CN113003450B - 一种塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制系统和控制方法 - Google Patents

一种塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制系统和控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制系统和控制方法，塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制系统，包括箱体，所述箱体的内部固定安装有单片机，所述单片机的顶部活动设置有旁路按钮。本发明通过在单片机的底部活动设置有镜面反射型光电开关，镜面反射型光电开关除了用于编码器位置信号较准，本身还不依赖于编码器位置信号，通过单片机的内部特殊算法得到预设减速及停止功能以达到达到防冲顶软限位保护目的，当挂钩达到预设的防冲顶减速区、防冲顶上停止区范置内时，蜂鸣器及触摸屏将会发出相应的语音或声光报警用于提示操作人员作相应的规范安全操作，从而也可以达到人工安全操作防冲顶目的。

Description

一种塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制系统和控制方法
技术领域
本发明涉及建筑起重机械控制安全技术领域，具体为一种塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制系统和控制方法。
背景技术
近年来随着城镇化和建筑工业化的进一步加速，随着建筑工程规模的扩大和速度的提高，塔式起重机是现代工业和民用建筑中的重要起重设备，在建筑安装施工过程中，得到较为广泛的应用，塔式起重机起升系统一般由起升电机、减速机、卷筒、制动器、钢丝绳、滑轮组、挂勾等组成，塔式起重机在日常使用运行过程中，挂钩上升、下降垂直运动、停止需要通过起升操作手柄进行人工操作，挂钩冲顶导致主钢丝绳拉断从而引发吊钩坠落的安全事故时有发生，为此，为了防止塔式起重机挂钩起升超高而损坏设备发生安全事故，每台塔式起重机上起升机构上加装机械凸轮式多功能高度限制器，当挂钩上升达到特定位置时通过调整好机械多功能调度限位器凸轮开关，使其当挂钩上升到离臂架1-2米时自动切断上升方向的电源，自动控制起升电机停机，防止吊钩继续上升，以防止冲顶坠落事故的发生，起到防患于未然的目的，而在使用过程中，现有的塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制系统存在很多问题或缺陷：
传统的塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制系统在实际使用中，多采用电子方式，由于控制方案等原因造成需要零位点人工手动校准且是通过变频器结合方式属于专机变频控制系统，造成通用性不是很好，同时经常会因为机械减速点、停止开关的标定不准确或在顶升加节过程中忘记重新标定或风吹日晒环境机械触点老化，而且由于是开关量信号非常容易被短接等容易导致其失效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制系统和控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制系统，包括箱体，所述箱体的内部固定安装有单片机，所述单片机的顶部活动设置有旁路按钮，所述旁路按钮的一侧活动设置有起升操作手柄，所述起升操作手柄的一侧活动设置有校准按钮，所述单片机的底部活动设置有镜面反射型光电开关，所述镜面反射型光电开关的一侧固定安装有触摸屏，所述触摸屏的一侧固定安装有蜂鸣器，所述蜂鸣器的一侧固定安装有编码器，所述编码器的一侧固定安装有多功能限位器，所述多功能限位器的底部固定安装有减速电机，所述减速电机的另一侧固定设置有散热组件，所述箱体的底部固定安装有底座，所述箱体的表面固定设置有门框。
优选的，所述编码器与多功能限位器均与减速电机的驱动轴连接。
优选的，所述镜面反射型光电开关的光电开关部分安装于变幅小车上，对于镜面部分安装于挂钩上面，所述镜面反射型光电开关的部分与单片机进行电性连接。
优选的，所述单片机的通讯端口及开关量输出端子均与需要控制的塔式起重机电控系统电性连接。
优选的，所述编码器、旁路按钮、校准按钮、触摸屏、蜂鸣器、起升操作手柄、多功能限位器通过通讯线均与单片机进行电性连接。
优选的，所述散热组件包括散热槽，散热槽的内部固定安装有风扇，风扇的一侧固定安装有制冷基片，制冷基片的一侧固定设置有过滤网。
优选的，所述散热槽的另一侧固定安装有限位块，限位块之间活动设置有第一防尘网。
