CN103145041B - 一种卷扬机构的卷扬位置的检测方法、控制器、检测系统及起重机 - Google Patents
一种卷扬机构的卷扬位置的检测方法、控制器、检测系统及起重机 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种卷扬机构的卷扬位置的检测方法：储存初始时刻卷筒的初始位置和校正点的校正位置；检测卷筒的相对角度位移、旋转方向和是否运动到校正点；当卷筒运动到预定的校正点时，将校正点对应的校正位置作为卷筒的实际位置和初始位置，并将相对角度位移清零，当卷筒没有运动到预定的校正点时，根据卷筒的旋转方向，通过该初始位置与相对角度位移相加或相减以计算出卷筒的实际位置。还提供了控制器、检测系统以及起重机。本发明通过用初始角度位置相应地加减检测的相对角度位移而得到卷筒的实际位置，并通过校正点校正卷筒的实际位置。这样就大大降低了成本，可根据精度要求选择不同检测方式，安装方便，调试简单，不需要专业的人员操作。
Description
技术领域
本发明涉及起重机领域，具体地，涉及一种卷扬机构的卷扬位置的检测方法、控制器、检测系统及起重机。
背景技术
由于起重机体积庞大，在工作过程中通常需要对其各主要工作部件的工作状态和情况进行检测，以便于操作人员的监控，尤其是对位置的检测技术。目前，国内外的起重机上都大量应用了这样的检测技术和装置。
其中，卷扬机构的位置检测是一项重要的检测内容，起重机的卷扬机构主要包括通过电机驱动旋转的卷筒，起重机的钢丝绳的一端固定在卷扬机构上，这样钢丝绳就能够随着卷筒的旋转而缠绕在该卷筒上，通过控制卷扬机构的卷筒的正转或反转就能够释放或收起钢丝绳。卷扬机构从钢丝绳完全释放到钢丝绳完全收起的过程中，“卷扬位置”是指在某一时刻卷扬机构的卷筒所转过的绝对角度，也就是说该卷扬位置不但包括在一圈的圆周上的位置，还包括圈数。因此，在现有技术中，对该卷扬位置的检测一般使用绝对编码器来进行。
通常地，由于卷筒旋转的圈数较多，因此卷扬位置的检测通过绝对编码器来进行，卷扬马达通过减速机来带动卷筒旋转，卷筒与绝对编码器连接从而驱动绝对编码器的旋转轴旋转，这样就能通过绝对编码器的旋转角度、圈数等来计算卷扬机构的卷筒的位置。
通过使用绝对编码器来检测卷扬位置，虽然测量准确而且使用方便，但是成本较高，而且绝对编码器通常为总线设备，安装调试的专业性要求较高，给实际的应用带来很多不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种卷扬机构的卷扬位置的检测方法，该检测方法降低了成本并且确保了检测准确性。
为了实现上述目的，本发明提供一种卷扬位置的检测方法，该卷扬机构包括卷筒，其中，该检测方法包括：
储存初始时刻所述卷筒的位置零点、初始位置和预定的校正点对应的校正位置；
检测所述卷筒的相对角度位移、旋转方向以及所述卷筒是否运动到校正点；
当所述卷筒运动到所述预定的校正点时，将所述校正点对应的校正位置作为所述卷筒的实际位置和初始位置，并将所述相对角度位移清零，当所述卷筒没有运动到所述预定的校正点时，根据所述卷筒的旋转方向，通过该初始位置与相对角度位移相加或相减以计算出所述卷筒的实际位置。
本发明还提供一种检测卷扬机构的卷扬位置的控制器，该卷扬机构包括卷筒，该控制器包括依次电连接的输入模块、处理模块和输出模块，其中，
所述输入模块用于接收所述卷筒的相对角度位移、旋转方向以及所述卷筒是否运动到校正点的信号，并将该相对角度位移、旋转方向和是否运动到校正点的信号传送到所述处理模块；
所述处理模块用于储存所述卷筒的位置零点、初始位置和预定的校正点对应的校正位置，当所述卷筒运动到所述预定的校正点时，将所述校正点对应的校正位置作为所述卷筒的实际位置和初始位置，并将所述相对角度位移清零，当所述卷筒没有运动到所述预定的校正点时，根据所述卷筒的旋转方向使所述初始位置与相对角度位移相加或相减以计算出所述卷筒的实际位置，所述处理模块还用于将所述卷筒的实际位置信号传送到所述输出模块；
所述输出模块用于输出所述卷筒的实际位置。
本发明提供一种检测卷扬机构的卷扬位置的检测系统，该检测系统包括控制器、检测装置和校正装置，其中，该控制器为根据本发明所述的控制器，该检测装置和校正装置与该控制器连接；所述检测装置用于检测所述卷筒的相对角度位移和旋转方向信号，所述校正装置用于检测是否运动到校正点的信号。
