CN108361335B - 一种支撑腿的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械控制领域，特涉及一种支撑腿的控制装置。本发明的装置通过力矩和行程两个变量来判定支撑腿状态，且以力矩为主要的判定依据，确保了收腿回零位置在一个较合理的范围，且本发明每次滑柱回零位置随机确定，在合理范围内的力矩变化能较好的被回零过程识别，确保了控制装置长期稳定运行，减少了支撑腿故障周期，提高了控制装置的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及机械控制领域，特涉及一种支撑腿的控制装置。
背景技术
现有调平系统一般分为液压调平和机械式调平，液压调平系统采用液压支腿进行支持，而机械式调平系统采用机电式支撑腿。机电式支撑腿可以长期锁定调平精度，便于微调等优势。
但是，对于在特种装备上安装的调平系统，机电式支撑腿还存在以下问题，首先，采用精确的计数器回零，即每次通过高速计数器计算支撑腿行程，当支撑腿行程到达零点时，完成系统回零工作，该方式存在以下问题，如长期使用后，伸出的滑柱容易沾染泥沙，收腿力矩过大，长期使用，容易划伤丝杠，从而需要经常更换支撑腿，其采用精确的计数器回零，回零位置固定，长期容易引起启动力矩变大的技术问题。如采用压力力矩判定回零，即力矩过大，立刻回零，这样在实际中经常会因为力矩过大回零，但实际撑腿长度较长，下次伸展时支撑腿会因为支撑腿零点的错误而可能造成滑柱跌落的情况，在实际中不能使用，且如果回零力矩设置太大大，则回零后丝杠对后面部件(驱动机构和轴用弹性挡圈)的撞击力度增加，使后面部件容易损坏；最后在力矩控制过程中，最好将收腿力矩设置在一个较为合理的力矩范围内，使回收器件撞击轴用弹性挡圈的力量较小，这样可以提高轴用弹性挡圈的可靠性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种支撑腿的控制装置。本发明的装置通过力矩和行程两个变量来判定支撑腿状态，且以力矩为主要的判定依据，确保了收腿回零位置在一个较合理的范围，且本发明每次滑柱回零位置随机确定，在合理范围内的力矩变化能较好的被回零过程识别，确保了控制装置长期稳定运行，减少了支撑腿故障周期，提高了控制装置的可靠性。
本发明的技术方案是：一种机电式支撑腿的控制装置，包括控制系统、驱动器和支撑腿，支撑腿包括伺服电机、驱动机构、轴用弹性挡圈、滚珠丝杆组件、撑腿本体、滑柱，其特征在于：伺服电机安装在支撑腿上部，伺服电机通过驱动机构与滚珠丝杆组件连接，滚珠丝杆组件外侧连接滑柱，滑柱安装在撑腿本体内，轴用弹性挡圈设置在滚珠丝杆组件后部，所述的控制系统中预先设定行程归零值和力矩归零值；在收腿过程中，控制系统实时采集计算行程实时值，当行程实时值小于行程归零值时，则认为支撑腿行程满足归零需求；在收腿过程中，控制系统实时采集支撑腿力矩，当支撑腿实时力矩大于力矩归零值时，则认为支撑腿力矩满足归零需求；当力矩满足归零要求时，如此时行程实时值大于行程归零值，则认为支撑腿力矩卡死，不进行归零处理，停止支撑腿回收，并报支撑腿卡滞故障信息；当力矩满足归零要求时，如此时行程实时值小于行程归零值时，则认为支撑腿回收到位，控制系统控制支撑腿伸腿；控制系统控制伸腿的过程为：先停止支撑腿收腿，然后控制支撑腿向前伸出一小段，最后伺服电机停止转动，在控制系统中将支撑腿行程计数器清零。
根据如上所述的机电式支撑腿的控制装置，其特征在于：支撑腿上还包括回收光纤传感器，回收光纤传感器用于检测支撑腿回收状态。
根据如上所述的机电式支撑腿的控制装置，其特征在于：所述的驱动器为交流伺服驱动器，伺服电机为交流伺服电机。
本发明的有益效果是：采用本控制装置进行回零，其每次归零后，滑柱的位置是不同的，这样可以避免滑柱每次归零都置于相同的位置，长期放置在该位置，可能出现启动力矩变大的问题。理论上采用本发明的装置可能出现每次回零位置比前一次伸出回零位置伸长0.12mm之内，长期积累，如1000次后，可能零点漂移达到120mm，如零点漂移过多，则可能出现伸腿脱落的情况，这在实际运行时是不可接受的。但是只要在1000次之内的某一次力矩值小于力矩归零值，则滑柱会继续后退，直到力矩再次增加，从而可以在多次运行时自动消除零点漂移现象。根据实际运行情况来看，本装置确有极少数的支撑腿伸腿在运行数年后伸腿回零时滑柱仍有较多在外的情况，但多数都能够长期稳定工作。对于这极少数的支撑腿伸腿回零伸长的，一般是由于支撑伸腿在使用过程中力矩发生变化，使回收力矩长期偏大而引起的，需要进行维修保养。其次，采用本发明的装置，可以定期对支撑腿进行维修保养。
