一种起重机自动收钩压力保护装置及保护方法与流程

本发明涉及起重机，尤其涉及一种起重机自动收钩压力保护装置及保护方法。

背景技术：

1、随车起重机作业完成后需要对吊钩进行收纳固定，以满足车辆道路转场的行驶要求。目前行业内常规收钩方式多依靠操作人员目视观察、凭人工经验控制收绳行程与钢丝绳张紧力度，自动化程度低、主观性强。实际作业过程中，极易出现钢丝绳张紧力不足的情况，导致吊钩收纳不牢靠，车辆行驶颠簸过程中吊钩频繁晃动、磕碰臂架及周边结构件，产生异响与部件磨损；同时也容易出现过度收绳的问题，使得钢丝绳张紧力超限，进而挤压臂头、导向结构，造成构件变形、焊缝开裂、钢丝绳过载损伤等故障。

2、除此之外，传统收钩保护结构缺少完备的工况判定逻辑，无法对空钩状态、臂架伸缩姿态、吊钩高度位置进行联锁校验，容易在带载作业、臂架超长伸出等危险工况下误触发收钩动作，存在极大的作业安全隐患，无法兼顾收钩稳定性、构件防护性与作业安全性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种起重机自动收钩压力保护装置及保护方法，该装置具备吊钩自动导向收纳、收绳油压实时监测、超压自动卸荷保护、多工况安全联锁判定的功能，解决了传统起重机收钩作业依靠人工经验控制钢丝绳张紧力，容易出现张紧力不足造成运输途中吊钩晃动磕碰构件、张紧力过大挤压损坏臂头与导向结构，同时缺少工况校验易在带载、长臂等危险工况误启动收钩保护的技术问题。

2、为了实现上述发明目的，本发明采用技术方案具体为：

3、一种起重机自动收钩压力保护装置，包括臂架机构、液压绞车、钢丝绳及吊钩，所述臂架包含起重臂，所述起重臂包含伸缩臂，所述伸缩臂的前端设置有臂头架，所述液压绞车通过钢丝绳与吊钩传动连接，用于驱动吊钩完成起升与下降动作；

4、还包括自动收钩导向机构和收钩压力保护单元；

5、所述自动收钩导向机构包括导向承托组件以及设置于吊钩顶端的配合组件，所述导向承托组件安装于臂头架，导向承托组件与配合组件构成可相对运动的导向配合副；收绳过程中，吊钩上升至配合组件与导向承托组件抵接后，随钢丝绳持续收紧沿导向配合副的预设轨迹相对运动，带动吊钩翻转收纳至臂头架内侧的收纳区域，依靠钢丝绳张紧力维持吊钩的收纳固定状态；

6、所述收钩压力保护单元用于实时监测液压绞车收绳油压，油压超出预设阈值时自动卸荷切断收绳动力，限制钢丝绳最大张紧力。

7、在一些实施例中，所述导向承托组件为三角架导向结构，所述三角架导向结构的顶端铰接于臂头架，三角架导向结构下部设置底板，所述底板的下表面设有朝下延伸的定位凸块；所述配合组件为固定于吊钩顶端的对接板，所述对接板开设有与所述定位凸块相适配的对接口；吊钩上升至对接板与底板抵接时，定位凸块伸入对接口内实现横向定位，三角架导向结构随钢丝绳收紧绕铰接轴翻转，带动吊钩同步收纳至臂头架内侧。

8、在一些实施例中，所述导向承托组件包括两块相对设置的三角板，底板与弧形导向板固定连接于两块三角板之间，所述弧形导向板沿三角架导向结构翻转方向倾斜布置，所述底板与弧形导向板均开设有供钢丝绳穿过的避让开口；三角架导向结构翻转至收纳位时，其上部抵接于臂头架底部形成机械限位。

9、在一些实施例中，所述导向承托组件为弧形滑轨，所述弧形滑轨固定设置于臂头架底端；所述配合组件为若干滚轮，滚轮转动安装于吊钩顶端；收绳过程中，随着钢丝绳的收紧滚轮沿弧形滑轨弧面滚动，带动吊钩沿弧形轨迹翻转收纳至臂头架内侧。

