RU2457999C2 - Construction machine safety system (versions) - Google Patents
Construction machine safety system (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2457999C2 RU2457999C2 RU2010136198/11A RU2010136198A RU2457999C2 RU 2457999 C2 RU2457999 C2 RU 2457999C2 RU 2010136198/11 A RU2010136198/11 A RU 2010136198/11A RU 2010136198 A RU2010136198 A RU 2010136198A RU 2457999 C2 RU2457999 C2 RU 2457999C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control
- driver
- hydraulic
- drive
- electro
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Mechanical Control Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в системах защиты и управления грузоподъемных кранов, кранов-манипуляторов, трубоукладчиков, подъемников (вышек), бетононасосов, погрузчиков, бульдозеров, автогрейдеров и других строительных машин.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in protection and control systems for hoisting cranes, manipulator cranes, pipe layers, hoists (towers), concrete pumps, loaders, bulldozers, graders and other construction vehicles.
Известно устройство управления грузоподъемной машины (крана), содержащее гидропривод с элементами управления давлением в гидросистеме и устройство безопасности, соединенное с элементами управления механизмов машины посредством устройств с односторонней проводимостью [1].A control device for a lifting machine (crane) containing a hydraulic actuator with pressure control elements in the hydraulic system and a safety device connected to the control elements of the machine mechanisms by means of devices with one-sided conductivity is known [1].
Недостатком этой системы является пониженная безопасность работы машины, вызванная наличием в ее системе управления органа ручного отключения устройства безопасности при его срабатывании.The disadvantage of this system is the reduced safety of the machine, caused by the presence in its control system of a body for manually disabling the safety device when it is triggered.
Наиболее близкой к предложенной является система управления грузоподъемной (строительной) машины, содержащая рабочее место машиниста, приводы механизмов машины, имеющие элементы управления, соединенные с рукоятками (органами) ручного управления машиной посредством механических средств передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста, датчики положения органов управления, соединенные с электронным устройством безопасности, и средство для блокирования работы приводов при срабатывании устройства безопасности [2, 3, 4, 5].Closest to the proposed one is a control system for a lifting (construction) machine, containing the driver’s workstation, machine mechanism drives having control elements connected to the handles (bodies) of the machine’s manual control by means of mechanical transmission and conversion of the driver’s control actions, control position sensors, connected to an electronic safety device, and means for blocking the operation of the drives when the safety device is triggered [2, 3, 4, 5].
В этой системе с целью повышения безопасности работы машины после блокирования работы приводов механизмов машины устройством безопасности обеспечивается возможность включения оператором этого привода в противоположную сторону без отключения устройства безопасности.In this system, in order to increase the safety of the machine after blocking the operation of the drives of the machine mechanisms, the safety device makes it possible for the operator to turn on this drive in the opposite direction without disconnecting the safety device.
Однако при отказах средства передачи управляющих воздействий машиниста либо элементов управления приводами происходит потеря управления машиной, что может привести к ее аварии, а также к невозможности перемещения машины к месту ее ремонта.However, in the event of a failure in the transmission of control actions by the driver or control elements of the drives, loss of control of the machine occurs, which may lead to its accident, as well as to the inability to move the machine to the place of its repair.
Техническими результатам, на достижение которых направлена группа изобретений (в обоих вариантах реализации системы управления), являются:The technical results to which the group of inventions is aimed (in both versions of the control system) are:
- обеспечение возможности остановки машины при отказах средств передачи управляющих воздействий машиниста на ее приводы или при отказах управляющих элементов приводов, соединенных с этими средствами, с соответствующим повышением безопасности работы машины;- providing the possibility of stopping the machine in case of failure of the transmission means of the control actions of the driver on its drives or in case of failures of the control elements of the drives connected to these means, with a corresponding increase in the safety of the machine;
- сохранение управляемости машины при отказах средств передачи управляющих воздействий машиниста на ее приводы или управляющих элементов приводов, соединенных с этими средствами.- maintaining the controllability of the machine in case of failures of the transmission means of the control actions of the driver on its drives or control elements of the drives connected to these means.
В первом варианте системы управления строительной машины, содержащей гидравлические и/или электрические приводы ее механизмов с элементами управления, по меньшей мере, один орган ручного или ножного управления машиной, соединенный с элементами управления приводов с помощью средства передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста, указанные технические результаты достигаются за счет дополнительного оснащения этой системы датчиком прикосновения и/или приближения руки или ноги машиниста к органу управления машиной. Выход этого датчика непосредственно и/или через согласующее устройство соединяется, по меньшей мере, с одним указанным или дополнительным элементом управления привода, со средством передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста, которое в этом случае дополнительно оснащается оконечным устройством, приспособленным для этого подключения, и/или с дополнительно установленным средством отключения электрической и/или гидравлической энергии питания и/или управления этого привода, который/которое выполнен/выполнено с возможностью блокирования работы привода.In the first version of the control system of a construction machine, containing hydraulic and / or electric drives of its mechanisms with control elements, at least one body of manual or foot control of the machine, connected to the control elements of the drives by means of transmission and conversion of the control actions of the driver, the specified technical the results are achieved by additionally equipping this system with a sensor for touching and / or approaching the driver's arm or leg to the machine control. The output of this sensor directly and / or through a matching device is connected to at least one specified or additional control element of the drive, with means for transmitting and converting the control actions of the driver, which in this case is additionally equipped with a terminal device adapted for this connection, and / or with an additionally installed means for disconnecting the electric and / or hydraulic power supply and / or control of this drive, which / which is made / made with the possible Stu blocking of the drive.
