專利名稱：垃圾抓斗起重機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及橋式起重機的防搖擺技術(shù)，特別是指帶有變頻器和PLC的垃圾抓斗橋式起重機上的防搖擺技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前的垃圾抓斗橋式起重機都沒有設(shè)置專門的防搖擺系統(tǒng)，在工作的時候它是靠工人的操作經(jīng)驗或者結(jié)合變頻器在啟動和停止、加速和減速時采用緩慢的無級調(diào)速的方法，這樣在理論上是可以減少擺幅，但后者勢必要降低工作效率，而前者則勢必讓司機精神高度緊張，而且電氣元件受沖擊大、壽命低。由于垃圾抓斗橋式起重機運行工況的影響，也不適用于裝編碼器來控制變頻器輸出頻率或者來測定鋼絲繩長度來計算擺角。故垃 圾抓斗橋式起重機在運行時，為提高工作效率，一般速度都較快，經(jīng)常有鋼絲繩長度在較長的情況下快速移動大小車，在停車或換擋過程搖擺比較明顯，存在一定的安全隱患。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題就是提供一種垃圾抓斗起重機，克服垃圾抓斗橋式起重機運行時常發(fā)生大幅度擺動的問題，保證垃圾抓斗起重機平穩(wěn)可靠運行。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案垃圾抓斗起重機，包括PLC、變頻器及電機，其特征在于所述PLC內(nèi)置防搖擺功能模塊，所述防搖擺功能模塊PLC輸入端接口輸入起重機每一個檔位的速度模擬量值，所述防搖擺功能模塊輸出端接口連接變頻器，變頻器連接電機且變頻器上的參數(shù)“加速度”設(shè)置為“0”，所述防搖擺功能模塊對輸入的速度模擬量值進行運算后將數(shù)據(jù)傳輸給變頻器，變頻器根據(jù)從防搖擺功能模塊輸入的數(shù)據(jù)設(shè)定電機的轉(zhuǎn)速控制電機工作。作為優(yōu)選，所述防搖擺功能模塊PLC輸出端接口用屏蔽線連接變頻器或者防搖擺功能模塊PLC輸出端與變頻器間建立無線通訊連接。本實用新型在PLC內(nèi)設(shè)置防搖擺功能模塊，變頻器參數(shù)設(shè)置加減速時間為零，速度控制為PLC模擬量給定、所有防搖擺的數(shù)據(jù)均在防搖擺功能塊內(nèi)進行元算，只需在PLC內(nèi)設(shè)置每一個檔位的速度模擬量值，經(jīng)功能塊運算，即可實現(xiàn)垃圾抓斗橋式起重機高速運行時小幅度擺動或無擺動。因而克服垃圾抓斗橋式起重機運行時常發(fā)生大幅度擺動的問題，保證垃圾抓斗起重機平穩(wěn)可靠運行。
以下結(jié)合附圖
和具體實施方式
對本實用新型作進一步描述圖I為本實用新型結(jié)構(gòu)原理框圖；圖2為防搖擺功能模塊工作流程圖；圖3為起重機小車運行圖。
具體實施方式
參考圖I和圖2具體說明為本實用新型實施例，其中，如圖I所示，垃圾抓斗起重機防搖擺結(jié)構(gòu)包括PLCl、變頻器3及電機4，所述PLC內(nèi)置防搖擺功能模塊2，所述防搖擺功能模塊PLC輸入端接ロ輸入起重機每ー個檔位的速度模擬量值，所述防搖擺功能模塊PLC輸出端接ロ連接變頻器，變頻器連接電機且變頻器上的參數(shù)“加速度”設(shè)置為“0”，所述防搖擺功能模塊對輸入的速度模擬量值進行運算后將數(shù)據(jù)傳輸給變頻器，變頻器根據(jù)從防搖擺功能模塊輸入的數(shù)據(jù)設(shè)定電機的轉(zhuǎn)速控制電機工作。所述防搖擺功能模塊PLC輸出端接ロ用屏蔽線連接變頻器或者防搖擺功能模塊與變頻器間建立無線通訊連接。