專利名稱：挺桿起重機(jī)試驗臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計了挺桿起重機(jī)試驗臺。本發(fā)明的目的是為了研究挺桿起重機(jī)動力學(xué)特
性，探索實現(xiàn)挺桿起重機(jī)自動化的關(guān)鍵技術(shù)，降低事故率、提高工作效率、安全性、可靠性提 供試驗設(shè)備。屬于起重運(yùn)輸機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
挺桿起重機(jī)大量用于港口、油田和運(yùn)輸行業(yè)，但目前是以人工操作為主，自動化程 度低，而且事故率高。為了從根本上解決這些問題，本發(fā)明設(shè)計挺桿起重機(jī)試驗臺，用于研 究挺桿起重機(jī)動力學(xué)特性和控制策略的有效性，以及提高挺桿起重機(jī)安全性、穩(wěn)定性、可靠 性的措施。目前尚未見到有關(guān)挺桿起重機(jī)試驗臺的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設(shè)計了挺桿起重機(jī)試驗臺的俯仰機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)動控制系
統(tǒng)，如圖1、圖2所示。
1.俯仰機(jī)構(gòu)技術(shù)方案 俯仰機(jī)構(gòu)采用臂架擺動式運(yùn)動機(jī)構(gòu)，傳動方案采用鋼絲繩滑輪組傳動。俯仰運(yùn)動 電動機(jī)(12)通過俯仰機(jī)構(gòu)聯(lián)軸器(13)帶動俯仰機(jī)構(gòu)主動軸(14)回轉(zhuǎn)，俯仰機(jī)構(gòu)主動軸 (14)與俯仰機(jī)構(gòu)巻筒(2)之間采用鍵連接，從而帶動巻筒(2)轉(zhuǎn)動，俯仰機(jī)構(gòu)鋼絲繩(5) — 端固定在巻筒(2)上，另一端固定在挺桿(10)的頂端，巻筒(2)的回轉(zhuǎn)帶動俯仰機(jī)構(gòu)鋼絲 繩(5)放開或巻入，從而實現(xiàn)挺桿的俯仰運(yùn)動。
2.回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)技術(shù)方案 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用滾動軸承式回轉(zhuǎn)支撐裝置，傳動方案采用齒輪副傳動，如圖3所示。 回轉(zhuǎn)運(yùn)動電動機(jī)(4)固定在回轉(zhuǎn)運(yùn)動平臺(22)上，電動機(jī)(4)驅(qū)動小齒輪(18)運(yùn)動，通過 與大齒輪(19)的嚙合作用，使回轉(zhuǎn)運(yùn)動平臺及其上面的回轉(zhuǎn)軸(21)實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動。
3.起升機(jī)構(gòu)技術(shù)方案 提升機(jī)構(gòu)采用滾筒滑輪組傳動方案。起升運(yùn)動電動機(jī)(15)通過起升機(jī)構(gòu)聯(lián)軸器 (16)帶動起升機(jī)構(gòu)主動軸(17)旋轉(zhuǎn)，主動軸(17)與起升機(jī)構(gòu)巻筒(1)之間采用鍵連接，從 而帶動起升機(jī)構(gòu)巻筒(1)回轉(zhuǎn)，鋼絲繩一端固定在巻筒(1)上，另一端固定在吊鉤(11)上， 中間有起升機(jī)構(gòu)導(dǎo)向輪(9)支撐。巻筒(1)的轉(zhuǎn)動帶動鋼絲繩(7)放開或巻入，從而實現(xiàn) 吊鉤(11)的下降或上升，達(dá)到升降貨物的目的。
