CN102991994A - 一种山地果园运输装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种山地果园运输装置及控制方法，装置包括电动机、减速机、货运滑车、轨道、钢丝绳和定滑轮，还包括驱动滚筒、旋转编码器、编码器固定座、连接法兰、联轴器以及连接螺杆；所述连接螺杆一端与驱动滚筒的内轴相接，另一端与联轴器相接；旋转编码器与编码器固定座固接，编码器连接座与连接法兰焊接成一体；联轴器用于连接旋转编码器旋转轴及连接螺杆；连接法兰与驱动滚筒固定式轴承座端盖固定连接。本发明无需沿山地果园钢丝绳牵引运输机的轨道铺设行程开关导线；并且可人为自由设置货运滑车的起始、终点停止位置。

Description

一种山地果园运输装置及控制方法

技术领域

本发明涉及山地果园的生产运输技术，特别涉及一种山地果园运输装置及控制方法。

背景技术

近年来，国家柑橘产业技术体系机械研究室研制的山地果园钢丝绳牵引运输机，已在江西赣州、湖南宜章、福建三明、湖北宜昌、重庆忠县、广西百色、广东梅州、浙江台州等地安装及试验示范，取得了较好的社会好评，较大程度地提高了当地果园的果品、农药及化肥等农用物资的运输能力。但已安装、试验示范的山地果园钢丝绳牵引运输机的货运滑车首尾极限位置停止均依靠行程开关来控制，由于山地果园立地条件差，轨道较长，行程开关的导线铺设较为繁琐，给运输机的安装带来极大的麻烦，且行程开关裸露在户外，易损坏。

中国实用新型专利201120483471.4(授权公告号为CN 202337544U)公开了一种山地果园物资运输装置，该装置是在载物车两侧装有轮子，载物车轮子置身于输送道两侧的平行凹槽内，输送道两端分别固定有动力牵引装置和定位轮。动力牵引装置有动力源、变速装置、牵引轮和控制开关组成、动力牵引装置的牵引轮和输送道另一端的定位滑轮之间通过牵引绳相连，载物车固定在牵引绳上，牵引绳在牵引轮的旋转带动下，一个定位滑轮为支点，可带动载物车沿着平行凹槽在输送道上做上下运动，该实用新型专利虽然解决了山地条件物资传输问题，节省了劳动力，但是仍然无法解决行程开关的问题，给实际的运输来了极大麻烦。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种结构简单、操作简便、定位精确的山地果园运输机定位装置。

本发明的另一目的在于，提供一种基于上述定位装置的控制方法。

为了达到上述第一目的，本发明采用以下技术方案：

一种山地果园运输装置，包括电动机、减速机、货运滑车、轨道、钢丝绳和定滑轮，还包括驱动滚筒、旋转编码器、编码器固定座、连接法兰、联轴器以及连接螺杆；所述连接螺杆一端与驱动滚筒的内轴相接，另一端与联轴器相接；旋转编码器与编码器固定座固接，编码器连接座与连接法兰焊接成一体；联轴器用于连接旋转编码器旋转轴及连接螺杆；连接法兰与驱动滚筒固定式轴承座端盖固定连接。

该山地果园运输装置还包括电控箱，所述电控箱设置在驱动装置上，所述控制箱内设置有PLC，所述PLC包括CPU、I/O接口电路、外设接口、存储器、编程装置和电源，所述电源为PLC供电，所述I/O接口电路、外设接口、存储器以及编程装置分别与CPU连接。

进一步的，所述电控箱上设有故障灯、位置校正按钮、上限置位按钮和下限置位按钮。

为了有效的补偿角向、径向、轴向的偏差，所述联轴器为柔性联轴器。

所述旋转编码器为增量式旋转编码器，可以利用脉冲数可测量速度，长度或位置，从而更加使获取的信息更加准确。

所述连接螺杆与驱动滚筒内的旋转轴通过螺纹连接，相连接的端面通过螺母紧固。

该山地果园运输装置还包括刹车器，所述刹车器设置在三相异步交流电动机与减速机之间，采用失电制动模式，当运输机在行进过程中，PLC给刹车器输出380V交流电，当运输机制动时，PLC停止给刹车器输出380V交流电，刹车器内部衔铁失电制动。

为了保证在运输过程中的安全性，该山地果园运输装置还包括防钢丝绳松传感器和防超重传感器，所述防钢丝绳松传感器设置在驱动滚筒的下方，所述防超重传感器设置在驱动滚筒上面。

为了达到上述第二目的，本发明采用以下技术方案：

本发明山地果园运输装置的控制方法，包括下述步骤：

S1、首先系统启动，将电控箱上的位置校正旋钮打到设置模式，将运输机运行至轨道最高位置，按下上限置位按钮，然后将运输机运行至轨道最低位置，按下下限置位按钮，最后将位置校正旋钮打到运行模式，完成编码器定位设置；

