技术领域
[0001] 本
发明涉及
工程机械领域，尤其涉及对起重机配重装置的改进。
背景技术
[0002] 折臂起重机是在高度受限的场地用于吊装重物的常用机械，为了使得折臂起重机的
力矩更大，一般在折臂起重机的吊臂的末端设置配重，以防止起重机侧翻，一般起重机的配重均设于吊臂末端且其
位置及重量均不能改变，导致起重机力矩不可调节，只能起吊固定重量的物品。
[0003] 针对上述问题，国家知识产权局2016-3-30公开了一项发明
专利申请（CN 105439017 A，起重机）其中公开了一种起重机，并具体公开了包括悬挂配重和推移装置，悬挂配重悬挂设置，推移装置与悬挂配重连接；推移装置能带动悬挂配重变幅。上述技术方案提供的起重机，具有悬挂配重和带动悬挂配重变幅的推移装置。在需要提高起重机的起重性能时，通过改变悬挂配重幅度，增大配重力矩即可实现环轨起重机起重性能的大幅度提升，提高了整车利用率，能为用户带来更大的经济利益。并且，改变悬挂配重幅度、增大配重力矩的实现方式简单，可操作性强，整个调节过程也无需另外增加配重，节约了资源，实现简便地调节整机起重力矩。但是仅能在起吊开始前根据被吊物品重量事先调整配重位置，不能在起吊过程中根据实际状况实时调整配重位置。
发明内容
[0004] 本发明针对以上问题，提供了一种能够根据实际使用状况实时调整配重
块位置，能够实时调节起重力矩的折臂起重机配重装置及其控制方法。
[0005] 本发明的技术方案是：一种折臂起重机配重系统，所述折臂起重机设于运载车上，所述运载车上设有若干对支腿，所述折臂起重机包括吊臂，所述吊臂的首端设有吊钩，所述吊臂的末端设有配重装置，所述配重装置包括
支架和活动设于所述支架上的配重机构，所述支架固定设于所述折臂起重机的吊臂的末端；
[0006] 所述配重机构包括配重块和驱动所述配重块移动的伸缩机构，所述伸缩机构设于在所述支架内，所述支架内设有
导轨槽，所述导轨槽内卡合导轨，所述导轨的一端与所述伸缩机构连接，所述导轨的另一端固定所述配重块。
[0007] 所述配重块包括
基板和设于基板上的若干配重板，所述基板固定在所述导轨上，所述基板上设有若干
定位桩，所述配重板与所述定位桩对应的位置设有通孔。
[0008] 所述伸缩机构包括固定在所述支架上的直线驱动装置，所述导轨的底部设有横梁，所述横梁与所述导轨固定连接，所述直线驱动装置的
驱动轴与所述横梁固定连接，所述直线驱动装置驱动所述配重块沿所述导轨槽滑动。
[0009] 还包括用于控制配重装置的
控制器，所述控制器包括
传感器组件和上位机，所述上位机通过通信模块与所述传感器组件通信，所述伸缩机构通过所述通信模块接收所述上位机发出的指令。
[0010] 所述传感器组件包括分别设于每个所述支腿底部和吊钩上的
压力传感器和设于所述导轨上的位移传感器，若干所述压力传感器分别通过通信模块与所述上位机通信。
[0011] 所述通信模块包括有线通信模块和
无线通信模块，所述有线通信模块与所述传感器连接，所述无线通信模块与所述上位机连接，所述有线通信模块与所述上位机连接；
[0012] 所述通信模块还包括中央处理单元，所述有线通信模块和所述无线通信模块分别连接中央处理单元；
[0013] 所述有线通信模块包括RS232通信
接口，所述RS232
通信接口通过RS232
电缆与传感器组件连接，所述无线通信模块包括无线
信号发射器和
调制解调器，所述无线信号发射器与所述调制解调器连接，所述调制解调器上设有外网接口，所述调制解调器通过外网接口与互联网连接。
[0014] 所述上位机包括计算单元、随机
存储器、显示器、报警单元和数据存储器，所述随机存储器与所述计算单元连接，所述随机存储器上设有网口，所述网口与外网连接，所述计算单元、数据存储器、显示器和报警单元分别与所述计算单元连接；
[0015] 所述计算单元包括
