CN114348872A - 一种起重旋转吊具用智能姿态控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种起重旋转吊具用智能姿态控制系统，包括：动能部，提供动能使起重器进行旋转；挂梁，用于连接吊点与吊物；电源，预设在挂梁内为系统提供稳定电能；电子罗盘，设置在挂梁上用于实时监测回转角度数据；解算器与控制器，与电子罗盘连接；根据电子罗盘监测的回转角度数据给动能部具体的运动数据；电子罗盘实时监测挂梁的姿态数据，并反馈给解算器与控制器，完成闭环控制。本发明的控制系统组成结构稳定可靠，简化了传统吊具中的机械传动部分，维护简单方便，有利于在工业场所长期运行。且本发明的适应性强，检测精度较高对起升绳系的形式没有特殊要求，普通吊钩组也可适用，并且有利于对设备进行精准控制。

Description

一种起重旋转吊具用智能姿态控制系统

技术领域

本发明涉及起重运输系统的技术领域，具体而言，尤其涉及一种起重旋转吊具用智能姿态控制系统。

背景技术

目前现有的具有水平旋转功能的吊具，在吊具旋转时，上部钢丝绳首先产生与运动速度反向的力矩，下部回转部分才能稳定转动。因此，钢丝绳系必须选用能够建立水平扭矩的形式。对于普通带有推力轴承的吊钩，依靠既有的吊具形式很难实现在水平面内的可控旋转运动。吊具的旋转部分大多采取齿轮传动形式，即驱动机构和小齿轮组成的传动机构固定安装在非旋转部分。旋转部分安装有固定的大齿圈，小齿轮和大齿圈组成一对传动副，将动力传递至整个旋转部分。

这种广泛采用的形式具有以下几点不足：

1.吊具的非旋转部分与钢丝绳或吊钩的连接形式必须经特殊设计。如，钢丝绳系采用双绳或四绳，吊钩组不能有推力轴承等。

2.对于吊具整体来说，分为上下两部分，一般为供电方便，上部为与起升绳或吊钩连接的非旋转部分，驱动装置安装其上。下部为旋转部分，动力动过齿轮副传递。上下两部分之间采用回转轴承(同时承受径向力和轴向力)。

3.起制动时的冲击无法消除。由于形式上的特点，吊具旋转时绳系内的各绳拉力发生变化或产生微小位移，当运动趋势改变时，静力平衡状态被打破，吊具会产生不可控的摇晃。

发明内容

根据上述提出背景技术中提到的技术问题，而提供一种起重旋转吊具用智能姿态控制系统。本发明所述的系统基于惯性矩定理的，以惯性飞轮为主要驱动形式的，可以对吊具的旋转运动过程进行可靠干预。此外，吊具中的驱动部分与旋转工作部分固定为一体，无机械传动部分，减少了故障点和使用维护工作量，解决传统吊具启停摇摆的控制问题。

本发明采用的技术手段如下：

一种起重旋转吊具用智能姿态控制系统，包括：

动能部，提供动能使起重器进行旋转；

挂梁，用于连接吊点与吊物、

电源，预设在所述挂梁内为所述系统提供稳定电能、

电子罗盘，设置在所述挂梁上用于实时监测回转角度数据

解算器与控制器，与所述电子罗盘连接；根据所述电子罗盘监测的回转角度数据给所述动能部具体的运动数据；

所述电子罗盘实时监测所述挂梁的姿态数据，并反馈给所述解算器与控制器，完成闭环控制。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明所述的控制系统组成结构稳定可靠，简化了传统吊具中的机械传动部分，维护简单方便，有利于在工业场所长期运行。

2、本发明所述的控制系统的适应性强，对起升绳系的形式没有特殊要求，普通吊钩组也可适用本系统。

3、本发明所述的控制系统的检测精度较高，有利于对设备进行精准控制，尤其有利于相关起重机械的智能化、数字化、无人化发展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的机构运动简图(典型形式)。

图2为本发明实施例二的一体式双飞轮实施形式。

图3为本发明实施例三的一体式单飞轮实施形式。

图中：1、惯性飞轮；2、驱动电机；3、挂梁；4、电源；5、电子罗盘；6、解算器与控制器；7、吊点及回转支撑；8、吊钩连接吊点直接与吊钩连接；9、飞轮；10、电机的转子部分。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种起重旋转吊具用智能姿态控制系统，包括：

