專利名稱：無(wú)級(jí)換擋裝置及方法和塔機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，特別涉及一種無(wú)級(jí)換擋裝置及方法和塔機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，塔機(jī)起升、變幅、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的電機(jī)換擋一般采用兩級(jí)或三級(jí)換擋方式。參照?qǐng)D1，其為以起升電機(jī)的三級(jí)調(diào)速為例的換擋方式示意圖。起升換擋信號(hào)通常包含上升、下降的方向信號(hào)，以及I擋、2擋、3擋的擋位信號(hào)。如圖I所示，塔機(jī)控制器的輸入檢測(cè)點(diǎn)通過(guò)檢測(cè)方向信號(hào)和擋位信號(hào)的綜合狀態(tài)來(lái)判定換擋的方向與擋位。例如所述控制器的輸入檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)到上升方向和I擋同時(shí)有信號(hào)，而其他擋位沒(méi)有信號(hào)，則所述控制器確定當(dāng)前換擋的方向與擋位為上升I擋信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的擋位輸出。然而，這種換擋方式存在以下問(wèn)題 I)擋位開(kāi)關(guān)切換過(guò)程中，各擋位之間因機(jī)械原因存在空擋，會(huì)導(dǎo)致操作擋位手柄時(shí)極易造成塔機(jī)抖動(dòng)。2)上述換擋方式可擴(kuò)充性差，如三速電機(jī)采用三擋手柄控制，雙速電機(jī)則采用兩擋手柄控制。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出一種無(wú)級(jí)換擋裝置及方法和塔機(jī)，能夠解決擋位信號(hào)不穩(wěn)定造成塔機(jī)抖動(dòng)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)平滑換擋。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一方面，本發(fā)明提供了一種無(wú)級(jí)換擋裝置，該無(wú)級(jí)換擋裝置包括擋位輸入器件和控制器，其中，所述擋位輸入器件配置為提供擋位輸入信號(hào)；所述控制器與所述擋位輸入器件連接，該控制器設(shè)置有兩個(gè)以上擋位和設(shè)置在兩個(gè)相鄰擋位之間的擋位死區(qū)，所述控制器配置為監(jiān)測(cè)所述擋位輸入信號(hào)并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果和所劃分的擋位確定并輸出擋位信號(hào)。上述裝置中，所述擋位輸入器件包括提供用于指示目的擋位大小和方向的擋位輸入信號(hào)的電位器，該電位器的一端接電源，另一端接地；且該電位器與所述控制器連接。進(jìn)一步地，上述裝置中，所述控制器設(shè)置有界定擋位方向的第一方向區(qū)域、第二方向區(qū)域、及位于所述第一方向區(qū)域和第二方向區(qū)域之間的換向死區(qū)?？商鎿Q的是，上述裝置中，所述擋位輸入器件包括均與所述控制器連接的電位器和方向換擋器件；其中，所述電位器的中位位置接地，兩端分別接有電源；所述擋位輸入信號(hào)包括所述電位器提供的用于指示目的擋位大小的分壓模擬量信號(hào)，和所述方向換擋器件提供的指示目的擋位方向的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。優(yōu)選地，上述裝置中，所述控制器與所述擋位輸入器件之間為有線連接或無(wú)線通
信連接。優(yōu)選地，上述裝置中，所述控制器還包括擋位調(diào)整器件；該擋位調(diào)整器件配置為根據(jù)控制要求調(diào)整或重設(shè)所述擋位及所述擋位死區(qū)的數(shù)量和邊界。
優(yōu)選地，上述裝置中，該無(wú)級(jí)換擋裝置還設(shè)置有顯示各擋位信息和/或當(dāng)前擋位狀態(tài)信息的擋位選擇器，該擋位選擇器分別與所述控制器、所述擋位輸入器件連接；其中，該擋位選擇器還配置為根據(jù)控制要求調(diào)整或重設(shè)所述擋位及所述擋位死區(qū)的數(shù)量和邊界。另一方面，本發(fā)明還提供一種塔機(jī)，該塔機(jī)裝設(shè)有上述的任一種的無(wú)級(jí)換擋裝置。又一方面，本發(fā)明還提供一種無(wú)級(jí)換擋方法，該方法包括無(wú)級(jí)換擋裝置的控制器劃分出兩個(gè)以上擋位、及設(shè)置在兩個(gè)相鄰擋位之間的擋位死區(qū)；所述控制器監(jiān)測(cè)由擋位輸入器件提供的擋位輸入信號(hào)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果和劃分的擋位確定并輸出擋位信號(hào)。優(yōu)選地，上述方法中，所述控制器通過(guò)有線連接或無(wú)線通信連接方式從所述擋位輸入器件獲取所述擋位輸入信號(hào)；其中，所述擋位信號(hào)包括所述指示擋位大小的分壓模擬
