一种回转式起重设备吊具防摇装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及工程机械领域，尤其涉及一种回转式起重设备吊具防摇装置，在回转式起重设备控制系统的基础上添加了一个防摇控制模块，同时采用可连续实时测量吊具在光平面中坐标位置的光带传感器，检测回转机构回转速度的回转机构光电编码器，检测俯仰机构俯仰速度的俯仰机构光电编码器，检测吊臂指定作业高度的吊臂接近开关、吊臂位置开关；通过光带传感器实时测量与吊具相连接的钢丝绳摆动过程在光平面中的空间坐标位置，将坐标位置信息传输到控制系统的防摇控制模块进行分析对比，并通过改变变频器的参数进行速度调控，使吊具摆角减至设定值以内，解决了回转式起重设备在运行时吊具发生大幅度摆动的问题，保证吊具平稳可靠运行。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及工程机械领域，尤其涉及回转式起重设备吊具的防摇装置。 技术背景 起重设备有很多种，有回转式、轮胎式、门式、桥式起重设备等等，它们一般都有俯 仰、回转及行走等主要机构，他们主要依靠驱动电机带动俯仰机构的钢丝绳来实现货物搬 运以及回转机构实现货物的转载。 随着起重设备向大型化、高效性发展，起重设备的俯仰、回转及行走速度或高度也 相应提高，由于俯仰高度的增加导致钢丝绳的长度和操作手的视距的不断增加，再加上俯 仰及回转速度的提高使吊具（货物）在运行过程中有很大的摆动，且起重设备需要在各种 环境下工作（如在运动的平台上工作、风浪等），依靠空气阻尼来自然消除摆动会占去大量 工作时间，而且严重影响生产效率，在安全方面也存在着极大隐患，必须采用有效的方法及 时减小或制止摆动。就目前研宄情况来看，减摇减摆控制主要集中轮胎式、门式、桥式起重 设备，特别是桥式起重机运行小车下吊具的防摇控制，而在防止单吊臂回转式起重设备吊 具的摇摆及对其回转过程中吊具空间角度的控制方面会属于空白。 申请号为201220724192. 7,名为"一种起重机回转防摇装置及起重机"的技术 专利，提出了在吊臂上安装驱动装置和张紧装置，并通过与之相连接的钢丝绳的牵引来抑 制起重机回转过程中出现的摇摆情况。但上述防摆装置属于机械式防摇控制，防摇可靠性 差，实时检测与控制能力不足；另外，驱动装置的作业高度需要手动调节，不能实现作业过 程自动化控制。 申请号为201310752291. 5,名为"一种起重机和起重机钢丝绳防摇控制方法"的实 用新型专利，提出采用抑制X方向与Y方向的钢丝绳限摇控制方法，实现了自动微调回转与 俯仰速度。但该防摇控制方法存在钢丝绳位置的测量盲区，防摇可靠性差，同时实时检测与 控制能力不足，不能实现作业过程的PID自整定与模糊控制，也不能得知回转及俯仰的实 时速度。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本技术提出了一种回转式起重设备吊具防摇控 制方法，通过光带传感器实时测量与吊具相连接的钢丝绳摆动过程在光平面中的空间坐标 位置，将坐标位置信息传输到控制系统的防摇控制模块进行分析对比，并通过改变变频器 的参数进行速度调控，使吊具摆角减至设定值以内，解决了回转式起重设备在运行时吊具 发生大幅度摆动的问题，保证吊具平稳可靠运行。 一种回转式起重设备吊具防摇装置，包括防摇控制模块、光带传感器、回转机构光 电编码器、俯仰机构光电编码器、吊臂、吊臂接近开关、吊臂位置开关； 所述光带传感器是由A、B两组高速激光扫描测量仪构成；所述A组高速激光扫描 测量仪是由A组高速激光扫描测量仪发射器和A组高速激光扫描测量仪接收器构成；所述 B组高速激光扫描测量仪也是由B组高速激光扫描测量仪发射器，B组高速激光扫描测量仪 接收器所构成；所述A组高速激光扫描测量仪发射器和A组高速激光扫描测量仪接收器分 别安装在与起重设备吊臂固定连接的光带传感器安装架的左右侧托架上，用于实时检测与 吊具相连接的钢丝绳的在光平面中的X方向上的坐标位置；所述B组高速激光扫描测量仪 发射器和B组高速激光扫描测量仪接收器分别安装在与起重设备吊臂固定连接的光带传 感器安装架的前后侧托架上，用于实时检测与吊具相连接的钢丝绳的在光平面中的Y方向 上的坐标位置；所述光平面是由安装于光带传感器安装架的前后侧与左右侧托架上的A、B 两组高速激光扫描测量仪所发出的连续平行光线交织而成的面；所述由A、B两组高速激光 扫描测量仪所发出的连续平行光线交织而成的光平面与吊臂1上的钢丝绳穿孔的距离为 h； 所述回转机构光电编码器直接安装在回转机构驱动电机轴端的一侧，用于检测回 转机构驱动电机的转数n1;所述俯仰机构光电编码器直接安装在俯仰机构驱动电机轴端的 一侧，用于检测俯仰机构驱动电机的转数n2; 所述吊臂接近开关安装在吊臂上，所述吊臂位置开关安装在回转塔架上，二者配 合使用来确定吊臂的作业位置高度； 上述方案中，所述光带传感器安装架呈正方体框架结构，并通过光带传感器安装 架连接杆焊接在吊臂上。 上述方案中，所述光平面与钢丝绳穿孔的距离范围为500mm〈h〈800mm，A、B两组高 速激光扫描测量仪测量的光平面区域为35mmX35mm。 