CN109809293B - 一种机械抓斗智能抓取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械抓斗智能抓取方法，涉及吊机控制技术领域，其包括如下步骤：确定需要抓取的物料密度和抓斗体积，并计算该物料在满斗状态下的重量；根据变幅式起重机吊载特性曲线以及机械抓斗的幅度，查询额定起升重量；计算额定起升重量下物料的体积；根据体积百分比Tn，得出抓斗的开度百分比Tr并控制抓斗抓取。实现在不同幅度机械抓斗的智能抓取，从而保障设备全幅度范围内、宽物料密度范围内的正常顺利操作。

Description

一种机械抓斗智能抓取方法

技术领域

本发明涉及吊机控制技术领域，特别涉及一种机械抓斗智能抓取方法。

背景技术

在码头散料装卸设备中，变幅式机械抓斗卸船设备在中小型散料码头中占有非常大的占比。变幅式机械抓斗具有灵活性高，适应性强的优点，同时受制于变幅式吊机的吊载曲线限制，随着幅度的增加吊机能够吊载的额定重量也逐渐降低。当遇到密度比较小的物料时，机械抓斗即使在大幅度满斗抓取也不影响效率。但是当遇到密度比较大的物料时，大幅度满斗抓取就会超过额定载荷，从而导致司机无法正常顺利操作，降低效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种机械抓斗智能抓取方法，其能在不同幅度范围内计算额定重量和抓斗开度，实现在不同幅度机械抓斗的智能抓取，从而保障设备全幅度范围内、宽物料密度范围内的正常顺利操作。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种机械抓斗智能抓取方法，包括如下步骤：

S1：确定需要抓取的物料密度S和抓斗体积T；

S2：根据物料密度S和抓斗体积T计算该物料在满斗状态下的重量E，所述物料在满斗状态下的重量E= S*T；

S3：根据已经制作完成的变幅式起重机吊载特性曲线以及机械抓斗的幅度，查询不同幅度对应的额定起升重量E1；

S4：根据额定起升重量E1、抓斗的重量为W和物料的密度S，计算额定起升重量下物料的体积T1；

S5：根据体积百分比Tn=T1/T，得出抓斗的开度百分比Tr；

S6：根据抓斗的开度百分比Tr控制抓斗抓取；

其中，控制抓斗抓取包括：

S61：开斗控制：开闭绳根据手柄速度下放，支持绳在抓斗实际百分比小于所要达到的开度百分比Tr前，根据开闭绳的速度持续下放，以实现深挖；当抓斗实际百分比达到并超过所要达到的开度百分比T时，支持绳不再下放；

S62：闭斗控制：开闭绳根据手柄速度上升。

更进一步地，步骤S5中，若体积百分比Tn>=1，输出抓斗的开度百分比Tr=100%；若Tn<1，则根据体积百分比Tn输出抓斗的开度百分比Tr。

更进一步地，根据已经制作完成的机械抓斗抓取百分比特性数据，所述抓取百分比特性数据包括若干抓斗的试验开度百分比和实际抓取体积百分比之间的对应关系；若体积百分比Tn<1，则对应所述体积百分比Tn，在抓取百分比特性数据中查找最相近的一个的实际抓取体积百分比，输出抓斗的开度百分比Tr为所述最相近的一个的实际抓取体积百分比对应的试验开度百分比。

更进一步地，将所述抓取百分比特性数据作为断电保存参数。

更进一步地，步骤S6中，开闭钢丝绳的起升高度减去支持钢丝绳的起升高度为绳差，所述抓斗的开度百分比Tr由所述绳差控制。

更进一步地，完全开斗的绳差为0%，完全闭斗的绳差为100%。

更进一步地，步骤S6中，控制抓斗抓取还包括：

S63：闭斗起升同步：根据开闭和支持两根钢丝绳卷筒上拉力传感器的数值进行数据运算，当一边的钢丝绳受力大于另一边10吨以上时，开始矫正程序，将受力大的钢丝绳降速；当两边的钢丝绳受力之差小于3吨时，结束矫正程序。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

其能够被广泛应用于港口移动式门座机机械抓斗卸船机、港口固定式单臂架或者四连杆变幅机械爪吊机、港口移动式机械抓斗高架吊等设备，最大利用好变幅式卸船设备的优点，提高装卸船效率；通过在不同幅度范围内计算额定重量和抓斗开度，实现在不同幅度机械抓斗的智能抓取，在不超过额定重量的同时最大程度地对物料进行抓取，保障设备全幅度范围内、宽物料密度范围内的正常顺利操作，提高了工作效率以及自动化程度，降低了能耗与成本。

附图说明

图1是本发明提供的一种机械抓斗智能抓取方法的流程图；

图2是机械抓斗抓取百分比特性数据试验结果表。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本发明的限制。

如图1所示，本发明提供的一种机械抓斗智能抓取方法，包括如下步骤：

S1：确定需要抓取的物料密度S和抓斗体积T；

抓斗体积T需要根据不同的物料密度S而进行调整，本实施例中，物料密度S和抓斗体积T皆通过手动输入的方式进行录入；

S2：根据物料密度S和抓斗体积T计算该物料在满斗状态下的重量E，物料在满斗状态下的重量E=S*T；

S3：根据已经制作完成的变幅式起重机吊载特性曲线以及机械抓斗的幅度，查询不同幅度对应的额定起升重量E1；

本实施例中，抓斗的幅度通过起重机上的幅度感应器感应得到，由于结构特性决定了变幅式起重机在抓斗的幅度增大的同时，最大吊载重量逐渐减小，变幅式起重机吊载特性曲线即对应了该抓斗的幅度与最大吊载重量两者之间的关系，当幅度感应器检测到抓斗当前的幅度，可以自动得到对应的变幅式起重机的最大吊载重量，即额定起升重量E1；