10、在一些实施例中，所述收钩压力保护单元包括压力检测模块、控制模块和收绳卸荷阀；所述压力检测模块接入所述液压绞车的收绳液压回路，用于实时采集收绳侧的液压压力信号；所述控制模块与所述压力检测模块信号连接，用于接收液压压力信号并与预设压力阈值进行比对；所述收绳卸荷阀串接于所述液压绞车的收绳液压回路中，且与所述控制模块控制连接；当所述控制模块判定收绳液压压力达到预设压力阈值时，控制所述收绳卸荷阀开启卸荷，切断液压绞车的收绳动力，以限制钢丝绳的张紧力上限。

11、在一些实施例中，所述压力检测模块为收绳压力传感器，所述控制模块为力限控制器；所述力限控制器还信号连接有工况检测组件，所述工况检测组件包括安装于伸缩臂的长度角度传感器、安装于驱动伸缩臂变幅的变幅油缸上的变幅油压传感器以及安装于臂头架的防过卷检测单元；所述力限控制器根据变幅油压与臂长角度数据计算当前实际起重量，在判定为空钩工况、臂长符合预设阈值且接收到防过卷检测单元的高度触发信号后，激活自动收钩压力保护功能。

12、在一些实施例中，所述防过卷检测单元为重锤限位器，包括可沿钢丝绳滑动的配重重锤和行程限位开关；常态下配重重锤靠自重垂吊，行程限位开关保持导通；吊钩上升至触发高度时，吊钩顶端的对接板托举配重重锤上移，触发行程限位开关动作并输出高度触发信号。

13、在一些实施例中，所述压力检测模块为压力开关，所述控制模块为继电器；收绳油压达到预设阈值时压力开关触点闭合，继电器得电并驱动收绳卸荷阀开启卸荷。

14、本发明还提供一种起重机自动收钩压力保护方法，应用于上述起重机自动收钩压力保护装置，包括以下步骤：

15、步骤 s1、实时采集起重臂的臂长角度数据、变幅油缸油压数据以及吊钩高度信号；

16、步骤 s2、根据变幅油压与臂长角度数据计算当前实际起重量，判定是否为空钩工况；

17、步骤 s3、判定为空钩工况后，校验当前实际臂长是否小于等于预设收钩臂长阈值；

18、步骤 s4、臂长校验通过，且检测到吊钩上升至收钩触发高度时，激活自动收钩压力保护功能；

19、步骤 s5、激活保护功能后，实时采集液压绞车的收绳油压，将实时收绳油压与预设压力阈值进行比对；

20、步骤 s6、当收绳油压达到预设压力阈值时，控制液压绞车的收绳液压回路卸荷，停止收绳动作，以限制钢丝绳的张紧力上限。。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明设有三角架导向、弧形滑轨滚轮导向两种可互换收纳结构，适配各类起重机机型。三角导向依靠定位凸与对接板对位，配合弧形导向板防止钢丝绳磨损卡滞；滑轨导向无铰接零件，工地恶劣环境下故障率更低，二者均可将吊钩稳固收纳在臂头内侧，解决传统人工收钩吊钩颠簸磕碰、构件受损的问题。

22、增设收钩压力保护单元，实时监测卷扬收绳油压，超压自动卸荷切断动力，摒弃人工凭经验控力的模式，既能避免拉力不足导致吊钩松晃，又可杜绝超压挤压臂架、撕裂钢丝绳，有效延长设备与绳索使用寿命。

23、搭载三级工况联锁逻辑，通过传感器同步采集臂长、油压、吊钩高度信号，依次完成空钩判定、臂长校验、到位触发，仅合规工况下开启收钩功能，解决传统结构易在带载、长臂状态误启动收钩的安全缺陷，作业安全性大幅提升。

24、同时提供两套电控方案：传感器、力限控制器适配高端智能机型，可集成整机控制系统；压力开关、继电器纯硬件电路适配低配及老旧设备，改造简便、成本低廉，适用场景更广。

25、配套统一收钩控制流程，两种导向结构可共用一套判定逻辑，控制程序通用性强，简化设备开发与改装，单人即可完成吊装、自动收钩全流程，显著提升转场作业效率。