本發(fā)明涉及起重機(jī)械，尤其涉及一種用于起重機(jī)的力矩自平衡裝置、具有上述力矩自平衡裝置的起重機(jī)以及一種用于起重機(jī)的變幅方法。

背景技術(shù)：
目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)正處于投資驅(qū)動(dòng)和城鎮(zhèn)化建設(shè)快速發(fā)展的重要時(shí)期，全社會(huì)固定資產(chǎn)投資和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模比較大。并且在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，仍將保持快速增長(zhǎng)勢(shì)頭。因此，流動(dòng)式起重機(jī)市場(chǎng)會(huì)具有較大的市場(chǎng)潛力。對(duì)于臂架變幅式起重機(jī)，為了增強(qiáng)起重機(jī)的整機(jī)穩(wěn)定性，從而提高起重機(jī)的性能，需在起吊物對(duì)側(cè)安裝配重，以平衡起重力矩。例如，公開(kāi)號(hào)為CN103708364A(以下簡(jiǎn)稱文獻(xiàn)1)，名稱為《配重組件及其提升機(jī)構(gòu)與起重機(jī)》的中國(guó)發(fā)明專利，即公開(kāi)了一種設(shè)置于起重機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)的配重組件，其包括配重托盤和設(shè)置于配重托盤上的配重塊。配重托盤上還設(shè)置有防轉(zhuǎn)拉板。另外，現(xiàn)有技術(shù)中，臂架變幅式起重機(jī)在大幅度工況下的起重性能一般是由整機(jī)穩(wěn)定性決定的，如果要提升起重性能就要增大起重力矩，起重力矩主要是由轉(zhuǎn)臺(tái)配重提供，如果單純的增加配重重量或加大配重力臂長(zhǎng)度的話，雖然解決了大臂長(zhǎng)工況下對(duì)大起重力矩的需求，但是在臂架變幅到小幅度工況的過(guò)程中會(huì)引發(fā)整機(jī)后翻的事故。所有說(shuō)整機(jī)的起重力矩和后翻穩(wěn)定性是個(gè)相互矛盾的兩個(gè)方面，現(xiàn)有技術(shù)只能在二者之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)，但卻是以犧牲整機(jī)的起重性能為代價(jià)的。因此，需要開(kāi)發(fā)一種力矩自平衡裝置，來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于臂架變幅式起重機(jī)的力矩自平衡裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)的整機(jī)的起重力矩和后翻穩(wěn)定性之間找平衡點(diǎn)犧牲整機(jī)起重性能的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有本發(fā)明力矩自平衡裝置的起重機(jī)。本發(fā)明的目的還在于提供一種用于本發(fā)明起重機(jī)的變幅方法。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種力矩自平衡裝置，用于變幅式起重機(jī)，該力矩自平衡裝置包括：走行機(jī)構(gòu)，設(shè)置于所述變幅式起重機(jī)的配重組件；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，沿所述轉(zhuǎn)臺(tái)縱向設(shè)置，為所述配重組件的重心沿所述轉(zhuǎn)臺(tái)縱向的移動(dòng)提供導(dǎo)向；以及同步機(jī)構(gòu)，將所述配重組件的重心沿所述轉(zhuǎn)臺(tái)縱向的移動(dòng)與所述變幅式起重機(jī)的變幅卷?yè)P(yáng)的轉(zhuǎn)動(dòng)同步，其中，自小幅度向大幅度變幅時(shí)，所述重心向所述變幅式起重機(jī)的后側(cè)移動(dòng)，自大幅度向小幅度變幅時(shí)，所述重心向所述變幅式起重機(jī)的前側(cè)移動(dòng)。本發(fā)明的起重機(jī)，具有本發(fā)明的力矩自平衡裝置。一種用于本發(fā)明起重機(jī)的變幅方法，所述變幅方法包括步驟：通過(guò)所述同步機(jī)構(gòu)將所述配重組件的重心沿所述轉(zhuǎn)臺(tái)縱向的移動(dòng)與所述變幅卷?yè)P(yáng)的轉(zhuǎn)動(dòng)同步；計(jì)算所述配重托盤的重心移動(dòng)距離與所述起重機(jī)的臂架的幅度，進(jìn)而計(jì)算起重力矩及吊重力矩；實(shí)時(shí)比對(duì)所述起重力矩及吊重力矩，直至所述配重托盤的重心位置和所述臂架幅度達(dá)到設(shè)定位置。本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明提供一種用于起重機(jī)的力矩自平衡裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)臂架變幅式起重機(jī)在大幅度工況下起重力矩不足及小幅度工況下后翻穩(wěn)定性偏弱的問(wèn)題，提高了起重機(jī)整機(jī)的穩(wěn)定性及起重性能。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明實(shí)施例的起重機(jī)在小幅度工況的示意圖；圖2是圖1中A向視圖，是本發(fā)明實(shí)施例的力矩自平衡機(jī)構(gòu)中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置圖；圖3是圖2中B向放大圖，是本發(fā)明實(shí)施例的力矩自平衡機(jī)構(gòu)中的蝸輪蝸桿傳動(dòng)示意圖；圖4是圖2中C向放大圖，是本發(fā)明實(shí)施例的力矩自平衡機(jī)構(gòu)中的配重托盤與拉板的連接示意圖；圖5是圖2的Ⅰ部放大圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例的起重機(jī)在小幅度工況的示意圖；圖7是圖1的D部放大圖。具體實(shí)施方式體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的典型實(shí)施例將在以下的說(shuō)明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的實(shí)施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說(shuō)明及附圖在本質(zhì)上是當(dāng)作說(shuō)明之用，而非用以限制本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例的起重機(jī)，具有本發(fā)明實(shí)施例的力矩自平衡裝置；本發(fā)明實(shí)施例的變幅方法能夠用在本發(fā)明實(shí)施例的起重機(jī)中。本發(fā)明實(shí)施例的起重機(jī)，優(yōu)選的為臂架變幅式起重機(jī)。以下先具體介紹本發(fā)明實(shí)施例的力矩自平衡裝置。如圖1-圖4所示，本發(fā)明實(shí)施的力矩自平衡裝置包括走行機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和同步機(jī)構(gòu)。其中，走行機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)分別為承重輪6和導(dǎo)軌3，而同步機(jī)構(gòu)則包括蝸輪10、蝸桿11、絲杠8和絲杠螺母13。以下，分別進(jìn)行介紹：一、走行機(jī)構(gòu)承重輪6，設(shè)置在本發(fā)明實(shí)施例的起重機(jī)的配重組件上，為所述配重組件提供支撐。配重組件則安裝在起重機(jī)的轉(zhuǎn)臺(tái)19上。如圖1和圖4所示，配重組件包括配重托盤5、配重塊4和防轉(zhuǎn)拉板7。配重托盤5上，設(shè)置有四對(duì)防轉(zhuǎn)拉板7，防轉(zhuǎn)拉板7的頂端具有用于安裝承重輪6的通孔70，每對(duì)防轉(zhuǎn)拉板7的頂端之間設(shè)置1個(gè)承重輪6。如圖5所示，承重輪6的圓心穿有銷軸14，銷軸14與防轉(zhuǎn)拉板7的頂端相連，也即銷軸14穿過(guò)防轉(zhuǎn)拉板7頂端的通孔70。銷軸14的其中一軸端設(shè)置有起防轉(zhuǎn)作用的軸端擋板15，軸端擋板15與防轉(zhuǎn)拉板7的頂端固定連接。銷軸14的另一軸端設(shè)置有油嘴16，銷軸14內(nèi)開(kāi)設(shè)有油槽140，油槽140與油嘴16連通，用于對(duì)承重輪6進(jìn)行潤(rùn)滑。除去承重輪6之外，還可以選取其他方式的走行機(jī)構(gòu)，以便于配重組件在轉(zhuǎn)臺(tái)縱向上的移動(dòng)。二、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)軌3，沿轉(zhuǎn)臺(tái)19縱向設(shè)置，為配重組件的重心沿轉(zhuǎn)臺(tái)19縱向的移動(dòng)提供導(dǎo)向。導(dǎo)軌3設(shè)置于轉(zhuǎn)臺(tái)19尾部的上蓋板上，例如焊接于上蓋板上。導(dǎo)軌3的長(zhǎng)度需要大于等于配重組件在轉(zhuǎn)臺(tái)19縱向移動(dòng)的最大所需行程。本說(shuō)明書(shū)中，以臂架1所在的一側(cè)為前側(cè)，而以設(shè)置配重組件的一側(cè)為后側(cè)。因此，在前后方向上，變幅卷?yè)P(yáng)9的轉(zhuǎn)軸軸線，位于導(dǎo)軌3的前端的前側(cè)，而用于連接變幅繩的滑輪20，如圖7所示，基本上與導(dǎo)軌3的后端位置平齊。除了本實(shí)施例的輪軌配合之外，本發(fā)明的力矩自平衡裝置，還可以其他方式實(shí)現(xiàn)配重組件的行走與導(dǎo)向。三、同步機(jī)構(gòu)同步機(jī)構(gòu)的作用，從結(jié)果方面講，是起重機(jī)在進(jìn)行變幅時(shí)，始終保持起重力矩和吊重力矩的同步變化。而從過(guò)程方面講，是將配重組件的重心沿轉(zhuǎn)臺(tái)19縱向的移動(dòng)與變幅卷?yè)P(yáng)9的轉(zhuǎn)動(dòng)同步，其目的是為了起重力矩和吊重力矩的增減同步。其中，如圖1和圖6所示，在本實(shí)施例的起重機(jī)自小幅度向大幅度變幅時(shí)，配重組件的重心向變幅式起重機(jī)的后側(cè)(圖1和圖6中的左側(cè))移動(dòng)。反之，變幅式起重機(jī)自大幅度向小幅度變幅時(shí)，配重組件的重心向變幅式起重機(jī)的前側(cè)(圖1和圖6中的右側(cè))移動(dòng)。本實(shí)施例中，同步機(jī)構(gòu)為設(shè)置于變幅卷?yè)P(yáng)9的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述配重組件之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以將轉(zhuǎn)動(dòng)軸的動(dòng)能傳遞給配重組件以驅(qū)動(dòng)配重組件的移動(dòng)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括蝸輪10、蝸桿11、絲杠8和絲杠螺母13，也即一個(gè)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)和一個(gè)螺母絲杠機(jī)構(gòu)。如圖2和圖3所示，變幅卷?yè)P(yáng)9的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的尾部與蝸輪10相連，蝸輪10與蝸桿11相連接，蝸桿11的后端加工有或者連接有絲杠8，絲杠8的后端有軸承支承。蝸輪10通過(guò)蝸桿11驅(qū)動(dòng)絲杠8旋轉(zhuǎn)。絲杠螺母11通過(guò)連接件(例如連接板)固定連接于配重托盤5，并套設(shè)于絲杠8。因此，絲杠8可以通過(guò)配重托盤5上的絲杠螺母13驅(qū)動(dòng)配重托盤5通過(guò)承重輪6沿著軌道3前后移動(dòng)，配重托盤5上載有配重塊4。相應(yīng)地，變幅卷?yè)P(yáng)9則通過(guò)變幅繩17驅(qū)動(dòng)桅桿2變幅，桅桿2通過(guò)變幅拉管18拉動(dòng)臂架1變幅。為了計(jì)算配重組件的重心位置，所述力矩自平衡裝置還包括設(shè)置于蝸桿11前端的編碼器12，編碼器12與起重機(jī)的車載電腦相連接。編碼器12能夠記錄蝸桿11的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，也即能夠記錄絲杠8的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，并將其形成信號(hào)發(fā)送給車載電腦進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出配重組件重心的實(shí)時(shí)位置。另外，還可以在臂架1底節(jié)和臂頭、桅桿2、變幅卷?yè)P(yáng)9的馬達(dá)等多處設(shè)置傳感器，以監(jiān)測(cè)變幅機(jī)構(gòu)進(jìn)行變幅時(shí)的實(shí)時(shí)情況。本發(fā)明的力矩自平衡裝置，也可以使用其它形式的同步機(jī)構(gòu)，而不使用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，例如，使用同步控制變幅卷?yè)P(yáng)9的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和配重組件的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的同步機(jī)構(gòu)。下面再介紹一下本發(fā)明實(shí)施例的變幅方法，也即本發(fā)明實(shí)施例的起重機(jī)的變幅過(guò)程。首先以小幅度向大幅度變幅為例進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，臂架1的幅度為M，配重托盤5的幅度為X，這里所說(shuō)的幅度，臂架1的幅度M是臂架1所起吊重物的重心所在垂線G2到變幅式起重機(jī)的轉(zhuǎn)臺(tái)19的回轉(zhuǎn)軸所在垂線G3的距離；而配重托盤5的幅度X是配重組件的重心所在垂線G1到變幅式起重機(jī)的轉(zhuǎn)臺(tái)19的回轉(zhuǎn)軸所在垂線G3的距離。假設(shè)配重組件的重量為G，此時(shí)配重所提供的起重力矩為G×X。如圖1和圖6所示，通過(guò)變幅卷?yè)P(yáng)9釋放變幅繩17，桅桿2向上變幅，臂架1向前變幅，同時(shí)，變幅卷?yè)P(yáng)9也通過(guò)蝸輪10、蝸桿11驅(qū)動(dòng)絲杠8轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠8通過(guò)配重托盤5上的絲杠螺母13驅(qū)動(dòng)配重托盤5帶著配重塊4通過(guò)承重輪6沿著轉(zhuǎn)臺(tái)19上的軌道3向后移動(dòng)，即使得臂架1的幅度和配重托盤5的幅度同步增加。在變幅的同時(shí)，編碼器12記錄了絲杠8的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)速比計(jì)算出配重托盤5的移動(dòng)距離△X，也即算出了配重組件的重心的移動(dòng)幅度。另外，通過(guò)變幅繩17倍率及拉管18的長(zhǎng)度，可計(jì)算出臂架1幅度變化△M。這些計(jì)算均可通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例的起重機(jī)的車載電腦進(jìn)行。如圖6所示，通過(guò)變幅卷?yè)P(yáng)9的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得配重托盤5和臂架1分別達(dá)到大幅度Y和H，此時(shí)，配重所提供的起重力矩為G×Y＝G×(X+△X)＝G×+G×△X，即在臂架1幅度增加△M的情況下，配重所提供的起重力矩增加了G×△X，增加了臂架1大幅度工況下的起重力矩。同樣地，當(dāng)臂架1幅度減小時(shí)，就是上面的逆過(guò)程，在臂架1的幅度減小時(shí)，配重所提供的起重力矩也相應(yīng)地減小，即提高了臂架1小幅度工況下的后翻穩(wěn)定性。在上述變幅進(jìn)行的過(guò)程中，通過(guò)編碼器和車載電腦可計(jì)算出配重重心位置，實(shí)時(shí)對(duì)比起重力矩及吊重力矩，如果兩者的實(shí)時(shí)差距較大，則可停止變幅動(dòng)作，避免引發(fā)事故的危險(xiǎn)。同時(shí)，編碼器12對(duì)于絲杠8的監(jiān)測(cè)，也可以在絲杠8的旋轉(zhuǎn)發(fā)生異常時(shí)，停止變幅動(dòng)作，避免傳動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)生更大的故障。具體而言，本發(fā)明實(shí)施例的起重機(jī)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用了蝸輪蝸桿及絲杠傳動(dòng)，將臂架1變幅機(jī)構(gòu)與配重托盤5相連，使得配重組件的重心位置隨著臂架1的幅度的改變而做相應(yīng)的改變，解決了現(xiàn)有技術(shù)大幅度工況起重力矩不足及小幅度后翻穩(wěn)定性偏弱的問(wèn)題。轉(zhuǎn)臺(tái)19上設(shè)置的導(dǎo)軌3、承重輪6通過(guò)配重托盤5上的拉板7承載了整個(gè)配重組件的重量，通過(guò)絲杠8驅(qū)動(dòng)承重輪6在導(dǎo)軌3上滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)配重重心位置的改變，從而改變本發(fā)明實(shí)施例起重機(jī)整車的起重力矩。雖然已參照典型實(shí)施例描述了本申請(qǐng)，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語(yǔ)是說(shuō)明和示例性、而非限制性的術(shù)語(yǔ)。由于本申請(qǐng)能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等同范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。