一種施工機械

一種施工機械

《一種施工機械》是三一重工股份有限公司於2008年12月26日申請的發明專利,該專利的申請號為2008101888062,公布號為CN101457589,公布日為2009年6月17日,發明人是易小剛、譚凌群、魏志魁、沈明星。

《一種施工機械》包括底盤、多個支承腿、還包括穩定監控系統,穩定監控系統包括多個感測器和控制器;感測器能夠檢測各支承腿受力,並根據不同支承腿受力向控制器輸出信號,控制器能夠根據感測器輸送的信號判斷施工機構的受力狀態,若施工機械處於危險狀態,則通過執行機構採取相應的措施,保證施工機械的安全;感測器可以是應變感測器,或應變感測器與位移感測器的組合,或應變感測器與接近開關的組合;所述的應變感測器安裝在支腿懸臂的外表面,根據支腿懸臂的受力變形輸出信號;位移感測器能夠根據伸縮臂底側面與相應支腿滑道之間的配合間隙輸出信號,接近開關能夠根據伸縮臂底側面與相應支腿滑道之間的配合間隙輸出信號。

2014年11月6日,《一種施工機械》獲得第十六屆中國專利優秀獎。

(概述圖為《一種施工機械》摘要附圖)

基本介紹

  • 中文名:一種施工機械
  • 公布號:CN101457589
  • 公布日:2009年6月17日
  • 申請號:2008101888062
  • 申請日:2008年12月26日
  • 申請人:三一重工股份有限公司
  • 地址:湖南省長沙市經濟技術開發區三一工業城
  • 發明人:易小剛、譚凌群、魏志魁、沈明星
  • 分類號:E04G21/04(2006.01)I、B66C23/78(2006.01)I、G01L1/16(2006.01)I、E02F9/08(2006.01)I
  • 代理機構:北京集佳智慧財產權代理有限公司
  • 類別:發明專利
  • 代理人:李兆嶺、沈泳
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

2008年12月前,隨著對工程施工安全性的關注度提高,套用現代的控制技術對施工機械的狀態進行實時監控下已經成為各種施工機機械的重要組成部分。
在各種監控措施中,對施工機械的穩定性監控是監控技術的重要部分。以混凝土泵車為例,它有一個底盤,底盤上方設有施工臂,所述施工臂能夠繞固定在底盤上的一個豎軸進行旋轉,並能夠將混凝土輸送到底盤四周的高處或遠處;在輸送混凝土過程中,施工臂重心與豎軸之間存在相應的距離,施工臂的重力會對底盤產生一個使其翻轉的力矩;為了保持底盤的穩定,也為了使輪胎卸載、消除輪胎的彈性,底盤前、後各設有兩個支承腿,支承腿能夠向外伸出並支承在地面上,為底盤提供支承力,同時增加底盤的縱向和橫向的支承跨距;根據力學原理,四個支承腿支承點形成一個四邊形,施工臂旋轉時,其重心形成圓如果能夠保持在四邊形內,就能保證混凝土泵車的穩定。
由於受到施工場地的限制,混凝土泵車的四個支承腿往往不能充分展開,從而,不能為混凝土泵車提供足夠大的縱向或/和橫向跨距,限制了施工臂的迴轉範圍,使施工臂只能在相應的範圍內旋轉。為了保證施工作業時,混凝土泵車不至於傾覆,就需要相應的系統對混凝土泵車的穩定性進行監控。
2008年12月前,在混凝土泵車中已經採用了相應穩定監控系統對混凝土泵車的穩定性進行監控。穩定監控系統的基本工作原理是:通過監測在四個支承腿的受力來確定混凝土泵車是否處於穩定狀態,若四個支承腿中有三個支承腿受力,另一個支承腿的受力較小甚至懸空,混凝土泵車都不會傾翻;當兩個同一側的支承腿受力變小至懸空,混凝土泵車就存在傾覆的危險,則應該輸出報警信號或停止攤鋪桿的運動和混凝土泵車的工作。
其中,中國專利文獻CN1246557C公開了一種自走式施工機械,該施工機械的監控方法是:在每個支承點處設相應的力感測器;通過力感測器測得各支承點的受力;然後將測量的各支承點的受力輸入到一個電子估算單元中,用電子估算單元將各支承點的受力與預定的閾值進行比較;如果有兩個支承點的受力小於預定的閾值,則判斷施工機械處於危險的狀態,發出相應警報或停止施工。該監控方法的缺點是:需要構造專門的支腿結構以便於安裝力感測器,使相應部件的加工、安裝比較複雜。另外,在監控穩定性時,需要對受力較小時的受力進行精確測量,因此,需要增加相應的電路,以提高受力較小時的測量精度,導致其測量電路非常複雜。
另外,中國專利文獻CN1871153A公開了另一種監控方案,該方案是:在支承腿中設鉸軸,將電阻感應片安裝在鉸軸上,通過電阻感應片測量鉸軸的受力變形,確定各支承點的受力。該監控方案的缺點是:也必需構造連線支承腿的鉸軸,否則無法檢測支承腿的受力;對於無鉸銷的支承腿也不能適用;同時,電阻感變片安裝在銷軸上需要複雜的工藝,另外防塵、防拉等問題也降低了電阻感應片套用的可靠性。
總之,當前的施工機械的穩定監控系統製作工藝複雜,安裝難度比較大;增加了施工機械的組裝、維護的難度,因此,對於施工機械穩定監控系統有進一步改進的需要。

