CN106829732B - 一种起重机吊钩防摇装置 - Google Patents

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Abstract

一种起重机吊钩防摇装置，包括上防摇组件和下吊钩组件，上防摇组件包括固定连接的小车基架和顶板，小车基架上安装有对称设置的钢丝绳驱动机构，每个钢丝绳驱动机构上均设有对称设置并伸出长度一致的钢丝绳；小车基架和顶板之间安装有若干磁流变阻尼器‑弹簧组件；小车基架上安装有中央处理单元、信号采集处理单元、无线信号接收器，无线信号接收器与信号采集处理单元连接，信号采集处理单元、钢丝绳驱动机构和磁流变阻尼器‑弹簧组件均与中央处理单元连接；下吊钩组件包括平台组件，平台组件的下端连接有吊钩，平台组件上安装有摆角传感器、无线信号发射器，摆角传感器与无线信号发射器相连，无线信号发射器与无线信号接收器通讯连接。

Description

一种起重机吊钩防摇装置
技术领域
本发明涉及一种起重机吊钩防摇装置，特别是一种带起重小车的起重机的吊钩防摇装置。
技术背景
起重机的钢丝绳是柔性的。起重机在工作时存在突然启停、加减速、变向过程；在海上、山谷中等工作环境中容易受到风力载荷的影响。这些因素都会引起起重机吊钩及负载摇摆。起重机吊钩及负载的摇摆会导致所运送货物及周围物体的损坏甚至威胁到人身安全，对工作人员的技术能力和劳动强度的要求增高，降低起重机的工作效率，带来直接的经济损失。
通过查阅相关文献和专利，中国专利CN200810134614.3披露了一种集装箱门式起重机吊具防摇机构，该机构包括卷筒组、滑轮组和吊具上架，以及缠绕于所述卷筒组和所述滑轮组上的钢丝绳组，利用几何原理，通过钢丝绳组的缠绕角度和不同的固定位置，形成一种有一定刚性的柔性连接方式，由此增加几何干涉阻尼，进而实现防摇目的。中国专利CN201410848958.6披露了一种起重机钢丝绳防摇系统，该系统包括安装在小车架上面并顺序连接的电机、减速器、制动器、卷筒，和滑轮组、液压缸、吊具上架等，利用三角形的稳定性通过形成8个等腰倒三角形实现防摇功能。
但上述装置存在如下缺点：
1、钢丝绳数量多，结构复杂；
2、不适应起重机起升高度大的工况；
3、不能在摇摆发生时主动根据负载及摇摆的剧烈程度主动调节减摇效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、使用方便、防摇效果好的起重机吊钩防摇装置。
本发明采用的技术方案是：
一种起重机吊钩防摇装置，包括上防摇组件和下吊钩组件，其特征在于：所述上防摇组件包括固定连接的小车基架和顶板，所述小车基架上安装有对称设置的钢丝绳驱动机构，每个所述钢丝绳驱动机构上均设有对称设置并伸出长度一致的钢丝绳，钢丝绳的自由端经过滑轮与下吊钩组件连接，所述滑轮安装在顶板上；所述小车基架和顶板之间安装有若干磁流变阻尼器-弹簧组件；所述小车基架上安装有中央处理单元、信号采集处理单元、无线信号接收器，所述无线信号接收器与信号采集处理单元连接，所述信号采集处理单元与接收其处理过的信号的中央处理单元连接，所述中央处理单元与由其输出指令控制的钢丝绳驱动机构和磁流变阻尼器-弹簧组件连接；
所述下吊钩组件包括平台组件，平台组件的下端连接有吊钩，其两侧分别与对称布置的四钢丝绳连接形成正四棱锥结构，所述平台组件上安装有摆角传感器、无线信号发射器，所述摆角传感器与无线信号发射器相连，无线信号发射器与无线信号接收器通讯连接。本发明四根钢丝绳在空间上形成具有稳定性正四棱锥结构，有一定的防摇效果，且钢丝绳受力均衡，使用寿命长；磁流变阻尼器-弹簧组件能很好实现减摇，并且能根据晃动程度自动调节阻尼以迅速减摇，操作简单，使用方便。
进一步，所述钢丝绳驱动机构包括力矩电机、卷筒、减速器、电磁制动器，力矩电机和电磁制动器设置在减速器的两侧，力矩电机输出轴通过联轴器与减速器输入轴连接，电磁制动器输出轴通过键与减速器输入轴连接，减速器的输出轴与通过联轴器与卷筒连接，钢丝绳缠绕在卷筒上，力矩电机和电磁制动器均与中央处理单元连接。
进一步，所述磁流变阻尼器-弹簧组件与小车基架、顶板之间均是铰接连接。
进一步，所述磁流变阻尼器-弹簧组件对称设置在小车基架和顶板之间。
