用于起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)及調(diào)穩(wěn)方法
【專利摘要】針對(duì)現(xiàn)有塔式起重機(jī)的抓斗在工作過(guò)程中始終晃動(dòng)的技術(shù)難題，本發(fā)明提供一種用于起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)，由檢測(cè)裝置、信號(hào)收發(fā)及處理裝置、調(diào)穩(wěn)裝置三部分構(gòu)成；所述檢測(cè)裝置安裝在起重機(jī)上，負(fù)責(zé)檢測(cè)起重機(jī)的動(dòng)作參數(shù)及環(huán)境參數(shù)；所述信號(hào)收發(fā)及處理裝置依據(jù)接收到的檢測(cè)數(shù)據(jù)生成控制信號(hào)，并將該控制信號(hào)傳遞至調(diào)穩(wěn)裝置執(zhí)行；本發(fā)明還提供一套控制方法，針對(duì)不同的作業(yè)環(huán)境與工作狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，確保起重機(jī)工作環(huán)境始終處于安全的狀態(tài)下運(yùn)行。有益的技術(shù)效果：本發(fā)明可以使抓斗的調(diào)穩(wěn)過(guò)程更加平穩(wěn)、精確，而且在本發(fā)明整個(gè)調(diào)穩(wěn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和反饋控制，提高了抓斗在控制平衡方面的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。
【專利說(shuō)明】用于起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)及調(diào)穩(wěn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉屬于起重機(jī)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及塔式起重機(jī)的抓斗的輔助控制，具體涉及一種用于起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)及調(diào)穩(wěn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]起重機(jī)主要應(yīng)用于建筑、港口、車間、工地等場(chǎng)合，近年來(lái)隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，重大負(fù)載及日益復(fù)雜的吊裝環(huán)境，使得人們對(duì)起重吊裝設(shè)備的安全性、穩(wěn)定性、可靠性提出了更高的要求。而塔式起重機(jī)是高空作業(yè)設(shè)備，本身比較高，覆蓋面積大，吊臂比較長(zhǎng)，而且常在港口等環(huán)境惡劣的場(chǎng)合工作，加上操作人員和安裝人員常常在高空作業(yè)，所以其安全性、穩(wěn)定性要求很高。
[0003]現(xiàn)在塔式起重機(jī)的抓斗是用一條鋼絲繩來(lái)吊掛，由于其作業(yè)空間比較高，抓取物料比較重，在港口工作時(shí)很容易受到風(fēng)力影響，導(dǎo)致抓斗在運(yùn)行過(guò)程中不停的晃動(dòng)。而現(xiàn)在的塔式起重機(jī)的抓斗通過(guò)抓斗穩(wěn)定器來(lái)穩(wěn)定。抓斗穩(wěn)定器只是在抓斗上另加一條繩索，繩索通過(guò)吊臂上的配重在軌道上運(yùn)行，來(lái)拉動(dòng)抓斗，以調(diào)節(jié)抓斗的平衡，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是隨意控制，并不能根據(jù)實(shí)際工況來(lái)調(diào)節(jié)抓斗的平衡。而且抓斗在工作過(guò)程中的晃動(dòng)不僅受到吊臂旋轉(zhuǎn)的影響，還受到風(fēng)速、風(fēng)向的影響，抓斗的受力情況在不斷的改變，同時(shí)也在不停的晃動(dòng)。對(duì)繩索的承載能力，吊臂的穩(wěn)定性都具有極大的影響。影響著抓取物料，轉(zhuǎn)移物料過(guò)程的平穩(wěn)性和整臺(tái)機(jī)器的安全性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有塔式起重機(jī)的抓斗在工作過(guò)程中始終晃動(dòng)的技術(shù)難題，以及僅通過(guò)配重式的抓斗穩(wěn)定器對(duì)抓斗進(jìn)行調(diào)穩(wěn)的效果差的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種適用于碼頭等作業(yè)空間較大、受風(fēng)影響較大、環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)合的一種用于起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)及調(diào)穩(wěn)方法，本發(fā)明具有自動(dòng)化、智能化的技術(shù)特點(diǎn)，能提高抓斗作業(yè)過(guò)程的穩(wěn)定性和安全性。本發(fā)明具體如下:
用于起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)，所述調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)所適用的起重機(jī)包括底座1、轉(zhuǎn)盤(pán)2、起重機(jī)本體9、吊臂7、第一滾輪6、起重機(jī)繩索10和抓斗13 ;其中，底座I固定在地基上，在底座I的頂部設(shè)有轉(zhuǎn)盤(pán)2，在轉(zhuǎn)盤(pán)2的頂部設(shè)有起重機(jī)本體9，吊臂7的底端與起重機(jī)本體9活動(dòng)連接，吊臂7的頂端設(shè)有第一滾輪6 ;起重機(jī)繩索10的一端與起重機(jī)的繩索馬達(dá)相連接，起重機(jī)繩索10的一端繞過(guò)第一滾輪6后與抓斗13相連接；起重機(jī)本體9相對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)2沿水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，吊臂7相對(duì)起重機(jī)本體9沿豎直方向抬起或落下，起重機(jī)繩索10在繩索馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)下將抓斗13吊起或放下；
本發(fā)明所述的調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)由檢測(cè)裝置、信號(hào)收發(fā)及處理裝置、調(diào)穩(wěn)裝置三部分構(gòu)成；
所述檢測(cè)裝置安裝在起重機(jī)上，負(fù)責(zé)檢測(cè)起重機(jī)的動(dòng)作參數(shù)及環(huán)境參數(shù)，并將檢測(cè)到的上述動(dòng)作參數(shù)及環(huán)境參數(shù)做為檢測(cè)數(shù)據(jù)一并反饋至信號(hào)收發(fā)及處理裝置； 所述信號(hào)收發(fā)及處理裝置依據(jù)接收到的檢測(cè)數(shù)據(jù)生成控制信號(hào)，并將該控制信號(hào)傳遞至調(diào)穩(wěn)裝置執(zhí)行；
