專利名稱：起重機(jī)械的平衡式穩(wěn)定方法
這是關(guān)于起重機(jī)械穩(wěn)定方法的發(fā)明，屬于起重機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
目前臂架類起重機(jī)械的穩(wěn)定，主要依靠其地面支承的穩(wěn)定力矩取得，規(guī)定提升重物引起的對(duì)起重機(jī)械的傾翻力矩，不得大于其地面支承所能獲得的最大穩(wěn)定力矩。因此，最大起重量和最大工作幅度受到很大限制。
本發(fā)明的主要構(gòu)思，是利用平衡重對(duì)起重機(jī)械產(chǎn)生的平衡力矩，來抵銷重物產(chǎn)生的傾翻力矩，使平衡重到起重機(jī)械支點(diǎn)的水平距離(以下簡(jiǎn)稱平衡重距離)是可以即時(shí)調(diào)整的，即時(shí)調(diào)整的結(jié)果，時(shí)刻保持上述之平衡重產(chǎn)生之平衡力矩等于重物產(chǎn)生之傾翻力矩。這樣，在同等支承條件下，臂架類起重機(jī)的起重能力及穩(wěn)定性可以大幅度增加。
原理參見示意1。臂架類起重機(jī)械搭式起重機(jī)經(jīng)底座10及等效支點(diǎn)(即相應(yīng)支點(diǎn)合成到圖示平面內(nèi))1.2支承于地面，臂架4、變幅機(jī)構(gòu)拉桿5、重物6對(duì)塔架2之傾翻力矩可用合力W與W到塔架軸線之距離R之乘積表示。平衡臂架7、平衡重9(經(jīng)平移機(jī)構(gòu)8支承于平衡臂架7之上并可沿7平移)、平移機(jī)構(gòu)8對(duì)塔架2之平衡力矩可用合力P與P到塔架軸線之距離L之乘積表示。支點(diǎn)1及支點(diǎn)2對(duì)起重機(jī)之支承力分別為F1、F2，它們到塔架軸線之距離分別為d1及d2，沿平衡臂架7移動(dòng)8、9，使得PL-WR＝O……公式1保持成立，則起重機(jī)在

圖1所示工作平面內(nèi)之合成傾翻力矩為零，處于最大穩(wěn)定狀態(tài)。
平衡9重經(jīng)平移機(jī)構(gòu)8沿平衡臂架7之平移的方法，可有多種。如8是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)之齒輪，可沿敷設(shè)于7上之齒條導(dǎo)軌滾動(dòng)，從而帶動(dòng)9左行或右行;8是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)之螺母，在沿7設(shè)置之絲杠上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可帶動(dòng)9移動(dòng);8還可以是電機(jī)驅(qū)動(dòng)之鏈輪-鏈條系統(tǒng)、滑輪系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等，均為目前起重機(jī)械上用于臂上移動(dòng)之成熟技術(shù)，這里不另敘述。
上述驅(qū)動(dòng)平衡重系統(tǒng)移動(dòng)之動(dòng)力機(jī)一般為電動(dòng)機(jī)，控制該電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)速，可控制平衡重系統(tǒng)之左移、右移及移動(dòng)速度，從而滿足公式1之需要。
控制上述電機(jī)(或動(dòng)力機(jī))使平衡重系統(tǒng)移動(dòng)之信號(hào)，應(yīng)為PL-WR＝△……公式2若△＞0，則使平衡重右移;若△＜0，則使平衡重左移。移動(dòng)量趨于△＝0，即公式1成立。