单片机，所述单片机通过I/O口分别连接所述随机存储器、数据存储器、显示器和报警单元。
[0016] 所述报警单元包括电源、电磁
开关和蜂鸣器，所述电磁开关通过I/O口与所述单片机连接，所述所述电源、电磁开关和蜂鸣器依次连接，并形成回路。
[0017] 一种折臂起重机配重系统的控制方法，按如下步骤控制：
[0018] 1）系统自检
[0019] 1.1）上位机发出检测信号，
[0020] 1.2）传感器组件反馈采集到的信号，
[0021] 1.3）直线驱动装置驱动配重机构伸缩，
[0022] 1.4）位移传感器采集配重机构的运动轨迹；
[0023] 2）配重块预调整
[0024] 2.1）将起吊物品的重量输入上位机，
[0025] 2.2）上位机根据输入的重量向直线驱动机构发出指令，
[0026] 2.3）直线驱动装置驱动配重机构伸缩到位，
[0027] 2.4）位移传感器采集配重机构的运动轨迹，并上传给上位机，
[0028] 3）配重块实时微调
[0029] 3.1）吊钩上的压力传感器采集到实际起吊重量，传输给上位机，[0030] 3.2）上位机将实际起吊重量与预输入的起吊物品重量比对，差距过大时则转步骤3.3），差距不大时则继续起吊；
[0031] 3.3）若预输入的值大于实际起吊重量则继续起吊，若预输入的值小于实际起吊重量则转步骤3.4）；
[0032] 3.4）调整配重块位置，
[0033] 3.41）上位机计算实际起吊重量与预输入值之间的差值，
[0034] 3.42）上位机通过差值计算出配重块应调整的距离，并生成指令，[0035] 3.43）直线驱动装置驱动配重机构伸缩到位，
[0036] 3.44）位移传感器采集配重机构实际位置传输给上位机，
[0037] 3.45）上位机将位移传感器采集到的信号与命令比对，若符合则继续起吊，若不符合则报警单元报警，完毕。
[0038] 当起吊过程中其中一个支腿发生软腿现象时，其工作步骤如下：
[0039] a）上位机对支腿上的压力传感器编号，
[0040] b）当其中一个支腿软腿时，支腿承受的压力降低，其余支腿承受压力上升，[0041] c）上位机根据编号判定软腿的支腿位置，
[0042] d）上位机指令直线驱动装置驱动配重机构，重新寻找平衡点，
[0043] e）若找到平衡点则继续起吊，若无法找到平衡点则报警单元报警，中止起吊，完毕。
[0044] 本发明中实际使用时，配重块根据实际
载荷状况调整位置，从而实际调整力矩大小，以适应不同载荷大小，能够有效降低起重机在大载荷状态下发生倾覆的
风险。
[0045] 配重板与基板实际可拆卸，使得在实际使用过程中能够根据实际载荷增减配重板数量，从而能够减轻配重块的重量，既能够在大载荷状态下适当增加配重板数量，防止在起吊过程中发生倾覆的危险，又能够在小载荷状态下减少配重板数量，在起吊过程中能够减少起重机的整体负重，能够节约
能源，
加速起吊速度从而增加工作效率。
[0046] 上位机能够根据实际起吊物品的重量计算所需力矩，自动调整配重块位置，在载荷较大时，能够根据每次起吊物品的不同计算出合适的力矩，防止在起吊过程中发生倾覆的危险。在载荷较小时能够及时的减小力矩，减少起重机的整体负重，能够节约能源，加速起吊速度从而增加工作效率。根据实际需要的力矩大小进行精准的调整，防止出现过载倾覆的现象，提升整个起重机工作时的安全性能，防止出现安全事故。
附图说明
[0047] 图1是本发明的结构示意图，
[0048] 图2是图1的右视图，
[0049] 图3是图1的俯视图，
[0050] 图4是图3的A-A剖视图，
[0051] 图5是本发明中配重机构结构示意图一，
[0052] 图6是本发明中配重机构结构示意图二，
[0053] 图7是本发明中配重机构伸展状态示意图，
[0054] 图8是本发明中配重机构收缩状态结构示意图，
[0055] 图9是本发明使用状态参考图一，
