[发明专利]集装箱正面吊运机及其吊具定位控制方法、系统

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体涉及一种集装箱正面吊运机及其吊具定位控制方法、系统。

背景技术

随着经济建设的迅速发展，机场、港口等吊运规模也越来越大，对于吊运设置的需求逐渐呈专业化的趋势变化。特别是，国际标准集装箱的广泛应用，对于中小港口，铁路中专站和公路中专站的集装箱装卸及堆垛操作提出了更高的要求。

针对国际标准集装箱专门设计的集装箱正面吊运机的专业性能可有效适应集装箱的运输要求。与叉车相比，它具有机动灵活，操作方便，稳定性好，轮压较底，堆码层数高，堆厂利用率高等优点。现有的集装箱正面吊运机主要由工程机械底盘，伸缩臂架，集装箱吊具等三部分组成，其中，伸缩臂架通过伸缩油缸调节臂架长度，通过变幅油缸调节工作幅度，其集装箱吊具有旋转机构，以根据实际需要调整集装箱的姿态。实际作业中，需要驾驶员同时协调臂架的变幅与伸缩动作，使吊具在变幅油缸和伸缩油缸的轴线所确定的平面内做垂直方向和水平方向的运动，以便将集装箱垂直升降和水平移动到预定位置。

然而，由于正面吊变幅和伸缩两个油缸共用一个主油路，在相同的控制电流控制相同的比例阀开度下，因负载存在显著的差异导致进入油缸的流量差别较大，人工协调变幅和伸缩动作难以实现精确的垂直升降和水平移动动作，由此需要人工间断地完成垂直起升，需多次操作。显然，这种操作可靠性、准确性较低的方式直接影响作业效率，同时使得操作者的工作强度较大。

有鉴于此，亟待另辟蹊径针对集装箱正面吊运机的操作控制进行优化设计，在确保操作可靠性和准确性的基础上，有效提高作业效率，降低操作者工作强度。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种集装箱正面吊运机的吊具定位控制方法，以自动实现吊具定位控制，可有效提高操作可靠性、准确性及作业效率，并大大降低操作强度。在此基础上，本发明还提供一种吊具定位控制系统和应用该系统的集装箱正面吊运机。

本发明提供的集装箱正面吊运机的吊具定位控制方法，包括下述步骤：

获取当前臂架的长度、角度及目标位置；

以吊具定位手动开关未触发为条件，根据所述长度、角度确定当前位置，并根据当前位置及目标位置输出调节臂架变幅油缸和伸缩油缸工作状态的控制信号，以控制设置于臂架端部的所述吊具位移定位于所述目标位置。

优选地，所述控制信号分别输出至调整所述变幅油缸和伸缩油缸的进液量的第一电磁比例阀和第二电磁比例阀。

优选地，所述吊具位移定位包括竖直位移模式和水平位移模式，并配置成：在竖直位移模式，所述控制信号包括同步输出的第一变幅控制信号和第一伸缩控制信号，其中，所述第一变幅控制信号根据查询预设的电信号和高度的第一关系表获得，并输出相应的电信号至第一电磁比例阀，所述第一伸缩控制信号输出至第二电磁比例阀；在水平位移模式，所述控制信号包括同步输出的第二伸缩控制信号和第二变幅控制信号，其中，所述第二伸缩控制信号根据查询预设的电信号和幅度的第二关系表获得，并输出相应的电信号至第二电磁比例阀，所述第二变幅控制信号输出至第一电磁比例阀。

优选地，所述第一伸缩控制信号根据下述公式获得：

I₁=k_p1ΔR_i+k_d1(ΔR_i-ΔR_(i-1))+k_i1ΣΔR_i；式中，

ΔR_i―当前采样时刻的位置与目标位置的幅度差；

ΔR_(i-1)-上一次采样时刻的位置与目标位置的幅度差；

ΣΔR_i―当前采样时刻和过去时刻的所有幅度差累积之和；

k_p1―比例增益；

k_d1―微分增益；

k_i1―积分增益；

其中，所述第二变幅控制信号根据下述公式获得：

I₂=k_p2ΔH_i+k_d2(ΔH_i-ΔH_(i-1))+k_i2ΣΔH_i；式中，

ΔH_i―当前采样时刻的位置与目标位置的高度差；

ΔH_(i-1)-上一次采样时刻的位置与目标位置的高度差；