CN117923300A - 一种基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊及控制方法 - Google Patents

一种基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊及控制方法 Download PDF

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宫联星
李留根
冯文宗
张晓杰
王亚伟
李志�
李沛霖
许晶
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Abstract

本发明具体涉及一种基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊及控制方法。包括:移动式对接龙门骨架、横向调节伺服电动机构、纵向调节伺服电动机构、二维可调吊装平台、伺服电动链条葫芦、伺服驱动器、调平控制器、倾角传感器和三维调节操作指示面板。本发明既结合了伺服电机链条葫芦承载能力强、精度高、运行平稳和应用广泛的特点,又结合了PLC使用灵活和通用性强的特点,实现对各个伺服电动链条葫芦链条的伸缩控制,进而实现对接设备达到预定高度及设定精度的水平姿态,对接设备调平时间短,自动化程度较高;顶部设计了纵向和横向调节机构来实现对设备对接过程的水平方向距离微调,从而实现对对接设备的全方位调节。

Description

一种基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙 门吊及控制方法
技术领域
本发明属于对接设备三维可调技术领域,具体涉及一种基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊及控制方法。
背景技术
龙门吊是指起重机械中吊取重物的装置,吊取物体时,为了提高物体吊取的稳定性,需要具有自动调平的功能。现阶段由于一些对接设备重心不居中,起吊后,容易造成对接设备倾斜。操作人员通过采取手拉葫芦或其他方式来调整对接设备的水平状态,待对接设备调整至水平状态后,方可进行下一步的吊装和对接工作。采用这种方法要求操作人员具备丰富的操作经验,并且该对接过程存在调整时间长,对接效率低、容易造成机械伤害、安全系数低等问题。并且吊取吊点不同的对接设备时,现有吊具需要拆装大量固定结构,降低了对接设备的更换效率。而采用夹持机构来搬运和调平对接设备,容易损坏设备,安全系数也低。此外,由于一些对接设备室内作业空间高度有限,较大型起重机械不利于起吊,给对接过程带来困难。因此需要一个既能应用于有限作业空间又能实现一键自动调平控制的三维可调对接龙门吊。
发明内容
鉴于此,本发明提供了一种基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊及控制方法,能够实现在有限空间内作业,对接设备更换效率高且又能实现对接设备三维可调控制。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊及控制方法,包括:移动式对接龙门骨架、横向调节伺服电动机构、纵向调节伺服电动机构、二维可调吊装平台、伺服电动链条葫芦、伺服驱动器、调平控制器、倾角传感器和三维调节操作指示面板。
所述移动式对接龙门骨架底座前面安装有两个万向轮,底座后面安装有两个定向轮,用于在对接过程中长距离移动对接设备,所述移动式对接龙门骨架顶部由两个横向调节梁、两个纵向调节梁、支撑平台、横向调节伺服电动机构、纵向调节伺服电动机构和八个轴承组成;所述横向调节梁和纵向调节梁两端分别安装有滚动轴承,所述横向调节梁两端的轴承放置在移动式对接龙门骨架顶部横向支撑梁滑道内,所述纵向调节梁两端的轴承放置在横向调节梁滑道内;所述横向调节伺服电动机构固定在移动式对接龙门骨架顶部设定位置处,通过滚珠丝杆与纵向调节梁相连接,用于实现横向调节对接设备;所述纵向调节伺服电动机构固定在移动式对接龙门骨架顶部设定位置处,通过滚珠丝杆与横向调节梁相连接,用于实现纵向调节对接设备;所述支撑平台与两个纵向调节梁相连接,用于固定伺服电动链条葫芦、伺服驱动器和调平控制器;