优选的，所述门框的表面通过铰链活动安装有门体，门体的表面固定设置有观察窗，观察窗的两端固定设置有散热孔，散热孔的内部固定设置有第二防尘网，观察窗的一侧固定安装有门把手。
一种塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制方法，包括以下步骤：
S1、首先，通过在单片机的底部活动设置有镜面反射型光电开关，镜面反射型光电开关除了用于编码器位置信号较准，本身还不依赖于编码器位置信号，通过单片机的内部特殊算法得到预设减速及停止功能以达到达到防冲顶软限位保护目的，当挂钩达到预设的防冲顶减速区、防冲顶上停止区范置内时，蜂鸣器及触摸屏将会发出相应的语音或声光报警用于提示操作人员作相应的规范安全操作，从而也可以达到人工安全操作防冲顶目的。
S2、其次，通过在箱体的内部固定安装有单片机，从上至下依次通过触摸屏预设防冲顶零位基准点、防冲顶减速区、防冲顶上停止区、挂钩实际位置较准点等，每次起升机构上升时，单片机通过编码器读取挂钩的所处的实实位置信息，挂钩到达预设的挂钩较准点时位置时，镜面反射型光电开关或多功能限位器将会动作后给单片机反馈挂钩实际位置较准信号，单片机将会对所处位置自动较准及进行相应逻辑控制流程换算，当挂钩上升到达预设的防冲顶减速区范围内位置时，单片机将会给塔式起重机电控系统发送起升机构减速电机低速减速信号，使其起升机构减速电机向上降速低速运行，当挂钩上升到达预设的防冲顶停止区范围内位置时，单片机将会给塔式起重机电控系统发送起升机构减速电机低速减速及停止信号，使其起升机构减速电机减速停机从而达到防冲顶软限位保护目的。
S3、最后，通过在编码器的一侧固定安装有多功能限位器，此系统采用单片机结合镜面反射型光电开关或多功能限位器及编码器，经过内部特殊算法得到预设减速及停止功能达到多重防冲项保护的功能，更安全、更可靠。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在单片机的底部活动设置有镜面反射型光电开关，镜面反射型光电开关除了用于编码器位置信号较准，本身还不依赖于编码器位置信号，通过单片机的内部特殊算法得到预设减速及停止功能以达到达到防冲顶软限位保护目的，当挂钩达到预设的防冲顶减速区、防冲顶上停止区范置内时，蜂鸣器及触摸屏将会发出相应的语音或声光报警用于提示操作人员作相应的规范安全操作，从而也可以达到人工安全操作防冲顶目的，解决了传统的多采用电子方式，由于控制方案等原因造成需要零位点人工手动校准且是通过变频器结合方式属于专机变频控制系统，造成通用性不是很好的问题。
本发明通过在箱体的内部固定安装有单片机，从上至下依次通过触摸屏预设防冲顶零位基准点、防冲顶减速区、防冲顶上停止区、挂钩实际位置较准点等，每次起升机构上升时，单片机通过编码器读取挂钩的所处的实实位置信息，挂钩到达预设的挂钩较准点时位置时，镜面反射型光电开关或多功能限位器将会动作后给单片机反馈挂钩实际位置较准信号，单片机将会对所处位置自动较准及进行相应逻辑控制流程换算，当挂钩上升到达预设的防冲顶减速区范围内位置时，单片机将会给塔式起重机电控系统发送起升机构减速电机低速减速信号，使其起升机构减速电机向上降速低速运行，当挂钩上升到达预设的防冲顶停止区范围内位置时，单片机将会给塔式起重机电控系统发送起升机构减速电机低速减速及停止信号，使其起升机构减速电机减速停机从而达到防冲顶软限位保护目的，解决了传统的经常会因为机械减速点、停止开关的标定不准确或在顶升加节过程中忘记重新标定或风吹日晒环境机械触点老化，而且由于是开关量信号非常容易被短接等容易导致其失效的问题。
本发明通过在编码器的一侧固定安装有多功能限位器，此系统采用单片机结合镜面反射型光电开关或多功能限位器及编码器，经过内部特殊算法得到预设减速及停止功能达到多重防冲项保护的功能，更安全、更可靠。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的主视图；
图3为本发明的散热组件局部结构示意图；
图4为本发明的挂钩防冲顶软限位控制系统控制配置图；
图5为本发明的挂钩防冲顶软限位控制系统控制流程图。
