CN114427318A - 一种电力抱杆及其力矩差自动调节方法 - Google Patents

一种电力抱杆及其力矩差自动调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电力抱杆及其力矩差自动调节方法，包括以下步骤：计算A平衡臂和B平衡臂的力矩差；当判断力矩差大于等于最大力矩差额定值时，继续计算所需增加的配重块数量；将所需增加的配重块数量指令发送至配重起升机构，控制配重起升机构提起相应数量的配重块；接收倾角传感器测量的平衡臂倾角，并根据平衡臂倾角计算此时A平衡臂和B平衡臂的力矩差；若此时的力矩差仍大于等于最大力矩差额定值，则继续计算所需增加的配重块数量，并重复后续步骤，直至力矩差小于最大力矩差额定值，即完成电力抱杆的力矩差自动调节。本发明能够自动调节两个平衡臂的力矩差，防止力矩差超过最大力矩差额定值，避免电力抱杆发生倾翻危险，安全性高。

Description

一种电力抱杆及其力矩差自动调节方法
技术领域
本发明属于电力抱杆技术领域，具体涉及一种电力抱杆及其力矩差自动调节方法。
背景技术
现有的电力抱杆左右两平臂通常定义为A平衡臂和B平衡臂，A平衡臂和B平衡臂的力矩差＝|A臂力矩-B臂力矩|，力矩和力矩差的单位都为吨米，是抱杆最重要的两组安全参数。电力抱杆力矩差超过一定值时极易造成倾翻的事故，而现有的电力抱杆技术没有一种能自动调节力矩差的方法，大型电力抱杆应用的环境复杂、两臂吊不同重量的情况经常发生，非常需要一种能自动调节力矩差的电力抱杆。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电力抱杆及其力矩差自动调节方法，能够自动调节两个平衡臂的力矩差，防止力矩差超过最大力矩差额定值，避免电力抱杆发生倾翻危险，安全性高。
本发明提供了如下的技术方案：
第一方面，提供一种电力抱杆的力矩差自动调节方法，包括以下步骤：
计算A平衡臂和B平衡臂的力矩差；
当判断力矩差大于等于最大力矩差额定值时，继续计算所需增加的配重块数量；
将所需增加的配重块数量指令发送至配重起升机构，控制配重起升机构提起相应数量的配重块；
接收倾角传感器测量的平衡臂倾角，并根据平衡臂倾角计算此时A平衡臂和B平衡臂的力矩差；
若此时的力矩差仍大于等于最大力矩差额定值，则继续计算所需增加的配重块数量，并重复后续步骤，直至力矩差小于最大力矩差额定值，即完成电力抱杆的力矩差自动调节。
进一步的，所需增加的配重块数量的计算方法包括：
当Dx＜D1+D2+……Dn且Dmin+D1+D2+……Dn＜Do时，判断增加n个配重块；
其中，Dx表示A平衡臂和B平衡臂的力矩差，D1、D2……Dn分别表示第1、2……n个配重块对单边平衡臂增加的力矩值，Dmin表示A平衡臂力矩值和B平衡臂力矩值中的较小值，Do表示单边平衡臂力矩额定值。
进一步的，第n个配重块对单边平衡臂增加的力矩值：
Dn＝(Mc+M2+Me)*L1*COS|C|
其中，Mc表示悬吊配重块的钢丝绳的重量，M2表示每块配重块的重量，Me表示连接配重块的链条的总重量，L1表示配重幅度，C表示倾角传感器测量的平衡臂倾角。
进一步的，A平衡臂的力矩值：
Da＝Ma*La*COS|C|
其中，Ma表示A平衡臂的重量，La表示A平衡臂的幅度；
B平衡臂的力矩值：
Db＝Mb*Lb*COS|C|
其中，Mb表示A平衡臂的重量，Lb表示A平衡臂的幅度。
进一步的，当A平衡臂和B平衡臂未吊装重物且处于水平时，PLC识别A平衡臂和B平衡臂倾角为0°进行水平标定。
第二方面，提供一种电力抱杆，包括抱杆主体、设于抱杆主体两侧的A平衡臂和B平衡臂，采用第一方面所述的方法进行电力抱杆的力矩差自动调节，所述电力抱杆还包括配重起升机构、配重机构以及控制机构；
所述A平衡臂和B平衡臂均设有配重起升机构，所述A平衡臂和B平衡臂的端部下方均设有配重机构，所述配重起升机构与配重机构相连，所述配重机构包括若干依次叠放且相连的配重块；
所述控制机构包括PLC以及安装于A平衡臂和B平衡臂端部的倾角传感器，所述倾角传感器和配重起升机构分别与PLC相连。
