過(guò)程，通常采用開(kāi)關(guān)控制制動(dòng)器的結(jié)合和釋放。當(dāng)制動(dòng)器突然松開(kāi)重 錘時(shí)，懸吊重錘的起升鋼絲繩拉力瞬間變?yōu)榱?，起重機(jī)反彈劇烈、振動(dòng)極大。另外，在重錘落 地后要求自由落體卷?yè)P(yáng)機(jī)在極短的時(shí)間內(nèi)高速剎車，剎車片發(fā)熱損耗嚴(yán)重，工作壽命極短。
[0005] 非脫鉤油缸通過(guò)阻尼孔調(diào)節(jié)插裝閥的開(kāi)啟特性，由電磁換向閥的開(kāi)關(guān)控制切換油 路，由插裝閥控制油缸有桿腔中的液壓油卸放過(guò)程，減少液壓勢(shì)能釋放對(duì)液壓系統(tǒng)的高頻 沖擊，而液壓系統(tǒng)特性與起重機(jī)結(jié)構(gòu)特性差別極大，以消除液壓沖擊為目標(biāo)調(diào)定的液壓力， 并不能消除起重機(jī)結(jié)構(gòu)反彈；起重機(jī)的不同臂架長(zhǎng)度、不同仰角、不同吊重時(shí)的動(dòng)態(tài)特性不 同，控制起重機(jī)反彈所需的卸載力也不相同，依靠一種液壓系統(tǒng)調(diào)定的一種特定卸載力不 能實(shí)現(xiàn)全工況的起重機(jī)反彈控制，不能解決起重機(jī)結(jié)構(gòu)反彈（例如起重臂反彈）的問(wèn)題。
[0006] 綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種能夠減少工程機(jī)械重載高速下放過(guò)程中工程機(jī)械 結(jié)構(gòu)反彈等對(duì)工程機(jī)械的沖擊的控制方法、設(shè)備以及系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的工程機(jī)械重載高速下放過(guò)程中工程機(jī)械結(jié)構(gòu)反彈等對(duì)工 程機(jī)械造成很大沖擊的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種工程機(jī)械的帶載下放裝置的脫鉤控制方法， 所述帶載下放裝置包括重物、掛鉤機(jī)構(gòu)、脫鉤機(jī)構(gòu)、加速機(jī)構(gòu)以及脫鉤機(jī)構(gòu)觸發(fā)機(jī)構(gòu)，該方 法包括：接收用于表示工程機(jī)械工作狀態(tài)的工程機(jī)械狀態(tài)參數(shù)；根據(jù)所述工程機(jī)械狀態(tài)參 數(shù)以及工程機(jī)械狀態(tài)參數(shù)-掛鉤機(jī)構(gòu)拉力時(shí)域函數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系表獲得與所述工程機(jī)械狀態(tài) 參數(shù)對(duì)應(yīng)的掛鉤機(jī)構(gòu)拉力時(shí)域函數(shù)，其中所述掛鉤機(jī)構(gòu)拉力時(shí)域函數(shù)表示隨時(shí)間變化的所 述掛鉤機(jī)構(gòu)拉動(dòng)所述重物的拉力值；根據(jù)所述掛鉤機(jī)構(gòu)拉力時(shí)域函數(shù)控制所述加速機(jī)構(gòu)下 方所述重物向下運(yùn)動(dòng)的加速度；以及在所述重物向下運(yùn)動(dòng)的加速度達(dá)到預(yù)定值時(shí)觸發(fā)脫鉤 機(jī)構(gòu)以使所述重物脫鉤。
[0008] 相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種工程機(jī)械的帶載下放裝置的脫鉤控制設(shè)備，所述帶 載下放裝置包括重物、掛鉤機(jī)構(gòu)、脫鉤機(jī)構(gòu)、加速機(jī)構(gòu)以及脫鉤機(jī)構(gòu)觸發(fā)機(jī)構(gòu)，該設(shè)備包括： 接收器，被配置成接收用于表示工程機(jī)械工作狀態(tài)的工程機(jī)械狀態(tài)參數(shù)；控制器，被配置成 根據(jù)所述工程機(jī)械狀態(tài)參數(shù)以及工程機(jī)械狀態(tài)參數(shù)-掛鉤機(jī)構(gòu)拉力時(shí)域函數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系表 獲得與所述工程機(jī)械狀態(tài)參數(shù)對(duì)應(yīng)的掛鉤機(jī)構(gòu)拉力時(shí)域函數(shù)，其中所述掛鉤機(jī)構(gòu)拉力時(shí)域 函數(shù)表示隨時(shí)間變化的所述掛鉤機(jī)構(gòu)拉動(dòng)所述重物的拉力值；根據(jù)所述掛鉤機(jī)構(gòu)拉力時(shí)域 函數(shù)控制所述加速機(jī)構(gòu)下方所述重物向下運(yùn)動(dòng)的加速度；以及在所述重物向下運(yùn)動(dòng)的加速 度達(dá)到預(yù)定值時(shí)觸發(fā)脫鉤機(jī)構(gòu)以使所述重物脫鉤。
[0009] 此外，本發(fā)明還提供了一種工程機(jī)械的帶載下放裝置的脫鉤控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包 括：檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)表示工程機(jī)械工作狀態(tài)的工程機(jī)械狀態(tài)參數(shù)；以及根據(jù)本發(fā)明所 提供的工程機(jī)械的帶載下放裝置的脫鉤控制設(shè)備。
