CN105905788A - 自适应塔吊平衡吊装装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自适应塔吊平衡吊装装置,包括可移动的吊臂以及连接于所述吊臂用于起吊集装箱的起吊架；所述起吊架上设有用于使其与集装箱准确对接的位置识别组件，所述起吊架与吊臂的连接位置沿水平方向可调节以保持集装箱平稳起吊，该装置既可以快速定位集装箱的位置使塔吊吊钩钩住起吊集装箱的挂钩，又可以在集装箱正式被起吊的过程中快速平衡集装箱并使其平稳地起吊，以尽可能地保证集装箱内货物的完整性。

Description

自适应塔吊平衡吊装装置
技术领域
本发明涉及塔吊装备领域，具体涉及一种自适应塔吊平衡吊装装置。
背景技术
目前码头等场利用塔吊吊装集装箱时，塔吊的绳索与集装箱连接后进行起吊前，难以保证绳索保持竖直，这样就会导致塔吊在起吊集装箱过程中因为绳索倾角的存在而使集装箱摇晃不定，这样对塔吊的稳定性损伤很大并且起吊危险性很大，其次，塔吊在起吊集装箱的时将对集装箱或吊臂形成刚性冲击，并且很可能会造成集装箱中货物的损坏。
因此，需要开发一种提高塔吊运行效率和保证集装箱平稳起吊的装置，既可以快速定位集装箱的位置使塔吊吊钩钩住起吊集装箱的挂钩，又可以在集装箱正式被起吊的过程中快速平衡集装箱并使其平稳地起吊，以尽可能地保证集装箱内货物的完整性。
发明内容
本发明的目的是提供一种自适应塔吊平衡吊装装置，该装置既可以快速定位集装箱的位置使塔吊吊钩钩住起吊集装箱的挂钩，又可以在集装箱正式被起吊的过程中快速平衡集装箱并使其平稳地起吊，以尽可能地保证集装箱内货物的完整性。
本发明的自适应塔吊平衡吊装装置，包括可移动的吊臂以及连接于所述吊臂用于起吊集装箱的起吊架；所述起吊架上设有用于使其与集装箱准确对接的位置识别组件，所述起吊架与吊臂的连接位置沿水平方向可调节以保持集装箱平稳起吊；
进一步，所述位置识别装置包括设置于起吊架用于初步识别集装箱位置的摄像头、设置于起吊架用于与集装箱精确定位的激光定位传感器以及用于接收所述摄像头和激光定位传感器的信号并控制所述吊臂动作的控制器；
进一步，所述起吊架上设有陀螺仪以及能够相对于起吊架沿水平方向进行十字滑动的连接位，所述吊臂通过连接绳连接于该连接位，所述控制器可接收陀螺仪的信号并控制连接位相对于起吊架移动以保证平稳起吊；
进一步，所述起吊架设有至少两个相互平行设置的丝杆，两所述丝杆沿与其垂直的方向滑动配合于起吊架；两丝杆上分别设有与其配合实现螺旋传动的两个螺母；两丝杆之间设有与其相互垂直并由螺母带动的连接杆，所述吊臂通过四根连接绳分别连接于两连接杆的端部；
进一步，所述起吊架沿纵向设有第一齿条，所述丝杆端部设有与所述第一齿条配合的齿轮并通过第一电机驱动齿轮转动使丝杆沿起吊架纵向移动；
进一步，所述连接杆端部固定有外套于所述螺母并与螺母转动配合的套筒，所述套筒上设置有用于驱动螺母转动使连接杆沿丝杆轴向往复移动的第二电机；
进一步，所述丝杆通过第二电机驱动其绕轴线自转且两丝杆之间设有使二者同步转动的同步带；
本发明的自适应塔吊平衡吊装装置还包括固定于集装箱顶角的吊耳、铰接于所述起吊架的挂钩以及控制挂钩动作的挂钩控制装置；所述吊耳包括相互垂直的顶面、第一侧面和第二侧面；所述顶面上设有用于作为激光传感器探测目标的定位凹坑；所述第一侧面和第二侧面均设有起吊孔；所述挂钩控制装置包括弹顶于挂钩与起吊架之间的弹簧、通过拉绳与挂钩连接的衔铁以及可吸引衔铁使挂钩克服弹簧弹性力进行转动的继电器；
