具有冗余功能的驱动设备及其控制方法技术

本发明专利技术公开了具有冗余功能的驱动设备及其控制方法。为了克服舞台演出时由于单台设备故障占用演出空间致使演出意外停止的问题，本发明专利技术采用双驱动源，当其中一台发生故障时，另一驱动源能够维持设备继续正常运行，此种双电机备份控制系统极大地降低了设备故障率，使得设备在演出使用过程中不会因一台驱动电机故障而引发无法切换场景等严重演出事故，保障节目期间剧院的有效运营，减少不必要的运营损失。失。

Drive equipment with redundant function and its control method

【技术实现步骤摘要】
具有冗余功能的驱动设备及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种舞台机械领域，尤其涉及一种具有冗余功能的驱动设备及其控制方法。

技术介绍

[0002]演艺节目进行时，为达到良好的舞台效果，实现频繁的场景切换，往往需要大量的驱动设备，若在演出过程中有一台设备出现故障，则会占用演出空间，使得下一场景切换无法如期进行，影响演员的正常换场，甚至能够导致整场演出中途意外停止，这将会严重影响剧场的运营收入，带来严重的经济损失。现有技术针对此问题普遍在电动机上设置变频器报警，或者仅依靠演出前的人工设备检查，以此对能够检出的隐患进行提前消除。然而上述做法并不能很好的避免非检出性故障，仍然会存在设备故障影响演出的问题。
[0003]例如，一种在中国专利文献上公开的“一种智能升降机系统”，其公告号CN111365689A，包括基座和运动平台，基座上设有电机、处理器、变频器和滚筒，滚筒上缠绕有绳索，电机驱动滚筒转动，运动平台位于基座下方，基座通过绳索与运动平台相连，滚筒的一侧设有光电编码器，处理器分别与光电编码器和变频器通信连接；变频器用于检测电机的电流与电压，变频器设有阈值，当变频器检测到电机的电压值和电流值超过阈值时，变频器向处理器报错，电机停止运行；光电编码器用于检测滚筒转速和旋转的圈数，处理器根据光电编码器发送的数据计算运动平台的实际速度和实际位置，并根据目标速度和目标位置调整电机的运行。此方案通过设置变频器和光电编码器避免运动平台超载和超速，确保升降机能安全运行，仅设置变频器固然能够在演出设备发生故障时发出警报，却无法保障突发其他故障的情况下舞台设备的正常运行，因此依然存在突发故障导致演出意外停止的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要解决舞台演出时由于单台设备故障占用演出空间从而导致演出意外停止的问题；提供一种具有冗余功能的驱动设备及其控制方法，本方案中的设备具有两台驱动源，当其中一台发生故障时，另一驱动源能够维持设备继续正常运行，此种双电机备份控制系统极大地降低了设备故障率，使得设备在演出使用过程中不会因一台驱动电机故障而引发无法切换场景等严重演出事故，保障节目期间剧院的有效运营，减少不必要的运营损失。
[0005]本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本专利技术包括一种具有冗余功能的驱动设备，包括驱动设备，升降物件和连接装置；驱动设备为两组，分别设置有电动机和滚筒装置；连接装置包括牵引绳，牵引绳一端固定于其中一组驱动设备的滚筒装置，另一端穿过所速升降物件使所速升降物件呈现吊挂状并固定于另一组驱动设备的滚筒装置形成牵引回路；所速滚筒装置上设置有缠绕所速牵引绳的绳槽段，绳槽段的长度满足单台滚筒装置驱动完成所速升降物件整个行程时所需牵引绳的
缠绕，使其形成一个稳定的具有冗余功能的运动体系。
[0006]作为优选，所述的升降物件上设有连接组，包含固定设置在升降物件同一侧的一组动滑轮，升降物件长度方向设置有若干动滑轮；滚筒装置设置有若干段绳槽段，每段绳槽段对应设置独立的牵引绳；工作时绳槽段用于容纳牵引绳并且引导牵引绳运行方向，使得两组驱动设备运行更加精密。
[0007]作为优选，所述连接装置还包括均匀设置在升降物件上方的一组定滑轮；牵引绳穿过定滑轮动连接，定滑轮数量与动滑轮数量相适应；牵引绳对应所形成的牵引回路的数量与设置的动滑轮的数量相适配或者设置为动滑轮数量的一半；每个滚筒装置可以引出若干段牵引绳至另一组驱动设备的滚筒装置并固定；定滑轮可以沿着升降物件的长度方向均匀设置，也可以按照实际情况进行排布上的调整。
[0008]作为优选，所述滚筒装置上设置的绳槽段数量与牵引绳的形成的牵引回路的数量相同，所有绳槽段的长度满足单台滚筒装置驱动完成提升升降物件整个升降行程；不会出现因行程不够而导致的驱动装置运行错误。
[0009]作为优选，所述的电动机侧面还设有接线口和变频器，滚筒装置的一端设置有位置编码器；电动机通过接线口与外部电源相连，变频器用于检测电动机运行时的电压电流变化，并在发生故障时及时报错，增加了实际演出时的舞台安全性，有效降低设备故障率。