[0010] 另外，本發(fā)明還提供了一種工程機(jī)械，該工程機(jī)械包括本發(fā)明所提供的工程機(jī)械 的帶載下放裝置的脫鉤控制系統(tǒng)。
[0011] 本發(fā)明所提供的帶載下放裝置的脫鉤控制方法、設(shè)備、系統(tǒng)及工程機(jī)械，可以接收 用于表示工程機(jī)械工作狀態(tài)的工程機(jī)械狀態(tài)參數(shù)，之后根據(jù)所述工程機(jī)械狀態(tài)參數(shù)以及工 程機(jī)械狀態(tài)參數(shù)-掛鉤機(jī)構(gòu)拉力時(shí)域函數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系表獲得與所述工程機(jī)械狀態(tài)參數(shù)對(duì)應(yīng) 的掛鉤機(jī)構(gòu)拉力時(shí)域函數(shù)（其中所述掛鉤機(jī)構(gòu)拉力時(shí)域函數(shù)表示隨時(shí)間變化的所述掛鉤 機(jī)構(gòu)拉動(dòng)所述重物的拉力值），之后根據(jù)所述掛鉤機(jī)構(gòu)拉力時(shí)域函數(shù)控制所述加速機(jī)構(gòu)下 方所述重物向下運(yùn)動(dòng)的加速度，以使在所述重物向下運(yùn)動(dòng)的加速度達(dá)到預(yù)定值時(shí)觸發(fā)脫鉤 機(jī)構(gòu)使所述重物脫鉤，從而實(shí)現(xiàn)帶載下放過(guò)程中減少對(duì)工程機(jī)械的沖擊，例如減少工程機(jī) 械結(jié)構(gòu)反彈、工程機(jī)械吊鉤擺動(dòng)幅度、帶載下放裝置之間極大摩擦造成的磨損，以及工程機(jī) 械卷?yè)P(yáng)亂繩等問(wèn)題。
[0012] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0014] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的示例帶載下放裝置受力等效圖；
[0015] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的示例工程機(jī)械的帶載下放裝置的脫鉤控制 設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的示例帶載下放裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的示例帶載下放裝置的液壓原理圖；
[0018] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的示例帶載下放裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的再一種實(shí)施方式的示例帶載下放裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；以及 [0020] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的示例用于帶載下放裝置的控制方法的流程 圖。
[0021] 附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0022] 1重物 2掛鉤機(jī)構(gòu) 3脫鉤機(jī)構(gòu)
[0023] 4脫鉤機(jī)構(gòu)觸發(fā)機(jī)構(gòu) 5加速機(jī)構(gòu) 6基座
[0024] 7液壓閥塊 8蓄能器 9彈簧
[0025] 10單向閥 11電液比例溢流閥 12插裝閥
[0026] 13電液比例閥 14安全閥
【具體實(shí)施方式】
[0027] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描 述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0028] 為了更加清楚地闡明本發(fā)明的思想，下面將以工程機(jī)械的帶載下放裝置的脫鉤控 制系統(tǒng)應(yīng)用于起重機(jī)的控制過(guò)程來(lái)進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解的是，該示例為示例性非局 限性示例，本發(fā)明所提供的工程機(jī)械的帶載下放裝置的脫鉤控制系統(tǒng)可以適用于任何需要 對(duì)具有帶載下放裝置的工程機(jī)械（例如強(qiáng)夯機(jī)、吊管機(jī)等）進(jìn)行控制的場(chǎng)景，本發(fā)明對(duì)此不 進(jìn)行限定。
[0029] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的示例帶載下放裝置受力等效圖，如圖1所示， 根據(jù)牛頓定律可知，帶載下放裝置向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到向下的重物1的重力G以及向上的 掛鉤機(jī)構(gòu)拉動(dòng)（即懸吊）所