本发明涉及正面吊起重机领域,特别是涉及一种集装箱正面吊吊具主动减摆系统。此外,本发明还涉及一种应用上述集装箱正面吊吊具主动减摆系统的控制方法。
背景技术:
1、集装箱正面吊运起重机简称正面吊,是一种主要用于集装箱搬运的专用设备。其中,吊具为正面吊的工作装置,在搬运前吊具与集装箱对箱,然后锁住集装箱,确保搬运过程中不掉箱,到达指定地点时吊具开锁,放下集装箱。
2、为了使集装箱在搬运过程中可以被平稳吊运,正面吊的大臂和吊具之间需安装缓冲油缸,同时在缓冲油缸的进回油管路中增加一定的阻尼,使其能够缓冲吊具的摆动。
3、然而大臂俯仰过程中,吊具需要依靠重力自行摆动,使吊具保持水平。由于这一过程是一个随动的过程,加之在缓冲油缸的进回油管路中阻尼的存在,大臂停止动作后吊具仍需要一定时间才能回到在水平位,影响作业效率。同理,在大臂快速伸出缩回后,吊具也需要一定时间才能回到水平位置。在实际的搬运过程中,车辆行驶速度多变,集装箱的重量也不定,因此在急加速或减速的过程中极易造成吊具剧烈摆动,影响行车安全。由于传统吊具的进回油管路仅有固定的阻尼孔减缓吊具的摆动速度,减摆效果差难以适应复杂多变的用车场景。
4、因此,如何提供一种能够调节阻尼大小的集装箱正面吊吊具主动减摆系统是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种集装箱正面吊吊具主动减摆系统,在集装箱搬运过程中可以根据吊具的摆动速度自动调节缓冲油路中阻尼的大小,实现吊具的摆动速度可控,提高搬运过程的安全性。本发明的另一目的是提供一种应用上述集装箱正面吊吊具主动减摆系统的控制方法。
2、为解决上述技术问题,本发明提供一种集装箱正面吊吊具主动减摆系统,包括油源、油箱、缓冲油缸、第一电比例节流阀、第二电比例节流阀和减压溢流阀,所述缓冲油缸的两端分别连接大臂和吊具,所述油源连接所述减压溢流阀的进油口,所述减压溢流阀的泄油口连接所述油箱,所述减压溢流阀的出油口同时连接所述第一电比例节流阀的一个工作口和所述第二电比例节流阀的一个工作口,所述第一电比例节流阀的另一个工作口连接所述缓冲油缸的有杆腔,所述第二电比例节流阀的另一个工作口连接所述缓冲油缸的无杆腔,还包括通信连接控制器的第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器,所述第一压力传感器用于检测所述缓冲油缸的无杆腔压力,所述第二压力传感器用于检测所述减压溢流阀的出油口处压力,所述第三压力传感器用于检测所述缓冲油缸的有杆腔压力,所述控制器根据压力检测结果控制所述第一电比例节流阀和所述第二电比例节流阀的开度。
3、优选地,还包括第一单向阀和第二单向阀,所述第一单向阀与所述第一电比例节流阀并联,所述第一单向阀的进口连接所述减压溢流阀的出油口,所述第一单向阀的出口连接所述缓冲油缸的有杆腔,所述第二单向阀与所述第二电比例节流阀并联,所述第二单向阀的进口连接所述减压溢流阀的出油口,所述第二单向阀的出口连接所述缓冲油缸的无杆腔。
4、优选地,还包括安全阀和两个安全单向阀,所述缓冲油缸的有杆腔和无杆腔分别连接两个所述安全单向阀的进口,两个所述安全单向阀的出口通过所述安全阀连接所述油箱。
5、优选地,包括并列设置且同步运动的两个所述缓冲油缸,两个所述缓冲油缸的有杆腔相互连通,且两个所述缓冲油缸的无杆腔相互连通。
6、优选地,所述第一压力传感器的检测口连接两个所述缓冲油缸无杆腔之间的油路,所述第二压力传感器的检测口连接所述减压溢流阀的出油口,所述第三压力传感器的检测口连接两个所述缓冲油缸有杆腔之间的油路。