所述調(diào)穩(wěn)裝置包括導(dǎo)軌組件和電動(dòng)調(diào)節(jié)組件；其中，導(dǎo)軌組件包含一條導(dǎo)軌808 ;導(dǎo)軌組件安裝在起重機(jī)的吊臂上；電動(dòng)調(diào)節(jié)組件包含一條調(diào)穩(wěn)繩索803和一個(gè)調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)809 ;電動(dòng)調(diào)節(jié)組件活動(dòng)連接在導(dǎo)軌組件的導(dǎo)軌808上，并通過(guò)調(diào)穩(wěn)繩索803將電動(dòng)調(diào)節(jié)組件與起重機(jī)的抓斗連接在一起；調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)809在信號(hào)收發(fā)及處理裝置發(fā)出的控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)電動(dòng)調(diào)節(jié)組件沿導(dǎo)軌808朝起重機(jī)本體9 一側(cè)或朝抓斗13 —側(cè)移動(dòng)；當(dāng)抓斗13朝外擺動(dòng)時(shí)，電動(dòng)調(diào)節(jié)組件朝起重機(jī)本體9 一側(cè)移動(dòng)時(shí)，且通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)組件中的調(diào)穩(wěn)繩索803將抓斗13朝重機(jī)本體9 一側(cè)拉緊，將抓斗13向內(nèi)拉；反之，當(dāng)抓斗13朝內(nèi)擺動(dòng)時(shí)，電動(dòng)調(diào)節(jié)組件朝抓斗13 —側(cè)移動(dòng)時(shí)，減小調(diào)穩(wěn)繩索803對(duì)抓斗13的牽引力，促使抓斗13向外擺；即通過(guò)調(diào)穩(wěn)裝置，始終向抓斗13施加一個(gè)與抓斗13實(shí)時(shí)擺動(dòng)方向相反的作用力。
[0005]采用本發(fā)明所述的調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)方法，按如下步驟進(jìn)行: 步驟1、檢測(cè)裝置、信號(hào)收發(fā)及處理裝置、調(diào)穩(wěn)裝置初始化:
開(kāi)啟檢測(cè)裝置、信號(hào)收發(fā)及處理裝置、調(diào)穩(wěn)裝置的電源；建立三者之間的通訊連接?’人工向信號(hào)收發(fā)及處理裝置輸入吊臂7的長(zhǎng)度值L ;
步驟2、由檢測(cè)裝置獲取起重機(jī)實(shí)時(shí)的動(dòng)作參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，并傳遞至信號(hào)收發(fā)及處理裝置；其中，起重機(jī)的環(huán)境參數(shù)包括風(fēng)的速度以及方向的信息，起重機(jī)的動(dòng)作參數(shù)包括抓斗13的實(shí)時(shí)位置信息、吊臂7在垂直面內(nèi)的擺角信息、吊臂7在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角信息、抓斗13的受力信息；
步驟3、由信號(hào)收發(fā)及處理裝置以起重機(jī)本體9為坐標(biāo)原點(diǎn)建立OXYZ坐標(biāo)系；由信號(hào)收發(fā)及處理裝置將接收到的起重機(jī)實(shí)時(shí)的動(dòng)作參數(shù)和環(huán)境參數(shù)轉(zhuǎn)換成OXYZ坐標(biāo)系下的:抓斗13周圍的風(fēng)速值V、抓斗13的受力值F、吊臂7的擺角值α，吊臂7的轉(zhuǎn)角值β、以及抓斗13的實(shí)時(shí)坐標(biāo)(Xd、Yd、Zd)；
步驟4、由信號(hào)收發(fā)及處理裝置根據(jù)抓斗13的受力值F與抓斗13周圍的風(fēng)速值V進(jìn)行起重機(jī)工作環(huán)境是否安全的判斷:
當(dāng)受力值？ > O公斤(Kg)且風(fēng)速值V彡20米/秒(m/s)，信號(hào)收發(fā)及處理裝置報(bào)警，提示操作人員關(guān)閉起重機(jī)，停止作業(yè)；
當(dāng)受力值F ( O公斤(Kg)且風(fēng)速值V彡55米/秒(m/s)，信號(hào)收發(fā)及處理裝置報(bào)警，提示操作人員關(guān)閉起重機(jī)，停止作業(yè)；
當(dāng)受力值F > O公斤(Kg)且風(fēng)速值V < 20米/秒(m/s)、或當(dāng)受力值F彡20公斤(Kg)且風(fēng)速值V < 55米/秒(m/s)，進(jìn)入下一步；
步驟5、由信號(hào)收發(fā)及處理裝置根據(jù)吊臂7的擺角值α、吊臂7的轉(zhuǎn)角值β及吊臂7的長(zhǎng)度值L測(cè)算出靠近第一滾輪6—側(cè)的吊臂7端部的X軸方向的坐標(biāo)值Xa=LXCosa XCos β，簡(jiǎn)稱為吊臂的X軸向坐標(biāo)值Xa:
步驟6、由信號(hào)收發(fā)及處理裝置比較吊臂7的X軸向坐標(biāo)值Xa與抓斗13的實(shí)時(shí)X軸向坐標(biāo)值乂<1的大小進(jìn)行比較:
若吊臂7的X軸向坐標(biāo)值Xa不等于抓斗13的實(shí)時(shí)X軸向坐標(biāo)值X d，，則抓斗13處于不穩(wěn)定的位置，由信號(hào)收發(fā)及處理裝置向調(diào)穩(wěn)裝置下達(dá)運(yùn)行指令；
若吊臂7的X軸向坐標(biāo)值\等于抓斗13的實(shí)時(shí)X軸向坐標(biāo)值X d，則抓斗13處于穩(wěn)定的位置，由信號(hào)收發(fā)及處理裝置向調(diào)穩(wěn)裝置發(fā)出停止運(yùn)行指令；
步驟7、當(dāng)抓斗13完成吊運(yùn)，關(guān)閉檢測(cè)裝置、信號(hào)收發(fā)及處理裝置和調(diào)穩(wěn)裝置，關(guān)閉起重機(jī)，結(jié)束操作。
[0006]有益的技術(shù)效果
本發(fā)明所述的用于起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)及調(diào)穩(wěn)方法是針對(duì)抓斗在運(yùn)行過(guò)程中的不穩(wěn)定擺動(dòng)而提出的，將原有的抓斗穩(wěn)定器改為齒輪齒條機(jī)構(gòu)即本發(fā)明中導(dǎo)軌組件和電動(dòng)調(diào)節(jié)組件的配合使用，并通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)組件中電機(jī)驅(qū)動(dòng)其運(yùn)動(dòng)，使原來(lái)抓斗穩(wěn)定器的隨機(jī)控制改為本發(fā)明的自動(dòng)控制。本發(fā)明中的齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可靠性高，工作過(guò)程平穩(wěn)，可以使抓斗的調(diào)穩(wěn)過(guò)程更加平穩(wěn)、精確，而且在本發(fā)明整個(gè)調(diào)穩(wěn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和反饋控制，提高了抓斗在控制平衡方面的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中用到了風(fēng)速風(fēng)向傳感器，可以實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)風(fēng)速，使得起重機(jī)抓斗可以更好的適應(yīng)周圍環(huán)境的變化。
[0007]本發(fā)明的檢測(cè)裝置用到角位移傳感器、壓力傳感器、位移傳感器以及風(fēng)速風(fēng)向傳感器，可以實(shí)現(xiàn)位置、風(fēng)速風(fēng)向的實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且通過(guò)無(wú)線收發(fā)裝置將收集到的信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路以及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路發(fā)送到可編程控制器PLC上，PLC的輸出端與工控機(jī)接口相連，由于抓斗在空載和滿載時(shí)對(duì)風(fēng)速的限制不同，在抓斗空載或滿載時(shí)在風(fēng)速超過(guò)起重機(jī)所要求的最大風(fēng)速的情況下，通過(guò)報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，操作人員在聽(tīng)到報(bào)警信號(hào)后，使起重機(jī)停止工作。在風(fēng)速允許的情況下，通過(guò)工控機(jī)來(lái)控制抓斗調(diào)穩(wěn)機(jī)構(gòu)中的電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而調(diào)整抓斗的位置，使其盡可能穩(wěn)定、安全的工作，在很大程度上提高了工作過(guò)程中的安全性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明所述調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0009]圖2為檢測(cè)裝置及信號(hào)收發(fā)及處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0010]圖3為調(diào)穩(wěn)裝置的俯視圖。
