一种起重机械制动方法和起重机械制动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及领起重机械领域，具体地，涉及一种起重机械制动方法和使用该方法的起重机械制动装置。
【背景技术】
[0002]起重机是一种常见的机械设备，广泛应用多个行业内，如建筑、生产、运输等，以代替人工搬运，具有工作效率高，同时兼具安全的优点，从而为促进社会经济发展奠定了坚实的基础。然而在起重机的运行过程中，由于制动器的机械故障或电气故障，常常会出现溜钩现象，即制动器不能及时制动，因此可能造成起吊的物体损坏，甚至人身安全问题。
[0003]现有的一些防溜钩设备，是在制动器一侧外加一些辅助设备，在出现溜钩事故时进行保护。但是这样的方法，不仅使工作成本大幅增加，而且无法确保防溜钩的稳定性和有效性。
[0004]针对该问题，中国专利文献CN103663225A公开了一种制动器失效的保护方法、保护装置、保护系统及起重机，包括:
[0005]获取起升动作给定信号及起升动作运行信号；
[0006]当未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，输出起升动作保护信号；
[0007]根据所述起升动作保护信号，启动起升电机按照设定的档位动作。
[0008]当未获取到所述起升动作给定信号但获取到所述起升动作运行信号时，还输出报警控制信号；
[0009]根据所述报警控制信号启动报警器进行报警。
[0010]该专利文献的制动器失效保护方法中，通过检测起升动作运行信号和起升动作给定信号是否同步来确定制动器是否失效，这种方法存在以下缺陷:
[0011]该专利文献的制动器失效保护方法中，在判定制动器失效后通过执行预先设定的多组上升下降档位来控制起重机械的升降，在负载砖瓦等易散落物体时，就容易造成晃动进而掉落的危险，实用性不强。
[0012]该专利文献的制动器失效保护方法中，在收到起升动作信号和起升给定信号时间不对等的原因有很多，如电气故障、机械配合问题造成的制动信号与制动动作不同步的问题，采用现有的制动器判定方法出现上述情况时会全部判定为制动器失效，影响起重机械正常工作。
[0013]该专利文献的制动器失效保护方法中，在操作过程中依赖于工作人员的操作经验，对于起重机械操作年龄较低的人来讲，其学习成本很高，如果出现操作错误，则可能造成严重后果。
【发明内容】
[0014]本发明所要解决的是现有的起重机械制动方法中存在的制动器失效后起重机械的安全性无法保证、对制动器是否失效判定不够准确以及依赖人工操作的技术问题，进而提供了一种能够保证制动器失效后起重机械的安全性、对制动器是否失效判定准确以及基本无需人工经验判定和操作的起重机械制动方法和用于实现所述制动方法的起重机械制动装置。
[0015]为了实现上述目的，本发明提供一种起重机械制动方法，包括如下步骤:
[0016]获取电机转轴在制动开始后的变化量；
[0017]执行一次或多次如下判断:若变化量大于预先设置的该变化量阈值，则控制电机输出使负载瞬时悬停的转矩，然后再次获取当前电机转轴的变化量，否则制动结束；
[0018]当达到预设的次数后，若变化量大于预先设置的该变化量阈值，则控制电机输出使负载悬停的转矩，否则制动结束；
[0019]所述当前电机转轴的变化量为前一次使负载瞬时悬停的位置为零点，计算当前位置与零点位置的距离作为所述当前电机转轴的变化量。
[0020]所述变化量为电机主轴或其从动轴的角变化量。
[0021]所述角变化量为角位移变化量或角速度变化量。
[0022]执行2-3次上述判断。
[0023]所述处理单元控制电机输出使负载悬停的转矩的过程，包括:所述处理单元根据电机转轴在制动前的运动方向，控制电机反转以输出相反方向的转矩，使负载悬停。
[0024]所述获取电机转轴在制动开始后的变化量的过程，包括:
[0025]以发出制动器闭合命令后检测到的电机转轴的位置为零点，计算当前位置与零点位置的距离作为所述制动开始后的变化量。
[0026]制动单兀，接收制动命令后执订制动，
[0027]检测单元，获取电机转轴在制动开始后的变化量；
[0028]控制单元，包括:
[0029]循环子单元:执行一次或多次如下判断:若变化量大于预先设置的该变化量阈值，则控制电机输出使负载瞬时悬停的转矩，然后再次获取电机转轴的变化量，否则制动结束；
[0030]悬停输出子单元:当达到预设的次数后，若变化量大于预先设置的该变化量阈值，处理单元控制电机输出使负载悬停的转矩，否则制动结束；
[0031]制动结束子单元:当制动时间大于预设时间阈值后，所述变化量小于该变化量阈值时，制动结束。
[0032]所述控制单元为变频器或伺服驱动器，所述获取单元为编码器。