所述二维可调吊装平台用于吊装对接设备,包括四个长度相等的吊钩、两个横向支撑构件、两个纵向支撑构件、稳固构件及倾角传感器;所述横向支撑构件两侧设计有横向矩形孔洞,用于横向调节吊钩间距;所述四个吊钩分别安装在两个横向支撑构件两侧矩形孔洞内,用于吊装对接设备;所述纵向支撑构件两端分别与四个伺服电动链条葫芦链条端部相连接,所述纵向支撑构件两侧设计有纵向矩形孔洞,用于支撑并纵向调节横向支撑构件,进而实现纵向调节吊钩间距;所述稳固构件两端分别与两个纵向支撑构件相连,用于稳固二维可调吊装平台和固定倾角传感器;
优选的,所述四个伺服电动链条葫芦分别固定在移动式对接龙门骨架顶部支撑平台设定位置处,作为执行机构,所述伺服电动链条葫芦具有手动操作功能,当伺服电机失去作用时,可通过手动来调节二维可调吊装平台倾斜度和高度;所述六个伺服驱动器分别通过信号线与对应的伺服电动链条葫芦、纵向调节伺服电机和横向调节伺服电机进行连接,作为控制媒介,用于监测并控制四个伺服电动链条葫芦的提升、下降和停止的运行状态,以及纵向调节伺服电机和横向调节伺服电机的正转、反转和停止的运行状态;
优选的,所述每个伺服电动链条葫芦内部设计有绝对值编码器和限位器,绝对值编码器用于准确监测伺服电动链条葫芦的初始伸缩量或调整伸缩量;限位器用于限制二维可调吊装平台的最高提升高度,所述四个限位器分别接入对应伺服电动链条葫芦的控制回路中,能够实现在二维可调吊装平台的提升到最高位置时,自动触发限位开关为其限位。
优选的,所述倾角传感器固定在稳固构件的设定位置处,作为监测单元,用于实时监测二维可调吊装平台的倾角值,并将倾角信息反馈并存储在PLC的地址中;所述调平控制器作为控制中枢,用于开始、结束和复位三维可调操作系统,通过信号线分别与六个伺服驱动器、倾角传感器及三维调节操作指示面板连接,所述调平控制器能够通过读取各个伺服驱动器的位移、速度、转矩和状态信息的内部信息,以及存储在PLC地址中二维可调吊装平台的倾角信息并进行计算,得到各个伺服电动链条葫芦的初始伸缩量和调整伸缩量,并将各个伺服电动链条葫芦的调整伸缩量传输给对应的伺服驱动器,实现对各个伺服电动链条葫芦链条的伸缩控制,使二维可调吊装平台自动达到设定精度的水平姿态,进而实现对接设备达到设定精度的水平姿态,此外,所述调平控制器通过伺服驱动器控制纵向调节伺服电机和横向调节伺服电机正转、反转和停止,带动相应的纵向传动机构和横向传动机构,来实现对对接设备的水平方向距离微调。
优选的,所述三维调节操作指示面板作为人机交互界面,通过与调平控制器建立通讯,对调平控制器进行实时读取数据和写入数据,可利用存储在PLC地址中二维可调吊装平台的倾角信息,来实时显示二维可调吊装平台的水平状态,所述三维调节操作指示面板上设置伺服电动链条葫芦控制按钮,用于控制伺服电动链条葫芦动作,进而实现对接设备的提升、下降或停止控制,所述三维调节操作指示面板上分别设置有纵向调节伺服电动机构和横向调节伺服电动机构控制按钮,用于水平方向调节对接设备;所述三维调节操作指示面板并作为二维可调吊装平台自动调平的操作终端,其上设置一键调平按钮,能够通过调平控制器,控制对应的伺服驱动器,实现对各个伺服电动链条葫芦链条的伸缩控制,能使二维可调吊装平台自动达到设定精度的水平姿态,进而实现对接设备达到设定精度的水平姿态。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
