一種強夯機帶錘快速回轉(zhuǎn)防擺動系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種帶錘快速回轉(zhuǎn)防擺動系統(tǒng)，具體涉及一種強夯機帶錘快速回轉(zhuǎn)防擺動系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]強夯機是利用夯錘高度落差產(chǎn)生的沖擊能進行松土壓實處理的機械。施工前，需根據(jù)地質(zhì)條件進行施工規(guī)劃，繪制夯點分布圖，再按照夯點分布圖施工。施工過程中進行夯點切換時，強夯機臂架吊點通過柔性鋼絲繩吊起夯錘由當(dāng)前夯點向目標(biāo)夯點做回轉(zhuǎn)運動，由于夯錘很重(一般15_30t)，鋼絲繩很長(一般20米)，夯錘會在慣性的作用下擺動，且回轉(zhuǎn)速度越快，夯錘的擺動幅度越大，很難盡快停止下來，不但影響了施工效率還影響了施工精度。同時若回轉(zhuǎn)停止過快，臂架的慣性也會對回轉(zhuǎn)支承產(chǎn)生很大的沖擊。
[0003]現(xiàn)有的強夯機，夯點切換由機手按照自己的操作經(jīng)驗和熟練程度通過人工操作來實現(xiàn)。人工操作方式的缺點:夯點切換施工效率低、精度低，操作手的勞動強度大。
[0004]通過檢索，公告號為:CN 103723629 A，名為:一種起重機和起重機鋼絲繩防搖控制方法的專利公開了:實時檢測鋼絲繩擺幅，如果鋼絲繩擺幅超過擺幅設(shè)定值，自動微調(diào)控制臂架回轉(zhuǎn)速度，使鋼絲繩擺幅小于擺幅設(shè)定值。這種方法，有以下三個明顯的缺點:其一，需要在人工操作手柄的基礎(chǔ)上實時調(diào)整回轉(zhuǎn)的運動速度，存在機構(gòu)運動速度與手柄開度不完全一致的現(xiàn)象，降低了操控性能，尤其當(dāng)手柄停止動作時，機構(gòu)可能還在運動，存在一定的安全隱患，其二，在回轉(zhuǎn)遠離目標(biāo)點時也在調(diào)整，回轉(zhuǎn)效率低;其三，沒有考慮回轉(zhuǎn)動作停止時，臂架的慣性在回轉(zhuǎn)停止時對回轉(zhuǎn)支承的沖擊。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種強夯機帶錘快速回轉(zhuǎn)防擺動系統(tǒng)及控制方法，解決夯點切換時臂架對回轉(zhuǎn)支承的沖擊問題，解決帶錘擺動的問題;提高夯點定位效率和定位精度;減輕操作手的勞動強度。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種強夯機帶錘快速回轉(zhuǎn)防擺動系統(tǒng)，包括輸入裝置、回轉(zhuǎn)編碼器、控制器、比例電磁閥組、和馬達，輸入裝置和回轉(zhuǎn)編碼器與控制器電連接，控制器通過比例電磁閥組與馬達電連接。
[0007]進一步的，所述的馬達為正反轉(zhuǎn)馬達。
[0008]進一步的，所述的比例電磁閥組由正向回轉(zhuǎn)比例電磁閥、反向回轉(zhuǎn)比例電磁閥和自由滑轉(zhuǎn)比例電磁閥組成。
[0009]—種強夯機帶錘快速回轉(zhuǎn)防擺動控制方法，帶錘夯點切換的整個帶錘回轉(zhuǎn)運動過程分為三個階段，快速正向回轉(zhuǎn)階段、自由滑轉(zhuǎn)階段和反向回轉(zhuǎn)階段。
[0010]快速正向回轉(zhuǎn)階段:
