專利名稱：一種重載頂門自動升降裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于升降裝置技術領域，具體涉及一種重載頂門自動升降裝置。本發明適 用于風洞頂門的自動升降或其它重載物體的自動升降。
背景技術：
現有技術中的大型低速風洞主要由直流式、閉口串列雙試驗段組成，風洞結構包 括風洞洞體、測控系統、動力系統、模型支撐系統和頂門升降系統等。由于風洞的頂門自重 為13噸，跨度10米，通過頂門的開啟及關閉控制試驗模型、試驗設備的進洞安裝放置或取 出，頂門升降系統控制頂門的開啟及關閉。現有的頂門升降系統通常采用液壓控制系統，液 壓控制系統難以保證如此重載的頂門在運動過程中的同步精度、定位精度，運行過程不平 穩，使用不方便，安全隱患較大。因此現有的低速風洞的改進頂門的升降系統，需要一種新 的、更加安全可靠的自動升降裝置用于重載頂門的開閉控制。
發明內容
為解決現有的低速風洞用頂門的升降系統運行不穩定、使用不方便、安全隱患大、 不能滿足風洞試驗需要的問題，本發明提供一種重載頂門自動升降裝置。本發明的重載頂門自動升降裝置包括主體機構和控制系統兩部分。所述主體機 構安裝在風洞頂門支撐梁上。主體機構部分包括頂門支撐臂、橫移滾輪、活動導軌、導向滾輪I、導向滾輪II、 固定導軌、導向板I、導向板II、自調整柔性機構、定位支撐柱、頂升螺旋升降機、抽板運動 電機、抽板、檢測開關、頂升伺服電機。其連接關系是頂門支撐臂通過橫移滾輪安裝在活動 導軌上端；活動導軌下端通過自調整柔性機構與頂升螺旋升降機上端連接；活動導軌兩側 通過導向滾輪I、導向滾輪II與導向板I、導向板II連接，導向板I、導向板II連接與基座 及固定導軌端連接；活動導軌下端左右兩側分別安裝可調節定位支撐柱；抽板運動電機與 抽板連接。控制系統部分包括工業控制計算機、液晶顯示器、運動控制卡、IO擴展卡、伺服 驅動器、伺服電機等。在所述工業控制計算機中設置有操作界面和運動控制程序，通過計算 機的PCI插槽連接運動控制卡和IO擴展卡，利用控制卡的運動控制功能實現對交流伺服電 機的運動控制。控制系統中的交流伺服電機與主體機構中的頂升螺旋升降機連接。頂升螺旋升降 機通過自調整柔性結構與活動導軌連接，從而帶動活動導軌上下升降。本發明利用控制卡的運動控制功能實現對交流伺服電機的同步運動控制，同時驅 動四臺螺旋升降機對頂門實現升降。升到位后，另外四臺電機分別驅動八個抽板進行定位， 保證升到位后頂門橫移過程不會出現傾覆。本發明重載頂門自動升降裝置的工作流程是
升起時，頂門從關閉位置開始頂升到活動導軌高于固定導軌面，抽板插入到支撐柱下方；、頂門活動導軌下降，支撐柱與抽板接觸；此時頂門升到位。下降時，頂門活動導軌先升高；此時抽板伸出支撐柱下方；待抽板伸出到位后，頂 門開始下降到關閉位置。抽板運行處設置有到位信號檢測。本發明通過主體機構和控制系統部分的結合實現了實現重載頂門自動升降，采用 伺服電機同步控制，配合結構精密、強度高、設計合理的機械升降機構，能夠有效保證升降 過程中運行平穩、可靠。本發明適用于風洞頂門的自動升降，也可用于類似同步及定位精度 要求較高的重載設備自動升降。
圖1是本發明的重載頂門自動升降裝置的正視圖。圖2是本發明的重載頂門自動升降裝置的俯視圖。圖3是本發明的重載頂門自動升降裝置中的控制系統框圖。圖中，1.頂門支撐臂 2.橫移滾輪3.活動導軌4.導向滾輪I 5.導向滾輪II 6.固定導軌 7.導向板I 8.導向板II 9.自調整柔性 機構 10.定位支撐柱 11.頂升螺旋升降機 12.抽板運動電機 13.抽 板 14.檢測開關 15.頂升伺服電機 16.液晶顯示器 17.工業控制計算 機 18.運動控制卡 19. IO擴展卡 20.伺服驅動器、21.交流伺服電機。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明進行進一步的詳細說明。