發明內容

專利目的

《一種施工機械》的目的在於,提供了一種施工機械,以保持支承腿結構的簡單,同時便於穩定監控系統的製作、安裝與維護。

技術方案

該發明提供的施工機械包括底盤、四個支承腿,所述支承腿分別包括支腿懸臂,所述支腿懸臂與底盤鉸接;還包括穩定監控系統,所述的穩定監控系統包括若干個應變感測器、控制器和執行機構;所述應變感測器分別安裝在支承腿支腿懸臂的外表面,用於檢測各支承腿受力並向控制器輸入受力感應信號;所述控制器能夠根據受力感應信號確定支承腿的受力,並根據支承腿的受力與預定受力閾值的關係向執行機構輸出指令;所述的執行機構能夠執行接收到的指令。
優選地,所述應變感測器安裝在支腿懸臂的底側面。
優選地,所述的執行機構包括報警器;所述的預定受力閾值包括有第一受力閾值;當有兩個支承腿的受力小於第一受力閾值時,所述的控制器能夠向報警器發出報警指令。
優選地,所述的執行機構還包括液壓閥,所述液壓閥連線在施工機械的供油油路上;所述預定受力閾值還包括第二受力閾值,所述第二受力閾值小於第一受力閾值;當有兩個支承腿的受力小於第二受力閾值時,所述的控制器能夠向液壓閥發出切斷供油的指令。
優選地,所述穩定監控系統還包括水平感測器,所述的水平感測器能夠檢測底盤傾斜角度,並向控制器輸出傾斜角度;所述的控制器能夠根據獲取的傾斜角度與預定的傾斜角度範圍的關係向執行機構輸出指令。
提供的另一種施工機械包括底盤、四個支承腿,所述的四個支承腿包括兩個前支承腿和兩個後支承腿,所述的兩個前支承腿分別包括伸縮臂,所述的伸縮臂分別與底盤上的兩個支腿滑道相配合;所述的兩個後支承腿分別包括支腿懸臂,所述支腿懸臂與底盤鉸接;還包括穩定監控系統,所述的穩定監控系統包括控制器和執行機構,所述的穩定監控系統還包括兩個應變感測器和兩個位移感測器;所述兩個應變感測器分別安裝在二個後支承腿的支腿懸臂的外表面,用於檢測兩後支承腿受力並向控制器輸出受力感應信號;所述的兩個位移感測器能夠分別檢測兩個伸縮臂與相應支腿滑道之間的配合間隙,並能夠根據配合間隙向控制器輸入受力感應信號,所述受力感應信號與前支承腿的受力相關;所述控制器能夠根據受力感應信號確定各支承腿的受力,並根據支承腿的受力與預定受力閾值的關係向執行機構輸出指令;所述的執行機構能夠執行接收到的指令。
優選地,所述應變感測器安裝在支腿懸臂的底側面;所述的配合間隙為伸縮臂底側面與支腿滑道之間的配合間隙。
優選地,所述的執行機構包括報警器;所述預定受力閾值包括第一受力閾值;當有兩個支承腿的受力小於第一受力閾值時,所述的控制器能夠向報警器發出報警指令。
優選地,所述的執行機構還包括液壓閥,所述液壓閥連線在施工機械的供油油路上;所述預定受力閾值還包括第二受力閾值,所述第二受力閾值小於第一受力閾值;當有兩個支承腿的受力小於第二受力閾值時,所述的控制器能夠向液壓閥發出切斷供油的指令。
優選地,所述穩定監控系統還包括水平感測器,所述的水平感測器能夠檢測底盤的傾斜角度,並向控制器輸出傾斜角度;所述的控制器能夠根據獲取的傾斜角度與預定的傾斜角度範圍的關係向執行機構輸出指令。
提供的另一種施工機械,包括底盤、四個支承腿,所述的四個支承腿包括兩個前支承腿和兩個後支承腿,所述的兩個前支承腿分別包括伸縮臂,所述的伸縮臂與底盤上的支腿滑道相配合;所述的兩個後支承腿分別包括支腿懸臂,所述支腿懸臂與底盤鉸接;還包括穩定監控系統,所述的穩定監控系統包括控制器、執行機構、兩個接近開關和兩個應變感測器;所述的兩個接近開關能夠分別根據兩個伸縮臂與相應支腿滑道之間的配合間隙向控制器輸入狀態信號,所述狀態信號與前支承腿受力相關;所述兩個應變感測器分別安裝在二個後支承腿支腿懸臂的外表面,能夠向控制器輸出受力感應信號,所述受力感應信號與後支承腿的受力相關;所述控制器能夠根據受力感應信號和狀態信號向執行機構輸出執行指令;所述的執行機構能夠執行控制器輸出的執行指令。
優選地,所述應變感測器安裝在支腿懸臂的底側面上;所述的配合間隙為伸縮臂底側面與支腿滑道之間的配合間隙。
優選地,所述的執行機構包括報警器;所述控制器中預置有第一受力閾值,並能夠根據受力感應信號和狀態信號確定相應支承腿的受力,當有兩個支承腿的受力小於第一受力閾值時,所述的控制器能夠向報警器發出報警指令。
優選地,所述穩定監控系統還包括水平感測器,所述的水平感測器能夠檢測底盤的傾斜角度,並向控制器輸出傾斜角度;所述的控制器能夠根據獲取的傾斜角度與預定的傾斜角度範圍的關係向執行機構輸出指令。