1.本发明的对接设备三维调节控制方法,既结合了伺服电机链条葫芦承载能力强、精度高、运行平稳和应用广泛的特点,又结合了PLC使用灵活和通用性强的特点,实现对各个伺服电动链条葫芦链条的伸缩控制,进而实现对接设备达到预定高度及设定精度的水平姿态,对接设备调平时间短,自动化程度较高;顶部设计了纵向和横向调节机构来实现对设备对接过程的水平方向距离微调,从而实现对对接设备的全方位调节。
2.本发明的移动式三维可调对接龙门吊,有利于相关电力建设行业在有限空间内作业,既可以长距离转运对接设备,又可以在对接过程中短距离微调对接设备,对接效率高、安全系数高和智能化程度较高,避免对操作人员造成机械伤害。
3.本发明中的三维调节操作指示面板控制按钮的设置,能够实现对三维可调对接龙门吊的远程控制,不仅提高了操作人员的操作便携性,而且比较容易上手操作,不需要对接经验特别丰富,降低了学习成本,进而提高对接效率。
4.本发明的二维可调吊装平台可以适用于不同吊点间距的对接设备,更换吊点不同的对接设备时不需要拆装吊具结构,只需要调节对应吊钩间距即可,提高了不同对接设备的更换效率。
附图说明
图1为本发明三维可调控制系统的组成框图;
图2为本发明移动式三维可调对接龙门吊骨架结构示意图;
图3为本发明移动式三维可调对接龙门吊顶部结构示意图;
图4为本发明二维可调吊装平台结构示意图;
图5为本发明三维可调控制方法的控制流程图;
其中,1-移动式对接龙门骨架;2-万向轮;3-定向轮;4-横向支撑梁;5-三维调节操作指示面板;6-横向调节梁;7-纵向调节梁;8-支撑平台;9-横向调节伺服电动机构;10-纵向调节伺服电动机构;11-轴承;12-滚珠丝杆;13-伺服电动链条葫芦;14-伺服驱动器;15-调平控制器;16-二维可调吊装平台;17-吊钩;18-横向支撑构件;19-纵向支撑构件;20-稳固构件;21-倾角传感器;22-横向矩形孔洞;23-纵向矩形孔洞。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例,对本发明进行详细描述。
本实施例提供了一种基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊及控制方法,能够实现在有限空间内作业,对接设备更换效率高且又能实现电力行业高压开关柜等对接设备三维可调控制。
如图1所示,该三维可调控制系统包括:横向调节伺服电动机构、纵向调节伺服电动机构、伺服电动链条葫芦、伺服驱动器、调平控制器(其中PLC指可编程逻辑控制器,本实施例中采用的型号为西门子S7-1200系列 CPU1214C,该型号具有可靠性高、性能稳定、运行速度快的优点)、倾角传感器(采用双轴倾角传感器,本实施例中双轴指X轴和Y轴)和三维调节操作指示面板(本实施例中采用西门子触摸屏,型号为KTP700)。
如图1-4所示,该三维可调对接龙门吊设备结构包括龙门吊骨架、龙门吊顶部构造和二维可调吊装平台三个部分,该三维可调对接龙门吊的连接关系为:移动式对接龙门骨架底座前面位置安装有两个万向轮,底座后面位置安装有两个定向轮,可以在对接过程中长距离移动对接设备;龙门吊顶部的横向调节梁和纵向调节梁两端分别安装有滚动轴承,横向调节梁轴承放置在横向支撑梁滑道内,纵向调节梁轴承放置在横向调节梁滑道内;横向调节伺服电机固定在龙门吊顶部设定位置处,通过滚珠丝杆与纵向调节梁相连接,可以实现横向调节对接设备;纵向调节伺服电机固定龙门吊顶部设定位置处,通过滚珠丝杆与横向调节梁相连接,可以实现纵向调节对接设备;支撑平台与两个纵向调节梁相连接,用于固定伺服电动链条葫芦、伺服驱动器和调平控制器;横向和纵向调节伺服电机内部设置有限位器,用于限制横向或纵向最大调节量;