进一步的，所述配重起升机构包括配重电机、钢丝绳卷筒和固定滑轮，所述配重电机的输出轴与钢丝绳卷筒相连，所述钢丝绳卷筒上缠绕钢丝绳，所述钢丝绳绕过固定滑轮后与配重块相连。
进一步的，所述钢丝绳卷筒为双出绳式卷筒，所述固定滑轮的数量为两个且安装于平衡臂的端部，所述双出绳式卷筒伸出的两根钢丝绳分别绕过两个固定滑轮后，与最上部配重块相连。
进一步的，所述配重块的两侧设有吊环，最上部配重块的两个吊环与两根钢丝绳相连，相邻两个配重块的吊环之间连接有等长度的链条。
进一步的，还包括与PLC相连的显示屏，所述显示屏设有可输入数值的配重参数界面，包括：最大力矩差额定值De、单边平衡臂力矩额定值Do、配重幅度L1、塔身高度H1、每米钢丝绳重量M1、相邻配重提起间距L2、最上部配重块提起时离地距离L3、最上部配重块提起时悬空距离L4、每块配重块的重量M2、链条重量M3。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明能够根据计算获得的A平衡臂和B平衡臂的力矩差，判断该力矩差是否等于最大力矩差额定值，若是则进一步计算所需增加的配重块数量，并将所需增加的配重块数量指令发送至配重起升机构，控制配重起升机构提起相应数量的配重块，实现力矩差的自动初步调节；
(2)本发明在初步调整的A平衡臂和B平衡臂的力矩差后，会进行二次判断计算，即接收倾角传感器测量的平衡臂倾角，并根据平衡臂倾角计算此时A平衡臂和B平衡臂的力矩差，若此时的力矩差仍大于等于最大力矩差额定值，则继续计算所需增加的配重块数量，并重复后续步骤，直至力矩差小于最大力矩差额定值，实现电力抱杆的力矩差自动调节；
(3)本发明提供的电力抱杆及其力矩差自动调节方法，能够适用于处于复杂环境下的大型电力抱杆，防止电力抱杆两个平衡臂的力矩差超过最大力矩差额定值，进而避免电力抱杆发生倾翻危险，提高了安全性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中E局部结构放大图；
图3是图1中F局部结构放大图；
图4是图1中G局部结构放大图；
图中标记为：1、抱杆主体；2、A平衡臂；3、B平衡臂；4、配重起升机构；401、配重电机；5、固定滑轮；6、倾角传感器；7、钢丝绳；8、吊环；9、第一配重块；10、第二配重块；11、第三配重块；12、链条。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
如图1-4所示，本实施例提供一种电力抱杆，包括抱杆主体1、设于抱杆主体1两侧的A平衡臂2和B平衡臂3，还包括配重起升机构4、配重机构以及控制机构；A平衡臂2和B平衡臂3均设有配重起升机构，A平衡臂2和B平衡臂3的端部下方均设有配重机构，配重起升机构4与配重机构相连，配重机构包括若干依次叠放且相连的配重块；控制机构包括PLC以及安装于A平衡臂和B平衡臂端部的倾角传感器6，倾角传感器6和配重起升机构分别与PLC相连。
配重起升机构包括配重电机401、钢丝绳卷筒和固定滑轮5；配重电机401的输出轴上安装有编码器，编码器随输出轴转动且与PLC相连；配重电机401的输出轴与钢丝绳卷筒相连，钢丝绳卷筒上缠绕钢丝绳7，钢丝绳7绕过固定滑轮5后与配重块相连。本实施例中钢丝绳卷筒为双出绳式卷筒，固定滑轮的数量为两个且安装于平衡臂的端部，双出绳式卷筒伸出的两根钢丝绳7分别绕过两个固定滑轮5后，与第一配重块9相连。各配重块的两侧设有吊环8，第一配重块9的两个吊环与两根钢丝绳7相连，相邻两个配重块(如第一配重块9和第二配重块10、第二配重块10和第三配重块11)的吊环之间连接有等长度的链条12。
本实施例提供的电力抱杆，还包括与PLC相连的显示屏，所述显示屏设有可输入数值的配重参数界面，包括：最大力矩差额定值De、单边平衡臂力矩额定值Do、配重幅度(滑轮至塔身中心距离)L1、塔身高度H1、每米钢丝绳重量M1、相邻配重提起间距L2、最上部配重块提起时离地距离L3、最上部配重块提起时悬空距离L4、每块配重块的重量M2、链条重量M3。
