CN115557408B - 一种塔机回转传动及控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种塔机回转传动及控制系统,包括设置于塔机工作平台上的回转驱动部和减速机,二者之间设置有磁耦合动力传递系统,包括吊臂转动数据采集器、磁耦合主动端转动数据采集器、磁耦合从动端转动数据采集器和回转控制器,回转控制器能够结合吊臂转动数据采集器采集的塔机的吊臂转动数据、磁耦合主动端转动数据采集器采集的磁耦合动力传递系统的主动端转动数据和磁耦合从动端转动数据采集器采集的磁耦合动力传递系统的从动端转动数据对回转驱动部的动作状态,以及,对磁耦合动力传递系统的磁耦合强度进行控制,通过多种控制方式实现回转控制指令准确度的提高、回转动作精度的提高、安全预警等效果。
Description
技术领域
本发明涉及塔机回转传动和控制技术领域,具体涉及一种塔机回转传动及控制系统。
背景技术
基于磁耦合动力传递系统的塔机回转传动机构是一种新式回转传动机构,相关示例可参见中国专利CN201910143841.0,这种回转传动机构是通过动力系统和变速箱之间的磁耦合实现柔性传动,减少塔机运行中的冲击,随着刚性传动替换为柔性传动,从动力输出到吊臂回转之间的角速度或线速度输出转化呈现一定的滞后性和差异化,现有回转控制方式中,在对吊臂回转动作进行控制时,往往是直接基于对吊臂旋转速度(瞬时速度或某一短周期的平均速度)的判断来获得回转控制指令,从而在基于磁耦合动力传递系统的塔机回转控制中,无法保证原有准确度。
发明内容
为解决上述问题,本发明提出一种塔机回转传动及控制系统,通过对吊臂转动数据、磁耦合主动端转动数据和磁耦合从动端转动数据的综合研判来输出回转控制指令,确保指令的准确度。
本发明的技术方案如下:
一种塔机回转传动及控制系统,包括:设置于塔机工作平台上的回转驱动部和减速机,所述回转驱动部和减速机之间设置有磁耦合动力传递系统,所述磁耦合动力传递系统包括主动端部件、从动端部件和磁耦合控制部,所述主动端部件包括磁耦合主动极,所述从动端部件包括磁耦合从动极,所述回转驱动部驱动磁耦合主动极旋转,所述磁耦合主动极带动所述磁耦合从动极旋转,所述磁耦合从动极连接所述减速机的输入端,所述减速机的输出端通过传动件与回转支撑部传动连接,所述塔机设置有吊臂转动数据采集器,所述吊臂转动数据采集器用于直接采集塔机的吊臂转动数据;
还包括:
磁耦合主动端转动数据采集器,所述磁耦合主动端转动数据采集器设置在回转驱动部或者磁耦合动力传递系统的主动端部件上,用于采集磁耦合动力传递系统的主动端转动数据;
磁耦合从动端转动数据采集器,所述磁耦合从动端转动数据采集器设置在磁耦合动力传递系统的从动端部件上,用于采集磁耦合动力传递系统的从动端转动数据;
回转控制器,所述回转控制器与所述回转驱动部、所述磁耦合动力传递系统、所述吊臂转动数据采集器、所述磁耦合主动端转动数据采集器、磁耦合从动端转动数据采集器均通信连接,所述回转控制器能够结合所述吊臂转动数据采集器采集的塔机的吊臂转动数据、所述磁耦合主动端转动数据采集器采集的磁耦合动力传递系统的主动端转动数据和所述磁耦合从动端转动数据采集器采集的磁耦合动力传递系统的从动端转动数据对所述回转驱动部的动作状态进行控制,所述动作状态包括启停状态和/或转速,并且,所述回转控制器也能够结合所述吊臂转动数据采集器采集的塔机的吊臂转动数据、所述磁耦合主动端转动数据采集器采集的磁耦合动力传递系统的主动端转动数据和所述磁耦合从动端转动数据采集器采集的磁耦合动力传递系统的从动端转动数据对所述磁耦合动力传递系统的磁耦合强度进行控制,控制方式至少包括:当所述吊臂转动数据达到系统设定或生成的控制介入条件时,判断所述主动端转动数据和所述从动端转动数据中的一者或两者是否达到系统设定或生成的介入条件,根据判断结果对所述回转驱动部和所述磁耦合动力传递系统中的一者或二者进行所述的动作状态和/或磁耦合强度的控制。
