CN108313887A - 一种起重机吊具平衡系统及平衡控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及起重机技术领域，具体涉及一种起重机吊具平衡系统及平衡控制方法。该起重机吊具平衡系统，在小车与平衡梁之间设置三个绳头位置在平衡梁上共面不共线的拉绳编码器，由于三个拉绳编码器的三个绳头构成了一个平面，可以通过比较拉绳编码器检测到的三个绳头位置的移动位移确定三个绳头构成的平面（即平衡梁平面）是否发生歪斜，更进一步的可以判断平衡梁向哪个方位发生歪斜。本发明平衡系统结构简单，并且能够准确的检测出平衡梁的偏转位移，为平衡梁平衡度的调整提供可靠的基础数据。

Description

一种起重机吊具平衡系统及平衡控制方法

技术领域

本发明涉及起重机技术领域，具体涉及一种起重机吊具平衡系统及平衡控制方法。

背景技术

对于轧辊等工装的吊装过程中，通常是通过设置多个吊具，对轧辊进行多点抓取起吊，其抓取过程中需要保持所有吊具准确抓取，就需要保持吊具的平衡，不能发生高度的不同位移或偏转，为了保持吊具的平衡，通常会通过设置平衡梁的方式，吊具设置在平衡梁上，通过控制平衡梁的平衡度保证吊具的准确抓取，那么就需要首先能够准确的检测出平衡梁是否平衡，判断是否需要进行平衡度的调整。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明的目的之一是提供一种起重机吊具平衡系统，结构简单，并且能够准确的检测出平衡梁的偏转位移，为平衡梁平衡度的调整提供可靠的基础数据。

同时，本发明的还在于提供一种起重机吊具平衡控制方法。

为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种起重机吊具平衡系统，包括小车、平衡梁，小车与平衡梁之前设置有起升机构，小车和平衡梁之间设置有三个拉绳编码器，拉绳编码器的本体固定在小车上，拉绳编码器的绳端固定在平衡梁上，三个拉绳编码器的绳端在平衡梁上不共线。

为了提高检测精度，可选的，所述三个拉绳编码器的绳端位于平衡梁重心的两侧。

为了避免拉绳编码器的拉绳倾斜增大检测数据的误差，可选的，所述三个拉绳编码器的拉绳延伸方向与起升机构的起升方向平行。

可选的，还包括控制器，拉绳编码器与控制器电连接、起升机构电机与控制器电连接；控制器接收拉绳编码器数据、起升机构电机的运行频率数据，比较三个拉绳编码器的数值改变判断平衡梁是否平衡，并将判断结果输出控制起升机构不同吊点电机的运行频率，调整平衡梁的平衡度。

可选的，所述控制器包括数据计算模块、第一数据比较模块和第一警报模块；数据计算模块根据接收到的起升机构的电机运行频率计算出三个拉绳编码器的理论值，第一数据比较模块比较拉绳编码器的理论值与接收到的拉伸编码器的实际值的大小；警报模块接收到第一数据比较模块的比较结果，当任何一个拉绳编码器的实际值与理论值不同即发出警报。

可选的，所述三个拉绳编码器的绳头形成的三角形的重心与平衡梁的重心重合。

进一步的，所述三个拉绳编码器的绳头形成的三角形为等边三角形。

可选的，所述控制器还包括第二数据比较模块，用于比较三个拉绳编码器的数值变化大小；还包括第二警报指示单元，用于当三个拉绳编码器的数值变化大小不同时发出警报指示。

一种采用上述起重机吊具平衡系统的吊具平衡控制方法，包括以下操作步骤：

1）手动调整平衡梁处于平衡状态，控制器记录三个拉绳传感器的初始值；

2）启动起升机构进行吊装，吊装过程中控制器根据采集到的起升机构电机的频率数据计算出三个拉绳传感器的理论值，比较控制器采集到的三个拉绳传感器的实际值与理论值，当任何一个拉绳传感器的实际值与理论值不同即表明起吊过程中平衡梁发生了歪斜，控制器根据拉绳传感器实际值与理论值的差值大小判断出平衡梁的歪斜方向和歪斜程度，输出调整相应位置的起升机构起吊点的电机频率，进而调整平衡梁的平衡度；当控制器检测到三个拉绳传感器的实际值与初始值的差值大小相等，三个拉绳传感器的实际值与理论值均不相等时，表明平衡梁在垂直于起吊方向的水平面上发生了扭转，此时控制器输出停止起吊，通过手动调整吊具的方式调整吊具处于平衡起吊状态。