改善效果

與2008年12月前已有技術相比,《一種施工機械》提供的施工機械中,穩定監控系統包括應變感測器,所述的應變感測器安裝在支承腿支承懸臂的外表面。由於支承腿受力不同,支承懸臂的變形量也會不同;應變感測器能夠根據支承懸臂的變形量輸出相應的、與支承腿受力相關的受力感應信號,從而能夠可靠地獲取相應支承腿的受力,實現對施工機械穩定性的監控。由於將應變感測器安裝在支承懸臂的側面上,安裝工藝簡單、方便,不必構造其它結構,從而能夠簡化施工機械穩定監控系統,便於穩定監控系統的安裝與維護;同時還能夠保持支承腿結構的簡單。
在進一步的技術方案中,將應變感測器安裝在支腿懸臂的底側面,在支腿懸臂受力相同時,其底側面的應力變形最大,應變感測器輸出的受力感應信號能夠更精確的測量相應支承腿的受力。
在進一步的技術方案中,在控制器中設第一受力閾值和第二受力閥值,第一受力閾值大於第二受力閥值;在有兩個支承腿的受力小於第一受力閾值時,說明施工機械處於危險的狀態,進行報警處理,以提醒操作人員進行相應的處理,避免由於系統突然停止對相應部件的衝擊,減小施工機械的衝擊性損傷,提高操作的舒適性。在有兩個支承腿受力小於第二受力閾值時,由於第二受力閾值小於第一受力閾值,說明施工機械處於更危險的狀態,強制使施工機械作業停止,可以在第一受力閾值判斷失效、操作人員誤操作或疏忽時,避免施工機械危險程度的提高,避免惡性事故發生。
在進一步的技術方案中,穩定監控系統還包括與控制器相連的水平感測器,如果施工機械底盤傾斜度過大,超過預定的傾斜角度,穩定監控系統能夠進行相應處理,比如進行報警或強制停止作業。增加水平感測器能夠進一步提高穩定監控系統的可靠性,提高施工機械的安全可靠性能。
在該發明的另一方面,施工機械中帶有浮動支承腿時,該發明還提供了一種用位移感測器測量支承腿受力的技術方案。支承腿受力不同,浮動支承腿的伸縮臂與支腿滑道之間的配合間隙也會不同,且配合間隙的大小與受力大小相關,通過位移感測器測量配合間隙,再根據配合間隙與受力的關係就可以確定相應浮動支承腿的受力。用位移感測器測量支承腿受力的技術方案一方面能夠保證支承腿受力的準確,同時,還便於測量感測器的安裝,進一步為穩定監控系統的安裝和維護提供方便,可以大幅降低穩定監控系統的成本,進而降低施工機械的成本。
在該發明的再一個方面,還提供了一種用接近開關測量支承腿受力的技術方案,接近開關根據浮動支承腿伸縮臂與支腿滑道之間的配合間隙輸出不同的狀態信號,根據狀態信號的不同,可以定性的確定支承腿的受力,根據支承腿受力能夠判斷施工機械的穩定狀態;同時,接近開關的安裝,維護也更加方便。由於通過調節接近開關的感應距離就可以調整預定的受力閾值,可以使感測器參數調整更加方便。

附圖說明

圖1是實施例一中,混凝土泵車底盤與各支承腿位置關係示意圖;
圖2是實施例一中,位移感測器安裝位置示意圖;
圖3是實施例一中,應變感測器安裝位置示意圖;
圖4是實施例一穩定監控系統結構框圖;
圖5是實施例二穩定監控系統結構框圖;
圖6是實施例三穩定監控系統結構框圖。

