CN104310288A - 一种适用于重载机械施工工序切换的作业调平装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于重载机械施工工序切换的作业调平装置，涉及重载机械技术领域。本发明设有3个以上高度可调支撑，每个高度可调支撑包括支撑底座、球形连接头、调节螺柱、螺套、套筒和减速电机，支撑底座的球形凹面与球形连接头配合；球形连接头与调节螺柱固定连接，调节螺柱与螺套转动配合，调节螺柱的上部通过联接套与减速电机的输出轴相连；螺套与套筒固定连接，重载机械台体置于套筒上；重载机械台体上设有倾角传感器，可调支撑上设有编码器，倾角传感器、编码器通过电路与电控柜内的控制器相连，控制器通过继电器控制减速电机的起停。本发明能够提高整机的稳定性，降低安全隐患，其结构及操作简单，省时省力，能达到重载机械台体的快速调平，保证整机的正常作业姿态。

Description

一种适用于重载机械施工工序切换的作业调平装置
技术领域
本发明涉及重载机械技术领域，尤其是一种适用于重载机械施工工序切换的作业调平装置。
背景技术
重载机械施工作业时，存在工序切换，整机变换作业位置的工况，这时工序切换基本分为放松支撑、变换整机作业位置、撑起支撑三个步骤，支撑在重载机械作业时承受整机自重及作业载荷的作用，多数情况下重载机械施工作业时要求重载机械的台体或某些主要承载平面处于水平姿态， 以保证作业时的整机稳定性。
重载机械作业时常采用四点支撑，由于作业现场支撑基础的高度难以精确控制，重载机械的作业姿态难于准确控制，有时还会出现各支撑受力不明确的偏载情况发生，严重时会导致结构强度破坏、整机倾覆甚至机毁人亡的事故，为了避免这些情况，重载机械的研制及现场作业时常采用以下两种方式：
(1)部分支撑采用高度可调的方式，现场作业时，施工人员根据实际情况手动调节支撑高度；
(2)在支撑底部添加调整垫片的方式，现场作业时，施工人员根据实际情况安装相应厚度的垫片。
上述两种支撑调节方式存在姿态控制精度不高、人工作业效率低、劳动强度高等缺点，为重载施工机械的作业带来安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于重载机械施工工序切换的作业调平装置，利用该装置，能够准确快速调整各支撑的高度，保证整机的正常作业姿态，提高整机作业的稳定性，降低安全隐患；其结构及操作简单，施工工序切换方便，省时省力，能快速提高施工机械的调平精度和工作效率。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种适用于重载机械施工工序切换的作业调平装置，重载机械台体设有 3个以上高度可调支撑，每个高度可调支撑包括支撑底座、球形连接头、调节螺柱、螺套、套筒和减速电机，所述支撑底座的球形凹面与球形连接头配合；所述球形连接头与调节螺柱固定连接，所述调节螺柱与螺套转动配合，调节螺柱的上部通过联接套与减速电机的输出轴相连；螺套与套筒固定连接，减速电机置于套筒的腔内，减速电机的支座与螺套固定，套筒与重载机械台体的水平面垂直固定；
重载机械台体的水平面上设有用于监测重载机械台体X向和Y向姿态的两个倾角传感器，重载机械的电控柜内为每个高度可调支撑分别设置了PLC控制器和两个继电器，螺套下部设有编码器的光电发射接收器，球形连接头设有编码器的光电码盘，编码器用于监测球形连接头的旋转角度，所述倾角传感器、编码器的输出信号与PLC控制器的输入端相连，PLC控制器的输出端通过继电器控制减速电机的起停；PLC控制器根据所监测的倾角信号按预定的算法计算重载机械各可调支撑的调整高度，进一步计算各球形连接头的旋转角度，然后发出信号驱动减速电机转动，同时各编码器监测各球形连接头的旋转角度，当达到预定的旋转角度时，各减速电机停止转动，实现重载机械台体的调平。
球形连接头与调节螺柱焊接固定，连接螺栓从下向上依次穿过支撑底座和球形连接头的中心通孔与调节螺柱螺纹连接，球形联接头能够相对支撑底座转动，支撑底座的下端设有用于容纳连接螺栓的沉孔。
所述套筒的下端法兰与螺套的上端法兰用螺栓固定；减速电机的支座用螺栓固定于螺套的法兰上。
减速电机的输出轴通过紧定螺钉、平键与联接套形成固定联接，联接套通过平键与调节螺柱的上部联接，联接套的键槽贯通，减速电机通过联接套带动调节螺柱转动，使螺套上升或下降，实现重载机械台体调平。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：利用该装置，能够准确快速调整各支撑的高度，保证整机的正常作业姿态，提高整机作业稳定性，降低安全隐患，其结构及操作简单，施工工序切换方便，省时省力，能快速提高施工机械的调平精度和效率。
本发明各高度可调支撑安装有编码器，重载机械台体安装有倾角传感器，倾角传感器检测的倾角信号与编码器监测的转角信号通过控制电路传到电控柜内的PLC控制器，通过PLC控制器的精确计算，实现对重载机械台体进行自动精准调平，使施工工序精准、安全切换；