进一步，所述挂钩上设有用于采集挂钩变形量的应变片，所述控制器可接收应变片的信号并控制吊臂的动作；
本发明的自适应塔吊平衡吊装装置还包括与所述吊臂底部滑动配合的导轨以及驱动吊臂进行俯仰动作的液压杆，所述导轨内侧壁沿纵向设有第二齿条，所述吊臂底部设有与所述第二齿条配合的平移驱动齿轮并通过一驱动电机驱动该平移驱动齿轮转动。
本发明的有益效果是：本发明的自适应塔吊平衡吊装装置，吊臂的吊钩通过钢绳连接于起吊架，并通过起吊架起吊集装箱，本装置在吊装集装箱前，先利用位置识别组件确定集装箱的位置并控制吊臂动作使起吊架精确定位使其挂钩能够与集装箱的吊耳准确对接，对接完成后，吊臂上连接的钢绳保持竖直姿态进行起吊，避免起吊时集装箱摇晃不定，最终保证吊臂和集装箱在吊装过程中的稳定性，另一方面，钢绳与起吊架的连接位置沿水平方向可调，起吊时可调整该连接位置使其通过集装箱的重心，保证起吊过程中集装箱保持平衡。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的导轨的结构示意图；
图3为本发明的吊臂的结构示意图；
图4为本发明的起吊架的结构示意图；
图5为本发明的挂钩的结构示意图；
图6为本发明的吊耳结构示意图；
图7为本发明的第二齿条的结构示意图；
图8为本发明的丝杆螺母机构的结构示意图；
图9为本发明的挂钩控制装置的结构示意图。
具体实施方式
图1是本发明的结构示意图；如图所示，本实施例的自适应塔吊平衡吊装装置，包括可移动的吊臂1以及连接于所述吊臂1用于起吊集装箱5的起吊架3；所述起吊架3上设有用于使其与集装箱5准确对接的位置识别组件，所述起吊架3与吊臂1的连接位置沿水平方向可调节以保持集装箱5平稳起吊，本实施例的自适应塔吊平衡吊装装置，吊臂1的吊钩2通过钢绳连接于起吊架3，并通过起吊架3起吊集装箱5，本装置在吊装集装箱5前，先利用位置识别组件确定集装箱5的位置并控制吊臂1动作使起吊架3精确定位使其挂钩4能够与集装箱5的吊耳8准确对接，对接完成后，吊臂1上连接的钢绳保持竖直姿态进行起吊，避免起吊时集装箱5摇晃不定，最终保证吊臂1和集装箱5在吊装过程中的稳定性，另一方面，钢绳与起吊架3的连接位置沿水平方向可调，起吊时可调整该连接位置使其通过集装箱5的重心，保证起吊过程中集装箱5保持平衡。
本实施例中，所述位置识别装置包括设置于吊臂1用于初步识别集装箱5位置的摄像头、设置于起吊架3用于与集装箱5精确定位的激光定位传感器以及用于接收所述摄像头和激光定位传感器的信号并控制所述吊臂1动作的控制器，起吊前，起吊架3缓缓落下，位于起吊架3下方的摄像头定位集装箱5与起吊架3的相对方位并由控制器调整吊臂1动作，从而调整起吊架3与集装箱5的相对位置。当初步位置确定后，安装在集装箱5起吊架3四个角上的激光定位传感器首先探测集装箱5上的四个直角区域，探测到起吊吊耳8的标准中心凹坑时，成功定位。当四个激光传感器均已成功定位，控制器将向起吊架3的挂钩4发出控制信号使其动作勾住集装箱5上的吊耳8。
