一種起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警設(shè)備、系統(tǒng)、方法及工程機(jī)械的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警設(shè)備、系統(tǒng)、方法及工程機(jī)械，該設(shè)備包括：接收裝置，用于接收承載板對(duì)地基的壓力及因該壓力而造成的地基下沉量信息；控制裝置，用于：控制所述承載板對(duì)地基施加壓力；根據(jù)所述壓力、所述地基下沉量以及承載板的面積來(lái)計(jì)算地基承載力；以及根據(jù)該地基承載力來(lái)確定起重機(jī)的安全工況與危險(xiǎn)工況，并對(duì)所述危險(xiǎn)工況進(jìn)行預(yù)警和/或在所述起重機(jī)處于危險(xiǎn)工況的情況下關(guān)閉所述起重機(jī)的工作裝置。本發(fā)明通過(guò)承載板對(duì)地基的壓力、因該壓力而造成的地基下沉量及承載板的面積得到地基承載力，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)地基承載力來(lái)對(duì)危險(xiǎn)工況進(jìn)行預(yù)警，可靠性強(qiáng)，能夠有效防止基礎(chǔ)承載不夠而發(fā)生的側(cè)翻事故。
【專利說(shuō)明】一種起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警設(shè)備、系統(tǒng)、方法及工程機(jī)械
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及防止起重機(jī)側(cè)翻的技術(shù)，具體地，涉及一種起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警設(shè)備、系統(tǒng)、方法及工程機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]通過(guò)對(duì)起重機(jī)側(cè)翻事故的研究，側(cè)翻事故發(fā)生的主要原因在于對(duì)起重機(jī)作業(yè)區(qū)域的地基處理不當(dāng)。如果地基的平整度不滿足要求，地基的承載力不達(dá)標(biāo)，就會(huì)導(dǎo)致起重機(jī)傾斜、側(cè)向偏擺大，從而超出起重機(jī)的承載能力，并因而出現(xiàn)起重機(jī)側(cè)翻事故。
[0003]目前對(duì)于起重機(jī)的側(cè)翻事故的預(yù)防方法主要是采用力矩限制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在起重機(jī)實(shí)際工作過(guò)程中出現(xiàn)了傾斜或超載的情況下力矩限制器限制起重機(jī)操作，停止作業(yè)。但是，這種采用力矩限制器的方法主要是防止因過(guò)載而發(fā)生的側(cè)翻，而不能防止地基的問(wèn)題產(chǎn)生的側(cè)翻。但是，基礎(chǔ)承載不夠是側(cè)翻事故頻發(fā)的一個(gè)主要原因，目前還沒(méi)有起重機(jī)能對(duì)作業(yè)區(qū)域的承載基礎(chǔ)進(jìn)行判斷，也就是還不能防止因基礎(chǔ)承載不夠而發(fā)生的側(cè)翻事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警設(shè)備、系統(tǒng)、方法及工程機(jī)械，用于解決根據(jù)起重機(jī)所處的地基的承載能力來(lái)對(duì)危險(xiǎn)工況進(jìn)行預(yù)警。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警設(shè)備，包括:接收裝置，用于接收承載板對(duì)地基的壓力及因該壓力而造成的地基下沉量信息；控制裝置，用于:控制所述承載板對(duì)地基施加壓力；根據(jù)所述壓力、所述地基下沉量以及承載板的面積來(lái)計(jì)算地基承載力；以及根據(jù)該地基承載力來(lái)確定起重機(jī)的安全工況與危險(xiǎn)工況，并對(duì)所述危險(xiǎn)工況進(jìn)行預(yù)警和/或在所述起重機(jī)處于危險(xiǎn)工況的情況下關(guān)閉所述起重機(jī)的工作裝置。
[0006]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警系統(tǒng)，包括:以上所述的起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警設(shè)備；承載板；加載機(jī)構(gòu)，用于在所述控制裝置的控制下通過(guò)承載板向地基施加壓力；壓力檢測(cè)裝置，安裝在所述加載機(jī)構(gòu)與所述承載板之間，用于檢測(cè)所述壓力；以及位移檢測(cè)裝置，安裝在所述加載機(jī)構(gòu)上，用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)于所述壓力的地基下沉量。