所述防搖擺功能模塊包括初始速度V1及預(yù)到達速度計算模塊、加速度時間分配模塊、加速度計算模塊及速度輸出模塊，初始速度V1及預(yù)到達速度計算模塊得出初始速度V1及預(yù)到達速度V2，加速度時間分配模塊將設(shè)定的加速度時間t分配至四個時間段，加速度計 算模塊計算出四個時間段的加速度值，速度輸出模塊計算出四個時間段的速度值并輸出。結(jié)合圖2說明垃圾抓斗起重機防搖擺控制方法(設(shè)定的加減速時間3S)，首先，將垃圾抓斗起重機四個檔位的速度模擬量值輸入PLC內(nèi)置的防搖擺功能模塊；其次，防搖擺功能模塊根據(jù)設(shè)置的加速度時間、初始速度和預(yù)到達速度，將加減速時間分割為四個時間段，并給每個時間段賦值不同的加速度得出具體時間的速度模擬量；最后，防搖擺功能模塊將輸出速度模擬量信號給變頻器來控制電機運轉(zhuǎn)速度變化，同吋，將變頻器上的參數(shù)“加速度”設(shè)置為“0”，最終在預(yù)設(shè)的加速度時間中由實時變換的加速度來減弱或消除擺動，使四個時間段的擺角矢量和為零或接近為零，達到預(yù)到達速度。所述防搖擺功能模塊具體工作過程為首先，防搖擺功能模塊得出初始速度V1及預(yù)到達速度V2，其中初始速度為當前實時速度，預(yù)到達速度為變化后檔位速度，同時將設(shè)定的加速度時間t分配至四個時間段，其中b = t2 = l/4t，t3 = t4 = l/3t ;其次，防搖擺功能模塊得出四個時間段的加速度值，其中S1 = V2-Vpa2 = -2a1；a3 = 1/4 (V2-V1Xa4 = 1/3(V2-V1);最后，防搖功能模塊計算出四個時間段的速度模擬量(依據(jù)為速度與加速度關(guān)系式V 末=v0+at)o以上是以常規(guī)垃圾吊設(shè)定的加減速時間3S為例做說明，整個過程劃分為4個合理時間段的不同加速度的步驟。也可根據(jù)垃圾抓斗起重機使用情況，將時間提升至總過程4S、5S等，時間越長，劃分的時間段越多，需分析計算的階段加速度越多。本實用新型的關(guān)鍵計算是合理劃分加速度時間，以及階段加速度。以下結(jié)合防搖理論分析對本實用新型做進ー步說明。垃圾抓斗起重機的搖擺發(fā)生在加速度變化的過程，從位移角度來考慮，在抓斗發(fā)生擺動過程中，將小車的速度進行相應(yīng)的切換，迅速跟上抓斗的擺動繼續(xù)向前移動，使得小車在達到預(yù)設(shè)速度時，抓斗與小車處于垂直位置正下方，此時的抓斗擺動最小。為了使抓斗在小車達到預(yù)設(shè)速度與小車處在同一垂直位置，需在小車到達預(yù)設(shè)速度之前通過改變加速度的方式來實現(xiàn)。為保證原有的工作效率，設(shè)小車從開始速度切換到達到預(yù)定速度的時間仍為正常的加減速時間3s，小車停止后吊重無任何擺動，即為ー種軟著陸狀態(tài)。[0022]防搖理論分析將初速度變化到預(yù)設(shè)速度的過程分四歩。為達到預(yù)設(shè)速度值，必先經(jīng)過第一歩，起始加速度為由于，抓斗產(chǎn)生向后或者向前的擺動，設(shè)此過程時間為
由B1產(chǎn)生的擺角變化值為e 1，若B1 > 0即加速時，抓斗的速度小于小車的速度，水平位移也小于小車位移，若ai < 0即減速時，抓斗的速度大于小車的速度，水平位移也大于小車位移。則在第二階段，設(shè)加速度為七，時間為セ2，由&2產(chǎn)生的擺角變化值為0 2，為要讓抓斗跟上小車的位移，則B1 > 0吋，a2 < 0，而< 0吋，a2 > 0，第三第四階段設(shè)加速度分別為a3和a4，時間為セ3和t4，由a3和&4產(chǎn)生的擺角變化值分別為為03和04，為了平穩(wěn)的達到預(yù)設(shè)速度，則 a: > 0, a2 < 0 時，a3 > 0, a4 > 0 而 a: < 0, a2 > 0 時，a3 < 0, a4 < 0。即預(yù)設(shè)速度比初速度大時，先加速后減速再加速，預(yù)設(shè)速度比初速度小時，先減速