權利要求

1、《一種施工機械》包括底盤、四個支承腿,所述支承腿分別包括支腿懸臂,所述支腿懸臂與底盤鉸接;還包括穩定監控系統,所述的穩定監控系統包括若干個應變感測器、控制器和執行機構,其特徵在於,所述應變感測器分別安裝在支承腿支腿懸臂的外表面,用於檢測各支承腿受力並向控制器輸入受力感應信號;所述控制器能夠根據受力感應信號確定支承腿的受力,並根據支承腿的受力與預定受力閾值的關係向執行機構輸出指令;所述的執行機構能夠執行接收到的指令。
2、根據權利要求1所述的施工機械,其特徵在於,所述應變感測器安裝在支腿懸臂的底側面。
3、根據權利要求2所述的施工機械,其特徵在於,所述的執行機構包括報警器;所述的預定受力閾值包括有第一受力閾值;當有兩個支承腿的受力小於第一受力閾值時,所述的控制器能夠向報警器發出報警指令。
4、根據權利要求3所述的施工機械,其特徵在於,所述的執行機構還包括液壓閥,所述液壓閥連線在施工機械的供油油路上;所述預定受力閾值還包括第二受力閾值,所述第二受力閾值小於第一受力閾值;當有兩個支承腿的受力小於第二受力閾值時,所述的控制器能夠向液壓閥發出切斷供油的指令。
5、根據權利要求1-4任一項所述的施工機械,其特徵在於,所述穩定監控系統還包括水平感測器,所述的水平感測器能夠檢測底盤傾斜角度,並向控制器輸出傾斜角度;所述的控制器能夠根據獲取的傾斜角度與預定的傾斜角度範圍的關係向執行機構輸出指令。
6、一種施工機械,包括底盤、四個支承腿,所述的四個支承腿包括兩個前支承腿和兩個後支承腿,所述的兩個前支承腿分別包括伸縮臂,所述的伸縮臂分別與底盤上的兩個支腿滑道相配合;所述的兩個後支承腿分別包括支腿懸臂,所述支腿懸臂與底盤鉸接;還包括穩定監控系統,所述的穩定監控系統包括控制器和執行機構,其特徵在於,所述的穩定監控系統還包括兩個應變感測器和兩個位移感測器;所述兩個應變感測器分別安裝在二個後支承腿的支腿懸臂的外表面,用於檢測兩後支承腿受力並向控制器輸出受力感應信號;所述的兩個位移感測器能夠分別檢測兩個伸縮臂與相應支腿滑道之間的配合間隙,並能夠根據配合間隙向控制器輸入受力感應信號,所述受力感應信號與前支承腿的受力相關;所述控制器能夠根據受力感應信號確定各支承腿的受力,並根據支承腿的受力與預定受力閾值的關係向執行機構輸出指令;所述的執行機構能夠執行接收到的指令。
7、根據權利要求6所述的施工機械,其特徵在於,所述應變感測器安裝在支腿懸臂的底側面;所述的配合間隙為伸縮臂底側面與支腿滑道之間的配合間隙。
