[发明专利]一种起重机及其重力下落控制方法、控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种起重机及重力下落控制方法、控制系统。

背景技术

起重机变幅是指在变幅油缸的作用下带动吊臂做落臂或起臂运动，从而实现吊臂角度的变化。变幅动作主要由吊臂、转台、油缸、平衡阀以及平衡阀控制部件等组成，吊臂在油缸的作用下带动吊臂围绕着转台后铰点轴旋转，从而实现了变幅的起和落。

目前起重机变幅下落控制方式有两种：

第一种是动力下落控制方式，平衡阀开启控制压力直接取自其有杆腔，通过控制油源的压力和流量来控制平衡阀开口大小，实现变幅下落的速度控制。这种方法吊臂下落速度较快，但是平衡阀开口大小受变幅下落负载影响较大，因此稳定性和平顺性较差，吊臂下落容易抖动。

第二种是重力下落控制方式，平衡阀开启的控制压力取自外部先导油源，油缸靠自重下落，通过外部油源控制平衡阀的开口，从而实现速度控制。此方法中平衡阀的控制压力不受负载压力波动的影响，下落过程平稳，有良好的节能效果，目前采用重力下落的控制方式较为常见。

现有技术中的重力下落控制系统包括与变幅系统的平衡阀连接的操作手柄，以及设于操作手柄和平衡阀之间的控制器，设置该操作手柄的开度与其输出电流呈对应关系，并设置操作手柄的输出电流与平衡阀的开度呈对应关系。

下落过程中，首先预设操作手柄的开度并使其保持当前值，进而将平衡阀开度保持不变，由于变幅下落速度V_下降可用式(1)表示：

其中：A—平衡阀开口面积 Q—流过平衡阀的流量

P_无杆腔—油缸无杆腔压力  k—流量系数

A_无杆腔—油缸无杆腔面积  ρ—液压油的密度

由此可见，在平衡阀开度一定的情况下，变幅下落速度仅取决于变幅油缸的无杆腔压力，而变幅油缸的无杆腔压力随吊臂角度的减小而增加，因此，下落过程中变幅下落速度越来越快，可能会出现下落速度过大的情况，导致整个操作过程舒适度较差，操作人员很难将变幅下落速度维持在一个较小的波动范围内。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，对现有技术中起重机吊臂的重力下落控制方法做进一步优化设计，以使吊臂下落过程中保持恒定的下落速度。

发明内容

本发明的目的为提供一种起重机吊臂的重力下落控制方法，该方法通过调整吊臂的实际下落速度使其与目标下落速度相等，实现了匀速下落，避免波动，提高了吊臂的安全稳定性。此外，本发明的另一目的为提供一种起重机吊臂的重力下落控制系统，及包括该系统的起重机。

为解决上述技术问题，本发明提供一种起重机吊臂的重力下落控制方法，所述吊臂的变幅系统包括与所述吊臂连接的油缸，与所述油缸连接、用于控制所述油缸伸缩的平衡阀；包括如下步骤：

1)获取所述吊臂的实际下落速度；

2)比较所述实际下落速度和预设的吊臂的目标下落速度，若前者大于后者，则执行步骤3)；若前者小于后者，执行步骤4)；若二者相等，执行步骤5)；

3)减小平衡阀的开度；

4)增大平衡阀的开度；

5)保持当前状态不变。

采用这种方法，根据

可知，

当实际下落速度大于目标下落速度，通过步骤3)减小平衡阀的开度，即减小了与之连接的油缸的无杆腔的压力P_无杆腔，根据公式(1)，在其他条件不变的情况下，使得实际下落速度V_下降减小，以使实际下落速度与目标下路速度的差值减小。当实际下落速度小于目标下落速度，通过步骤4)增大平衡阀的开度，即增大了与之连接的油缸的无杆腔压力P_无杆腔，根据公式(1)，在其他条件不变的情况下，使得实际下落速度V_下降增大，以使实际下落速度与目标下路速度的差值减小。由此可见，在油缸的无杆腔压力随吊臂角度的减小而增加的下落过程中，采用上述控制方法，与现有技术相比，能够使实际下落速度保持恒定，避免产生波动而影响吊臂的工作稳定性。

优选地，提供与所述平衡阀连接的操作手柄，并设定所述操作手柄的输出电流与所述平衡阀的开度成正比，所述步骤3)、步骤4)通过调整所述操作手柄的输出电流调整所述平衡阀的开度。

优选地，设置所述操作手柄的开度与所述吊臂的目标下落速度成正比，通过调整所述操作手柄的开度预设所述目标下落速度。

优选地，所述步骤1)先通过角位移传感器检测所述吊臂的当前角度，再计算得出实际下落速度。