CN112173999A - 一种抗晃型吊塔及控制方法 - Google Patents

一种抗晃型吊塔及控制方法 Download PDF

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易金刚
刘兴辉
刘小林
陈杰
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Abstract

本发明公开了一种抗晃型吊塔，包括：支撑塔；平衡臂，所述平衡臂通过连接组件连接在支撑塔上部；还包括：陀螺减摇器，所述陀螺减摇器连接在支撑塔上部，陀螺减摇器的转轴与竖直方向平行，陀螺减摇器的转子转轴与方向竖直时的支撑塔中轴线重合。以解决现有技术加强吊塔结构需要将吊塔结构重新设计推到重来，并且所用材料也会增加，最终导致成本增加的问题。

Description

一种抗晃型吊塔及控制方法
技术领域
本发明涉及吊塔技术领域，尤其涉及一种抗晃型吊塔及控制方法。
背景技术
在火电厂建设中，吊塔是必不可少的工具，它被用来将物料从低处转运到高处，而火电站的锅炉高度较高，为了满足锅炉建设吊塔也必须被建得很高。现有的吊塔包括支撑塔和平衡臂，平衡臂通过连接组件连接在支撑塔上部，使用时通过增加支撑塔高度，将连接组件与支撑塔的连接位置上移，就能使平衡臂也跟着上移。但现有的吊塔随着高度的升高，在风大时容易产生较大的摇晃，较大摇晃一是会使得操作人员产生不适，二是容易使吊塔的受力件产生疲劳裂纹，严重甚至会导致吊塔断裂发生事故。传统的解决方案采用加强吊塔结构的方案，这种方案虽然能解决部分问题，但是加强吊塔结构需要将吊塔结构重新设计推到重来，并且所用材料也会增加，最终导致成本增加。
发明内容
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的是提供一种抗晃型吊塔及控制方法。
本发明的技术方案是：一种抗晃型吊塔，包括：
支撑塔；
平衡臂，所述平衡臂通过连接组件连接在支撑塔上部；
还包括：
陀螺减摇器，所述陀螺减摇器连接在支撑塔上部，陀螺减摇器的转轴与竖直方向平行，陀螺减摇器的转子转轴与方向竖直时的支撑塔中轴线重合。
进一步地，所述陀螺减摇器通过连接组件连接在支撑塔上部，陀螺减摇器固定连接在连接组件底部。
可选地，所述陀螺减摇器包括：
壳体，所述壳体外部与连接组件底部连接；
转子，所述转子转动连接在壳体内；
驱动马达，所述驱动马达与转子转轴连接，驱动马达驱动转子转动。
进一步地，还包括：
控制器，所述控制器与驱动马达电连接。
倾角传感器，所述倾角传感器固定连接在壳体上，倾角传感器的Z轴与转子的转子平行，倾角传感器与控制器电连接。
进一步地，还包括：
风速传感器，所述风速传感器设置在支撑塔上，风速传感器与控制器电连接。
进一步地，还包括：
晶闸管，所述控制器通过晶闸管与驱动马达电连接。
一种所述抗晃型吊塔的控制方法，所述方法包括以下步骤：
S1、当风速传感器检测到风力大于10m/s时，控制器启动倾角传感器检测当前倾角θ；
S2、倾角传感器将当前倾角θ发送给控制器；
S3、控制器将当前倾角θ与设定值a对比，，如果当前倾角的绝对值|θ|<a，则控制器控制晶闸管使驱动马达通电，如果当前倾角的绝对值|θ|>a，则控制器控制晶闸管使驱动马达断电。
进一步地，所述设定值a=1°。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，
1）本发明通过在支撑塔上部连接陀螺减摇器，当吊塔摇晃较大时，打开陀螺减摇器，降低吊塔的晃动，相比传统通过重新设计吊塔结构增加吊塔结构强度的办法，只需将陀螺减摇器连接在吊塔上部，无需重新设计吊塔结构，也无需增加吊塔用料，就能减轻吊塔晃动，并且相对传统方法降低了成本；
2）本发明中的通过将陀螺减摇器固定在连接组件上，当平衡臂高度调节时，连接在连接组件上的陀螺减摇器高度也随着调节，始终保持陀螺减摇器位于支撑塔上部；