本发明还提供一种起重机，其中，该起重机包括本发明所述的检测卷扬机构的卷扬位置的检测系统。
通过上述技术方案，用系统内预先储存的初始角度位置相应地加减检测的相对角度位移，从而计算得到卷筒的实际位置，并且在检测过程中通过校正点来对卷筒的实际位置进行校正，从而获得较为准确的卷扬位置。这样就大大降低了成本，可以根据精度要求选择不同的检测方式，安装方便，调试简单，不需要很专业的人员操作。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明第一种优选实施方式所述的检测装置安装在卷筒上的主视图；
图2是根据本发明第一种优选实施方式的卷筒的侧向端面的示意图；
图3是根据本发明第二种优选实施方式所述的检测装置安装在卷筒上的主视图；
图4是根据本发明第三种优选实施方式所述的检测装置安装在卷筒上的主视图；
图5是根据本发明第一种优选实施方式所述的校正装置安装在卷筒上的主视图；
图6是根据本发明第一种优选实施方式所述的校正装置安装在卷筒上的侧视图；
图7是根据本发明第二种优选实施方式所述的校正装置安装在卷筒上的主视图；
图8是根据本发明的检测方法的流程图；
图9是根据本发明的控制器的示意图。
附图标记说明
1基座 2卷筒
3检测开关 4感应块
5大齿轮 6小齿轮
7相对编码器 8卷扬马达
91连杆 92滚轮
93弹簧 94校正开关
10卷扬过放开关
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词应当根据附图中所示的方向以及说明书上下文的内容进行理解。
本发明提供一种卷扬机构的卷扬位置的检测方法，该卷扬机构包括卷筒2，其中，该检测方法包括：
储存初始时刻所述卷筒2的位置零点、初始位置和预定的校正点对应的校正位置；
检测所述卷筒2的相对角度位移、旋转方向以及所述卷筒2是否运动到校正点；
当所述卷筒2运动到所述预定的校正点时，将所述校正点对应的校正位置作为所述卷筒2的实际位置和初始位置，并将所述相对角度位移清零，当所述卷筒2没有运动到所述预定的校正点时，根据所述卷筒2的旋转方向，通过该初始位置与相对角度位移相加或相减以计算出所述卷筒的实际位置。
本发明提供的卷扬位置的检测方法通过初始位置和相对角度位移来计算实际位置，并且在检测过程中通过预设的校正点来对卷筒的实际位置进行校正，以消除误差。
在本发明的技术方案中，已知卷筒2的初始位置，并且预先设置了校正点，该校正点可以为一个或多个，而且校正点的位置可以根据需要进行设定，预先储存卷筒2的初始位置和预设的校正点的校正位置。然后检测卷筒2的相对角度位移，由于卷筒2从所述初始位置开始通常能够朝向两个方向旋转，因此通常根据卷筒2的运动范围，标记卷筒的位置零点，当卷筒2背向卷筒的位置零点的方向旋转时，卷筒2的实际位置由初始位置加上相对角度位移而得到，当卷筒2朝向卷筒的位置零点的方向旋转时，卷筒2的实际位置由初始位置减去相对角度位移而得到。
由于在卷筒2的相对角度位移的检测过程中，难免会出现误差，尤其是在相对角度位移较大时，误差值会更大。因此，根据本发明的技术方案，预先设置了校正点，每个校正点分别对应着校正位置，每当卷筒2运动到校正点时，就可认为卷筒2运动到该校正位置，此时以该校正点所对应的校正位置作为卷筒2的实际位置，并且以该校正位置为初始位置，并将相对角度位移清零，也就是说在该校正点之后的卷筒2运动过程中，以该校正点为初始位置，重新开始检测卷筒2的相对角度位移。这样就消除了之前的相对角度位移检测过程中产生的误差。根据实际应用的需要，该校正点可以设置在卷筒2的行程中的任意适当的位置，并且该校正点可以设置多个，从而提高检测的准确性。
在检测过程中，首先判断卷筒2是否运动到预定校正点，当卷筒2运动到校正点时，将与校正点对应的校正位置作为卷筒2的实际位置和初始位置，并将检测到的卷筒2的相对角度位移清零；当卷筒2没有运动到校正点时，根据卷筒2的旋转方向，通过初始位置与相对角度位移相加或者相减以计算出卷筒2的实际位置。
通过上述技术方案，用系统内预先储存的初始角度位置相应地加减检测的相对角度位移，从而计算得到卷筒的实际位置，并且在检测过程中通过校正点来对卷筒的实际位置进行校正。这样就大大降低了成本，可以根据精度要求选择不同的检测方式，安装方便，调试简单，不需要很专业的人员操作。
