CN116177391A - 一种天线框架安全翻转控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种天线框架安全翻转控制方法，以车间行吊作为翻转设备，通过倾角传感器控制天线框架每一阶段的翻转角度，从而间接控制行吊吊绳的斜拉角度，以保证天线框架的整个翻转过程安全可靠。本发明方法能够解决现有行吊翻转方法可能出现的安全问题，消除其翻转过程中的安全隐患。

Description

一种天线框架安全翻转控制方法

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，具体是一种安全翻转控制方法，采用该方法后可以消除天线框架制造过程中的翻转安全隐患。

背景技术

天线框架是相控阵雷达的重要组成部分，矩形结构，短边尺寸一般为1.5米～5米，而长边尺寸可以达到10米以上，重量则从几百公斤到几吨不等。基于铆接或装配需求，该类框架制造过程中需要多次翻转。

目前的翻转方法主要有两类：

第一种是采用翻转工装实施翻转。在框架短边两侧中心处增加转轴，工装上设计有V型槽结构，将带有转轴的天线框架假设在V型槽中，通过人工或电机驱动完成翻转。这类工装尺寸需超过框架尺寸，否则产生干涉；另外为避免翻转时倾倒，工装需占据较大面积。若采用固定式，则须长期占据厂房大量空间，对于单件小批生产模式的雷达产品来说，天线框架翻转次数少，固定式工装是一种负担；但若采用可拆装式，存放问题依然突出，同时拆装时间长达4小时以上，使用时间仅20分钟，对工人的友好程度不足，接受度不高。

第二种是直接采用行吊辅助完成天线框架翻转。其主要方法为：采用吊绳挂住天线框架一边，通过提升与侧向移动，将框架逐步翻起并放下。该方法操作过程简单，且不增加企业负担，应用较广。但是该方法存在着安全隐患。一般情况下，行吊使用过程不允许歪拉斜吊。而这种辅助翻转过程中，吊绳必须有一定的斜拉角度才能完成翻转，这就与安全要求产生了矛盾。操作者技术水平差异，也会促进这种矛盾的扩大，而增加安全风险。

在雷达行业中，第一种方法较少采用，绝大部分均采用第二种方法。因此本发明主要针对第二种方法，对天线框架翻转过程考虑预防与控制措施，以消除过程中的安全隐患。

发明内容

要解决的技术问题

为了解决现有行吊翻转方法可能出现的安全问题，消除其翻转过程中的安全隐患，本发明提供一种天线框架安全翻转控制方法。

技术方案

一种天线框架安全翻转控制方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：根据天线框架在翻转过程中的力的关系确定保证不会发生超载与横向移动的斜拉角度α：

F_绳＝F_竖/cosα＝GL₁/L₀cosα

F_平＝F_竖×tgα＝GL₁tgα/L₀

f＝μF_反＝μ(G-F_竖)＝μ(L₀-L₁)G/L₀

其中，L₀为天线框架在水平方向的投影距离，L₁为天线框架重心与支点在水平方向的距离，F_竖为吊绳拉力在垂直方向上的分力，F_绳为吊绳拉力，G为天线框架的重量，μ为天线框架与地面的摩擦系数，f为天线框架与地面的摩擦力，F_反为支点对天线框架的反力；

