一种履带起重机吊钩高度检测系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术公开了一种履带起重机吊钩高度检测系统及其实现方法，其特征是，包括主控模块、角度传感器、编码器、报警装置和显示模块；所述角度传感器分别安装在主臂和副臂上，分别用于检测主臂和副臂的倾斜角并传送到主控模块中；所述报警装置与主控模块相连接；所述编码器和主控模块、显示模块通过CAN总线通讯；所述编码器包括设置在主卷扬一侧中心轴上的主编码器和设置在副卷扬一侧中心轴上的副编码器。本发明专利技术所达到的有益效果：本发明专利技术可以实时显示吊钩离地高度，且显示精度较高；同时能够替代三圈保护器，实现三圈报警功能；本系统具体操作时通过编码器实时监测卷扬转动，减少外在干扰，并且只需要在缠绳时标定一次即可，方便简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种履带起重机吊钩高度检测系统及其实现方法，属于高度检测

技术介绍
目前传统的履带起重机没有吊钩离地高度显示或显示不准确，吊钩离地高度主要通过操作人员凭经验目测，但对于一些特殊工况，操作人员无法看到吊钩位置，根本不知道吊钩高度。现有技术中，履带起重机基本没有实时显示吊钩离地高度。有极少数履带起重机通过加装其他检测设备，来实现检测吊钩高度。自动控制物体与地面距离的系统及其控制方法，其通过具有方向判断功能的出绳长度测量装置，置于驾驶室的人机界面、与人机界面耦合的可编程控制器和角度传感器，具有方向判断功能的出绳长度测量装置通过CAN总线与可编程控制器相连，并向其传单向传输信号，可编程控制器通过CAN总线向人机界面单向传输信号；角度传感器与可编程控制器相连。但是该种方法存在一定的局限性：首先，该系统每次重物起吊前都要进行零位标定，因为当钢丝绳松弛时，该检测装置不能准确检测出钢丝绳出绳量。其次，该系统中，硬橡胶轮随着钢丝绳的上下滑动而进行滚动，橡胶轮的滚动带动编码器的转动。但实际为了保护钢丝绳，一般都在其上涂抹润滑油脂，这就导致钢丝绳和硬橡胶轮之间的滑动，很难保证准确检测出钢丝绳的出绳量。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种履带起重机吊钩高度检测系统及其实现方法，有效地提高对吊钩高度的测量，解决目前大部分情况下只能依靠视觉估算的问题。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种履带起重机吊钩高度检测系统，其特征是，包括主控模块、角度传感器、编码器、报警装置和显示模块；所述角度传感器分别安装在主臂和副臂上，分别用于检测主臂和副臂的倾斜角并传送到主控模块中；所述报警装置与主控模块相连接，当主卷扬和副卷扬的圈数不多于三圈时，报警装置进行报警；所述编码器和主控模块、显示模块通过CAN总线通讯，编码器用于实时记录对应卷扬的转动圈数；所述编码器包括设置在主卷扬一侧中心轴上的主编码器和设置在副卷扬一侧中心轴上的副编码器。进一步地，所述主编码器和副编码器各自通过联轴器、编码器安装板与对应的卷扬连接。进一步地，所述主编码器和副编码器外均设置有编码器防护罩。一种基于以上所述的履带起重机吊钩高度检测系统的实现方法，其特征是，包括如下步骤：1)在卷扬缠绳时，当钢丝绳刚露出穿绳口时，开始标定编码器，包括编码器方向、单圈分辨率、总分辨率以及预置当前值。2)操作卷扬，卷扬转动带动编码器转轴转动，通过编码器记录卷扬转过的圈数，并计算主卷扬和副卷扬每一层的钢丝绳长度；3)根据步骤2)的结果结合当前的工况，实时计算主钩离地高度和副钩离地高度；4)根据步骤3)公式计算主卷扬和副卷扬低于三圈时对应的主钩离地高度和副钩离地高度，依据此值设定报警装置的触发值当主卷扬和副卷扬低于三圈时，主控装置输出报警信号，触发报警器工作，同时限制卷扬落方向动作。