量信號(hào)和指示換擋方向的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。優(yōu)選地，上述方法中，所述無(wú)級(jí)換擋裝置通過(guò)其配設(shè)的擋位選擇器顯示各擋位信息和/或當(dāng)前擋位狀態(tài)信息；和/或，根據(jù)控制要求調(diào)整或重設(shè)所述擋位及所述擋位死區(qū)的數(shù)量和邊界。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì)本發(fā)明的無(wú)級(jí)換擋裝置及方法，通過(guò)根據(jù)電位器采樣的模擬量的值劃分擋位區(qū)間與擋位死區(qū)，各擋位區(qū)間劃分時(shí)，在相鄰擋位之間預(yù)留一定的死區(qū)，解決換擋過(guò)程中擋位信號(hào)的保持問(wèn)題，有效消除抖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平滑換擋。


構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I為相關(guān)技術(shù)中以起升電機(jī)的三級(jí)調(diào)速為例的換擋方式示意圖；圖2為本發(fā)明無(wú)級(jí)換擋裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明無(wú)級(jí)換擋裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)框圖；圖4為本發(fā)明無(wú)級(jí)換擋方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的基本思想在于設(shè)計(jì)一種無(wú)級(jí)換擋方法及裝置，根據(jù)電位器采樣的模擬量的值劃分擋位區(qū)間與擋位死區(qū)，各擋位區(qū)間劃分時(shí)，在相鄰擋位之間預(yù)留一定的死區(qū)，能夠解決擋位信號(hào)的保持問(wèn)題。并且，本發(fā)明的擋位區(qū)間設(shè)置靈活，可擴(kuò)充性好。下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的各優(yōu)選實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明參照?qǐng)D2，其示出了本發(fā)明一種無(wú)級(jí)換擋裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，該無(wú)級(jí)換擋裝置包括擋位輸入器件和控制器，本實(shí)施例的擋位輸入器件可以操控手柄為例，該擋位輸入器件包括電位器和提供開(kāi)關(guān)量信號(hào)的方向換擋器件或電路。此處，需要指出的是，本實(shí)施例的擋位具有兩個(gè)衡量因素，即大小和方向，其中，擋位的大小由電位器提供的分壓模擬量信號(hào)確定，擋位的方向可由以下兩種方式確定方式一:
如圖2所示，所述擋位輸入器件配置為提供擋位輸入信號(hào)，所述擋位輸入器件包括均與所述控制器連接的電位器和方向換擋器件。因此，所述擋位輸入信號(hào)包括所述電位器提供的用于指示目的擋位大小的分壓模擬量信號(hào)，和所述方向換擋器件提供的指示目的擋位方向的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。其中，所述電位器的中位位置接地，兩端分別接有電源一第一電源、第二電源，所述電位器配置為提供用于指示擋位大小的分壓模擬量信號(hào)；所述方向換擋器件配置為提供指示換擋方向的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。方式二如圖3所示，所述擋位輸入器件包括電位器，該電位器用于提供用于指示擋位大小和方向的擋位輸入信號(hào)。該電位器的一端接電源，如第一電源，另一端接地。并且，該電位器與所述控制器滑動(dòng)連接。這里，所述擋位輸入信號(hào)為分壓模擬量信號(hào)。其中，在所述電位器中位位置為界限，劃分擋位的方向區(qū)域，一般可設(shè)置兩個(gè)方向 區(qū)域，即第一方向區(qū)域和第二方向區(qū)域，且在所述第一方向區(qū)域和第二方向區(qū)域之間設(shè)置有換向死區(qū)，換向死區(qū)電壓的設(shè)置可根據(jù)所述電位器接的第一電源來(lái)設(shè)置。