7、本发明提供一种集装箱正面吊吊具主动减摆系统的控制方法,用于控制上述任意一项所述的集装箱正面吊吊具主动减摆系统,包括步骤:
8、获取缓冲油缸无杆腔处的第一检测压力、减压溢流阀出油口处的第二检测压力和所述缓冲油缸有杆腔处的第三检测压力;
9、对比所述第一检测压力和所述第三检测压力,根据对比结果判断所述缓冲油缸伸缩状态;
10、若所述第一检测压力小于所述第三检测压力,则判定所述缓冲油缸处于伸出状态,并获取第一电比例节流阀两端的第一压差,所述第一压差为所述第三检测压力减去所述第二检测压力的差值;
11、对比所述第一压差和第一预设差值,若所述第一压差小于所述第一预设差值,则不控制所述第一电比例节流阀,若所述第一压差大于或等于所述第一预设差值,则控制所述第一电比例节流阀减小开度,直至所述第一压差小于所述第一预设差值;
12、若所述第一检测压力大于所述第三检测压力,则判定所述缓冲油缸处于缩回状态,并获取第二电比例节流阀两端的第二压差,所述第二压差为所述第一检测压力减去所述第二检测压力的差值;
13、对比所述第二压差和第二预设差值,若所述第二压差小于所述第二预设差值,则不控制所述第二电比例节流阀,若所述第二压差大于或等于所述第二预设差值,则控制所述第二电比例节流阀减小开度,直至所述第二压差小于所述第二预设差值。
14、优选地,所述控制所述第一电比例节流阀减小开度及所述控制所述第二电比例节流阀减小开度包括步骤:
15、控制器调节向所述第一电比例节流阀及所述第二电比例节流阀输送的电流强度。
16、优选地,还包括步骤:
17、所述第一压差小于所述第一预设差值持续预设时间后,以及所述第二压差小于所述第二预设差值持续预设时间后,输送的电流强度逐渐减小至零;
18、优选地,向所述第一电比例节流阀及所述第二电比例节流阀输送的电流强度调节至最大电流值时,所述第一电比例节流阀及所述第二电比例节流阀均处于隔绝状态。
19、优选地,所述电流强度的计算方法为通过公式计算得出,公式为:
20、qmax-δq=k·f(i)·δpm
21、其中,qmax为最大摆动速度下流经所述第一电比例节流阀或所述第二电比例节流阀的最大通过流量,δq为预设安全值,k为流量系数,f(i)为开度面积与电流值的函数关系,δp为所述第一压差或所述第二压差,m为阀门结构参数,且在公式中作为δp的指数。
22、本发明提供一种集装箱正面吊吊具主动减摆系统,包括油源、油箱、缓冲油缸、第一电比例节流阀、第二电比例节流阀和减压溢流阀,缓冲油缸的两端分别连接大臂和吊具,油源连接减压溢流阀的进油口,减压溢流阀的泄油口连接油箱,减压溢流阀的出油口同时连接第一电比例节流阀的一个工作口和第二电比例节流阀的一个工作口,第一电比例节流阀的另一个工作口连接缓冲油缸的有杆腔,第二电比例节流阀的另一个工作口连接缓冲油缸的无杆腔,还包括通信连接控制器的第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器,第一压力传感器用于检测缓冲油缸的无杆腔压力,第二压力传感器用于检测减压溢流阀的出油口处压力,第三压力传感器用于检测缓冲油缸的有杆腔压力,控制器根据压力检测结果控制第一电比例节流阀和第二电比例节流阀的开度。
23、正面吊在搬运集装箱时,吊具会出现前后摆动,通过各压力传感器获取各节点的压力数值,根据压力数值判断吊具前后摆动速度是否过快,若过快则调节电比例节流阀的开度,进而调节缓冲油路中阻尼的大小,实现了在摆动幅度过大时的主动调节,减小了摆动幅度和摆动频次,提高了作业和运输过程中的安全性。
24、本发明还提供一种应用上述集装箱正面吊吊具主动减摆系统的控制方法,由于上述系统具有上述技术效果,上述控制方法也应具有同样的技术效果,在此不再详细介绍。