进一步地，所述步骤2)中假设主卷编码器当前记录的旋转圈数值为Nm，副卷编码器当前记录的旋转圈数值为Nf，钢丝绳缠绕满卷扬一层编码器旋转圈数为Nd，钢丝绳半径为r；主卷扬第1层钢丝绳长度为LM1＝2NmπR1；第2层钢丝绳长度为LM2＝2(Nm-Nd)πR2，其中R2＝R1+1.732r；第n层钢丝绳长度为LMn＝2(Nm-(n-1)Nd)πRn,其中Rn＝R1+1.732(n-1)r；副卷扬第1层钢丝绳长度为LF1＝2NfπR1；第2层钢丝绳长度为LF2＝2(Nf-Nd)πR2,其中R2＝R1+1.732r；第n层钢丝绳长度为LFn＝2(Nf-(n-1)Nd)πRn,其中Rn＝R1+1.732(n-1)r，其中，R1表示主卷扬高度R加上第一层钢丝绳半径r的距离和。进一步地，所述步骤3)中假定主卷扬和主钩对应，副卷扬和副钩对应，主钩的倍率为Reev1，副钩的倍率为Reev2，主卷钢丝绳总长度为LT1，副卷钢丝绳总长度为LT2，主钩滑轮到钩底的距离为H3，副钩滑轮到钩底的距离为H5，主臂铰点离地面高度为Ho；选定工况后，主卷到主臂导向滑轮的距离L1，副卷到主臂导向滑轮距离L2，主臂长度Lm，主臂导向滑轮到主臂头部滑轮距离L3，主臂导向滑轮到副臂导向滑轮距离为L4，副臂导向滑轮到副臂头部滑轮距离为L5，副臂长度为Lf；设定主臂头到主臂头部滑轮中心的垂直距离为H1；主臂的倾斜角为α，副臂的倾斜角为β；则H2＝{LT1-(LM1+LM2+…+LMn)-L1-L3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种履带起重机吊钩高度检测系统，其特征是，包括主控模块、角度传感器、编码器、报警装置和显示模块；所述角度传感器分别安装在主臂和副臂上，分别用于检测主臂和副臂的倾斜角并传送到主控模块中；所述报警装置与主控模块相连接，当主卷扬和副卷扬的圈数不多于三圈时，报警装置进行报警；所述编码器和主控模块、显示模块通过CAN总线通讯，编码器用于实时记录对应卷扬的转动圈数；所述编码器包括设置在主卷扬一侧中心轴上的主编码器和设置在副卷扬一侧中心轴上的副编码器。

【技术特征摘要】
1.一种履带起重机吊钩高度检测系统，其特征是，包括主控模块、角度传感器、编码器、报警装置和显示模块；所述角度传感器分别安装在主臂和副臂上，分别用于检测主臂和副臂的倾斜角并传送到主控模块中；所述报警装置与主控模块相连接，当主卷扬和副卷扬的圈数不多于三圈时，报警装置进行报警；所述编码器和主控模块、显示模块通过CAN总线通讯，编码器用于实时记录对应卷扬的转动圈数；所述编码器包括设置在主卷扬一侧中心轴上的主编码器和设置在副卷扬一侧中心轴上的副编码器。2.根据权利要求1所述的一种履带起重机吊钩高度检测系统，其特征是，所述主编码器和副编码器各自通过联轴器、编码器安装板与对应的卷扬连接。3.根据权利要求1所述的一种履带起重机吊钩高度检测系统，其特征是，所述主编码器和副编码器外均设置有编码器防护罩。4.一种基于权利要求1-3任意一项所述的履带起重机吊钩高度检测系统的实现方法，其特征是，包括如下步骤：1)在卷扬缠绳时，当钢丝绳刚露出穿绳口时，开始标定编码器，包括编码器方向、单圈分辨率、总分辨率以及预置当前值。2)操作卷扬，卷扬转动带动编码器转轴转动，通过编码器记录卷扬转过的圈数，并计算主卷扬和副卷扬每一层的钢丝绳长度；3)根据步骤2)的结果结合当前的工况，实时计算主钩离地高度和副钩离地高度；4)根据步骤3)公式计算主卷扬和副卷扬低于三圈时对应的主钩离地高度和副钩离地高度，依据此值设定报警装置的触发值当主卷扬和副卷扬低于三圈时，主控装置输出报警信号，触发报警器工作，同时限制卷扬落方向动作。5.根据权利要求4所述的一种履带起重机吊钩高度检测系统的...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁平，余钦伟，李鹏，张红梅，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32