优选地，所述卷扬机构还包括钢丝绳，该钢丝绳的一端与所述卷筒2连接并缠绕在所述卷筒2上，所述卷筒2的位置零点为所述钢丝绳从所述卷筒2上完全释放的位置或所述钢丝绳完全缠绕在所述卷筒2上的位置。
由于卷筒2旋转的目的是为了释放或者缠绕钢丝绳，因此通常以钢丝绳从卷筒2上完全释放和钢丝绳完全缠绕在卷筒2上为卷筒2旋转的两个极限位置。在本发明的优选实施方式中，以所述钢丝绳从所述卷筒2上完全释放的位置或所述钢丝绳完全缠绕在所述卷筒2上的位置为卷筒2的位置零点。
需要说明的是，其中，位置零点指卷筒位置为零的位置，也就是钢丝绳从卷筒2上完全释放的位置或钢丝绳完全缠绕在卷筒2上的位置，位置零点决定了卷筒2在整个行程的各个位置上的位置值，而初始位置则是卷筒2在检测的初始时刻的位置值，该初始位置可以是任意值，当然也可以能是零值(即初始位置在位置零点的位置)。
优选地，当所述钢丝绳从所述卷筒2上完全释放的位置为位置零点时，所述卷筒2的旋转方向为朝向将所述钢丝绳缠绕到所述卷筒2上的方向时，所述初始位置与所述相对角度位移相加，反之则相减；
当所述钢丝绳完全缠绕在所述卷筒2上的位置为位置零点时，所述卷筒2的旋转方向为朝向将所述钢丝绳从所述卷筒2上完全释放的方向时，所述初始位置与所述相对角度位移相加，反之则相减。
当钢丝绳从卷筒2上完全释放的位置为位置零点时，卷筒2的旋转方向朝向钢丝绳缠绕到卷筒2上的方向时，即朝向位置最大值的方向旋转时，卷筒2的位置值增大，因此初始位置与相对角度位移相加即为实际位置，当卷筒2的旋转方向朝向钢丝绳从卷筒2上完全释放的方向时，即朝向零点的方向旋转时，卷筒2的位置值减小，因此初始位置减去相对角度位移即为实际位置。
同样地，当钢丝绳完全缠绕在卷筒2上的位置为位置零点时，卷筒2的旋转方向为朝向将钢丝绳从卷筒2上完全释放的方向时，即朝向位置最大值的方向旋转时，卷筒2的位置值增大，因此初始位置与相对角度位移相加即为实际位置，当卷筒2的旋转方向朝向钢丝绳缠绕到卷筒2上的方向时，即朝向零点的方向旋转时，卷筒2的位置值减小，因此初始位置减去相对角度位移即为实际位置。
如图8所示，也就是说，当确定了卷筒2的位置零点之后，检测卷筒2的旋转方向，从而确定卷筒2的旋转方向是否朝向该位置零点的方向，如果卷筒2的旋转方向朝向所述位置零点，那么就用初始位置减去相对角度位移，即当钢丝绳从所述卷筒2上完全释放的位置为位置零点时，如果卷筒2的旋转方向为朝向将所述钢丝绳从所述卷筒2上完全释放的方向，或者钢丝绳完全缠绕在所述卷筒2上的位置为位置零点时，如果卷筒2的旋转方向为朝向将所述钢丝绳缠绕到所述卷筒2上的方向；如果卷筒的旋转方向不朝向(背向)所述位置零点，那么就用初始位置加上相对角度位移，即当钢丝绳从所述卷筒2上完全释放的位置为位置零点时，如果卷筒2的旋转方向为朝向将所述钢丝绳缠绕到所述卷筒2上的方向，或者钢丝绳完全缠绕在所述卷筒2上的位置为位置零点时，如果卷筒2的旋转方向为朝向将所述钢丝绳从所述卷筒2上完全释放的方向。
本发明还提供一种检测卷扬机构的卷扬位置的控制器，该卷扬机构包括卷筒2，该控制器包括依次电连接的输入模块、处理模块和输出模块，其中，
所述输入模块用于接收所述卷筒2的相对角度位移、旋转方向以及所述卷筒2是否运动到校正点的信号，并将该相对角度位移、旋转方向和是否运动到校正点的信号传送到所述处理模块；
所述处理模块用于储存所述卷筒2的位置零点、初始位置和预定的校正点对应的校正位置，当所述卷筒2运动到所述预定的校正点时，将所述校正点对应的校正位置作为所述卷筒2的实际位置和初始位置，并将所述相对角度位移清零，当所述卷筒2没有运动到所述预定的校正点时，根据所述卷筒2的旋转方向使所述初始位置与相对角度位移相加或相减以计算出所述卷筒的实际位置，所述处理模块还用于将所述卷筒2的实际位置信号传送到所述输出模块；
所述输出模块用于输出所述卷筒2的实际位置。
如图9所示，本发明提供的检测卷扬机构的卷扬位置的控制器的输入模块接收卷筒2的相对角度位移、旋转方向和是否运动到校正点，处理模块储存初始位置和和预定的校正点对应的校正位置，首先判断是否到达预设的校正点以对卷筒的实际位置进行校正，如果没有运动到校正点则通过该初始位置和相对角度位移来计算实际位置，以消除误差，输出模块用于输出卷筒2的实际位置。
