CN116588807A - 一种起重机吊装防摆控制机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种起重机吊装防摆控制机构，包括主动轮箱、支腿、横梁和起吊小车，所述起吊小车由行走机构、卷扬机和滑轮组成，所述卷扬机上设有钢索，且通过钢索悬挂滑轮，所述钢索位于卷扬机和滑轮之间的各平行段间设有检测件，检测件检测钢索在滑轮摆动时相对于初始位置的偏角，所述卷扬机上还设有控制器，控制器通过检测件信号控制主动轮箱与行走机构的启停，此起重机吊装防摆控制机构，通过在传动的起重机上设置可以检测吊装的偏移角度，自动的控制起重机，以降低在起吊后因物体惯性产生的摆动，通过自动的二次控制有效的防止起重机的吊装摆动，避免出现安全隐患。

Description

一种起重机吊装防摆控制机构

技术领域

本发明涉及起重机技术领域，具体为一种起重机吊装防摆控制机构。

背景技术

起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械。又称天车，航吊，吊车，起重设备有的工作特点是做间歇性运动，即在一个工作循环中取料、运移、卸载等动作的相应机构是交替工作的，起重机在市场上的发展和使用越来越广泛。

起重机一般都是用于起吊质量较大的物体，起重机根据其起吊的重量划分为大中小型设备，但是不论为哪种设备，在移动时都会有额定移动速度，且速度不能过快，而在启动瞬间到到达额定速度以及在停止时均有方向不同的加速度，但是起吊物因为惯性会继续保持移动，从而会产生摆动，摆动时因为钢索的限制，摆动过程中起吊物在势能与动能之间不断转化，最终因为摩擦以及空气阻力等损耗趋于停止，结束摆动，但是起吊后的摆动会影响安全且同时影响被吊物的转移效率，现有的起重机的造作人员根据经验会在被吊物起吊后在到达指定位置之前一段位置就停止，被吊物在惯性作用下继续往前进的方向移动，此时操作员会再次启动设备使其向着被吊物移动的方向前进来降低摆幅，但是该种方式对于操作员的经验要求较高，如被吊物的质量的影响以及二次控制的时机与持续时间。为此，我们提出一种起重机吊装防摆控制机构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种起重机吊装防摆控制机构，以解决上述背景技术中提出的起重机起吊物易摆动的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种起重机吊装防摆控制机构，包括主动轮箱、支腿、横梁和起吊小车，所述起吊小车由行走机构、卷扬机和滑轮组成，所述卷扬机上设有钢索，且通过钢索悬挂滑轮，所述钢索位于卷扬机和滑轮之间的各平行段间设有检测件，检测件检测钢索在滑轮摆动时相对于初始位置的偏角，所述卷扬机上还设有控制器，控制器通过检测件信号控制主动轮箱与行走机构的启停。

优选的，所述检测件包括设置于卷扬机下方的固定架，所述钢索的平行段中每两个相邻段之间均设有一组伸缩件，且所述伸缩件上设有复位件，伸缩件和复位件在滑轮摆动时钢索两个平行段之间的距离变化时做往复运动，所述伸缩件的两端均铰接有与钢索接触的滚轮，各所述伸缩件与固定架之间平面滑动连接，且该滑动平面平行于水平面，至少两组且伸缩方向不同的所述伸缩件上设有测量件，所述测量件实时测量伸缩件与初始状态的伸缩变化值，各伸缩件检测相对应两段钢索的距离，用以确定钢索相对于竖直状态的偏移角度。

优选的，所述伸缩件包括两个移动板，两个所述移动板的相对侧均设有齿条，两个移动板之间共同套设有一组限位架，所述限位架上设有与两组齿条分别啮合的同步齿轮，所述限位架的两个相对侧均设有挡板，所述复位件设置于挡板和与挡板相邻的移动板的端部之间，且相邻两个伸缩件中相邻端的移动板之间固定连接，且所述滚轮设置于两个固定连接的移动板的连接处，伸缩件中两个移动板通过齿轮啮合两者在移动时移动相同的距离，且能保持各相对侧的平行状态。