При этом для осуществления указанного блокирования работы привода при наличии сигнала с датчика о снятии руки или ноги машиниста с органа ручного или ножного управления и/или удалении руки или ноги от него выход этого датчика непосредственно или через согласующее устройство соединен с элементами управления приводом, со средством передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста и/или со средством отключения электрической и/или гидравлической энергии питания и/или управления этого привода.At the same time, in order to carry out the indicated blocking of the drive operation in the presence of a signal from the sensor to remove the driver’s arm or leg from the manual or foot control and / or to remove the arm or leg from it, the output of this sensor is directly or via a matching device connected to the drive control elements, with means transmission and conversion of the control actions of the driver and / or with means for disconnecting the electric and / or hydraulic energy of the power and / or control of this drive.
В этом варианте системы управления датчик прикосновения руки или ноги машиниста к органу ручного или ножного управления машиной может быть выполнен в виде электромеханического, механического, гидромеханического, пневмомеханического выключателя либо бесконтактным - емкостным, ультразвуковым, оптическим или радиоволновым.In this version of the control system, the sensor of the driver’s hand or foot touching the manual or foot control of the machine can be made in the form of an electromechanical, mechanical, hydromechanical, pneumomechanical switch or a non-contact capacitive, ultrasonic, optical or radio wave.
Во втором варианте этой системы, содержащей гидравлические и/или электрические приводы ее механизмов с элементами управления, по меньшей мере, один орган ручного или ножного управления машиной, соединенный, по меньшей мере, с одним элементом управления, по меньшей мере, одного привода с помощью средства передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста, а также, по меньшей мере, один датчик положения этого органа управления, указанные технические задачи решаются путем соединения датчика положения органа управления (непосредственно или через согласующее устройство) с указанным или дополнительным элементом управления привода, или средство передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста дополнительно оснащено оконечным устройством, управляющий вход которого непосредственно или через согласующее устройство соединен с выходом этого датчика положения. При этом в приводе с его, по меньшей мере, одним элементом управления в средстве передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста и/или в оконечном устройстве этого средства реализовано приоритетное управление этим приводом от датчика положения.In a second embodiment of this system, comprising hydraulic and / or electric drives of its mechanisms with controls, at least one manual or foot control of the machine, connected to at least one control element of at least one drive by means of transmitting and converting control actions of the driver, as well as at least one position sensor of this control body, these technical problems are solved by connecting the position sensor of the control body (directly either directly or through a matching device) with the specified or additional drive control element, or the means for transmitting and converting control actions of the driver is additionally equipped with a terminal device, the control input of which is connected directly or through a matching device to the output of this position sensor. Moreover, the drive with its at least one control element in the transmission and conversion of the control actions of the driver and / or in the terminal device of this tool is implemented priority control of this drive from the position sensor.
В этом варианте системы управления, в частности:In this embodiment, the control system, in particular:
- при различных сигналах управления приводом от средства передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста и от датчика положения этого органа управления управление приводом осуществляется от датчика положения;- with various drive control signals from the means of transmission and conversion of the control actions of the driver and from the position sensor of this control body, the drive is controlled from the position sensor;
- по меньшей мере, один датчик положения установлен с возможностью формирования его выходного сигнала при перемещении органа управления в зону его максимального отклонения от нейтрального положения;- at least one position sensor is installed with the possibility of forming its output signal when moving the control to the zone of its maximum deviation from the neutral position;
- система содержит четыре датчика положения органа ручного управления, которые выполнены в виде концевых выключателей и размещены с возможностью их срабатывания при перемещении этого органа от нейтрального положения в четырех основных направлениях «вперед/назад/влево/вправо».- the system contains four position sensors of the manual control body, which are made in the form of limit switches and placed with the possibility of their operation when moving this body from the neutral position in four main directions “forward / backward / left / right”.