图中：1、旁路按钮；2、单片机；3、触摸屏；4、镜面反射型光电开关；5、散热组件；501、散热槽；502、第一防尘网；503、限位块；504、风扇；505、制冷基片；506、过滤网；6、起升操作手柄；7、校准按钮；8、箱体；9、蜂鸣器；10、编码器；11、多功能限位器；12、减速电机；13、底座；14、门框；1401、门体；1402、观察窗；1403、散热孔；1404、门把手；1405、第二防尘网；15、通讯线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制系统，包括箱体8，箱体8的内部固定安装有单片机2，单片机2的通讯端口及开关量输出端子均与需要控制的塔式起重机电控系统电性连接，单片机2的顶部活动设置有旁路按钮1，旁路按钮1的一侧活动设置有起升操作手柄6，起升操作手柄6的一侧活动设置有校准按钮7，通过在箱体8的内部固定安装有单片机2，从上至下依次通过触摸屏3预设防冲顶零位基准点、防冲顶减速区、防冲顶上停止区、挂钩实际位置较准点等，每次起升机构上升时，单片机2通过编码器10读取挂钩的所处的实实位置信息，挂钩到达预设的挂钩较准点时位置时，镜面反射型光电开关4或多功能限位器11将会动作后给单片机2反馈挂钩实际位置较准信号，单片机2将会对所处位置自动较准及进行相应逻辑控制流程换算，当挂钩上升到达预设的防冲顶减速区范围内位置时，单片机2将会给塔式起重机电控系统发送起升机构减速电机12低速减速信号，使其起升机构减速电机12向上降速低速运行，当挂钩上升到达预设的防冲顶停止区范围内位置时，单片机2将会给塔式起重机电控系统发送起升机构减速电机12低速减速及停止信号，使其起升机构减速电机12减速停机从而达到防冲顶软限位保护目的，解决了传统的经常会因为机械减速点、停止开关的标定不准确或在顶升加节过程中忘记重新标定或风吹日晒环境机械触点老化，而且由于是开关量信号非常容易被短接等容易导致其失效的问题。
单片机2的底部活动设置有镜面反射型光电开关4，镜面反射型光电开关4的光电开关部分安装于变幅小车上，对于镜面部分安装于挂钩上面，镜面反射型光电开关4的部分与单片机2进行电性连接，镜面反射型光电开关4的一侧固定安装有触摸屏3，触摸屏3的一侧固定安装有蜂鸣器9，通过在单片机2的底部活动设置有镜面反射型光电开关4，镜面反射型光电开关4除了用于编码器10位置信号较准，本身还不依赖于编码器10位置信号，通过单片机2的内部特殊算法得到预设减速及停止功能以达到达到防冲顶软限位保护目的，当挂钩达到预设的防冲顶减速区、防冲顶上停止区范置内时，蜂鸣器9及触摸屏3将会发出相应的语音或声光报警用于提示操作人员作相应的规范安全操作，从而也可以达到人工安全操作防冲顶目的，解决了传统的多采用电子方式，由于控制方案等原因造成需要零位点人工手动校准且是通过变频器结合方式属于专机变频控制系统，造成通用性不是很好的问题，蜂鸣器9的一侧固定安装有编码器10，编码器10、旁路按钮1、校准按钮7、触摸屏3、蜂鸣器9、起升操作手柄6、多功能限位器11通过通讯线15均与单片机2进行电性连接，编码器10的一侧固定安装有多功能限位器11，编码器10与多功能限位器11均与减速电机12的驱动轴连接，多功能限位器11的底部固定安装有减速电机12，减速电机12的另一侧固定设置有散热组件5，散热组件5包括散热槽501，散热槽501的内部固定安装有风扇504，风扇504的一侧固定安装有制冷基片505，制冷基片505的一侧固定设置有过滤网506，散热槽501的另一侧固定安装有限位块503，限位块503之间活动设置有第一防尘网502，箱体8的底部固定安装有底座13，箱体8的表面固定设置有门框14，门框14的表面通过铰链活动安装有门体1401，门体1401的表面固定设置有观察窗1402，观察窗1402的两端固定设置有散热孔1403，散热孔1403的内部固定设置有第二防尘网1405，观察窗1402的一侧固定安装有门把手1404，使用时，通过在编码器10的一侧固定安装有多功能限位器11，此系统采用单片机2结合镜面反射型光电开关4或多功能限位器11及编码器10，经过内部特殊算法得到预设减速及停止功能达到多重防冲项保护的功能，更安全、更可靠，通过设置有散热组件5，能够利用风扇504旋转产生的风力将制冷基片505散发的冷气吹向箱体8内进行降温，通过设置有过滤网506，用于对制冷基片505产生的冷气进行除湿作用，保证散热过程中的安全性，同时设置有第一防尘网502，防止在散热过程中外界灰尘进入箱体8内，影响箱体8内电器元件的正常工作，设置有门框14，通过拉动门把手1404打开门体1401，可以对箱体8内的电器元件进行检修，设置有散热孔1403，提高散热的效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制系统，包括箱体(8)，其特征在于：所述箱体(8)的内部固定安装有单片机(2)，所述单片机(2)的顶部活动设置有旁路按钮(1)，所述旁路按钮(1)的一侧活动设置有起升操作手柄(6)，所述起升操作手柄(6)的一侧活动设置有校准按钮(7)，所述单片机(2)的底部活动设置有镜面反射型光电开关(4)，所述镜面反射型光电开关(4)的一侧固定安装有触摸屏(3)，所述触摸屏(3)的一侧固定安装有蜂鸣器(9)，所述蜂鸣器(9)的一侧固定安装有编码器(10)，所述编码器(10)的一侧固定安装有多功能限位器(11)，所述多功能限位器(11)的底部固定安装有减速电机(12)，所述减速电机(12)的另一侧固定设置有散热组件(5)，所述箱体(8)的底部固定安装有底座(13)，所述箱体(8)的表面固定设置有门框(14)。
