CN101439824A - 轮胎式龙门起重机智能集电器系统及控制方法 - Google Patents

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宋亚峰
王爱武
崔连涛
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Abstract

涉及码头货物、集装箱吊装的一种轮胎式龙门起重机智能集电器系统及控制方法,是针对现有同类产品设计欠理想而设计的。其设计要点是轨道设有安全滑触线、上轨道、上地址识别板、下地址识别板、下轨道,集电器设有光电传感器、电磁铁、导向轮组、行车轮组,集电器与轮胎式龙门起重机的支撑座通过四连杆组连接。其控制方法是控制器驱动水平油缸、顶升油缸调节集电器空间定位,集电器由轨道侧上方依次自动导入上轨道、下轨道、安全滑触线。本发明提高了供电式轮胎式龙门起重机转场效率和速度,有效降低其运行成本,减少了设备配置数量,其控制方法提高自动导入安全性和定位的准确性。适合码头货物、集装箱吊装轮胎式龙门起重机电器设备的更新配套。

Description

轮胎式龙门起重机智能集电器系统及控制方法
技术领域
本发明涉及码头货物、集装箱吊装的电器设备,是一种轮胎式龙门起重机智能集电器系统及控制方法。
背景技术
目前的轮胎式龙门起重机(以下简称为RTG)“油改电”技术在推广,“市电”上机方式有电缆卷筒式、高架滑触线式和低架滑触线式。电缆卷筒上机方式是在门架一侧设置电缆卷筒,电缆缠绕在电缆卷筒上,电缆的一端与RTG的整机供电回路连接,另一端沿着码头地面的电缆槽,连接至相应的“市电箱”。RTG行走时,电缆卷筒根据RTG与市电接线箱的距离收放电缆。高架滑触线上机方式是在集装箱堆场的箱区内架设高空铜滑触线来实现供电。低架滑触线上机方式是在集装箱堆场的箱区内架设低架滑触线供电线路,在低架滑触线架上安装集电器,龙门吊通过插入电源插头,拖带集电器随RTG同步移动,实现市电移动供电。上述供电的方式造成电缆的线路较长,占地面积较大、RTG转场不便等缺陷。
如中国专利文献中披露的专利号ZL 200620076457.1,授权公告日2007年08月29日,实用新型名称“一种无轨门式起重机用上置有轨集电器小车的滑接输电装置”,该件专利虽然对公知的同类产品提出了新的方案,但此方案的集电器小车设计安装在导轨不能脱离导轨,不能实现集电器自动的导入、导出滑触线,不能实现自动转换作业场区,使作业灵活性受到限制。
发明内容
本发明为克服上述的不足,目的是向本领域提供一种轮胎式龙门起重机智能集电器系统及控制方法,使轮胎式龙门起重机导入轨道时集电器自动导入、导出滑触线取电,轮胎式龙门吊起重机在集装箱堆场中移动和装卸作业。解决同类产品的电缆线路较长、占地面积较大、需要辅助人员协助、转场不便和转场受限,以及轮胎式龙门吊起重机使用效率低、成本高、作业管理复杂化等技术问题。具体是通过如下的技术方案来实现的。
一种轮胎式龙门起重机智能集电器系统,该系统包括轨道、轮胎式龙门起重机、集电器、控制器。其设计要点是轮胎式龙门起重机设有集电器,集电器设有四连杆组,四连杆组支撑集电器,轮胎式龙门起重机带动集电器先导入上轨道,再导入下轨道,最后导入安全滑触线。
该系统的轨道设有安全滑触线、上轨道、上地址识别板、下地址识别板、下轨道,安全滑触线设有滑线导入喇叭口,上轨道设有上轨道导引段,下轨道设有下轨道导入口,轨道由立柱支撑,轨道依次分为水平调节段、磁吸贴合段、入轨检测段、取电检测段。如图1所示,上轨道导引段至下轨道导入口为水平调节段,下轨道导入口至滑线导入喇叭口依次分为磁吸贴合段、入轨检测段,进入滑线导入喇叭口后为取电检测段,轮胎式龙门起重机进入取电检测段后,即可由市电供能工作。