本实施例提供一种前述电力抱杆的力矩差自动调节方法，包括以下步骤：
(S1)显示屏增加A平衡臂倾角标定键和B平衡臂倾角标定键，当A平衡臂和B平衡臂未吊装重物且处于水平时，按下A平衡臂倾角标定键和B平衡臂倾角标定键，PLC识别A平衡臂和B平衡臂倾角为0°进行水平标定。当A平衡臂一侧吊起重物时，A平衡臂会有下垂倾角，由倾角传感器测量平衡臂倾角C，此时PLC计算A平衡臂的力矩值：
Da＝Ma*La*COS|C|
其中，Ma表示A平衡臂的重量，La表示A平衡臂的幅度；
同理，B平衡臂的力矩值：
Db＝Mb*Lb*COS|C|
其中，Mb表示A平衡臂的重量，Lb表示A平衡臂的幅度。
(S2)电力抱杆安装好以后，将已知的De、Do、L1、H1、M1、L2、L3、L4、M2、M3输入显示屏相应输入项。
第1个配重块(即第一配重块9)对单边平衡臂增加的力矩值：
D1＝[(H1-L3)*M1*2+M2+2*M3]*L1*COS|C|；
第2个配重块(即第二配重块10)对单边平衡臂增加的力矩值：
D2＝[(H1-L3-L2)*M1*2+M2+4*M3]*L1*COS|C|；
第n个配重块对单边平衡臂增加的力矩值：
Dn＝(Mc+M2+Me)*L1*COS|C|
＝[(H1-L3-(n-1)*L2)*M1*2+M2+2n*M3]*L1*COS|C|
其中，Mc表示悬吊配重块的钢丝绳的重量，Me表示连接配重块的链条的总重量。
(S3)假设此时A平衡臂的力矩值为Da1，B平衡臂的力矩值为Db1，且Da1＞Db1，计算A平衡臂和B平衡臂的力矩差Dx1＝Da1-Db1，当Dx1≥De时，继续计算所需增加的配重块数量。
(S4)当Dx1＜D1+D2+……Dn且Db1+D1+D2+……Dn＜Do时，PLC判断增加n个配重块，并将所需增加的配重块数量指令发送至B平衡臂处的配重起升机构，控制配重电机工作提起L4+(n-1)*L2的距离停止(该行程由编码器反馈至PLC)，即对应相应数量的配重块。
(S5)B平衡臂的倾斜角度会发生变化，PLC接收倾角传感器测量的平衡臂倾角，并根据平衡臂倾角计算此时B平衡臂自身的力矩值为Db2，n个配重块增加的力矩值为D12+D22+……Dn2，进一步计算此时A平衡臂和B平衡臂的力矩差Dx2＝Da1-(Db2+D12+D22+……Dn2)。
(S6)当Dx2＜De时不动作；当Dx2≥De时，则继续计算所需增加的配重块数量，即重复步骤(S4)和(S5)，直至力矩差小于最大力矩差额定值De，即完成电力抱杆的力矩差自动调节。
实施例2
本实施例提供一种电力抱杆的力矩差自动调节方法，包括以下步骤：
步骤(S1)至(S3)与实施例1相同。
(S4)当Dx1＜D1且Db1+D1＜Do时，PLC判断增加1个配重块，并将所需增加的配重块数量指令发送至B平衡臂处的配重起升机构，控制配重电机工作提起L4的距离停止，即对应提起1个配重块。
(S5)B平衡臂的倾斜角度会发生变化，PLC接收倾角传感器测量的平衡臂倾角，并根据平衡臂倾角计算此时B平衡臂自身的力矩值为Db2，1个配重块增加的力矩值为D12，进一步计算此时A平衡臂和B平衡臂的力矩差Dx2＝Da1-(Db2+D12)。
(S6)当Dx2＜De时不动作；当De≤Dx2＜D2时，PLC执行吊起第2个配重块，再次计算A平衡臂和B平衡臂的力矩差Dx3＜De，即完成电力抱杆的力矩差自动调节。
实施例3
本实施例提供一种电力抱杆的力矩差自动调节方法，包括以下步骤：
步骤(S1)至(S3)与实施例1相同。
(S4)当Dx1＜D1+D2且Db1+D1+D2＜Do时，PLC判断增加2个配重块，并将所需增加的配重块数量指令发送至B平衡臂处的配重起升机构，控制配重电机工作提起L4+L2的距离停止，即对应提起2个配重块。
(S5)B平衡臂的倾斜角度会发生变化，PLC接收倾角传感器测量的平衡臂倾角，并根据平衡臂倾角计算此时B平衡臂自身的力矩值为Db2，2个配重块增加的力矩值为D12+D22，进一步计算此时A平衡臂和B平衡臂的力矩差Dx2＝Da1-(Db2+D12+D22)。
