专利名称：吊钩高度限位检测装置及强夯机的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种吊钩高度限位检测装置及强夯机。
背景技术：
目前，国内大多以5(Γ80吨中小吨位履带起重机改造30(Γ500吨·米履带式强夯
机，这种改造的强夯机没有专用的高度限位开关，一般采用履带起重机上常用的重锤式高度限位开关，这种重锤式高度限位开关通常通过 螺柱挂在强夯机的臂架头部，开关的下方细钢绳挂着一重锤；重锤上有一通孔，起升钢丝绳从重锤的孔中穿过。正常情况下，起升钢丝绳能在重锤的孔中自由上下运动，不会带动重锤；但当臂架或起升钢丝绳因落锤而震动时，就会使重锤上下左右震动。通过重锤的自重和连接钢丝绳，重锤会在臂头的下方处于自由悬挂状态，使高度限位开关受重锤的拉力而接通，若吊钩上升最高处将重锤托起后，高度限位开关不受重锤的拉力而断开，控制系统通过高度限位开关的通断信号来控制吊钩的上升运动。强夯机作业时落锤会给臂架带来较大的震动，重锤式高度限位开关也会随着臂架震动，使连接开关和重锤式的细钢绳容易发生断裂，不能正常工作，另外臂架震动容易造成重锤也随之上下震动，使高度限位开关发出错误信号，导致控制系统发出错误指令，从而不能适应强夯作业要求。
发明内容
本发明的目的是提出一种吊钩高度限位检测装置及强夯机，能够在满足强夯机作业要求下，有效地进行吊钩高度的限位检测。为实现上述目的，本发明提供了一种吊钩高度限位检测装置，包括压绳机构和位置检测机构，所述压绳机构包括用于压紧起升卷扬上缠绕的起升钢丝绳的压紧部和与所述压紧部连接、并随着压紧部在所述起升卷扬的径向上的位置变化而变化的待检测部，所述位置检测机构包括用于检测所述待检测部是否接近或接触的检测开关。进一步的，所述压紧部包括滚筒、弹性部件和安装支架，所述滚筒安装在所述安装支架靠近所述起升卷扬的一端，所述安装支架远离所述起升卷扬的一端铰接在所述起升卷扬所在转台上，所述弹性部件安装在所述安装支架上，为所述滚筒提供压紧所述起升钢丝绳的预紧力。进一步的，所述待检测部为所述安装支架的侧部平面或者设置在所述安装支架的侧部的检测平面。进一步的，在所述弹性部件上还设有通过改变长度来调节所述弹性部件的预紧力的调节杆。进一步的，还包括在所述起升卷扬所在转台上设置、对所述安装支架和弹性部件进行平行于所述起升卷扬的轴线方向的位置调整的压绳水平调节机构。进一步的，还包括在所述起升卷扬所在转台上设置、根据所述压绳机构的位置对所述检测开关进行水平方向的位置调整的开关水平调节机构。进一步的，所述滚筒为尼龙滚筒，且所述滚筒固定在通过滚动轴承安装在所述安装支架的靠近所述起升卷扬的一端的转轴上，或者所述滚筒通过滚动轴承安装在所述安装支架的靠近所述起升卷扬的一端。进一步的，所述滚筒在轴线方向上的一端或两端设有倒角或圆角。为实现上述目的，本发明提供了一种强夯机，包括转台、臂架、起升卷扬和吊钩系统，所述起升卷扬固定在所述转台上，所述起升 卷扬上缠绕的起升钢丝绳通过所述臂架上的起升滑轮与所述吊钩系统相连，其特征在于，还包括设置在所述转台上的前述吊钩高度限位检测装置，所述吊钩高度限位检测装置的压绳机构中的压紧部压紧所述起升卷扬上缠绕的起升钢丝绳，所述位置检测机构中的检测开关对所述压绳机构中的待检测部是否接近或接触进行检测，并输出检测信号。进一步的，还包括根据所述检测开关发出的检测信号对所述吊钩系统的高度进行限制的液压控制机构。基于上述技术方案，本发明利用压绳机构压紧起升卷扬上缠绕的起升钢丝绳，随着起升钢丝绳在起升卷扬上缠绕的厚度变化，压绳机构也发生位置变化，再通过检测开关检测压绳机构上的待检测部的位置来确定吊钩系统是否已达到与起升卷扬上缠绕的起升钢丝绳厚度相关的限定高度位置。