在一种可具体实施的方案中,当所述吊臂转动数据达到系统设定或生成的控制介入条件时,判断所述主动端转动数据和所述从动端转动数据是否均达到系统设定或生成的介入条件,根据判断结果对所述回转驱动部和所述磁耦合动力传递系统中的一者进行所述的动作状态或磁耦合强度的控制。
在一种可具体实施的方案中,所述系统设定或生成的介入条件是转动速度瞬时值或转动速度平均值。
在一种可具体实施的方案中,控制方式还包括:监控所述吊臂转动数据与所述主动端转动数据之间的差异和/或所述吊臂转动数据与所述从动端转动数据之间的差异,当所述的差异超过预设条件时,进行报警。
在一种可具体实施的方案中,所述报警包括磁耦合故障报警和/或机械传动故障报警。
在一种可具体实施的方案中,控制方式还包括:计算所述主动端转动数据和所述从动端转动数据之间的差异,根据所述的差异对所述回转驱动部和所述磁耦合动力传递系统中的一者或二者进行所述的动作状态和/或磁耦合强度的控制。
在一种可具体实施的方案中,所述吊臂转动数据采集器、所述磁耦合主动端转动数据采集器和所述磁耦合从动端转动数据采集器包含编码器,所采集的转动数据为角速度数据或线速度数据。
在一种可具体实施的方案中,所述回转控制器对所述磁耦合动力传递系统的磁耦合强度进行控制是通过控制所述磁耦合控制部改变所述磁耦合主动极与所述磁耦合从动极的配合状态实现。
在一种可具体实施的方案中,所述磁耦合主动极与所述磁耦合从动极不物理接触,改变所述磁耦合主动极与所述磁耦合从动极的配合状态是改变所述磁耦合主动极与所述磁耦合从动极的间距值。
在一种可具体实施的方案中,所述传动件为齿轮传动件。
本发明的技术效果是:
本发明提出的塔机回转传动及控制系统,回转控制器能够结合吊臂转动数据采集器采集的塔机的吊臂转动数据、磁耦合主动端转动数据采集器采集的磁耦合动力传递系统的主动端转动数据和磁耦合从动端转动数据采集器采集的磁耦合动力传递系统的从动端转动数据对回转驱动部的动作状态,以及,对磁耦合动力传递系统的磁耦合强度进行控制,减少由于磁耦合动力传递中从动力输出到吊臂回转之间的角速度或线速度输出转化的滞后性和差异化带来的影响,可以通过多种控制方式分别实现回转控制指令准确度的提高、回转动作精度的提高、安全预警等效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的塔机回转传动及控制系统结构原理图。
具体实施方式
实施例1
参见图1,本实施例提供的一种塔机回转传动及控制系统,包括:设置于塔机工作平台上的回转驱动部1和减速机5,所述回转驱动部1和减速机5之间设置有磁耦合动力传递系统,所述磁耦合动力传递系统包括主动端部件、从动端部件和磁耦合控制部2,所述主动端部件包括磁耦合主动极3,所述从动端部件包括磁耦合从动极4,所述回转驱动部1驱动磁耦合主动极3旋转,所述磁耦合主动极3带动所述磁耦合从动极4旋转,所述磁耦合从动极4连接所述减速机5的输入端,所述减速机5的输出端通过传动件6与回转支撑部7传动连接,传动件6一般为齿轮传动件。