该系统的集电器呈“]”型,集电器与轨道接触的上、下径面设有光电传感器、电磁铁、导向轮组、行车轮组,集电器设有组合集电器头、液压行程锁闭机构。光电传感器接收集电器与轨道间的距离和位置,将信号传送至控制器;集电器的电磁铁通电与地址标识板吸合,集电器导入上轨道,集电器上端的导向轮组、行车轮组与上轨道接触;集电器至下轨道的下轨道导入口,集电器下端的导向轮组、行车轮组导入下轨道连接,集电器在上、下轨道内滑动。
该系统的集电器与支撑座通过四连杆组连接,四连杆组设有水平油缸、顶升油缸,支撑座通过连接夹板、六角头螺栓固定于轮胎式龙门起重机。水平油缸、顶升油缸作为驱动机构,由控制器控制、驱动四连杆组的水平油缸、顶升油缸,四连杆组带动集电器伸出轮胎式龙门起重机。
该系统的水平油缸与控制器的第一行程阀、液压行程锁闭机构连接,第一行程阀与第三电磁阀、第四电磁阀连接,液压行程锁闭机构与第一电磁阀连接;顶升油缸与第二行程阀连接,第二行程阀与第二电磁阀连接,第二电磁阀与第一电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、油泵。如图7所示,油泵开始工作,控制器的第一行程阀、第二行程阀在推进位;第一电磁阀、第二电磁阀在接通位,第三电磁阀31处于关闭位;顶升油缸、水平油缸工作,第一电磁阀、第二电磁阀关闭,第三电磁阀接通。进入作业箱区,第一行程阀、第二行程阀在推进位,第一电磁阀接通,第三电磁阀关闭,水平油缸继续工作,至进入水平调节段,由位移控制阀控制水平油缸停止。液压行程锁闭机构的杠杆碰到地址识别板,杠杆缩进,水平油缸减速,缓慢靠近地址识别板,水平油缸逐渐闭合。
所述的四连杆组由一根主支撑杆和两根辅助支撑杆组成,呈三点支撑集电器,主支撑杆、辅助支撑杆两端分别设有支撑球铰、球铰支座。不在同一平面的主支撑杆、辅助杆调节集电器的空间位置,空间定位更准确。所述的支撑球铰万向调节集电器的水平、垂直位置,空间定位更为灵活。
该方法包括轨道、轮胎式龙门起重机、集电器、控制器,该系统控制方法的设计要点是集电器的光电传感器发送信号到控制器,控制器驱动水平油缸、顶升油缸调节集电器空间定位,配合液压行程锁闭机构、电磁铁,集电器由轨道的侧方依次自动导入上轨道、下轨道、安全滑触线,或者依次由安全滑触线、下轨道、上轨道自动导出轨道的侧方。
所述集电器由轨道的侧方自动导入轨道,入轨前控制器驱动集电器垂直、水平伸出;光电传感器检测到上轨道导引段的位置,控制器驱动调节集电器继续水平伸出,调节垂直、水平空间位置,集电器从侧方导入轨道的上轨道导引段;光电传感器检测到地址标识板,液压行程锁闭机构的杠杆与地址标识板相抵,杠杆向后缩进,水平油缸减速并关闭;电磁铁通电,集电器与地址标识板吸合,水平油缸、顶升油缸进入浮动状态;集电器靠重力下滑,集电器上端的导向轮组和行走轮组与上轨道接触;四连杆组在轮胎式龙门起重机牵引下推动集电器下端的导向轮组和行走轮组导入下轨道;四连杆组推动集电器的集电器刷片由滑线导入喇叭口导入安全滑触线,轮胎式龙门起重机取电完成。根据上述工作原理,集电器沿轨道侧方导入或导出轨道,在轨道段位上产生缓冲补偿,消除了轮胎式龙门起重机导入安全滑触线的晃动和冲击力,减少了四连杆组和安全滑触线导入或导出时的碰撞磨损。