本发明起重机吊具平衡系统，在小车与平衡梁之间设置三个绳头位置在平衡梁上共面不共线的拉绳编码器，由于三个拉绳编码器的三个绳头构成了一个平面，可以通过比较拉绳编码器检测到的三个绳头位置的移动位移确定三个绳头构成的平面（即平衡梁平面）是否发生歪斜，更进一步的可以判断平衡梁向哪个方位发生歪斜；

进一步的，三个拉绳编码器的绳头以平衡梁的中心为中心形成等边三角形，理论上当平衡梁没有在起升方向上发生歪斜，仅仅在起升方向的垂直方向上发生了扭转时，三个绳头的位移应当是相等的，那么当三个拉绳编码器检测到的绳头位移相等但是都不等于按照起升机构的电机频率计算的理论位移时，即可判断平衡梁在起升方向的垂直方向上发生了扭转，即可提示需要对吊具的平衡度进行调整。

本发明起重机吊具平衡系统，结构简单，能够实现对吊具多个方位的歪斜和扭转进行检测，使用本发明起重机吊具平衡系统能够很好的控制吊具的平衡度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的起重机吊具平衡系统整体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的起重机道具平衡系统中三个拉绳编码器在平衡梁上固定方整体结构示意图；

图3是本发明实施例提供的起重机吊具平衡系统中拉绳编码器安装结构正面整体结构示意图；

图4是本发明实施例提供的起重机吊具平衡系统中拉绳编码器安装结构左侧面整体结构示意图；

图5是本发明实施例提供的起重机吊具平衡系统中拉绳编码器安装结构右侧面整体结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例

一种起重机吊具平衡系统，如图1~5所示，包括小车1、平衡梁2，平衡梁下方设置有吊具3，小车1与平衡梁2之前设置有起升机构，小车1和平衡梁2之间设置有三个拉绳编码器，三个拉绳编码器的本体8、9、10固定在小车上，三个拉绳编码器的绳端11、12、13固定在平衡梁上，三个拉绳编码器的绳端11、12、13在平衡梁2上不共线。通过比较平衡梁2上不共线的三个点在吊装过程中的位移来确定该平面是否发生歪斜。

本实施例中三个拉绳编码器的绳端11、12、13位于平衡梁2重心的两侧，三个拉绳编码器的拉绳延伸方向与起升机构的起升方向平行，可以提高检测精度。

本实施例中使用的起升机构为现有技术中常用的电机4、卷筒5、钢丝绳6和动滑轮7组成的起升机构，平衡梁上对称设置了四个起吊点，每个起吊点对应一个独立的起升机构，该独立的起升机构由一个独立的电机控制。

为了实现吊装过程中对吊具平衡度的自动调整，本实施例中还包括控制器，该控制器为基于单片机的原理根据需求预先植入能够实现不同目的的程序模块；拉绳编码器与控制器电连接、起升机构电机与控制器电连接；控制器接收拉绳编码器数据、起升机构电机的运行频率数据，比较三个拉绳编码器的数值改变判断平衡梁是否平衡，并将判断结果输出控制起升机构不同吊点电机的运行频率，调整平衡梁的平衡度。

控制器包括数据计算模块、第一数据比较模块和第一警报模块；数据计算模块根据接收到的起升机构的电机运行频率计算出三个拉绳编码器的理论值，第一数据比较模块比较拉绳编码器的理论值与接收到的拉伸编码器的实际值的大小；警报模块接收到第一数据比较模块的比较结果，当任何一个拉绳编码器的实际值与理论值不同即发出警报。

进一步的，本实施例中为了实现对吊具在起升方向的垂直方向上发生扭转的检测，设置三个拉绳编码器的绳头形成的三角形的重心与平衡梁的重心重合，同时控制器还包括第二数据比较模块，用于比较三个拉绳编码器的数值变化大小；还包括第二警报指示单元，用于当三个拉绳编码器的数值变化大小不同时发出警报指示。

