[发明专利]塔式起重机及其顶升自平衡控制系统和控制方法

说明书

技术领域

本发明是关于建筑起重机械领域，且特别是关于一种塔式起重机及其顶升自平衡控制系统和控制方法。

背景技术

塔式起重机简称塔机，亦称塔吊，是用于建筑施工中的一种起重设备。塔式起重机的起升高度和工作幅度的性能优势，使其在高层建筑施工中被广泛应用。

由于塔式起重机高空作业的特点，其诱发安全事故的因素很多。在大型塔式起重机的安装、使用，以及拆除的过程中，对安全技术管理和操作者的水平要求极高，稍有不慎，就会造成恶性事故。从我国近年发生的塔式起重机的安全事故案例来看，事故主要发生在塔式起重机的装拆过程中。为此，国家和各地方有关行政管理部门出台了各种安全规程，各生产厂商和施工单位也制定了各自的技术和管理要求，但还是难以避免由于拆装原因造成的塔式起重机重特大事故的发生。

塔式起重机通过顶升加节实现自身长高，在顶升加节过程中，被顶升部分的重心理论上要求位于顶升油缸的合力中心，这样顶升过程才会安全平稳，所以在顶升过程中，首先要对被顶升部分进行力矩平衡的调整，使其重心位于顶升油缸合力的中心。从技术上来讲，通过调整起重小车的位置和配置在起重小车上的配平砝码的重量是可以使塔式起重机被顶升部分的重心落在顶升油缸的合力中心的，但是如何判断被顶升部分是否达到平衡却是一个难题。因为即使已经配平，也没有明显的迹象可以表示塔式起重机是否已经达到平衡。大多数情况下都是凭操作者的经验进行判断，比如观察螺栓连接情况等，这就要求操作者必须具备相当的实践经验和清晰的思路。即使如此，在现有的塔式起重机，尤其是特大型塔式起重机顶升过程中，由于各部件的实际重量与理论重量的差距、配平砝码的重量误差、起重小车的位置误差等很容易造成操作者判断失误，造成被顶升部分的重心并不在油缸的合力中心，使塔式起重机在顶升过程中爬升架偏载，导致顶升加节不平稳，严重时还会导致塔式起重机的倾翻，造成重大安全事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种塔式起重机的顶升自平衡控制方法，可以对塔式起重机的平衡进行自动并且精确的调整。

本发明的另一目的是提供一种塔式起重机的顶升自平衡控制系统，可以对塔式起重机的平衡进行自动并且精确的调整。

本发明的第三个目的是提供一种塔式起重机，可以对其平衡进行自动并且精确的调整。

本发明提供一种塔式起重机的顶升自平衡控制方法，用于在塔式起重机顶升加节的过程中控制其平衡，所述控制方法包括以下步骤：获取所述塔式起重机爬升架的不平衡力矩；计算所述塔式起重机起重小车的平衡位置；将所述起重小车移动到所述平衡位置。

在本发明的一个实施例中，前述的获取塔式起重机爬升架的不平衡力矩的步骤包括：通过压力传感器获取所述爬升架承受的偏载合力；以及，根据所述偏载合力以及所述压力传感器之间的距离，计算所述爬升架承受的不平衡力矩。

在本发明的一个实施例中，前述的压力传感器之间的距离是垂直方向上两个压力传感器的距离。

在本发明的一个实施例中，前述的控制方法还包括，将所述爬升架的承载能力值的预定比例值设置为预警参数，当所述不平衡力矩超过所述预警参数时，提供预警信息。

本发明还提供一种塔式起重机的顶升自平衡控制系统，用于在塔式起重机顶升加节的过程中控制其平衡，所述塔式起重机包括控制装置，所述顶升自平衡控制系统还包括若干压力传感器；各所述压力传感器与所述控制装置信号连通；所述控制装置在塔式起重机顶升加节的过程中，接收并且处理各所述压力传感器反馈的信号，并根据处理结果控制起重小车变幅机构将所述起重小车从当前位置移动到平衡位置。

在本发明的一个实施例中，前述的顶升自平衡控制系统还包括设置在所述控制装置内的数据处理模块和控制模块；所述数据处理模块接收各所述压力传感器发出的测量信号并对这些数据进行处理，得到处理结果；所述控制模块接收所述数据处理模块的处理结果，并根据所述处理结果控制起重小车变幅机构将所述起重小车从当前位置移动到平衡位置。

在本发明的一个实施例中，前述的顶升自平衡控制系统还包括设置在所述控制装置内的信号处理模块、数据处理模块和控制模块；所述信号处理模块接收各所述压力传感器发出的测量信号并将其转换为测量数据；所述数据处理模块接收并处理所述信号处理模块发出的数据，并对这些数据作出处理，得到处理结果；所述控制模块接收所述数据处理模块的处理结果，并根据所述处理结果控制起重小车变幅机构将所述起重小车从当前位置移动到平衡位置。

在本发明的一个实施例中，各前述的压力传感器设置在所述爬升架上各滚轮和各滚轮安装座之间。