本發明的重載頂門自動升降裝置包括主體機構和控制系統兩部分。圖1是本發明的頂門自動升降裝置的正視圖，圖2是本發明的頂門自動升降裝置 俯視圖。如圖1圖2所示，本發明的重載頂門自動升降裝置的主體機構部分包括頂門支撐 臂1、橫移滾輪2、活動導軌3、導向滾輪I 4、導向滾輪II 5、固定導軌6、導向板I 7、導向板 II 8、自調整柔性機構9、定位支撐柱10、頂升螺旋升降機11、抽板運動電機12、抽板13、檢 測開關14、頂升伺服電機15。其連接關系是所述主體機構的頂門支撐臂1通過橫移滾輪 2安裝在活動導軌3上端；活動導軌3下端通過自調整柔性機構9與頂升螺旋升降機11上 端連接；活動導軌3兩側通過導向滾輪I 4、導向滾輪II 5與導向板I 7、導向板II 8連接， 導向板I 7、導向板II 8之間距離為535mm，導向板I 7、導向板II 8與基座及固定導軌6連 接；活動導軌3下端左右兩側分別安裝可調節定位支撐柱10 ；抽板運動電機12與抽板13 連接。本發明的重載頂門自動升降裝置實施例采用的主體機構的數量為4，4部相同的 主體機構分別固定安裝在風洞頂門的四個角上。所述頂升螺旋升降機11采用日本MAKISHINK0公司生產的JA075螺旋升降機。所述導向滾輪I 4采用韓國太敬公司生產的NUKR2462R軌跡滾輪軸承。所述導向滾輪II 5采用韓國太敬公司生產的NUTR2552R軌跡滾輪軸承。圖3是本發明的重載頂門升降裝置中的控制系統的框圖。如圖3所示，本發明的 重載頂門升降裝置的控制系統包括液晶顯示器16、工業控制計算機17、運動控制卡18、10 擴展卡19、伺服驅動器20、交流伺服電機21。在所述工業控制計算機17中用C語言編制控
4制界面和運動控制程序，通過計算機的PCI插槽連接運動控制卡18和IO擴展卡19，利用控 制卡18的運動控制功能實現對伺服驅動器20和交流伺服電機21的運動控制。工業控制 計算機17與液晶顯示器16連接。控制系統中的交流伺服電機21與主體機構中的頂升螺旋升降機11連接。所述工業控制計算機17采用臺灣研華公司生產的IPC-610BP-30H工業控制計算 機。所述運動控制卡18采用臺灣研華公司生產的PCI-1240UPCL-101100M-1運動控制卡。所述伺服驅動器20采用日本安川公司生產的SGDM-30ADA伺服驅動器。所述交流伺服電機21采用日本安川公司生產的SGMGH-30A2A6C 3KW交流伺服電 機。所述重載頂門自動升降裝置工作過程描述如下
系統運行時，首先接電，由計算機發出運動控制指令，通過運動控制卡的運動控制功能 對交流伺服電機的進行運動控制，交流伺服電機驅動頂升螺旋升降機帶動活動導軌做升降 運動，活動導軌的上下升降從而帶動頂門完成上下升降。重載頂門升起時，四臺頂升伺服電機15同時帶動活動導軌3從頂門關閉位置開始 升高到高于固定導軌6頂面8mm處，以便抽板13伸出到定位支撐柱10下方，在升起過程中 導向滾輪I 4和導向滾輪II 5配合導向板I 7和導向板II 8起導向作用，導向板I 7和導向 板II 8之間的距離為535mm ；抽板12插入到定位支撐柱9下方；頂門活動導軌3下降8mm， 定位支撐柱9與抽板12接觸，此時頂門升到位，活動導軌3與固定導軌6接平，自調整柔性 機構9起保護作用。重載頂門下降時，頂門活動導軌3先升8mm，以便抽板13離開定位支撐柱10下方； 此時抽板退出支撐柱下方；待抽板13退到位后，四臺頂升伺服電機15同時帶動頂門活動導 軌3，從而帶動頂門開始下降到關閉位置，在下降過程導向滾輪I 4和導向滾輪II 5配合導 向板I 7和導向板II 8導向作用。在重載頂門上升或下降過程中，通過檢測開關14對抽板運行到位情況進行檢測 并及時發出到位信號。在重載頂門升降過程中，導向滾輪I 4和導向滾輪II 5配合導向板I 7和導向板 II 8起導向作用，有效的保證升降過程的穩定、可靠。自調整柔性機構對于重載頂門自動升 降裝置起到至關重要的保護作用。