在本发明的技术方案中，处理模块储存卷筒2的初始位置和预先设置的校正点的校正位置，该校正点可以为一个或多个，而且校正点的位置可以根据需要进行设定。输入模块接收卷筒2的相对角度位移，由于卷筒2从所述初始位置开始通常能够朝向两个方向旋转，因此通常根据卷筒2的运动范围，标记卷筒的位置零点，当卷筒2背向卷筒的位置零点的方向旋转时，处理模块将初始位置加上相对角度位移而得到卷筒2的实际位置，当卷筒2朝向卷筒的位置零点的方向旋转时，处理模块将初始位置减去相对角度位移而得到卷筒2的实际位置。
由于在卷筒2的相对角度位移的检测过程中，难免会出现误差，尤其是在相对角度位移较大时，误差值会更大。因此，根据本发明的技术方案，预先设置了校正点，处理模块储存每个校正点分别对应的校正位置，每当卷筒2运动到校正点时，就可认为卷筒2运动到该校正位置，此时处理模块以该校正点所对应的校正位置作为卷筒2的实际位置，并且以该校正位置为初始位置，并将相对角度位移清零，也就是说在该校正点之后的卷筒2运动过程中，以该校正点为初始位置，重新开始检测卷筒2的相对角度位移。这样就消除了之前的相对角度位移检测过程中产生的误差。根据实际应用的需要，该校正点可以设置在卷筒2的行程中的任意适当的位置，并且该校正点可以设置多个，从而提高检测的准确性。
在控制器的检测过程中，处理模块首先根据输入模块传送的信号判断卷筒2是否运动到预定校正点，当卷筒2运动到校正点时，处理模块将与校正点对应的校正位置作为卷筒2的实际位置和初始位置，并将检测到的卷筒2的相对角度位移清零；当卷筒2没有运动到校正点时，处理模块根据卷筒2的旋转方向，通过初始位置与相对角度位移相加或者相减以计算出卷筒2的实际位置。
通过上述技术方案，用系统内预先储存的初始角度位置相应地加减检测的相对角度位移，从而计算得到卷筒的实际位置，并且在检测过程中通过校正点来对卷筒的实际位置进行校正。这样就大大降低了成本，可以根据精度要求选择不同的检测方式，安装方便，调试简单，不需要很专业的人员操作。
优选地，所述卷扬机构还包括钢丝绳，该钢丝绳的一端与所述卷筒2连接并缠绕在所述卷筒2上，所述处理模块还储存所述卷筒2的位置零点，所述位置零点为所述钢丝绳从所述卷筒2上完全释放的位置或所述钢丝绳完全缠绕在所述卷筒2上的位置。
由于卷筒2旋转的目的是为了释放或者缠绕钢丝绳，因此通常以钢丝绳从卷筒2上完全释放和钢丝绳完全缠绕在卷筒2上为卷筒2旋转的两个极限位置。在本发明的优选实施方式中，所述处理模块储存所述钢丝绳从所述卷筒2上完全释放的位置或所述钢丝绳完全缠绕在所述卷筒2上的位置为卷筒2的位置零点。
需要说明的是，其中，位置零点指卷筒位置为零的位置，也就是钢丝绳从卷筒2上完全释放的位置或钢丝绳完全缠绕在卷筒2上的位置，位置零点决定了卷筒2在整个行程的各个位置上的位置值，而初始位置则是卷筒2在检测的初始时刻的位置值，该初始位置可以是任意值，当然也可以能是零值(即初始位置在位置零点的位置)。
优选地，当所述输入模块接收到所述卷筒2的旋转方向信号为朝向将所述钢丝绳缠绕到所述卷筒2上的方向时，所述处理模块储存的所述位置零点为所述钢丝绳从所述卷筒2上完全释放的位置，则所述处理模块将所述初始位置与所述相对角度位移相加，反之则相减；
当所述输入模块接收到所述卷筒2的旋转方向信号为朝向将所述钢丝绳从所述卷筒2上完全释放的方向时，所述处理模块储存的所述位置零点为所述钢丝绳完全缠绕在所述卷筒2上的位置，则所述处理模块将所述初始位置与所述相对角度位移相加，反之则相减。
当处理模块储存钢丝绳从卷筒2上完全释放的位置为位置零点时，卷筒2的旋转方向朝向钢丝绳缠绕到卷筒2上的方向时，即朝向位置最大值的方向旋转时，卷筒2的位置值增大，因此处理模块通过将初始位置与相对角度位移相加即为实际位置，当卷筒2的旋转方向朝向钢丝绳从卷筒2上完全释放的方向时，即朝向零点的方向旋转时，卷筒2的位置值减小，因此处理模块通过将初始位置减去相对角度位移计算得到实际位置。
同样地，当处理模块储存钢丝绳完全缠绕在卷筒2上的位置为位置零点时，卷筒2的旋转方向为朝向将钢丝绳从卷筒2上完全释放的方向时，即朝向位置最大值的方向旋转时，卷筒2的位置值增大，因此处理模块通过将初始位置与相对角度位移相加即为实际位置，当卷筒2的旋转方向朝向钢丝绳缠绕到卷筒2上的方向时，即朝向零点的方向旋转时，卷筒2的位置值减小，因此处理模块通过将初始位置减去相对角度位移即为实际位置。