本发明吊钩高度限位监测装置通过测量起升卷扬上的厚度变化来间接体现起升钢丝绳的高度变化，因此在工程设备作业时，受到干扰较小，减少和消除错误信号的发出，尽量避免错误指令对工程设备作业的影响；另外，本发明吊钩高度限位监测装置可以安装在起升卷扬所在转台上，在作业时比较稳定，不容易随着作业过程而发生较大的震动，能够持续稳定的正常工作，也避免了现有的重锤式高度限位开关可能发生挂重锤的钢丝绳断裂的问题。本发明适用于各种需要使用吊钩系统的工程设备，尤其适合应用于强夯机，可以有效地对吊钩系统的高度进行检测和控制。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I为本发明吊钩高度限位检测装置的一实施例安装状态下的结构示意图。图2为本发明吊钩高度限位检测装置实施例所应用的控制系统结构示意图。图3、4、5分别为本发明吊钩高度限位检测装置实施例中压绳机构的正面、俯视角度以及AA截面的示意图。图6、7、8分别为本发明吊钩高度限位检测装置实施例中位置检测机构的正面、俯视角度以及左视角度的示意图。图9、10分别为本发明吊钩高度限位检测装置的另一实施例的正视角度和俯视角度的示意图。
具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。如图I所示，为本发明吊钩高度限位检测装置的一实施例安装状态下的结构示意图。在本实施例中，吊钩高度限位检测装置包括压绳机构4和位置检测机构5，其中压绳机构4包括用于压紧起升卷扬I上缠绕的起升钢丝绳的压紧部和待检测部，其中待检测部与压紧部连接、并随着压紧部在起升卷扬I的径向上的位置变化而变化。位置检测机构5包括用于检测所述待检测部是否接近的检测开关。图I中起升卷扬I可以通过支架3固定在强夯机的转台2的平面上，同样的，压绳机构4和位置检测机构5也同样设置在该转台2的平面上，由于转台2由于自身重量、结构以及处于整个强夯机的重心所在范围，因此相比于强夯机的臂架则更为稳定，当强夯机进行作业时，强夯机的转台2相比于臂架所发生的震动要小得多，因此设置在转台上的吊钩高度限位检测装置所受到震动的影响也因此小得多，这就一定程度上减少或避免了因作业时震动所导致的错误信号的发出，进而尽量避免了 控制系统发出错误的控制指令，保持强夯机持续稳定的作业。图2给出了本发明吊钩高度限位检测装置实施例所应用的控制系统结构，从图2中可以看到，压绳机构靠近起升卷扬，并随着起升卷扬上缠绕的钢丝绳厚度而改变其所连接的待检测部的位置，而位置检测机构正是对压绳机构中的待检测部的位置变化进行检测，一旦检测出待检测部的位置达到了预设位置(这一过程可以是通过距离定量测定实现的，也可以是待检测部是否被检测到的定性测定方式实现等)或者检测开关接触待检测部，从而触发位置检测机构发出检测信号。接收该检测信号的设备或元件可以是声光形式的报警单元，用于提示操作人员达到限定高度事件的发生，以促使操作人员及时进行人工干预；接收该检测信号的设备或元件也可以是自动控制单元，例如图2中所示的液压控制机构，根据预设的程序直接对起升卷扬的液压驱动机构进行控制指令的发送，以改变起升卷扬的转动方向、转动速度以及中止起升卷扬的运转等。当然也允许上述单元的组合或集成共同发挥作用，或者可选择的发挥作用。图3-5分别给出了本发明吊钩高度限位检测装置实施例中压绳机构的正面、俯视角度以及AA截面的示意图。从图3-5中可以看到，压绳机构包括滚筒54、55、弹性部件53和安装支架51。参照图9和图10中压绳机构与起升卷扬的位置关系，滚筒54和滚筒55被安装在安装支架51靠近起升卷扬I的一端，安装支架51远离起升卷扬I的一端铰接在起升卷扬I所在转台2上，弹性部件53安装在安装支架51上，为滚筒54、55提供压紧起升卷扬I上的起升钢丝绳的预紧力。