Кроме того, для достижения указанных технических результатов в любом варианте системы управления, в частности:In addition, to achieve the specified technical results in any version of the control system, in particular:
- может быть дополнительно реализовано устройство безопасности, осуществляющее блокирование работы, по меньшей мере, одного привода из условия предотвращения перегрузки и/или перемещения машины и/или ее оборудования в недопустимое пространственное положение посредством воздействия на элементы управления приводами, на дополнительный вход оконечного устройства средства передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста и/или на средство отключения электрической и/или гидравлической энергии питания и/или управления этого привода;- a safety device can be additionally implemented, blocking the operation of at least one drive from the condition of preventing overload and / or movement of the machine and / or its equipment to an unacceptable spatial position by acting on the drive control elements, on the additional input of the transmission device terminal and converting the control actions of the driver and / or on the means of disconnecting the electric and / or hydraulic power energy and / or control of this item ivoda;
- средство передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста выполнено механическим, гидравлическим, гидромеханическим, электрогидравлическим, электропневматическим, пневмомеханическим, электромеханическим, электронно-механическим или электронным, а его оконечное устройство - в виде коммутационного устройства соответствующего типа;- the means for transmitting and converting the control actions of the driver is made by mechanical, hydraulic, hydromechanical, electro-hydraulic, electro-pneumatic, pneumomechanical, electromechanical, electronic-mechanical or electronic, and its terminal device is in the form of a switching device of the corresponding type;
- электронное средство передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста выполнено в виде микропроцессорного контроллера, а его оконечное устройство - в виде набора электромеханических или электронных ключей или переключателей;- the electronic means of transmitting and converting the control actions of the driver is made in the form of a microprocessor controller, and its terminal device is in the form of a set of electromechanical or electronic keys or switches;
- орган ручного управления выполнен в виде механического, гидравлического, электромеханического, электрогидравлического, электропневматического или электронного джойстика, или рычага, или аппарата управления, а орган ножного управления - в виде механической, гидравлической, электромеханической, электрогидравлической, электропневматической или электронной педали;- the manual control is made in the form of a mechanical, hydraulic, electromechanical, electro-hydraulic, electro-pneumatic or electronic joystick, or lever, or control device, and the foot control is in the form of a mechanical, hydraulic, electromechanical, electro-hydraulic, electro-pneumatic or electronic pedal;
- электронное средство передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста и устройство безопасности выполнены в виде одного микропроцессорного контроллера;- electronic means for transmitting and converting control actions of the driver and the safety device are made in the form of a single microprocessor controller;
- средство для отключения электрической и/или гидравлической энергии питания и/или управления привода выполнено в виде электрического коммутационного устройства, включенного в цепь электрического питания и/или управления электрического привода, и/или в виде средства разгрузки (сброса давления) силовой и/или управляющей части гидравлической системы;- the means for disabling the electric and / or hydraulic energy of the power and / or control of the drive is made in the form of an electrical switching device included in the circuit of the electric power and / or control of the electric drive, and / or in the form of unloading (pressure relief) power and / or the control part of the hydraulic system;
- привод оснащен объединенными или раздельными элементами управления для подключения средства передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста, устройства безопасности и, по меньшей мере, одного датчика положения органа управления.- the drive is equipped with combined or separate control elements for connecting means of transmission and conversion of the control actions of the driver, safety device and at least one position sensor of the control element.
- согласующее устройство в зависимости от конструкции датчика и управляющих элементов привода выполнено электронным, механическим, электромеханическим, гидравлическим, гидромеханическим, электрогидравлическим, электропневматическим, пневмомеханическим или электронно-механическим.- the matching device, depending on the design of the sensor and the drive control elements, is made electronic, mechanical, electromechanical, hydraulic, hydromechanical, electro-hydraulic, electro-pneumatic, pneumomechanical or electronic-mechanical.
Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечивают реализацию автоматической остановки приводов машины при снятии руки или ноги машиниста с органа ручного или ножного управления и/или при удалении руки или ноги от него, а также формирование приоритетных сигналов управления машиной от датчиков положения органов ручного и/или ножного управления (концевых выключателей).Distinctive features of the proposed technical solution provide for the automatic stop of the machine’s drives when the driver’s hand or foot is removed from the manual or foot control and / or when the hand or foot is removed from it, as well as the formation of priority control signals from the position sensors of the manual and / or foot control control (limit switches).
Благодаря этому возможна остановка машины при любых отказах средств передачи управляющих воздействий машиниста на ее приводы и соответствующих управляющих элементов этих приводов, а также сохранение управляемости машины при отказах основного канала управления. Поэтому эти отличительные признаки, не известные из уровня техники, находятся в прямой причинно-следственной связи с достигаемыми техническими результатами.Thanks to this, it is possible to stop the machine in case of any failure of the means of transmitting control actions of the driver on its drives and the corresponding control elements of these drives, as well as maintaining the controllability of the machine in case of failures of the main control channel. Therefore, these distinguishing features, not known from the prior art, are in direct causal relationship with the achieved technical results.
На фиг.1 в качестве примера реализации изобретения приведена обобщенная функциональная схема системы управления строительной машины. На фиг.2 - вариант ее реализации на основе электронного микропроцессорного контроллера.Figure 1 as an example implementation of the invention shows a generalized functional diagram of the control system of a construction machine. Figure 2 is an embodiment of its implementation based on an electronic microprocessor controller.
Система содержит гидравлические и/или электрические приводы 1 ее механизмов 2 и орган (органы) ручного или ножного управления 3 машиной, соединенный с элементами управления 4 приводов 1 с помощью средства передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста 6, содержащего, в общем случае, выходное устройство 7.The system comprises hydraulic and / or electric drives 1 of its
Система управления в первом варианте ее исполнения содержит датчик прикосновения и/или приближения руки или ноги машиниста 8 к органу ручного или ножного управления машиной 3. Его выход непосредственно и/или через первое согласующее устройство 9 соединен с основным или дополнительным (показано на чертеже) элементом (элементами) управления 4 привода (приводов) 1, с оконечным устройством 7 средства передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста 6, с дополнительно установленным средством отключения электрической и/или гидравлической энергии питания и/или управления 10 или с этими устройствами в любой их комбинации.The control system in the first embodiment of its execution comprises a sensor for touching and / or approaching the driver’s hand or foot 8 to the manual or foot control of the machine 3. Its output directly and / or through the first matching device 9 is connected to the main or additional (shown in the drawing) element (elements) of control 4 drives (drives) 1, with a terminal device 7 for transmitting and converting control actions of the driver 6, with an additionally installed means for disconnecting electric and / or hydraulic tion of energy supply and / or control or 10 with these devices in any combination thereof.