S4：根据额定起升重量E1、抓斗的重量为W和物料的密度S，计算额定起升重量下物料的体积T1，额定起升重量下物料的体积T1=（E1-W）/S，

S5：根据体积百分比Tn=T1/T，若体积百分比Tn>=1，即额定起升重量下物料的体积T1>=抓斗体积T，此时满斗抓取即可，输出抓斗的开度百分比Tr=100%；若Tn<1，则根据体积百分比Tn输出抓斗的开度百分比Tr；

根据已经制作完成的机械抓斗抓取百分比特性数据（参照图2），抓取百分比特性数据包括若干组抓斗的试验开度百分比和实际抓取体积百分比之间的对应关系；本实施例中，试验开度百分比的范围为0～100%，其相邻取样数据间隔为5%，经至少3次试验后取对应实际抓取体积百分比的均值作为对应数值录入；

若体积百分比Tn<1，则在抓取百分比特性数据中对应体积百分比Tn，查找最相近的一个的实际抓取体积百分比，该实际抓取体积百分比对应的试验开度百分比即为输出抓斗的开度百分比Tr；

本实施例中，将起重机吊载特性曲线和抓取百分比特性数据作为断电保存参数；

S6：根据抓斗的开度百分比Tr控制抓斗抓取；其中，开闭钢丝绳的起升高度减去支持钢丝绳的起升高度为绳差，抓斗的开度百分比Tr由绳差控制。

默认完全开斗的绳差为0%，完全闭斗的绳差为100%；

控制抓斗抓取包括：

S61：开斗控制：开闭绳根据手柄速度下放，支持绳在抓斗实际百分比小于所要达到的开度百分比Tr前，根据开闭绳的速度持续下放，以实现深挖；当抓斗实际百分比达到并超过所要达到的开度百分比T时，支持绳不再下放；此阶段，不受手柄速度控制；

S62：闭斗控制：开闭绳持续闭斗直至完成。具体地，开闭绳根据手柄速度上升，当绳差达到或者大于闭斗减速区的绳差值时，开闭绳卷筒的速度由一减速曲线控制直至停止，此阶段不受手柄速度控制。

S63：闭斗起升同步：根据开闭和支持两根钢丝绳卷筒上拉力传感器的数值进行数据运算，当一边的钢丝绳受力大于另一边10吨以上时，开始矫正程序，将受力大的钢丝绳降速；当两边的钢丝绳受力之差小于3吨时，结束矫正程序。

经过几次物料测试，抓取的物料基本可以控制在最大吊载的90%左右，基本达到了智能抓取的要求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，不用于限制本发明，本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种机械抓斗智能抓取方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：确定需要抓取的物料密度S和抓斗体积T；

S2：根据物料密度S和抓斗体积T计算该物料在满斗状态下的重量E，所述物料在满斗状态下的重量E= S*T；

S3：根据已经制作完成的变幅式起重机吊载特性曲线以及机械抓斗的幅度，查询不同幅度对应的额定起升重量E1；

S4：根据额定起升重量E1、抓斗的重量为W和物料的密度S，计算额定起升重量下物料的体积T1；

S5：根据体积百分比Tn=T1/T，得出抓斗的开度百分比Tr；

S6：根据抓斗的开度百分比Tr控制抓斗抓取；

其中，控制抓斗抓取包括：

S61：开斗控制：开闭绳根据手柄速度下放，支持绳在抓斗实际百分比小于所要达到的开度百分比Tr前，根据开闭绳的速度持续下放，以实现深挖；当抓斗实际百分比达到并超过所要达到的开度百分比T时，支持绳不再下放；

S62：闭斗控制：开闭绳根据手柄速度上升。

2.根据权利要求1所述的一种机械抓斗智能抓取方法，其特征在于：步骤S5中，若体积百分比Tn>=1，输出抓斗的开度百分比Tr=100%；若Tn<1，则根据体积百分比Tn输出抓斗的开度百分比Tr。

3.根据权利要求2所述的一种机械抓斗智能抓取方法，其特征在于：根据已经制作完成的机械抓斗抓取百分比特性数据，所述抓取百分比特性数据包括若干抓斗的试验开度百分比和实际抓取体积百分比之间的对应关系；若体积百分比Tn<1，则对应所述体积百分比Tn，在抓取百分比特性数据中查找最相近的一个的实际抓取体积百分比，输出抓斗的开度百分比Tr为所述最相近的一个的实际抓取体积百分比对应的试验开度百分比。

4.根据权利要求3所述的一种机械抓斗智能抓取方法，其特征在于：将所述抓取百分比特性数据作为断电保存参数。

5.根据权利要求1所述的一种机械抓斗智能抓取方法，其特征在于：步骤S6中，开闭钢丝绳的起升高度减去支持钢丝绳的起升高度为绳差，所述抓斗的开度百分比Tr由所述绳差控制。

6.根据权利要求5所述的一种机械抓斗智能抓取方法，其特征在于：完全开斗的绳差为0%，完全闭斗的绳差为100%。

7.根据权利要求1所述的一种机械抓斗智能抓取方法，其特征在于：步骤S6中，控制抓斗抓取还包括：

S63：闭斗起升同步：根据开闭和支持两根钢丝绳卷筒上拉力传感器的数值进行数据运算，当一边的钢丝绳受力大于另一边10吨以上时，开始矫正程序，将受力大的钢丝绳降速；当两边的钢丝绳受力之差小于3吨时，结束矫正程序。

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