[0011]圖4為圖3的A-A剖視圖。
[0012]圖5為圖3的B處的立體示意圖。
[0013]圖6本發(fā)明所述用于起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)方法流程圖。
[0014]圖7本發(fā)明所述調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)的工作示意圖。
[0015]圖中的序號(hào)為:底座1、轉(zhuǎn)盤(pán)2、第一角位移傳感器3、第二角位移傳感器4、第二控制無(wú)線發(fā)送裝置5、第一滾輪6、吊臂7、起重機(jī)本體9、起重機(jī)繩索10、風(fēng)速風(fēng)向傳感器11、位置傳感器12、抓斗13、應(yīng)變片14、第一控制無(wú)線發(fā)送裝置15、齒條801、軸802、調(diào)穩(wěn)繩索803、第二滾輪804、齒輪805、第一擋板806、導(dǎo)軌平臺(tái)807、導(dǎo)軌808、調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)809、電機(jī)支架810、第二擋板811、聯(lián)軸器812、擋圈813、槽鋼814、鋼板815、齒條固定板817、第一控制無(wú)線接收裝置901、第二控制無(wú)線接收裝置902、信號(hào)調(diào)理電路903、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路904、報(bào)警裝置905、可編程邏輯控制器PLC906、工控機(jī)907。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施做進(jìn)一步描述:
用于起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)，其所適用的起重機(jī)包括底座1、轉(zhuǎn)盤(pán)2、起重機(jī)本體9、吊臂7、第一滾輪6、起重機(jī)繩索10和抓斗13 ;其中，底座I固定在地基上，在底座I的頂部設(shè)有轉(zhuǎn)盤(pán)2，在轉(zhuǎn)盤(pán)2的頂部設(shè)有起重機(jī)本體9，吊臂7的底端與起重機(jī)本體9活動(dòng)連接，吊臂7的頂端設(shè)有第一滾輪6 ;起重機(jī)繩索10的一端與起重機(jī)的繩索馬達(dá)相連接，起重機(jī)繩索10的一端繞過(guò)第一滾輪6后與抓斗13相連接；起重機(jī)本體9相對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)2沿水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，吊臂7相對(duì)起重機(jī)本體9沿豎直方向抬起或落下，起重機(jī)繩索10在繩索馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)下將抓斗13吊起或放下，如圖7所示。
[0017]參見(jiàn)圖1，用于起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)，由檢測(cè)裝置、信號(hào)收發(fā)及處理裝置、調(diào)穩(wěn)裝置三部分構(gòu)成；
所述檢測(cè)裝置安裝在起重機(jī)上，負(fù)責(zé)檢測(cè)起重機(jī)的動(dòng)作參數(shù)及環(huán)境參數(shù)，并將檢測(cè)到的上述動(dòng)作參數(shù)及環(huán)境參數(shù)做為檢測(cè)數(shù)據(jù)一并反饋至信號(hào)收發(fā)及處理裝置；
所述信號(hào)收發(fā)及處理裝置依據(jù)接收到的檢測(cè)數(shù)據(jù)生成控制信號(hào)，并將該控制信號(hào)傳遞至調(diào)穩(wěn)裝置執(zhí)行；
參見(jiàn)圖3，所述調(diào)穩(wěn)裝置包括導(dǎo)軌組件和電動(dòng)調(diào)節(jié)組件；其中，導(dǎo)軌組件包含一條導(dǎo)軌808 ;導(dǎo)軌組件安裝在起重機(jī)的吊臂上；電動(dòng)調(diào)節(jié)組件包含一條調(diào)穩(wěn)繩索803和一個(gè)調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)809 ；電動(dòng)調(diào)節(jié)組件活動(dòng)連接在導(dǎo)軌組件的導(dǎo)軌808上，并通過(guò)調(diào)穩(wěn)繩索803將電動(dòng)調(diào)節(jié)組件與起重機(jī)的抓斗連接在一起；調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)809在信號(hào)收發(fā)及處理裝置發(fā)出的控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)電動(dòng)調(diào)節(jié)組件沿導(dǎo)軌808朝起重機(jī)本體9 一側(cè)或朝抓斗13 —側(cè)移動(dòng)；當(dāng)抓斗13朝外擺動(dòng)時(shí)，電動(dòng)調(diào)節(jié)組件朝起重機(jī)本體9 一側(cè)移動(dòng)，且通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)組件中的調(diào)穩(wěn)繩索803將抓斗13朝重機(jī)本體9 一側(cè)拉緊，即將抓斗13向內(nèi)拉；反之，當(dāng)抓斗13朝內(nèi)擺動(dòng)時(shí)，電動(dòng)調(diào)節(jié)組件朝抓斗13 —側(cè)移動(dòng)時(shí)，減小調(diào)穩(wěn)繩索803對(duì)抓斗13的牽引，促使抓斗13向外擺，詳見(jiàn)圖7;
即通過(guò)調(diào)穩(wěn)裝置，始終向抓斗13施加一個(gè)與抓斗13實(shí)時(shí)擺動(dòng)方向相反的作用力。
[0018]參見(jiàn)圖2，檢測(cè)裝置包括風(fēng)速風(fēng)向傳感器11，位置傳感器12，第一角位移傳感器3、第二角位移傳感器4和應(yīng)變片14 ;其中，
風(fēng)速風(fēng)向傳感器11安裝在靠近抓斗13 —側(cè)的起重機(jī)繩索10上，用于檢測(cè)并反饋風(fēng)的速度以及方向；
位置傳感器12安裝在抓斗13的頂端，用于測(cè)量并反饋?zhàn)ザ?3的實(shí)時(shí)位置；
第一角位移傳感器3以及第二角位移傳感器4均安裝在靠近轉(zhuǎn)盤(pán)2 —側(cè)的吊臂7上，第一角位移傳感器3用于測(cè)量并反饋吊臂7在垂直面內(nèi)的擺角，第二角位移傳感器4用于測(cè)量并反饋吊臂7在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角；
應(yīng)變片14均布在抓斗13上，檢測(cè)并反饋?zhàn)ザ?3的受力狀況；
風(fēng)的速度以及方向的信息為起重機(jī)的環(huán)境參數(shù)，抓斗13的實(shí)時(shí)位置信息、吊臂7在垂直面內(nèi)的擺角信息、吊臂7在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角信息、抓斗13的受力信息為起重機(jī)的動(dòng)作參數(shù)。
[0019]參見(jiàn)圖2，信號(hào)收發(fā)及處理裝置包括第一控制無(wú)線發(fā)送裝置15、第二控制無(wú)線發(fā)送裝置5和信號(hào)接收與處理單元；