二维可调吊具平台的横向支撑构件两侧设计有横向矩形孔洞,用于横向调节吊钩的间距;四个长度相同的吊钩分别安装在横向支撑构件两侧的矩形孔洞内,用于吊装对接设备;纵向支撑构件的两端分别与四个伺服电动链条葫芦锁链端部相连接,两侧均设计有纵向矩形孔洞,用于支撑并纵向调节横向支撑构件,进而实现纵向调节吊钩间距;稳固构件两端分别与两个纵向支撑构件相连,用于稳固二维可调吊装平台和固定双轴倾角传感器;
四个伺服电动链条葫芦分别固定在移动式对接龙门吊顶部支撑平台设定位置处,作为执行机构,具有手动操作功能,当伺服电机失去作用时,可通过手动来调节二维可调吊装平台倾斜度和高度;六个伺服驱动器分别通过信号线与对应的伺服电动链条葫芦、纵向和横向调节伺服电机进行连接,作为控制媒介,用于监测和控制四个伺服电动链条葫芦的提升、下降和停止等运行状态,以及纵向调节和横向调节伺服电机的正转、反转和停止等运行状态;
双轴倾角传感器作为监测单元,设置在二维可调吊具平台的设定位置处,用于实时监测二维可调吊装平台的倾角值,并将倾角信息反馈并存储在PLC的地址中;调平控制器作为控制中枢,用于开始、结束和复位三维可调控制系统,通过信号线分别与六个伺服驱动器及三维调节操作指示面板连接,并与倾角传感器建立连接,调平控制器能够通过读取各个伺服驱动器的位移、速度、转矩和状态信息等内部信息,以及存储在PLC地址中二维可调吊装平台的倾角信息进行计算,得到各个伺服电动链条葫芦的初始状态,并将各个伺服电动链条葫芦的调整伸缩量传输给对应的伺服驱动器,实现对各个伺服电动链条葫芦链条的伸缩控制,使二维可调吊装平台达到设定精度的水平姿态,此外,调平控制器控制纵向调节和横向调节伺服电机正转、反转和停止,带动相应的纵向和横向传动机构,来实现对接设备的纵向或横向距离微调;
每个伺服电动链条葫芦内部设计有绝对值编码器和限位器,绝对值编码器用于准确监测伺服电动链条葫芦的初始伸缩量或校正伸缩量;限位器用于限制二维可调吊装平台的最高提升高度。
三维调节操作指示面板固定在移动式对接龙门骨架侧面便于操作处,通过与调平控制器建立通讯,作为人机交互界面,对调平控制器进行实时读取数据和写入数据,来实时显示二维可调吊装平台的水平状态;三维调节操作指示面板上设置的伺服电动链条葫芦控制按钮,用于整体控制伺服电动链条葫芦动作,进而实现对接设备的提升、下降或停止,设置的纵向和横向调节伺服机构控制按钮,用于水平方向调节对接设备,设置的一键调平按钮,能够通过PLC控制对应的伺服驱动器,实现对各个伺服电动链条葫芦链条的伸缩控制;通过上述人机交互控制能够使二维可调吊装平台达到预设高度及设定精度的水平姿态,进而实现对接设备达到预设高度及设定精度的水平姿态。
该移动式三维可调对接龙门吊的工作原理为:在高压开关柜等对接设备就位对接过程中,需要开关柜保持一个水平或接近水平姿态,由于开关柜重心并不居中,被吊起后会导致一定的倾斜,不利于对接,采用人工调整效率低下,安全性也不高,此时开关柜对接时的三维可调控制成为亟待解决的问题;
一般的,开关柜顶部设计有四个吊点,二维可调吊具平台通过长度相同的四个吊钩与开关柜对应吊点相连,在三维调节操作指示面板上操作并通过PLC控制伺服电动链条葫芦整体提升,带动二维可调吊具平台提升,从而将开关柜提升至一定高度;然后操作三维调节操作指示面板上一键调平按钮通过PLC计算并调节伺服电动链条葫芦的伸缩量,使开关柜达到设定精度的水平姿态,实现开关柜自动调平;
在一键自动调平控制前,由于四个伺服电动链条葫芦的初始伸缩量不同,导致二维可调吊具平台四周高度不同,进而造成开关柜倾斜,此时倾角传感器会实时监测开关柜的倾斜状态,传输给调平控制器,并实时显示在三维调节操作指示面板上;由于存在不同的倾斜情况,所以双轴倾角传感器测量到的倾角值存在以下四种情况:①(x,y)②(x,-y)③(-x,y)④(-x,-y),其中x,y均为非负数,因此每个伺服电动链条葫芦的伸缩量都是影响开关柜倾斜状态的关键因素;