a.輸入裝置將強夯機的臂架重量、夯錘重量、鋼絲繩長度、馬達的流量及夯點分布圖規(guī)劃的目標(biāo)回轉(zhuǎn)角度9c，計算的自由滑轉(zhuǎn)角度ΘΒ、反擺角度0D輸入到控制器中； b.回轉(zhuǎn)編碼器實時采集回轉(zhuǎn)角度Θ，并將實時采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂破髦校?br> C.當(dāng)夯點進行切換時，若回轉(zhuǎn)裝置的回轉(zhuǎn)角度Θ小于ΘΒ則打開正向回轉(zhuǎn)比例電磁閥，馬達正轉(zhuǎn)，使回轉(zhuǎn)裝置快速運動到正轉(zhuǎn)止轉(zhuǎn)點；
自由滑轉(zhuǎn)階段:d.若回轉(zhuǎn)角度Θ小于0D則關(guān)閉正向回轉(zhuǎn)比例電磁閥，打開自由滑轉(zhuǎn)比例電磁閥，馬達自由滑轉(zhuǎn)，使回轉(zhuǎn)裝置在臂架慣性和回轉(zhuǎn)摩擦阻力的作用下減速運動到滑轉(zhuǎn)止轉(zhuǎn)點，以消除回轉(zhuǎn)停止時臂架重量對回轉(zhuǎn)支承的沖擊；
反向回轉(zhuǎn)階段:e.到達滑轉(zhuǎn)止轉(zhuǎn)點后，再進行反擺判斷，若回轉(zhuǎn)角度Θ不等于0C則關(guān)閉自由滑轉(zhuǎn)比例電磁閥，打開反向回轉(zhuǎn)比例電磁閥，馬達反轉(zhuǎn)，使回轉(zhuǎn)裝置停在待夯點上，并通過反向擺動來消除偏擺角β，實現(xiàn)了帶錘快速防擺定位。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明優(yōu)化了整個帶錘回轉(zhuǎn)運動過程，通過快速正向回轉(zhuǎn)階段提高了帶錘移動的速度，通過自由滑轉(zhuǎn)階段消除了臂架慣性對回轉(zhuǎn)支承的沖擊，經(jīng)過反向回轉(zhuǎn)階段的反擺消除了回轉(zhuǎn)停止時的帶錘的偏擺，提高了夯點定位效率和定位精度;減輕操作手的勞動強度，增加了機器的使用壽命，降低了維修成本。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明電氣系統(tǒng)框圖；
圖2為本發(fā)明控制原理圖；
圖3為本發(fā)明控制流程圖；
圖4為本發(fā)明強夯機帶錘快速回轉(zhuǎn)防擺控制裝置示意圖；
圖中:1、帶錘，2、鋼絲繩，3、臂架，4、回轉(zhuǎn)編碼器，5、馬達。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0014]如圖1所示，一種強夯機帶錘快速回轉(zhuǎn)防擺動系統(tǒng)，包括輸入裝置、回轉(zhuǎn)編碼器、控制器、比例電磁閥組、和馬達，輸入裝置和回轉(zhuǎn)編碼器與控制器電連接，控制器通過比例電磁閥組與馬達電連接，馬達為正反轉(zhuǎn)馬達，比例電磁閥組由正向回轉(zhuǎn)比例電磁閥、反向回轉(zhuǎn)比例電磁閥和自由滑轉(zhuǎn)比例電磁閥組成；如圖4所示，回轉(zhuǎn)編碼器設(shè)置在強夯機中心回轉(zhuǎn)裝置內(nèi)，實時采集回轉(zhuǎn)的角度并發(fā)送給控制器，帶錘I通過鋼絲繩2，繞過臂架3頂部與強夯機連接，比例電磁閥組接收控制器輸出信號，用于控制馬達5的正向、反向和自由滑動運動，馬達5是動作執(zhí)行元件，通過比例電磁閥組實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動。