本发明的控制器智能空间定位,集电器自动导入或导出轨道,实现轮胎式龙门起重机的自动转场,提高了供电式轮胎式龙门起重机转场效率和速度,有效降低其运行成本,减少了设备配置数量,其控制方法提高自动导入安全性和定位的准确性。适合码头货物、集装箱吊装轮胎式龙门起重机电器设备的更新配套。
附图说明
图1是本发明的轨道结构示意图。
图2是本发明的结构示意图。
图3是图2的俯视示意图,图中省略了支柱和轮胎式龙门起重机。
图4是本发明的集电器结构示意图。
图5是图4的俯视示意图,图中箭头为液压行程锁闭机构的杠杆运动方向,虚线为集电器零位时主支撑杆、辅助支撑杆和集电器的示意位置。
图6是本发明的集电器伸出状态示意图,图中箭头为集电器伸出方向。
图7是本发明的驱动机构液压原理图。
以上附图序号及名称:1、安全滑触线,2、上轨道,3、上地址识别板,4、下地址识别板,5、滑线导入喇叭口,6、下轨道,7、下轨道导入口,8、上轨道导引段,9、支撑球铰,10、主支撑杆,11、辅助支撑杆,12、支撑座,13、连接夹板,14、六角头螺栓,15、立柱,16、六角螺母,17、平垫圈,18、水平油缸,19、顶升油缸,20、组合集电器头,21、光电传感器,22、球铰支座,23、电磁铁,24、导向轮组,25、行走轮组,26、液压行程锁闭机构,27、第一行程阀,28、第一电磁阀,29、第二行程阀,30、第二电磁阀,31、第三电磁阀,32、油泵,33、第四电磁阀。
具体实施方式
本发明具体实施结合控制器的电路,以轮胎式龙门起重机由转场作业的实际工作为例。该系统和方法的技术要点是集电器与轮胎式龙门起重机之间设有四连杆组,控制器通过控制系统程序和接收到的信号,控制器控制、驱动四连杆组的液压系统,四连杆组带动集电器伸出,轮胎式龙门起重机带动集电器由轨道的侧方依次自动导入上轨道2、下轨道6、安全滑触线1。
轮胎式龙门起重机在道路上转场时,集电器收缩至零位,(避免因轮胎式龙门起重机移动导致晃动),以1m/s的速度准备进入作业箱区,轮胎式龙门起重机的光电开关检测到轨道第一根立柱15上的光电信号时,油泵30开始工作。控制器的第一行程阀27、第二行程阀29在推进位;第一电磁阀28、第二电磁阀30在接通位,第三电磁阀31处于关闭位。控制器驱动四连杆组,集电器开始伸出,顶升油缸19升起垂直高度100mm~200mm,行程40mm~80mm,略高于轨道的高度;水平油缸18张开角度18°,行程160mm;第一电磁阀、第二电磁阀关闭,第三电磁阀接通。
轮胎式龙门起重机继续移入作业箱区,集电器的光电传感器21检测到轨道第一根立柱上的光电信号,第一行程阀、第二行程阀在推进位;第一电磁阀接通,第三电磁阀关闭,水平油缸继续张开角度。轮胎式龙门起重机继续前进,进入水平调节段,集电器进入上轨道导引段侧方,位移控制阀控制至停止。液压行程锁闭机构的杠杆碰到地址识别板,杠杆缩进,水平油缸减速,缓慢靠近地址识别板,水平油缸逐渐闭合。
轮胎式龙门起重机进入磁吸贴合段,集电器电磁铁与地址识别板距离10mm时,控制器启动电磁铁23,第一电磁阀关闭,第三电磁阀打开,电磁铁通电与上轨道吸合。上述磁吸贴合段的磁吸过程中,根据实际情况可省略,集电器直接导入上轨道。顶升油缸、水平油缸转至浮动状态,集电器靠自重下滑。集电器的上、下两端与轨道接触的径面分别设有导向轮组24、行走轮组25,导向轮组、行车轮组的轮体由六角螺母16、平垫圈17固定。集电器上端的导向轮组、行走轮组与上轨道接触;四连杆组在轮胎式龙门起重机的推动下,集电器下端的导向轮组、行走轮组导入下轨道。轮胎式龙门起重机带动四连杆组继续推动集电器,集电器的刷片由滑线导入喇叭口5导入安全滑触线。