按上述工作過程往復循環運動，可實現頂門開啟和關閉的全自動化，減少人工參 與環節，提高頂門運行穩定性、可靠性、安全性以及試驗效率和定位精度。本發明的重載頂門自動升降裝置可用于不同大小、不同形狀、重量較重、定位精度 要求高的多種產品自動升降。本發明的重載頂門自動升降裝置中的頂升螺旋升降機11可以采用其它功能類似 且能夠負載4-10噸的螺旋升降機。工業控制計算機17可以采用其它功能類似且能夠防震、 防塵的工業控制計算機。運動控制卡18可以采用其它功能類似且具有四軸以上直線插補 功能的運動控制卡。
權利要求
一種重載頂門自動升降裝置，其特征在于所述的自動升降裝置包括主體機構和控制系統；主體機構固定安裝在風洞頂門支撐梁上；所述主體機構包括頂門支撐臂(1)、橫移滾輪(2)、活動導軌(3)、導向滾輪Ⅰ(4)、導向滾輪Ⅱ(5)、固定導軌(6)、導向板Ⅰ(7)、導向板Ⅱ(8)、自調整柔性機構(9)、定位支撐柱(10)、頂升螺旋升降機(11)、抽板運動電機(12)、抽板(13)、檢測開關(14)、頂升伺服電機(15)；其連接關系是所述主體機構的頂門支撐臂(1)通過橫移滾輪(2)安裝在活動導軌(3)上端；活動導軌(3)下端通過自調整柔性機構(9)與頂升螺旋升降機(11)上端連接；活動導軌(3)兩側通過導向滾輪Ⅰ(4)、導向滾輪Ⅱ(5)與導向板Ⅰ(7)、導向板Ⅱ(8)連接，導向板Ⅰ(7)、導向板Ⅱ(8)與基座及固定導軌(6)連接；活動導軌(3)下端左右兩側分別安裝可調節定位支撐柱(10)；抽板運動電機(12)與抽板(13)連接；所述控制系統包括液晶顯示器(16)、工業控制計算機(17)、運動控制卡(18)、IO擴展卡(19)、伺服驅動器(20)、交流伺服電機(21)；在所述工業控制計算機(17)中設置有操作界面和運動控制程序，通過計算機的PCI插槽連接運動控制卡(18)和IO擴展卡(19)，利用控制卡(18)的運動控制功能實現對伺服驅動器(20)和交流伺服電機(21)的運動控制；工業控制計算機(17)與液晶顯示器(16)連接；控制系統中的交流伺服電機(21)與主體機構中的頂升螺旋升降機(11)連接；頂升螺旋升降機(11)通過自調整柔性機構(9)與活動導軌(3)連接，從而帶動活動導軌(3)上下升降。
2.根據權利要求1所述重載頂門自動升降裝置，其特征在于所述重載頂門自動升降 裝置中的頂升螺旋升降機(11)采用負載4-10噸的螺旋升降機。
3.根據權利要求1所述裝置頂門自動升降裝置，其特征在于所述載頂門自動升降裝 置中的工業控制計算機(17)采用防震、防塵的工業控制計算機。
4.根據權利要求1所述裝置頂門自動升降裝置，其特征在于所述載頂門自動升降裝 置中的運動控制卡(18)采用具有四軸以上直線插補功能的運動控制卡。
5.根據權利要求1所述重載頂門自動升降裝置，其特征在于所述自動升降裝置采用 的主體機構的數量為4。
全文摘要
本發明提供了一種重載頂門自動升降的裝置，所述裝置采用的主體機構的數量為4，4部相同的主體機構分別固定安裝在風洞頂門的四個角上。頂門支撐臂通過橫移滾輪安裝在活動導軌上端；活動導軌下端通過自調整柔性機構與頂升螺旋升降機上端連接；活動導軌兩側通過導向滾輪與導向板連接，導向板與基座及固定導軌連接；活動導軌下端左右兩側分別安裝可調節定位支撐柱；抽板運動電機與抽板連接。在所述工業控制計算機中設置有操作界面和運動控制程序，通過計算機的運動控制卡和IO擴展卡，利用控制卡的運動控制功能實現對交流伺服電機的運動控制。采用本發明可實現重載頂門的自動化開啟和關閉，本發明的裝置運行穩定、可靠、安全。
文檔編號B66F11/00GK101973500SQ20101051851
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月26日 優先權日2010年10月26日
發明者劉彬, 方浩舟, 李威, 童卓, 諸洪 申請人:四川省綿陽西南自動化研究所