S2、旋转编码器跟踪检测驱动滚筒的旋转相位信息，驱动滚筒的旋转轴、联轴器以及旋转编码器的旋转轴同步旋转，旋转编码器从驱动滚筒的旋转轴上获取相位信息，从而根据相位信息来确定驱动滚筒钢丝绳的收放长度，并将其以脉冲信号传输给控制箱内的PLC；

S3、PLC对相位信息进行加减记录，并按照步骤S2中的设定记录运输机上行停止及下行停止的相位信息；

S4、PLC将已设定的相位信息与运输机运行时的相位信息进行匹配，当相位信息不符，山地果园钢丝绳牵引运输机继续维持其运输状态，直到相位信息相匹配，PLC通过输出交流控制信号控制刹车器刹车，促使运输装置停止其运输状态。

优选的，步骤S4中，当出现钢丝绳出现断裂松脱或者运输机出现超载情况，驱动滚筒会失去平衡，触碰到防钢丝绳松传感器或超载传感器，PLC则输出交流控制信号控制刹车装置，制动运输机，同时警示灯闪烁状态警报运输机出现问题。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本发明在驱动滚筒上安装旋转编码器，通过旋转编码器来计算收放的钢丝绳的长度，轨道铺设后，无需在轨道首尾设置行程开关。

2、本发明电控箱中设置有PLC，通过PLC的接口连接外部设备，通过电控箱上的按钮，可人为自由设置货运滑车的起始、终点停止位置。

3、本发明在驱动滚筒上设有所述防钢丝绳松传感器和防超重传感器，当钢丝绳松动或者是超载的时候，驱动滚筒会失去平衡，并触碰传感器，PLC则输出交流控制信号控制刹车装置，制动运输机，同时警示灯闪烁状态警报运输机出现问题。

附图说明

图1是本发明山地果园运输装置的整机结构示意图；

图2是本发明山地果园运输装置驱动装置结构示意图；

图3是本发明旋转编码器的结构示意图；

图4是本发明旋转编码器与驱动滚筒连接的结构示意图；

图5是本发明定位系统工作流程图。

附图中标号与名称如下：

1	旋转编码器	2	编码器固定座
				3	编码器旋转轴	4	连接法兰
5	联轴器	6	连接螺杆
				7	驱动滚筒	8	钢丝绳

9	驱动滚筒旋转轴	10	固定式轴承座
				11	货运滑车	12	轨道
13	三相异步交流电动机	14	电控箱
				15	减速机	16	刹车器
17	防钢丝绳松传感器	18	防超重传感器

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1、图2、图3、图4所示，本实施例一种山地果园运输装置，包括三相异步电动机13、货运滑车11、轨道12、钢丝绳8和减速机15，防钢丝绳松传感器17和防超重传感器18，所述防钢丝绳松传感器设置在驱动滚筒的下方，所述防超重传感器设置在驱动滚筒上面，货运滑车11安装在轨道12上，钢丝绳的一端绕过定滑轮，还包括驱动滚筒7、旋转编码器3、编码器固定座2、连接法兰4、联轴器5以及连接螺杆6；所述连接螺杆6一端与驱动滚筒7的内轴相接，另一端与联轴器5相接；旋转编码器1与编码器固定座2固接，编码器固定座2与连接法兰4焊接成一体；联轴器5用于连接旋转编码器旋转轴3及连接轴；连接法兰4与驱动滚筒7固定式轴承座10端盖固定连接。钢丝绳缠绕在驱动滚筒旋转轴9上。在电动机13的一侧设置有刹车器16，其安装于三相交流异步电动机13与减速机15之间。

本实施例中还包括电控箱，所述电控箱设置在驱动装置上，所述控制箱内设置有PLC，所述PLC包括CPU、I/O接口电路、外设接口、存储器、编程装置和电源，所述电源为PLC供电，所述I/O接口电路、外设接口、存储器以及编程装置分别与CPU连接，通过PLC可以控制运输装置的工作状况，同时，在电控箱上设有故障灯、位置校正按钮、上限置位按钮和下限置位按钮，当运行出现故障，故障灯会亮，通过位置校正按钮、上限置位按钮和下限置位按钮可以预设相应的参数，可以认为的设置启动或停止的位置。

所述刹车器采用失电制动模式，当运输机在行进过程中，PLC给刹车器输出380V交流电，当运输机制动时，PLC停止给刹车器输出380V交流电，刹车器内部衔铁失电制动。

所述联轴器5为柔性联轴器，为了有效的补偿角向、径向、轴向的偏差，从而减少实际操作过程中的误差，增加精度。

所述旋转编码器1为增量式旋转编码器，增量式旋转编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小，用这种脉冲的计数方法可以准确的记录钢丝绳收放的长度，根据实际的需要设置位置的起点和终点。

所述连接螺杆与驱动滚筒内的旋转轴通过螺纹连接，相连接的端面通过螺母紧固。

本实施例的山地果园运输机还包括电控箱14，所述电控箱14设置在驱动装置上，所述电控箱控制位置的校正按钮，上限位置按钮和下限位置按钮，用于随意设定位置的起点和终点。