Во втором варианте исполнения система дополнительно содержит датчики (датчик) положения 11 органа (органов) управления 3, которые непосредственно или через второе согласующее устройство 12 соединены с элементами управления 4 привода (приводов) 1 и/или с оконечным устройством 7 средства передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста 6. Это средство по способу преобразования и передачи усилия машиниста может быть механическим, электрическим, гидравлическим или комбинированным (например, электропневматическим или электрогидравлическим).In the second embodiment, the system further comprises sensors (sensor) of the position 11 of the control body (s) 3, which are directly or via a second matching device 12 connected to the control elements 4 of the drive (s) 1 and / or to the terminal device 7 of the control transmission and conversion means effects of the driver 6. This tool according to the method of converting and transmitting the driver’s efforts can be mechanical, electrical, hydraulic or combined (for example, electro-pneumatic or electrohydraulic matic).
Оконечное устройство 7 может быть выполнено, в частности, в виде электромеханического, гидравлического, пневматического или электронного ключа или переключателя либо набора этих ключей и переключателей.The terminal device 7 can be made, in particular, in the form of an electromechanical, hydraulic, pneumatic or electronic key or switch, or a set of these keys and switches.
Система может дополнительно содержать устройство безопасности 13 с соответствующими датчиками нагрузки и пространственного положения машины и ее рабочего оборудования 14. Его выход соединен с элементом (элементами) управления 4 привода (приводов) 1 механизмов машины 2, со средством передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста 6 и/или со средством отключения электрической и/или гидравлической энергии питания либо управления 10 этого привода (приводов) 1.The system may further comprise a safety device 13 with corresponding sensors of the load and the spatial position of the machine and its
Орган ручного управления 3 в зависимости от вида (физической природы формируемого им сигнала) может быть выполнен в виде механического, гидравлического, электромеханического, электрогидравлического, электропневматического или электронного джойстика, рычага или аппарата управления (см. фиг.2), а орган ножного управления - в виде механической, гидравлической, электромеханической, электрогидравлической, электропневматической или электронной педали.The manual control 3 depending on the type (physical nature of the signal generated by it) can be made in the form of a mechanical, hydraulic, electromechanical, electro-hydraulic, electro-pneumatic or electronic joystick, lever or control device (see figure 2), and the foot control in the form of a mechanical, hydraulic, electromechanical, electro-hydraulic, electro-pneumatic or electronic pedal.
Соответственно, средство передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста 6 в зависимости от способа преобразования перемещений органа управления 3 и воздействия на элементы управления 4 привода (приводов) 1 может быть выполнено механическим (виде системы рычагов, шарниров, тяг и т.п.), гидравлическим, гидромеханическим, электрогидравлическим, электропневматическим, пневмомеханическим, электромеханическим (в виде электродвигателя или электромагнита), электронно-механическим (в виде электродвигателя или электромагнита с электронной схемой управления) или электронным, а его оконечное устройство 7 - в виде коммутационного устройства (ключей, переключателей) соответствующего типа.Accordingly, the means of transmission and conversion of the control actions of the driver 6 depending on the method of converting the movements of the control 3 and the impact on the control elements 4 of the drive (s) 1 can be performed mechanically (as a system of levers, hinges, rods, etc.), hydraulic , hydromechanical, electrohydraulic, electro-pneumatic, pneumomechanical, electromechanical (in the form of an electric motor or electromagnet), electronic-mechanical (in the form of an electric motor or electromagnet with electric throne control circuit) or electronic, and its terminal device 7 - in the form of a switching device (keys, switches) of the corresponding type.
Электронное средство передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста 6, а также устройство безопасности 13 реализуются преимущественно в виде микропроцессорных контроллеров. Они могут быть объединены также в один микропроцессорный контроллер. При необходимости в состав этого контроллера может быть включено одно из согласующих устройств 9, 12 либо оба этих устройства. Такой вариант показан на фиг.2.The electronic means of transmitting and converting the control actions of the driver 6, as well as the safety device 13 are implemented mainly in the form of microprocessor controllers. They can also be combined into one microprocessor controller. If necessary, one of the matching devices 9, 12 or both of these devices can be included in this controller. This option is shown in figure 2.
Средство передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста 6, кроме преобразования вида сигнала, может обеспечивать его усиление, а также формирование необходимой характеристики управления соответствующим приводом. Например, характеристики «угол отклонения органа управления 3 - скорость работы привода 1». Это средство 6 в случае необходимости содержит собственные датчики положения органа (органов) управления 3, размещенные, в частности, в аппарате управления (в дополнение к датчикам 8, 11).The means of transmitting and converting the control actions of the driver 6, in addition to converting the type of signal, can provide its amplification, as well as the formation of the necessary control characteristics of the corresponding drive. For example, the characteristics "angle of deviation of the control 3 - speed of the drive 1". This means 6, if necessary, contains its own position sensors of the control body (s) 3, located, in particular, in the control apparatus (in addition to the sensors 8, 11).