之所以压紧部采用滚筒形式，则是考虑到滚动摩擦方式较于滑动摩擦方式可以尽量降低滚筒与钢丝绳之间由于摩擦而造成的损耗。滚筒54、55可以采用具有一定弹性且耐磨的尼龙滚筒或其他材料滚筒(例如耐磨橡胶等)，且安装在安装支架51的靠近起升卷扬I的一端的转轴56上，转轴56通过滚动轴承57安装在支架51上。在图5中可以看到，滚筒54、55通过销等方式固定在转轴56上，而转轴56被设置在安装支架51靠近起升卷扬I的一端，该部位可以设置供转轴56通过的轴孔。一种可行的设计是，滚动轴承57的外圈被固定在安装支架51上，而滚动轴承57的内圈则固定在转轴56上，从而实现转轴56相对于安装支架51的转动动作，相应的，固定在转轴56上的滚筒54、55也可以实现相对于安装支架51的转动动作。在另一种实现方式中，转轴56可以直接固定在安装支架51靠近起升卷扬I的一端，转轴56相对于安装支架51为静止的，而滚筒54、55通过滚动轴承57安装在转轴56上，其中滚动轴承57的外圈与滚筒54、55固定，而内圈与转轴56固定，从而实现滚筒54、55也可以实现相对于安装支架51的转动动作。采用滚动轴承可以有效地减少滚筒与轴之间的摩擦，使滚筒的滚动更顺畅。另外，考虑到起升钢丝绳可能在起升卷扬转动过程中位置会发生变化，可能会滑出滚筒所在范围，因此可以在滚筒的轴线方向上的一端或两端设有倒角或圆角，来引导起升钢丝绳更容易的进入到滚筒压紧的范围内。为了能够调整弹性部件53为滚筒54、55提供压紧起升卷扬I上的起升钢丝绳的预紧力，可以在弹性部件53上设置通过改变长度来调节弹性部件53的预紧力的调节杆52。从图3、4可以看到，调节杆52可以设置在弹性 部件53 (例如弹簧、弹性绳等)与安装支架51之间，通过改变调节杆52的长短就可以调整弹性部件53的预紧力(即弹性部件53为滚筒54、55提供压紧起升卷扬I上的起升钢丝绳的预紧力)，当然更换调节杆52和弹性部件53的位置也同样是可行的。弹性部件53也可以采用设置在安装支架51上方的形式，利用向下的压力来提供预紧力，同样，可以利用调节杆52来调整弹性部件53的预紧力(即弹性部件53为滚筒54、55提供压紧起升卷扬I上的起升钢丝绳的预紧力)。结合图5、图9和图10，可以看出，压绳机构一端的滚筒紧压着起升卷扬1，而另一端的铰接孔58可以通过销轴等固定在转台2的支座上，这样压绳机构就可以随着起升卷扬I上起升钢丝绳的厚度变化而围绕铰接孔58所对应的轴线改变转动角度，例如当起升卷扬I上起升钢丝绳的厚度变大，则起升钢丝绳克服滚筒对其施加的预紧力，使滚筒向远离起升卷扬的方向移动，相应的，安装支架也随之延铰接孔58所对应轴线增加与转台2平面之间的角度。下面再通过图6-8对位置检测机构的结构进行说明，其中位置检测机构具有检测开关41和固定检测开关41的开关安装支架42，其中检测开关41可以采用接近开关或行程开关，其设置的位置可选在靠近安装支架51(参见图3)的侧面，并将压绳机构的待检测部设置为安装支架51的侧部平面或者设置在安装支架的侧部的检测平面，利用检测开关对待检测部的检测来发出相应的检测信号。举例来说，可以先使得检测开关41刚好能够检测到安装支架51上的待检测部，随着安装支架51的转动，其待检测部逐渐远离检测开关41，相应的检测开关41所测量到的检测信号也随之改变，当该检测信号小于某个预设值或者检测不到待检测部时，则判定已达到吊钩系统的高度限制，此时将发出相应的检测信号，并执行示警、控制夯锤脱落、降低卷扬转速等可能的操作。