优选的，所述固定架的下方设有四组滑板，所述限位架的顶部设有限位导轨，所述滑板滑动连接于限位导轨内。。

优选的，每两个伸缩方向相同的伸缩件上的限位架为一组，至少一组限位架上所述限位导轨与滑板的接触面上均设有导联片，且同个限位架上的两个导联片不平行，两个导联片的不同位置的接触，能确定伸缩件的伸缩长度以及确定整体是否转动。

优选的，所述卷扬机上还设有计数轮，所述计数轮与钢索抵触，所述计数轮的轴线与卷扬机卷线轴轴线平行且位于其上方，计数轮轴线位于卷扬机卷线轴的轴线上方，避免在起吊物摆动时钢索的摆动影响到与计数轮的接触。

优选的，所述行走机构沿其移动方向的两端部设有传感器，传感器检测行走机构的端部与横梁相对应的端部之间的距离。

优选的，所述计数轮和滚轮均为内凹轮，其截面为工字状，内凹面截面与钢索轴向截面适配。

优选的，所述计数轮的内凹面设有与钢索表面螺旋线适配的斑点凸块，斑点凸块与钢索的螺旋适配能使计数轮的转动与钢索的移动对应，避免产生相对滑动的情况。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在传动的起重机上设置可以检测吊装的偏移角度，自动的控制起重机，以降低在起吊后因物体惯性产生的摆动，通过自动的二次控制有效的防止起重机的吊装摆动，避免出现安全隐患；

起重机自动控制二次启动的时间以及其持续移动的时间，能够够好的把握时机，由机器的自动操作，规避由于操作员经验的限制而带来的更多次的操作，对设备起到更好的保护，同时也能提高起吊的效率。

附图说明

图1为现有的起吊装置整体结构示意图；

图2为现有起吊装置起吊过程中被吊物的移动过程示意图；

图3为起吊装置起吊过程中被吊物在停止后人工二次启动整体移动示意图；

图4为非二次启动和二次启动被吊物的摆幅对比图；

图5为检测件位于起重机上的位置结构示意图；

图6为图5中A区结构放大示意图；

图7为检测件的部分结构爆炸状态示意图；

图8为伸缩件部分结构展开示意图；

图9为滑板和滑动导轨的结构示意图；

图10为两导联片的接触结构示意图；

图11为导联片在被吊物自转状态下结构示意图；

图12为计数轮的内凹表面的斑点凸块结构分布示意图。

图中：1-主动轮箱；2-支腿；3-横梁；4-起吊小车；5-行走机构；6-卷扬机；7-滑轮；8-钢索；9-检测件；11-滑板；12-限位导轨；953-导联片；13-计数轮；14-斑点凸块；91-固定架；92-伸缩件；93-复位件；94-滚轮；921-移动板；922-齿条；923-限位架；924-同步齿轮；925-挡板。

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1-6，本发明提供一种技术方案：一种起重机吊装防摆控制机构，包括主动轮箱1、支腿2、横梁3和起吊小车4，主动轮箱1架设于轨道上且通过主动轮箱1驱动移动，支腿2位于主动轮箱1上方对横梁3进行支撑，起吊小车4位于横梁3的下方且沿其长度方向移动，由起吊小车4与主动轮箱1在轨道上的移动构成平面移动机构，起吊小车4由行走机构5、卷扬机6和滑轮7组成，卷扬机6上设有钢索8，且通过钢索8悬挂滑轮7，钢索8位于卷扬机6和滑轮7之间的各平行段间设有检测件9，钢索8一般有两条，用于悬挂滑轮7，每条钢索8的一端固定，另一端连接于卷扬机6收线轴上，通过卷扬机6进行收放，滑轮7具有一定的质量，在重力作用下，四段钢索8始终处于相互平行的状态。