[0056] 图10是本发明使用状态参考图二，
[0059] 图中1是运载车，11是支腿，2是起重机，21是吊臂，22是配重装置，221是支架，2211是导轨槽，2212是导轨，2213是横梁，222是配重机构，2221是配重块，2222是伸缩机构。
具体实施方式
[0060] 本发明如图所示，一种折臂起重机配重系统，所述折臂起重机2设于运载车1上，所述运载车上设有若干对支腿11，所述折臂起重机包括吊臂21，所述吊臂的首端设有吊钩，所述吊臂的末端设有配重装置22，所述配重装置包括支架221和活动设于所述支架上的配重机构222，所述支架221固定设于所述折臂起重机的吊臂的末端；
[0061] 所述配重机构包括配重块2221和驱动所述配重块移动的伸缩机构2222，所述伸缩机构设于在所述支架内，所述支架221内设有导轨槽2211，所述导轨槽内卡合导轨2212，所述导轨的一端与所述伸缩机构2222连接，所述导轨的另一端固定所述配重块2221。实际使用时，配重块根据实际载荷状况调整位置，从而实际调整力矩大小，以适应不同载荷大小，能够有效降低起重机在大载荷状态下发生倾覆的风险。
[0062] 所述配重块包括基板和设于基板上的若干配重板，所述基板固定在所述导轨上，所述基板上设有若干定位桩，所述配重板与所述定位桩对应的位置设有通孔。配重板与基板实际可拆卸，使得在实际使用过程中能够根据实际载荷增减配重板数量，从而能够减轻配重块的重量，既能够在大载荷状态下适当增加配重板数量，防止在起吊过程中发生倾覆的危险，又能够在小载荷状态下减少配重板数量，在起吊过程中能够减少起重机的整体负重，能够节约能源，加速起吊速度从而增加工作效率。
[0063] 所述伸缩机构包括固定在所述支架上的直线驱动装置，所述导轨的底部设有横梁2213，所述横梁与所述导轨固定连接，所述直线驱动装置的驱动轴与所述横梁固定连接，所述直线驱动装置驱动所述配重块沿所述导轨槽滑动。实际使用时当需要调整配重块位置时，直线驱动装置（例如液压装置）能够带动配重块在导轨槽上滑动，且液压装置经由液压管路控制，属于可控范围，另一方面操作员根据实际需要的力矩大小进行精准的调整，防止出现过载倾覆的现象，提升整个起重机工作时的安全性能，防止出现安全事故。
[0064] 还包括用于控制所述起重装置的控制器，所述控制器包括传感器组件和上位机，所述上位机通过通信模块与所述传感器组件通信，所述伸缩机构通过所述通信模块接收所述上位机发出的指令。上位机能够根据实际起吊物品的重量计算所需力矩，自动调整配重块位置，在载荷较大时，能够根据每次起吊物品的不同计算出合适的力矩，防止在起吊过程中发生倾覆的危险。在载荷较小时能够及时的减小力矩，减少起重机的整体负重，能够节约能源，加速起吊速度从而增加工作效率。
[0065] 所述传感器组件包括分别设于每个所述支腿底部和吊钩上的压力传感器和设于所述导轨上的位移传感器，若干所述压力传感器分别通过通信模块与所述上位机通信。通过传感器组件采集相应信息，为控制器计算实际力矩大小提供依据，在吊钩上的压力传感器能够采集起吊物品的实际重量，用于上位机与预输入值比较，实时修正指令，从而能够实时的根据实际载荷修正力矩，将起重机作业过程中发生倾覆的风险降至最低。
[0066] 所述通信模块包括有线通信模块和无线通信模块，所述有线通信模块与所述传感器连接，所述无线通信模块与所述上位机连接，所述有线通信模块与所述上位机连接；所述通信模块还包括中央处理单元，所述有线通信模块和所述无线通信模块分别连接中央处理单元；所述有线通信模块包括RS232通信接口，所述RS232通信接口通过RS232电缆与传感器组件连接，所述无线通信模块包括无线信号发射器和调制解调器，所述无线信号发射器与所述调制解调器连接，所述调制解调器上设有外网接口，所述调制解调器通过外网接口与互联网连接。由于传感器组件中传感器数目多，利用有线传输的方式采集传感器组件的信号，能够有效防止各个传感器采集到的信息之间的相互干扰，尽量保持数据的真实性，同时利用中央处理单元将传感器采集到的数据打包发送给上位机，使得数据的大小更小，提升传输效率，且利用既有互联网络进行数据传输，不需要额外搭建大型的专用通信网络，降低成本，且利用既有的互联网络传输数据，上位机与起重机之间的距离相隔较远，便于远程操控。