4.運(yùn)動控制系統(tǒng)方案 挺桿起重機(jī)試驗系統(tǒng)由一套PC機(jī)控制兩套伺服系統(tǒng)和一套步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)， 分別驅(qū)動俯仰機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行。每一套伺服系統(tǒng)都由運(yùn)動控制器、伺服驅(qū)動 器、伺服電動機(jī)組成，驅(qū)動器采用日本松下MSDA043A1A伺服驅(qū)動器，電動機(jī)采用日本松下 小型小慣量MSMA022A1C伺服電動機(jī)，11線2500P/r增量式光電編碼器裝在電機(jī)軸上，測量 電機(jī)的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明的優(yōu)點是模擬挺桿起重機(jī)的俯仰機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，通過編 碼器測量俯仰運(yùn)動、回轉(zhuǎn)運(yùn)動、起升運(yùn)動的位移和速度，通過攝像頭實時測量載荷的運(yùn)動及 擺動情況。這一試驗臺的設(shè)計和建成為研究挺桿起重機(jī)的動力學(xué)特性提供了可靠的試驗數(shù) 據(jù)，對實現(xiàn)挺桿起重機(jī)自動化，降低事故率，提高工作效率、安全性、可靠性有著重要的意義 和價值。


圖1是挺桿起重機(jī)試驗臺整體方案主視圖。
圖2是挺桿起重機(jī)試驗臺整體方案俯視圖。
圖3是挺桿起重機(jī)試驗臺回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)技術(shù)方案示意圖。 圖1是挺桿起重機(jī)試驗臺整體方案主視圖1、起升機(jī)構(gòu)巻筒，2、俯仰機(jī)構(gòu)巻筒，3、 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)齒輪副，4、回轉(zhuǎn)運(yùn)動電動機(jī)，5、俯仰機(jī)構(gòu)鋼絲繩，6、立柱，7、起升機(jī)構(gòu)鋼絲繩，8、俯 仰機(jī)構(gòu)導(dǎo)向輪，9、起升機(jī)構(gòu)導(dǎo)向輪，10、挺桿，11、吊鉤。 圖2是挺桿起重機(jī)試驗臺整體方案俯視圖12、俯仰運(yùn)動電動機(jī)，13、俯仰機(jī)構(gòu)聯(lián) 軸器，14、俯仰機(jī)構(gòu)主動軸，15、起升運(yùn)動電動機(jī)，16、起升機(jī)構(gòu)聯(lián)軸器，17、起升機(jī)構(gòu)主動軸。
圖3是挺桿起重機(jī)試驗臺回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)技術(shù)方案示意圖18、小齒輪，4、回轉(zhuǎn)運(yùn)動電動 機(jī)，19、大齒輪，20、圓錐滾子軸承，21、回轉(zhuǎn)軸，22、回轉(zhuǎn)運(yùn)動平臺。
具體實施例方式
由俯仰運(yùn)動電動機(jī)(12)通過俯仰機(jī)構(gòu)聯(lián)軸器(13)帶動俯仰機(jī)構(gòu)主動軸(14)旋 轉(zhuǎn)，主動軸(14)與俯仰機(jī)構(gòu)巻筒(2)之間采用鍵連接，從而帶動俯仰機(jī)構(gòu)巻筒(2)轉(zhuǎn)動，俯 仰機(jī)構(gòu)鋼絲繩(5) —端固定在俯仰機(jī)構(gòu)巻筒(2)上，另一端固定在挺桿(10)的頂端，巻筒 (2)的回轉(zhuǎn)使俯仰機(jī)構(gòu)鋼絲繩(5)放開或巻入，從而實現(xiàn)挺桿的俯仰運(yùn)動?；剞D(zhuǎn)運(yùn)動電動機(jī) (4)固定在回轉(zhuǎn)運(yùn)動平臺(22)上，回轉(zhuǎn)運(yùn)動電動機(jī)(4)驅(qū)動小齒輪(18)運(yùn)動，通過與大齒 輪(19)的嚙合作用，使回轉(zhuǎn)運(yùn)動平臺(22)及其上面的回轉(zhuǎn)軸(21)實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動。由起升 運(yùn)動電動機(jī)(15)通過起升機(jī)構(gòu)聯(lián)軸器(16)帶動起升機(jī)構(gòu)主動軸(17)旋轉(zhuǎn)，主動軸(17)與 起升機(jī)構(gòu)巻筒(1)之間采用鍵連接，從而帶動起升機(jī)構(gòu)巻筒(1)轉(zhuǎn)動，起升機(jī)構(gòu)鋼絲繩(7) 一端固定在起升機(jī)構(gòu)巻筒(1)上，另一端固定在吊鉤(11)上，中間有起升機(jī)構(gòu)導(dǎo)向輪(9) 支撐，起升機(jī)構(gòu)巻筒(1)的轉(zhuǎn)動帶動鋼絲繩(7)放開或巻入，從而實現(xiàn)吊鉤(11)的下降或 上升，達(dá)到升降貨物的目的。 本發(fā)明的試驗臺能準(zhǔn)確模擬挺桿起重機(jī)的三大機(jī)構(gòu)的運(yùn)動和載荷的運(yùn)動及擺動 特性，為研究挺桿起重機(jī)的動力學(xué)特性，實現(xiàn)起重機(jī)自動化提供了可靠的試驗數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