本发明PLC控制器通过继电器控制减速电机的转动，进而带动与之相连的调节螺柱相对于螺套转动，实现螺套相对于调节螺柱的上下移动，达到对整体重载机械台体的精准调平；采用电动控制，机械结构简化，操作更方便，能够省时省力，大大降低劳动强度；
本发明中球形连接头与调节螺柱焊接固定在一起，球形连接头与支撑底座采用球面接触，且球形连接头可以相对支撑底座转动，支撑底座为加工平整的平面，保证支撑稳定可靠；
本发明中，控制器根据倾角传感器所监测的姿态信号，准确计算各支撑的调整高度，进一步计算出所需球形连接头的旋转角度，发出信号控制继电器的接通，驱动减速电机转动，同时编码器监测球形连接头的转角，当达到预定旋转角度时，发出信号控制继电器的断开，减速电机停止转动，达到调平效果。
附图说明
图1是本发明高度可调支撑结构示意图；
图2是本发明高度可调支撑的控制原理图；
图3是本发明具体实施例的原理图；
图中：1、支撑底座 ；2、球形连接头；3、连接螺栓；4、调节螺柱； 5、螺套；6、套筒； 7、减速电机；8、重载机械台体；9、倾角传感器；10、紧定螺钉；11、第一平键；12、联接套 ；13、第二平键 ；14、编码器； 15、第一支撑点；16、第二支撑点；17、第三支撑点；18、第四支撑点。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明中，重载机械台体8设有3个以上的高度可调支撑（单个高度可调支撑的结构参见图1），每个高度可调支撑包括支撑底座1、球形连接头 2、调节螺柱4、螺套5、套筒6 和减速电机7，所述支撑底座1的球形凹面与球形连接头2配合；所述球形连接头2与调节螺柱4固定连接，所述调节螺柱4与螺套5转动配合，调节螺柱4的上部通过第二平键13与联接套12联接，联接套12通过紧定螺钉10、第一平键11与减速电机7的输出轴固定联接，第一平键11和第二平键13置于联接套12内设置的贯通的键槽内，减速电机7通过联接套12带动调节螺柱4转动，使螺套5相对于调节螺柱4上下移动，实现重载机械台体8的高度调整；螺套5与套筒6固定连接，驱动电机7置于套筒6的腔内，驱动电机7的支座与螺套5固定联接，套筒6与重载机械台体8的水平面垂直固定。
球形连接头2与调节螺柱4焊接固定，连接螺栓3从下依次穿过支撑底座1和球形连接头2的中心通孔与调节螺柱4螺纹连接，调节螺柱4在减速电机7的带动下旋转；球形连接头2与支撑底座1球面接触，球形连接头2能相对支撑底座1转动，由于连接螺栓3与球形连接头2的中心通孔之间有间隙，因此球形连接头2可以相对于支撑底座1摆动一定的角度，支撑底座1的下端面设有用于容纳连接螺栓3的沉孔，支撑底座1的下底面平整，保证支撑底座1与基础平面接触，使支撑稳固。
所述套筒6的下端法兰与螺套5的上端法兰用螺栓固定；减速电机7的支座通过螺栓固定于螺套5的法兰上，使该支撑能够拆分，便于装配。
如图1、图2所示，重载机械台体8的水平面上设有用于监测重载机械台体8的X向和Y向姿态的两个倾角传感器9，重载机械电控柜内为每个可调支撑设置了PLC控制器和两个继电器，可调支撑设有用于监测球形连接头2旋转角度的编码器14，所述倾角传感器9、编码器14的输出信号均与PLC控制器的输入端相连，PLC控制器的输出端通过继电器控制减速电机7的起停，两个继电器分别控制减速电机7的正反转，实现支撑底座1的上升与下降；PLC控制器根据所监测到的各倾角信号按预定的算法计算重载机械各支撑的调整高度，进一步计算各球形连接头2的旋转角度，然后发出信号驱动减速电机7旋转，同时各编码器14监测各球形连接头2的旋转角度，当达到预定的旋转角度时，各减速电机7停止转动，实现重载机械台体8的调平。
本发明中倾角检测器、转角监测的编码器和PLC控制器均为现有技术。倾角传感器9用于检测重载机械台体8的水平姿态；编码器14用于监测球形连接头2旋转的角度从而间接监测支撑底座1的调整高度；PLC控制器对倾角传感器9的信号进行分析，计算出球形连接头2所需的旋转角度，然后根据所监测到的编码器14的转角信号，通过继电器控制减速电机7的起停。
图3是本发明的具体实施例的结构原理说明，本实施例为4个支撑，设有3个高度可调支撑，其中第一支撑点15为固定支撑，第二支撑点16、第三支撑点17、第四支撑点18安装本发明的高度可调支撑，设第一支撑点15与第二支撑点16距离（与第三支撑点17与第四支撑点18距离相同）为a，第一支撑点15与第四支撑点18距离（与第三支撑点17与第二支撑点16距离相同）为b。
在重载施工机械的台体上安装X向倾角传感器及Y向倾角传感器，理想的姿态为台体水平，所监测的X向倾角传感器及Y向倾角传感器的角度应为0度，若实际检测角度为X向倾角，Y向倾角，则第二、三、四支撑点的竖向调整高度为：
设调节螺柱4的梯形螺纹的导程为l，相应第二、三、四支撑点处可调支撑处球形连接头2的旋转角度分别为：
 