采用本实施例起重机吊具平衡系统的吊具平衡控制方法，包括以下操作步骤：

1）手动调整平衡梁处于平衡状态，控制器记录三个拉绳传感器的初始值；可以采用结合平衡仪的方式手动调整平衡梁处于平衡状态；

2）启动起升机构进行吊装，吊装过程中控制器根据采集到的起升机构电机的频率数据计算出三个拉绳传感器的理论值，比较控制器采集到的三个拉绳传感器的实际值与理论值，当任何一个拉绳传感器的实际值与理论值不同即表明起吊过程中平衡梁发生了歪斜，控制器根据拉绳传感器实际值与理论值的差值大小判断出平衡梁的歪斜方向和歪斜程度，输出调整相应位置的起升机构起吊点的电机频率，进而调整平衡梁的平衡度；当控制器检测到三个拉绳传感器的实际值与初始值的差值大小相等，三个拉绳传感器的实际值与理论值均不相等时，表明平衡梁在垂直于起吊方向的水平面上发生了扭转，此时控制器输出停止起吊，通过手动调整吊具的方式调整吊具处于平衡起吊状态。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种起重机吊具平衡系统，包括小车、平衡梁，小车与平衡梁之前设置有起升机构，其特征在于，小车和平衡梁之间设置有三个拉绳编码器，拉绳编码器的本体固定在小车上，拉绳编码器的绳端固定在平衡梁上，三个拉绳编码器的绳端在平衡梁上不共线。

2.如权利要求1所述的起重机吊具平衡系统，其特征在于，所述三个拉绳编码器的绳端位于平衡梁重心的两侧。

3.如权利要求2所述的起重机吊具平衡系统，其特征在于，所述三个拉绳编码器的拉绳延伸方向与起升机构的起升方向平行。

4.如权利要求1~3任一项所述的起重机吊具平衡系统，其特征在于，还包括控制器，拉绳编码器与控制器电连接、起升机构电机与控制器电连接；控制器接收拉绳编码器数据、起升机构电机的运行频率数据，比较三个拉绳编码器的数值改变判断平衡梁是否平衡，并将判断结果输出控制起升机构不同吊点电机的运行频率，调整平衡梁的平衡度。

5.如权利要求4所述的起重机吊具平衡系统，其特征在于，所述控制器包括数据计算模块、第一数据比较模块和第一警报模块；数据计算模块根据接收到的起升机构的电机运行频率计算出三个拉绳编码器的理论值，第一数据比较模块比较拉绳编码器的理论值与接收到的拉伸编码器的实际值的大小；警报模块接收到第一数据比较模块的比较结果，当任何一个拉绳编码器的实际值与理论值不同即发出警报。

6.如权利要求5所述的起重机吊具平衡系统，其特征在于，所述三个拉绳编码器的绳头形成的三角形的重心与平衡梁的重心重合。

7.如权利要求6所述的起重机吊具平衡系统，其特征在于，所述三个拉绳编码器的绳头形成的三角形为等边三角形。

8.如权利要求5或6所述的起重机吊具平衡系统，其特征在于，所述控制器还包括第二数据比较模块，用于比较三个拉绳编码器的数值变化大小；还包括第二警报指示单元，用于当三个拉绳编码器的数值变化大小不同时发出警报指示。

9.一种采用如权利要求8所述的起重机吊具平衡系统的吊具平衡控制方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

1）手动调整平衡梁处于平衡状态，控制器记录三个拉绳传感器的初始值；

2）启动起升机构进行吊装，吊装过程中控制器根据采集到的起升机构电机的频率数据计算出三个拉绳传感器的理论值，比较控制器采集到的三个拉绳传感器的实际值与理论值，当任何一个拉绳传感器的实际值与理论值不同即表明起吊过程中平衡梁发生了歪斜，控制器根据拉绳传感器实际值与理论值的差值大小判断出平衡梁的歪斜方向和歪斜程度，输出调整相应位置的起升机构起吊点的电机频率，进而调整平衡梁的平衡度；当控制器检测到三个拉绳传感器的实际值与初始值的差值大小相等，三个拉绳传感器的实际值与理论值均不相等时，表明平衡梁在垂直于起吊方向的水平面上发生了扭转，此时控制器输出停止起吊，通过手动调整吊具的方式调整吊具处于平衡起吊状态。