例如0至(第一電源電壓-換向死區(qū)電壓)/2為第一方向區(qū)域,在此區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的擋位輸入信號(hào)指不向下移動(dòng)、或向左轉(zhuǎn)動(dòng)、或向內(nèi)移動(dòng)。相對(duì)地，(第一電源電壓+換向死區(qū)電壓)/2至第一電源為第二方向區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的擋位輸入信號(hào)指示向上移動(dòng)、或向右轉(zhuǎn)動(dòng)、或向外移動(dòng)。這里，以第一電源電壓5V，控制器采樣精度12位，所述電位器的電壓可對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換成的模擬量范圍是(Γ4095為例，第一方向區(qū)域?yàn)?Γ2. 44V，其可對(duì)應(yīng)二進(jìn)制模擬量(Γ2000 ;換向死區(qū)電壓為2. 44疒2. 56V，其可對(duì)應(yīng)二進(jìn)制模擬量2001 2100 ;第二方向區(qū)域?yàn)?. 56疒5V，其可對(duì)應(yīng)二進(jìn)制模擬量2101 4095。以上為兩種確定擋位方向的方式，二者的主要不同之處在于方式二的擋位輸入信號(hào)通過(guò)分壓模擬量信號(hào)可同時(shí)表不擋位的大小及方向，較方式一減少兩個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)，這樣簡(jiǎn)化信號(hào)處理，且節(jié)省硬件，簡(jiǎn)化電路布置。下面對(duì)所述擋位劃分的方式作進(jìn)一步說(shuō)明。所述控制器與所述擋位輸入器件連接，該控制器設(shè)置有兩個(gè)以上擋位和設(shè)置在兩個(gè)相鄰擋位之間的擋位死區(qū)，所述控制器配置為監(jiān)測(cè)所述擋位輸入器件提供的擋位輸入信號(hào)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果和所劃分的擋位確定并輸出擋位信號(hào)，以控制其他部件的動(dòng)作，從而滿足工程機(jī)械如塔機(jī)的作業(yè)需求。需要說(shuō)明的是，所述擋位為由所述控制器根據(jù)其自身的采樣精度劃分所述電源得到的模擬量區(qū)間。所述擋位死區(qū)設(shè)置在兩個(gè)相鄰的擋位之間，所述擋位死區(qū)的區(qū)間長(zhǎng)度根據(jù)所述擋位輸入器件如操控手柄的精度、操作誤差及環(huán)境因素確定。 如圖2所示，所述電位器的信號(hào)線進(jìn)入所述控制器(如中央處理器)中，所述電位器的中位位置接地GND，所述電位器的兩端分別接第一電源和第二電源。本實(shí)施例中，所述第一電源和第二電源均為5V電源。需要說(shuō)明的是，上述各實(shí)施例中，所述第一電源和第二電源可以為相同的電源，當(dāng)然，也可以是不同的電源，這可根據(jù)工作需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，本實(shí)施例對(duì)此并作限定。例如當(dāng)塔機(jī)在工作時(shí)，升降、變幅或回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)需要進(jìn)行不對(duì)稱操作時(shí)，可通過(guò)改變所述第一電源和第二電源實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)施例中，所述控制器通過(guò)監(jiān)測(cè)所述信號(hào)線在所述電位器上的位置，來(lái)檢測(cè)所述操控手柄的位置。進(jìn)一步來(lái)講，所述操控手柄扳動(dòng)過(guò)程中，所述電位器的滑動(dòng)電阻阻值會(huì)隨之變化，所述電位器的信號(hào)線相對(duì)于所述電位器中位位置的分壓也隨之變化，因此，所述控制器檢測(cè)到信號(hào)線的分壓就可判定所述操控手柄的位置，即所述操控手柄指示的擋位。所述控制器通過(guò)信號(hào)線采集到分壓的電壓值，所述電壓值一般在O至第一或第二電源之間，如(T5V。所述電壓值進(jìn)入控制器后，轉(zhuǎn)換成與控制器采樣精度相關(guān)的模擬量值。例如若所述控制器采樣精度為12位，則進(jìn)行二進(jìn)制轉(zhuǎn)換，將所采集的電壓值對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換成(Γ4095范圍的模擬量。如控制器采樣精度為16位，則所采集的電壓值對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換成(Γ65535范圍的模擬量。