[发明专利]一种集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统及方法，控制系统包括用于测量集装箱侧面吊上臂与车架平面之间角度的第一角度传感器、用于测量集装箱侧面吊下臂与车架平面之间角度的第二角度传感器；所述第一角度传感器、第二角度传感器均与控制器连接；所述控制器通过第一比例阀、第二比例阀分别控制上臂油缸的缩回和伸出，所述控制器通过第三比例阀、第四比例阀分别控制下臂油缸的缩回和伸出。本发明吊点的运动轨迹自动可控，可实现集装箱的精准对锁；吊臂动作快慢可根据需求进行调节，最大限度控制集装箱的晃动，不易翻车。

技术领域

本发明涉及机械产品吊臂控制技术领域，特别是一种集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统及方法。

背景技术

如图1所示，现有的集装箱侧面吊要进行吊装作业，是通过操作对应上臂1和下臂2对应的比例阀控制相应油缸(上臂油缸3、下臂油缸4)的伸缩，实现集装箱5的装卸动作。在集装箱吊载到车架9上方时，通过反复操作上下臂油缸伸缩使得集装箱旋锁锁套6与车架上的集装箱旋锁7对齐，完成吊装作业。该种操作方式在反复操作油缸伸缩时，完全依赖于操作者的观察和工作经验，容易引起集装箱的左右摇晃，不仅对位效率低下，甚至由于操作过于频繁激烈，容易引起翻车，存在较大的安全风险。

发明内容

本发明旨在提供一种集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统及方法，使得吊点的运动轨迹自动可控，实现集装箱的精准对锁；最大限度控制集装箱的晃动，不易翻车。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统，包括用于测量集装箱侧面吊上臂与车架平面之间角度的第一角度传感器、用于测量集装箱侧面吊下臂与车架平面之间角度的第二角度传感器；所述第一角度传感器、第二角度传感器均与控制器连接；所述控制器通过第一比例阀、第二比例阀分别控制上臂油缸的缩回和伸出，所述控制器通过第三比例阀、第四比例阀分别控制下臂油缸的缩回和伸出；上述角度即幅度值。

所述控制器还与操作手柄连接，所述操作手柄控制上臂的伸缩。

相应地，本发明还提供了一种利用上述集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统实现吊臂运动轨迹控制的方法，该方法主要实现过程包括：将上臂和下臂的幅度值作为PID调节器的输入，将PID调节器的输出作为下臂油缸动作的指令信号，使得下臂幅度值快速追踪上臂幅度值，实现吊点直线运动。

上述方法具体实现过程包括：当操作手柄控制上臂缩时，PID调节器输出控制第一比例阀，进而上臂油缸缩回，上臂幅度变化为△L1；与此同时，为使得下臂幅度变化△L2与上臂幅度变化△L1相等，PID调节器输出控制第三比例阀，进而下臂也同时缩，直到△L2＝△L1，PID调节结束；在臂架运动过程中，始终保证△L2＝△L1，则臂架吊点垂直向下运动，实现吊点直线运动；当操作手柄控制上臂伸时，PID调节器输出控制第二比例阀，进而上臂油缸伸出，上臂幅度变化为△L1；与此同时，为使得△L2与△L1相等，PID调节器输出控制第四比例阀,进而下臂也同时伸，直到△L2＝△L1，PID调节结束；在吊臂伸缩运动过程中，始终保持△L2＝△L1，则臂架吊点沿垂直向上的方向运动，实现吊点直线运动。

相应地，本发明的一种集装箱侧面吊吊臂运动轨迹控制系统包括：

PID调节器，输入为第一角度传感器测量的上臂的幅度值和第二角度传感器测量的下臂的幅度值，输出值作为下臂油缸动作的指令信号，使得下臂幅度值快速追踪上臂幅度值，实现吊点直线运动。

所述PID调节器包括：

第一调节单元，用于当操作手柄控制上臂缩时，输出控制第一比例阀，进而上臂油缸缩回，上臂幅度变化为△L1；与此同时，为使得下臂幅度变化△L2与上臂幅度变化△L1相等，输出控制第三比例阀，进而下臂也同时缩，直到△L2＝△L1，调节结束；