动能部，提供动能使起重器进行旋转；

挂梁3，用于连接吊点与吊物；

电源4，预设在所述挂梁内为所述系统提供稳定电能；

电子罗盘5，设置在所述挂梁上用于实时监测回转角度数据；

解算器与控制器6，与所述电子罗盘连接；根据所述电子罗盘监测的回转角度数据给所述动能部具体的运动数据；

所述电子罗盘5实时监测所述挂梁3的姿态数据，并反馈给所述解算器与控制器6，完成闭环控制。

作为本申请的一种实施例在本实施例中动能部是与挂梁3一体式设置的惯性飞轮1以及驱动电机2。如图1所示，驱动电机2带动惯性飞轮1旋转，则挂梁3开始绕吊点及回转支撑7同步旋转；电子罗盘5实时监测挂梁3的回转角度，解算器与控制器6根据电子罗盘5的监测数据控制驱动电机的运动参数；通过吊点及回转支撑7的上部与起升绳系相连，下部带有滚动推力轴承，承受挂梁的重量并限制挂梁的运动轨迹。

作为优选的实施方式，在本实施例中，挂梁3下方还设置有电磁铁执行装置。

实施例2

如图2所示，在实施例一的基础上，本实施例的动能部包括：与挂梁一体式设置的惯性飞轮1以及驱动电机2。在此与实施例一相同的部分在本实施例中不进行赘述，只针对区别于实施例一的内容进行描述。

本实施例中，驱动电机2带动惯性飞轮1旋转，则挂梁3通过吊钩连接吊点8直接与吊钩连接，通过吊钩中的推力轴承实现转动，实现多电机驱动；电子罗盘实时监测挂梁的回转角度，解算器与控制器根据电子罗盘的监测数据控制驱动电机的运动参数。

实施例三：

区别于实施例一与实施例二本实施例采用单惯性飞轮驱动。在此与实施例一相同的部分在本实施例中不进行赘述，只针对区别于实施例一的内容进行描述。

如图3所示，动能部包括：固接为一体的飞轮9与电机的转子10；挂梁3通过吊钩连接吊点8直接与吊钩连接，电机的回转中心与吊具的回转中心同心，实现单电机驱动。电机的转子的内圈与挂梁3固定为一体。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种起重旋转吊具用智能姿态控制系统，其特征在于，包括：

动能部，提供动能使起重器进行旋转；

挂梁，用于连接吊点与吊物；

电源，预设在所述挂梁内为所述系统提供稳定电能；

电子罗盘，设置在所述挂梁上用于实时监测回转角度数据；

解算器与控制器，与所述电子罗盘连接；根据所述电子罗盘监测的回转角度数据给所述动能部具体的运动数据；

所述电子罗盘实时监测所述挂梁的姿态数据，并反馈给所述解算器与控制器，完成闭环控制。

2.根据权利要求1所述的一种起重旋转吊具用智能姿态控制系统，其特征在于，所述动能部包括：与所述挂梁一体式设置的惯性飞轮以及驱动电机；

所述驱动电机带动惯性飞轮旋转，则所述挂梁开始绕吊点及回转支撑同步旋转；所述电子罗盘实时监测所述挂梁的回转角度，所述解算器与控制器根据电子罗盘的监测数据控制所述驱动电机的运动参数；

通过吊点及回转支撑的上部与起升绳系相连，下部带有滚动推力轴承，承受所述挂梁的重量并限制所述挂梁的运动轨迹。

3.根据权利要求2所述的一种起重旋转吊具用智能姿态控制系统，其特征在于，所述挂梁下方还设置有电磁铁执行装置。

4.根据权利要求1所述的一种起重旋转吊具用智能姿态控制系统，其特征在于，所述动能部包括：与所述挂梁一体式设置的惯性飞轮以及驱动电机；

所述驱动电机带动惯性飞轮旋转，则所述挂梁通过吊钩连接吊点直接与吊钩连接，通过所述吊钩中的推力轴承实现转动，实现多电机驱动；所述电子罗盘实时监测所述挂梁的回转角度，所述解算器与控制器根据电子罗盘的监测数据控制所述驱动电机的运动参数。

5.根据权利要求1所述的一种起重旋转吊具用智能姿态控制系统，其特征在于，所述动能部包括：固接为一体的飞轮与电机的转子；所述挂梁通过吊钩连接吊点直接与吊钩连接，所述电机的回转中心与吊具的回转中心同心，实现单电机驱动。

6.根据权利要求5所述的一种起重旋转吊具用智能姿态控制系统，其特征在于，所述电机的转子的内圈与所述挂梁固定为一体。

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