[0033]所述编码器与电机主轴或其从动轴关联设置，以检测电机主轴或其从动轴的角位移或角速度。
[0034]所述循环子单元中，执行两次上述判断过程。
[0035]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
[0036](I)本发明的起重机械制动方法，通过执行一次或多次如下判断:若变化量大于预先设置的该变化量阈值，则控制电机输出使负载瞬时悬停的转矩，然后再次获取当前电机转轴的变化量，否则制动结束；当一次变化量超过变化量阈值时，认为可能是由于机械配合或电气故障引起的制动器失效，因此输出瞬时转矩使负载瞬时悬停，后再次获取电机转轴的变化量，当再次超过变化量阈值时，则认为是制动器失效造成的，因此能够排除制动信号与制动动作不同步进而造成误判断的问题，从而提供了一种判定精准的制动方法。
[0037](2)本发明的起重机械制动方法，制动器在执行一次或多次判断后被判定为制动器失效，本发明的制动方法会控制电机输出使负载悬停的瞬时转矩或保持悬停的持续转矩，因此能够保证在制动器失效的时候起重机械不会发生溜钩事故，同时工作人员可以在悬停时选择控制电机将负载放至到地面，或悬停住负载对制动器进行排查，不仅保证了安全性，同时方便工作人员的进一步检修。
[0038](3)本发明的起重机械制动方法，其在判定失效与否、失效后自动控制负载悬停以及信号自动反馈处理的过程中均无需人工干涉，若制动器失效，无需人工操作即可保证起重机构的安全性，使其更具有实用性，相比于现有技术中依靠工作人员工作经验的判定方式，也降低了对工作人员的要求。
[0039](4)本发明的起重机械制动装置，变频器或伺服驱动器作为起重机械的常用控制装置，选其作为控制单元不会增加额外成本，并且能够节省容置空间和成本的优点。
[0040](5)本发明的起重机械制动装置，其在电机停转的情况下，控制单元自动判定为进入制动状态，因此实现了在任何情况下，对起重机构制动状态进行实时的监控与保护，进一步增添了本方法的安全性和实用性。
[0041](6)本发明的起重机械制动装置，使用编码器检测电机主轴在制动开始后的累积角位移量并设定判定阈值，使判定方法简单、直观，相比于常见的测算制动直线距离的方法具有精准度更高、误差小的优点。
【附图说明】
[0042]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，
[0043]图1是本发明实施例1中起重机械制动方法的原理示意图；
[0044]图2是本发明实施例2中起重机械制动装置的原理示意图。
[0045]附图标记说明:
[0046]1-控制单元；2_检测单元；3_制动单元；4-电机；11-循环子单元；12-制动结束子单元；13-悬停输出子单元。
【具体实施方式】
[0047]以下将结合附图，对本发明的起重机械制动方法进行详细说明。
[0048]实施例1:
[0049]如图1所示，起重机械制动方法，用于检测并防止起重机械发生溜钩，一种起重机械制动方法，包括如下步骤:
[0050]获取电机转轴在制动开始后的变化量，制动开始后的变化量是指在制动器呈抱闸状态作用在电机转轴上以后，电机转轴的变化量，如下述的变化量包括:角位移变化量或者角速度变化量，若在一定时间积累的过程中，角位移或角速度的值大于根据实际起重机械自身负载情况设定的阈值，说明制动器在这个过程中并没有起到良好的制动效果。
[0051]执行一次或多次如下判断:若变化量大于预先设置的该变化量阈值，则控制电机输出使负载瞬时悬停的转矩，然后再次获取当前电机转轴的变化量，否则制动结束。执行一次判断是在第一次的判断过程中，电机转轴的变化量并没有超过阈值，因此能够判定此时制动器有效，因此判断过程到此为止。而执行多次判断是在第一次判断中制动器被判定为失效，而对应的，电机转轴会输出使负载瞬时悬停的转矩，所述转矩是下述控制单元根据负载重量自动输出的瞬时转矩，当负载瞬时悬停后的下一个时间，负载会在重力的作用下继续运动，因此可以通过再次采集电机转轴的变化量，来判定此次判断过程中制动器是否失效。这样就能够避免由于电气故障或机械配合问题造成的制动信号和制动动作不同步问题，以排除误判断。
[0052]需要理解的是，判定次数可以是人工设定的，并不仅限于上述的两次，在每次的判断过程中电机都会输出瞬时让负载悬停的转矩，在最后一次判定后输出让负载保持悬停的转矩，应是本领域技术人员能够理解的，而当达到预设的次数后，若变化量大于预先设置的该变化量阈值，则控制电机输出使负载悬停的转矩，否则制动结束。
[0053]在每次获得变化量时，会预先设置一个时间阈值，当达到该时间阈值后，当前的位置和零点位