如果f＜F_平，天线框架会产生横向移动，不仅可能造成意想不到的人身安全危害，还会损伤产品；所以根据f≥F_平确定保证不会发生超载与横向移动的斜拉角度α；

步骤2：根据斜拉角度α计算所对应的天线框架翻转角度θ，并将每一阶段的天线框架翻转角度θ写入用于控制天线翻转角度的倾角传感器软件中，作为报警阈值；

天线框架提升阶段：θ＝θ₂-θ₁

天线框架下降阶段：θ＝θ₂-θ₁

其中，θ₁为上一阶段天线框架翻转角度，θ₂为本阶段天线框架翻转角度，H为行吊距地面高度，L为天线框架长度；

步骤3：将倾角传感器模块贴在天线框架侧边，并进行调零；

步骤4：开始起吊，当天线框架实际翻转角度达到阈值时，倾角传感器模块进行声光报警，此时需要横向移动行吊使吊绳保持垂直；

步骤5：天线框架竖直后，先横向移动行吊，使天线框架重心移动到支撑边另一侧；

步骤6：开始下降，根据倾角传感器报警提示，横向移动行吊使吊绳保持垂直，直到天线框架翻转完成。

本发明进一步的技术方案：步骤3中倾角传感器模块通过粘接、螺接方式贴在天线框架侧边。

有益效果

本发明提供的一种用于天线框架安全翻转的方法，有益效果如下：

(1)消除安全隐患。通过对行吊辅助翻转过程进行分析，找到了翻转过程易造成水平滑动这一隐患。利用理论计算，采用了控制天线框架翻转角的方法，去间接控制吊绳偏转角，从而避免天线框架翻转过程中可能出现的超载及水平滑动风险；同时采用增加天线框架与接触面之间的静摩擦力，进一步加大吊绳偏转角允差，使控制过程更容易。

(2)操作过程不受技能水平影响。该方法整个操作过程由倾角传感器控制，且保留有一定的允差，操作者只需判断吊绳是否垂直即可，因此其经验与技能水平不会影响到过程的安全性，翻转过程更加规范。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为行吊起吊分析图；

图2为天线框架提升时角度关系示意图；

图3为天线框架下降时角度关系示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

1.安全控制原理分析

从翻转过程来看，天线框架一直处于转动过程，起吊点在两个方向移动。行吊若是移动不及时，即存在着横拉斜吊的情况，从而导致以下几个安全问题：

1)超载风险。

按照行吊使用安全规范，起吊物重量要严格小于行吊标识起吊重量。但假如存在横拉斜吊情况，那么吊绳承载力要大于吊绳竖直时的拉力，如图1所示。

由图可得：G＝F_竖+F_反

天线与地面接触点为支点，则

F_竖×L₀＝G×L₁ (1)

则吊绳拉力

F_绳＝F_竖/cosα＝GL₁/L₀cosα (2)

其中：

L₀—天线框架在水平方向的投影距离；

L₁—天线框架重心与支点在水平方向的距离；

F_竖—吊绳拉力在垂直方向上的分力；

F_绳—吊绳拉力；

G—天线框架的重量；

α—吊绳斜拉角度；

因此，吊绳拉力和角度α、重心位置有关。

2)横向移动风险

当吊绳存在偏转角度时，吊绳拉力会同时造成一个水平分力F_平：

F_平＝F_竖×tgα＝GL₁tgα/L₀ (3)

其中：

F_平—吊绳拉力在水平方向上的分力；

对天线框架而言，为阻止该水平分力拖动框架移动，需通过框架和地面的摩擦力f进行平衡：

f＝μF_反＝μ(G-F_竖)＝μ(L₀-L₁)G/L₀ (4)

其中：

μ—天线框架与地面的摩擦系数；

f—天线框架与地面的摩擦力；

F_反—支点对天线框架的反力；

如果f＜F_平，天线框架会产生横向移动，不仅可能造成意想不到的人身安全危害，还会损伤产品。

2.技术方案

从以上原理分析可以看出，所有问题源于吊绳歪拉斜吊的角度。角度越大，水平分力越大，则横向移动的风险越大；同时吊绳所受到的拉力也越大。因此，解决该问题的关键是操作过程中如何控制吊绳角度。

1)吊绳斜拉角度控制原理

起吊过程中，天线框架绕一边旋转，同时起吊点位置在水平方向也在移动。因此天线翻转角度θ和吊绳斜拉角度α存在一定的数学关系，根据天线翻转角度可计算出吊绳的斜拉角度，其原理图见图2、图3所示。