本实施例中，所述起吊架3上设有陀螺仪以及能够相对于起吊架3沿水平方向进行十字滑动的连接位，所述吊臂1通过连接绳6连接于该连接位，所述控制器可接收陀螺仪的信号并控制连接位相对于起吊架3移动以保证平稳起吊；刚开始起吊时吊臂1以较低的速度升起，安装在集装箱5起吊架3上的陀螺仪传感器判断集装箱5起吊架3的倾斜情况传输给控制器：当起吊架3倾斜时，控制器发出控制信号，使连接位沿水平方向相对于起吊架3移动，经过左右前后的平衡调节，起吊架3快速实时地形成一平衡系统，此时，启动塔吊便可迅速平稳地起吊和转运集装箱5。
本实施例中，所述起吊架3设有至少两个相互平行设置的丝杆13，两所述丝杆13沿与其垂直的方向滑动配合于起吊架3；两丝杆13上分别设有与其配合实现螺旋传动的两个螺母；两丝杆13之间设有与其相互垂直并由螺母带动的连接杆14，所述吊臂1通过四根连接绳6分别连接于两连接杆14的端部，当陀螺仪检测出起吊架3沿丝杆13横向倾斜时，控制器控制两丝杆13相对于起吊架3滑动，使起吊架3沿丝杆13横向保持平衡；当陀螺仪检测出起吊架3沿丝杆13纵向倾斜时，控制器控制丝杆13或螺母转动，使螺母沿丝杆13轴向移动进而调节连接绳6的连接位置，使起吊架3在起吊过程中保持平衡。
本实施例中，所述起吊架3沿纵向设有第一齿条11，所述丝杆13端部设有与所述第一齿条11配合的齿轮并通过第一电机10驱动齿轮转动使丝杆13沿起吊架3纵向移动，当陀螺仪检测出起吊架3沿丝杆13横向倾斜时，控制器控制第一电机10转动，使丝杆13沿起吊架3纵向滑动进而调节连接绳6的连接位置，使起吊架3在起吊过程中保持平衡。
本实施例中，所述连接杆14端部固定有外套于所述螺母并与螺母转动配合的套筒，所述套筒上设置有用于驱动螺母转动使连接杆14沿丝杆13轴向往复移动的第二电机12；第二电机12可设置两个并用于分别驱动同一丝杆13上的两个螺母转动，使两连接杆14沿丝杆13轴向移动，从而调节连接绳6的连接位置。
本实施例中的丝杆13螺母机构还可以采用另一种驱动方式，所述丝杆13通过第二电机12驱动其绕轴线自转且两丝杆13之间设有使二者同步转动的同步带；第二电机12输出轴可通过联轴器传动连接于其中一个丝杆13端部，同步带保证两丝杆13同步转动，由螺母带动的两根连接杆14将沿丝杆13轴向同步往复移动，这种驱动方式只需一个电机就能实现四个螺母同时动作，结构较为紧凑。
本实施例的自适应塔吊平衡吊装装置还包括固定于集装箱5顶角的吊耳8、铰接于所述起吊架3的挂钩4以及控制挂钩4动作的挂钩4控制装置；所述吊耳8包括相互垂直的顶面、第一侧面和第二侧面；所述顶面上设有用于作为激光传感器探测目标的定位凹坑17；所述第一侧面和第二侧面均设有起吊孔16；所述挂钩4控制装置包括弹顶于挂钩4与起吊架3之间的弹簧、通过拉绳与挂钩4连接的衔铁以及可吸引衔铁使挂钩4克服弹簧弹性力进行转动的继电器，弹簧外套有弹簧管，弹簧管外端固定有由于支撑挂钩4的刚性管，当四个激光传感器均已成功定位，继电器开始工作吸住衔铁，使弹簧管里的弹簧压缩从而使挂钩4旋转勾住吊耳8，集装箱5转吊到指定地点之后电磁继电器停止运行，弹簧恢复原状使刚性管撑开挂钩4退出吊耳8。
本实施例中，所述挂钩4上设有用于采集挂钩4变形量的应变片15，所述控制器可接收应变片15的信号并控制吊臂1的动作，因为每个挂钩4上装有电阻应变片15，只要在开始时试探性起吊一下以确认直至各个电阻应变片15采集到的电阻值有了很大的变化便可以控制塔吊安全起吊。