8、根據權利要求7所述的施工機械,其特徵在於,所述的執行機構包括報警器;所述預定受力閾值包括第一受力閾值;當有兩個支承腿的受力小於第一受力閾值時,所述的控制器能夠向報警器發出報警指令。
9、根據權利要求8所述的施工機械,其特徵在於,所述的執行機構還包括液壓閥,所述液壓閥連線在施工機械的供油油路上;所述預定受力閾值還包括第二受力閾值,所述第二受力閾值小於第一受力閾值;當有兩個支承腿的受力小於第二受力閾值時,所述的控制器能夠向液壓閥發出切斷供油的指令。
10、根據權利要求6-9任一項所述的施工機械,其特徵在於,所述穩定監控系統還包括水平感測器,所述的水平感測器能夠檢測底盤的傾斜角度,並向控制器輸出傾斜角度;所述的控制器能夠根據獲取的傾斜角度與預定的傾斜角度範圍的關係向執行機構輸出指令。
11、一種施工機械,包括底盤、四個支承腿,所述的四個支承腿包括兩個前支承腿和兩個後支承腿,所述的兩個前支承腿分別包括伸縮臂,所述的伸縮臂與底盤上的支腿滑道相配合;所述的兩個後支承腿分別包括支腿懸臂,所述支腿懸臂與底盤鉸接;還包括穩定監控系統,所述的穩定監控系統包括控制器和執行機構,其特徵在於,所述的穩定監控系統還包括兩個接近開關和兩個應變感測器;所述的兩個接近開關能夠分別根據兩個伸縮臂與相應支腿滑道之間的配合間隙向控制器輸入狀態信號,所述狀態信號與前支承腿受力相關;所述兩個應變感測器分別安裝在二個後支承腿支腿懸臂的外表面,能夠向控制器輸出受力感應信號,所述受力感應信號與後支承腿的受力相關;所述控制器能夠根據受力感應信號和狀態信號向執行機構輸出執行指令;所述的執行機構能夠執行控制器輸出的執行指令。
12、根據權利要求11所述的施工機械,其特徵在於,所述應變感測器安裝在支腿懸臂的底側面上;所述的配合間隙為伸縮臂底側面與支腿滑道之間的配合間隙。
13、根據權利要求11或12所述的施工機械,其特徵在於,所述的執行機構包括報警器;所述控制器中預置有第一受力閾值,並能夠根據受力感應信號和狀態信號確定相應支承腿的受力,當有兩個支承腿的受力小於第一受力閾值時,所述的控制器能夠向報警器發出報警指令。
14、根據權利要求11或12所述的施工機械,其特徵在於,所述穩定監控系統還包括水平感測器,所述的水平感測器能夠檢測底盤的傾斜角度,並向控制器輸出傾斜角度;所述的控制器能夠根據獲取的傾斜角度與預定的傾斜角度範圍的關係向執行機構輸出指令。