其中，第一控制無(wú)線發(fā)送裝置15安裝在抓斗13的頂端，第一控制無(wú)線發(fā)送裝置15的信號(hào)輸入端分別與風(fēng)速風(fēng)向傳感器11的信號(hào)輸出端、位置傳感器12的信號(hào)輸出端、應(yīng)變片14的信號(hào)輸出端相連接； 第二控制無(wú)線發(fā)送裝置5安裝在靠近轉(zhuǎn)盤(pán)2 —側(cè)的吊臂7上，第二控制無(wú)線發(fā)送裝置5的信號(hào)輸入端分別與第一角位移傳感器3的信號(hào)輸出端、第二角位移傳感器4的信號(hào)輸出端相連接；
第一控制無(wú)線發(fā)送裝置15、第二控制無(wú)線發(fā)送裝置5分別與信號(hào)接收與處理單元無(wú)線連接并通訊。
[0020]參見(jiàn)圖2，所述信號(hào)接收與處理單元由第一控制無(wú)線接收裝置901、第二控制無(wú)線接收裝置902、信號(hào)調(diào)理電路903、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路904、報(bào)警裝置905、可編程邏輯控制器PLC906和工控機(jī)907構(gòu)成；
第一控制無(wú)線接收裝置901的信號(hào)輸出端、第二控制無(wú)線接收裝置902的信號(hào)輸出端分別與信號(hào)調(diào)理電路903的信號(hào)輸入端相連接；信號(hào)調(diào)理電路903的信號(hào)輸出端經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路904與可編程邏輯控制器PLC906的信號(hào)輸入端相連接；可編程邏輯控制器PLC906的信號(hào)輸出端分別與報(bào)警裝置905的信號(hào)輸入端、工控機(jī)907的信號(hào)輸入端相連接；工控機(jī)907的信號(hào)輸出端與調(diào)穩(wěn)裝置相連接；
其中，第一控制無(wú)線接收裝置901與第一控制無(wú)線發(fā)送裝置15無(wú)線連接并通信，第二控制無(wú)線接收裝置902與第二控制無(wú)線發(fā)送裝置5無(wú)線連接并通信；
信號(hào)調(diào)理電路903負(fù)責(zé)將第一控制無(wú)線接收裝置901和第二控制無(wú)線接收裝置902接收到的信號(hào)進(jìn)行調(diào)理放大并向下一級(jí)輸出；
模數(shù)轉(zhuǎn)換電路904負(fù)責(zé)將經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路903放大調(diào)理的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；可編程邏輯控制器PLC906負(fù)責(zé)將經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路904模數(shù)轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行具體的判斷與處理，并產(chǎn)生控制命令；
報(bào)警裝置905在可編程邏輯控制器PLC906的控制下發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示駕駛員在聽(tīng)到報(bào)警信號(hào)后，切斷電源，使起重機(jī)停止工作；
工控機(jī)907按可編程邏輯控制器PLC906產(chǎn)生的控制命令驅(qū)動(dòng)調(diào)穩(wěn)裝置中調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)809運(yùn)行，同時(shí)，由工控機(jī)907顯示屏顯示可編程邏輯控制器PLC906實(shí)時(shí)執(zhí)行的程序指令以及調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)809的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0021]參見(jiàn)圖3，所述導(dǎo)軌組件還包括齒條801、第一擋板806、導(dǎo)軌平臺(tái)807、第二擋板811、槽鋼814、鋼板815和齒條固定板817 ;其中，導(dǎo)軌平臺(tái)807固定連接在導(dǎo)軌808的底部；導(dǎo)軌平臺(tái)807長(zhǎng)度方向的一個(gè)側(cè)面上連接有槽鋼814 ;通過(guò)長(zhǎng)條狀的鋼板815將導(dǎo)軌平臺(tái)807相連的槽鋼814的底部與另一個(gè)槽鋼814的底邊相連接，即2個(gè)槽鋼814與鋼板815所構(gòu)成的組合體的截面呈U形；在2個(gè)槽鋼814的內(nèi)側(cè)共同連接有一個(gè)長(zhǎng)條狀的齒條固定板817 ;通過(guò)螺釘816將齒條801固定在齒條固定板817的頂面；所述導(dǎo)軌平臺(tái)807、槽鋼814、鋼板815和齒條固定板817均與導(dǎo)軌808等長(zhǎng)的矩形塊體；導(dǎo)軌808的長(zhǎng)度不小于吊臂7長(zhǎng)度的1/2 ;在朝向起重機(jī)本體9 一側(cè)的導(dǎo)軌808的端部設(shè)有第一擋板806，在在朝向抓斗13 —側(cè)的導(dǎo)軌808的端部設(shè)有第二擋板811 ;所述鋼板815與吊臂7焊接在一起，詳見(jiàn)圖4。
[0022]參見(jiàn)圖4，所述電動(dòng)調(diào)節(jié)組件還包括軸802、第二滾輪804、齒輪805、電機(jī)支架810、聯(lián)軸器812、擋圈813組成；所述電機(jī)支架810活動(dòng)連接在導(dǎo)軌平臺(tái)807上，并可沿導(dǎo)軌808的長(zhǎng)度方向移動(dòng)；在電機(jī)支架810的頂部設(shè)有調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)809 ;所述調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)809的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與導(dǎo)軌平臺(tái)807的長(zhǎng)度方向的側(cè)面相垂直，且指向槽鋼814 —側(cè)；通過(guò)聯(lián)軸器812將調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)809的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與軸802的一端固定連接；通過(guò)過(guò)盈配合將擋圈813固定在軸802上，用于固定齒輪805的軸向移動(dòng))；擋圈813另一側(cè)的端面與齒輪805的軸向一端相連接(擋圈813通過(guò)過(guò)盈配合固定在軸802上，所述擋圈813用于固定/限制齒輪805的軸向移動(dòng)；所述齒輪805的齒狀邊緣與齒條801的條紋相互咬合；通過(guò)過(guò)盈配合的方式將第二滾輪804安裝在齒輪805外側(cè)的軸802上);所述調(diào)穩(wěn)繩索803的一端固定連接在第二滾輪804的徑向側(cè)壁上，調(diào)穩(wěn)繩索803的另一端與抓斗13相連接，如圖5所示。
[0023]進(jìn)一步說(shuō)，當(dāng)調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)809按信號(hào)收發(fā)及處理裝置的控制指令正轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)齒輪805同向正轉(zhuǎn)，在齒輪805的齒狀邊緣與齒條801之間反作用力下，將電動(dòng)調(diào)節(jié)組件沿著導(dǎo)軌808朝第一滾輪6 —側(cè)移動(dòng)；與此同時(shí)，與調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)809 —同正轉(zhuǎn)的第二滾輪804將調(diào)穩(wěn)繩索803盤(pán)繞在第二滾輪804的徑向側(cè)壁上，將正在朝起重機(jī)本體9 一側(cè)擺動(dòng)的抓斗13向其運(yùn)動(dòng)的反方向提拉，阻止與調(diào)穩(wěn)繩索803相連的抓斗13向起重機(jī)本體9 一側(cè)偏移；