因此，所述控制器可以按以下方法劃分多個(gè)擋位的區(qū)間和擋位死區(qū)的區(qū)間區(qū)間I :[模擬量I，模擬量2]，對(duì)應(yīng)于擋位I ;區(qū)間I與區(qū)間2之間的擋位死區(qū)I :[模擬量3，模擬量4]； 區(qū)間2 [模擬量5，模擬量6]，對(duì)應(yīng)于擋位2 ；區(qū)間2與區(qū)間3之間的擋位死區(qū)2 [模擬量7，模擬量8]；區(qū)間3 :[模擬量9，模擬量10]，對(duì)應(yīng)于擋位3 ；......依次類推，本實(shí)施例可根據(jù)選配機(jī)構(gòu)的電機(jī)調(diào)速要求，實(shí)現(xiàn)多擋位的區(qū)間劃分，從而實(shí)現(xiàn)擋位的靈活配置。各擋位之間設(shè)置擋位死區(qū)是為了使擋位信號(hào)得以保持，容忍手柄扳動(dòng)過(guò)程中的抖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平滑換擋。需要說(shuō)明的是，模擬量I，模擬量2，……模擬量N為連續(xù)數(shù)值，分別對(duì)應(yīng)零至第一、第二電源對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換成的與控制器采樣精度相關(guān)的模擬量值。所述擋位的區(qū)間范圍即對(duì)應(yīng)上述各模擬量的選取可根據(jù)塔機(jī)的控制需求進(jìn)行。例如對(duì)于方式一，以12位的控制器采樣精度，即對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換的模擬量范圍取(Γ4095為例，在啟動(dòng)階段需要快速啟動(dòng)，則在擋位I中，模擬量I取0，模擬量2可取偏大一點(diǎn)值如1500。所述擋位死區(qū)設(shè)置在兩個(gè)相鄰的擋位之間，所述擋位死區(qū)的區(qū)間長(zhǎng)度一般可設(shè)置為100至200范圍內(nèi)，以所述操控手柄的精度、操作誤差及環(huán)境因素不影響塔機(jī)穩(wěn)定性，不會(huì)引起抖動(dòng)為宜。又如，對(duì)于方式二，以12位的控制器采樣精度，即對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換的模擬量范圍取(Γ4095為例，在第一方向區(qū)域中，劃分3個(gè)擋位，如擋位I設(shè)為
，擋位I和擋位2之間的擋位死區(qū)可設(shè)為[801，900]，擋位2設(shè)為[901，1400]，擋位2和擋位3之間的擋位死區(qū)可設(shè)為[1401，1500]，擋位3可設(shè)為[1501,2000]，以此類推。另外，所述擋位的數(shù)量也可根據(jù)選配機(jī)構(gòu)的電機(jī)調(diào)速要求及控制要求，在所述控制器中進(jìn)行靈活配置。優(yōu)選的是，所述控制器還包括擋位調(diào)整器件，根據(jù)控制要求或作業(yè)需求，通過(guò)該擋位調(diào)整器件對(duì)所述擋位及所述擋位死區(qū)的數(shù)量和邊界進(jìn)行調(diào)整。尤其是，當(dāng)工作環(huán)境或控制要求發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)所述擋位調(diào)整器件對(duì)所述擋位及所述擋位死區(qū)的數(shù)量和邊界進(jìn)行調(diào)整或重新設(shè)置，以滿足作業(yè)需要，且無(wú)需改變硬件設(shè)置。上述各實(shí)施例中，所述操控手柄進(jìn)一步配置有電位器和方向換擋器件；所述電位器配置為提供指示目的擋位大小的分壓模擬量信號(hào)；所述方向換擋器件配置為提供指示目的擋位的方向的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。上述各實(shí)施例中，所述控制器實(shí)時(shí)采集操控手柄位置對(duì)應(yīng)所述分壓模擬量信號(hào)、或所述分壓模擬量信號(hào)與開(kāi)關(guān)量信號(hào)，因此，所述擋位信號(hào)包括所述操控手柄位置指示的分壓模擬量信號(hào)和開(kāi)關(guān)量信號(hào)；或者，所述擋位信號(hào)包括所述同時(shí)指示目的擋位大小和方向的分壓模擬量信號(hào)。需要指出的是，所述控制器監(jiān)測(cè)到的所述分壓模擬量信號(hào)對(duì)應(yīng)的是所述擋位輸入器件選擇的擋位。另外，所述控制器通過(guò)監(jiān)測(cè)到的方向開(kāi)關(guān)量信號(hào)來(lái)確起升、變幅、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向，如上升、下降，向里、向外，向左或向右等。如圖2所示，所述電位器兩端各接5V的電源，所述擋位輸入器件觸點(diǎn)1、2將指示換擋方向的開(kāi)關(guān)量信號(hào)傳送給所述控制器，所述控制器監(jiān)測(cè)到所述方向開(kāi)關(guān)量信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)手柄方向的判定。