實施方式

該發明基於這樣一個認識對施工機械的穩定性進行監控:當施工機械的四個支承腿中,有至少三個支承腿受力,為施工機械提供支承力時,根據三點穩定的原理,施工機械仍然能夠保證穩定性,保持施工機械不傾覆;在只有兩個支承腿受力,另兩個支承腿受力不受力時,施工機械處於將要傾覆的危險狀態,就需要採取相應的措施,調整施工機械的狀態。在具體實施中,考慮到動態受力因素,且為了保證施工機械的可靠性和安全性,在兩個支承腿受力比較小時,就應該採取報警措施;在兩個支承腿受力更小或等於零時,施工機械就處於更危險的狀態,就應該強制使施工機械停止工作;等待操作人員復位後,再進行相應動作。
實施例一提供了一種混凝土泵車,如圖1所示,該混凝土泵車包括底盤100、四個支承腿,其中兩個前支承腿200和兩個後支承腿300,還包括施工臂和為施工臂旋轉和變幅提供動力的液壓系統(圖中未示出)。兩個前支承腿200為浮動支承腿,如圖2所示,每個前支承腿200分別包括伸縮臂23和支承油缸24,伸縮臂23與底盤100前段的支腿滑道12相配合,能夠伸出和縮回支腿滑道12內,伸出時,能夠為混凝土泵車提供更大的橫向支承跨距。兩個後支承腿300為剛性支承腿,如圖3所示,每個後支承腿300包括支承油缸22和支腿懸臂21,支腿懸臂21內端通過一個豎直軸11與底盤100後段兩側鉸接,外端安裝有支承油缸22;剛性支承腿向外擺動到預定位置後,能夠為混凝土泵車提供更大的縱向和橫向支承跨距。另外,混凝土泵車還包括穩定監控系統,如圖4所示,該穩定監控系統包括兩個應變感測器3,兩個位移感測器4、控制器5和執行機構6,應變感測器3和位移感測器4分別與控制器5相連,控制器5與執行機構6相聯。
參考圖2,位移感測器4安裝在底盤100的支腿滑道12底面下側,位移感測器4能夠檢測伸縮臂23底側面與支腿滑道12之間的配合間隙;當前支承腿200受力不同時,伸縮臂23底側面與支腿滑道12之間的配合間隙ΔL會產生相應的變化,配合間隙ΔL的大小與前支承腿200受力成比例關係;位移感測器4輸出的受力感應信號也隨ΔL變化而變化。因此,位移感測器4向控制器5輸出的受力感應信號與前支承腿200的受力成相應的比例關係。控制器5在接收到的受力感應信號後,能夠根據預定的比例關係確定各前支承腿200的受力,實現對前支承腿200受力的測量;該領域技術人員可以理解,確定相應支承腿的受力的具體方式可以不同,也可以根據前支承腿200受力的不同,預定不同的受力感應信號;通過對比位移感測器4輸入的受力感應信號與預定的受力感應信號確定相應前支承腿200的實際受力。
根據《一種施工機械》的啟示,該領域技術人員還可以理解,還可以用位移感測器4檢測伸縮臂23與支腿滑道12之間的其它配合面的配合間隙,同樣也能夠確定相應前支承腿200的受力。由於伸縮臂23在重力作用下,總是保持向下的趁勢,該例中,檢測伸縮臂23的底側面與支腿滑道12之間的間隙,能夠保證獲取的受力感應信號的穩定性,保證受力測量的可靠性。