本发明还提供一种检测卷扬机构的卷扬位置的检测系统，该检测系统包括控制器、检测装置和校正装置，其中，该控制器为根据本发明所述的控制器，该检测装置和校正装置与该控制器连接。
其中，该卷扬机构包括卷筒2，该检测系统包括控制器、检测装置和校正装置，该控制器包括依次电连接的输入模块、处理模块和输出模块，该检测装置和校正装置与该输入模块电连接，其中，
所述检测装置用于检测所述卷筒2的相对角度位移和旋转方向信号，所述校正装置用于检测是否运动到校正点的信号，所述输入模块用于接收所述卷筒2的相对角度位移、旋转方向以及是否运动到校正点的信号，并将该相对角度位移和旋转方向传送到所述处理模块；
所述处理模块用于储存所述卷筒2的位置零点、初始位置和预定的校正点对应的校正位置，当所述卷筒2运动到所述预定的校正点时，将所述校正点对应的校正位置作为所述卷筒2的实际位置和初始位置，并将所述相对角度位移清零，当所述卷筒2没有运动到所述预定的校正点时，根据所述卷筒2的旋转方向使所述初始位置与相对角度位移相加或相减以计算出所述卷筒的实际位置，所述处理模块还用于将所述卷筒2的实际位置传送到所述输出模块；
所述输出模块用于输出所述卷筒2的实际位置。
本发明提供的检测卷扬机构的卷扬位置的检测系统包括控制器和检测装置，检测装置用于检测所述该控制器的输入模块接收卷筒2的相对角度位移、旋转方向和是否运动到校正点，输入模块将该相对角度位移、旋转方向和是否运动到校正点信号传送到处理模块，处理模块储存初始位置和和预定的校正点对应的校正位置，首先判断是否到达预设的校正点以对卷筒的实际位置进行校正，如果没有运动到校正点则通过该初始位置和相对角度位移来计算实际位置，以消除误差，输出模块用于输出卷筒2的实际位置。
在本发明的技术方案中，处理模块储存卷筒2的初始位置和预先设置的校正点的校正位置，该校正点可以为一个或多个，而且校正点的位置可以根据需要进行设定。输入模块接收卷筒2的相对角度位移，由于卷筒2从所述初始位置开始通常能够朝向两个方向旋转，因此通常根据卷筒2的运动范围，标记卷筒的位置零点，当卷筒2背向卷筒的位置零点的方向旋转时，处理模块将初始位置加上相对角度位移而得到卷筒2的实际位置，当卷筒2朝向卷筒的位置零点的方向旋转时，处理模块将初始位置减去相对角度位移而得到卷筒2的实际位置。
由于在卷筒2的相对角度位移的检测过程中，难免会出现误差，尤其是在相对角度位移较大时，误差值会更大。因此，根据本发明的技术方案，预先设置了校正点，处理模块储存每个校正点分别对应的校正位置，每当卷筒2运动到校正点时，就可认为卷筒2运动到该校正位置，此时处理模块以该校正点所对应的校正位置作为卷筒2的实际位置，并且以该校正位置为初始位置，并将相对角度位移清零，也就是说在该校正点之后的卷筒2运动过程中，以该校正点为初始位置，重新开始检测卷筒2的相对角度位移。这样就消除了之前的相对角度位移检测过程中产生的误差。根据实际应用的需要，该校正点可以设置在卷筒2的行程中的任意适当的位置，并且该校正点可以设置多个，从而提高检测的准确性。
在通过本发明的检测系统进行检测的过程中，处理模块首先根据检测装置检测到的信号判断卷筒2是否运动到预定校正点，当卷筒2运动到校正点时，处理模块将与校正点对应的校正位置作为卷筒2的实际位置和初始位置，并将检测到的卷筒2的相对角度位移清零；当卷筒2没有运动到校正点时，处理模块根据卷筒2的旋转方向，通过初始位置与相对角度位移相加或者相减以计算出卷筒2的实际位置。
通过上述技术方案，用系统内预先储存的初始角度位置相应地加减检测的相对角度位移，从而计算得到卷筒的实际位置，并且在检测过程中通过校正点来对卷筒的实际位置进行校正。这样就大大降低了成本，可以根据精度要求选择不同的检测方式，安装方便，调试简单，不需要很专业的人员操作。
优选地，所述卷扬机构还包括钢丝绳，该钢丝绳的一端与所述卷筒2连接并缠绕在所述卷筒2上，所述处理模块还用于储存所述卷筒2的位置零点，该位置零点为所述钢丝绳从所述卷筒2上完全释放的位置或所述钢丝绳完全缠绕在所述卷筒2上的位置。
由于卷筒2旋转的目的是为了释放或者缠绕钢丝绳，因此通常以钢丝绳从卷筒2上完全释放和钢丝绳完全缠绕在卷筒2上为卷筒2旋转的两个极限位置。在本发明的优选实施方式中，所述处理模块储存所述钢丝绳从所述卷筒2上完全释放的位置或所述钢丝绳完全缠绕在所述卷筒2上的位置为卷筒2的位置零点。
