CN111071950A - 一种带伺服驱动装置的机械千斤顶及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种带伺服驱动装置的机械千斤顶，它包括机械千斤顶、电动机，机械千斤顶包括顶身、设置在顶身内腔体中的螺杆，在顶身的外壁固定安装有小齿轮支架，在小齿轮支架上安装有电动机、减速器及小齿轮；电动机与减速器连接，减速器与小齿轮连接，小齿轮与大齿轮螺母的齿啮合，大齿轮螺母套装在螺杆上且螺杆通过外壁的螺纹与大齿轮螺母的内螺纹配合连接。本发明的目的是为了对千斤顶升降速率、升降高度进行监控、调节，以满足对千斤顶升降速率、升降高度要求较高的使用场景的使用需求，而提供的一种带伺服驱动装置的机械千斤顶。

Description

一种带伺服驱动装置的机械千斤顶及控制方法

技术领域

本发明机械设备领域，具体涉及应用于大型设备升降施工机械自锁保护装置，尤其涉及一种带伺服驱动装置的机械千斤顶及控制方法。

背景技术

机械千斤顶广泛应用于大型设备的承载保护，对于保障大型设备的升降施工安全意义重大。由于传统的机械千斤顶在升降施工时，需靠人工旋转螺杆，来实现机械千斤顶的上升或下落跟随保护，工作效率低下，并不能保证机械千斤顶的跟随精度，存在一点安全隐患。

在现有技术中，授权公告号为CN205668915U的专利文献公开了一种电动螺旋千斤顶，它包括底座、壳体、升降套筒、电机和传动机构，壳体、升降套筒和传动机构均设于底座上。传动机构包括蜗轮、蜗杆、螺杆和螺母，电机与蜗杆传动相连，蜗轮与蜗杆啮合，蜗轮与螺杆一端相连，螺母与螺杆通过螺纹相配合，螺母与升降套筒相配合。当电机带动蜗杆转动时，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮带动螺杆转动，螺母相对螺杆作上升或下降运动，以控制升降套筒的上升或下降。该现有技术通过电机、蜗轮蜗杆组件、升降套筒等组件的配合能很好的实现电机驱动千斤顶的升降。但是该现有技术在千斤顶工作时，缺乏对千斤顶升降速率、升降高度监控、调节的手段，这样在于一些需要千斤顶精确上升、下降，对千斤顶升降速率、升降高度要求较高的场合，该类现有技术是无法满足实际使用需求的。

发明内容

本发明的目的是为了对千斤顶升降速率、升降高度进行监控、调节，以满足对千斤顶升降速率、升降高度要求较高的使用场景的使用需求，而提供的一种带伺服驱动装置的机械千斤顶。

为解决上述技术问题，本发明提出如下技术方案：

一种带伺服驱动装置的机械千斤顶，它包括机械千斤顶、电动机，机械千斤顶包括顶身、设置在顶身内腔体中的螺杆，在顶身的外壁固定安装有小齿轮支架，在小齿轮支架上安装有电动机、减速器及小齿轮；电动机与减速器连接，减速器与小齿轮连接，小齿轮与大齿轮螺母的齿啮合，大齿轮螺母套装在螺杆上且螺杆通过外壁的螺纹与大齿轮螺母的内螺纹配合连接。

上述大齿轮螺母上设有限位机构，限位机构可使大齿轮螺母在小齿轮的驱动下绕大齿轮螺母的中心轴转动，大齿轮螺母绕中心轴自转可使螺杆作上升或下降运动。

它包括伺服驱动装置，伺服驱动装置包括电动机，伺服驱动装置可实现电动机转速的控制以及启停的控制。

还包括压力传感器、间隙传感器，压力传感器用于监测承载物对机械千斤顶的压力，间隙传感器用于监测螺杆顶面与承载物间隙。

还包括弹簧线，弹簧线连接间隙传感器和压力传感器，通过螺杆穿出到下端盖，封板安装在下端盖底部。

还包括磁致伸缩位移传感器，磁致伸缩位移传感器通过法兰连接安装在下端盖上并伸入螺杆内。

上述限位机构包括上端盖和下端盖，上端盖与下端盖分别设于大齿轮螺母上下两端并通过螺栓与顶身连接。

在螺杆底部设有导向体，对应的在顶身内壁设有导向槽。

一种带伺服驱动装置的机械千斤顶的控制方法，步骤如下：

步骤1：间隙调整，启动伺服电机螺杆上升，调整螺杆顶面与承载物间隙；

步骤2：跟随上升操作，开启伺服电机，伺服电机驱动小齿轮转动，带动大齿轮螺母围绕螺杆顺时针旋转运动，机械千斤顶螺杆上升，间隙传感器监测螺杆顶面与承载物间隙，调整伺服电机的转速，保持间隙在设定范围内；