如图5所示，本实施例山地果园运输装置的控制方法，包括下述步骤：

S1、首先系统启动，将电控箱上的位置校正旋钮打到设置模式，将运输机运行至轨道最高位置，按下上限置位按钮，然后将运输机运行至轨道最低位置，按下下限置位按钮，最后将位置校正旋钮打到运行模式，完成编码器定位设置。

S2、旋转编码器检测驱动滚筒的旋转相位信息，驱动滚筒的旋转轴、联轴器以及旋转编码器的旋转轴同步旋转，旋转编码器从驱动滚筒的旋转轴上获取相位信息，从而根据相位信息来确定驱动滚筒钢丝绳的收放长度，并将其以脉冲信号传输给控制箱内PLC；

S3、PLC对相位信息进行加减记录，并按照步骤S2中的设定记录运输机上行停止及下行停止的相位信息；

S4、PLC将已设定的相位信息与运输机运行时的相位信息进行匹配，当相位信息不符，山地果园钢丝绳牵引运输机继续维持其运输状态，直到相位信息相匹配，PLC通过输出交流控制信号控制刹车装置刹车，促使运输装置停止其运输状态。

S5、当钢丝绳出现断裂松脱或者运输机出现超载情况，驱动滚筒会失去平衡，触碰到防松或超载传感器，PLC则输出交流控制信号控制刹车装置，制动运输机，同时警示灯闪烁状态警报运输机出现问题。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种山地果园运输装置，包括电动机、减速机、货运滑车、轨道、钢丝绳和定滑轮，其特征在于，还包括驱动滚筒、旋转编码器、编码器固定座、连接法兰、联轴器以及连接螺杆；所述连接螺杆一端与驱动滚筒的内轴相接，另一端与联轴器相接；旋转编码器与编码器固定座固接，编码器连接座与连接法兰焊接成一体；联轴器用于连接旋转编码器旋转轴及连接螺杆；连接法兰与驱动滚筒固定式轴承座端盖固定连接。

2.根据权利要求1所述的山地果园运输装置，其特征在于，还包括电控箱，所述电控箱设置在驱动装置上，所述控制箱内设置有PLC，所述PLC包括CPU、I/O接口电路、外设接口、存储器、编程装置和电源，所述电源为PLC供电，所述I/O接口电路、外设接口、存储器以及编程装置分别与CPU连接。

3.根据权利要求2所述的山地果园运输装置，其特征在于，所述电控箱上设有故障灯、位置校正按钮、上限置位按钮和下限置位按钮。

4.根据权利要求1所述的山地果园运输装置，其特征在于，所述联轴器为柔性联轴器。

5.根据权利要求1所述的山地果园运输装置，其特征在于，所述旋转编码器为增量式旋转编码器。

6.根据权利要求1所述的山地果园运输装置，其特征在于，所述连接螺杆与驱动滚筒内的旋转轴通过螺纹连接，相连接的端面通过螺母紧固。

7.根据权利要求1所述的山地果园运输装置，其特征在于，还包括刹车器，所述刹车器设置在三相异步交流电动机与减速机之间，采用失电制动模式，当运输机在行进过程中，PLC给刹车器输出380V交流电，当运输机制动时，PLC停止给刹车器输出380V交流电，刹车器内部衔铁失电制动。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的山地果园运输装置，其特征在于，还包括防钢丝绳松传感器和防超重传感器，所述防钢丝绳松传感器设置在驱动滚筒的下方，所述防超重传感器设置在驱动滚筒上面。

9.根据权利要求1所述的山地果园运输装置的控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1、首先系统启动，将电控箱上的位置校正旋钮打到设置模式，将运输机运行至轨道最高位置，按下上限置位按钮，然后将运输机运行至轨道最低位置，按下下限置位按钮，最后将位置校正旋钮打到运行模式，完成编码器定位设置；

S2、旋转编码器跟踪检测驱动滚筒的旋转相位信息，驱动滚筒的旋转轴、联轴器以及旋转编码器的旋转轴同步旋转，旋转编码器从驱动滚筒的旋转轴上获取相位信息，从而根据相位信息来确定驱动滚筒钢丝绳的收放长度，并将其以脉冲信号传输给控制箱内的PLC；

S3、PLC对相位信息进行加减记录，并按照步骤S2中的设定记录运输机上行停止及下行停止的相位信息；

S4、PLC将已设定的相位信息与运输机运行时的相位信息进行匹配，当相位信息不符，山地果园钢丝绳牵引运输机继续维持其运输状态，直到相位信息相匹配，PLC通过输出交流控制信号控制刹车器刹车，促使运输装置停止其运输状态。

10.根据权利要求9所述的山地果园运输装置的控制方法，其特征在于，步骤S4中，当出现钢丝绳出现断裂松脱或者运输机出现超载情况，驱动滚筒会失去平衡，触碰到防钢丝绳松传感器或超载传感器，PLC则输出交流控制信号控制刹车装置，制动运输机，同时警示灯闪烁状态警报运输机出现问题。

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