[0007]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種工程機(jī)械，包括以上所述的起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警系統(tǒng)。
[0008]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警方法，包括:控制承載板對(duì)地基施加壓力；接收承載板對(duì)地基的壓力及因該壓力而造成的地基下沉量信息；根據(jù)所述壓力、所述地基下沉量以及所述承載板的面積來(lái)計(jì)算地基承載力；以及根據(jù)該地基承載力來(lái)確定起重機(jī)的安全工況與危險(xiǎn)工況，并對(duì)所述危險(xiǎn)工況進(jìn)行預(yù)警和/或在所述起重機(jī)處于危險(xiǎn)工況的情況下關(guān)閉所述起重機(jī)的工作裝置。
[0009]通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明通過(guò)承載板對(duì)地基的壓力、因該壓力而造成的地基下沉量及承載板的面積得到地基承載力，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)地基承載力來(lái)對(duì)危險(xiǎn)工況進(jìn)行預(yù)警，可靠性強(qiáng)，能夠有效防止基礎(chǔ)承載不夠而發(fā)生的側(cè)翻事故。
[0010]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0012]圖1是本發(fā)明提供的起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖2是本發(fā)明提供的起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0014]圖3是本發(fā)明提供的起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警方法的流程圖。
[0015]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0016]10起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警設(shè)備101接收裝置
[0017]102控制裝置20承載板
[0018]30加載機(jī)構(gòu)40壓力檢測(cè)裝置
[0019]50位移檢測(cè)裝置 60起重機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0021]圖1是本發(fā)明提供的起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警設(shè)備10的結(jié)構(gòu)框圖，如圖1所示，該設(shè)備10包括接收裝置101和控制裝置102。接收裝置101用于接收承載板對(duì)地基的壓力及因該壓力而造成的地基下沉量信息?？刂蒲b置102用于控制承載板對(duì)地基施加壓力，并在接收裝置101接收到該壓力及地基下沉量信息之后，根據(jù)該壓力、地基下沉量以及承載板的面積來(lái)計(jì)算地基承載力，然后根據(jù)該地基承載力來(lái)確定起重機(jī)的安全工況與危險(xiǎn)工況，并對(duì)危險(xiǎn)工況進(jìn)行預(yù)警和/或在所述起重機(jī)處于危險(xiǎn)工況的情況下關(guān)閉所述起重機(jī)的工作裝置。
[0022]每一種起重機(jī)工況均存在與其對(duì)應(yīng)的一額定承載力，如果控制裝置102計(jì)算出的地基承載力小于該額定承載力，則在起重機(jī)以額定承載力進(jìn)行工作的情況下，就可能出現(xiàn)側(cè)翻現(xiàn)象。所以，需要在起重機(jī)進(jìn)入工作區(qū)域進(jìn)行工作之前，判斷地基的承載力大小，以確定起重機(jī)的哪些工況適合在該地基上進(jìn)行作業(yè)，哪些工況不適合在該地基上進(jìn)行作業(yè)。
[0023]根據(jù)地基承載力來(lái)確定起重機(jī)的安全工況與危險(xiǎn)工況可以通過(guò)以下方法來(lái)判斷:將控制裝置102計(jì)算得到的地基承載力與起重機(jī)的各種工況下的額定承載力進(jìn)行比較，若該地基承載力大于或等于該額定承載力，則該額定承載力所對(duì)應(yīng)的工況可以確定為安全工況，否則確定為危險(xiǎn)工況。由此可以得到起重機(jī)的多個(gè)安全工況和多個(gè)危險(xiǎn)工況及極限工況。