所述控制器綜合方向開(kāi)關(guān)量和劃分的擋位區(qū)間信號(hào)，輸出相應(yīng)的擋位信號(hào)，以控制相應(yīng)的繼電器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)起升、變幅、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的靈活調(diào)速。需要指出的是，上述各實(shí)施例 中，可根據(jù)選配的起升、變幅、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的電機(jī)調(diào)速要求，分別實(shí)現(xiàn)多擋位的區(qū)間劃分，實(shí)現(xiàn)所述擋位的靈活配置。上述各實(shí)施例中，塔機(jī)的起升、變幅、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的擋位設(shè)置均可以采用上述擋位設(shè)置方式。應(yīng)當(dāng)注意的是，所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的對(duì)擋位要求比較精細(xì)，在設(shè)置時(shí)對(duì)擋位、擋位死區(qū)的區(qū)間長(zhǎng)度和數(shù)量的選取應(yīng)當(dāng)盡量精確，以滿足其操作要求。上述各實(shí)施例中，所述控制器與所述擋位輸入器件之間為有線連接或無(wú)線通信連接。例如在塔機(jī)的駕駛室中通過(guò)有線控制無(wú)級(jí)換擋時(shí)，所述控制器與所述擋位輸入器件之間可采用有線連接。如圖2所示，所述擋位輸入器件選擇擋位后，所述控制器通過(guò)信號(hào)線3與所述擋位輸入器件連接，獲取對(duì)應(yīng)擋位輸入器件所提出的擋位輸入信號(hào)——分壓模擬量信號(hào)、或分壓模擬量信號(hào)和開(kāi)關(guān)量信號(hào)。此外，通過(guò)遙控方式控制塔機(jī)進(jìn)行無(wú)級(jí)換擋時(shí)，所述控制器與所述擋位輸入器件之間可采用無(wú)線通信連接，此時(shí)，可通過(guò)配置發(fā)射器和接收器實(shí)現(xiàn)該無(wú)線通信連接。所述發(fā)射器與擋位輸入器件連接，所述接收器與控制器連接，此處，可采用CAN (控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線進(jìn)行連接。這樣，所述擋位輸入器件選擇擋位后，通過(guò)發(fā)射器將從所述擋位輸入器件上獲取的分壓模擬量信號(hào)、或分壓模擬量信號(hào)和方向開(kāi)關(guān)量信號(hào)，將其發(fā)送至接收器，所述接收器將所述分壓模擬量信號(hào)、或所述分壓模擬量信號(hào)和方向開(kāi)關(guān)量信號(hào)傳輸至所述控制器。從而，所述控制器根據(jù)所述分壓模擬量信號(hào)、或所述分壓模擬量信號(hào)和方向開(kāi)關(guān)量信號(hào)判定目的擋位的大小和方向。上述各實(shí)施例中，所述無(wú)級(jí)換擋裝置還可設(shè)置有顯示各擋位信息和/或當(dāng)前擋位狀態(tài)信息的擋位選擇器，該擋位選擇器分別與所述控制器、所述擋位輸入器件連接。因此，該擋位選擇器可為顯示裝置，如觸摸顯示屏。需要指出的是，一般情況下，所述擋位選擇器可集成到所述控制器上，但對(duì)于通過(guò)無(wú)線遙控方式控制塔機(jī)進(jìn)行無(wú)級(jí)換擋的情況，可將所述擋位選擇器集成到所述擋位輸入器件上，以便于塔機(jī)用戶進(jìn)行遙控操作。或者，如果工作場(chǎng)景需要的話，可分別在所述控制器、擋位輸入器件上配置所述擋位選擇器，以顯示相關(guān)擋位參數(shù)，供操作者了解擋位參數(shù)。當(dāng)然，本實(shí)施例對(duì)此不作嚴(yán)格限定。與上述各實(shí)施例中的擋位調(diào)整器件可替換的是，該擋位選擇器還配置為根據(jù)控制要求，顯示并調(diào)整或重設(shè)所述擋位及所述擋位死區(qū)的數(shù)量和邊界。優(yōu)選的是，上述各實(shí)施例中的擋位調(diào)整器件還可集成在所述擋位選擇器中，根據(jù)控制要求或作業(yè)需求，直接通過(guò)所述擋位選擇器對(duì)所述擋位及所述擋位死區(qū)的數(shù)量和邊界進(jìn)行調(diào)整，其優(yōu)勢(shì)在于，在調(diào)整或重設(shè)期間，所述擋位選擇器可將過(guò)程直觀顯示出來(lái)。相對(duì)于上述擋位選擇器將各擋位信息和/或當(dāng)前擋位狀態(tài)信息顯示給操作者的方式，可替換的是，本實(shí)施例的無(wú)級(jí)換擋裝置可通過(guò)設(shè)置聲音警示裝置如蜂鳴器，如以蜂鳴的次數(shù)或長(zhǎng)短來(lái)提示操作者擋位變化、當(dāng)前擋位狀態(tài)。