3）本发明中在使用时，驱动马达驱动转子转动使陀螺减摇器产生一个在竖直方向的角动量，由于陀螺减摇器与吊塔连接，当吊塔摇晃时会产生倾斜，由于角动量守恒，转子竖直方向的角动量会产生一个对抗吊塔倾斜的力，使得吊塔晃动减小；
4）本发明使用时通过倾角传感器检测陀螺减摇器的转轴倾斜角度，当倾斜角度小于一定值才驱动马达才驱动转子转动，避免转子产生倾斜于竖直方向的角动量，导致吊塔倾斜；
5）本发明通过风速传感器检测当前吊塔风速，根据风速启动陀螺减摇器，避免风速较小时也打开陀螺减摇器导致能源浪费；
6）本发明中控制器通过晶闸管控制驱动马达启停，晶闸管具有相应频率高的优点，以适应吊塔高频晃动时对驱动马达的启停控制；
7）本发明通过控制器判断风速大小启动陀螺减摇器，避免风速较小时也打开陀螺减摇器导致能源浪费，然后通过倾角传感器检测当前倾角θ，控制器比较当前倾角θ与设定值a，使得当倾斜角度小于一定值才驱动马达才驱动转子转动，避免转子产生倾斜于竖直方向的角动量，导致吊塔倾斜；
8）本发明通过使设定值a=1°，使得转子的角动量与竖直方向的倾角控制在1°以内，同时也避免转子的转速得不到补充，导致陀螺减摇器失效。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的陀螺减摇器的结构示意图；
图3为本发明的电路连接框图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：
实施实例1：本实施例一种抗晃型吊塔，包括：支撑塔1；平衡臂2，所述平衡臂2通过连接组件3连接在支撑塔1上部；还包括：陀螺减摇器4，所述陀螺减摇器4连接在支撑塔1上部，陀螺减摇器4的转轴与竖直方向平行，陀螺减摇器4的转子4-2转轴与方向竖直时的支撑塔1中轴线重合。
进一步地，所述陀螺减摇器4通过连接组件3连接在支撑塔1上部，陀螺减摇器4焊接连接或螺栓连接在连接组件3底部。
可选地，所述陀螺减摇器4包括：壳体4-1，所述壳体4-1外部与连接组件3底部连接；转子4-2，所述转子4-2转动连接在壳体4-1内；驱动马达4-3，所述驱动马达4-3与转子4-2转轴连接，驱动马达4-3驱动转子4-2转动。
进一步地，还包括：控制器4-5，所述控制器4-5与驱动马达4-3导线连接。
倾角传感器4-4，所述倾角传感器4-4螺栓连接在壳体4-1上，倾角传感器4-4的Z轴与转子4-2的转子4-2平行，倾角传感器4-4与控制器4-5导线连接。
进一步地，还包括：风速传感器4-7，所述风速传感器4-7设置在支撑塔1上，风速传感器4-7与控制器4-5导线连接或无线电连接。
进一步地，还包括：晶闸管4-6，所述控制器4-5通过晶闸管4-6与驱动马达4-3导线连接。
一种所述抗晃型吊塔的控制方法，所述方法包括以下步骤：
S1、当风速传感器4-7检测到风力大于10m/s时，控制器4-5启动倾角传感器4-4检测当前倾角θ；
S2、倾角传感器4-4将当前倾角θ发送给控制器4-5；
S3、控制器4-5将当前倾角θ与设定值a对比，，如果当前倾角的绝对值|θ|<a，则控制器4-5控制晶闸管4-6使驱动马达4-3通电，如果当前倾角的绝对值|θ|>a，则控制器4-5控制晶闸管4-6使驱动马达4-3断电。
进一步地，所述设定值a=1°。
本发明的优点是：
1）本发明通过在支撑塔1上部连接陀螺减摇器4，当吊塔摇晃较大时，打开陀螺减摇器4，降低吊塔的晃动，相比传统通过重新设计吊塔结构增加吊塔结构强度的办法，只需将陀螺减摇器4连接在吊塔上部，无需重新设计吊塔结构，也无需增加吊塔用料，就能减轻吊塔晃动，并且相对传统方法降低了成本；
2）本发明中的通过将陀螺减摇器4固定在连接组件3上，当平衡臂2高度调节时，连接在连接组件3上的陀螺减摇器4高度也随着调节，始终保持陀螺减摇器4位于支撑塔1上部；