如图2所示，该状态为现有的起吊设备的未在人工处理下的起吊过程示意图，起吊前静止，行走机构5或主动轮箱1启动时，因惯性作用被吊物滞后移动，而在移动到放置区域时，行走机构5或主动轮箱1制动后，因惯性作用使得被吊物继续移动，在钢索8的牵制下，做变速往复运动，运动过程中在摩擦力以及空气阻力等干涉下，被吊物的摆幅逐渐减小直至停止，在停止或者接近停止状态时才会将被吊物放下，如图3所示，在人工干涉的停止过程，在移动到放置区域前一点位置开始制动，且在移动后，被吊物优于惯性移动到超过G0位置后未达到G1位置前，再次沿其移动方向启动主动轮箱1或行走机构5，正常状态下被吊物的运动为变速往复运动，运动时具有向心力，而主动轮箱1或行走机构5的二次移动，导致顶点位置移动，改变钢索8相对于竖直方向的夹角以及向心力，即夹角减小，在重力作用下向下移动，整体的摆幅减小，如图4所示。

检测件9检测钢索8在滑轮7摆动时相对于初始位置的偏角，卷扬机6上还设有控制器，控制器通过检测件9信号控制主动轮箱1与行走机构5的启停，钢索8相对于初始状态(竖直状态)的偏转角度即被吊物的摆动初始摆幅，不同的初始摆幅所需要的主动轮箱1或行走机构5二次启动的时长以及启动的时间点均不相同，人工操作干涉时，会根据经验以及实际状态进行调整，会出现三次甚至四次的启动来降低摆幅，调整调率低且次数多，而通过检测件9来检测钢索8在稳定移动时的偏移角度，即确定初始的初始摆动的振幅，同时随着制动后的被吊物的摆动，检测件9还能检测被吊物的位置，根据角度变化确定，而检测件9通过控制器与起重机的控制系统连接，在行走机构5或者主动轮箱1初次停止后被吊物摆动到G2位置时二次启动，启动的时机以及时长需要根据摆动的角度以及起吊质量来确定，根据在不同摆动角度与质量的组合测试后形成数据库来作为控制器的判断标准，相较于人为操作效率更高且更精准，检测件9包括但不限于用于直接或者间接测量角度的一系列传感器等。

参阅图5-7，检测件9包括设置于卷扬机6下方的固定架91，钢索8的平行段中每两个相邻段之间均设有一组伸缩件92，该相邻段为四段钢索8所形成的的四边形的非斜对角的相邻段，且伸缩件92上设有复位件93，两个相邻段的钢索8之间的水平间距会因为钢索8的倾斜而不断变化，倾斜角度越大，两者同一水平面间的间距越近，复位件93用于在被吊物摆动时使伸缩件92复位，复位件93为弹簧但不限于弹簧，其包括其他具有复位能力的零部件，如液压缸等行程件，其为主动控制复位设备，对于一些超大吨位的起重机，被吊物在摆动时，较小的弹性件则可能突破其屈服强度，导致失去复位能力。

伸缩件92和复位件93在滑轮7摆动时钢索8两个平行段之间的距离变化时做往复运动，伸缩件92的两端均铰接有与钢索8接触的滚轮94，滚轮94为内凹轮，其截面为工字状，内凹面截面与钢索8轴向截面适配，滚轮94的轴线水平，滚轮94的作用是保持与钢索的接触，但两者间又非刚性连接，因此其外表面为内凹与钢索8适配更好限制在钢索8上，如图6所示，在钢索8摆动时，相邻端的钢索8之间的间距减小，且对于摆动前位置，同段钢索8的位置提高，而滚轮94的高度位置不变，即两者发生相对移动，需要非刚性连接便于移动，因此设置为内凹面配合复位件93使滚轮94始终贴合于钢索8的表面，各伸缩件92与固定架91之间平面滑动连接，且该滑动平面平行于水平面，伸缩件92的整体会随着钢索8的摆动而移动，而固定架91则相对静止，因此两者会发生相对滑动，起重机的移动方向一般是平面内移动，在钢索8上则体现为空间角度摆动，如主动轮箱1沿轨道的移动方向与行走机构5的移动方向的两个方向上的摆动结合，至少两组且伸缩方向不同的伸缩件92上设有测量件，测量件实时测量伸缩件92与初始状态的伸缩变化值，两组分别测量两个不同方向的变化，即两个相邻段钢索8之间的角度变化，测量件如设置距离传感器来测量距离的相对距离的变化。