为实现开关柜一键调平控制,采用PID闭环控制,每个PID闭环调节由PLC、伺服驱动器、伺服电动链条葫芦和倾角传感器构成;PLC通过存储在其地址中的倾角信息,以及伺服驱动器反馈的各个伺服电动链条葫芦的初始伸缩量,按照预设的调平算法进行计算,并经PID闭环控制,将开关柜的倾角信息转换成每个伺服电动链条葫芦的调整伸缩量;PLC将其计算出来的各个伺服电动链条葫芦的调整伸缩量传输给对应伺服驱动器,伺服驱动器控制伺服电动链条葫芦提升对应的调整伸缩量;将当前的伺服电动链条葫芦调整到设定位置后,PLC会再次读取调整后的开关柜倾角信息,判断开关柜当前位置是否满足设定的调平倾角要求,满足则进行下一步操作,不满足则再次计算调整量并进行调整,直至开关柜倾斜度满足设定的水平精度要求;
当开关柜被提升至一定高度,通过移动式三维可调龙门吊移动至对接位置,并且其倾斜度满足设定的水平精度要求时,操作人员则可进行下一步对接工作;操作三维调节操作指示面板上横向调节“左移”或“右移”调节按钮,将调节命令通过PLC发送给横向调节伺服驱动器,控制横向调节伺服电机正转或反转,带动横向滚珠丝杆正转或反转,从而使横向调节梁向左或向右移动,最终实现对开关柜的横向调节;操作三维调节操作指示面板上纵向调节“前移”或“后移”调节按钮,将调节命令通过PLC发送给纵向调节伺服驱动器,控制纵向调节伺服电机正转或反转,带动纵向滚珠丝杆正转或反转,从而使纵向调节梁向前或向后移动,最终实现对开关柜的纵向调节;
通过上述的工作原理,最终可以实现开关柜在对接过程中三维可调。
本发明的四个伺服电动链条葫芦分别设置在对接龙门吊顶部的设定位置处,作为执行机构;伺服驱动器作为控制媒介,与四个伺服电动链条葫芦、横向和纵向调节伺服电机对应连接;调平控制器作为控制中枢,分别与倾角传感器、各伺服驱动器和三维调节操作指示面板对应连接;倾角传感器作为监测模块,用于实时监测二维可调吊装平台的倾角值,并将倾角信息反馈并存储在调平控制器的地址中;调平控制器采用闭环模式,能够根据四个伺服驱动器反馈的对应伺服电动链条葫芦的初始伸缩量以及存储在其地址中的倾角信息进行计算,得到四个伺服电动链条葫芦的调整量,并将各个伺服电动链条葫芦的调整量传输给对应伺服驱动器,使二维可调吊具平台自动调整到水平姿态;横向和纵向调节伺服电动机构设计在移动式对接龙门骨架顶部设定位置处,实现对接设备的横向或纵向调节,进而实现对接设备三维可调的目的。
具体的,如图5所示,该移动式三维可调对接龙门吊的控制方法为:
第一步:操作人员通过操作三维调节操作指示面板上“下降”按钮将第一次调平后的二维可调吊具平台下降至合适高度;
第二步:将待对接的开关柜顶部四个吊点分别挂在对应的二维可调吊具平台的吊钩上,操作人员通过操作三维调节操作指示面板上“提升”按钮将开关柜缓慢提升至地面5-10cm;
第三步:安装在二维可调吊具平台上的倾角传感器将监测到的倾角信息通过PLC传输到三维调节操作指示面板上,实时显示开关柜当前X轴和Y轴的倾斜度,PLC通过设定程序判断当前倾角信息是否满足设定的精度要求,如果不满足则进入第四步,如果满足则进入第五步;
第四步,操作人员通过操作三维调节操作指示面板上“一键调平”按钮,PLC开始对二维可调吊具平台的倾角信息和每个伺服电动链条葫芦的伸缩量进行判断和计算,得到对应伺服电动链条葫芦的校正伸缩量,并传输给对应的伺服驱动器,得到第一次调节,此时PLC根据当前倾角信息判断是否满足设定的倾角精度要求,如果不满足则继续进行调平,直至完成二维可调吊具平台的自动调平,并显示开关柜当前状态“已调平”,如果满足则进入第五步;
第五步:操作人员通过操作三维调节操作指示面板上“左移”或“右移”按钮,PLC控制横向调节机构实现开关柜横向调节,直至将开关柜调节至满足横向精度要求;
第六步:操作人员通过操作三维调节操作指示面板上“前移”或“后移”按钮,PLC控制横向调节机构实现开关柜纵向调节,直至将开关柜调节至满足纵向精度要求;
