文档介绍：设计计算 DESIGN & CALCULATION
折臂式随车起重机力矩限制器算法研究与实现
高顺德1,牟晶晶1,宋晓光2,刘欣1
(1. 大连理工大学机械工程学院,辽宁大连 116024;2. 大连益利亚工程机械有限公司,辽宁大连 116025)
[摘要]针对折臂式随车起重机特点,研究专用的力矩限制器核心算法和软硬件系统。通过对折臂
式随车起重机结构和性能特点的分析,提出用齐次坐标变换法得到臂架的运动学正解,实时准确地求出
折臂式随车起重机臂头的位置,并进一步根据臂架的实时作业高度和幅度,给出了作业面内二维分布的
起重性能的确定方法。最后建立了折臂式随车起重机专用力矩限制器的软硬件系统。
[关键词]折臂式随车起重机;力矩限制器;齐次坐标变换;起重性能
[中图分类号]TH213 [文献标识码]A [文章编号]1001-554X(2012)08-0092-05
Research and implementation on algorithm of load moment limiter for
articulating boom crane
GAO Shun-de,MU Jing-jing,SONG Xiao-guang,LIU Xin
国内折臂式随车起重机的设计制造起步较系[4],折臂式随车起重机的起重能力与臂头的水
晚,相对于幅度和垂直高度相关,在作业平面内呈二维不规
在作业安全性和操作舒适性方面。国外产品多采用则分布。
专用的力矩限制系统,使用与折臂式随车起重机结因此,考虑折臂式随车起重机的特点,专用
构特点对应的二维起重性能进行超载限制,既保障力矩限制器的设计需要达到两点要求:
了作业安全性,也充分利用了起重能力;而国内目(1)准确地计算出折臂起重机臂头在作业平
前大多数折臂式随车起重机主要安全装置仍是采用面中的实时相对位置;
高度限位开关、平衡阀和溢流阀等[1][2]。少数配(2)从二维分布的额定起重性能表中查找当
备力矩限制器的产品基本沿袭直臂式起重机的力矩前位置下允许的最大起重量。
限制方式,仅根据幅度进行一维的起重性能查询与
2 臂头定位算法
限制,忽略了不同高度下的起重量分布。
本文首先基于正运动学原理,引入齐次坐标 运动学分析
变换法计算臂头的实时位置,并通过ADAMS进行折臂式随车起重机的臂架可以看作是开环的
运动学仿真验证,然后针对二维性能分布设计了起空间连杆机构,如图1所示由基臂OA、内动臂AB和
重性能查询的方法,最后根据功能需要进行软硬件外动臂BP构成,各臂之间由转动副连接。
系统设计,实现了力矩限制算法。臂头的运动主要由臂架连杆机构决定,从臂
架连杆的长度和相对转角求臂头的位置符合正运
1 折臂式随车起重机力矩限制器的特殊性
动学原理。为了分析臂头的运动规律,本文引入
折臂式随车起重机与直臂式最大的不同在于了一种合适的运动描述数学方法——齐次坐标变换
前者有2节变幅臂,以回转、多关节弯曲、水平伸法[5],建立臂架机构的运动学方程,从而得到臂
缩运动完成起重吊装,一般用吊钩直接起吊[3]。
由于结构和工作方式的特殊