[0024]其中，根據(jù)承載板對(duì)地基的壓力、地基下沉量和承載板的面積來(lái)計(jì)算地基承載力可以采用極限載荷法進(jìn)行計(jì)算。
[0025]為了使計(jì)算更加準(zhǔn)確，且盡量不破壞地基，在所測(cè)地基為硬塑、堅(jiān)硬的粘土、粉土、砂土和碎石土的情況下，可以采用地基承載力強(qiáng)度控制法來(lái)計(jì)算地基承載力，其他的土質(zhì)可以采用極限載荷法來(lái)計(jì)算地基承載力。
[0026]對(duì)于所測(cè)地基為硬塑、堅(jiān)硬的粘土、粉土、砂土和碎石土的情況，控制裝置102還可以根據(jù)承載板對(duì)地基的壓力和地基下沉量來(lái)選擇算法，例如，在壓力與地基下沉量為線性關(guān)系或地基下沉量的變化率大于2的情況下，可采用地基承載力強(qiáng)度控制法來(lái)計(jì)算地基承載力，在地基下沉量為非線性關(guān)系且地基下沉量的變化率小于或等于2的情況下，采用極限載荷法來(lái)計(jì)算地基承載力。這是因?yàn)?，在采用極限載荷法計(jì)算地基承載力的情況下，需要對(duì)地基進(jìn)行加載直至地基被破壞，因此在壓力與地基下沉量為線性關(guān)系或地基下沉量的變化率大于2的情況下優(yōu)先采用地基承載力強(qiáng)度控制法來(lái)計(jì)算地基承載力，不僅可以保證計(jì)算準(zhǔn)確可靠，同時(shí)可以盡量不破壞地基。
[0027]以上所述的地基承載力強(qiáng)度控制法和極限載荷法均為現(xiàn)有技術(shù)已知的算法，有關(guān)地基承載力強(qiáng)度控制法和極限載荷法的說(shuō)明參見GB50007-2011，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》，第123-126頁(yè)，附錄C和附錄D，于此不予贅述。
[0028]對(duì)于地基承載力強(qiáng)度控制法，可以根據(jù)承載板對(duì)地基的壓力F、承載板的面積S，結(jié)合公式P = F/S得到地基承載力與得到地基承載力
[0029]此外，在確定了安全工況與危險(xiǎn)工況之后，控制裝置102可以控制顯示器(圖中未示出)顯示出危險(xiǎn)工況的信息，當(dāng)然也可以通過(guò)其他形式，例如，在起重機(jī)處于危險(xiǎn)工況的情況下，控制報(bào)警裝置(圖中未示出)進(jìn)行報(bào)警，以提醒操作人員進(jìn)行相應(yīng)處理(如關(guān)閉起重機(jī)的工作裝置)。
[0030]此外，控制裝置102可以在起重機(jī)處于危險(xiǎn)工況的情況下，強(qiáng)制關(guān)閉起重機(jī)的工作裝置，停止工作，以避免起重機(jī)出現(xiàn)傾翻事故。這里關(guān)閉起重機(jī)的工作裝置可以在報(bào)警的同時(shí)進(jìn)行，還可能是不對(duì)危險(xiǎn)工況進(jìn)行預(yù)警而僅在起重機(jī)處于危險(xiǎn)工況的情況下關(guān)閉起重機(jī)的工作裝置。
[0031]其中，起重機(jī)的工作裝置指的是起重機(jī)的吊臂系統(tǒng)?？梢钥闯?，本發(fā)明提供的預(yù)警設(shè)備可以在起重機(jī)作業(yè)之前確定起重機(jī)在地基上所能進(jìn)行的極限工況，并對(duì)危險(xiǎn)工況進(jìn)行預(yù)警，可靠性強(qiáng)。
[0032]圖2本發(fā)明提供的起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，該系統(tǒng)包括起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警設(shè)備10、承載板20、加載機(jī)構(gòu)30、壓力監(jiān)測(cè)裝置40和位移檢測(cè)裝置50。圖中所示的起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警設(shè)備10可以設(shè)置在起重機(jī)60上合適的位置，例如，可以設(shè)置在駕駛室內(nèi)。
[0033]承載板20與地基接觸。加載機(jī)構(gòu)30用于在控制裝置102的控制下通過(guò)承載板20對(duì)地基施加壓力，具體實(shí)施過(guò)程為:對(duì)承載地基逐步進(jìn)行加載，直至加載至地基被破壞或加載至起重機(jī)60的支腿油缸的最大承載載荷。本發(fā)明中所計(jì)算的地基承載力均為根據(jù)承載板20對(duì)地基的最大的壓力來(lái)計(jì)算的。