本发明各高度可调支撑上安装有编码器，重载机械台体上安装有倾角传感器，所检测到的倾角传感器信号与监测到的编码器信号通过控制电路传到电控柜内的PLC控制器，通过PLC控制器的精确计算，实现对重载机械台体进行自动精准调平、安全切换；本发明PLC控制器通过继电器控制减速电机启动，进而带动与之相连的调节螺柱相对于螺套转动，实现螺套相对于调节螺柱的上下移动，达到对整体重载机械台体的精准调平；采用电动控制，机械结构简化，操作更方便，能够省时省力，大大降低劳动强度。
本发明中，控制器根据倾角传感器所监测的姿态信号，准确计算各支撑的调整高度，进一步计算出所需球形连接头的旋转角度，发出信号控制继电器的接通，驱动减速电机转动，同时编码器监测球形连接头的转角，当达到预定旋转角度时，发出信号控制继电器的断开，减速电机停止转动，达到调平效果。 

Claims (4)

1.一种适用于重载机械施工工序切换的作业调平装置，其特征在于：重载机械台体（8）设有 3个以上高度可调支撑，每个高度可调支撑包括支撑底座(1)、球形连接头(2)、调节螺柱(4)、螺套(5)、套筒(6)和减速电机(7)，所述支撑底座(1)的球形凹面与球形连接头(2)配合；所述球形连接头(2)与调节螺柱(4)固定连接，所述调节螺柱(4)与螺套(5)转动配合，调节螺柱(4)的上部通过联接套(12)与减速电机(7)的输出轴相连；螺套(5)与套筒(6)固定连接，减速电机(7)置于套筒(6)的腔内，减速电机(7)的支座与螺套(5)固定，套筒(6)与重载机械台体（8）的水平面垂直固定；
重载机械台体（8）的水平面上设有用于监测重载机械台体（8）X向和Y向姿态的两个倾角传感器(9)，重载机械的电控柜内为每个高度可调支撑分别设置了PLC控制器和两个继电器，螺套（5）下部设有编码器（14）的光电发射接收器，球形连接头（2）设有编码器（14）的光电码盘，编码器（14）用于监测球形连接头（2）的旋转角度，所述倾角传感器(9)、编码器(14)的输出信号与PLC控制器的输入端相连，PLC控制器的输出端通过继电器控制减速电机(7)的起停；PLC控制器根据所监测的倾角信号按预定的算法计算重载机械各可调支撑的调整高度，进一步计算各球形连接头(2)的旋转角度，然后发出信号驱动减速电机(7)转动，同时各编码器(14)监测各球形连接头(2)的旋转角度，当达到预定的旋转角度时，各减速电机(7)停止转动，实现重载机械台体（8）的调平。
2.根据权利要求1所述的一种适用于重载机械施工工序切换的作业调平装置，其特征在于：球形连接头（2）与调节螺柱（4）焊接固定，连接螺栓（3）从下向上依次穿过支撑底座(1)和球形连接头(2)的中心通孔与调节螺柱(4)螺纹连接，球形联接头（2）能够相对支撑底座（1）转动，支撑底座(1)的下端设有用于容纳连接螺栓（3）的沉孔。
3.根据权利要求1所述的一种适用于重载机械施工工序切换的作业调平装置，其特征在于：所述套筒(6)的下端法兰与螺套(5) 的上端法兰用螺栓固定；减速电机(7)的支座用螺栓固定于螺套(5)的法兰上。
4.根据权利要求1所述的一种适用于重载机械施工工序切换的作业调平装置，其特征在于：减速电机（7）的输出轴通过紧定螺钉（10）、第一平键（11）与联接套（12）形成固定联接，联接套(12)通过第二平键(13)与调节螺柱（4）的上部联接，减速电机（7）通过联接套（12）带动调节螺柱（4）转动，使螺套(5)上升或下降，实现重载机械台体（8）调平。
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