进一步，所述滑轮对称布置在顶板上，其轴线平行于顶板和小车基架之间的销轴轴线。
本发明的有益效果是：
1、整个装置结构紧凑、占用空间小；
2、四根钢丝绳在空间上形成具有稳定性正四棱锥结构，有一定的防摇效果，且钢丝绳受力均衡，使用寿命长；
3、磁流变阻尼器-弹簧组件能很好实现减摇，并且能根据晃动程度自动调节阻尼以迅速减摇；
4、适应性好，可用于带起重小车的门式或桥式起重机。
5、工作人员操作简单，使用方便。
附图说明
图1是本发明的上防摇组件的结构示意图；
图2是本发明的上防摇组件隐藏顶板的结构示意图；
图3是本发明的上防摇组件隐藏顶板的结构俯视图；
图4是本发明的下吊钩组件示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
一种起重机吊钩防摇装置，由上防摇组件和下吊钩组件两部分组成。
如图1所示，上防摇组件包括小车基架1、顶板2及位于两者之间的装置。小车基架1和顶板2之间通过销轴固定连接。
如图2所示，上防摇组件在小车基架1和顶板2之间的装置在小车基架1上对称布置，包括中央处理单元3、信号采集处理单元4、无线信号接收器5、由卷筒6、力矩电机7、减速器11、电磁制动器12组成的钢丝绳驱动机构、磁流变阻尼器-弹簧组件8、钢丝绳9、滑轮10。
中央处理单元3、信号采集处理单元4、无线信号接收器5、卷筒6、力矩电机7、减速器11、电磁制动器12均通过螺钉布置在小车基架1上；4个相同的磁流变阻尼器-弹簧组件8下方与小车基架1之间铰接，上方与顶板2之间铰接；钢丝绳9缠绕在卷筒6上经过滑轮10与下吊钩部分连接；滑轮10固定连接在顶板2上，其轴线平行于顶板2和小车基架1之间的销轴轴线，且四者在顶板2上对称布置；力矩电机7通过联轴器与减速器11的输入轴相连，另一侧电磁制动器12通过键连接与减速器11输入轴相连，减速器11输出轴通过联轴器与卷筒6相连；无线信号接收器5通过传输线与信号采集处理单元4连接，信号采集处理单元4、力矩电机7、磁流变阻尼器-弹簧组件8、电磁制动器12均分别通过传输线与中央处理单元3连接。
如图3所示，钢丝绳A1与A2、B1与B2分别由一个卷筒旋转带动，因此钢丝绳A1与A2的伸出长度相等、B1与B2的伸出长度相等。
如图4所示，下吊钩组件包括平台组件13、吊钩14、无线信号发射器15、摆角传感器16。四根钢丝绳9与平台组件13上对称布置的套环相连接，无线信号发射器15、摆角传感器16均安装在平台组件上13，吊钩14与平台组件13下方连接，摆角传感器16与无线信号发射器15连接，无线信号发射器15与无线信号接收器5通讯连接。
本发明的工作过程描述如下：
空载时，保证两侧钢丝绳的伸出长度相等，亦即使平台组件13水平、摆角传感器16测得摆角为零。当不满足上述条件时时，摆角传感器16将测得的摆角信号传递给无线信号发射器15，无线信号接收器5接收到无线信号接收器15发射的信号后，将摆角信号传递给信号采集处理单元4，之后通过传输线传递给中央处理单元3。中央处理单元3根据摆角信号判断并发出指令，使某一侧力矩电机7旋转带动卷筒6，从而使对应侧的钢丝绳9收缩或伸长，直至吊钩14摆角为零。
吊钩14下落或上升时，中央处理单元3接到由工作人员发出的指令后，发出信号启动力矩电机7，力矩电机7旋转，经减速器11后带动卷筒6旋转，从而钢丝绳9下落或上升，即实现吊钩14下落或上升。此时，电磁制动器12脱离不起制动作用。
吊钩14下落或上升需要停止时，中央处理单元3接到由工作人员发出的指令后，发出信号使力矩电机7停止工作，电磁制动器12起制动作用，卷筒6停止旋转，钢丝绳9长度保持不变，吊钩14位置不变。
有负载且负载未发生摇摆时，四根钢丝绳因在空间上形成正四棱锥，所以受力相等。之后力通过4个滑轮10传递给顶板2。顶板2通过销轴将力传给小车基架1。
当负载发生摇摆时，带动平台组件13摆动，摆角传感器16将测得的摆角信号传递给无线信号发射器15，无线信号接收器5接收到无线信号接收器15发射的信号后，将摆角信号传递给信号采集处理单元4，之后通过传输线传递给中央处理单元3。中央处理单元3根据负载的摆动情况分别调节四个磁流变阻尼器-弹簧组件8中磁流变阻尼器阻尼力的大小，使摇摆迅速减弱，吊钩14及负载迅速恢复稳定。