[0034]壓力檢測(cè)裝置40安裝在加載機(jī)構(gòu)30與承載板20之間，具體地，安裝在加載機(jī)構(gòu)30對(duì)地基進(jìn)行加載的加載油缸與承載板20之間，用于檢測(cè)承載板20對(duì)地基的壓力。壓力檢測(cè)裝置40可以為壓力傳感器。位移檢測(cè)裝置50安裝(可以通過(guò)螺栓安裝)在加載機(jī)構(gòu)30上，用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)于承載板20對(duì)地基的壓力的地基下沉量。位移檢測(cè)裝置50可以為激光位移傳感器。
[0035]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種工程機(jī)械，包括以上所述的起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警系統(tǒng)。
[0036]圖3是本發(fā)明提供的起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警方法的流程圖，如圖3所示，該方法包括:控制承載板20對(duì)地基施加壓力，然后接收承載板20對(duì)地基的壓力及因該壓力而造成的地基下沉量信息，再根據(jù)接收到的壓力、地基下沉量以及承載板20的面積來(lái)計(jì)算地基承載力，并根據(jù)所計(jì)算出的地基承載力來(lái)確定起重機(jī)60的安全工況與危險(xiǎn)工況，并對(duì)危險(xiǎn)工況進(jìn)行預(yù)警和/或在所述起重機(jī)處于危險(xiǎn)工況的情況下關(guān)閉所述起重機(jī)的工作裝置。
[0037]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明提供的起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警方法的具體細(xì)節(jié)及益處與本發(fā)明提供的起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警設(shè)備相對(duì)應(yīng)，于此不予贅述。
[0038]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0039]另外需要說(shuō)明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
[0040]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警設(shè)備，其特征在于，包括: 接收裝置，用于接收承載板對(duì)地基的壓力及因該壓力而造成的地基下沉量信息； 控制裝置，用于: 控制所述承載板對(duì)地基施加壓力； 根據(jù)所述壓力、所述地基下沉量以及承載板的面積來(lái)計(jì)算地基承載力；以及根據(jù)該地基承載力來(lái)確定起重機(jī)的安全工況與危險(xiǎn)工況，并對(duì)所述危險(xiǎn)工況進(jìn)行預(yù)警和/或在所述起重機(jī)處于危險(xiǎn)工況的情況下關(guān)閉所述起重機(jī)的工作裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述根據(jù)地基承載力來(lái)確定起重機(jī)的安全工況與危險(xiǎn)工況包括: 將所述地基承載力與起重機(jī)的各種工況下的額定承載力進(jìn)行比較，若所述地基承載力大于或等于所述額定承載力，則該額定承載力所對(duì)應(yīng)的工況為安全工況，否則為危險(xiǎn)工況。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，根據(jù)所述壓力和所述地基下沉量及所述承載板的面積來(lái)計(jì)算地基承載力包括: 采用極限載荷法來(lái)計(jì)算地基承載力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，根據(jù)所述壓力和所述地基下沉量及所述承載板的面積來(lái)計(jì)算地 基承載力包括: 在所測(cè)地基為硬塑、堅(jiān)硬的粘土、粉土、砂土和碎石土的情況下，采用地基承載力強(qiáng)度控制法來(lái)計(jì)算地基承載力，否則，采用極限載荷法來(lái)計(jì)算地基承載力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，根據(jù)所述壓力和所述地基下沉量及所述承載板的面積來(lái)計(jì)算地基承載力包括: 在所測(cè)地基為硬塑、堅(jiān)硬的粘土、粉土、砂土和碎石土且所述壓力與所述地基下沉量為線性關(guān)系或所述地基下沉量的變化率大于2的情況下，采用地基承載力強(qiáng)度控制法來(lái)計(jì)算地基承載力； 在所測(cè)地基為硬塑、堅(jiān)硬的粘土、粉土、砂土和碎石土且所述地基下沉量為非線性關(guān)系且所述變化率小于或等于2的情況下，采用極限載荷法來(lái)計(jì)算地基承載力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，對(duì)所述危險(xiǎn)工況進(jìn)行預(yù)警包括: 控制顯示器顯示出危險(xiǎn)工況的信息；和/或 在所述起重機(jī)處于危險(xiǎn)工況的情況下，控制報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警。