步骤3：上升到位锁紧，跟随上升到目标位置后，让机械千斤顶螺杆顶面贴死承载物，大齿轮螺母紧贴机械千斤顶上端盖，关闭伺服电机，机械千斤顶受压锁紧；

步骤4：下落跟随前解锁，起重千斤顶活塞杆伸出承重，启动伺服电机，伺服电机驱动小齿轮转动，带动大齿轮螺母围绕螺杆逆时针旋转运动，调整螺杆顶面与承载物间隙；

步骤5：跟随下落操作，开启伺服电机，伺服电机驱动小齿轮转动，带动大齿轮螺母围绕螺杆逆时针旋转运动，机械千斤顶螺杆下落，间隙传感器监测螺杆顶面与承载物间隙，调整伺服电机的转速，保持间隙在设定范围内；

步骤6：下落到位锁紧，跟随下落到目标位置后，让机械千斤顶螺杆顶面贴死承载物，大齿轮螺母紧贴机械千斤顶上端盖，关闭伺服电机，机械千斤顶受压锁紧。

采用上述技术方案，所带来的技术效果为：

本发明采用机械千斤顶驱动同步控制策略，该技术能够实现机械千斤顶与起重千斤顶的同步跟随，减少人力和设备资源投入。

本发明采用一种带伺服驱动装置的机械千斤顶，该技术能够实现机械千斤顶的机械锁紧和解锁。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的剖面图；

图3为本发明的控制方法流程图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种带伺服驱动装置的机械千斤顶，它包括机械千斤顶2、电动机10，机械千斤顶2包括顶身11、设置在顶身11内腔体中的螺杆3，在顶身11的外壁固定安装有小齿轮支架8，在小齿轮支架8上安装有电动机10、减速器9及小齿轮7；电动机10与减速器9连接，减速器9与小齿轮7连接，小齿轮7与大齿轮螺母6的齿啮合，大齿轮螺母6套装在螺杆3上且螺杆3通过外壁的螺纹与大齿轮螺母6的内螺纹配合连接。

优选的，电动机10为伺服电机。

进一步的，大齿轮螺母6上设有限位机构，限位机构可使大齿轮螺母6在小齿轮7的驱动下绕大齿轮螺母6的中心轴转动，大齿轮螺母6绕中心轴自转可使螺杆3作上升或下降运动。

为了实现机械千斤顶2升降速率、升降高度的控制，本发明还包括伺服驱动装置1，伺服驱动装置1包括电动机10，伺服驱动装置1可实现电动机10转速的控制以及启停的控制。

为了实现机械千斤顶在使用时各项指标数据的监测，并更好的实现控制，本发明还包括压力传感器5、间隙传感器4，压力传感器5用于监测承载物对机械千斤顶2的压力，间隙传感器4用于监测螺杆3顶面与承载物间隙。

进一步的，本发明还包括弹簧线16，弹簧线16连接间隙传感器4和压力传感器5，通过螺杆3穿出到下端盖1212，封板17安装在下端盖底部。

本发明还包括磁致伸缩位移传感器15用于监测机械千斤顶2螺杆3的行程，关于磁致伸缩位移传感器15的具体安装结构，磁致伸缩位移传感器15通过法兰连接安装在下端盖12上并伸入螺杆3内。

关于限位机构的具体结构，它包括上端盖18和下端盖12，上端盖18与下端盖12分别设于大齿轮螺母6上下两端并通过螺栓13与顶身11连接。

在螺杆3底部设有导向体14，对应的在顶身11内壁设有导向槽,用于防止螺杆3升降过程产生旋转，可选的，导向体为硬质金属导向体。

如图3所示，一种带伺服驱动装置的机械千斤顶的控制方法，步骤如下：

步骤1：间隙调整，启动伺服电机10螺杆3上升，调整螺杆3顶面与承载物间隙在1mm-2mm；此为机械保顶，跟随工作顶运行，工作顶为承载顶.

步骤2：跟随上升操作，开启伺服电机10，伺服电机10驱动小齿轮7转动，带动大齿轮螺母6围绕螺杆3顺时针旋转运动，机械千斤顶2螺杆3上升，间隙传感器4监测螺杆3顶面与承载物间隙，调整伺服电机10的转速，保持间隙在设定范围内；

步骤3：上升到位锁紧，跟随上升到目标位置后，让机械千斤顶2螺杆3顶面贴死承载物，大齿轮螺母6紧贴机械千斤顶2上端盖18，关闭伺服电机10，机械千斤顶2受压锁紧；

步骤4：下落跟随前解锁，起重千斤顶活塞杆伸出承重，启动伺服电机10，伺服电机10驱动小齿轮7转动，带动大齿轮螺母6围绕螺杆3逆时针旋转运动，调整螺杆3顶面与承载物间隙在1mm-2mm；

步骤5：跟随下落操作，开启伺服电机10，伺服电机10驱动小齿轮7转动，带动大齿轮螺母6围绕螺杆3逆时针旋转运动，机械千斤顶2螺杆3下落，间隙传感器4监测螺杆3顶面与承载物间隙，调整伺服电机10的转速，保持间隙在设定范围内；