參考圖3,應變感測器3固定在後支承腿300的支腿懸臂21的底側面,在後支承腿300向外擺動,並通過支承油缸24支承在地面上時,支承油缸24受力不同,支腿懸臂21撓度變形也會不同;支腿懸臂21撓度變形量不同,應變感測器3參數會產生相應的變化,能夠向控制器輸出大小不同的受力感應信號,該受力感應信號與前支承腿200的受力成線性關係;控制器5在接收到受力感應信號後,能夠根據預定比例關係獲取各前支承腿200的受力,從而實現對前支承腿200受力的測量。該領域技術人員可以理解,應變感測器3不限於安裝在支腿懸臂21的底側面,還可以安裝在支腿懸臂21的上側面;該例為優選的技術方案,將應變感測器3固定在底側面能夠避免受到碰撞而受損,增加受力測量的可靠性;同時,在受力相同時,底側面的變形量大,可以提高測量精度和靈敏度;另外,該領域技術人員可以理解,為了避免由於環境溫度對應變感測器測量精度的影響,還可以設補償電阻應變片,以減輕或消除環境溫度對測量精度的影響,在此不同贅述。
該例中,執行機構6包括報警器61和液壓閥62,所述的報警器61與控制器5相連,並能夠根據控制器5的輸出指令發出報警信號;所述的液壓油閥62連線在液壓系統的供油油路上,其控制電路與控制器5相連,能夠根據控制器5發出的執行指令切斷或接通供油油路。
控制器5中設有第一受力閾值S1和第二受力閾值S2,S1大於S2。控制器設有相應的程式,能夠按照預定的周期,根據受力感應信號確定的各支承腿的受力,並將各支承腿的受力與S1進行比較,如果其中有兩個支承腿的受力小於S1時,控制器5就向報警器61傳送執行指令,使報警器61發出訊響報警,提醒操作人員注意,混凝土泵車有傾覆危險。另外,控制器5還按預定周期將獲取的各支承腿受力與S2進行比較,如果其中兩個支承腿受力小於S2,控制器5則向液壓閥62的控制電路發出相應的指令,液壓閥62能夠將供油油路切斷,施工臂不能繼續動作,以免引起混凝土泵車的傾覆。
上述混凝土泵車的穩定監控系統包括應變感測器3和位移感測器4,應變感測器3安裝在支承懸臂21的側面,位移感測器4安裝在底盤100的支腿滑道12下底側面,避免了特別構造相應的結構安裝感測器,為感測器的安裝和維護提供了方便。根據上述描述,該領域技術人員可以理解,在混凝土泵車中,如果各支承腿都為浮動支承腿,可以用位移感測器檢測各支承腿伸縮臂與相應支腿滑道的配合間隙,再根據配合間隙確定各支承腿的受力;在各支承腿都為剛性支承腿時,可以用應變感測器檢測各支承腿的受力,同樣可以實現上述的目的,為穩定監控系統的安裝、維護提供便利。
該例中,控制器5中設兩個受力閾值,根據支承腿受力不同,進行兩級動作。一級報警動作可以提示操作人員支腿受力變小,有傾翻危險;二級強制停止作業動作能夠避免惡性事故的發生,提高混凝土泵車的安全性和可靠性。該領域技術人員可以理解,該發明也可以包括進行一級處理的技術方案,或只進行報警處理,或只進行強制停止作業的處理;為了應對更複雜工作環境的要求,還可以進行三級或更多級處理,根據支承腿受力大小的不同,對混凝土泵車的相應部分執行相應的動作,比如說,僅限制混凝土泵車施工臂傾斜角度減小的動作,使施工臂的重心保持在支承腿的支承面內,在保證混凝土泵車穩定性的同時,能夠使振動小的施工作業繼續進行。
根據不同的要求或作業環境,控制器5中的第一受力閾值S1與第二受力閾值S2可以確定為不同的值,在安全性要求較高,作業環境不穩定時,可以將S1和S2設定的大一些,使穩定監控系統提前發出警告和強制停止作業;在相反的工作環境下,可以將S1和S2設定的小一些,以保證混凝土泵車的適應性能。另外,根據作業環境的不同,可以設不同的報警器61,以滿足多種要求,比如,在比較嘈雜的環境下,可以設閃光報警器,在比較安靜的環境下,可以設聲音報警器等等。