现有技术中为了对吊臂回转动作进行控制时,需要基于对吊臂旋转速度的判断来获得回转控制指令,因此,需要在塔机设置吊臂转动数据采集器,所述吊臂转动数据采集器用于直接采集塔机的吊臂转动数据,在本实施例提供的方案中,吊臂转动数据采集器仍然是基础组件。
为了实现本发明的目的,本实施例除了上述的吊臂转动数据采集器,还包括:
磁耦合主动端转动数据采集器8,所述磁耦合主动端转动数据采集器8设置在回转驱动部1或者磁耦合动力传递系统的主动端部件上,用于采集磁耦合动力传递系统的主动端转动数据,在图1的示例中,磁耦合主动端转动数据采集器8位于回转驱动部1的动力输出轴位置。
磁耦合从动端转动数据采集器9,所述磁耦合从动端转动数据采集器9设置在磁耦合动力传递系统的从动端部件上,用于采集磁耦合动力传递系统的从动端转动数据。
与现有技术相同的是本实施例设置有回转控制器,所述回转控制器与所述回转驱动部1、所述磁耦合动力传递系统、所述吊臂转动数据采集器均通信连接,与现有技术不同的是,本实施例的回转控制器还与所述磁耦合主动端转动数据采集器8和所述磁耦合从动端转动数据采集器9通信连接,并且,所述回转控制器能够结合所述吊臂转动数据采集器采集的塔机的吊臂转动数据、所述磁耦合主动端转动数据采集器8采集的磁耦合动力传递系统的主动端转动数据和所述磁耦合从动端转动数据采集器9采集的磁耦合动力传递系统的从动端转动数据对所述回转驱动部1的动作状态进行控制。
基于回转控制需要,上述动作状态不限于启停状态和转速,所述回转驱动部1具有制动装置(图中未示出),用于对回转驱动部1进行制动和减速。
进一步,所述回转控制器也能够结合所述吊臂转动数据采集器采集的塔机的吊臂转动数据、所述磁耦合主动端转动数据采集器8采集的磁耦合动力传递系统的主动端转动数据和所述磁耦合从动端转动数据采集器9采集的磁耦合动力传递系统的从动端转动数据对所述磁耦合动力传递系统的磁耦合强度进行控制,可参见图1,磁耦合控制部2的一个基础功能是调节磁耦合强度,具体的,所述回转控制器对所述磁耦合动力传递系统的磁耦合强度进行控制可通过控制所述磁耦合控制部2改变所述磁耦合主动极3与所述磁耦合从动极4的配合状态实现,更具体的,在磁耦合动力传递结构中,所述磁耦合主动极3与所述磁耦合从动极4不物理接触,通过改变所述磁耦合主动极3与所述磁耦合从动极4的间距值就可改变所述磁耦合主动极3与所述磁耦合从动极4的配合状态。
通过本实施例提供的塔机回转传动及控制系统,回转控制器能够结合吊臂转动数据采集器采集的塔机的吊臂转动数据、磁耦合主动端转动数据采集器采集的磁耦合动力传递系统的主动端转动数据和磁耦合从动端转动数据采集器采集的磁耦合动力传递系统的从动端转动数据对回转驱动部的动作状态,以及,对磁耦合动力传递系统的磁耦合强度进行控制,减少由于磁耦合动力传递中从动力输出到吊臂回转之间的角速度或线速度输出转化的滞后性和差异化带来的影响,可以通过多种控制方式分别实现回转控制指令准确度的提高、回转动作精度的提高、安全预警等效果,接下来详细列举通过本实施例可采取的控制方式。
首先,作为本实施例的基础功能,前面所述的控制方式至少包括:当所述吊臂转动数据达到系统设定或生成的控制介入条件时,判断所述主动端转动数据和所述从动端转动数据中的一者或两者是否达到系统设定或生成的介入条件,根据判断结果对所述回转驱动部1和所述磁耦合动力传递系统中的一者或二者进行所述的动作状态和/或磁耦合强度的控制。这里所述系统设定或生成的介入条件可以是转动速度瞬时值,也可以是转动速度平均值,当为平均值时,一般是指一个特定时间周期的统计值,特定时间周期可短至毫秒级。