Датчик прикосновения руки или ноги машиниста 8 к органу управления машиной 3 в зависимости от требуемого вида его выходного сигнала может быть выполнен в виде электромеханического, механического, гидромеханического или пневмомеханического выключателя. Если в системе осуществляется контроль не только прикосновения, но и приближения (удаления) руки или ноги машиниста к органу управления 3, то этот датчик 8 выполняется бесконтактным - емкостным, ультразвуковым, оптическим или радиоволновым.The touch sensor of the arm or leg of the driver 8 to the control unit of the machine 3, depending on the desired type of its output signal, can be made in the form of an electromechanical, mechanical, hydromechanical or pneumomechanical switch. If the system monitors not only the touch, but also the approach (removal) of the driver’s arm or leg to the control 3, then this sensor 8 is non-contact - capacitive, ultrasonic, optical or radio wave.
Датчики положения 11 могут иметь такую же конструкцию. В частности, в системе могут быть установлены четыре датчика 11, выполненные в виде концевых выключателей, срабатывающих при максимальном отклонении органа управления 3 от нейтрального положения в четырех основных направлениях «вперед/назад/влево/вправо».The position sensors 11 may have the same design. In particular, four sensors 11 can be installed in the system, made in the form of limit switches, which are activated when the control 3 deviates from the neutral position in four main directions “forward / backward / left / right”.
Согласующие устройства 9 и 12 устанавливаются в случае необходимости преобразования вида или параметров выходных сигналов датчиков 8, 11. Например, для преобразования электрического сигнала в механический, гидравлический или пневматический, для усиления сигнала с какого-либо датчика 8, 11 и т.д.Matching devices 9 and 12 are installed if it is necessary to convert the type or parameters of the output signals of the sensors 8, 11. For example, to convert an electric signal to a mechanical, hydraulic or pneumatic, to amplify the signal from any sensor 8, 11, etc.
Элементы управления 4 привода (приводов) 1 (валики, рычаги, штоки, золотники гидравлических распределителей, электромагниты или обмотки управления электрогидравлических или электропневматических распределителей, обмотки управления электромагнитных реле или пускателей электрических приводов и т.д.), реализующие необходимую логику управления приводом (приводами) 1, к которым подключаются (присоединяются) различные функциональные устройства системы 9, 7, 12 и 13, могут быть выполнены как раздельными (показано на фиг.1), так и общими (объединенными).Control elements 4 of the drive (s) 1 (rollers, levers, rods, spools of hydraulic valves, electromagnets or control windings of electro-hydraulic or electro-pneumatic valves, control windings of electromagnetic relays or actuators of electric drives, etc.) that implement the necessary logic for controlling the drive (drives) ) 1, to which various functional devices of the system 9, 7, 12, and 13 are connected (connected), can be performed both separately (shown in Fig. 1) and general (combined mi).
Средство для отключения электрической и/или гидравлической энергии питания и/или управления 10 привода (приводов) 1 выполнено в виде электрического коммутационного устройства (контактора, силового реле) или средства разгрузки силовой и/или управляющей части гидравлической системы, например электрогидравлического клапана разгрузки (сброса давления). Оно также может иметь объединенные либо раздельные входы для подключения различных функциональных устройств системы 7, 9, 13.The means for disconnecting the electric and / or hydraulic energy of the power and / or control 10 of the actuator (s) 1 are made in the form of an electrical switching device (contactor, power relay) or means for unloading the power and / or control part of the hydraulic system, for example, an electro-hydraulic valve for unloading (discharge) pressure). It can also have combined or separate inputs for connecting various functional devices of the system 7, 9, 13.
Контроль нагрузки и пространственного положения строительной машины и ее рабочего оборудования, например положения стрелы и грузозахватного органа грузоподъемной машины, осуществляется при помощи датчиков 14, входящих в состав устройства безопасности 13, которое реализуется, как правило, с использованием микроконтроллера (цифрового вычислителя), оснащенного интерфейсными устройствами (выходными усилителями, устройствами сопряжения с датчиками, запоминающими устройствами и т.д.).The load and spatial position of the construction machine and its working equipment, for example, the position of the boom and the load-gripping body of the lifting machine, are controlled by
Устройство безопасности 13 может содержать дополнительные органы управления (кнопки, клавиши или переключатели), обеспечивающие возможность ввода в его цифровой вычислитель параметров, определяющих режимы работы этого устройства, и параметры машины (вид стрелового оборудования, степень запасовки грузового полиспаста, выдвижение опор, параметры координатной защиты и т.п.), а также элементы звуковой и световой индикации (светодиодные индикаторы, сигнальные лампы, дисплеи, стрелочные указатели и т.п.), выполненные в виде отдельных устройств или общей панели оператора (машиниста) 15 (см. фиг.2).The security device 13 may contain additional controls (buttons, keys or switches), providing the ability to enter in its digital computer parameters that determine the operating modes of this device, and machine parameters (type of boom equipment, the degree of stocking of the pulley block, extension of supports, coordinate protection parameters etc.), as well as sound and light indication elements (LED indicators, signal lamps, displays, direction indicators, etc.), made in the form of separate devices or a common operator panel (operator) 15 (see figure 2).
Датчики 14 включают в себя, например, датчик массы груза (тензометрический датчик силы или тензометрические датчики давления), датчик длины и угла наклона рабочего оборудования (стрелы), датчик угла азимута поворотной платформы машины и другие датчики, необходимость установки которых определяется конструкцией конкретной строительной машины.