進(jìn)一步說(shuō)，當(dāng)調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)809按信號(hào)收發(fā)及處理裝置的控制指令反轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)齒輪805同向反轉(zhuǎn)，在齒輪805的齒狀邊緣與齒條801之間反作用力下，將電動(dòng)調(diào)節(jié)組件沿著導(dǎo)軌808朝起重機(jī)本體9 一側(cè)移動(dòng)；與此同時(shí)，與調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)809 —同反轉(zhuǎn)的第二滾輪804將盤(pán)繞在第二滾輪804徑向側(cè)壁上的調(diào)穩(wěn)繩索803松開(kāi)，將抓斗13朝起重機(jī)本體9 一側(cè)提拉，阻止與調(diào)穩(wěn)繩索803相連的抓斗13向外擺動(dòng)；
即通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)組件在導(dǎo)軌組件上的移動(dòng)，將纏繞在第二滾輪804徑向側(cè)壁上的調(diào)穩(wěn)繩索803繞緊或松開(kāi)，進(jìn)而給予抓斗13作用力，最終使得抓斗13在吊臂7的抬起或放下的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終垂向地面。
[0024]參見(jiàn)圖4，所述電機(jī)支架810的底部設(shè)有與導(dǎo)軌808相匹配的凹槽；在電機(jī)支架810的凹槽側(cè)壁上設(shè)有防倒凸塊；在導(dǎo)軌808的側(cè)壁上設(shè)有相應(yīng)的防倒凹槽。
[0025]參見(jiàn)圖6，采用本發(fā)明所述的調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)方法，具體按如下步驟進(jìn)行:
步驟1、檢測(cè)裝置、信號(hào)收發(fā)及處理裝置、調(diào)穩(wěn)裝置初始化:
開(kāi)啟檢測(cè)裝置、信號(hào)收發(fā)及處理裝置、調(diào)穩(wěn)裝置的電源；建立三者之間的通訊連接?’人工向信號(hào)收發(fā)及處理裝置輸入吊臂7的長(zhǎng)度值L ;
步驟2、由檢測(cè)裝置獲取起重機(jī)實(shí)時(shí)的動(dòng)作參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，并傳遞至信號(hào)收發(fā)及處理裝置；其中，起重機(jī)的環(huán)境參數(shù)包括風(fēng)的速度以及方向的信息，起重機(jī)的動(dòng)作參數(shù)包括抓斗13的實(shí)時(shí)位置信息、吊臂7在垂直面內(nèi)的擺角信息、吊臂7在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角信息、抓斗13的受力信息；
步驟3、由信號(hào)收發(fā)及處理裝置以起重機(jī)本體9為坐標(biāo)原點(diǎn)建立OXYZ坐標(biāo)系；由信號(hào)收發(fā)及處理裝置將接收到的起重機(jī)實(shí)時(shí)的動(dòng)作參數(shù)和環(huán)境參數(shù)轉(zhuǎn)換成OXYZ坐標(biāo)系下的:抓斗13周圍的風(fēng)速值V、抓斗13的受力值F、吊臂7的擺角值α，吊臂7的轉(zhuǎn)角值β、以及抓斗13的實(shí)時(shí)坐標(biāo)(Xd、Yd、Zd)；
建立OXYZ坐標(biāo)系的優(yōu)選方案是:以吊臂7與起重機(jī)本體9的連接點(diǎn)為原點(diǎn)0，以吊臂7水平時(shí)所指方向?yàn)閄軸向，以吊臂7豎直時(shí)所指方向?yàn)閆軸向，以穿過(guò)圓心O且同時(shí)垂直X軸向和Z軸向的直線方向?yàn)閅軸向；
步驟4、由信號(hào)收發(fā)及處理裝置根據(jù)抓斗13的受力值F與抓斗13周圍的風(fēng)速值V進(jìn)行起重機(jī)工作環(huán)境是否安全的判斷: 當(dāng)受力值？ > O公斤(Kg)且風(fēng)速值V彡20米/秒(m/s)，信號(hào)收發(fā)及處理裝置報(bào)警，提示操作人員關(guān)閉起重機(jī)，停止作業(yè)；
當(dāng)受力值F ( O公斤(Kg)且風(fēng)速值V彡55米/秒(m/s)，信號(hào)收發(fā)及處理裝置報(bào)警，提示操作人員關(guān)閉起重機(jī)，停止作業(yè)；
當(dāng)受力值F > O公斤(Kg)且風(fēng)速值V < 20米/秒(m/s)、或當(dāng)受力值F彡20公斤(Kg)且風(fēng)速值V < 55米/秒(m/s)，進(jìn)入下一步；
步驟5、由信號(hào)收發(fā)及處理裝置根據(jù)吊臂7的擺角值α、吊臂7的轉(zhuǎn)角值β及吊臂7的長(zhǎng)度值L測(cè)算出靠近第一滾輪6—側(cè)的吊臂7端部的X軸方向的坐標(biāo)值Xa=LXCosa XCos β，簡(jiǎn)稱為吊臂的X軸向坐標(biāo)值Xa:
步驟6、由信號(hào)收發(fā)及處理裝置比較吊臂7的X軸向坐標(biāo)值Xa與抓斗13的實(shí)時(shí)X軸向坐標(biāo)值乂<1的大小進(jìn)行比較:
若吊臂7的X軸向坐標(biāo)值Xa不等于抓斗13的實(shí)時(shí)X軸向坐標(biāo)值X d，，則抓斗13處于不穩(wěn)定的位置，由信號(hào)收發(fā)及處理裝置向調(diào)穩(wěn)裝置下達(dá)運(yùn)行指令；
若吊臂7的X軸向坐標(biāo)值\等于抓斗13的實(shí)時(shí)X軸向坐標(biāo)值X d，則抓斗13處于穩(wěn)定的位置，由信號(hào)收發(fā)及處理裝置向調(diào)穩(wěn)裝置發(fā)出停止運(yùn)行指令；
步驟7、當(dāng)抓斗13完成吊運(yùn)，關(guān)閉檢測(cè)裝置、信號(hào)收發(fā)及處理裝置和調(diào)穩(wěn)裝置，關(guān)閉起重機(jī)，結(jié)束操作。
[0026]進(jìn)一步說(shuō)，若吊臂7的X軸向坐標(biāo)值Xa<抓斗13的實(shí)時(shí)X軸向坐標(biāo)值X d，則由信號(hào)收發(fā)及處理裝置向調(diào)穩(wěn)裝置發(fā)出反轉(zhuǎn)的控制指令，令調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)809帶動(dòng)齒輪805反向旋轉(zhuǎn)，且在齒輪805的齒狀邊緣與齒條801之間反作用力下，使得電動(dòng)調(diào)節(jié)組件朝起重機(jī)本體9 一側(cè)移動(dòng)；與此同時(shí)，令與調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)809 —同反轉(zhuǎn)的第二滾輪804將盤(pán)繞在第二滾輪804徑向側(cè)壁上的調(diào)穩(wěn)繩索803松開(kāi)，將抓斗13朝起重機(jī)本體9 一側(cè)提拉，阻止與調(diào)穩(wěn)繩索803相連的抓斗13向外擺動(dòng)；