[0015]如圖2和圖3所示，一種強夯機帶錘快速回轉(zhuǎn)防擺動控制方法，帶錘夯點切換的整個帶錘回轉(zhuǎn)運動過程分為三個階段，快速正向回轉(zhuǎn)階段、自由滑轉(zhuǎn)階段和反向回轉(zhuǎn)階段。
[0016]快速正向回轉(zhuǎn)階段:
a.輸入裝置將強夯機的臂架重量、夯錘重量、鋼絲繩長度、馬達的流量及夯點分布圖規(guī)劃的目標(biāo)回轉(zhuǎn)角度9c，計算的自由滑轉(zhuǎn)角度ΘΒ、反擺角度0D輸入到控制器中；
b.回轉(zhuǎn)編碼器實時采集回轉(zhuǎn)角度Θ，并將實時采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂破髦校?br> c.當(dāng)夯點進行切換時，若回轉(zhuǎn)裝置的回轉(zhuǎn)角度Θ小于ΘΒ則打開正向回轉(zhuǎn)比例電磁閥，馬達正轉(zhuǎn)，使回轉(zhuǎn)裝置快速運動到正轉(zhuǎn)止轉(zhuǎn)點；
自由滑轉(zhuǎn)階段:d.若回轉(zhuǎn)角度Θ小于0D則關(guān)閉正向回轉(zhuǎn)比例電磁閥，打開自由滑轉(zhuǎn)比例電磁閥，馬達自由滑轉(zhuǎn)，使回轉(zhuǎn)裝置在臂架慣性和回轉(zhuǎn)摩擦阻力的作用下減速運動到滑轉(zhuǎn)止轉(zhuǎn)點，以消除回轉(zhuǎn)停止時臂架重量對回轉(zhuǎn)支承的沖擊；
反向回轉(zhuǎn)階段:e.到達滑轉(zhuǎn)止轉(zhuǎn)點后，再進行反擺判斷，若回轉(zhuǎn)角度Θ不等于0C則關(guān)閉自由滑轉(zhuǎn)比例電磁閥，打開反向回轉(zhuǎn)比例電磁閥，馬達反轉(zhuǎn)，使回轉(zhuǎn)裝置停在待夯點上，并通過反向擺動來消除偏擺角β，實現(xiàn)了帶錘快速防擺定位。
[0017]實施例:如圖4所示，控制器首先打開正向回轉(zhuǎn)比例電磁閥，馬達5快速正轉(zhuǎn)，使回轉(zhuǎn)裝置快速運動到B點，然后關(guān)閉正向回轉(zhuǎn)比例電磁閥，打開自由滑轉(zhuǎn)比例電磁閥，馬達5自由滑轉(zhuǎn)，使回轉(zhuǎn)裝置在臂架3慣性和回轉(zhuǎn)摩擦阻力的作用下運動到D點，以消除回轉(zhuǎn)停止時臂架3重量對回轉(zhuǎn)支承的沖擊，最后關(guān)閉自由滑轉(zhuǎn)比例電磁閥，打開反向回轉(zhuǎn)比例電磁閥，馬達反轉(zhuǎn)，使回轉(zhuǎn)裝置定位在夯點C，并通過回轉(zhuǎn)的反向擺動來消除偏擺角β，實現(xiàn)帶錘I快速防擺定位，提高了夯點定位效率和定位精度;減輕操作手的勞動強度，增加了機器的使用壽命，降低了維修成本。
【主權(quán)項】
1.一種強夯機帶錘快速回轉(zhuǎn)防擺動系統(tǒng)，其特征在于，包括輸入裝置、回轉(zhuǎn)編碼器、控制器、比例電磁閥組、和馬達，輸入裝置和回轉(zhuǎn)編碼器與控制器電連接，控制器通過比例電磁閥組與馬達電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強夯機帶錘快速回轉(zhuǎn)防擺動系統(tǒng)，其特征在于，所述的馬達為正反轉(zhuǎn)馬達。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種強夯機帶錘快速回轉(zhuǎn)防擺動系統(tǒng)，其特征在于，所述的比例電磁閥組由正向回轉(zhuǎn)比例電磁閥、反向回轉(zhuǎn)比例電磁閥和自由滑轉(zhuǎn)比例電磁閥組成。