需要说明的是，其中，位置零点指卷筒位置为零的位置，也就是钢丝绳从卷筒2上完全释放的位置或钢丝绳完全缠绕在卷筒2上的位置，位置零点决定了卷筒2在整个行程的各个位置上的位置值，而初始位置则是卷筒2在检测的初始时刻的位置值，该初始位置可以是任意值，当然也可以能是零值(即初始位置在位置零点的位置)。
优选地，当所述输入模块接收到所述卷筒2的旋转方向为朝向将所述钢丝绳缠绕到所述卷筒2上的方向时，所述处理模块储存的所述位置零点为所述钢丝绳从所述卷筒2上完全释放的位置，则所述处理模块将所述初始位置与所述相对角度位移相加，反之则相减；
当所述输入模块接收到所述卷筒2的旋转方向为朝向将所述钢丝绳从所述卷筒2上完全释放的方向时，所述处理模块储存的所述位置零点为所述钢丝绳完全缠绕在所述卷筒2上的位置，则所述处理模块将所述初始位置与所述相对角度位移相加，反之则相减。
当处理模块储存钢丝绳从卷筒2上完全释放的位置为位置零点时，卷筒2的旋转方向朝向钢丝绳缠绕到卷筒2上的方向时，即朝向位置最大值的方向旋转时，卷筒2的位置值增大，因此处理模块通过将初始位置与相对角度位移相加即为实际位置，当卷筒2的旋转方向朝向钢丝绳从卷筒2上完全释放的方向时，即朝向零点的方向旋转时，卷筒2的位置值减小，因此处理模块通过将初始位置减去相对角度位移计算得到实际位置。
同样地，当处理模块储存钢丝绳完全缠绕在卷筒2上的位置为位置零点时，卷筒2的旋转方向为朝向将钢丝绳从卷筒2上完全释放的方向时，即朝向位置最大值的方向旋转时，卷筒2的位置值增大，因此处理模块通过将初始位置与相对角度位移相加即为实际位置，当卷筒2的旋转方向朝向钢丝绳缠绕到卷筒2上的方向时，即朝向零点的方向旋转时，卷筒2的位置值减小，因此处理模块通过将初始位置减去相对角度位移即为实际位置。
优选地，所述检测装置包括所述卷筒2一侧的轴向端面上的沿圆周方向均匀布置的m个感应块4，和与该轴向端面相对地固定地设置的检测开关3，当所述卷筒2旋转时m个所述感应块4依次与所述检测开关3相对，所述检测开关3检测到所述感应块4并通过所述输入模块传送到所述处理模块，所述处理模块还用于记录检测到的所述感应块4的数量n个，计算所述相对角度位移为n/m×360°。
在本发明的检测装置的第一优选实施方式中，如图1和图2所示，检测装置包括感应块4和检测开关3，该感应块4的数量为m(大于或等于2的任意数值)，该m个感应块4在卷筒2的一侧的轴向端面上沿圆周方向均匀布置，该检测开关3与卷筒2的该轴向端面相对地固定设置，本发明对该检测开关3设置的方式并不加以限制，例如，卷筒2通常安装在卷筒支架并相对于该卷筒支架旋转，该检测开关3可以设置在卷筒支架上，这样随着卷筒2相对于该卷筒支架旋转，该m个感应块4依次与检测开关3相对，检测开关3检测到感应块4，并将检测到的信号传送到输入模块，该输入模块再将检测开关3的信号传送到处理模块，处理模块能够记录检测到的感应块4的数量，将该数量记为n个。这样，处理模块根据该检测到的感应块4的数量就能够计算出卷筒2的相对角度位移为n/m×360°。
需要说明的是，该感应块4和检测开关3可以采用现有技术中任何适用于本发明的技术方案，例如采用光电开关和相应的感应块，或者接近开关等，本发明对此不加以限制。
优选地，所述检测装置包括设置在所述卷筒2的轴向的一侧的与所述卷筒2同轴并同步旋转的大齿轮5，与所述大齿轮5连接的小齿轮6和与所述小齿轮6连接的相对编码器7，所述大齿轮5带动所述小齿轮6旋转，所述相对编码器7检测所述小齿轮5的旋转角度为A1并通过所述输入模块传送到所述处理模块，所述处理模块还用于储存所述大齿轮4和小齿轮5的传动比k1，计算所述相对角度位移为A1/k1。
在本发明的检测装置的第二优选实施方式中，如图3所示，检测装置包括大齿轮5、小齿轮6和相对编码器7，该大齿轮5设置在卷筒2的轴向的一侧并与卷筒2同轴并且同步的旋转，该大齿轮5与小齿轮6连接，这里所说的连接指的是大齿轮5能够带动小齿轮6旋转，而大齿轮5带动小齿轮6旋转的方式可以是直接啮合也可以是通过传送带等传动装置进行传动连接，同理，小齿轮6与相对编码器7相连，也就是小齿轮6能够带动相对编码器7的轴旋转。在如图所示的本发明的优选实施方式中，大齿轮5设置在卷筒2的轴向的一侧，小齿轮6设置在基座1上并与大齿轮5相啮合，小齿轮6设置在相对编码器7的输入轴上并能够带动该输入轴旋转，从而使得卷筒2的旋转运动传递到相对编码器7。上述实施方式为本发明的优选实施方式，当然也可以根据空间布置情况利用传动装置进行连接，从而可以将小齿轮6和相对编码器7设置在其他适当的位置。设大齿轮5和小齿轮5的传动比为k1，因此可以算出，当通过相对编码器7检测到小齿轮6的旋转角度为A1时，输入模块将该旋转角度A1传送到处理模块，该处理模块储存大齿轮5和小齿轮6的传动比为k1，可以计算卷筒2的相对角度位移为A1/k1。