附图说明
图1为支撑腿结构示意图。
图2为控制装置结构示意图。
附图说明：伺服电机1、驱动机构2、轴用弹性挡圈3、回收光纤传感器4、滚珠丝杆组件5、撑腿本体6、滑柱7、伸出光纤传感器8。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步的说明。
如图1、图2所示，本发明的机电式支撑腿的控制装置包括控制系统、驱动器和支撑腿，支撑腿包括伺服电机1、驱动机构2、轴用弹性挡圈3、回收光纤传感器4、滚珠丝杆组件5、撑腿本体6、滑柱7和伸出光纤传感器8，伺服电机1安装在支撑腿上部，伺服电机1通过驱动机构2与滚珠丝杆组件5连接，滚珠丝杆组件5外侧连接滑柱7，滑柱7安装在撑腿本体6内，轴用弹性挡圈3设置在滚珠丝杆组件5后部，用于防止滚珠丝杆组件5回转时直接撞击驱动机构2，在滑柱7回收过程中，允许滚珠丝杆组件5以较小的力撞击轴用弹性挡圈3，但不能用太大的力撞击。本发明可以在滑柱7前部和后部分别设置回收光纤传感器4、伸出光纤传感器8，回收光纤传感器4、伸出光纤传感器8分别用于检测支撑腿回收状态和伸出状态。本发明通过伺服电机1驱动滚珠丝杆组件5转动，从而带动滑柱7伸出或回收，实现支撑腿的机械控制。
本发明中，驱动器可以采用交流伺服驱动器，伺服电机1为相应的交流伺服电机，控制系统采用可编程逻辑控制器(PLC)、单片机、DSP等控制芯片，交流伺服驱动器控制伺服电机1转动，交流伺服驱动器采集伺服电机1力矩、编码器位置信息等数据，交流伺服驱动器将相关数据传送至控制系统。控制系统通过伺服电机1的编码器数值计算支撑腿行程实时值。
本发明的控制系统中，预先设定行程归零值和力矩归零值，如本发明行程归零值可设置为0.12mm；在收腿过程中，控制系统实时采集计算行程实时值，当行程实时值小于行程归零值时，则认为支撑腿行程满足归零需求；如本实施例中，只要支撑腿长度误差在0.12mm内则可以进行归零处理，
在收腿过程中，控制系统实时采集支撑腿力矩，当支撑腿实时力矩大于力矩归零值时，则认为支撑腿力矩满足归零需求；本实施例中，支撑腿空载回收力矩为33至38，力矩归零值可设置在40至55范围内，如设置为42，则当力矩为45或57时，则认为力矩值满足归零要求。
在收腿过程中，控制系统以力矩是否满足归零需求为判断依据，当力矩满足归零要求时，行程实时值大于行程归零值，则认为支撑腿力矩卡死，不进行归零处理，停止支撑腿回收，并报支撑腿卡滞故障信息；当行程实时值小于行程归零值时，则认为支撑腿回收到位，控制系统控制支撑腿伸腿。
控制系统控制伸腿的过程为：控制支撑腿向前伸出一小段，然后伺服电机1停止转动，然后在控制系统中将支撑腿行程计数器清零，即认为此时支撑腿处于起始位置。如本发明中，支撑腿伸腿伸出0.12mm或0.24mm在进行清零。
可以如图1所示，本发明可以在支撑腿上可以增设光纤传感器组件4，支撑腿回零后，通过采集光纤传感器是否有信号，如有信号，则说明滑柱回收位置在安全范围，如支撑腿回零后，光纤传感器无信号，则说明滑柱位置可以偏移，可以通过软件提醒维修事项，并在回零后滑柱仍较多在外时禁止伸腿操作，确保调平伸腿不会脱落。
Claims (3)
1.一种机电式支撑腿的控制装置，包括控制系统、驱动器和支撑腿，支撑腿包括伺服电机、驱动机构、轴用弹性挡圈、滚珠丝杆组件、撑腿本体、滑柱，伺服电机安装在支撑腿上部，伺服电机通过驱动机构与滚珠丝杆组件连接，滚珠丝杆组件外侧连接滑柱，滑柱安装在撑腿本体内，轴用弹性挡圈设置在滚珠丝杆组件后部，其特征在于：所述的控制系统中预先设定行程归零值和力矩归零值；在收腿过程中，控制系统实时采集计算行程实时值，当行程实时值小于行程归零值时，则认为支撑腿行程满足归零需求；在收腿过程中，控制系统实时采集支撑腿力矩，当支撑腿实时力矩大于力矩归零值时，则认为支撑腿力矩满足归零需求；当力矩满足归零要求时，如此时行程实时值大于行程归零值，则认为支撑腿力矩卡死，不进行归零处理，停止支撑腿回收，并报支撑腿卡滞故障信息；当力矩满足归零要求时，如此时行程实时值小于行程归零值时，则认为支撑腿回收到位，控制系统控制支撑腿伸腿；控制系统控制伸腿的过程为：先停止支撑腿收腿，然后控制支撑腿向前伸出，最后伺服电机停止转动，在控制系统中将支撑腿行程计数器清零。
2.根据权利要求1所述的机电式支撑腿的控制装置，其特征在于：支撑腿上还包括回收光纤传感器，回收光纤传感器用于检测支撑腿回收状态。
3.根据权利要求1所述的机电式支撑腿的控制装置，其特征在于：所述的驱动器为交流伺服驱动器，伺服电机为交流伺服电机。
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