挺桿起重機(jī)試驗臺是由俯仰機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)動控制系統(tǒng)組成。俯仰機(jī)構(gòu)采用臂架擺動式運(yùn)動機(jī)構(gòu)，傳動方案采用卷筒滑輪組傳動。俯仰運(yùn)動電動機(jī)通過俯仰機(jī)構(gòu)聯(lián)軸器帶動俯仰機(jī)構(gòu)主動軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動俯仰機(jī)構(gòu)卷筒轉(zhuǎn)動，卷筒的轉(zhuǎn)動帶動俯仰機(jī)構(gòu)鋼絲繩放開或卷入，從而實現(xiàn)挺桿的俯仰運(yùn)動?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用滾動軸承式回轉(zhuǎn)支撐裝置，傳動方案采用齒輪副傳動?；剞D(zhuǎn)運(yùn)動電動機(jī)驅(qū)動小齒輪運(yùn)動，通過與大齒輪的嚙合作用，使回轉(zhuǎn)運(yùn)動平臺及其上面的回轉(zhuǎn)軸實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動。提升機(jī)構(gòu)采用卷筒滑輪組傳動方案。起升運(yùn)動電動機(jī)通過起升機(jī)構(gòu)聯(lián)軸器帶動起升機(jī)構(gòu)卷筒轉(zhuǎn)動，從而使鋼絲繩放開或卷入，實現(xiàn)吊鉤的下降或上升，達(dá)到升降貨物的目的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的挺桿起重機(jī)試驗臺，其特征在于俯仰機(jī)構(gòu)采用臂架擺動 式運(yùn)動機(jī)構(gòu)，傳動方案采用巻筒滑輪組傳動；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用滾動軸承式回轉(zhuǎn)支撐裝置，傳動 方案采用齒輪副傳動；起升機(jī)構(gòu)采用巻筒滑輪組傳動方案。
全文摘要
本發(fā)明是挺桿起重機(jī)試驗臺，屬于起重運(yùn)輸機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明設(shè)計了挺桿起重機(jī)試驗臺的俯仰機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)動控制系統(tǒng)。俯仰機(jī)構(gòu)采用臂架擺動式機(jī)構(gòu)，傳動方案采用鋼絲繩滑輪組傳動；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用滾動軸承式回轉(zhuǎn)支撐裝置，傳動方案采用齒輪副傳動；提升機(jī)構(gòu)采用鋼絲繩滑輪組傳動方案。運(yùn)動控制系統(tǒng)是由一臺PC機(jī)控制兩套伺服系統(tǒng)和一套步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，分別驅(qū)動變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行。這一試驗臺的設(shè)計和建成為研究挺桿起重機(jī)的動力學(xué)特性提供了可靠的試驗數(shù)據(jù)，對實現(xiàn)挺桿起重機(jī)自動化，降低事故率，提高工作效率、安全性、可靠性有著重要的理論意義和實用價值。
文檔編號G01M99/00GK101769826SQ20081024968
公開日2010年7月7日 申請日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者孫小斐, 董明曉, 袁永強(qiáng), 陳繼文 申請人:董明曉