第七步:操作人员通过操作三维调节操作指示面板上“下降”按钮将开关柜下降至合适位置,完成开关柜对接。
综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊,其特征在于,包括:移动式对接龙门骨架(1)、二维可调吊装平台(16)和三维调节操作指示面板(5);
所述移动式对接龙门骨架(1)顶部由横向调节梁(6)、纵向调节梁(7)、支撑平台(8)、横向调节伺服电动机构(9)、纵向调节伺服电动机构(10)和轴承(11)组成;
其中横向调节梁(6)和纵向调节梁(7)两端分别装有滚动轴承(11),横向调节梁(6)的轴承(11)放置在横向支撑梁(4)滑道内,纵向调节梁(7)的轴承(11)放置在横向调节梁(6)滑道内;横向调节伺服电动机构(9)通过滚珠丝杆(12)与纵向调节梁(7)相连接,用于实现横向调节对接设备;纵向调节伺服电动机构(10)通过滚珠丝杆(12)与横向调节梁(6)相连接,用于实现纵向调节对接设备;支撑平台(8)与两纵向调节梁(7)相连接,用于固定伺服电动链条葫芦(13)、伺服驱动器(14)和调平控制器(15);
所述二维可调吊装平台(16)用于吊装对接设备,包括横向支撑构件(18)、纵向支撑构件(19)和稳固构件(20);
所述横向支撑构件(18)两侧设有横向矩形孔洞(22),用于横向调节吊钩(17)间距,每个横向矩形孔洞(22)内设有吊钩;
所述纵向支撑构件(19)两端分别与伺服电动链条葫芦(13)的链条端部连接,纵向支撑构件(19)两侧设有纵向矩形孔洞(23),用于支撑并纵向调节横向支撑构件(18),进而实现纵向调节吊钩(17)间距;
所述稳固构件(20)两端分别与两纵向支撑构件(19)相连,用于稳固二维可调吊装平台(16)和固定倾角传感器(21)。
2.如权利要求1所述的基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊,其特征在于:移动式对接龙门骨架(1)底座前侧装有万向轮(2),后侧装有定向轮(3),用于在对接过程中长距离移动对接设备。
3.如权利要求1所述的基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊,其特征在于:四个伺服电动链条葫芦(13)分别固定在移动式对接龙门骨架(1)顶部支撑平台(8)设定位置处,作为执行机构,所述伺服电动链条葫芦(13)具有手动操作功能,当伺服电机失去作用时,可通过手动来调节二维可调吊装平台(16)倾斜度和高度;所述六个伺服驱动器(14)分别通过信号线与对应的伺服电动链条葫芦(13)、横向调节伺服电动机构(9)和纵向调节伺服电动机构(10)进行连接,作为控制媒介,用于监测并控制四个伺服电动链条葫芦(13)的提升、下降和停止的运行状态,以及横向调节伺服电动机构(9)和纵向调节伺服电动机构(10)的正转、反转和停止的运行状态。
4.如权利要求2所述的基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊,其特征在于:所述每个伺服电动链条葫芦(13)内部设计有绝对值编码器和限位器,绝对值编码器用于准确监测伺服电动链条葫芦(13)的初始伸缩量或调整伸缩量;限位器用于限制二维可调吊装平台(16)的最高提升高度,所述四个限位器分别接入对应伺服电动链条葫芦(13)的控制回路中,能够实现在二维可调吊装平台(16)的提升到最高位置时,自动触发限位开关为其限位。