因此，本發(fā)明上述各實(shí)施例的無(wú)級(jí)換擋裝置，不僅能解決換擋過(guò)程中擋位信號(hào)的保持問(wèn)題，有效消除抖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平滑換擋。而且，上述的擋位區(qū)間設(shè)置靈活，可擴(kuò)充性好，可實(shí)現(xiàn)無(wú)限擴(kuò)充，特別是能夠根據(jù)選配的電機(jī)調(diào)速需求實(shí)現(xiàn)擋位的靈活配置。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面還提供一種塔機(jī)，該塔機(jī)裝設(shè)有上述任一實(shí)施例所述的無(wú)級(jí)換擋裝置。因此，本發(fā)明提出的塔機(jī)能有效克服傳統(tǒng)換擋方式的不足，在劃分各擋位區(qū)間時(shí)，在所述擋位之間預(yù)留一定的擋位死區(qū)，解決擋位信號(hào)不便保持的問(wèn)題。并且，本發(fā)明的擋位區(qū)間設(shè)置靈活，可擴(kuò)充性好。下面結(jié)合上述各裝置實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的一種無(wú)級(jí)換擋方法作進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)指出，本方法實(shí)施例可由上述實(shí)施例中的無(wú)級(jí)換擋裝置實(shí)現(xiàn)。如圖4所示，該無(wú)級(jí)換擋方法包括以下步驟步驟101 :所述無(wú)級(jí)換擋裝置的控制器劃分出兩個(gè)以上擋位、及設(shè)置在兩個(gè)相鄰擋位之間的擋位死區(qū)。其中，所述控制器通過(guò)有線連接或無(wú)線通信連接方式從所述擋位輸入器件獲取所述擋位輸入信號(hào)。本實(shí)施例中，所述擋位輸入信號(hào)可包括用于指示目的擋位大小和方向的分壓模擬量信號(hào)、或用于指示目的擋位大小的分壓模擬量信號(hào)和指示目的擋位方向的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。本步驟主要是針對(duì)分壓模擬量信號(hào)進(jìn)行擋位的劃分，因此上述兩種擋位輸入信號(hào)可采用同一種擋位劃分方式，本實(shí)施例對(duì)此不作限制。本步驟中，所述擋位為由所述控制器根據(jù)其自身的采樣精度，并結(jié)合電源，對(duì)應(yīng)，劃分所述電位器所接的電源得到的模擬量區(qū)間。所述擋位死區(qū)設(shè)置在兩個(gè)相鄰的擋位之間，根據(jù)所述操控手柄的精度、操作誤差及環(huán)境因素確定所述擋位死區(qū)的區(qū)間長(zhǎng)度。在所述控制器中，可以按以下方法劃分多個(gè)擋位的區(qū)間和擋位死區(qū)的區(qū)間區(qū)間I :[模擬量1，模擬量2]，對(duì)應(yīng)于擋位I ;區(qū)間I與區(qū)間2之間的擋位死區(qū)I :[模擬量3，模擬量4]；區(qū)間2 [模擬量5，模擬量6]，對(duì)應(yīng)于擋位2 ；區(qū)間2與區(qū)間3之間的擋位死區(qū)2 [模擬量7，模擬量8]；區(qū)間3 :[模擬量9，模擬量10]，對(duì)應(yīng)于擋位3 ；......依次類推，本實(shí)施例可根據(jù)選配機(jī)構(gòu)的電機(jī)調(diào)速要求，實(shí)現(xiàn)多擋位的區(qū)間劃分，從而實(shí)現(xiàn)擋位的靈活配置。各擋位之間設(shè)置擋位死區(qū)是為了使擋位信號(hào)得以保持，容忍手柄扳動(dòng)過(guò)程中的抖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平滑換擋。步驟102 :所述擋位輸入器件根據(jù)控制需要提供相應(yīng)的擋位輸入信號(hào)。本步驟中，所述擋位輸入器件如操控手柄扳動(dòng)過(guò)程中，與其連接的電位器的滑動(dòng)電阻阻值會(huì)隨之變化，所述電位器的信號(hào)線相對(duì)于所述電位器中位位置的分壓也隨之變化，因此，所述控制器檢測(cè)到信號(hào)線的分壓就可判定所述操控手柄的位置，進(jìn)而達(dá)到擋位輸入信號(hào)。步驟103 :所述控制器監(jiān)測(cè)由擋位輸入器件提供的擋位輸入信號(hào)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果和劃分的擋位確定并輸出擋位信號(hào)。本步驟中，所述控制器通過(guò)監(jiān)測(cè)所述信號(hào)線在所述擋位輸入器件中的電位器上的位置，來(lái)檢測(cè)所述擋位輸入器件提供的擋位輸入信號(hào)。