[0067] 所述上位机包括计算单元、随机存储器、显示器、报警单元和数据存储器，所述随机存储器与所述计算单元连接，所述随机存储器上设有网口，所述网口与外网连接，所述计算单元、数据存储器、显示器和报警单元分别与所述计算单元连接；
[0068] 所述计算单元包括单片机，所述单片机通过I/O口分别连接所述随机存储器、数据存储器、显示器和报警单元。利用单片机作为计算单元，给单片机（MCS-51单片机）配备随机存储器（RAM），单片机与随机存储器之间的读写速度快，极大提升了单片机处理数据的速度，从而提升整个控制器的灵敏度。
[0069] 所述报警单元包括电源、电磁开关和蜂鸣器，所述电磁开关通过I/O口与所述单片机连接，所述所述电源、电磁开关和蜂鸣器依次连接，并形成回路。电磁开关和单片机通过信号线连接，通过单片机控制电磁开关通断，需要报警单元报警时，单片机发送脉冲信号给电磁开关，使得整个报警单元的电路接通，蜂鸣器得电报警，电磁开关可以采用磁保持式开关，不需要单片机发送持续的脉冲信号就能使得蜂鸣器持续报警。
[0070] 一种折臂起重机配重系统的控制方法，按如下步骤控制：
[0071] 1）系统自检
[0072] 1.1）上位机发出检测信号，
[0073] 1.2）传感器组件反馈采集到的信号，
[0074] 1.3）直线驱动装置驱动配重机构伸缩，
[0075] 1.4）位移传感器采集配重机构的运动轨迹；
[0076] 2）配重块预调整
[0077] 2.1）将起吊物品的重量输入上位机，也就在作业之前将起吊物品的重量事先输入，防止在实际起吊过程中发生危险。
[0078] 2.2）上位机根据输入的重量向直线驱动机构发出指令，
[0079] 2.3）直线驱动装置驱动配重机构伸缩到位，
[0080] 2.4）位移传感器采集配重机构的运动轨迹，并上传给上位机，通过位移传感器检测配重块的位置，从而能够保证上位机能够实时控制配重块，能够根据实际工况计算出最符合实际的解决方案，能够尽量减小配重块调整时的误差，降低作业过程中起重机发生倾覆的危险。
[0081] 3）配重块实时微调
[0082] 3.1）吊钩上的压力传感器采集到实际起吊重量，传输给上位机，[0083] 3.2）上位机将实际起吊重量与预输入的起吊物品重量比对，差距过大时则转步骤3.3），差距不大时则继续起吊；
[0084] 3.3）若预输入的值大于实际起吊重量则继续起吊，若预输入的值小于实际起吊重量则转步骤3.4）；
[0085] 3.4）调整配重块位置，
[0086] 3.41）上位机计算实际起吊重量与预输入值之间的差值，
[0087] 3.42）上位机通过差值计算出配重块应调整的距离，并生成指令，[0088] 3.43）直线驱动装置驱动配重机构伸缩到位，
[0089] 3.44）位移传感器采集配重机构实际位置传输给上位机，
[0090] 3.45）上位机将位移传感器采集到的信号与命令比对，若符合则继续起吊，若不符合则报警单元报警，完毕。
[0091] 当起吊过程中其中一个支腿发生软腿现象时，其工作步骤如下：
[0092] a）上位机对支腿上的压力传感器编号，
[0093] b）当其中一个支腿软腿时，支腿承受的压力降低，其余支腿承受压力上升，[0094] c）上位机根据编号判定软腿的支腿位置，
[0095] d）上位机指令直线驱动装置驱动配重机构，重新寻找平衡点，
[0096] e）若找到平衡点则继续起吊，若无法找到平衡点则报警单元报警，中止起吊，完毕。