优选地，所述卷扬机构还包括驱动所述卷筒2旋转的卷扬马达8，该卷扬马达8通过减速机连接所述卷筒2，所述检测装置检测所述卷扬马达8的角度位移为A2并通过所述输入模块传送到所述处理模块，所述处理模块还用于储存该减速机的减速比k2，计算所述卷筒2的相对角度位移为A2/k2。
本本发明的检测装置的第三优选实施方式中，如图4所示，检测装置用于检测卷扬马达8的角度位移A2，该卷扬马达8通过减速机连接卷筒2，因此处理模块储存减速机的减速比k2，即可计算出卷筒2的相对角度位移为A2/k2。通常地，卷扬马达8具有相应地用于测量其角度位移的装置，或者通过检测该角速度进一步计算出其角度位移，本发明对此并不加以限定，现有技术中任何适用的技术方案都可以应用到本发明的实施方式中。
优选地，所述卷扬机构还包括基座1，所述卷筒2安装在该基座1上并相对于该基座1旋转，所述校正装置包括连杆91、滚轮92、弹簧93和校正开关94，所述滚轮92可旋转地连接在所述连杆91的一端，所述连杆91的另一端与所述基座1铰接，所述弹簧93的一端与所述基座1连接，另一端与所述连杆91连接以使所述滚轮92偏压在所述卷筒2上，当所述卷筒2运动到预定的校正点时，所述连杆91触发所述校正开关94以产生校正信号。
本发明提供了校正装置的第一优选实施方式，如图5和图6所示，在该实施方式中，校正装置包括连杆91、滚轮92和弹簧93，该连杆91的一端铰接在基座1上，从而使得连杆91可以绕铰接点旋转，连杆91的另一端与滚轮92连接，弹簧93的一端与基座连接，另一端连接在连杆91上，从而使得滚轮92偏压在卷筒上。并且优选地，该连杆91和弹簧93在基座1上的安装点可以任意地设置，这样滚轮92在卷筒2上的偏压位置也可以任意地设置，也就是说可以根据需要而任意地调整校正装置从而设置校正点的位置。随着卷筒2的旋转，钢丝绳不断缠绕到卷筒2上或者从卷筒2上释放，从而使得连杆91的姿态随着卷筒2的旋转而不断改变，该校正开关94设置在与校正点相对应的位置，当卷筒2运动到该校正点的校正位置时，连杆91的姿态触发该校正开关94，从而产生校正信号。
需要说明的是，该连杆91触发该校正开关94的方式可以为任何适用于本优选实施方式的方案，例如采用非接触式开关，例如光电开关等，通过连杆91的姿态即可触发校正开关94而产生校正信号，或者为接触式开关，当连杆91随着卷筒2的旋转而运动到某一姿态时接触到该校正开关94以触发。本发明对此不加以限制，此处不再赘述。
优选地，所述校正装置包括卷扬过放开关10，该卷扬过放开关10设置在所述卷筒2的一端，当所述卷筒2运动到预定的校正点时，触发所述卷扬过放开关10以产生校正信号。
本发明还提供了校正装置的第二优选实施方式，如图7所示，在该实施方式中，校正装置包括卷扬过放开关10，该卷扬过放开关10设置在卷筒2的一端，根据卷扬过放开关10的远离，当卷筒2旋转到某个位置(通常指圈数)时，即可触发该卷扬过放开关10以产生校正信号。
本发明还提供一种起重机，其中，该起重机包括本发明所述的检测卷扬机构的卷扬位置的检测系统。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种检测卷扬机构的卷扬位置的控制器，该卷扬机构包括卷筒(2)，该控制器包括依次电连接的输入模块、处理模块和输出模块，其特征在于，
所述输入模块用于接收所述卷筒(2)的相对角度位移、旋转方向以及所述卷筒(2)是否运动到校正点的信号，并将该相对角度位移、旋转方向和是否运动到校正点的信号传送到所述处理模块；