4.一種強夯機帶錘快速回轉(zhuǎn)防擺動控制方法，其特征在于，帶錘夯點切換的整個帶錘回轉(zhuǎn)運動過程分為三個階段，快速正向回轉(zhuǎn)階段、自由滑轉(zhuǎn)階段和反向回轉(zhuǎn)階段。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種強夯機帶錘快速回轉(zhuǎn)防擺動控制方法，其特征在于，所述的 快速正向回轉(zhuǎn)階段: a.輸入裝置將強夯機的臂架重量、夯錘重量、鋼絲繩長度、馬達的流量及夯點分布圖規(guī)劃的目標(biāo)回轉(zhuǎn)角度9c，計算的自由滑轉(zhuǎn)角度ΘΒ、反擺角度0D輸入到控制器中； b.回轉(zhuǎn)編碼器實時采集回轉(zhuǎn)角度Θ，并將實時采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂破髦校?c.當(dāng)夯點進行切換時，若回轉(zhuǎn)裝置的回轉(zhuǎn)角度Θ小于ΘΒ則打開正向回轉(zhuǎn)比例電磁閥，馬達正轉(zhuǎn)，使回轉(zhuǎn)裝置快速運動到正轉(zhuǎn)止轉(zhuǎn)點； 自由滑轉(zhuǎn)階段:d.若回轉(zhuǎn)角度Θ小于0D則關(guān)閉正向回轉(zhuǎn)比例電磁閥，打開自由滑轉(zhuǎn)比例電磁閥，馬達自由滑轉(zhuǎn)，使回轉(zhuǎn)裝置減速運動到滑轉(zhuǎn)止轉(zhuǎn)點； 反向回轉(zhuǎn)階段:e.到達滑轉(zhuǎn)止轉(zhuǎn)點后，再進行反擺判斷，若回轉(zhuǎn)角度Θ不等于0C則關(guān)閉自由滑轉(zhuǎn)比例電磁閥，打開反向回轉(zhuǎn)比例電磁閥，馬達反轉(zhuǎn)，使回轉(zhuǎn)裝置停在待夯點上，實現(xiàn)帶錘快速防擺定位。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種強夯機帶錘快速回轉(zhuǎn)防擺動系統(tǒng)及控制方法，強夯機帶錘快速回轉(zhuǎn)防擺動系統(tǒng)包括輸入裝置、回轉(zhuǎn)編碼器、控制器、比例電磁閥組、和馬達，輸入裝置和回轉(zhuǎn)編碼器與控制器電連接，控制器通過比例電磁閥組與馬達電連接；強夯機帶錘快速回轉(zhuǎn)防擺動控制方法將帶錘夯點切換的整個帶錘回轉(zhuǎn)運動過程分為三個階段，快速正向回轉(zhuǎn)階段、自由滑轉(zhuǎn)階段和反向回轉(zhuǎn)階段；優(yōu)化了整個帶錘回轉(zhuǎn)運動過程，通過快速正向回轉(zhuǎn)階段提高了帶錘移動的速度，通過自由滑轉(zhuǎn)階段消除了臂架慣性對回轉(zhuǎn)支承的沖擊，經(jīng)過反向回轉(zhuǎn)階段的反擺消除了回轉(zhuǎn)停止時的帶錘的偏擺，提高了夯點定位效率和定位精度；減輕操作手的勞動強度，增加了機器的使用壽命，降低了維修成本。
【IPC分類】E02D3/046
【公開號】CN105484226
【申請?zhí)枴緾N201510921078
【發(fā)明人】許瑞虎, 馬厚雪, 李小輝, 盧明, 李利斌
【申請人】徐工集團工程機械股份有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月14日