若吊臂7的X軸向坐標(biāo)值Xa>抓斗13的實(shí)時(shí)X軸向坐標(biāo)值X d，則由信號(hào)收發(fā)及處理裝置向調(diào)穩(wěn)裝置發(fā)出正轉(zhuǎn)的控制指令，令調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)809帶動(dòng)齒輪805正相旋轉(zhuǎn)，在齒輪805的齒狀邊緣與齒條801之間反作用力下，使得電動(dòng)調(diào)節(jié)組件朝第一滾輪6 —側(cè)移動(dòng)；與此同時(shí)，令與調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)809 —同正轉(zhuǎn)的第二滾輪804將調(diào)穩(wěn)繩索803盤(pán)繞在第二滾輪804的徑向側(cè)壁上，將正在朝起重機(jī)本體9 一側(cè)擺動(dòng)的抓斗13向其運(yùn)動(dòng)的反方向提拉，阻止與調(diào)穩(wěn)繩索803相連的抓斗13向起重機(jī)本體9 一側(cè)運(yùn)動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.用于起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)，本調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)所適用的起重機(jī)包括底座(I)、轉(zhuǎn)盤(pán)(2)、起重機(jī)本體(9)、吊臂(7)、第一滾輪(6)、起重機(jī)繩索(10)和抓斗(13);其中，底座(I)固定在地基上，在底座(I)的頂部設(shè)有轉(zhuǎn)盤(pán)(2)，在轉(zhuǎn)盤(pán)(2)的頂部設(shè)有起重機(jī)本體(9)，吊臂(7)的底端與起重機(jī)本體(9)活動(dòng)連接，吊臂(7)的頂端設(shè)有第一滾輪(6);起重機(jī)繩索(10)的一端與起重機(jī)的繩索馬達(dá)相連接，起重機(jī)繩索(10)的一端繞過(guò)第一滾輪(6)后與抓斗(13)相連接；起重機(jī)本體(9)相對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)(2)沿水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，吊臂(7)相對(duì)起重機(jī)本體(9)沿豎直方向抬起或落下，起重機(jī)繩索(10)在繩索馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)下將抓斗(13)吊起或放下；其特征在于:由檢測(cè)裝置、信號(hào)收發(fā)及處理裝置、調(diào)穩(wěn)裝置三部分構(gòu)成； 所述檢測(cè)裝置安裝在起重機(jī)上，負(fù)責(zé)檢測(cè)起重機(jī)的動(dòng)作參數(shù)及環(huán)境參數(shù)，并將檢測(cè)到的上述動(dòng)作參數(shù)及環(huán)境參數(shù)做為檢測(cè)數(shù)據(jù)一并反饋至信號(hào)收發(fā)及處理裝置； 所述信號(hào)收發(fā)及處理裝置依據(jù)接收到的檢測(cè)數(shù)據(jù)生成控制信號(hào)，并將該控制信號(hào)傳遞至調(diào)穩(wěn)裝置執(zhí)行； 所述調(diào)穩(wěn)裝置包括導(dǎo)軌組件和電動(dòng)調(diào)節(jié)組件；其中，導(dǎo)軌組件包含一條導(dǎo)軌(808);導(dǎo)軌組件安裝在起重機(jī)的吊臂上；電動(dòng)調(diào)節(jié)組件包含一條調(diào)穩(wěn)繩索(803)和一個(gè)調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)(809);電動(dòng)調(diào)節(jié)組件活動(dòng)連接在導(dǎo)軌組件的導(dǎo)軌(808)上，并通過(guò)調(diào)穩(wěn)繩索(803)將電動(dòng)調(diào)節(jié)組件與起重機(jī)的抓斗連接在一起；調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)(809)在信號(hào)收發(fā)及處理裝置發(fā)出的控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)電動(dòng)調(diào)節(jié)組件沿導(dǎo)軌(808)朝起重機(jī)本體(9) 一側(cè)或朝抓斗(13)—側(cè)移動(dòng)；當(dāng)抓斗(13)朝外擺動(dòng)時(shí)，電動(dòng)調(diào)節(jié)組件朝起重機(jī)本體(9) 一側(cè)移動(dòng)，且通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)組件中的調(diào)穩(wěn)繩索(803)將抓斗(13)朝重機(jī)本體(9) 一側(cè)拉緊，即將抓斗(13)向內(nèi)拉；反之，當(dāng)抓斗(13)朝內(nèi)擺動(dòng)時(shí)，電動(dòng)調(diào)節(jié)組件朝抓斗(13)—側(cè)移動(dòng)時(shí)，減小調(diào)穩(wěn)繩索(803)對(duì)抓斗(13)的牽引，促使抓斗(13)向外擺；即通過(guò)調(diào)穩(wěn)裝置，始終向抓斗(13)施加一個(gè)與抓斗(13)實(shí)時(shí)擺動(dòng)方向相反的作用力。
2.如權(quán)利要求1所述的用于起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)，其特征在于:檢測(cè)裝置包括風(fēng)速風(fēng)向傳感器(11)，位置傳感器(12)，第一角位移傳感器(3)、第二角位移傳感器(4)和應(yīng)變片(14);其中，風(fēng)速風(fēng)向傳感器(11)安裝在靠近抓斗(13)—側(cè)的起重機(jī)繩索(10)上，用于檢測(cè)并反饋風(fēng)的速度以及方向；位置傳感器(12)安裝在抓斗(13)的頂端，用于測(cè)量并反饋?zhàn)ザ?13)的實(shí)時(shí)位置；第一角位移傳感器(3)以及第二角位移傳感器(4)均安裝在靠近轉(zhuǎn)盤(pán)(2)—側(cè)的吊臂(7)上，第一角位移傳感器(3)用于測(cè)量并反饋吊臂(7)在垂直面內(nèi)的擺角，第二角位移傳感器(4)用于測(cè)量并反饋吊臂(7)在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角；應(yīng)變片(14)均布在抓斗(13)上，檢測(cè)并反饋?zhàn)ザ?13)的受力狀況；風(fēng)的速度以及方向的信息為起重機(jī)的環(huán)境參數(shù)，抓斗(13)的實(shí)時(shí)位置信息、吊臂(7)在垂直面內(nèi)的擺角信息、吊臂(7)在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角信息、抓斗(13)的受力信息為起重機(jī)的動(dòng)作參數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的用于起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)，其特征在于:信號(hào)收發(fā)及處理裝置包括第一控制無(wú)線發(fā)送裝置(15)、第二控制無(wú)線發(fā)送裝置(5)和信號(hào)接收與處理單元; 其中，第一控制無(wú)線發(fā)送裝置(15)安裝在抓斗(13)的頂端，第一控制無(wú)線發(fā)送裝置(15)的信號(hào)輸入端分別與風(fēng)速風(fēng)向傳感器(11)的信號(hào)輸出端、位置傳感器(12)的信號(hào)輸出端、應(yīng)變片(14)的信號(hào)輸出端相連接； 第二控制無(wú)線發(fā)送裝置(5)安裝在靠近轉(zhuǎn)盤(pán)(2)—側(cè)的吊臂(7)上，第二控制無(wú)線發(fā)送裝置(5)的信號(hào)輸入端分別與第一角位移傳感器(3)的信號(hào)輸出端、第二角位移傳感器(4)的信號(hào)輸出端相連接； 第一控制無(wú)線發(fā)送裝置(15)、第二控制無(wú)線發(fā)送裝置(5)分別與信號(hào)接收與處理單元無(wú)線連接并通訊。