其中，所述控制器可實(shí)時(shí)采集擋位輸入器件提供的分壓模擬量信號(hào)、或分壓模擬量信號(hào)和開(kāi)關(guān)量信號(hào)。需要指出的是，所述控制器綜合指示方向的開(kāi)關(guān)量信號(hào)和劃分擋位區(qū)間的分壓模擬量信號(hào)，輸出相應(yīng)的擋位信號(hào)，以控制相應(yīng)的繼電器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)起升、變幅、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的靈活調(diào)速。上述各實(shí)施例中，可根據(jù)選配的起升、變幅、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的電機(jī)調(diào)速要求，分別實(shí)現(xiàn)多擋位的區(qū)間劃分，實(shí)現(xiàn)所述擋位的靈活配置。上述各實(shí)施例中，塔機(jī)的起升、變幅、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的擋位設(shè)置均可以采用上述擋位設(shè)置方式。所述控制器綜合方向開(kāi)關(guān)量和劃分的區(qū)間信號(hào)，輸出相應(yīng)的擋位信號(hào)，以控制相應(yīng)的繼電器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)起升、變幅、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的靈活調(diào)速。需要指出的是，上述各實(shí)施例中，可根據(jù)選配的起升、變幅、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的電機(jī)調(diào)速要求，分別實(shí)現(xiàn)多擋位的區(qū)間劃分，實(shí)現(xiàn)所述擋位的靈活配置。上述各實(shí)施例中，塔機(jī)的起升、變幅、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的擋位設(shè)置均可以采用上述擋位設(shè)置方式。在進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例中，所述無(wú)級(jí)換擋方法還可包括步驟104 :所述控制器根據(jù)控制要求調(diào)整或重設(shè)所述擋位及所述擋位死區(qū)的數(shù)量和邊界。根據(jù)控制要求或作業(yè)需求，所述控制器能夠?qū)λ鰮跷患八鰮跷凰绤^(qū)的數(shù)量和邊界進(jìn)行調(diào)整。尤其是，當(dāng)工作環(huán)境或控制要求發(fā)生變化時(shí)，對(duì)所述擋位及所述擋位死區(qū)的 數(shù)量和邊界進(jìn)行調(diào)整，以滿足作業(yè)需要，且無(wú)需改變硬件設(shè)置。在進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例中，所述無(wú)級(jí)換擋方法還可包括步驟105 :所述無(wú)級(jí)換擋裝置通過(guò)其配設(shè)的擋位選擇器顯示各擋位信息和/或當(dāng)前擋位狀態(tài)信息。本步驟中，所述控制器配置有擋位選擇器，該擋位選擇器將各擋位的當(dāng)前狀態(tài)信息顯示給用戶，以便變用戶能直觀得知擋位狀態(tài)及變更情況。與上述步驟104可替換的是，可由所述擋位選擇器根據(jù)控制要求調(diào)整或重設(shè)所述擋位及所述擋位死區(qū)的數(shù)量和邊界。
因此，由上述各實(shí)施例可知，本發(fā)明能有效克服傳統(tǒng)換擋方式的不足，通過(guò)在各擋位區(qū)間劃分時(shí)預(yù)留一定的死區(qū)，解決擋位信號(hào)的保持問(wèn)題，有效消除抖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平滑換擋。并且，本發(fā)明的擋位區(qū)間設(shè)置靈活，可擴(kuò)充性好，能夠根據(jù)選配的電機(jī)調(diào)速需求實(shí)現(xiàn)擋位的靈活配置。