步骤6：下落到位锁紧，跟随下落到目标位置后，让机械千斤顶2螺杆3顶面贴死承载物，大齿轮螺母6紧贴机械千斤顶2上端盖18，关闭伺服电机10，机械千斤顶2受压锁紧。

Claims (9)

1.一种带伺服驱动装置的机械千斤顶，它包括机械千斤顶（2）、电动机（10），其特征在于：所述机械千斤顶（2）包括顶身（11）、设置在顶身（11）内腔体中的螺杆（3），在顶身（11）的外壁固定安装有小齿轮支架（8），在小齿轮支架（8）上安装有电动机（10）、减速器（9）及小齿轮（7）；电动机（10）与减速器（9）连接，减速器（9）与小齿轮（7）连接，小齿轮（7）与大齿轮螺母（6）的齿啮合，大齿轮螺母（6）套装在螺杆（3）上且螺杆（3）通过外壁的螺纹与大齿轮螺母（6）的内螺纹配合连接。

2.根据权利要求1所述的带伺服驱动装置的机械千斤顶，其特征在于：所述大齿轮螺母（6）上设有限位机构，限位机构可使大齿轮螺母（6）在小齿轮（7）的驱动下绕大齿轮螺母（6）的中心轴转动，大齿轮螺母（6）绕中心轴自转可使螺杆（3）作上升或下降运动。

3.根据权利要求1或2所述的带伺服驱动装置的机械千斤顶，其特征在于：它包括伺服驱动装置（1），伺服驱动装置（1）包括电动机（10），伺服驱动装置（1）可实现电动机（10）转速的控制以及启停的控制。

4.根据权利要求3所述的带伺服驱动装置的机械千斤顶，其特征在于：还包括压力传感器（5）、间隙传感器（4），压力传感器（5）用于监测承载物对机械千斤顶（2）的压力，间隙传感器（4）用于监测螺杆（3）顶面与承载物间隙。

5.根据权利要求4所述的带伺服驱动装置的机械千斤顶，其特征在于：还包括弹簧线（16），弹簧线（16）连接间隙传感器（4）和压力传感器（5），通过螺杆（3）穿出到下端盖（12）（12），封板（17）安装在下端盖底部。

6.根据权利要求3所述的带伺服驱动装置的机械千斤顶，其特征在于：还包括磁致伸缩位移传感器（15），磁致伸缩位移传感器（15）通过法兰连接安装在下端盖（12）上并伸入螺杆（3）内。

7.根据权利要求2所述的带伺服驱动装置的机械千斤顶，其特征在于：所述限位机构包括上端盖（18）和下端盖（12），上端盖（18）与下端盖（12）分别设于大齿轮螺母（6）上下两端并通过螺栓（13）与顶身（11）连接。

8.根据权利要求1或2或4或5或6或7所述的带伺服驱动装置的机械千斤顶，其特征在于：在螺杆（3）底部设有导向体（14），对应的在顶身（11）内壁设有导向槽。

9.一种带伺服驱动装置的机械千斤顶的控制方法，步骤如下：

步骤1：间隙调整，启动伺服电机（10）螺杆（3）上升，调整螺杆（3）顶面与承载物间隙；

步骤2：跟随上升操作，开启伺服电机（10），伺服电机（10）驱动小齿轮（7）转动，带动大齿轮螺母（6）围绕螺杆（3）顺时针旋转运动，机械千斤顶（2）螺杆（3）上升，间隙传感器（4）监测螺杆（3）顶面与承载物间隙，调整伺服电机（10）的转速，保持间隙在设定范围内；

步骤3：上升到位锁紧，跟随上升到目标位置后，让机械千斤顶（2）螺杆（3）顶面贴死承载物，大齿轮螺母（6）紧贴机械千斤顶（2）上端盖（18），关闭伺服电机（10），机械千斤顶（2）受压锁紧；

步骤4：下落跟随前解锁，起重千斤顶活塞杆伸出承重，启动伺服电机（10），伺服电机（10）驱动小齿轮（7）转动，带动大齿轮螺母（6）围绕螺杆（3）逆时针旋转运动，调整螺杆（3）顶面与承载物间隙；

步骤5：跟随下落操作，开启伺服电机（10），伺服电机（10）驱动小齿轮（7）转动，带动大齿轮螺母（6）围绕螺杆（3）逆时针旋转运动，机械千斤顶（2）螺杆（3）下落，间隙传感器（4）监测螺杆（3）顶面与承载物间隙，调整伺服电机（10）的转速，保持间隙在设定范围内；

步骤6：下落到位锁紧，跟随下落到目标位置后，让机械千斤顶（2）螺杆（3）顶面贴死承载物，大齿轮螺母（6）紧贴机械千斤顶（2）上端盖（18），关闭伺服电机（10），机械千斤顶（2）受压锁紧。

Images