4.如權(quán)利要求3所述的用于起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)，其特征在于: 所述信號(hào)接收與處理單元由第一控制無(wú)線接收裝置(901)、第二控制無(wú)線接收裝置(902)、信號(hào)調(diào)理電路(903)、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(904)、報(bào)警裝置(905)、可編程邏輯控制器PLC(906)和工控機(jī)(907)構(gòu)成； 第一控制無(wú)線接收裝置(901)的信號(hào)輸出端、第二控制無(wú)線接收裝置(902)的信號(hào)輸出端分別與信號(hào)調(diào)理電路(903)的信號(hào)輸入端相連接；信號(hào)調(diào)理電路(903)的信號(hào)輸出端經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(904)與可編程邏輯控制器PLC (906)的信號(hào)輸入端相連接；可編程邏輯控制器PLC (906)的信號(hào)輸出端分別與報(bào)警裝置(905)的信號(hào)輸入端、工控機(jī)(907)的信號(hào)輸入端相連接；工控機(jī)(907)的信號(hào)輸出端與調(diào)穩(wěn)裝置相連接；其中，第一控制無(wú)線接收裝置(901)與第一控制無(wú)線發(fā)送裝置(15)無(wú)線連接并通信，第二控制無(wú)線接收裝置(902)與第二控制無(wú)線發(fā)送裝置(5)無(wú)線連接并通信；信號(hào)調(diào)理電路(903)負(fù)責(zé)將第一控制無(wú)線接收裝置(POl)和第二控制無(wú)線接收裝置(P02)接收到的信號(hào)進(jìn)行調(diào)理放大并向下一級(jí)輸出； 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(904)負(fù)責(zé)將經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路(903)放大調(diào)理的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào); 可編程邏輯控制器PLC (906 )負(fù)責(zé)將經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(904 )模數(shù)轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行具體的判斷與處理，并產(chǎn)生控制命令；報(bào)警裝置(905)在可編程邏輯控制器PLC (906)的控制下發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示駕駛員在聽(tīng)到報(bào)警信號(hào)后，切斷電源，使起重機(jī)停止工作；工控機(jī)(907)按可編程邏輯控制器PLC(906)產(chǎn)生的控制命令驅(qū)動(dòng)調(diào)穩(wěn)裝置中調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)(809)運(yùn)行，同時(shí)，由工控機(jī)(907)顯示屏顯示可編程邏輯控制器PLC (906)實(shí)時(shí)執(zhí)行的程序指令以及調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)(809)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求1所述的用于起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)，其特征在于: 所述導(dǎo)軌組件還包括齒條(801)、第一擋板(806)、導(dǎo)軌平臺(tái)(807)、第二擋板(811)、槽鋼(814)、鋼板(815)和齒條固定板(817);其中，導(dǎo)軌平臺(tái)(807)固定連接在導(dǎo)軌(808)的底部；導(dǎo)軌平臺(tái)(807)長(zhǎng)度方向的一個(gè)側(cè)面上連接有槽鋼(814);通過(guò)長(zhǎng)條狀的鋼板(815)將導(dǎo)軌平臺(tái)(807)相連的槽鋼(814)的底部與另一個(gè)槽鋼(814)的底邊相連接，即2個(gè)槽鋼(814)與鋼板(815)所構(gòu)成的組合體的截面呈U形；在2個(gè)槽鋼(814)的內(nèi)側(cè)共同連接有一個(gè)長(zhǎng)條狀的齒條固定板(817);通過(guò)螺釘(816)將齒條(801)固定在齒條固定板(817)的頂面；所述導(dǎo)軌平臺(tái)(807)、槽鋼(814)、鋼板(815)和齒條固定板(817)均與導(dǎo)軌(808)等長(zhǎng)的矩形塊體；導(dǎo)軌(808)的長(zhǎng)度不小于吊臂(7)長(zhǎng)度的1/2 ;在朝向起重機(jī)本體(9) 一側(cè)的導(dǎo)軌(808)的端部設(shè)有第一擋板(806)，在在朝向抓斗(13) —側(cè)的導(dǎo)軌(808)的端部設(shè)有第二擋板(811);所述鋼板(815 )與吊臂(7 )焊接在一起； 所述電動(dòng)調(diào)節(jié)組件還包括軸(802)、第二滾輪(804)、齒輪(805)、電機(jī)支架(810)、聯(lián)軸器(812)、擋圈(813)組成；所述電機(jī)支架(810)活動(dòng)連接在導(dǎo)軌平臺(tái)(807)上，并可沿導(dǎo)軌(808)的長(zhǎng)度方向移動(dòng)；在電機(jī)支架(810)的頂部設(shè)有調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)(809);所述調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)(809)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與導(dǎo)軌平臺(tái)(807)的長(zhǎng)度方向的側(cè)面相垂直，且指向槽鋼(814)—側(cè)；通過(guò)聯(lián)軸器(812)將調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)(809)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與軸(802)的一端固定連接；通過(guò)過(guò)盈配合將擋圈(813)安裝在軸(802)上，所述擋圈(813)用于限制齒輪(805)的軸向移動(dòng)；所述齒輪(805)的齒狀邊緣與齒條(801)的條紋相互咬合；通過(guò)過(guò)盈配合的方式將第二滾輪(804)固定在齒輪(805)外側(cè)的軸(802);所述調(diào)穩(wěn)繩索(803)的一端固定連接在第二滾輪(804)的徑向側(cè)壁上，調(diào)穩(wěn)繩索(803)的另一端與抓斗(13)相連接。
6.如權(quán)利要求5所述的用于起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)，其特征在于: 當(dāng)調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)(809)按信號(hào)收發(fā)及處理裝置的控制指令正轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)齒輪(805)同向正轉(zhuǎn)，在齒輪(805)的齒狀邊緣與齒條(801)之間反作用力下，將電動(dòng)調(diào)節(jié)組件沿著導(dǎo)軌(808)朝第一滾輪(6)一側(cè)移動(dòng)；與此同時(shí)，與調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)(809) —同正轉(zhuǎn)的第二滾輪(804)將調(diào)穩(wěn)繩索(803 )盤(pán)繞在第二滾輪(804)的徑向側(cè)壁上，將正在朝起重機(jī)本體(9 ) 一側(cè)擺動(dòng)的抓斗(13)向其運(yùn)動(dòng)的反方向提拉，阻止與調(diào)穩(wěn)繩索(803)相連的抓斗(13)向起重機(jī)本體(9) 一側(cè)偏移； 當(dāng)調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)(809)按信號(hào)收發(fā)及處理裝置的控制指令反轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)齒輪(805)同向反轉(zhuǎn)，在齒輪(805)的齒狀邊緣與齒條(801)之間反作用力下，將電動(dòng)調(diào)節(jié)組件沿著導(dǎo)軌(808)朝起重機(jī)本體(9) 一側(cè)移動(dòng)；與此同時(shí)，與調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)(809) —同反轉(zhuǎn)的第二滾輪(804)將盤(pán)繞在第二滾輪(804)徑向側(cè)壁上的調(diào)穩(wěn)繩索(803)松開(kāi)，將抓斗(13)朝起重機(jī)本體(9) 一側(cè)提拉，阻止與調(diào)穩(wěn)繩索(803)相連的抓斗(13)向外擺動(dòng)； 即通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)組件在導(dǎo)軌組件上的移動(dòng)，將纏繞在第二滾輪(804)徑向側(cè)壁上的調(diào)穩(wěn)繩索(803)繞緊或松開(kāi)，進(jìn)而給予抓斗(13)作用力，最終使得抓斗(13)在吊臂(7)的抬起或放下的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終垂向地面。