参阅图7和图8，伸缩件92包括两个移动板921，两个移动板921的相对侧均设有齿条922，两个移动板921之间共同套设有一组限位架923，限位架923上设有与两组齿条922分别啮合的同步齿轮924，限位架923为中空框式架构，其沿移动板921移动方向的两端连通，同步齿轮924的轴向竖直向上且与限位架923转动连接，限位架923的两非上下侧内壁之间的间距为啮合状态下两个移动板921的相背侧之间的垂直距离，限位架923的两个相对侧均设有挡板925，复位件93设置于挡板925和与挡板925相邻的移动板921的端部之间，且相邻两个伸缩件92中相邻端的移动板921之间固定连接，且滚轮94设置于两个固定连接的移动板921的连接处，限位架923的两个非水平状态的外壁端的挡板925设置为工字型结构，提高强度连接复位件93。

参阅图9、图10和图11，所述固定架91的下方设有四组滑板11，所述限位架923的顶部设有限位导轨12，所述滑板11滑动连接于限位导轨12内，每两个伸缩方向相同的伸缩件92上的限位架923为一组，至少一组限位架923上限位导轨12与滑板11的接触面上均设有导联片953，且同个限位架923上的两个导联片953不平行，两个导联片953形成信号机构，其各有一端连接于电路中，如采用电阻片，连接位置不同，阻值不断变化，两个导联片953的移动会导致信号的不断变化，从而确定唯一值，两个导联片953互相可以移动范围内两者的阻值区间不同，如其中一个接入的阻值区间为0-10，另一个为20-30，又或者其他区间，优选的每个限位架923限位导轨952与滑板11的接触面上均设有导联片953，因为不论如何设置区间值，都存在两个点共用一个值的情况，因此不能保证唯一性，而每个限位架923上均设置，且相对应限位架923的两个阻值设置不同或者所有限位架923上的阻值均不同，即可确定唯一性，设置导联片953的作用是用于检测被吊物是否转动，因为沿两个移动方向不论如何移动，两个导联片都是沿着两个移动方向产生滑动，但是出现转动情况时，两个导联片的接触面都会发生变化，从而导致数值也会发生变化，此数值为非正常数值，在转动情况时就需要停止一切操作，因为起重机操作时被吊物的转动十分危险。

参阅图6，卷扬机6上还设有计数轮13，计数轮13与钢索8抵触，计数轮13的轴线与卷扬机6卷线轴轴线平行且位于其上方，计数轮13用于检测被吊物的高度，对于部分体积较大或者沿其移动方向的截面积大而质量相对较小的被吊物，其移动时风阻会不同，此时被吊物的高度对摆动角也会产生较大的影响，此时的被吊物高度就会影响到二次启动的时间，而计数轮13的轴线位于卷扬机6卷线轴轴线上方时因为钢索摆动时位置会有所改变，如果计数轮13位于卷扬机6轴线以下位置时，可能会出现脱离接触的状况。

行走机构5沿其移动方向的两端部设有传感器，传感器检测行走机构5的端部与横梁3相对应的端部之间的距离，行走机构5端部的传感器为检测距离的传感器，检测行走机构5端部距离横梁3端部的距离，避免在快到达横梁3端部的时还未制动以及还未二次启动。

参阅图6和图12，计数轮13与滚轮94结构相同，计数轮13的内凹面设有与钢索8表面螺旋线适配的斑点凸块14，钢索8是由多股细小的钢索螺旋绕制成一股的，其表面会因为不同小股而产生螺旋式的缝隙，通过在计数轮13上设置于这些螺旋缝隙匹配的斑点凸块14能保持两个接触位置的相对静止，即钢索8的上下或下降的线速度与计数轮13接触位置的切线速度相同，不能产生相对滑动，导致测量误差。