7.—種起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，包括: 權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警設(shè)備； 承載板； 加載機(jī)構(gòu)，用于在所述控制裝置的控制下通過(guò)承載板向地基施加壓力； 壓力檢測(cè)裝置，安裝在所述加載機(jī)構(gòu)與所述承載板之間，用于檢測(cè)所述壓力；以及 位移檢測(cè)裝置，安裝在所述加載機(jī)構(gòu)上，用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)于所述壓力的地基下沉量。
8.—種工程機(jī)械，其特征在于，包括權(quán)利要求7所述的起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警系統(tǒng)。
9.一種起重機(jī)側(cè)翻預(yù)警方法，其特征在于，包括: 控制承載板對(duì)地基施加壓力； 接收承載板對(duì)地基的壓力及因該壓力而造成的地基下沉量信息； 根據(jù)所述壓力、所述地基下沉量以及所述承載板的面積來(lái)計(jì)算地基承載力；以及根據(jù)該地基承載力來(lái)確定起重機(jī)的安全工況與危險(xiǎn)工況，并對(duì)所述危險(xiǎn)工況進(jìn)行預(yù)警和/或在所述起重機(jī)處于危險(xiǎn)工況的情況下關(guān)閉所述起重機(jī)的工作裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)地基承載力來(lái)確定起重機(jī)的安全工況與危險(xiǎn)工況包括: 將所述地基承載力與起重機(jī)的各種工況下的額定承載力進(jìn)行比較，若所述地基承載力大于或等于所述額定承載力，則該額定承載力所對(duì)應(yīng)的工況為安全工況，否則為危險(xiǎn)工況。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述壓力和所述地基下沉量及所述承載板的面積來(lái)計(jì)算地基承載力包括: 采用極限載荷法來(lái)計(jì)算地基承載力。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述壓力和所述地基下沉量及所述承載板的面積來(lái)計(jì)算地基承載力包括: 在所測(cè)地基為硬塑、堅(jiān)硬的粘土、粉土、砂土和碎石土的情況下，采用地基承載力強(qiáng)度控制法來(lái)計(jì)算地基承載力，否則，采用極限載荷法來(lái)計(jì)算地基承載力。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述壓力和所述地基下沉量及所述承載板的面積來(lái)計(jì)算地基承載力包括: 在所測(cè)地基為硬塑、堅(jiān)硬的粘土、粉土、砂土和碎石土且所述壓力與所述地基下沉量為線性關(guān)系或所述地基下沉量的變化率大于2的情況下，采用地基承載力強(qiáng)度控制法來(lái)計(jì)算地基承載力；以及 在所測(cè)地基為硬塑、堅(jiān)硬的粘土、粉土、砂土和碎石土且所述地基下沉量為非線性關(guān)系且所述變化率小于或等于2的情況下，采用極限載荷法來(lái)計(jì)算地基承載力。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，對(duì)所述危險(xiǎn)工況進(jìn)行預(yù)警包括: 控制顯示器顯示出危險(xiǎn)工況的信息；和/或 在所述起重機(jī)處于危險(xiǎn)工況的情況下，控制報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警。
【文檔編號(hào)】B66C15/06GK104030168SQ201410255307
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】汪志凱, 孫澤海 申請(qǐng)人:中聯(lián)重科股份有限公司