Для контроля управляющих воздействий машиниста дополнительные выходы согласующих устройств 9, 12 и средства передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста 6 могут быть соединены с дополнительными входами устройства безопасности 13.To control the control actions of the driver, the additional outputs of the matching devices 9, 12 and the means for transmitting and converting the control actions of the driver 6 can be connected to additional inputs of the safety device 13.
Система управления машины работает следующим образом.The control system of the machine operates as follows.
Перед началом работы машины машинист при помощи органов управления, входящих в устройство безопасности 13 и расположенных, например, на панели оператора (машиниста) 15, осуществляет ввод параметров, определяющих режимы работы машины (положение выдвижных опор, конфигурацию рабочего оборудования, положение противовеса и т.д.), если для данной конструкции строительной машины ввод этих параметров является необходимым и предусмотрен в системе.Before the machine starts operating, the driver, using the controls included in the safety device 13 and located, for example, on the operator’s panel (operator) 15, enters parameters that determine the operating modes of the machine (the position of the sliding supports, the configuration of the working equipment, the position of the counterweight, etc. e.), if for a given construction machine construction, the input of these parameters is necessary and is provided in the system.
Зона допустимых значений положения машины и ее рабочего оборудования, а также допустимые значения нагрузки (например, в виде грузовых характеристик машины) заранее установлены (записаны) в памяти устройства безопасности 13 или вводятся в него машинистом или наладчиком строительной машины при помощи этих же органов управления.The zone of permissible values of the position of the machine and its working equipment, as well as permissible load values (for example, in the form of cargo characteristics of the machine) are pre-set (recorded) in the memory of the safety device 13 or entered into it by the engineer or the adjuster of the construction machine using the same controls.
Управление строительной машиной осуществляется машинистом путем перемещения органов управления (рукояток, рычагов, педалей и т.п.) 3 в соответствующих направлениях. С их помощью машинист осуществляет пуск, регулирование скорости, реверс и остановку всех рабочих механизмов 2 строительной машины. Управляющие воздействия машиниста с помощью средства передачи и преобразования управляющих воздействий 6 преобразуются в воздействия на элементы управления привода (приводов) 1.The construction machine is controlled by the driver by moving the controls (handles, levers, pedals, etc.) 3 in the appropriate directions. With their help, the driver starts, adjusts the speed, reverse and stops all working
Если при этом на выходах согласующих устройств 9, 12 и устройства безопасности 13 отсутствуют сигналы блокирования работы привода (приводов) 1, то управляющие воздействия машиниста приводят к запуску привода (приводов) 1 и к перемещению механизмов машины 2. Машина при этом выполняет соответствующие строительные работы, в частности подъем и перемещение груза, людей и т.п.If at the same time there are no signals blocking the operation of the drive (s) 1 at the outputs of the matching devices 9, 12 and safety device 13, then the control actions of the driver lead to the start of the drive (s) 1 and to the movement of the mechanisms of the
При работе машины датчики 14 осуществляют измерение параметров загрузки машины, а также пространственного положения машины и ее рабочего, например стрелового, оборудования.When the machine is in operation, the
После получения информации от датчиков 14 микроконтроллер устройства безопасности 13 по программе, определенной при проектировании устройства безопасности 13 и предварительно записанной в его память, по известным функциональным зависимостям определяет текущую нагрузку, а также пространственное положение машины и ее рабочего оборудования.After receiving information from the
Далее микроконтроллер устройства безопасности 13 осуществляет сравнение фактического нагружения машины с предельно-допустимым, а также сравнение фактического положения машины и ее рабочего оборудования с зоной допустимых положений, заданных при введении координатной защиты. Устройство безопасности 13 в зависимости от результатов указанных сравнений подает сигнал остановки работы соответствующего привода 1 на средство для отключения его электрической и/или гидравлической энергии питания и/или управления 10, на элемент (элементы) его управления 4 или на оконечное устройство 7 средства передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста 6, что приводит к остановке данного движения строительной машины, инициированного машинистом с помощью органов управления 3. Благодаря этому осуществляется автоматическая защита машины от перегрузки и от столкновений с препятствиями (координатная защита).Next, the microcontroller of the safety device 13 compares the actual loading of the machine with the maximum permissible, as well as comparing the actual position of the machine and its working equipment with the zone of permissible positions specified when the coordinate protection was introduced. The safety device 13, depending on the results of these comparisons, sends a stop signal to the corresponding drive 1 to the means for disconnecting its electric and / or hydraulic power and / or control energy 10, to the control element (s) 4 or to the terminal device 7 of the transmission means and transformation of the control actions of the driver 6, which leads to a stop of this movement of the construction machine, initiated by the driver using the controls 3. Due to this, it is carried out automatically Kaya protect the machine from overload and collisions with obstacles (coordinate protection).
При снятии руки или ноги машиниста с органа ручного или ножного управления машиной 3 либо при удалении руки или ноги от него датчик 8 формирует соответствующий сигнал, который используется в системе для автоматической остановки приводов 1 и, соответственно, движений механизмов машины 2.When removing the driver’s arm or leg from the manual or foot control of the machine 3 or when removing the arm or leg from it, the sensor 8 generates a corresponding signal, which is used in the system to automatically stop the drives 1 and, accordingly, the movements of the mechanisms of the
Остановка (блокирование) работы привода (приводов) 1 при этом осуществляется путем отключения его электрического или гидравлического питания с помощью средства (коммутационного устройства, клапана разгрузки и т.п.) 10 путем непосредственного воздействия на основной или дополнительный элемент управления 4 этого привода 1 либо воздействия на общий элемент управления 4 через оконечное устройство 7.Stop (blocking) the operation of the drive (s) 1 in this case is done by turning off its electrical or hydraulic power using means (switching device, unloading valve, etc.) 10 by directly affecting the main or additional control element 4 of this drive 1 or impact on the common control element 4 through the terminal device 7.