或者采用另一种实现方案，即先确定限定的最大高度时待检测部所在的位置，并以此来设定检测开关所在位置，在正常工作时，如果检测开关检测的信号大于某个预设值或检测到待检测部时，说明此刻待检测部已非常靠近检测开关，即对应于限定的最大高度的位置，则可以判定已达到吊钩系统的高度限制，此时将发出相应的检测信号，并执行示警、控制夯锤脱落、降低卷扬转速等可能的操作。考虑到滚筒设置的位置可能不能恰好的设置在吊钩高度限位所需起升钢丝绳的位置，并且工作时，相对于转台固定设置压绳装置的方式可能造成起升钢丝绳脱离开滚筒所压紧的范围，从而造成检测的不准确，因此最好能够对压绳机构进行调整，以适应起升钢丝绳所在的位置。为了使滚筒能够相对于起升卷扬的轴线方向上进行调整，可以在起升卷扬I所在转台2上设置压绳水平调节机构，可以对安装支架和弹性部件进行平行于所述起升卷扬的轴线方向的位置调整。其中压绳水平调节结构不仅包括了安装支架的位置调节结构，也包括了弹性部件的位置调节结构。其中安装支架的铰接孔58可以穿过水平调螺柱581，并由左旋螺母584和右旋螺母585 (左旋螺母584和右旋螺母585的安装位置可换)来固定安装支架以及调整安装支架在平行于起升卷扬I的轴线方向的位置。水平调节杆582上可以固定弹性部件，并且弹性部件可以在水平调节杆582进行位置的调整。水平调节杆582和水平调螺柱581均通过转台2上的固定座583进行固定。这样固定座583、水平调节杆582、水平调螺柱581以及左旋螺母584和右旋螺母585共同构成了能够对安装支架和弹性部件进行位置调 节的压绳水平调节机构。相应的，还可以在起升卷扬I所在转台2上设置开关水平调节机构，能够根据压绳机构的位置对检测开关41进行水平方向的位置调整。置开关水平调节机构包括安装座44，安装座44上设有狭长的槽，固定检测开关41的开关安装支架42通过螺栓固定在安装座44上，螺栓可以在安装座44的槽内滑动，实现检测开关在平行于起升卷扬的轴线方向上的位置可调，再通过开关安装支架42上部的位置调整槽43可以实现设置在位置调整槽43内的检测开关41在安装座44的槽滑动方向的垂直方向上的位置可调。这些调整机构可以使检测开关41能够顺利地调整到适当的位置，从而获得准确而有效的检测信号。前面所述的各种吊钩高度限位检测装置实施例可以适用于各类使用吊钩系统并需要对吊钩系统的高度进行限制的工程设备，尤其适合应用在强夯机上，在本发明的一个强夯机实施例中，强夯机包括转台、臂架、起升卷扬和吊钩系统，起升卷扬固定在所述转台上，起升卷扬上缠绕的起升钢丝绳通过臂架上的起升滑轮与吊钩系统相连，该强夯机还包括设置在所述转台上的前面所介绍的任一种吊钩高度限位检测装置实施例，该吊钩高度限位检测装置的压绳机构中的压紧部压紧所述起升卷扬上缠绕的起升钢丝绳，所述位置检测机构中的检测开关对所述压绳机构中的待检测部是否接近或接触进行检测，并输出检测信号。这种应用了吊钩高度限位检测装置实施例的强夯机，可以减少或避免作业时晃动大对吊钩高度限位检测装置的影响，避免错误信号的发出，保证作业的稳定进行。在另一个强夯机实施例中，还包括根据所述检测开关发出的检测信号对所述吊钩系统的高度进行限制的液压控制机构。下面以强夯机为例，对吊钩高度限位检测过程进行说明，如下在强夯机作业前，可以根据强夯机的臂架的臂长以及吊钩允许上升的最大高度，通过调整水平调螺柱、右旋螺母和左旋螺母来调整压绳机构的安装位置，使压紧部正好压在吊钩上升到最大高度时起升钢丝绳绕在起升卷扬上的位置。在调整好压紧部的安装位置后，再通过开关安装支架和安装座来调整检测开关的安装位置，使检测开关正好能完全检测到安装支架侧方的待检测部或者正好检测不到待检测部。当吊钩上升到最大高度时，起升钢丝绳缠绕到压紧部的下方，使其安装支架的角度发生改变，致使检测开关的检测信号随之发生改变。通过检测开关传来的信号来控制液压系统的卸荷阀，限制吊钩不能继续上升，只能下降。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明 请求保护的技术方案范围当中。