所述处理模块用于储存所述卷筒(2)的位置零点、初始位置和预定的校正点对应的校正位置，当所述卷筒(2)运动到所述预定的校正点时，将所述校正点对应的校正位置作为所述卷筒(2)的实际位置和初始位置，并将所述相对角度位移清零，当所述卷筒(2)没有运动到所述预定的校正点时，根据所述卷筒(2)的旋转方向使所述初始位置与相对角度位移相加或相减以计算出所述卷筒的实际位置，所述处理模块还用于将所述卷筒(2)的实际位置信号传送到所述输出模块；
所述输出模块用于输出所述卷筒(2)的实际位置。
2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述卷扬机构还包括钢丝绳，该钢丝绳的一端与所述卷筒(2)连接并缠绕在所述卷筒(2)上，所述处理模块还用于储存所述卷筒(2)的位置零点，所述位置零点为所述钢丝绳从所述卷筒(2)上完全释放的位置或所述钢丝绳完全缠绕在所述卷筒(2)上的位置。
3.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，
当所述输入模块接收到所述卷筒(2)的旋转方向信号为朝向将所述钢丝绳缠绕到所述卷筒(2)上的方向时，所述处理模块储存的所述位置零点为所述钢丝绳从所述卷筒(2)上完全释放的位置，则所述处理模块将所述初始位置与所述相对角度位移相加，反之则相减；
当所述输入模块接收到所述卷筒(2)的旋转方向信号为朝向将所述钢丝绳从所述卷筒(2)上完全释放的方向时，所述处理模块储存的所述位置零点为所述钢丝绳完全缠绕在所述卷筒(2)上的位置，则所述处理模块将所述初始位置与所述相对角度位移相加，反之则相减。
4.一种检测卷扬机构的卷扬位置的检测系统，其特征在于，该检测系统包括控制器、检测装置和校正装置，该控制器为权利要求1-3中任意一项所述的控制器，该检测装置和校正装置与该控制器连接；
所述检测装置用于检测所述卷筒(2)的相对角度位移和旋转方向信号，所述校正装置用于检测是否运动到校正点的信号。
5.根据权利要求4所述的检测系统，其特征在于，所述检测装置包括所述卷筒(2)一侧的轴向端面上的沿圆周方向均匀布置的m个感应块(4)，和与该轴向端面相对地固定地设置的检测开关(3)，当所述卷筒(2)旋转时m个所述感应块(4)依次与所述检测开关(3)相对，所述检测开关(3)检测到所述感应块(4)并通过所述输入模块传送到所述处理模块，所述处理模块还用于记录检测到的所述感应块(4)的数量n个，计算所述相对角度位移为n/m×360°。
6.根据权利要求4所述的检测系统，其特征在于，所述检测装置包括设置在所述卷筒(2)的轴向的一侧的与所述卷筒(2)同轴并同步旋转的大齿轮(5)，与所述大齿轮(5)连接的小齿轮(6)和与所述小齿轮(6)连接的相对编码器(7)，所述大齿轮(5)带动所述小齿轮(6)旋转，所述相对编码器(7)检测所述小齿轮(5)的旋转角度为A1并通过所述输入模块传送到所述处理模块，所述处理模块还用于储存所述大齿轮(5)和小齿轮 (6)的传动比k1，计算所述相对角度位移为A1/k1。
7.根据权利要求4所述的检测系统，其特征在于，所述卷扬机构还包括驱动所述卷筒(2)旋转的卷扬马达(8)，该卷扬马达(8)通过减速机连接所述卷筒(2)，所述检测装置检测所述卷扬马达(8)的角度位移为A2并通过所述输入模块传送到所述处理模块，所述处理模块还用于储存该减速机的减速比k2，计算所述卷筒(2)的相对角度位移为A2/k2。
8.根据权利要求4所述的检测系统，其特征在于，所述卷扬机构还包括基座(1)，所述卷筒(2)安装在该基座(1)上并相对于该基座(1)旋转，所述校正装置包括连杆(91)、滚轮(92)、弹簧(93)和校正开关(94)，所述滚轮(92)可旋转地连接在所述连杆(91)的一端，所述连杆(91)的另一端与所述基座(1)铰接，所述弹簧(93)的一端与所述基座(1)连接，另一端与所述连杆(91)连接以使所述滚轮(92)偏压在所述卷筒(2)上，当所述卷筒(2)运动到预定的校正点时，所述连杆(91)触发所述校正开关(94)以产生校正信号。
9.根据权利要求4所述的检测系统，其特征在于，所述校正装置包括卷扬过放开关(10)，该卷扬过放开关(10)设置在所述卷筒(2)的一端，当所述卷筒(2)运动到预定的校正点时，触发所述卷扬过放开关(10)以产生校正信号。
10.一种起重机，其特征在于，该起重机包括上述权利要求4-9任意一项所述的检测卷扬机构的卷扬位置的检测系统。
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