В последнем случае осуществляется снятие сигнала управления приводом путем отключения преобразованного управляющего воздействия машиниста. Например, путем отключения выходного электрического сигнала контроллера с помощью электромеханического реле.In the latter case, the drive control signal is removed by disabling the converted control action of the driver. For example, by turning off the electrical output of the controller using an electromechanical relay.
Канал блокирования работы привода (приводов) при этом выполняет свои функции независимо от работоспособности основного канала управления машиной. В том числе независимо от работоспособности органов управления 3, средства передачи и преобразования управляющих воздействий 6, устройства безопасности 13 и т.д. Это достигается путем независимой реализации этого канала (с использованием отдельных компонентов), а также раздельного электрического или гидравлического питания датчика 8 и согласующего устройства 9 либо автоматического формирования выходного сигнала блокирования работы привода (приводов) 1 при отключении энергии питания этих функциональных узлов 8, 9 системы управления.The channel blocking the operation of the drive (s) at the same time performs its functions regardless of the operability of the main control channel of the machine. Including, regardless of the operability of the controls 3, transmission and conversion of control actions 6, safety devices 13, etc. This is achieved through the independent implementation of this channel (using separate components), as well as separate electric or hydraulic power supply to the sensor 8 and matching device 9 or automatic generation of the output signal blocking the operation of the drive (s) 1 when the power supply to these functional units 8, 9 of the system is turned off management.
При наличии в системе датчиков положения 11 органа (органов) управления 3 и при необходимости второго согласующего устройства 12 в системе реализуется приоритетное управление приводом (приводами) 1 от датчиков 11.If there are position 11 of the control body (s) 3 in the sensor system and, if necessary, a second matching device 12, priority control of the drive (s) 1 from the sensors 11 is implemented in the system.
Эти датчики, например концевые выключатели, устанавливаются преимущественно в конечных положениях органов управления 3 либо в специально предусмотренных положениях, не использующихся при нормальной работе машины.These sensors, for example limit switches, are installed mainly in the final positions of the controls 3 or in specially provided positions that are not used during normal operation of the machine.
При срабатывании какого-либо датчика 11 управление привода (приводов) 1 осуществляется от этого датчика независимо от выходных сигналов средства передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста 6 (его оконечного устройства 7), согласующего устройства 9 и устройства безопасности 13. При различных (противоречивых) сигналах управления проводом (приводами) 1, поступающих от различных устройств системы управления машиной, сигнал от датчика (датчиков) 11 имеет наивысший приоритет.When any sensor 11 is activated, the drive (s) 1 is controlled from this sensor regardless of the output signals of the transmission and conversion means of the control actions of the driver 6 (his terminal device 7), matching device 9 and safety device 13. With various (contradictory) signals control wire (drives) 1 coming from various devices of the machine control system, the signal from the sensor (s) 11 has the highest priority.
Это достигается конструктивным исполнением элементов управления 4 привода (приводов) 1, т.е. соответствующим выбором кинематической, электрической, гидравлической или пневматической схемы управляющей части привода (приводов) 1, либо конструкцией оконечного устройства 7, осуществляющего отключение выходного сигнала (управляющего воздействия) от средства передачи и преобразования управляющих воздействий машиниста 6 при поступлении на его оконечное устройство 7 сигнала от датчика 11.This is achieved by the design of the control elements 4 of the drive (s) 1, i.e. the appropriate choice of the kinematic, electric, hydraulic or pneumatic circuit of the control part of the drive (s) 1, or the design of the terminal device 7, which disconnects the output signal (control action) from the means of transmission and conversion of the control actions of the driver 6 when a signal is received from his terminal device 7 sensor 11.
Датчики 11 и согласующее устройство 12 (при его наличии) реализованы независимо от остальных функциональных узлов системы управления (с использованием отдельных компонентов) и имеют раздельные цепи электрического или гидравлического питания. Благодаря этому машинист имеет возможность осуществить любое перемещение машины и ее рабочего оборудования при отказах основного канала ее управления.The sensors 11 and the matching device 12 (if any) are implemented independently of the other functional units of the control system (using separate components) and have separate circuits for electric or hydraulic power. Thanks to this, the driver is able to carry out any movement of the machine and its working equipment in case of failures of the main control channel.
При этом элементы управления приводов 6 и связанные с ними функциональные узлы системы управления машины с целью обеспечения безопасности ее работы при отказах каких-либо функциональных узлов системы выполнены таким образом, что отключение напряжения питания либо падение давления в силовой или управляющей части гидравлической или пневматической системы машины приводит к остановке ее приводов.In this case, the control elements of the actuators 6 and the associated functional units of the machine control system in order to ensure the safety of its operation in case of failure of any functional units of the system are made in such a way that the power supply is cut off or the pressure drops in the power or control part of the hydraulic or pneumatic system of the machine leads to a stop of its drives.