举例来说,当回转控制器检测到吊臂瞬时速度过快,超过了为了维持吊臂运转稳定性而设的调整阈值(第一阈值),需要向回转驱动部1发出减速指令,此时,并不直接向回转驱动部1发出减速指令,而是判断所述主动端转动数据和所述从动端转动数据是否均达到系统设定的调整阈值(第二阈值和第三阈值),只有当所述主动端转动数据和所述从动端转动数据也同时达到系统设定的调整阈值时,才向回转驱动部1发出减速指令。
这里需要说明的是,由于减速机5提供了减速比,对吊臂所设的第一阈值必然不同于对磁耦合主动端和从动端所设的第二阈值和第三阈值,由于磁耦合动力传递是一种柔性动力传递,第二阈值和第三阈值之间虽然没有速比,但速差也会高于一般的传动,在以上因素作用下,上述第一阈值与第二阈值和第三阈值也会偏离按照速比所计算的理论对应范围。
可见,根据本实施例提供的控制方式,当吊臂转动数据、主动端转动数据和从动端转动数据同时达到系统设定或生成的介入条件才触发相应的回转控制动作,能够在一定程度上避免检测结果的滞后性和指令的滞后性所带来的误判,使得输出的控制指令更准确反映真实控制需要。
另外,由于对磁耦合强度的调整也是基于磁耦合动力传递系统的塔机回转传动机构的有效控速手段,因此本发明不限于上面所列举的对回转驱动部1的控制方式,而是可以根据判断结果对所述回转驱动部1和所述磁耦合动力传递系统中的任意一者或二者同时进行所述的动作状态和/或磁耦合强度的控制,不再详细列举。
在一种可具体实施的方案中,控制方式还包括:监控所述吊臂转动数据与所述主动端转动数据之间的差异和/或所述吊臂转动数据与所述从动端转动数据之间的差异,当所述的差异超过预设条件时,进行报警,通过这种控制方式可及时监测磁耦合故障和机械传动故障,因此,所述报警可以包括磁耦合故障报警和/或机械传动故障报警。
在一种可具体实施的方案中,控制方式还包括:计算所述主动端转动数据和所述从动端转动数据之间的差异,根据所述的差异对所述回转驱动部1和所述磁耦合动力传递系统中的一者或二者进行所述的动作状态和/或磁耦合强度的控制,主动端转动数据和从动端转动数据之间的差异能侧面反映磁耦合强度,进而能作为评价磁耦合强度调整效果和吊臂回转控制有效性的标准和依据。
本实施例所采集的各处转动数据优选为角速度数据,也可以由采集器换算为线速度数据,作为本领域技术人员所熟知的,所述吊臂转动数据采集器、所述磁耦合主动端转动数据采集器8和所述磁耦合从动端转动数据采集器9可以采用编码器进行基础数据的采集。
以上所述,仅为本发明较佳的实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种塔机回转传动的控制系统,包括:设置于塔机工作平台上的回转驱动部(1)和减速机(5),所述回转驱动部(1)和减速机(5)之间设置有磁耦合动力传递系统,所述磁耦合动力传递系统包括主动端部件、从动端部件和磁耦合控制部(2),所述主动端部件包括磁耦合主动极(3),所述从动端部件包括磁耦合从动极(4),所述回转驱动部(1)驱动磁耦合主动极(3)旋转,所述磁耦合主动极(3)带动所述磁耦合从动极(4)旋转,所述磁耦合从动极(4)连接所述减速机(5)的输入端,所述减速机(5)的输出端通过传动件(6)与回转支撑部(7)传动连接,所述塔机设置有吊臂转动数据采集器,所述吊臂转动数据采集器用于直接采集塔机的吊臂转动数据;
其特征在于,还包括:
磁耦合主动端转动数据采集器(8),所述磁耦合主动端转动数据采集器(8)设置在回转驱动部(1)或者磁耦合动力传递系统的主动端部件上,用于采集磁耦合动力传递系统的主动端转动数据;