(S6)当Dx2＜De时不动作；当De≤Dx2＜D3时，PLC执行吊起第3个配重块，再次计算A平衡臂和B平衡臂的力矩差Dx3＜De，即完成电力抱杆的力矩差自动调节。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电力抱杆的力矩差自动调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
计算A平衡臂和B平衡臂的力矩差；
当判断力矩差大于等于最大力矩差额定值时，继续计算所需增加的配重块数量；
将所需增加的配重块数量指令发送至配重起升机构，控制配重起升机构提起相应数量的配重块；
接收倾角传感器测量的平衡臂倾角，并根据平衡臂倾角计算此时A平衡臂和B平衡臂的力矩差；
若此时的力矩差仍大于等于最大力矩差额定值，则继续计算所需增加的配重块数量，并重复后续步骤，直至力矩差小于最大力矩差额定值，即完成电力抱杆的力矩差自动调节。
2.根据权利要求1所述的电力抱杆的力矩差自动调节方法，其特征在于，所需增加的配重块数量的计算方法包括：
当Dx＜D1+D2+……Dn且Dmin+D1+D2+……Dn＜Do时，判断增加n个配重块；
其中，Dx表示A平衡臂和B平衡臂的力矩差，D1、D2……Dn分别表示第1、2……n个配重块对单边平衡臂增加的力矩值，Dmin表示A平衡臂力矩值和B平衡臂力矩值中的较小值，Do表示单边平衡臂力矩额定值。
3.根据权利要求2所述的电力抱杆的力矩差自动调节方法，其特征在于，第n个配重块对单边平衡臂增加的力矩值：
Dn＝(Mc+M2+Me)*L1*COS|C|
其中，Mc表示悬吊配重块的钢丝绳的重量，M2表示每块配重块的重量，Me表示连接配重块的链条的总重量，L1表示配重幅度，C表示倾角传感器测量的平衡臂倾角。
4.根据权利要求3所述的电力抱杆的力矩差自动调节方法，其特征在于，A平衡臂的力矩值：
Da＝Ma*La*COS|C|
其中，Ma表示A平衡臂的重量，La表示A平衡臂的幅度；
B平衡臂的力矩值：
Db＝Mb*Lb*COS|C|
其中，Mb表示A平衡臂的重量，Lb表示A平衡臂的幅度。
5.根据权利要求1所述的电力抱杆的力矩差自动调节方法，其特征在于，当A平衡臂和B平衡臂未吊装重物且处于水平时，PLC识别A平衡臂和B平衡臂倾角为0°进行水平标定。
6.一种电力抱杆，包括抱杆主体、设于抱杆主体两侧的A平衡臂和B平衡臂，其特征在于，采用权利要求1～5任一项所述的方法进行电力抱杆的力矩差自动调节，所述电力抱杆还包括配重起升机构、配重机构以及控制机构；
所述A平衡臂和B平衡臂均设有配重起升机构，所述A平衡臂和B平衡臂的端部下方均设有配重机构，所述配重起升机构与配重机构相连，所述配重机构包括若干依次叠放且相连的配重块；
所述控制机构包括PLC以及安装于A平衡臂和B平衡臂端部的倾角传感器，所述倾角传感器和配重起升机构分别与PLC相连。
7.根据权利要求6所述的电力抱杆，其特征在于，所述配重起升机构包括配重电机、钢丝绳卷筒和固定滑轮，所述配重电机的输出轴与钢丝绳卷筒相连，所述钢丝绳卷筒上缠绕钢丝绳，所述钢丝绳绕过固定滑轮后与配重块相连。
8.根据权利要求7所述的电力抱杆，其特征在于，所述钢丝绳卷筒为双出绳式卷筒，所述固定滑轮的数量为两个且安装于平衡臂的端部，所述双出绳式卷筒伸出的两根钢丝绳分别绕过两个固定滑轮后，与最上部配重块相连。
9.根据权利要求8所述的电力抱杆，其特征在于，所述配重块的两侧设有吊环，最上部配重块的两个吊环与两根钢丝绳相连，相邻两个配重块的吊环之间连接有等长度的链条。
10.根据权利要求9所述的电力抱杆，其特征在于，还包括与PLC相连的显示屏，所述显示屏设有可输入数值的配重参数界面，包括：最大力矩差额定值De、单边平衡臂力矩额定值Do、配重幅度L1、塔身高度H1、每米钢丝绳重量M1、相邻配重提起间距L2、最上部配重块提起时离地距离L3、最上部配重块提起时悬空距离L4、每块配重块的重量M2、链条重量M3。
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