本技术采用了可连续实时测量吊具位置的光带传感器，检测回转机构速度的 回转机构光电编码器，检测俯仰机构速度的俯仰机构光电编码器，检测吊臂指定作业高度 的吊臂接近开关、吊臂位置开关。所述光带传感器由A、B两组高速激光扫描测量仪构成， 分别安装于与起重设备吊臂固定连接的光带传感器安装架的左右侧和前后侧的托架上， 且保证光带传感器所交织成侧光平面距离吊臂钢丝绳穿孔的距离为h= 700mm。选用的 A、B两组LS5000系列高速激光扫面测量仪构成的光带传感器所交织成光平面测量区域为 35mmX35mm，可实时检测与吊具相连接的钢丝绳的坐标位置；所述回转机构光电编码器直 接安装在回转机构驱动电机轴端的一侧，所述俯仰机构光电编码器安装俯仰机构驱动电机 轴端的一侧，分别检测回转机构驱动电机转数^与俯仰机构驱动电机的转数n2。所述吊臂 接近开关与吊臂位置开关配合使用，来确定吊臂的作业高度。 本技术通过以下计算方案予以实现： 所述回转机构的回转速度Vl俯仰机构的俯仰速度v2的计算公式为 Vi=Jrdnj(i= 1, 2) 所述与吊具相连的钢丝绳的摆角9 ^以及在光平面X/Y方向的分量0x和0y的 计算公式为 -种回转式起重设备吊具的防摇控制方法，该吊具防摇控制方法是在回转式起重 设备控制系统的基础上添加了一个防摇控制模块。所述防摇控制模块将模糊控制器和内置PID调节器的PLC编程为独立的模块并内置于回转式起重设备控制系统中，其输出端与回 转机构和俯仰机构的驱动电机的变频器相连接，用于实时信号的计算、分析、处理与控制。 步骤一，启动回转式起重设备，运行俯仰机构，吊臂作俯仰运动，当吊臂接近开关 靠近吊臂位置开关时，将接近信息经数模转换器转换为PLC可识别的信息后传递给PLC; 步骤二，PLC经内置的PID调节器调节后将相关控制参数信息传递到俯仰机构变 频器，俯仰机构变频器通过改变相关参数来降低俯仰机构驱动电机的俯仰速度，俯仰机构 驱动电机的俯仰速度可由安装在驱动电机轴端一侧的俯仰机构光电编码器通过检测驱动 电机的转数11 2来求得； 步骤三，俯仰机构减速后缓慢向吊臂位置开关靠近，当吊臂接近开关接触到吊臂 位置开关时，吊臂位置开关将停止运行的信息经数模转换器转换为PLC可识别的信息后传 递给PLC，PLC经内置的PID调节器调节后将相关停止运行的控制参数信息传递到俯仰机构 变频器，俯仰机构变频器通过改变相关参数来阻止俯仰机构驱动电机的运转，回转起重设 备的起重臂到达指定俯仰高度； 步骤四，回转式起重设备开始回转作业；回转机构光电编码器实时检测回转机构 驱动电机的回转转数n1;光带传感器实时检测钢丝绳在光带传感器所构成的光平面的坐标 位置PUd，yQ); 步骤五，回转机构驱动电机的转数ni、钢丝绳在光带传感器所构成的光平面的坐 标位置P(X(1，％)通过数据传输装置传递到防摇控制模块中，并计算出回转机构回转速度 Vi、钢丝绳的摆角0^以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回转式起重设备吊具防摇装置，其特征在于：包括防摇控制模块、光带传感器、回转机构光电编码器、俯仰机构光电编码器、吊臂(1)、吊臂接近开关(11)、吊臂位置开关(12)；所述防摇控制模块是将模糊控制器和内置PID调节器的PLC编程为独立的模块内置于回转式起重设备控制系统中，其输出端与回转机构和俯仰机构的驱动电机的变频器相连接；所述光带传感器包括A、B两组高速激光扫描测量仪；所述A组高速激光扫描测量仪包括A组高速激光扫描测量仪发射器(5)和A组高速激光扫描测量仪接收器(6)；所述B组高速激光扫描测量仪包括B组高速激光扫描测量仪发射器(7)和B组高速激光扫描测量仪接收器(8)；所述A组高速激光扫描测量仪发射器(5)和A组高速激光扫描测量仪接收器(6)分别安装在与起重设备吊臂(1)固定连接的光带传感器安装架(2)的左右侧托架上，实时检测与吊具(4)相连接的钢丝绳(3)在光平面中的X方向上的坐标位置；所述B组高速激光扫描测量仪发射器(7)和B组高速激光扫描测量仪接收器(8)分别安装在与起重设备吊臂(1)固定连接的光带传感器安装架(2)的前后侧托架上，实时检测与吊具(4)相连接的钢丝绳(3)在光平面中的Y方向上的坐标位置；所述光平面是A、B两组高速激光扫描测量仪发出的连续平行光线交织而成的面；所述光平面与吊臂(1)顶端上的钢丝绳穿孔(9)的距离为h；所述回转机构光电编码器安装在回转机构驱动电机轴端的一侧，用于检测回转机构驱动电机的转数n1；所述俯仰机构光电编码器安装在俯仰机构驱动电机轴端的一侧，用于检测俯仰机构驱动电机的转数n2；所述吊臂接近开关(11)安装在吊臂(1)上，所述吊臂位置开关(12)安装在回转塔架(13)上，所述吊臂接近开关(11)和吊臂位置开关(12)配合使用来确定吊臂(1)的作业位置高度。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜银方，张敏，潘凌云，王广德，姬胜杰，
申请(专利权)人：江苏鼎盛重工有限公司，江苏大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32