一種基于吊鉤狀態反饋的起重機消擺設備的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了基于吊鉤狀態反饋的起重機消擺設備，包括起升機構、小車機構、控制單元、變頻器，所述起升機構的吊鉤滑輪組的側板上固定有第一傳感器，卷筒軸上固定有載荷稱重元件，小車機構的頂板上固定有支架，支架上固定有第二傳感器。本實用新型應用廣泛，根據預測出的載荷運動過程中的電機電壓調節曲線，能夠更加準確的抑制載荷搖擺，對不同高度、不同重量的載荷搖擺進行抑制，保證了載荷的安全送達。
【專利說明】
一種基于吊鉤狀態反饋的起重機消擺設備
技術領域
[0001]本實用新型涉及起重機起吊控制技術領域，特別是涉及一種基于吊鉤狀態反饋的起重機消擺設備。【背景技術】
[0002]起重機系統在運輸物資的工業場合大量應用。減少和防止載荷的搖擺是提高起重機裝卸效率的一個重要環節。電子消擺是一種主動消擺方式，它將消擺和小車的運行控制結合起來，不依賴于司機的操作經驗，可以有效提高起重機裝卸效率，減輕司機的工作強度。
[0003]目前電子防搖是通過控制器來控制，實時采集小車的速度、吊具傾斜角度等，然后經過復雜的運算，最終對小車的速度進行控制，對抑制載荷搖擺具有一定的作用。但是在實際操作運行的過程中，不同的載荷重量會導致驅動電機的出力變化，不同的起升高度會導致載荷的搖擺周期發生變化，現在的消擺設備只能根據變頻器或電機出力的反饋信號，對電機的電壓進行進一步地控制，無法對載荷的搖擺進行預測，存在一定的局限性。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是克服現有技術的不足，設計出一種基于吊鉤狀態反饋的起重機消擺設備。
[0005]為達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:
[0006]—種基于吊鉤狀態反饋的起重機消擺設備，包括起升機構、小車機構、控制單元、 變頻器，所述起升機構的吊鉤滑輪組的側板上固定有第一傳感器，卷筒軸上固定有載荷稱重元件，小車機構的頂板上固定有支架，支架上固定有第二傳感器；
[0007]所述第一傳感器用于實時監測吊鉤的傾斜角并將角度信號傳遞給控制單元，第二傳感器用于測量下放的鋼絲繩長度并將長度信號傳遞給控制單元，載荷稱重元件用于測量載荷的重量并將重量信號傳遞給控制單元；
[0008]所述控制單元用于對吊具的角度信號、鋼絲繩的長度信號以及載荷的重量信號進行處理并將輸出信號傳遞給變頻器，變頻器根據控制單元的輸出信號調節電機的電壓。
[0009]所述第一傳感器為垂直傳感器或陀螺儀。[〇〇1〇] 所述第二傳感器為起升編碼器。
[0011]所述控制單元采用單片機或PLC。
[0012]本實用新型的積極有益效果:
[0013]1、本實用新型通過垂直傳感器或陀螺儀測量吊鉤的傾斜角，通過起升編碼器測量鋼絲繩的長度，通過載荷稱重元件測量載荷的重量，然后控制單元對角度信號、長度信號以及重量信號這三個信號數據進行處理，可以預測出載荷運動過程中的電機電壓調節曲線， 變頻器可根據電機電壓調節曲線對電機電壓進行調節，控制電機出力，能夠更加準確的抑制載荷搖擺，能對不同高度、不同重量的載荷搖擺進行抑制，保證載荷的安全送達。
[0014]2、本實用新型應用廣泛，能夠用于橋式起重機、單梁起重機、港口起重機等各類起重機，對于抑制載荷搖擺、提高重要貨物運送的安全性具有很好的實際意義。【附圖說明】
[0〇15]圖1為本實用新型的結構不意圖
[0016]圖2為本實用新型的電路原理框圖
[0017]圖3為變頻器控制電壓曲線示意圖
[0018]圖4為消擺前小車的運行距離、速度、加速度的仿真圖
[0019]圖5為消擺后小車的運行距離、速度、加速度的仿真圖
[0020]圖6為消擺前鋼絲繩與小車的相對角度仿真圖 [0021 ]圖7為消擺后鋼絲繩與小車的相對角度仿真圖 [〇〇22]圖8為消擺前吊鉤角度仿真圖[〇〇23]圖9為消擺后吊鉤角度仿真圖
[0024]圖中標號的具體含義為:1為起升機構，1-1為吊鉤滑輪組，1-2為卷筒軸，2為小車機構，3為支架，4為第一傳感器，5為載荷稱重元件，6為第二傳感器，7為卷筒。【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖具體說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0026]參見圖1、圖2,本實用新型的基于吊鉤狀態反饋的起重機消擺設備，包括起升機構1、小車機構2、控制單元、變頻器，所述起升機構1的吊鉤滑輪組1-1的側板上固定有第一傳感器4,卷筒軸1-2上固定有載荷稱重元件5,小車機構2的頂板上固定有支架3,支架3上固定有第二傳感器6，所述第二傳感器6為起升編碼器，起升編碼器6上固定有齒輪，起升編碼器6上的齒輪與卷筒軸1-2上的齒輪嚙合，