磁耦合从动端转动数据采集器(9),所述磁耦合从动端转动数据采集器(9)设置在磁耦合动力传递系统的从动端部件上,用于采集磁耦合动力传递系统的从动端转动数据;
回转控制器,所述回转控制器与所述回转驱动部(1)、所述磁耦合动力传递系统、所述吊臂转动数据采集器、所述磁耦合主动端转动数据采集器(8)、磁耦合从动端转动数据采集器(9)均通信连接,所述回转控制器能够结合所述吊臂转动数据采集器采集的塔机的吊臂转动数据、所述磁耦合主动端转动数据采集器(8)采集的磁耦合动力传递系统的主动端转动数据和所述磁耦合从动端转动数据采集器(9)采集的磁耦合动力传递系统的从动端转动数据对所述回转驱动部(1)的动作状态进行控制,所述动作状态包括启停状态和/或转速,并且,所述回转控制器也能够结合所述吊臂转动数据采集器采集的塔机的吊臂转动数据、所述磁耦合主动端转动数据采集器(8)采集的磁耦合动力传递系统的主动端转动数据和所述磁耦合从动端转动数据采集器(9)采集的磁耦合动力传递系统的从动端转动数据对所述磁耦合动力传递系统的磁耦合强度进行控制, 控制方式至少包括:当所述吊臂转动数据达到所述控制系统设定或生成的控制介入条件时,判断所述主动端转动数据和所述从动端转动数据中的一者或两者是否达到所述控制系统设定或生成的介入条件,根据判断结果对所述回转驱动部(1)和所述磁耦合动力传递系统中的一者或二者进行动作状态和/或磁耦合强度的控制;
控制方式还包括:监控所述吊臂转动数据与所述主动端转动数据之间的差异和/或所述吊臂转动数据与所述从动端转动数据之间的差异,当所述的差异超过预设条件时,进行报警。
2.根据权利要求1所述的一种塔机回转传动的控制系统,其特征在于,所述系统设定或生成的介入条件是转动速度瞬时值或转动速度平均值。
3.根据权利要求1所述的一种塔机回转传动的控制系统,其特征在于,所述报警包括磁耦合故障报警和/或机械传动故障报警。
4.根据权利要求1所述的一种塔机回转传动的控制系统,其特征在于,控制方式还包括:计算所述主动端转动数据和所述从动端转动数据之间的差异,根据所述的差异对所述回转驱动部(1)和所述磁耦合动力传递系统中的一者或二者进行动作状态和/或磁耦合强度的控制。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种塔机回转传动的控制系统,其特征在于,所述吊臂转动数据采集器、所述磁耦合主动端转动数据采集器(8)和所述磁耦合从动端转动数据采集器(9)均包含编码器,所采集的转动数据为角速度数据或线速度数据。
6.根据权利要求1-4任一项所述的一种塔机回转传动的控制系统,其特征在于,所述回转控制器对所述磁耦合动力传递系统的磁耦合强度进行控制是通过控制所述磁耦合控制部(2)改变所述磁耦合主动极(3)与所述磁耦合从动极(4)的配合状态实现。
7.根据权利要求6所述的一种塔机回转传动的控制系统,其特征在于,所述磁耦合主动极(3)与所述磁耦合从动极(4)不物理接触,改变所述磁耦合主动极(3)与所述磁耦合从动极(4)的配合状态是改变所述磁耦合主动极(3)与所述磁耦合从动极(4)的间距值。
8.根据权利要求1-4任一项所述的一种塔机回转传动的控制系统,其特征在于,所述传动件(6)为齿轮传动件。
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CN115557408A (zh) | 2023-01-03 |
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