2.根据权利要求1所述的一种塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制系统，其特征在于：所述编码器(10)与多功能限位器(11)均与减速电机(12)的驱动轴连接。
3.根据权利要求1所述的一种塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制系统，其特征在于：所述镜面反射型光电开关(4)的光电开关部分安装于变幅小车上，对于镜面部分安装于挂钩上面，所述镜面反射型光电开关(4)的部分与单片机(2)进行电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制系统，其特征在于：所述单片机(2)的通讯端口及开关量输出端子均与需要控制的塔式起重机电控系统电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制系统，其特征在于：所述编码器(10)、旁路按钮(1)、校准按钮(7)、触摸屏(3)、蜂鸣器(9)、起升操作手柄(6)、多功能限位器(11)通过通讯线(15)均与单片机(2)进行电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制系统，其特征在于：所述散热组件(5)包括散热槽(501)，散热槽(501)的内部固定安装有风扇(504)，风扇(504)的一侧固定安装有制冷基片(505)，制冷基片(505)的一侧固定设置有过滤网(506)。
7.根据权利要求6所述的一种塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制系统，其特征在于：所述散热槽(501)的另一侧固定安装有限位块(503)，限位块(503)之间活动设置有第一防尘网(502)。
8.根据权利要求1所述的一种塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制系统，其特征在于：所述门框(14)的表面通过铰链活动安装有门体(1401)，门体(1401)的表面固定设置有观察窗(1402)，观察窗(1402)的两端固定设置有散热孔(1403)，散热孔(1403)的内部固定设置有第二防尘网(1405)，观察窗(1402)的一侧固定安装有门把手(1404)。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种塔式起重机挂钩防冲顶软限位控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、首先，通过在单片机(2)的底部活动设置有镜面反射型光电开关(4)，镜面反射型光电开关(4)除了用于编码器(10)位置信号较准，本身还不依赖于编码器(10)位置信号，通过单片机(2)的内部算法得到预设减速及停止功能以达到防冲顶软限位保护目的，当挂钩达到预设的防冲顶减速区、防冲顶上停止区范置内时，蜂鸣器(9)及触摸屏(3)将会发出相应的语音或声光报警用于提示操作人员作相应的规范安全操作，从而也可以达到人工安全操作防冲顶目的；
S2、其次，通过在箱体(8)的内部固定安装有单片机(2)，从上至下依次通过触摸屏(3)预设防冲顶零位基准点、防冲顶减速区、防冲顶上停止区、挂钩实际位置较准点等，每次起升机构上升时，单片机(2)通过编码器(10)读取挂钩的所处的实时位置信息，挂钩到达预设的挂钩较准点时位置时，镜面反射型光电开关(4)或多功能限位器(11)将会动作后给单片机(2)反馈挂钩实际位置较准信号，单片机(2)将会对所处位置自动较准及进行相应逻辑控制流程换算，当挂钩上升到达预设的防冲顶减速区范围内位置时，单片机(2)将会给塔式起重机电控系统发送起升机构减速电机(12)低速减速信号，使其起升机构减速电机(12)向上降速低速运行，当挂钩上升到达预设的防冲顶停止区范围内位置时，单片机(2)将会给塔式起重机电控系统发送起升机构减速电机(12)低速减速及停止信号，使其起升机构减速电机(12)减速停机从而达到防冲顶软限位保护目的；
S3、最后，通过在编码器(10)的一侧固定安装有多功能限位器(11)，此系统采用单片机(2)结合镜面反射型光电开关(4)或多功能限位器(11)及编码器(10)，经过内部算法得到预设减速及停止功能达到多重防冲项保护的功能，更安全、更可靠。
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