[0027]所述第一傳感器4用于實時監測吊鉤的傾斜角并將角度信號傳遞給控制單元，第二傳感器6用于測量下放的鋼絲繩長度并將長度信號傳遞給控制單元，載荷稱重元件5用于測量載荷的重量并將重量信號傳遞給控制單元；
[0028]所述控制單元用于對吊具的角度信號、鋼絲繩的長度信號以及載荷的重量信號進行處理并將輸出信號傳遞給變頻器，變頻器根據控制單元的輸出信號調節電機的電壓。
[0029]所述第一傳感器為垂直傳感器或陀螺儀。
[0030]所述控制單元采用單片機或PLC。
[0031]參見圖3,圖3為變頻器控制電壓曲線示意圖，圖中橫坐標t表示載荷起升的時間； 縱坐標v表示電機的輸出電壓;to表示搖擺周期前端辨識點，通過陀螺儀輸出的角度信號確定，從而進行周期性附加控制；At表示控制周期的長短，通過起升編碼器輸出的長度信號來確定，1表示鋼絲繩的長度，1越長，At的周期就越長;m表示載荷的重量，由載荷稱重元件測得，用于確定電機控制電壓的幅值，m越大，控制電壓的幅值就越大。通過陀螺儀、起升編碼器和載荷稱重元件的輸出信號，控制單元可以分別確定負載開始搖擺的起始點、搖擺周期以及幅值，從而可以預測出電機電壓調節的近似周期性變化曲線，變頻器可根據預測出的電機電壓調節曲線，對電機進行實時控制，從而達到消擺的效果。[〇〇32]圖4為消擺前小車的運行距離、速度、加速度的仿真圖，圖5為消擺后小車的運行距離、速度、加速度的仿真圖，圖4、圖5進行對比可以看出，消擺后小車運行的加速度和速度曲線趨向于平滑，起重機小車能夠實現平穩加速。圖6為消擺前鋼絲繩與小車的相對角度仿真圖，圖7為消擺后鋼絲繩與小車的相對角度仿真圖。圖8為消擺前吊鉤角度仿真圖，圖9為消擺后吊鉤角度仿真圖，圖8、圖9進行對比可以看出，吊鉤角度震蕩幅度減小，可以更有效地抑制載荷搖擺。
[0033]因此，從仿真結果可以看出，引入吊鉤角度后，系統運行的效果得到了改善，對抑制載荷在運行過程中的搖擺有明顯效果，起重機小車能夠實現平穩加速，速度與加速度的改變更趨向于平滑;鋼絲繩牽引角度在加速過程中平穩過渡，而吊鉤搖擺角度也限制在更低的水平，載荷搖擺得到了有效抑制。在設定的60秒運行時間內，系統平穩運行。
[0034]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制;盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解；依然可以對本實用新型的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術特征進行等同替換;而不脫離本實用新型技術方案的精神，其均應涵蓋在本實用新型請求保護的技術方案范圍當中。
【主權項】
1.一種基于吊鉤狀態反饋的起重機消擺設備，包括起升機構、小車機構、控制單元、變 頻器，其特征是:所述起升機構的吊鉤滑輪組的側板上固定有第一傳感器，卷筒軸上固定有 載荷稱重元件，小車機構的頂板上固定有支架，支架上固定有第二傳感器；所述第一傳感器用于實時監測吊鉤的傾斜角并將角度信號傳遞給控制單元，第二傳感 器用于測量下放的鋼絲繩長度并將長度信號傳遞給控制單元，載荷稱重元件用于測量載荷 的重量并將重量信號傳遞給控制單元；所述控制單元用于對吊具的角度信號、鋼絲繩的長度信號以及載荷的重量信號進行處 理并將輸出信號傳遞給變頻器，變頻器根據控制單元的輸出信號調節電機的電壓。2.根據權利要求1所述的基于吊鉤狀態反饋的起重機消擺設備，其特征是:所述第一傳 感器為垂直傳感器或陀螺儀。3.根據權利要求1所述的基于吊鉤狀態反饋的起重機消擺設備，其特征是:所述第二傳 感器為起升編碼器。4.根據權利要求1所述的基于吊鉤狀態反饋的起重機消擺設備，其特征是:所述控制單 元采用單片機或PLC。
【文檔編號】B66C13/06GK205709529SQ201620543966
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月7日
【發明人】魏興, 張楠, 張鵬, 鄧偉, 張德寬, 王徽
【申請人】魏興