根據上述位移感測器測量配合間隙的原理,實施例二提供的混凝土泵車的穩定監控系統還可以包括接近開關。如圖5所示,該實施例中,穩定監控系統包括兩個應變感測器3,兩個接近開關7、控制器5和報警器61。應變感測器3安裝位置與測量原理與上例相同,接近開關7安裝位置與上例位移感測器4的安裝位置相同,用於檢測前支承腿200伸縮臂23底側面與支腿滑道12之間的配合間隙ΔL。根據對實施例一的描述,ΔL與前支承腿200受力相關,伸縮支承腿不受力時,ΔL最小;前支承腿200受力越大,ΔL越大。在前支承腿200未受力或受力非常小,ΔL較小時,伸縮臂23位於接近開關7的感應距離內,接近開關7產生感應信號,表示前支承腿200處於一種狀態;在浮動支承腿受力足夠大時,ΔL會比較大,伸縮臂23位於接近開關7的感應距離外,接近開關7無感應信號,表征浮動前支承腿200處於另一種狀態。根據接近開關7輸入的狀態信號,控制器5能夠定量地判斷前支承腿200的受力狀態,並根據受力狀態,判斷混凝土泵車的安全狀態。為了簡化控制器5的控制策略,該例中,控制器5在確定兩個支承腿(包括前支承腿200和後支承腿300的組合)受力小於預定的受力閾值時,就向報警器61傳送執行指令,使報警器61發出報警信號。該領域技術人員可以理解,穩定監控系統控制策略還可以分為不同的情形確定不同的控制策略。
在採用接近開關7和位移感測器4作為檢測元件時,在浮動支承腿伸出過程中,伸縮臂23外端的支承油缸24未著地之前,ΔL也可以為零或小於預定值,為了避免在前支承腿200著地前,控制器5輸出執行指令,可以藉助其他檢測信號進行控制,使前支承腿200著地前不啟動穩定監控系統;支承腿著地後,再啟動穩定監控系統。
上述實施例中,是通過對支承腿的受力狀況的分析判斷混凝土泵車是否處於危險狀態,該領域技術人員可以理解,混凝土泵車的狀態還和底盤100本身的狀態相關,如果底盤100傾斜角度過大,即使施工臂產生的傾翻力矩很小也會導致混凝土泵車傾翻,因此,還有必要確定底盤100的傾斜狀態,在確定底盤100傾斜狀態的基礎上,再根據支承腿受力狀況對混凝土泵車的穩定性進行監控。
如圖6所示,在實施例一的基礎上,實施例三提供的混凝土泵車的穩定監控系統還包括兩個水平感測器8,執行機構6中還包括傾斜報警器63,所述的兩個水平感測器8與控制器5相連,能夠分別檢測底盤100縱向傾斜角度和橫向傾斜角度;所述的控制器5中預定有縱向傾斜範圍和橫向傾斜範圍,並將檢測取得的底盤100傾斜角度與預定的傾斜範圍進行比較,如果底盤100橫向或縱向傾斜角度超過預定的傾斜範圍,則控制器不執行支承腿受力判斷,控制器5則向相應的傾斜報警器63輸出報警指令;若底盤100傾斜角度在預定的傾斜範圍之內,則執行支承腿受力判斷。另外,加裝水平感測器還可以在感測器檢測支承腿受力出現問題或不準確時,可以對傾覆危險採取有效的預防,提高了穩定監控系統的可靠性。該領域技術人員可以理解,由於混凝土泵車橫向傾斜的危險性大於縱向傾斜的危險性,在特定情況下,也可以僅安裝檢測底盤100橫向傾斜角度的感測器,實現對底盤100傾斜角度的監測。

榮譽表彰

2014年11月6日,《一種施工機械》獲得第十六屆中國專利優秀獎。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們