采集上述信號(hào)(以下稱為平衡信號(hào))△的基本方法，是在圖1所示工作平面之支點(diǎn)1、2設(shè)立壓力傳感器，使支承力F1、F2分別通過壓力傳感器成為平衡信號(hào)(通常是電信號(hào))。當(dāng)圖1中之d1＝d2時(shí)，則當(dāng)支點(diǎn)1、2上之壓力傳感器顯示F1＞F2時(shí)，則平衡信號(hào)△＞0，應(yīng)使平衡重系統(tǒng)右移，反之則左移。
壓力傳感器之型式視起重機(jī)之支承方式不同而不同。當(dāng)起重機(jī)是機(jī)械支承，如起重機(jī)是經(jīng)輪子支承于運(yùn)行軌道上時(shí)，可在各支承輪的支承力經(jīng)過的輪軸與輪、軸承與軸等連接環(huán)節(jié)設(shè)置機(jī)械壓力傳感器，如壓敏電阻、壓電陶瓷及任一種適用的將壓力轉(zhuǎn)換為(電)信號(hào)的壓力傳感器。若起重機(jī)是用液壓支柱支承于地面時(shí)，由于液壓支柱內(nèi)之液壓力與支柱受力成正比，故可在液壓支柱之液壓缸設(shè)置液壓傳感器，則平衡信號(hào)△可根據(jù)各液壓支柱液壓力數(shù)值計(jì)算得到。若起重機(jī)是經(jīng)充氣輪胎支承于地面時(shí)，同上道理，可在各輪胎內(nèi)設(shè)置氣壓傳感器，平衡信號(hào)可根據(jù)各輪胎氣壓質(zhì)計(jì)算得到。當(dāng)起重機(jī)是浮式起重機(jī)，浮于水面，則可在起重機(jī)的底座船的四周船側(cè)吃水處設(shè)置液位計(jì)，將船在不同方向之吃水深度反映為(電)信號(hào)，從而經(jīng)比較計(jì)算得到平衡信號(hào)。即當(dāng)公式2之△不為零，從而起重機(jī)向某方向傾斜時(shí)，該方向上相應(yīng)之液位計(jì)吃水較深，得到的△將調(diào)整平衡重向△→0之方向移動(dòng)，從而使公式1保持成立。
以上將各傳感器信號(hào)比較，計(jì)算而得到正確的△信號(hào)，并指令平衡重系統(tǒng)移動(dòng)使公式1保持成立之工作，可由電子計(jì)算機(jī)或微處理器完成，系通用之技術(shù)，這是不敘述。
圖2是一種較簡(jiǎn)單的控制方式。32為塔式起重機(jī)塔架頂端。32內(nèi)經(jīng)阻尼系統(tǒng)11(可用非金屬?gòu)椥圆牧现频?握持著梁74、梁74是平衡臂架(圖1中之7)與臂架(圖1中之4)一體構(gòu)成的通梁，其左端伸出為平衡臂架，支承平衡重系統(tǒng);其右端伸出為臂架，起吊重物。KL及KR均為觸點(diǎn)開關(guān)，將74之傾斜方向反映為電信號(hào)。當(dāng)公式2之△＜0時(shí)，圖2中之通梁74將左上、右下傾斜，此時(shí)KL閉合，平衡重將在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下左移，直至平衡，△＝0，KL斷開。當(dāng)公式2之△＞0時(shí)，則圖2中之通梁將左下、右上傾斜，此時(shí)KR閉合，平衡重右移，直至△＝0。平衡時(shí)則(△＝0)兩個(gè)觸點(diǎn)KL、KR都斷開，平衡重不動(dòng)，平衡狀態(tài)保持。當(dāng)然KL、KR也可是常閉觸點(diǎn)，74傾斜時(shí)，相應(yīng)觸點(diǎn)斷開。圖2結(jié)構(gòu)較形象地反映本發(fā)明之構(gòu)思。
改變平衡力矩PL之方法，除沿平衡臂架移動(dòng)平衡重外，還可以在工作平面內(nèi)使平衡臂架擺動(dòng)，從而改變平衡重與塔架軸線之距離L，達(dá)到改變平衡力矩PL，使公式1保持成立之目的。