本实施例的自适应塔吊平衡吊装装置还包括与所述吊臂1底部滑动配合的导轨9以及驱动吊臂1进行俯仰动作的液压杆7，并且吊臂1能够相对于导轨绕竖直方向转动，所述导轨内侧壁沿纵向设有第二齿条，所述吊臂1底部设有与所述第二齿条配合的平移驱动齿轮并通过一驱动电机驱动该平移驱动齿轮转动。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种自适应塔吊平衡吊装装置，其特征在于:包括可移动的吊臂以及连接于所述吊臂用于起吊集装箱的起吊架；所述起吊架上设有用于使其与集装箱准确对接的位置识别组件，所述起吊架与吊臂的连接位置沿水平方向可调节以保持集装箱平稳起吊。
2.根据权利要求1所述的自适应塔吊平衡吊装装置，其特征在于:所述位置识别装置包括设置于吊臂用于初步识别集装箱位置的摄像头、设置于起吊架用于与集装箱精确定位的激光定位传感器以及用于接收所述摄像头和激光定位传感器的信号并控制所述吊臂动作的控制器。
3.根据权利要求1所述的自适应塔吊平衡吊装装置，其特征在于:所述起吊架上设有陀螺仪以及能够相对于起吊架沿水平方向进行十字滑动的连接位，所述吊臂通过连接绳连接于该连接位，所述控制器可接收陀螺仪的信号并控制连接位相对于起吊架移动以保证平稳起吊。
4.根据权利要求3所述的自适应塔吊平衡吊装装置，其特征在于:所述起吊架设有至少两个相互平行设置的丝杆，两所述丝杆沿与其垂直的方向滑动配合于起吊架；两丝杆上分别设有与其配合实现螺旋传动的两个螺母；两丝杆之间设有与其相互垂直并由螺母带动的连接杆，所述吊臂通过四根连接绳分别连接于两连接杆的端部。
5.根据权利要求3所述的自适应塔吊平衡吊装装置，其特征在于:所述起吊架沿纵向设有第一齿条，所述丝杆端部设有与所述第一齿条配合的齿轮并通过第一电机驱动齿轮转动使丝杆沿起吊架纵向移动。
6.根据权利要求4所述的自适应塔吊平衡吊装装置，其特征在于:所述连接杆端部固定有外套于所述螺母并与螺母转动配合的套筒，所述套筒上设置有用于驱动螺母转动使连接杆沿丝杆轴向往复移动的第二电机。
7.根据权利要求4所述的自适应塔吊平衡吊装装置，其特征在于:所述丝杆通过第二电机驱动其绕轴线自转且两丝杆之间设有使二者同步转动的同步带。
8.根据权利要求1所述的自适应塔吊平衡吊装装置，其特征在于:还包括固定于集装箱顶角的吊耳、铰接于所述起吊架的挂钩以及控制挂钩动作的挂钩控制装置；所述吊耳包括相互垂直的顶面、第一侧面和第二侧面；所述顶面上设有用于作为激光传感器探测目标的定位凹坑；所述第一侧面和第二侧面均设有起吊孔；所述挂钩控制装置包括弹顶于挂钩与起吊架之间的弹簧、通过拉绳与挂钩连接的衔铁以及可吸引衔铁使挂钩克服弹簧弹性力进行转动的继电器。
9.根据权利要求8所述的自适应塔吊平衡吊装装置，其特征在于:所述挂钩上设有用于采集挂钩变形量的应变片，所述控制器可接收应变片的信号并控制吊臂的动作。
10.根据权利要求1所述的自适应塔吊平衡吊装装置，其特征在于:还包括与所述吊臂底部滑动配合的导轨以及驱动吊臂进行俯仰动作的液压杆，所述导轨内侧壁沿纵向设有第二齿条，所述吊臂底部设有与所述第二齿条配合的平移驱动齿轮并通过一驱动电机驱动该平移驱动齿轮转动。
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