Claims (5)

1.一种起重机吊钩防摇装置，包括上防摇组件和下吊钩组件，其特征在于：所述上防摇组件包括固定连接的小车基架和顶板，所述小车基架上安装有对称设置的钢丝绳驱动机构，每个所述钢丝绳驱动机构上均设有对称设置并伸出长度一致的钢丝绳，钢丝绳的自由端经过滑轮与下吊钩组件连接，所述滑轮安装在顶板上；所述小车基架和顶板之间安装有若干磁流变阻尼器-弹簧组件；所述小车基架上安装有中央处理单元、信号采集处理单元、无线信号接收器，所述无线信号接收器与信号采集处理单元连接，所述信号采集处理单元与接收其处理过的信号的中央处理单元连接，所述中央处理单元与由其输出指令控制的钢丝绳驱动机构和磁流变阻尼器-弹簧组件连接；
所述下吊钩组件包括平台组件，平台组件的下端连接有吊钩，其两侧分别与对称布置的四钢丝绳连接形成正四棱锥结构，所述平台组件上安装有摆角传感器、无线信号发射器，所述摆角传感器与无线信号发射器相连，无线信号发射器与无线信号接收器通讯连接。
2.如权利要求1所述的一种起重机吊钩防摇装置，其特征在于：所述钢丝绳驱动机构包括力矩电机、卷筒、减速器、电磁制动器，力矩电机和电磁制动器设置在减速器的两侧，力矩电机输出轴通过联轴器与减速器输入轴连接，电磁制动器输出轴通过键与减速器输入轴连接，减速器的输出轴与通过联轴器与卷筒连接，钢丝绳缠绕在卷筒上，力矩电机和电磁制动器均与中央处理单元连接。
3.如权利要求1所述的一种起重机吊钩防摇装置，其特征在于：所述磁流变阻尼器-弹簧组件与小车基架、顶板之间均是铰接连接。
4.如权利要求1所述的一种起重机吊钩防摇装置，其特征在于：所述磁流变阻尼器-弹簧组件对称设置在小车基架和顶板之间。
5.如权利要求1~4之一所述的一种起重机吊钩防摇装置，其特征在于：所述滑轮对称布置在顶板上，其轴线平行于顶板和小车基架之间的销轴轴线。
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