[0010]本专利技术还包括一种控制方法，具体包括：第一步，根据电动机的实际运行状态来划分舞台驱动设备的运行状态：设常态A、常态B；常态A为各驱动设备同时工作状态，常态B为其中一台驱动设备单独工作；根据驱动设备的各个运行状态制定出实际的运行方案。此方法对于电动机的正常状态运行与异常状态运行均作出考虑，能够在舞台上演出进行时提供更加完善的运行方案，可以以最少的时间由常态A切换至常态B；一般情况会对设备进行支行前常规性的检查，因此两台设备同时出现故障都不能运行的情况为特小概率事情，因此，常态B的可运行的技术运用保障了节目期间的有效运营，最大程度上减小不必要的运营损失；第二步，根据驱动设备的各个运行状态分别制定运行方案，设定不同状态下驱动设备对应的运行参数，如常态A时，两组驱动设备的速度分别为V
A1
，V
A2
升降物件的行程H; 常态B时驱动设备的速度V
B2
,升降物件的行程H
B
。
[0011]第三步，监测读取每台驱动设备的实时运行参数，输出参数，进行逻辑运算，判断，当所有驱动设备逻辑值为1时，判断为Y，则所有驱动设备继续以常态A参数运行；当其中有一台驱动设备的逻辑值时为0时，判断为N,此时选取任一台逻辑值为1的一台驱动设备以常态B设定的对应的的参数进行运行；第四步，计算H
B
=H
‑
H0,H0为物件当前位置时已经运行完成的行程，同时输出停止运行指令给其它的驱动设备，因此，常态A可以根据实际情况自动切换到常态B的工作状态。
[0012]作为优选，各驱动设备选用的电动机的额定参数、型号，滚筒装置的规格、型号相互一致。根据两台电动机的工作情况，在常态A下，两台电动机均能够正常运行，并按照一定的方式牵引升降物件完成运动；而单故障常态B下，由单个电动机工作，以维持舞台承载演出的功能效果；常态A可以根据实际情况自动切换到常态B的工作状态；常态A下，两台电动机同时运行，且两台电动机的运行的速度相同，即 VA1=VA2；此时升降物件运行的距离为单台电动机滚筒旋转运行所折算的直线距离的两倍，且升降物件实际的运行速度V等于两台
电动机运行速度的叠加，即V=VA1+VA2,则单台滚筒装置在完成整个升降物件所运行的圈数假设对应为n1；这种方法能够在单台电动机出现故障时，仍能保证演出的正常进行。
[0013]作为优选，判断驱动设备运行状态时，若所有驱动设备的逻辑值均为1时，就判定驱动设备状态Y，此时，所有的驱动设备均以常态A设置的参数进行运行；当其中有一台驱动设备的逻辑值监测为0时，就判断为驱动设备状态N，此时将选取逻辑值为1的一台驱动设备以常态B设置的对应参数进行运行，而监测值为0的设备停止运行；判断结束后通过公式H
B
=H
‑
H0计算升降物体的行程。
[0014]作为优选，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有冗余功能的驱动设备，其特征在于，包括：驱动设备，升降物件（3）和连接装置；所述驱动设备为两组，分别设置有电动机（1）和滚筒装置（2）；所述连接装置包括牵引绳，所述牵引绳一端固定于其中一组驱动设备的滚筒装置（2），另一端穿过所述升降物件（3）使所述升降物件（3）呈现吊挂状，并固定于另一组驱动设备的滚筒装置（2）形成牵引回路。2.根据权利要求1所述的一种具有冗余功能的驱动设备，其特征在于，所述升降物件（3）上设有连接组，所述连接组包含固定设置在升降物件（3）同一侧的一组动滑轮，若干动滑轮沿升降物件（3）长度方向设置；所述滚筒装置（2）设置有若干段绳槽段，每段绳槽段对应设置独立的牵引绳。3.根据权利要求2所述的一种具有冗余功能的驱动设备，其特征在于，所述连接装置还包括均匀设置在所述升降物件（3）上方的一组定滑轮；所述牵引绳与所述定滑轮滑动连接，所述定滑轮数量与所述动滑轮数量相适应，所述牵引绳对应所形成的牵引回路的数量与设置的动滑轮的数量相适配或设置为动滑轮数量的一半。4.根据权利要求3所述的一种具有冗余功能的驱动设备，其特征在于，所述滚筒装置（2）上设置的绳槽段数量与所述牵引绳形成的牵引回路的数量相同，所述所有绳槽段的总长度满足单台滚筒装置（2）驱动完成提升所述升降物件（3）整个升降行程。5.根据权利要求4所述的一种具有冗余功能的驱动设备，其特征在于，所述电动机（1）侧面还设有接线口与变频器，所述滚筒装置（2）的一端侧面设有位置编码器。6.一种具有冗余功能的驱动设备的控制方法，其特征在于，适用于如权利要求1~5任意一项所述的具有冗余功能的驱动设备，包括以下步骤：S1：划分驱动设备的运行状态；S2：根据驱动设备的各个运行状态分别制定运行方案，设定不同状态下驱动设备对应的运行参数；S3：监测读取每台驱动设备的实时运行参数，输出参数，进行逻辑运算的判断；S4：计算升降物件（3）行程，同时输出停止运行指令给其它的驱动设备。7.根据权利要求6所述的一种具有冗余功能的驱动设备的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.1：划分驱动设备的运行状态为：常态A和常态B；处于常态A时各驱动设备同时工作，处于常...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮小华，陈俊，高魁杰，盛慧芳，江建明，
申请(专利权)人：浙江佳合文化科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：