权利要求
1.一种吊钩高度限位检测装置，其特征在于，包括压绳机构和位置检测机构，所述压绳机构包括用于压紧起升卷扬上缠绕的起升钢丝绳的压紧部和与所述压紧部连接、并随着压紧部在所述起升卷扬的径向上的位置变化而变化的待检测部，所述位置检测机构包括用于检测所述待检测部是否接近或接触的检测开关。
2.根据权利要求I所述的吊钩高度限位检测装置，其特征在于，所述压紧部包括滚筒、弹性部件和安装支架，所述滚筒安装在所述安装支架靠近所述起升卷扬的一端，所述安装支架远离所述起升卷扬的一端铰接在所述起升卷扬所在转台上，所述弹性部件安装在所述安装支架上，为所述滚筒提供压紧所述起升钢丝绳的预紧力。
3.根据权利要求2所述的吊钩高度限位检测装置，其特征在于，所述待检测部为所述安装支架的侧部平面或者设置在所述安装支架的侧部的检测平面。
4.根据权利要求2所述的吊钩高度限位检测装置，其特征在于，在所述弹性部件上还 设有通过改变长度来调节所述弹性部件的预紧力的调节杆。
5.根据权利要求2所述的吊钩高度限位检测装置，其特征在于，还包括在所述起升卷扬所在转台上设置、对所述安装支架和弹性部件进行平行于所述起升卷扬的轴线方向的位置调整的压绳水平调节机构。
6.根据权利要求5所述的吊钩高度限位检测装置，其特征在于，还包括在所述起升卷扬所在转台上设置、根据所述压绳机构的位置对所述检测开关进行水平方向的位置调整的开关水平调节机构。
7.根据权利要求2所述的吊钩高度限位检测装置，其特征在于，所述滚筒为尼龙滚筒，且所述滚筒固定在通过滚动轴承安装在所述安装支架的靠近所述起升卷扬的一端的转轴上，或者所述滚筒通过滚动轴承安装在所述安装支架的靠近所述起升卷扬的一端。
8.根据权利要求7所述的吊钩高度限位检测装置，其特征在于，所述滚筒在轴线方向上的一端或两端设有倒角或圆角。
9.一种强夯机，包括转台、臂架、起升卷扬和吊钩系统，所述起升卷扬固定在所述转台上，所述起升卷扬上缠绕的起升钢丝绳通过所述臂架上的起升滑轮与所述吊钩系统相连，其特征在于，还包括设置在所述转台上的权利要求f 8任一所述的吊钩高度限位检测装置，所述吊钩高度限位检测装置的压绳机构中的压紧部压紧所述起升卷扬上缠绕的起升钢丝绳，所述位置检测机构中的检测开关对所述压绳机构中的待检测部是否接近或接触进行检测，并输出检测信号。
10.根据权利要求9所述的强夯机，其特征在于，还包括根据所述检测开关发出的检测信号对所述吊钩系统的高度进行限制的液压控制机构。
全文摘要
本发明涉及一种吊钩高度限位检测装置及强夯机，吊钩高度限位检测装置包括压绳机构和位置检测机构，所述压绳机构包括用于压紧起升卷扬上缠绕的起升钢丝绳的压紧部和与所述压紧部连接、并随着压紧部在所述起升卷扬的径向上的位置变化而变化的待检测部，所述位置检测机构包括用于检测所述待检测部是否接近或接触的检测开关。本发明通过测量起升卷扬上的厚度变化来间接体现起升钢丝绳的高度变化，因此在工程设备作业时，受到干扰较小，减少和消除错误信号的发出，尽量避免错误指令对工程设备作业的影响；另外，本发明可以安装在起升卷扬所在转台上，在作业时比较稳定，也避免了现有的重锤式高度限位开关可能发生挂重锤的钢丝绳断裂的问题。
文档编号G01B21/02GK102768030SQ201210280169
公开日2012年11月7日 申请日期2012年8月9日 优先权日2012年8月9日
发明者张红松, 掌丽华, 易春求, 李香伟, 魏群 申请人:徐工集团工程机械股份有限公司