CN105480858A - 一种环轨起重机及其运行自动纠偏系统 - Google Patents

一种环轨起重机及其运行自动纠偏系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种环轨起重机及其运行自动纠偏系统，所述环轨起重机包括桥架和设置于所述桥架下部的四组运行组件，在所述四组运行组件的带动下，所述环轨起重机在环形轨道上绕其轴线转动；在所述环形轨道的外侧，环绕所述环形轨道设置有环形安全壳，所述自动纠偏系统包括，至少两组信息采集组件，分别用于采集至少两组相邻运行组件的运行信息；控制装置，接收所述至少两组信息采集组件采集的信息；以及四组执行组件，用于分别驱动所述四组运行组件运行。本发明的环轨起重机运行自动纠偏系统，通过确定起重机行走的轨迹以及偏斜的方向，经过控制装置的计算、调整使四组运行组件的驱动转速差异化，最终实现自动纠偏，确保起重机运行轨迹正确、稳定。

Description

一种环轨起重机及其运行自动纠偏系统
技术领域
本发明涉及一种起重机运行自动纠偏系统，具体为一种沿环形轨道运行的起重机的自动纠偏系统。
背景技术
核电站使用的环轨起重机通过设置于桥架下方的车轮在环形轨道上运行，运行过程中，因为车轮直径的实际差异、轨道本体的制造精度差异、轨道高度的安装差异、驱动车轮转速的差异等，会使起重机运行轨迹不是理想的一个圆，常会偏向某一侧，容易出现啃轨或挤死等不良现象，不仅会造成大量经济损失及人力资源的浪费，更会导致重大安全问题的产生。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供了一种环轨起重机运行自动纠偏系统，所述环轨起重机包括桥架和设置于所述桥架下部的四组运行组件，在所述四组运行组件的带动下，所述环轨起重机在环形轨道上绕其轴线转动；在所述环形轨道的外侧，环绕所述环形轨道设置有环形安全壳；
所述自动纠偏系统包括，至少两组信息采集组件，分别用于采集至少两组相邻运行组件的运行信息；所述信息采集组件包括，距离传感器和至少一个位移传感器；所述距离传感器用于测量所述运行组件与所述安全壳之间的距离；所述至少一个位移传感器用于测量所述运行组件与所述环形轨道之间的距离；控制装置，接收所述至少两组信息采集组件采集的信息；以及四组执行组件，用于分别驱动所述四组运行组件运行，并根据所述控制装置传送的指令，调整相应的运行组件的运行速度。
根据本发明的一实施方式，所述距离传感器通过第一支架设置于所述运行组件的上方；所述位移传感器为两个，两个位移传感器通过第二支架分别设置于所述环形轨道的两侧。
根据本发明的另一实施方式，所述运行组件为一个车轮或多个车轮组成的车轮组件。
根据本发明的另一实施方式，所述四组运行组件包括第一运行组件、第二运行组件、第三运行组件和第四运行组件，所述第一运行组件的位置和第三运行组件的位置关于所述轴线对称，所述第二运行组件的位置和第四运行组件的位置关于所述轴线对称。
根据本发明的另一实施方式，所述控制装置为PLC，所述控制装置用以接收来自所述至少两组信息采集组件的信息，并将所述信息处理后，根据处理结果向相应的执行组件发出指令。
根据本发明的另一实施方式，所述执行组件包括变频器、变频电机和减速器，所述变频电机通过所述变频器接收来自所述控制装置的指令，并根据指令通过所述减速器调整与其相连的运行组件的运行速度。
根据本发明的另一实施方式，所述纠偏系统包括四组信息采集组件，分别用于采集所述四组运行组件的运行信息。
本发明还提供了一种环轨起重机运行自动纠偏系统，所述环轨起重机包括桥架和设置于所述桥架下部的多组运行组件，在所述多组运行组件的带动下，所述环轨起重机在环形轨道上绕其轴线转动；在所述环形轨道的外侧，环绕所述环形轨道设置有环形安全壳；
所述自动纠偏系统包括，多组信息采集组件，分别用于采集所述多组运行组件的运行信息；所述信息采集组件包括，距离传感器和至少一个位移传感器；所述距离传感器用于测量所述运行组件与所述安全壳之间的距离；所述至少一个位移传感器用于测量所述运行组件与所述环形轨道之间的距离；控制装置，接收所述多组信息采集组件采集的信息；以及多组执行组件，用于分别驱动所述多组运行组件运行，并根据所述控制装置传送的指令，调整相应的运行组件的运行速度。
本发明进一步提供了一种环轨起重机，包括上述任一项的环轨起重机运行自动纠偏系统。
根据本发明的一实施方式，所述桥架呈长方体状，所述运行组件设置于所述长方体的下部。