后加速再減速。且 1^+12+13+14=38, 9 J+ 9 2+ 9 3+ 9 4 = 9 1+ 9 3+ 9 4 = _ 9 2圖3為< 0，a2 > 0，a3 < 0，a4 < 0時小車運行圖，設(shè)初速度為V。，末速度Vm，擺球相對小車的位移 S1 = I X sin 0 !, S2 = IX sin ( 0 汁 0 2), S3 = IX sin ( 0 :+ 0 2+ 0 3), S4 =IXsin( 0 j+ 0 2+ 0 3+ 0 4)，理想防搖狀態(tài) S4 = O0首先分析擺角與加速度和鋼絲繩長度以及時間的關(guān)系。將整個小車抓斗結(jié)構(gòu)簡化成小車下掛ー單擺，假設(shè)小車加速度為a，在任意ー擺角0的運動方程為acos沒-gsin沒=/ヰ！ 對其進行積分運算可得
dr a < 0, 9〉0 , ^ ――~~—~I cos O1 - a ret於 —j - cos( Om - arcig — jj =鮮a > 0, 9 < 0 時，....-■—-~卜 os($ — arctg —I — cos(0 , — arcfg — |J = G;其中最大擺角。當單擺從最低點擺到最高點過程中的任意一點，即擺角從
0— 0 t，時間為t，對上述式子積分運算、泰勒級數(shù)展開求解可得t的近似值
■銷娜■琴ぬ—.ぬ-H f \ / \
Or -arctg—一arctg—其中arcsin 一sin ............................................=u ,arcsin 一sin -— = u.
k 2 J k 2 1sin -— = k下圖是根據(jù)上式，用EXCEL計算書列出的數(shù)據(jù)表。
權(quán)利要求1.垃圾抓斗起重機，包括PLC、變頻器及電機，其特征在于所述PLC內(nèi)置防搖擺功能模塊，所述防搖擺功能模塊輸入端接口輸入起重機每一個檔位的速度模擬量值，所述防搖擺功能模塊PLC輸出端接口連接變頻器，變頻器連接電機且變頻器上的參數(shù)“加速度”設(shè)置為“O”，所述防搖擺功能模塊對輸入的速度模擬量值進行運算后將數(shù)據(jù)傳輸給變頻器，變頻器根據(jù)從防搖擺功能模塊輸入的數(shù)據(jù)設(shè)定電機的轉(zhuǎn)速控制電機工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垃圾抓斗起重機，其特征在于所述防搖擺功能模塊PLC輸出端接口用屏蔽線連接變頻器或者防搖擺功能模塊PLC輸出端與變頻器間建立無線通訊連接。
專利摘要本實用新型公開了一種垃圾抓斗起重機，包括PLC、變頻器及電機，所述PLC內(nèi)置防搖擺功能模塊，所述防搖擺功能模塊輸出端接口連接變頻器，所述防搖擺功能模塊對輸入的速度模擬量值進行運算后將數(shù)據(jù)傳輸給變頻器，變頻器根據(jù)從防搖擺功能模塊輸入的數(shù)據(jù)設(shè)定電機的轉(zhuǎn)速控制電機工作。本實用新型在PLC內(nèi)設(shè)置防搖擺功能模塊，只需在PLC內(nèi)設(shè)置每一個檔位的速度模擬量值，經(jīng)功能塊運算，即可實現(xiàn)垃圾抓斗橋式起重機高速運行時小幅度擺動或無擺動。因而克服垃圾抓斗橋式起重機運行時常發(fā)生大幅度擺動的問題，保證垃圾抓斗起重機平穩(wěn)可靠運行。
文檔編號B66C13/06GK202643118SQ20122023456
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者陳敏兆, 周曉艷, 盛志略, 杜曉亮, 林元楚, 何陽月 申請人:溫州合力建設(shè)機械有限公司