7.如權(quán)利要求5所述的用于起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)，其特征在于:所述電機(jī)支架(810)的底部設(shè)有與導(dǎo)軌(808)相匹配的凹槽；在電機(jī)支架(810)的凹槽側(cè)壁上設(shè)有防倒凸塊；在導(dǎo)軌(808)的側(cè)壁上設(shè)有相應(yīng)的防倒凹槽。
8.采用權(quán)利要求1所述的調(diào)穩(wěn)作業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)方法，其特征在于:按如下步驟進(jìn)行: 步驟1、檢測(cè)裝置、信號(hào)收發(fā)及處理裝置、調(diào)穩(wěn)裝置初始化: 開(kāi)啟檢測(cè)裝置、信號(hào)收發(fā)及處理裝置、調(diào)穩(wěn)裝置的電源；建立三者之間的通訊連接?’人工向信號(hào)收發(fā)及處理裝置輸入吊臂(7)的長(zhǎng)度值L ; 步驟2、由檢測(cè)裝置獲取起重機(jī)實(shí)時(shí)的動(dòng)作參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，并傳遞至信號(hào)收發(fā)及處理裝置；其中，起重機(jī)的環(huán)境參數(shù)包括風(fēng)的速度以及方向的信息，起重機(jī)的動(dòng)作參數(shù)包括抓斗(13)的實(shí)時(shí)位置信息、吊臂(7)在垂直面內(nèi)的擺角信息、吊臂(7)在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角信息、抓斗(13)的受力信息； 步驟3、由信號(hào)收發(fā)及處理裝置以起重機(jī)本體(9)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立OXYZ坐標(biāo)系；由信號(hào)收發(fā)及處理裝置將接收到的起重機(jī)實(shí)時(shí)的動(dòng)作參數(shù)和環(huán)境參數(shù)轉(zhuǎn)換成OXYZ坐標(biāo)系下的:抓斗(13)周圍的風(fēng)速值V、抓斗(13)的受力值F、吊臂(7)的擺角值α，吊臂(7)的轉(zhuǎn)角值β、以及抓斗(13)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)(Xd、Yd、Zd)； 步驟4、由信號(hào)收發(fā)及處理裝置根據(jù)抓斗(13)的受力值F與抓斗(13)周圍的風(fēng)速值V進(jìn)行起重機(jī)工作環(huán)境是否安全的判斷: 當(dāng)受力值？ > O公斤(Kg)且風(fēng)速值V彡20米/秒(m/s)，信號(hào)收發(fā)及處理裝置報(bào)警，提示操作人員關(guān)閉起重機(jī)，停止作業(yè)； 當(dāng)受力值F ( O公斤(Kg)且風(fēng)速值V彡55米/秒(m/s)，信號(hào)收發(fā)及處理裝置報(bào)警，提示操作人員關(guān)閉起重機(jī)，停止作業(yè)； 當(dāng)受力值F > O公斤(Kg)且風(fēng)速值V < 20米/秒(m/s)、或當(dāng)受力值F彡20公斤(Kg)且風(fēng)速值V < 55米/秒(m/s)，進(jìn)入下一步； 步驟5、由信號(hào)收發(fā)及處理裝置根據(jù)吊臂(7)的擺角值α、吊臂(7)的轉(zhuǎn)角值β及吊臂(7)的長(zhǎng)度值L測(cè)算出靠近第一滾輪(6)—側(cè)的吊臂(7)端部的X軸方向的坐標(biāo)值Xa=LXCosa XCos β，簡(jiǎn)稱為吊臂的X軸向坐標(biāo)值Xa: 步驟6、由信號(hào)收發(fā)及處理裝置比較吊臂(7)的X軸向坐標(biāo)值Xa與抓斗(13)的實(shí)時(shí)X軸向坐標(biāo)值乂<1的大小進(jìn)行比較: 若吊臂(7)的X軸向坐標(biāo)值Xa不等于抓斗(13)的實(shí)時(shí)X軸向坐標(biāo)值X d，則抓斗(13)處于不穩(wěn)定的位置，由信號(hào)收發(fā)及處理裝置向調(diào)穩(wěn)裝置下達(dá)運(yùn)行指令； 若吊臂(7)的X軸向坐標(biāo)值\等于抓斗(13)的實(shí)時(shí)X軸向坐標(biāo)值X d，則抓斗(13)處于穩(wěn)定的位置，由信號(hào)收發(fā)及處理裝置向調(diào)穩(wěn)裝置發(fā)出停止運(yùn)行指令； 步驟7、當(dāng)抓斗(13)完成吊運(yùn)，關(guān)閉檢測(cè)裝置、信號(hào)收發(fā)及處理裝置和調(diào)穩(wěn)裝置，關(guān)閉起重機(jī)，結(jié)束操作。
9.如權(quán)利要求8所述的起重機(jī)抓斗的調(diào)穩(wěn)方法，其特征在于: 若吊臂(7)的X軸向坐標(biāo)值Xa<抓斗(13)的實(shí)時(shí)X軸向坐標(biāo)值X d，則由信號(hào)收發(fā)及處理裝置向調(diào)穩(wěn)裝置發(fā)出反轉(zhuǎn)的控制指令，令調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)(809)帶動(dòng)齒輪(805)反向旋轉(zhuǎn)，且在齒輪(805)的齒狀邊緣與齒條(801)之間反作用力下，使得電動(dòng)調(diào)節(jié)組件朝起重機(jī)本體(9 ) 一側(cè)移動(dòng)；與此同時(shí)，令與調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)(809 ) —同反轉(zhuǎn)的第二滾輪(804 )將盤(pán)繞在第二滾輪(804)徑向側(cè)壁上的調(diào)穩(wěn)繩索(803)松開(kāi)，將抓斗(13)朝起重機(jī)本體(9) 一側(cè)提拉，阻止與調(diào)穩(wěn)繩索(803)相連的抓斗(13)向外擺動(dòng)； 若吊臂(7)的X軸向坐標(biāo)值Xa>抓斗(13)的實(shí)時(shí)X軸向坐標(biāo)值X d，則由信號(hào)收發(fā)及處理裝置向調(diào)穩(wěn)裝置發(fā)出正轉(zhuǎn)的控制指令，令調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)(809)帶動(dòng)齒輪(805)正相旋轉(zhuǎn)，在齒輪(805)的齒狀邊緣與齒條(801)之間反作用力下，使得電動(dòng)調(diào)節(jié)組件朝第一滾輪(6) —側(cè)移動(dòng)；與此同時(shí)，令與調(diào)穩(wěn)電動(dòng)機(jī)(809) —同正轉(zhuǎn)的第二滾輪(804)將調(diào)穩(wěn)繩索(803)盤(pán)繞在第二滾輪(804)的徑向側(cè)壁上，將正在朝起重機(jī)本體(9) 一側(cè)擺動(dòng)的抓斗(13)向其運(yùn)動(dòng)的反方向提拉，阻止與調(diào)穩(wěn)繩索(803)相連的抓斗(13)向起重機(jī)本體(9) 一側(cè)運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B66C13/22GK104495617SQ201410786371
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】朱華炳, 訾斌, ?？低? 高晨輝, 衛(wèi)道柱 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)