本发明的环轨起重机运行自动纠偏系统，通过距离传感器确定起重机整体偏离的方向，利用位移传感器检测出起重机四角与环形轨道的间距，并确定起重机行走的轨迹以及偏斜的方向，然后经过控制装置的计算、调整使四组运行组件的驱动转速差异化，最终实现自动纠偏，确保起重机运行轨迹正确、稳定。
附图说明
图1为本发明一实施方式的环轨起重机在环形轨道上的俯视图；
图2为图1的A部的放大图；
图3为图2的B向视图；
图4至图6为本发明一实施方式的环轨起重机在环形轨道上发生运行偏离的示意图。
其中，附图标记说明如下：
10、桥架；20、车轮；31、距离传感器；32、位移传感器；40、第一支架；50、第二支架；2、环形轨道；3、安全壳。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
如图1至图3所示，本发明一实施方式的环轨起重机，包括桥架10、运行组件、自动纠偏系统、第一支架40和第二支架50。第一支架40、第二支架50均可设置于桥架10上。
桥架10的形状优选为一长方体，运行于环形轨道2上，在环形轨道2的外侧还设置有与环形轨道2同圆心的环形安全壳3，以保护内部所有设施，并为环形轨道2提供支撑。在长方体状的桥架10下部的四个角a、b、c、d分别设置有运行组件，运行组件可以是一个车轮20，也可以是两个或更多个车轮组成的车轮组件。本实施方式中，以一个车轮20为运行组件进行说明，通过分别位于a、b、c、d四角的四个车轮20沿环形轨道2运行，使得桥架10在环形轨道2上沿环形轨道2的轴线O转动，其中，a角车轮20的位置与c角车轮20的位置，以及b角车轮20的位置与d角车轮20的位置均关于轴线O对称。
自动纠偏系统可包括控制装置、两组信息采集组件和四组执行组件，控制装置分别与信息采集组件、执行组件相连。两组信息采集组件分别用于采集两相邻车轮20的运行信息，例如，两组信息采集组件可分别设置于a角、d角附近，分别采集a角、d角的车轮20的运行信息；也可分别设置于a角、b角附近，分别采集a角、b角的车轮20的运行信息；也可分别设置于b角、c角附近，分别采集b角、c角的车轮20的运行信息；还可分别设置于c角、d角附近，分别采集c角、d角的车轮20的运行信息。此外，也可在四个角均设置一组信息采集组件，分别采集四个车轮20的运行信息。
具体地，信息采集组件可包括距离传感器31和至少一个位移传感器32，距离传感器31通过第一支架40设置于桥架10的顶部、车轮20的正上方。本发明对第一支架40的形状没有限定，例如其可以为一直杆。距离传感器31用于测量位于其下方的车轮20与安全壳3侧壁的最大水平距离，即车轮20通过轴线O至安全壳3的距离。由于该距离较长，所测的数据能够更好的反映桥架10相对于环形轨道2的偏移距离。距离传感器31的高度小于或等于安全壳3的高度，且距离传感器31与安全壳3之间无障碍物存在，可直接测量两者之间的最大距离。参照图1，设置于a角的距离传感器31测量L1的值，设置于b角的距离传感器31测量L2的值，设置于c角的距离传感器31测量L3的值，设置于d角的距离传感器31测量L4的值。本发明对距离传感器31的种类没有限定，例如其可以是激光测距仪或其它类似的可以测量较长距离且精度较高的测距传感器。
位移传感器32的数目可以为一个，也可以为两个，其中优选为两个，两个位移传感器32通过第二支架50分别设置于环形轨道2的两侧，两个位移传感器32分别用于测量其距环形轨道2的距离Xa1、Xa2。当两个位移传感器32中的一个有故障时不会影响正常工作，且正常工作时，两个位移传感器32可以进行相互校验。本发明对位移传感器32的种类没有限定，例如其可以是激光测距传感器或其它类似的可以测量较短距离且精度较高的测距传感器。
执行组件包括变频电机、变频器和减速器，变频电机通过减速器驱动运行组件的运转，并可在控制装置的指令下实时调整运行组件的运行速度。控制装置分别与各组的距离传感器31、位移传感器32及变频器相连，控制装置可以是例如PLC(可编程逻辑控制器)。
当起重机在环形轨道2上运行时，位于桥架10的a、b、c、d四个角的四个距离传感器31可以实时测量出四个车轮20与圆形安全壳3内壁的距离L1、L2、L3、L4，并将所测得的数据输送至控制装置，控制装置根据所接收的数据，通过几何分析、比较计算能够得出起重机整体偏离环形轨道2的状态及具体偏离尺寸。