1.一种集装箱正面吊吊具主动减摆系统,其特征在于,包括油源(1)、油箱(2)、缓冲油缸(3)、第一电比例节流阀(4)、第二电比例节流阀(5)和减压溢流阀(6),所述缓冲油缸(3)的两端分别连接大臂(14)和吊具(15),所述油源(1)连接所述减压溢流阀(6)的进油口,所述减压溢流阀(6)的泄油口连接所述油箱(2),所述减压溢流阀(6)的出油口同时连接所述第一电比例节流阀(4)的一个工作口和所述第二电比例节流阀(5)的一个工作口,所述第一电比例节流阀(4)的另一个工作口连接所述缓冲油缸(3)的有杆腔,所述第二电比例节流阀(5)的另一个工作口连接所述缓冲油缸(3)的无杆腔,还包括通信连接控制器的第一压力传感器(7)、第二压力传感器(8)和第三压力传感器(9),所述第一压力传感器(7)用于检测所述缓冲油缸(3)的无杆腔压力,所述第二压力传感器(8)用于检测所述减压溢流阀(6)的出油口处压力,所述第三压力传感器(9)用于检测所述缓冲油缸(3)的有杆腔压力,所述控制器根据压力检测结果控制所述第一电比例节流阀(4)和所述第二电比例节流阀(5)的开度。
2.根据权利要求1所述的集装箱正面吊吊具主动减摆系统,其特征在于,还包括第一单向阀(10)和第二单向阀(11),所述第一单向阀(10)与所述第一电比例节流阀(4)并联,所述第一单向阀(10)的进口连接所述减压溢流阀(6)的出油口,所述第一单向阀(10)的出口连接所述缓冲油缸(3)的有杆腔,所述第二单向阀(11)与所述第二电比例节流阀(5)并联,所述第二单向阀(11)的进口连接所述减压溢流阀(6)的出油口,所述第二单向阀(11)的出口连接所述缓冲油缸(3)的无杆腔。
3.根据权利要求2所述的集装箱正面吊吊具主动减摆系统,其特征在于,还包括安全阀(12)和两个安全单向阀(13),所述缓冲油缸(3)的有杆腔和无杆腔分别连接两个所述安全单向阀(13)的进口,两个所述安全单向阀(13)的出口通过所述安全阀(12)连接所述油箱(2)。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的集装箱正面吊吊具主动减摆系统,其特征在于,包括并列设置且同步运动的两个所述缓冲油缸(3),两个所述缓冲油缸(3)的有杆腔相互连通,且两个所述缓冲油缸(3)的无杆腔相互连通。
5.根据权利要求4所述的集装箱正面吊吊具主动减摆系统,其特征在于,所述第一压力传感器(7)的检测口连接两个所述缓冲油缸(3)无杆腔之间的油路,所述第二压力传感器(8)的检测口连接所述减压溢流阀(6)的出油口,所述第三压力传感器(9)的检测口连接两个所述缓冲油缸(3)有杆腔之间的油路。
6.一种集装箱正面吊吊具主动减摆系统的控制方法,用于控制权利要求1至5任意一项所述的集装箱正面吊吊具主动减摆系统,其特征在于,包括步骤:
7.根据权利要求6所述的集装箱正面吊吊具主动减摆系统的控制方法,其特征在于,所述控制所述第一电比例节流阀(4)减小开度及所述控制所述第二电比例节流阀(5)减小开度包括步骤:
8.根据权利要求7所述的集装箱正面吊吊具主动减摆系统的控制方法,其特征在于,还包括步骤:
9.根据权利要求8所述的集装箱正面吊吊具主动减摆系统的控制方法,其特征在于,向所述第一电比例节流阀(4)及所述第二电比例节流阀(5)输送的电流强度调节至最大电流值时,所述第一电比例节流阀(4)及所述第二电比例节流阀(5)均处于隔绝状态。
10.根据权利要求7至9任意一项所述的集装箱正面吊吊具主动减摆系统的控制方法,其特征在于,所述电流强度的计算方法为通过公式计算得出,公式为: