專利名稱：可回轉(zhuǎn)工程機械回轉(zhuǎn)恒功率控制方法、系統(tǒng)及工程機械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可回轉(zhuǎn)工程機械回轉(zhuǎn)控制方法，具體地，涉及一種可回轉(zhuǎn)工程機械回轉(zhuǎn)恒功率控制方法。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明涉及一種用于實現(xiàn)所述回轉(zhuǎn)恒功率控制方法的回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)。此外，本發(fā)明還涉及一種包括所述回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)的可回轉(zhuǎn)工程機械。
背景技術(shù)：
可回轉(zhuǎn)工程機械在工程機械領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，其主要分為上車和下車兩部分，其中上車部分主要包括回轉(zhuǎn)機構(gòu)和安裝在回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)臺上的作業(yè)機構(gòu)。典型地例如汽車起重機，在汽車起重機工作過程中，為了擴大作業(yè)范圍，增強作業(yè)的靈活性，起重機吊臂通常 安裝在回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)臺上，這樣在回轉(zhuǎn)臺受到驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時，起重機吊臂起吊重物隨同回轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)。但是，可回轉(zhuǎn)工程機械在回轉(zhuǎn)作業(yè)過程中，常常因為種種原因(例如控制方法不完善、輕載等)出現(xiàn)回轉(zhuǎn)速度過大等缺陷，這是非常危險地。眾所周知地，例如對于汽車起重機而言，如果工作幅度較大，回轉(zhuǎn)臺在吊臂起吊有重物的狀態(tài)下回轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生很大的向心力，這容易造成汽車起重機側(cè)傾、甚至翻倒，尤其是重物重量較大時更是如此。為此，現(xiàn)有技術(shù)中主要通過限制可回轉(zhuǎn)工程機械的最大回轉(zhuǎn)速度來克服上述缺陷。例如，中國發(fā)明專利申請CN101219758A公開了一種防止可回轉(zhuǎn)工程機械傾覆的最大回轉(zhuǎn)速度限制方法。參見圖I和圖2所示，在起重機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)工作時，起重機的上車以角速度《旋轉(zhuǎn)。此時，吊繩對起吊重物除了產(chǎn)生方向向上的大小與重物的重力G相等的拉力之外，還產(chǎn)生水平方向的指向回轉(zhuǎn)中心的向心力，該向心力的大小為F =GX co2X (LJLtl)，其中，L1為重力線距離其蹤跡最接近支腿的水平距離，L0為支腿到起重機的回轉(zhuǎn)中心的距離，兩者相加為工作幅度。該向心力對起重機產(chǎn)生的反作用力產(chǎn)生使得起重機趨于傾覆的動態(tài)傾翻力矩。為了防止動態(tài)傾翻力矩過大而導致起重機傾覆，所述限制方法主要包括如下步驟讀取當前狀態(tài)下該回轉(zhuǎn)工程機械的穩(wěn)定力矩和靜態(tài)傾翻力矩，并根據(jù)兩者的差值計算出動態(tài)傾翻力矩空間Tdfflax,即Tdmax =穩(wěn)定力矩-靜態(tài)力矩；根據(jù)所述動
態(tài)傾翻力矩空間Tdmax，根據(jù)公式計算出最大允許回轉(zhuǎn)速度，其中G
^max=VGxLxH，
為起重重量，L為工作幅度，H為動態(tài)力的作用距離；上述三個參數(shù)均通過起重機上相應(yīng)的傳感器獲得；根據(jù)最大允許回轉(zhuǎn)速度《_和回轉(zhuǎn)減速機的減速比i，計算回轉(zhuǎn)液壓馬達的最大允許轉(zhuǎn)速n_ax ;控制回轉(zhuǎn)液壓馬達的轉(zhuǎn)速在該最大允許轉(zhuǎn)速n_x之下。但是，上述專利申請最大回轉(zhuǎn)速度的限制方法以穩(wěn)定力矩和靜態(tài)傾翻力矩為基準值從‘傾覆’的安全角度和靜態(tài)的角度提出了回轉(zhuǎn)機構(gòu)的最大回轉(zhuǎn)速度限制方法，并未涉及到回轉(zhuǎn)過程中相同工作幅度下不同重量重物之間的最大回轉(zhuǎn)線速度的不同以及不同工作幅度下相同重量重物之間的最大回轉(zhuǎn)線速度的不同，實際上，現(xiàn)有技術(shù)的上述控制方法仍然屬于一種比較粗糙的控制方法，其無法根據(jù)起吊重物的重量以及工作幅度的不同來針對性地控制回轉(zhuǎn)機構(gòu)的轉(zhuǎn)速，因此控制的精細性和針對性不夠。有鑒于此，需要提供一種新型的可回轉(zhuǎn)工程機械回轉(zhuǎn)控制方法及其控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明首先所要解決的技術(shù)問題是提供一種可回轉(zhuǎn)工程機械回轉(zhuǎn)恒功率控制方法，該回轉(zhuǎn)恒功率控制方法既能確?？苫剞D(zhuǎn)工程機械的安全工作，又能根據(jù)可回轉(zhuǎn)工程機 械的起吊重物的重量以及工作幅度來針對性地控制回轉(zhuǎn)機構(gòu)的轉(zhuǎn)速。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明進一步所要解決的技術(shù)問題是提供一種可回轉(zhuǎn)工程機械回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)，該回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)既能確?？苫剞D(zhuǎn)工程機械的安全工作，又能根據(jù)可回轉(zhuǎn)工程機械的起吊重物的重量以及工作幅度來針對性地控制回轉(zhuǎn)機構(gòu)的轉(zhuǎn)速。此外，本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題是提供一種可回轉(zhuǎn)工程機械，該可回轉(zhuǎn)工程機械的回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)不但能夠確保可回轉(zhuǎn)工程機械的安全工作，而且能根據(jù)可回轉(zhuǎn)工程機械的起吊重物的重量以及工作幅度來針對性地控制回轉(zhuǎn)機構(gòu)的轉(zhuǎn)速。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可回轉(zhuǎn)工程機械回轉(zhuǎn)恒功率控制方法，其中，該回轉(zhuǎn)恒功率控制方法包括如下步驟第一步驟計算出回轉(zhuǎn)參考功率P = MXgXV,其中M為起吊重物的質(zhì)量,單位為Kg ；g為重力加速度常數(shù),即g = 9. 8N/Kg ；V為重物回轉(zhuǎn)線速度，單位為m/s，在可回轉(zhuǎn)工程機械的工作幅度R <所述可回轉(zhuǎn)工程機械的回轉(zhuǎn)臺的半徑r時，V = 3 ;在所述工作幅度R >所述回轉(zhuǎn)臺的半徑r時，V = 3Xr/R ;第二步驟計算出回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n = PX9. 549/Ta，其中Ta為所述可回轉(zhuǎn)工程機械的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置所連接的減速機的額定輸出轉(zhuǎn)矩，單位為N m ;所述回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n的單位為轉(zhuǎn)/分；第三步驟控制所述回轉(zhuǎn)臺的實際轉(zhuǎn)速等于所述回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n。具體地，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置為回轉(zhuǎn)液壓馬達，在所述第三步驟中，通過控制向所述可回轉(zhuǎn)工程機械的回轉(zhuǎn)液壓馬達的供油流量來控制所述回轉(zhuǎn)臺的實際轉(zhuǎn)速。具體選擇地，在所述第三步驟中，通過控制所述可回轉(zhuǎn)工程機械的回轉(zhuǎn)換向閥的通流口徑來控制向所述液壓馬達的供油流量。優(yōu)選地，在所述第三步驟中還包括實時地檢測所述回轉(zhuǎn)臺的實際轉(zhuǎn)速是否等于所述回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n。在上述控制方法的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供一種可回轉(zhuǎn)工程機械回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)，包括回轉(zhuǎn)泵，該回轉(zhuǎn)泵經(jīng)由回轉(zhuǎn)換向閥連接于用于通過減速機驅(qū)動回轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)液壓馬達，以向該回轉(zhuǎn)液壓馬達供油而實現(xiàn)該回轉(zhuǎn)液壓馬達的正反轉(zhuǎn)，其中，所述回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)還包括控制器，該控制器電連接于所述回轉(zhuǎn)換向閥，所述控制器按照如下進程模式控制所述回轉(zhuǎn)臺的實際轉(zhuǎn)速首先，計算出回轉(zhuǎn)參考功率P = MXgX V，其中M為起吊重物的質(zhì)量，單位為Kg ；g為重力加速度常數(shù)，即g = 9. 8N/Kg ；V為重物回轉(zhuǎn)線速度,單位為m/s，在所述可回轉(zhuǎn)工程機械的工作幅度R <該可回轉(zhuǎn)工程機械的回轉(zhuǎn)臺的半徑r時，V = 3 ;在所述工作幅度R >所述回轉(zhuǎn)臺的半徑r時，V = 3Xr/R ;其次，計算出回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n =PX9. 549/Ts，其中Ts為所述回轉(zhuǎn)液壓馬達所連接的所述減速機的額定輸出轉(zhuǎn)矩，單位為N m ;所述回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n的單位為轉(zhuǎn)/分；再次，所述控制器控制所述回轉(zhuǎn)換向閥的通流口徑以控制向所述回轉(zhuǎn)液壓馬達的供油流量，從而通過控制所述回轉(zhuǎn)液壓馬達的轉(zhuǎn)速以使得所述回轉(zhuǎn)臺的實際轉(zhuǎn)速等于所述回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速H。
具體選擇地，所述回轉(zhuǎn)換向閥為電磁比例換向閥或電液比例換向閥。具體選擇地,所述回轉(zhuǎn)泵為變量泵。優(yōu)選地，所述回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)還包括用于檢測所述回轉(zhuǎn)臺的實際轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器，該轉(zhuǎn)速傳感器電連接于所述控制器，以實時地檢測所述回轉(zhuǎn)臺的實際轉(zhuǎn)速是否等于所述回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n。此外，本發(fā)明還提供一種可回轉(zhuǎn)工程機械，其中，該可回轉(zhuǎn)工程機械包括權(quán)利要求5至8中任一項所述的回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)。具體選擇地，所述可回轉(zhuǎn)工程機械為汽車起重機。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的回轉(zhuǎn)恒功率控制方法及其控制系統(tǒng)以回轉(zhuǎn)參考功率作為基準進行控制，通過總結(jié)實際回轉(zhuǎn)作業(yè)參數(shù)計算出確?？苫剞D(zhuǎn)工程機械安全工作的回轉(zhuǎn)參考功率P，進而以該回轉(zhuǎn)參考功率為基礎(chǔ)計算出回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n，進而控制回轉(zhuǎn)臺的實際轉(zhuǎn)速等于按照回轉(zhuǎn)參考功率計算出的回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n。通過本發(fā)明的控制方法，在不同工作幅度R下，即使起吊重物的質(zhì)量M相同，其回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n也不一樣；在相同工作幅度R下，不同的起吊重物的質(zhì)量M也會導致回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n不一樣。在質(zhì)量確定的起吊重物的某一工作幅度下，回轉(zhuǎn)機構(gòu)始終以恒定的功率運行，避免了回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速的波動。本發(fā)明的控制方法既能確保可回轉(zhuǎn)工程機械的安全工作，又能根據(jù)可回轉(zhuǎn)工程機械的起吊重物的重量以及工作幅度來針對性地控制回轉(zhuǎn)機構(gòu)的轉(zhuǎn)速，控制的精細性和針對性較好。按照計算出的n值回轉(zhuǎn)運行，就實現(xiàn)了不同幅度下不同重量下回轉(zhuǎn)性能的恒功率控制。也就是說，本發(fā)明的控制方法及其控制系統(tǒng)能有效實現(xiàn)起重機回轉(zhuǎn)起重作業(yè)過程中根據(jù)重物重量和工作幅度的不同，實現(xiàn)重物回轉(zhuǎn)作業(yè)速度‘輕快重緩、近快遠慢’的控制目標，確?；剞D(zhuǎn)作業(yè)的高效和和整機結(jié)構(gòu)強度的最大利用。本發(fā)明的可回轉(zhuǎn)工程機械包括上述回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)，因此其同樣具有上述優(yōu)點。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式
部分予以詳細說明。


下列附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，其與下述的具體實施方式
一起用于解釋本發(fā)明，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于下述附圖及具體實施方式
。在附圖中圖I是現(xiàn)有技術(shù)的可回轉(zhuǎn)工程機械最大回轉(zhuǎn)速度限制方法的流程框圖。圖2是圖I所示的現(xiàn)有技術(shù)顯示的起重機上車回轉(zhuǎn)時起重機動態(tài)受力示意圖。圖3是可回轉(zhuǎn)工程機械例如起重機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)在起吊重物的狀態(tài)下進行回轉(zhuǎn)的狀態(tài)示意圖。圖4是本發(fā)明的可回轉(zhuǎn)工程機械回轉(zhuǎn)恒功率控制方法的流程框圖。圖5是本發(fā)明的可回轉(zhuǎn)工程機械回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。附圖標記說明I起吊重物；2吊繩；3吊臂；4回轉(zhuǎn)臺； 5支腿；6控制器；7轉(zhuǎn)速傳感器；8回轉(zhuǎn)泵；
9電磁比例換向閥；10回轉(zhuǎn)液壓馬達；11油箱；M重物質(zhì)量；V重物回 轉(zhuǎn)線速度；n回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速；R工作幅度。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細說明，應(yīng)當理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用于說明和解釋本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍并不局限于下述的具體實施方式
。首先需要說明的是，盡管在下文的說明中主要以起重機為例進行描述，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然地，本發(fā)明的回轉(zhuǎn)恒功率控制方法及其控制系統(tǒng)可以廣泛地適用于各種需要起吊重物的可回轉(zhuǎn)工程機械，例如單斗挖掘機等。此外，在下文的說明中，對于一些公知的技術(shù)內(nèi)容將適當予以簡略描述。參見圖3所示，在可回轉(zhuǎn)工程機械，例如汽車起重機工作時，安裝在回轉(zhuǎn)臺4上吊臂3跟隨回轉(zhuǎn)臺4 一起旋轉(zhuǎn)，起吊重物I通過吊繩2懸吊在吊臂3的端部，為了增強汽車起重機回轉(zhuǎn)工作時的穩(wěn)定性，汽車起重機在起吊重物時一般需要通過支腿5支撐到地面上。在回轉(zhuǎn)時，回轉(zhuǎn)臺4的回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速為n (通常也可以標記為n分，即單位為轉(zhuǎn)/分)，重物質(zhì)量為M，重物回轉(zhuǎn)線速度為V，工作幅度為R。這種回轉(zhuǎn)狀態(tài)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的，對此不再贅述。下面描述本發(fā)明的回轉(zhuǎn)恒功率控制方法。參見圖4所示，本發(fā)明的回轉(zhuǎn)恒功率控制方法包括如下步驟首先，在第一步驟SlOl中，計算出回轉(zhuǎn)參考功率P = MXgXV,在此需要說明的是，該回轉(zhuǎn)參考功率的計算公式是發(fā)明人通過總結(jié)工程回轉(zhuǎn)作業(yè)的實際參數(shù)并考慮起吊重物的慣性等因素得出的參考公式，并不嚴格符合功率計算原理。其中M為起吊重物I的質(zhì)量，單位一般為Kg ；g為重力加速度常數(shù)，即9. 8N/Kg ；V為重物回轉(zhuǎn)線速度，單位為m/s。根據(jù)工程作業(yè)實踐以及國家起重作業(yè)安全標準，在各種工作幅度下，重物回轉(zhuǎn)線速度通常不應(yīng)當大于3m/s，從力學分析的角度而言，對于同一質(zhì)量的起吊重物而言，工作幅度R(單位為m)越大,產(chǎn)生的離心力(反作用力即為向心力)越大，起重機側(cè)傾的可能性也就越大，因此在工作幅度R增大時，重物回轉(zhuǎn)線速度理想地應(yīng)當減小。通過總結(jié)工程作業(yè)實踐的現(xiàn)場作業(yè)參數(shù)發(fā)現(xiàn)，從確?？苫剞D(zhuǎn)工程機械安全作業(yè)的角度出發(fā)，一般在工作幅度R <可回轉(zhuǎn)工程機械的回轉(zhuǎn)臺4的半徑r (單位為m)時，重物回轉(zhuǎn)線速度為3m/s是普遍安全地；在工作幅度R >回轉(zhuǎn)臺的半徑!■時，通過差值法計算出重物回轉(zhuǎn)線速度V = 3 Xr/R。顯然地，在該第一步驟中計算出的回轉(zhuǎn)參考功率的單位為W，即N -m/s (牛頓 米/秒)其次，在第二步驟S201中，在所述回轉(zhuǎn)參考功率P的基礎(chǔ)上，計算出回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n=PX9. 549/Ts，其中Ts為可回轉(zhuǎn)工程機械的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置所連接的減速機的額定輸出轉(zhuǎn)矩，單位為N m(牛頓 米)，顯然地，通過該公式計算出的所述回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n的單位為轉(zhuǎn)/分。在該第二步驟中，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然地，在回轉(zhuǎn)臺4運行過程中，假設(shè)回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速為n，則回轉(zhuǎn)臺的實際回轉(zhuǎn)功率為T X n/9. 549，其中T為回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置所連接的減速機提供的扭矩，n為回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)/分)。由于本發(fā)明的控制方法是以起吊重物I為對象，其將上述能夠確?？苫剞D(zhuǎn)工程機械(例如汽車起重機)安全工作的回轉(zhuǎn)參考功率作為控制基準，通過調(diào)整回轉(zhuǎn)臺的實際轉(zhuǎn)速等于回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n使其達到恒功率狀態(tài)，因此P =MXgXV = TXn/9. 549，從而回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n = PX9. 549/T，由于T為回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置所連接的減速機實際提供的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)國家標準(GB3811-2008)，一般而言，在實際回轉(zhuǎn)作業(yè)過程中，T = Tf (摩擦力矩)+Tw (風阻力矩)+Tp (坡度力矩)+Tv (動態(tài)回轉(zhuǎn)距)。由于在回轉(zhuǎn)作業(yè)過程中，回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(例如回轉(zhuǎn)液壓馬達)的轉(zhuǎn)矩一般不會超過其的額定轉(zhuǎn)矩，為了簡化計算并確保可回轉(zhuǎn)工程機械的作業(yè)安全性，使得回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n保持平穩(wěn)，采用回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置所連接的減速機的額定輸出轉(zhuǎn)矩進行計算，即n = PX9. 549/Ta。所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置所連接的減速機的額定輸出轉(zhuǎn)矩根據(jù)回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的額定轉(zhuǎn)矩進行計算，回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(例如回轉(zhuǎn)液壓馬達)的額定轉(zhuǎn)矩對于所采用型號的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置是已知的，公知地，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的額定轉(zhuǎn)矩乘以減速機的傳動比即為減速機的額定輸出扭矩，當然在考慮機械傳動效率的情形下還要乘以相應(yīng)的機械效率系數(shù)，一般齒輪減速機機械效率系數(shù)為90 %，蝸輪蝸桿減速機機械效率系數(shù)為70-90 %。
再次，在第三步驟中S301，控制回轉(zhuǎn)臺4的實際轉(zhuǎn)速等于所述回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n。從本發(fā)明的上述控制方法可以看出，由于本發(fā)明的控制方法以回轉(zhuǎn)參考功率作為基準進行控制，通過總結(jié)實際回轉(zhuǎn)作業(yè)參數(shù)計算出確?？苫剞D(zhuǎn)工程機械安全工作的回轉(zhuǎn)參考功率P，進而以該回轉(zhuǎn)參考功率為基礎(chǔ)計算出回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n，進而控制回轉(zhuǎn)臺4的實際轉(zhuǎn)速等于根據(jù)回轉(zhuǎn)參考功率計算出的回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n。通過本發(fā)明的控制方法，在不同工作幅度R下，即使起吊重物I的質(zhì)量M相同，其回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n也不一樣；在相同工作幅度R下，不同的起吊重物I的質(zhì)量M也會導致回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n不一樣。在質(zhì)量確定的起吊重物I的某一工作幅度下，回轉(zhuǎn)機構(gòu)始終以恒定的功率運行，避免了回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速的波動。本發(fā)明的控制方法既能確?？苫剞D(zhuǎn)工程機械的安全工作，又能根據(jù)可回轉(zhuǎn)工程機械的起吊重物的重量以及工作幅度來針對性地控制回轉(zhuǎn)機構(gòu)的轉(zhuǎn)速，控制的精細性和針對性較好。按照計算出的n值回轉(zhuǎn)運行，就實現(xiàn)了不同幅度下不同重量下回轉(zhuǎn)性能的恒功率控制。在本發(fā)明的上述控制方法中，上述回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置可以采用不同的驅(qū)動裝置，相應(yīng)地通過控制回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)速從而控制回轉(zhuǎn)臺4的轉(zhuǎn)速的方法也不盡相同，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯然地，例如所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置可以采用電機，從而可以容易地通過控制電機轉(zhuǎn)速來控制回轉(zhuǎn)臺4的轉(zhuǎn)速。但是，在可回轉(zhuǎn)工程機械中普遍采用液壓回轉(zhuǎn)機構(gòu)，因此，優(yōu)選地，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置為回轉(zhuǎn)液壓馬達10，在上述第三步驟301中，對于可回轉(zhuǎn)工程機械領(lǐng)域的技術(shù)人員是公知地，回轉(zhuǎn)臺4的轉(zhuǎn)速可以容易地通過控制向回轉(zhuǎn)液壓馬達10的供油流量來實現(xiàn)。適當參見圖5，公知地，可回轉(zhuǎn)工程機械的回轉(zhuǎn)機構(gòu)轉(zhuǎn)速計算公式(不考慮各種機械效率)如下回轉(zhuǎn)泵最大輸出流量QP = Vp Ii1，其中Vp為回轉(zhuǎn)泵8的排量，H1為用于驅(qū)動回轉(zhuǎn)泵8的發(fā)動機(例如內(nèi)燃機或電機)的轉(zhuǎn)速；回轉(zhuǎn)液壓馬達10最大輸出轉(zhuǎn)速
~ =&，Vm為回轉(zhuǎn)液壓馬達10的排量，可根據(jù)電流大小隨機變化；此外，公知地，回轉(zhuǎn)臺
m
4 一般經(jīng)由減速機構(gòu)和大小回轉(zhuǎn)齒輪由液壓馬達驅(qū)動，因此回轉(zhuǎn)臺4的轉(zhuǎn)速其中i為為回轉(zhuǎn)機構(gòu)減速機傳動比，Z2、Zl為回轉(zhuǎn)大小齒輪齒數(shù)。上述可回轉(zhuǎn)工程機械的回轉(zhuǎn)機構(gòu)轉(zhuǎn)速計算公式對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是熟知地，當然在考慮相應(yīng)的機械效率的情形下，上述公式還需要考慮相應(yīng)的機械效率系數(shù)。
通過上述公式可以看出，只要控制回轉(zhuǎn)液壓馬達10的供油流量，即可有效地控制回轉(zhuǎn)液壓馬達10的轉(zhuǎn)速，從而控制回轉(zhuǎn)臺4的轉(zhuǎn)速，使得回轉(zhuǎn)臺4的轉(zhuǎn)速等于上述計算的回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n。適當參見圖5，在上述步驟301中，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，一般可以通過控制回轉(zhuǎn)換向閥的開口來控制向液壓馬達10的供油流量，為此回轉(zhuǎn)換向閥一般可以采用電磁比例換向閥4，以精確地實現(xiàn)流量控制。此外，回轉(zhuǎn)泵2可以為變量泵，通過控制變量泵的輸出流量可以起到更好地控制效果。在本發(fā)明的上述控制方法中，優(yōu)選地，上述第三步驟還包括實時地檢測所述回轉(zhuǎn)臺4的轉(zhuǎn)速是否等于所述回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n。這一般通過轉(zhuǎn)速傳感器來檢測。以下描述本發(fā)明的可回轉(zhuǎn)工程機械回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)，需要說明的是，由于可回轉(zhuǎn)工程機械中的回轉(zhuǎn)機構(gòu)普遍為液壓驅(qū)動式回轉(zhuǎn)機構(gòu)，因此本發(fā)明的可回轉(zhuǎn)工程機械回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)為典型的液壓回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，參見圖5，與公知的回轉(zhuǎn)機構(gòu)類似，該回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)包括回轉(zhuǎn)泵8，該回轉(zhuǎn)泵8經(jīng)由回轉(zhuǎn)換向閥連接于用于通過減速機驅(qū)動回轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)液壓馬達10，以向所述回轉(zhuǎn)液壓馬達10供油而實現(xiàn)該回轉(zhuǎn)液壓馬達10的正反轉(zhuǎn)，具體的管路連接關(guān)系例如與油箱11的連接等均是公知的，在此不再贅述。其中，該回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)還包括控制器6，該控制器6電連接于所述回轉(zhuǎn)換向閥，所述控制器6按照如下進程模式(代表軟件進程模塊或硬件模塊)控制可回轉(zhuǎn)工程機械的回轉(zhuǎn)臺4的轉(zhuǎn)速(下述公式的參數(shù)的單位同上述控制方法中所述)首先，計算出回轉(zhuǎn)參考功率P = MXgX V，其中M為起吊重物I的質(zhì)量，g為重力加速度常數(shù)，V為重物回轉(zhuǎn)線速度，在工作幅度R <可回轉(zhuǎn)工程機械的回轉(zhuǎn)臺4的半徑r時，V=3 ;在工作幅度R >回轉(zhuǎn)臺的半徑r時，V = 3Xr/R；其次，計算出回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n = PX9. 549/Ts，其中Ts為可回轉(zhuǎn)工程機械的回轉(zhuǎn)液壓馬達所連接的減速機的額定轉(zhuǎn)矩；再次，所述控制器6控制所述回轉(zhuǎn)換向閥的通流口徑以控制向所述回轉(zhuǎn)液壓馬達10的供油流量，以控制回轉(zhuǎn)液壓馬達10的轉(zhuǎn)速，從而控制回轉(zhuǎn)臺4的轉(zhuǎn)速等于所述回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n。在上述可回轉(zhuǎn)工程機械回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述回轉(zhuǎn)換向閥為電磁比例換向閥9(圖5中為三位四通電磁比例換向閥)或電液比例換向閥。公知地，電磁比例換向閥或電液比例換向閥通過電控制，不但能夠?qū)崿F(xiàn)換向控制，而且能夠?qū)崿F(xiàn)精確的流量控制。優(yōu)選地，所述回轉(zhuǎn)泵8為變量泵。此外，優(yōu)選地，可回轉(zhuǎn)工程機械回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)還包括用于檢測所述回轉(zhuǎn)臺4的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器7，該轉(zhuǎn)速傳感器7電連接于所述控制器6，以實時地檢測所述回轉(zhuǎn)臺4的轉(zhuǎn)速是否等于所述回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n。在上述可回轉(zhuǎn)工程機械回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供一種可回轉(zhuǎn)工程機械，該回轉(zhuǎn)工程機械包括上述的回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)。具體選擇地，所述可回轉(zhuǎn)工程機械為汽車起重機，當然也可以是其它類型的起重機或可回轉(zhuǎn)工程機械，例如單斗挖掘機。由上描述可以看出，本發(fā)明優(yōu)點在于本發(fā)明的控制方法及其控制系統(tǒng)以回轉(zhuǎn)參考功率作為基準進行控制，通過總結(jié)實際回轉(zhuǎn)作業(yè)參數(shù)計算出確?？苫剞D(zhuǎn)工程機械安全工作的回轉(zhuǎn)參考功率P，進而以該回轉(zhuǎn)參考功率為基礎(chǔ)計算出回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n，進而控制回轉(zhuǎn)臺4的轉(zhuǎn)速等于n。通過本發(fā)明的控制方法，在不同工作幅度R下，即使起吊重物I的質(zhì)量M相同，其回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n也不一樣；在相同工作幅度R下，不同的起吊重物I的質(zhì)量M也會導致回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n不一樣。在質(zhì)量確定的起吊重物I的某一工作幅度下，回轉(zhuǎn)機構(gòu)始終以恒定的功率運行，避免了回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速的波動。本發(fā)明的控制方法既能確?？苫剞D(zhuǎn)工程機械的安全工作，又能根據(jù)可回轉(zhuǎn)工程機械的起吊重物的重量以及工作幅度來針對性地控制回轉(zhuǎn)機構(gòu)的轉(zhuǎn)速，控制的精細性和針對性較好。按照計算出的n值回轉(zhuǎn)運行，就實現(xiàn)了不同幅度下不同重量下回轉(zhuǎn)性能的恒功率控制。也就是說，本發(fā)明的控制方法及其控制系統(tǒng)能有效實現(xiàn)起重機回轉(zhuǎn)起重作業(yè)過程中根據(jù)重物重量和工作幅度的不同，實現(xiàn)重物回轉(zhuǎn)作業(yè)速度‘輕快重緩、近快遠慢’的控制目標，確?；剞D(zhuǎn)作業(yè)的高效和和整機結(jié)構(gòu)強度的最大利用。本發(fā)明的可回轉(zhuǎn)工程機械包括上述回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)，因此其同樣具有上述優(yōu)點。 以上結(jié)合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式
中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.可回轉(zhuǎn)工程機械回轉(zhuǎn)恒功率控制方法，其中，該回轉(zhuǎn)恒功率控制方法包括如下步驟 第一步驟(SlOl):計算出回轉(zhuǎn)參考功率P = MXgX V，其中M為起吊重物⑴的質(zhì)量，單位為Kg ；g為重力加速度常數(shù),即g = 9. 8N/Kg ；V為重物回轉(zhuǎn)線速度,單位為m/s,在可回轉(zhuǎn)工程機械的工作幅度R彡所述可回轉(zhuǎn)工程機械的回轉(zhuǎn)臺⑷的半徑r時，V = 3 ;在所述工作幅度R >所述回轉(zhuǎn)臺⑷的半徑r時，V = 3Xr/R ; 第二步驟(S201):計算出回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n = PX9. 549/T額，其中T額為所述可回轉(zhuǎn)工程機械的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置所連接的減速機的額定輸出轉(zhuǎn)矩，單位為N m ;所述回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n的單位為轉(zhuǎn)/分； 第三步驟(S301):控制所述回轉(zhuǎn)臺(4)的實際轉(zhuǎn)速等于所述回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的回轉(zhuǎn)恒功率控制方法，其中，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置為回轉(zhuǎn)液壓馬達(10)，在所述第三步驟(S301)中，通過控制向所述可回轉(zhuǎn)工程機械的回轉(zhuǎn)液壓馬達(10)的供油流量來控制所述回轉(zhuǎn)臺⑷的實際轉(zhuǎn)速。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的回轉(zhuǎn)恒功率控制方法，其中，在所述第三步驟(S301)中，通過控制所述可回轉(zhuǎn)工程機械的回轉(zhuǎn)換向閥的通流口徑來控制向所述液壓馬達(10)的供油流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的回轉(zhuǎn)恒功率控制方法，其中，在所述第三步驟(S301)中還包括實時地檢測所述回轉(zhuǎn)臺(4)的實際轉(zhuǎn)速是否等于所述回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n。
5.可回轉(zhuǎn)工程機械回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)，包括回轉(zhuǎn)泵(8)，該回轉(zhuǎn)泵(8)經(jīng)由回轉(zhuǎn)換向閥連接于用于通過減速機驅(qū)動回轉(zhuǎn)臺⑷的回轉(zhuǎn)液壓馬達(10)，以向該回轉(zhuǎn)液壓馬達(10)供油而實現(xiàn)該回轉(zhuǎn)液壓馬達的正反轉(zhuǎn)，其中，所述回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)還包括控制器(6)，該控制器￠)電連接于所述回轉(zhuǎn)換向閥，所述控制器(6)按照如下進程模式控制所述回轉(zhuǎn)臺(4)的實際轉(zhuǎn)速 首先，計算出回轉(zhuǎn)參考功率P = MXgXV，其中M為起吊重物⑴的質(zhì)量，單位為Kg ；g為重力加速度常數(shù)，即g = 9. 8N/Kg ;V為重物回轉(zhuǎn)線速度，單位為m/s，在所述可回轉(zhuǎn)工程機械的工作幅度R <該可回轉(zhuǎn)工程機械的回轉(zhuǎn)臺(4)的半徑r時，V = 3 ;在所述工作幅度R >所述回轉(zhuǎn)臺⑷的半徑r時，V = 3Xr/R ； 其次，計算出回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n = PX9. 549/Ts，其中Ts為所述回轉(zhuǎn)液壓馬達(10)所連接的所述減速機的額定輸出轉(zhuǎn)矩，單位為N m ;所述回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n的單位為轉(zhuǎn)/分； 再次，所述控制器(6)控制所述回轉(zhuǎn)換向閥的通流口徑以控制向所述回轉(zhuǎn)液壓馬達(10)的供油流量，從而通過控制所述回轉(zhuǎn)液壓馬達(10)的轉(zhuǎn)速以使得所述回轉(zhuǎn)臺(4)的實際轉(zhuǎn)速等于所述回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)，其中，所述回轉(zhuǎn)換向閥為電磁比例換向閥(9)或電液比例換向閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)，其中，所述回轉(zhuǎn)泵(8)為變量泵。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項所述的回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)，其中，所述回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)還包括用于檢測所述回轉(zhuǎn)臺(4)的實際轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器(7)，該轉(zhuǎn)速傳感器(7)電連接于所述控制器(6)，以實時地檢測所述回轉(zhuǎn)臺(4)的實際轉(zhuǎn)速是否等于所述回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n。
9.可回轉(zhuǎn)工程機械，其中，該可回轉(zhuǎn)工程機械包括權(quán)利要求5至8中任一項所述的回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可回轉(zhuǎn)工程機械，其中，所述可回轉(zhuǎn)工程機械為汽車起重機。
全文摘要
可回轉(zhuǎn)工程機械回轉(zhuǎn)恒功率控制方法，包括第一步驟(101)計算出回轉(zhuǎn)參考功率P＝M×g×V，其中M為起吊重物的質(zhì)量；g為重力加速度常數(shù)；V為重物回轉(zhuǎn)線速度；第二步驟(201)計算出回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n＝P×9.549/T額，其中T額為回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置所連接的減速機的額定輸出轉(zhuǎn)矩；第三步驟(S301)控制回轉(zhuǎn)臺(4)的實際轉(zhuǎn)速等于回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n。此外，本發(fā)明還提供一種用于實現(xiàn)上述控制方法的回轉(zhuǎn)恒功率控制系統(tǒng)及可回轉(zhuǎn)工程機械。本發(fā)明的控制方法及控制系統(tǒng)能根據(jù)重物重量和工作幅度的不同，實現(xiàn)重物回轉(zhuǎn)作業(yè)速度‘輕快重緩、近快遠慢’的控制目標，確保回轉(zhuǎn)作業(yè)的高效和和整機結(jié)構(gòu)強度的最大利用。
文檔編號B66C23/94GK102616687SQ201210085958
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者劉權(quán), 張建軍, 李義, 李英智, 詹純新 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司