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)級(jí)換擋裝置，其特征在于，包括 擋位輸入器件，其配置為提供擋位輸入信號(hào)； 控制器，其與所述擋位輸入器件連接，該控制器設(shè)置有兩個(gè)以上擋位和設(shè)置在兩個(gè)相鄰擋位之間的擋位死區(qū)，所述控制器配置為監(jiān)測(cè)所述擋位輸入信號(hào)并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果和所劃分的擋位確定并輸出擋位信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無(wú)級(jí)換擋裝置，其特征在于，所述擋位輸入器件包括提供用于指示目的擋位大小和方向的擋位輸入信號(hào)的電位器，該電位器的一端接電源，另一端接地；且該電位器與所述控制器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)級(jí)換擋裝置，其特征在于，所述控制器設(shè)置有界定擋位方向的第一方向區(qū)域、第二方向區(qū)域、及位于所述第一方向區(qū)域和第二方向區(qū)域之間的換向死區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無(wú)級(jí)換擋裝置，其特征在于，所述擋位輸入器件包括均與所述控制器連接的電位器和方向換擋器件；其中，所述電位器的中位位置接地，兩端分別接有電源； 所述擋位輸入信號(hào)包括所述電位器提供的用于指示目的擋位大小的分壓模擬量信號(hào)，和所述方向換擋器件提供的指示目的擋位方向的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項(xiàng)所述的無(wú)級(jí)換擋裝置，其特征在于，所述控制器與所述擋位輸入器件之間為有線連接或無(wú)線通信連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)級(jí)換擋裝置，其特征在于，所述控制器還包括擋位調(diào)整器件；該擋位調(diào)整器件配置為根據(jù)控制要求調(diào)整或重設(shè)所述擋位及所述擋位死區(qū)的數(shù)量和邊界。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)級(jí)換擋裝置，其特征在于，該無(wú)級(jí)換擋裝置還設(shè)置有顯示各擋位信息和/或當(dāng)前擋位狀態(tài)信息的擋位選擇器，該擋位選擇器分別與所述控制器、所述擋位輸入器件連接； 其中，該擋位選擇器還配置為根據(jù)控制要求調(diào)整或重設(shè)所述擋位及所述擋位死區(qū)的數(shù)量和邊界。
8.一種塔機(jī)，其特征在于，該塔機(jī)裝設(shè)有權(quán)利要求I至7任一項(xiàng)所述的無(wú)級(jí)換擋裝置。
9.一種無(wú)級(jí)換擋方法，其特征在于，包括 無(wú)級(jí)換擋裝置的控制器劃分出兩個(gè)以上擋位、及設(shè)置在兩個(gè)相鄰擋位之間的擋位死區(qū)； 所述控制器監(jiān)測(cè)由擋位輸入器件提供的擋位輸入信號(hào)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果和劃分的擋位確定并輸出擋位信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)級(jí)換擋方法，其特征在于，所述控制器通過(guò)有線連接或無(wú)線通信連接方式從所述擋位輸入器件獲取所述擋位輸入信號(hào)； 其中，所述擋位信號(hào)包括所述指示擋位大小的分壓模擬量信號(hào)和指示換擋方向的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的無(wú)級(jí)換擋方法，其特征在于，所述無(wú)級(jí)換擋裝置通過(guò)其配設(shè)的擋位選擇器顯示各擋位信息和/或當(dāng)前擋位狀態(tài)信息；和/或，根據(jù)控制要求調(diào)整或重設(shè)所述擋位及所述擋位死區(qū)的數(shù)量和邊界。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)級(jí)換擋裝置及方法和塔機(jī)，其中，該裝置包括擋位輸入器件和控制器。所述擋位輸入器件配置為提供擋位輸入信號(hào)；所述控制器與所述擋位輸入器件連接，該控制器設(shè)置有兩個(gè)以上擋位和設(shè)置在兩個(gè)相鄰擋位之間的擋位死區(qū)，所述控制器配置為監(jiān)測(cè)所述擋位輸入信號(hào)并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果和所劃分的擋位確定并輸出擋位信號(hào)。因此，本發(fā)明通過(guò)根據(jù)電位器采樣的模擬量的值劃分擋位區(qū)間與擋位死區(qū)，并且在劃分各擋位區(qū)間時(shí)，在相鄰擋位之間預(yù)留一定的死區(qū)，解決換擋過(guò)程中擋位信號(hào)的保持問(wèn)題，有效消除抖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平滑換擋。
文檔編號(hào)B66C13/16GK102730566SQ20121022273
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者繆思怡, 魏志魁 申請(qǐng)人:三一重工股份有限公司