天线框架提升过程中的两个角度之间的关系式如(5)所示。

天线框架下降过程中的两个角度之间的关系式如(6)所示。

其中：

θ₁—上一阶段天线框架翻转角度；

θ₂—本阶段天线框架翻转角度；

α—本阶段天线框架翻转角度；

H—行吊距地面高度；

L—天线框架长度(翻转方向)；

2)翻转方案

a)根据实际天线框架的结构尺寸以及环境条件，确定参数L₁、L₀、L、H、μ。其中，摩擦系数μ应通过采用橡胶垫的方式尽可能增大。

b)根据以上参数，通过公式(2)、(3)、(4)，确定保证不会发生超载与横向移动的斜拉角度α。

c)根据斜拉角度α以及公式(5)、(6)，计算出斜拉角度α所对应的天线框架翻转角度θ，并将每一阶段的天线框架翻转角度θ写入用于控制天线翻转角度的倾角传感器软件中，作为报警阈值。

d)将倾角传感器模块通过粘接、螺接等多种方式贴在天线框架侧边，并进行调零。

e)开始起吊，当天线框架实际翻转角度达到阈值时，倾角传感器模块进行声光报警，此时需要横向移动行吊使吊绳保持垂直。

f)天线框架竖直后，先横向移动行吊，使天线框架重心移动到支撑边另一侧。

g)开始下降，根据倾角传感器报警提示，横向移动行吊使吊绳保持垂直，直到天线框架翻转完成。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

1)根据公式(2)、(3)、(4)、(5)、(6)及欲实施翻转的天线框架结构尺寸、环境条件，计算每一阶段的天线框架翻转角度θ，并将其写入到倾角传感器控制软件中。

2)在水平放置的天线框架支撑边铺设预制橡胶垫；

3)在天线框架侧面贴装倾角传感器模块，并调零；

4)吊绳挂住天线框架起吊边，并保持吊绳垂直；

5)开始向上起吊，听到倾角传感器报警声音后，停止起吊，改为横向移动行吊，直至使吊绳垂直；

6)重复步骤5)，直至天线框架完全竖直；

7)横向移动行吊，使天线框架重心超过支撑边另一侧；

8)横向移动行吊，使吊绳垂直；

9)开始下降吊绳，听到倾角传感器报警声音后，停止下降，改为横向移动行吊，直至使吊绳垂直；

10)重复步骤9)，直至天线框架翻转完成。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种天线框架安全翻转控制方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：根据天线框架在翻转过程中的力的关系确定保证不会发生超载与横向移动的斜拉角度α：

F_绳＝F_竖/cosα＝G L₁/L₀cosα

F_平＝F_竖×tgα＝G L₁tgα/L₀

f＝μF_反＝μ(G-F_竖)＝μ(L₀-L₁)G/L₀

其中，L₀为天线框架在水平方向的投影距离，L₁为天线框架重心与支点在水平方向的距离，F_竖为吊绳拉力在垂直方向上的分力，F_绳为吊绳拉力，G为天线框架的重量，μ为天线框架与地面的摩擦系数，f为天线框架与地面的摩擦力，F_反为支点对天线框架的反力；

如果f＜F_平，天线框架会产生横向移动，不仅可能造成意想不到的人身安全危害，还会损伤产品；所以根据f≥F_平确定保证不会发生超载与横向移动的斜拉角度α；

步骤2：根据斜拉角度α计算所对应的天线框架翻转角度θ，并将每一阶段的天线框架翻转角度θ写入用于控制天线翻转角度的倾角传感器软件中，作为报警阈值；

天线框架提升阶段：θ＝θ₂-θ₁

天线框架下降阶段：θ＝θ₂-θ₁

其中，θ₁为上一阶段天线框架翻转角度，θ₂为本阶段天线框架翻转角度，H为行吊距地面高度，L为天线框架长度；

步骤3：将倾角传感器模块贴在天线框架侧边，并进行调零；

步骤4：开始起吊，当天线框架实际翻转角度达到阈值时，倾角传感器模块进行声光报警，此时需要横向移动行吊使吊绳保持垂直；

步骤5：天线框架竖直后，先横向移动行吊，使天线框架重心移动到支撑边另一侧；

步骤6：开始下降，根据倾角传感器报警提示，横向移动行吊使吊绳保持垂直，直到天线框架翻转完成。

2.根据权利要求1所述天线框架安全翻转控制方法，其特征在于：步骤3中倾角传感器模块通过粘接、螺接方式贴在天线框架侧边。

Images