图4至图6为本发明一实施方式的环轨起重机在环形轨道上发生偏离的示意图，其中X、Y表示水平面上两个相互垂直的方向。图4所示为整体偏向X方向的起重机的示意图，偏移距离为M；图5所示为整体偏向Y方向的起重机的示意图，偏移距离为N；图6所示为整体在X、Y方向都有偏离的起重机的示意图，偏移距离分别为M、N。
四组位移传感器32可实时测量出四个车轮20至环形轨道2两侧的距离，并将所测得的数据输送至控制装置，控制装置根据所接收的数据，可以准确计算出四个车轮20具体的偏离尺寸，同时与距离传感器31测算的整体偏离尺寸进行相互校核和验证，最终能够得出四个车轮20对应的变频电机需要加速运行还是减速运行，并给出具体的加减速参考值。随后，控制装置将加减速的指令通过变频器下达给相应的变频电机，变频电机通过减速器依指令改变车轮20的转速，从而实现及时纠偏。
具体而言，例如图4所示的起重机d、c角的车轮应加速，a、b角的车轮应减速；图5所示的起重机d、a角的车轮应加速，c、b角的车轮应减速；图6所示的起重机d、a、c角的车轮应加速，且加速值不同，b角的车轮应减速，具体加速或减速的数值根据测量值计算确定。由此，在起重机旋转运行时，可以根据上述测量值获知起重机的运行轨迹以及运行时可能偏离的方向，并在超过设定值时及时纠偏，以防产生啃轨或挤死等现象。
虽然已参照典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种环轨起重机运行自动纠偏系统，所述环轨起重机包括桥架和设置于所述桥架下部的四组运行组件，在所述四组运行组件的带动下，所述环轨起重机在环形轨道上绕其轴线转动；在所述环形轨道的外侧，环绕所述环形轨道设置有环形安全壳，其特征在于，所述自动纠偏系统包括，
至少两组信息采集组件，分别用于采集至少两组相邻运行组件的运行信息；所述信息采集组件包括，距离传感器和至少一个位移传感器；所述距离传感器用于测量所述运行组件与所述安全壳之间的距离；所述至少一个位移传感器用于测量所述运行组件与所述环形轨道之间的距离；
控制装置，接收所述至少两组信息采集组件采集的信息；以及
四组执行组件，用于分别驱动所述四组运行组件运行，并根据所述控制装置传送的指令，调整相应的运行组件的运行速度。
2.根据权利要求1所述的纠偏系统，其特征在于，所述距离传感器通过第一支架设置于所述运行组件的上方；所述位移传感器为两个，两个位移传感器通过第二支架分别设置于所述环形轨道的两侧。
3.根据权利要求1所述的纠偏系统，其特征在于，所述运行组件为一个车轮或多个车轮组成的车轮组件。
4.根据权利要求1所述的纠偏系统，其特征在于，所述四组运行组件包括第一运行组件、第二运行组件、第三运行组件和第四运行组件，所述第一运行组件的位置和第三运行组件的位置关于所述轴线对称，所述第二运行组件的位置和第四运行组件的位置关于所述轴线对称。
5.根据权利要求1所述的纠偏系统，其特征在于，所述控制装置为PLC，所述控制装置用以接收来自所述至少两组信息采集组件的信息，并将所述信息处理后，根据处理结果向相应的执行组件发出指令。
6.根据权利要求5所述的纠偏系统，其特征在于，所述执行组件包括变频器、变频电机和减速器，所述变频电机通过所述变频器接收来自所述控制装置的指令，并根据指令通过所述减速器调整与其相连的运行组件的运行速度。
7.根据权利要求1至6任一所述的纠偏系统，其特征在于，包括四组信息采集组件，分别用于采集所述四组运行组件的运行信息。
8.一种环轨起重机运行自动纠偏系统，所述环轨起重机包括桥架和设置于所述桥架下部的多组运行组件，在所述多组运行组件的带动下，所述环轨起重机在环形轨道上绕其轴线转动；在所述环形轨道的外侧，环绕所述环形轨道设置有环形安全壳，其特征在于，所述自动纠偏系统包括，
多组信息采集组件，分别用于采集所述多组运行组件的运行信息；所述信息采集组件包括，距离传感器和至少一个位移传感器；所述距离传感器用于测量所述运行组件与所述安全壳之间的距离；所述至少一个位移传感器用于测量所述运行组件与所述环形轨道之间的距离；
控制装置，接收所述多组信息采集组件采集的信息；以及
多组执行组件，用于分别驱动所述多组运行组件运行，并根据所述控制装置传送的指令，调整相应的运行组件的运行速度。
9.一种环轨起重机，其特征在于，包括权利要求1至8中任一所述的环轨起重机运行自动纠偏系统。
10.根据权利要求9所述的环轨起重机，其特征在于，所述桥架呈长方体状，所述运行组件设置于所述长方体的下部。
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