В данном описании схематично приведены лишь частные варианты реализации предложенной системы управления строительной машины. Изобретение охватывает и другие возможные варианты ее исполнения и их эквиваленты без отступления от сущности изобретения, изложенной в его формуле.In this description, only particular embodiments of the proposed control system of a construction machine are schematically shown. The invention also covers other possible variants of its execution and their equivalents without deviating from the essence of the invention set forth in its formula.
Источники информацииInformation sources
1. SU 449873, В66С 13/42, 13/44, 15.11.1974.1. SU 449873, B66C 13/42, 13/44, 11/15/1974.
2. RU 47341 U1, B66C 13/18, 27.08.2005.2. RU 47341 U1, B66C 13/18, 08.27.2005.
3. RU 2078021 С1, B66C 23/00, 27.07.1997.3. RU 2078021 C1, B66C 23/00, 07.27.1997.
4. RU 2250192 С2, B66C 13/40, 13/54, G05G 13/00, 20.04.2005.4. RU 2250192 C2, B66C 13/40, 13/54, G05G 13/00, 04/20/2005.
5. RU 2376238 С1, B66C 13/18, 20.12.2009.5. RU 2376238 C1, B66C 13/18, 12.20.2009.
Claims (25)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010136198/11A RU2457999C2 (en) | 2010-08-27 | 2010-08-27 | Construction machine safety system (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010136198/11A RU2457999C2 (en) | 2010-08-27 | 2010-08-27 | Construction machine safety system (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010136198A RU2010136198A (en) | 2012-03-10 |
| RU2457999C2 true RU2457999C2 (en) | 2012-08-10 |
Family
ID=46028735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010136198/11A RU2457999C2 (en) | 2010-08-27 | 2010-08-27 | Construction machine safety system (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2457999C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5293900A (en) * | 1992-09-30 | 1994-03-15 | Hydro Electronic Devices Inc. (Hed) | Joystick with contactless direct drive device |
| DE19949802A1 (en) * | 1999-10-15 | 2001-04-19 | Mannesmann Rexroth Ag | Manual input control of hydraulic and electrohydraulic valves through joystick movement and operation of switches |
| RU2343104C2 (en) * | 2007-01-23 | 2009-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" | Cargo-hoisting machine control system (versions) |
| RU2347736C2 (en) * | 2007-03-23 | 2009-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Резонанс" | Control system of load-lifting crane (versions) |
| RU2376238C1 (en) * | 2008-08-05 | 2009-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" | Load lifting machine control device (versions) |
-
2010
- 2010-08-27 RU RU2010136198/11A patent/RU2457999C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5293900A (en) * | 1992-09-30 | 1994-03-15 | Hydro Electronic Devices Inc. (Hed) | Joystick with contactless direct drive device |
| DE19949802A1 (en) * | 1999-10-15 | 2001-04-19 | Mannesmann Rexroth Ag | Manual input control of hydraulic and electrohydraulic valves through joystick movement and operation of switches |
| RU2343104C2 (en) * | 2007-01-23 | 2009-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" | Cargo-hoisting machine control system (versions) |
| RU2347736C2 (en) * | 2007-03-23 | 2009-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Резонанс" | Control system of load-lifting crane (versions) |
| RU2376238C1 (en) * | 2008-08-05 | 2009-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" | Load lifting machine control device (versions) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010136198A (en) | 2012-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9567193B2 (en) | Method for controlling a load-moving device and controller of a load-moving device | |
| CN102191787B (en) | Slewing control device and working machine incorporated with the same | |
| CN103249894B (en) | For the rotary control system of hybrid construction machine | |
| MX2014001991A (en) | Method and control assembly for operating at least two lifting devices, in particular cranes, in parallel. | |
| KR20130086039A (en) | Elevator safety system and method | |
| EP2407599A1 (en) | Working machine | |
| JP3235838B2 (en) | Drive control device for hydraulic machine | |
| CN103058060A (en) | Crane and crane arm control method, equipment and system | |
| RU2457999C2 (en) | Construction machine safety system (versions) | |
| JP7518074B2 (en) | SAFETY SYSTEM INTERFACE AND MATERIAL TESTING SYSTEM HAVING SAFETY SYSTEM INTERFACE - Patent application | |
| CN102491172A (en) | Device, method and system for controlling action of operating mechanism and engineering mechanical equipment | |
| CN211496644U (en) | Linkage control device for lifting device | |
| JP5363860B2 (en) | Control device for work equipment | |
| JPS58203521A (en) | Device for controlling master/slave device | |
| JP2012001923A (en) | Elevating-type multistory parking equipment | |
| JP5716906B2 (en) | Elevating type multilevel parking system | |
| JP6715143B2 (en) | Construction machinery | |
| RU2321534C2 (en) | Method to control load-lifting machine drive | |
| RU2376238C1 (en) | Load lifting machine control device (versions) | |
| CN202413686U (en) | Seat sensing system of internal combustion counterbalanced forklift truck | |
| JPH0547193Y2 (en) | ||
| JP4856972B2 (en) | Work vehicle operation control device | |
| CN205259251U (en) | Load hydraulic control device before tractor | |
| JP3184172U (en) | Crane motion control device | |
| JP6641852B2 (en) | Hydraulic system for work machine and control method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180828 |