本發(fā)明所述的在各支承點(diǎn)設(shè)立壓力傳感器(浮式起重機(jī)之液位計(jì))，從而從各支承力(液位)之不同取得平衡信號(hào)△，使起重機(jī)械保持如公式1所述的平衡的方法，還可兼用做一種安全系統(tǒng)。當(dāng)由于風(fēng)力、外物附加力、支承不平衡或某支承點(diǎn)不正常引起整個(gè)起重機(jī)歪傾時(shí)，上述傳感器系統(tǒng)也會(huì)感應(yīng)出平衡信號(hào)，相應(yīng)對(duì)起重機(jī)械做出趨于平衡的調(diào)整，所需附加技術(shù)手段(如傳感信號(hào)的限值、分析)均可用通常方法解決，這里不敘述。實(shí)際上，裝置上述支承力傳感器-平衡重調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)果，使任一使起重機(jī)歪斜的因素都得到反映因而可得到調(diào)整，或停止起重機(jī)工作，或發(fā)生警告信號(hào)，使起重機(jī)隨時(shí)保持平衡穩(wěn)定狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種使臂架類起重機(jī)械保持穩(wěn)定的方法，其特征是平衡重與塔架軸線之距離是可隨時(shí)調(diào)整的，調(diào)整的結(jié)果使平衡力矩PL與傾翻力矩WR保持相等。
2.一種臂架類起重機(jī)械，其特征是，平衡重可沿平衡臂架移動(dòng)，移動(dòng)的方向及大小系根據(jù)從反缺各支承力的傳感器的信號(hào)得到的平衡信號(hào)△來確定的，移動(dòng)的結(jié)果使平衡信號(hào)△趨于零。
3.權(quán)利要求2所述的起重機(jī)械，其特征是，平衡臂架是可擺動(dòng)的。
4.權(quán)利要求2或3所述的起重機(jī)械，其特征是，當(dāng)起重機(jī)是以機(jī)械方式支承于地面時(shí)，所述傳感器是設(shè)置于各支承點(diǎn)連接環(huán)節(jié)的機(jī)械壓力傳感器，當(dāng)起重機(jī)是以液壓支柱支承于地面時(shí)，所述傳感器是設(shè)置于各支柱液壓缸內(nèi)的液壓傳感器，當(dāng)起重機(jī)是以充氣輪胎支承于地面時(shí)，所述傳感器是設(shè)置于各充氣輪胎內(nèi)的氣壓傳感器，當(dāng)起重機(jī)是浮式起重機(jī)時(shí)，所述傳感器是設(shè)置于船側(cè)各方向上的液位計(jì)。
5.權(quán)利要求2或3所述的起重機(jī)械，其特征是，所述傳感器-平衡重移動(dòng)系統(tǒng)，可兼作為安全系統(tǒng)，當(dāng)風(fēng)力等外來力及起重機(jī)支承故障引起之不穩(wěn)定因素。可通過調(diào)整平衡重來消除，或發(fā)出警告信號(hào)，或停止起重機(jī)工作。
6.一種臂架類起重機(jī)，其特征是，其臂架及平衡臂架由一根通梁一體構(gòu)成，通梁中部經(jīng)阻尼系統(tǒng)握持于塔架頂端。當(dāng)通梁兩端作用之對(duì)塔架軸線之平衡力矩和傾翻力矩不平衡時(shí)，通梁會(huì)發(fā)生相應(yīng)傾斜。使相應(yīng)觸點(diǎn)KL或KR接合(或斷開)，發(fā)出信號(hào)使平衡重相應(yīng)移動(dòng)，從而使起重機(jī)保持平衡穩(wěn)定。
全文摘要
一種臂架類起重機(jī)，設(shè)置有反映起重機(jī)不平衡因素的傳感器系統(tǒng)。其平衡重與塔架軸線間之距離是可改變的。這一改變是根據(jù)從上述傳感器系統(tǒng)得到的平衡信號(hào)作用，使起重機(jī)時(shí)刻保持平衡，從而使同等支承條件下之起重機(jī)的起重能力及穩(wěn)定性都大為增加。
文檔編號(hào)B66C23/76GK1087318SQ92113289
公開日1994年6月1日 申請(qǐng)日期1992年11月23日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月23日
發(fā)明者鄭悅 申請(qǐng)人:李斕