3）本发明中在使用时，驱动马达4-3驱动转子4-2转动使陀螺减摇器4产生一个在竖直方向的角动量，由于陀螺减摇器4与吊塔连接，当吊塔摇晃时会产生倾斜，由于角动量守恒，转子4-2竖直方向的角动量会产生一个对抗吊塔倾斜的力，使得吊塔晃动减小；
4）本发明使用时通过倾角传感器4-4检测陀螺减摇器4的转轴倾斜角度，当倾斜角度小于一定值才驱动马达4-3才驱动转子4-2转动，避免转子4-2产生倾斜于竖直方向的角动量，导致吊塔倾斜；
5）本发明通过风速传感器4-7检测当前吊塔风速，根据风速启动陀螺减摇器4，避免风速较小时也打开陀螺减摇器4导致能源浪费；
6）本发明中控制器4-5通过晶闸管4-6控制驱动马达4-3启停，晶闸管4-6具有相应频率高的优点，以适应吊塔高频晃动时对驱动马达4-3的启停控制；
7）本发明通过控制器4-5判断风速大小启动陀螺减摇器4，避免风速较小时也打开陀螺减摇器4导致能源浪费，然后通过倾角传感器4-4检测当前倾角θ，控制器4-5比较当前倾角θ与设定值a，使得当倾斜角度小于一定值才驱动马达4-3才驱动转子4-2转动，避免转子4-2产生倾斜于竖直方向的角动量，导致吊塔倾斜；
8）本发明通过使设定值a=1°，使得转子4-2的角动量与竖直方向的倾角控制在1°以内，同时也避免转子4-2的转速得不到补充，导致陀螺减摇器4失效。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种抗晃型吊塔，包括：
支撑塔（1）；
平衡臂（2），所述平衡臂（2）通过连接组件（3）连接在支撑塔（1）上部；
其特征在于，还包括：
陀螺减摇器（4），所述陀螺减摇器（4）连接在支撑塔（1）上部，陀螺减摇器（4）的转轴与竖直方向平行，陀螺减摇器（4）的转子（4-2）转轴与方向竖直时的支撑塔（1）中轴线重合。
2.根据权利要求1所述抗晃型吊塔，其特征在于，所述陀螺减摇器（4）通过连接组件（3）连接在支撑塔（1）上部，陀螺减摇器（4）固定连接在连接组件（3）底部。
3.根据权利要求2所述抗晃型吊塔，其特征在于，所述陀螺减摇器（4）包括：
壳体（4-1），所述壳体（4-1）外部与连接组件（3）底部连接；
转子（4-2），所述转子（4-2）转动连接在壳体（4-1）内；
驱动马达（4-3），所述驱动马达（4-3）与转子（4-2）转轴连接，驱动马达（4-3）驱动转子（4-2）转动。
4.根据权利要求3所述抗晃型吊塔，其特征在于，还包括：
控制器（4-5），所述控制器（4-5）与驱动马达（4-3）电连接。
5.倾角传感器（4-4），所述倾角传感器（4-4）固定连接在壳体（4-1）上，倾角传感器（4-4）的Z轴与转子（4-2）的转子（4-2）平行，倾角传感器（4-4）与控制器（4-5）电连接。
6.根据权利要求4所述抗晃型吊塔，其特征在于，还包括：
风速传感器（4-7），所述风速传感器（4-7）设置在支撑塔（1）上，风速传感器（4-7）与控制器（4-5）电连接。
7.根据权利要求5所述抗晃型吊塔，其特征在于，还包括：
晶闸管（4-6），所述控制器（4-5）通过晶闸管（4-6）与驱动马达（4-3）电连接，
一种权利要求6所述抗晃型吊塔的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、当风速传感器（4-7）检测到风力大于10m/s时，控制器（4-5）启动倾角传感器（4-4）检测当前倾角θ；
S2、倾角传感器（4-4）将当前倾角θ发送给控制器（4-5）；
S3、控制器（4-5）将当前倾角θ与设定值a对比，，如果当前倾角的绝对值|θ|<a，则控制器（4-5）控制晶闸管（4-6）使驱动马达（4-3）通电，如果当前倾角的绝对值|θ|>a，则控制器（4-5）控制晶闸管（4-6）使驱动马达（4-3）断电。
8.根据权利要求7所述抗晃型吊塔的控制方法，其特征在于，所述设定值a=1°。
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