上述的二次启动均为在到达放置区域前时开始制动，制动后的再次启动，使用时，在达到指定区域位置前，操作人员松开移动键，开始制动，在平稳移动(即达到额定速度时)阶段，伸缩件92的收缩移动距离数值保持稳定，确定各个移动方向上钢索8相对竖直方向的偏转角度，制动后将该信号传递到控制器与数据库中数据对比然后确定并控制行走机构5和/或主动轮箱1二次启动的时间以及持续时间，在上述过程中如果通过导联片953的数值为不在其非移动时所对应的的数值时，停止一切移动，直到摆动与转动停止，停止后由操作员再次操控。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种起重机吊装防摆控制机构，包括主动轮箱(1)、支腿(2)、横梁(3)和起吊小车(4)，其特征在于：所述起吊小车(4)由行走机构(5)、卷扬机(6)和滑轮(7)组成，所述卷扬机(6)上设有钢索(8)，且通过钢索(8)悬挂滑轮(7)，所述钢索(8)位于卷扬机(6)和滑轮(7)之间的各平行段间设有检测件(9)，检测件(9)检测钢索(8)在滑轮(7)摆动时相对于初始位置的偏角，所述卷扬机(6)上还设有控制器，控制器通过检测件(9)信号控制主动轮箱(1)与行走机构(5)的启停。

2.根据权利要求1所述的一种起重机吊装防摆控制机构，其特征在于：所述检测件(9)包括设置于卷扬机(6)下方的固定架(91)，所述钢索(8)的平行段中每两个相邻段之间均设有一组伸缩件(92)，且所述伸缩件(92)上设有复位件(93)，伸缩件(92)和复位件(93)在滑轮(7)摆动时钢索(8)两个平行段之间的距离变化时做往复运动，所述伸缩件(92)的两端均铰接有与钢索(8)接触的滚轮(94)，各所述伸缩件(92)与固定架(91)之间平面滑动连接，且该滑动平面平行于水平面，至少两组且伸缩方向不同的所述伸缩件(92)上设有测量件，所述测量件实时测量伸缩件(92)与初始状态的伸缩变化值。

3.根据权利要求2所述的一种起重机吊装防摆控制机构，其特征在于：所述伸缩件(92)包括两个移动板(921)，两个所述移动板(921)的相对侧均设有齿条(922)，两个移动板(921)之间共同套设有一组限位架(923)，所述限位架(923)上设有与两组齿条(922)分别啮合的同步齿轮(924)，所述限位架(923)的两个相对侧均设有挡板(925)，所述复位件(93)设置于挡板(925)和与挡板(925)相邻的移动板(921)的端部之间，且相邻两个伸缩件(92)中相邻端的移动板(921)之间固定连接，且所述滚轮(94)设置于两个固定连接的移动板(921)的连接处。

4.根据权利要求3所述的一种起重机吊装防摆控制机构，其特征在于：所述固定架(91)的下方设有四组滑板(11)，所述限位架(923)的顶部设有限位导轨(12)，所述滑板(11)滑动连接于限位导轨(12)内。

5.根据权利要求4所述的一种起重机吊装防摆控制机构，其特征在于：每两个伸缩方向相同的伸缩件(92)上的限位架(923)为一组，至少一组限位架(923)上所述限位导轨(12)与滑板(11)的接触面上均设有导联片(953)，且同个限位架(923)上的两个导联片(953)相交且不平行。

6.根据权利要求5所述的一种起重机吊装防摆控制机构，其特征在于：所述卷扬机(6)上还设有计数轮(13)，所述计数轮(13)与钢索(8)抵触，所述计数轮(13)的轴线与卷扬机(6)卷线轴轴线平行且位于其上方。

7.根据权利要求4所述的一种起重机吊装防摆控制机构，其特征在于：所述行走机构(5)沿其移动方向的两端部设有传感器，传感器检测所述行走机构(5)的端部与横梁(3)相对应的端部之间的距离。

8.根据权利要求6所述的一种起重机吊装防摆控制机构，其特征在于：所述计数轮(13)和滚轮(94)均为内凹轮，其截面为工字状，内凹面截面与钢索(8)轴向截面适配。

9.根据权利要求2或8所述的一种起重机吊装防摆控制机构，其特征在于：所述计数轮(13)的内凹面设有与钢索(8)表面螺旋线适配的斑点凸块(14)。