轮胎式龙门起重机进入取电检测段,控制器检测到导入状态正常信号,油泵停止运转,发动机关闭。轮胎式龙门起重机减速并停止,电源自动切换,切换至安全滑触线由市电供能。
轮胎式龙门起重机作业完成需导出轨道或转场时,根据上述工作原理,轮胎式龙门起重机带动集电器先从安全滑触线导出,油泵开始工作。轮胎式龙门起重机以1m/s的速度前进,集电器下端的导向轮组、行车轮组从下轨道的下轨道导入口导出,最后从上轨道的上轨道导引段导出。控制器驱动顶升油缸、水平油缸工作,集电器收缩至零位,轮胎式龙门起重机导出轨道完毕,即可开动轮胎式龙门起重机转场。

Claims (4)

1、一种轮胎式龙门起重机智能集电器系统,该系统包括轨道、轮胎式龙门起重机、集电器、控制器,其特征在于:
轨道设有安全滑触线(1)、上轨道(2)、上地址识别板(3)、下地址识别板(4)、下轨道(6),安全滑触线设有滑线导入喇叭口(5),上轨道设有上轨道导引段(8),下轨道设有下轨道导入口(7),轨道由立柱(15)支撑,轨道依次分为水平调节段、磁吸贴合段、入轨检测段、取电检测段;
集电器呈“]”型,集电器与轨道接触的上、下径面设有光电传感器(21)、电磁铁(23)、导向轮组(24)、行车轮组(25),集电器设有组合集电器头(20)、液压行程锁闭机构(26);
集电器与支撑座(12)通过四连杆组连接,四连杆组设有水平油缸(18)、顶升油缸(19),支撑座通过连接夹板(13)、六角头螺栓(14)固定于轮胎式龙门起重机;
水平油缸与控制器的第一行程阀(27)、液压行程锁闭机构(26)连接,第一行程阀与第三电磁阀(31)、第四电磁阀(33)连接,液压行程锁闭机构与第一电磁阀(28)连接;顶升油缸(19)与第二行程阀(29)连接,第二行程阀与第二电磁阀(30)连接,第二电磁阀(30)与第一电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、油泵(32)。
2、如权利要求1所述的轮胎式龙门起重机智能集电器系统,其特征在于所述四连杆组由一根主支撑杆(10)和两根辅助支撑杆(11)组成,呈三点支撑集电器,主支撑杆、辅助支撑杆两端分别设有支撑球铰(9)、球铰支座(22)。
3、一种轮胎式龙门起重机智能集电器系统的控制方法,该方法包括轨道、轮胎式龙门起重机、集电器、控制器,其特征在于所述集电器的光电传感器(21)发送信号到控制器,控制器驱动水平油缸(18)、顶升油缸(19)调节集电器空间定位,配合液压行程锁闭机构(26)、电磁铁(23),集电器由轨道的侧方依次自动导入上轨道(2)、下轨道(6)、安全滑触线(1)。
4、如权利要求3所述的轮胎式龙门起重机智能集电器系统的控制方法,其特征在于所述集电器由轨道的侧方自动导入轨道,入轨前控制器驱动集电器垂直、水平伸出;光电传感器(21)检测到上轨道导引段(8)的位置,控制器驱动调节集电器继续水平伸出,调节垂直、水平空间位置,集电器从侧方导入轨道的上轨道导引段;光电传感器(21)检测到地址标识板,液压行程锁闭机构(26)的杠杆与地址标识板相抵,杠杆向后缩进,水平油缸(18)减速并关闭;电磁铁(23)通电,集电器与地址标识板吸合,水平油缸、顶升油缸(19)进入浮动状态;集电器靠重力下滑,集电器上端的导向轮组(24)和行走轮组(25)与上轨道(2)接触;四连杆组在轮胎式龙门起重机牵引下推动集电器下端的导向轮组和行走轮组导入下轨道(6);四连杆组推动集电器的集电器刷片由滑线导入喇叭口(5)导入安全滑触线(1),轮胎式龙门起重机取电完成。
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