5.如权利要求1所述的基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊,其特征在于:所述倾角传感器(21)固定在稳固构件(20)的设定位置处,作为监测单元,用于实时监测二维可调吊装平台(16)的倾角值,并将倾角信息反馈并存储在PLC的地址中;所述调平控制器(15)作为控制中枢,用于开始、结束和复位三维可调操作系统,通过信号线分别与六个伺服驱动器(14)、倾角传感器(21)及三维调节操作指示面板(5)连接,所述调平控制器(15)能够通过读取各个伺服驱动器(14)的位移、速度、转矩和状态信息的内部信息,以及存储在PLC地址中二维可调吊装平台(16)的倾角信息并进行计算,得到各个伺服电动链条葫芦(13)的初始伸缩量和调整伸缩量,并将各个伺服电动链条葫芦(13)的调整伸缩量传输给对应的伺服驱动器(14),实现对各个伺服电动链条葫芦(13)链条的伸缩控制,使二维可调吊装平台(16)自动达到设定精度的水平姿态,进而实现对接设备达到设定精度的水平姿态,此外,所述调平控制器(15)通过伺服驱动器(14)控制横向调节伺服电动机构(9)和纵向调节伺服电动机构(10)正转、反转和停止,来实现对对接设备的水平方向距离微调。
6.如权利要求5所述的基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊,其特征在于:所述三维调节操作指示面板(5)作为人机交互界面,通过与调平控制器(15)建立通讯,对调平控制器(15)进行实时读取数据和写入数据,可利用存储在PLC地址中二维可调吊装平台(16)的倾角信息,来实时显示二维可调吊装平台(16)的水平状态,所述三维调节操作指示面板(5)上设置伺服电动链条葫芦(13)控制按钮,用于控制伺服电动链条葫芦(13)动作,进而实现对接设备的提升、下降或停止控制,所述三维调节操作指示面板(5)上分别设置有横向调节伺服电动机构(9)和纵向调节伺服电动机构(10)控制按钮,用于水平方向调节对接设备;所述三维调节操作指示面板(5)并作为二维可调吊装平台(16)自动调平的操作终端,其上设置一键调平按钮,能够通过调平控制器(15),控制对应的伺服驱动器(14),实现对各个伺服电动链条葫芦(13)链条的伸缩控制,能使二维可调吊装平台(16)自动达到设定精度的水平姿态,进而实现对接设备达到设定精度的水平姿态。
7.一种基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊的控制方法,其特征在于,步骤如下:第一步:操作人员通过操作三维调节操作指示面板上“下降”按钮将第一次调平后的二维可调吊具平台下降至一定高度;
第二步:将待对接的开关柜顶部四个吊点分别挂在对应的二维可调吊具平台的吊钩上,操作人员通过操作三维调节操作指示面板上“提升”按钮将开关柜缓慢提升至地面5-10cm;
第三步:安装在二维可调吊具平台上的倾角传感器将监测到的倾角信息通过PLC传输到三维调节操作指示面板上,实时显示开关柜当前X轴和Y轴的倾斜度,PLC通过设定程序判断当前倾角信息是否满足设定的精度要求,如果不满足则进入第四步,如果满足则进入第五步;
第四步,操作人员通过操作三维调节操作指示面板上“一键调平”按钮,PLC开始对二维可调吊具平台的倾角信息和每个伺服电动链条葫芦的伸缩量进行判断和计算,得到对应伺服电动链条葫芦的校正伸缩量,并传输给对应的伺服驱动器,得到第一次调节,此时PLC根据当前倾角信息判断是否满足设定的倾角精度要求,如果不满足则继续进行调平,直至完成二维可调吊具平台的自动调平,并显示开关柜当前状态“已调平”,如果满足则进入第五步;
第五步:操作人员通过操作三维调节操作指示面板上“左移”或“右移”按钮,PLC控制横向调节机构实现开关柜横向调节,直至将开关柜调节至满足横向精度要求;
第六步:操作人员通过操作三维调节操作指示面板上“前移”或“后移”按钮,PLC控制横向调节机构实现开关柜纵向调节,直至将开关柜调节至满足纵向精度要求;
第七步:操作人员通过操作三维调节操作指示面板上“下降”按钮将开关柜下降至合适位置,完成开关柜对接。
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