CN1221392A - 吊索抓斗控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种吊索抓斗控制系统,该吊索抓斗(5)用于提升和转运物料,适合于悬挂在可沿一条基本水平的行进路径(1)转移的一个吊运滑车(2)上。该控制系统包括用于提升吊索抓斗(5)的一个提升机构(6,7),和用于闭合和打开吊索抓斗(5)的铲斗(10,11),并且用于提升和降下吊索抓斗的一个闭合机构(8,9)。该提升机构包括两个独立的机构(6,7),类似地,该闭合机构也包括两个独立的机构(8,9),这些机构还构成吊运滑车(2)的转移机构。

Description

吊索抓斗控制系统
发明背景技术
本发明涉及一种吊索抓斗控制系统，吊索抓斗用于提升和传送物料，可悬挂在一辆能够沿基本水平行进路径移动的吊运滑车上，控制系统包括用于提升和降下吊索抓斗的一个提升机构、用于闭合和打开吊索抓斗的铲斗并用于提升和降下吊索抓斗的一个闭合机构、和用于使吊运滑车沿行进路径移动的转移机构，其中所述提升机构包括一个电机驱动提升卷索鼓轮和固定在吊索抓斗上的起重钢索及用于收起和放开起重钢索的卷索鼓轮；所述闭合机构包括一个电机驱动闭合卷索鼓轮和固定在吊索抓斗和闭合卷索鼓轮上的闭合钢索，用于收起和放开闭合钢索。
吊索抓斗包括两个或多个铲斗，这些铲斗可以围绕它们的支点转动，使得当这些铲斗在使用时，它们彼此压合在一起，从而铲斗闭合，类似地，当这些铲斗空载时，它们彼此分开，从而铲斗打开。固定在抓斗和钢索鼓轮上的钢索支承着这些铲斗，即抓斗和使之翻转，钢索鼓轮在电机驱动下转动，电机通常为直流电机。
在一种公知的、目前通用的起重结构中，支承着抓斗的钢索通过辅助滑车和固定钢索滑轮或索轮连结到提升机构和闭合机构的滚筒或鼓轮上。提升机构用于提升抓斗及其载荷。闭合机构除了用于打开和闭合吊索抓斗的铲斗，还用于提升和降下抓斗及其载荷。吊运滑车又靠其转移机构而移动。辅助滑车以天车速度的一半速度移动，以补偿在转运移动过程中钢索长度的变化。提升钢索和闭合钢索使吊运滑车承受相应于载荷的水平作用力，使辅助滑车承受双倍的作用力。这样确定了滑车传送钢索的粗细口径，通常使用四根平行钢索。考虑到传送钢索的拉伸，还需要一个独立的钢索张紧机构。相关现有技术在例如“Bulk Materrials Handling”系列出版物，第1卷(1975/77)第5期-Stacking Blending Reclaiming ofBulk Materrials-(第一版，1977,Trans Tech Publications)中有详细记载。
上述现有技术的强制控制方法的作用在于使铲斗在提升和转运过程中保持可靠的闭合状态，但是某些钢索承受着相对于被起重载荷不合理高的拉力，导致整个起重机构的各个部分都十分笨重。此外，该系统由于具有多套钢索系统和相关的机械机构以及用于各种特殊目的的辅助装置而显得非常复杂。
所以，本发明的目的是提供一种全新的、克服了上述缺陷的吊索抓斗控制系统。
这个目的是利用根据本发明构成的一种吊索抓斗控制系统实现的，其特征主要在于提升机构包括两个独立的机构，一个提升机构的提升钢索从第一方向经过吊运滑车，并从吊运滑车连结到吊索抓斗，另一个提升机构的提升钢索从与第一方向基本相反的第二方向经过吊运滑车，并从吊运滑车连结到吊索抓斗，闭合机构包括两个独立的机构，一个闭合机构的闭合钢索从所说第一方向经过吊运滑车，并从吊运滑车连结到吊索抓斗，另一个闭合机构的闭合钢索从所说的第二方向经过吊运滑车，并从吊运滑车连结到吊索抓斗，所说的两个方向基本平行于吊运滑车的行进路径，所说的四个独立的提升机构和闭合机构还构成吊运滑车的转移机构。
因此，本发明基于这样的构思，即，提升钢索和闭合钢索利用四个完全独立和单独控制的机构从两个相反方向经过抓斗的吊运滑车。同时吊运滑车还可以自由移动，使得其转移移动可以由所说机构实现，这样就取代了独立的转移机构，无需再使用独立的转移机构。抓斗的打开和闭合功能，以及提升和转运移动通过控制各个机构的行进方向和相对速度来实现。由于每根钢索都始终由其自身的机构能动地控制，所以也不需要钢索张紧机构。通过放弃过去的机械力控制结构，在这种结构中各个机构与钢索彼此之间始终机械连接，和改用完全独立的、电控机构可以实现这样一种系统。该系统及其功能可以利用一个适当的计算机程序控制。
因此本发明系统的显著优点在于简单的钢索系统，由于没有辅助滑车或滑车转移机构和钢索张紧机构，所以仅仅包括四根钢索和一个简单的机构。同时，缩短了吊运滑车的支承结构、减小了作用力和减轻了钢架结构重量。由于显著地减少了钢索滑轮和钢索对折，因此延长了钢索的使用寿命，减少了维修要求。独立的机构也使得该系统可以制成标准组件，从而需要四个具有调节作用的机构，它们可以是彼此相同的。
在下文中将参照附图通过对一些优选实施例的详细描述来介绍本发明，在所说附图中：
图1表示根据本发明构成的、与一个抓斗塔吊结合的一种吊索抓斗，
图2表示根据本发明构成的、与一个龙门吊车结合的一种吊索抓斗，
图3表示根据本发明构成的、与一个桥式吊车结合的一种吊索抓斗，和
图4和图5表示可应用于前面的附图中所示设备中的钢索抓斗的结构。
在图1中，表示了与一部塔吊结合使用的一种吊索抓斗，如图所示，其支承结构为一个水平主梁1，一辆用于平移和提升钢索抓斗的往复吊运滑车2在其上往复行进。因此主梁1构成吊运滑车2的行进路径。起重机的支承结构和起重机的其它详细结构对于本领域技术人员来说是熟知的，并且与本发明无关，所以没有示出。在吊运滑车的2的四个角上包括滑车轮3，吊运滑车2借助于这些滑车轮得以沿主梁上的轨道4移动，而钢索抓斗5本身则由下文中所述的钢索系统支承从吊运滑车向下悬挂着。
根据本发明构成的钢索抓斗控制系统包括用于执行钢索抓斗5的提升和降下移动操作、抓斗铲10和11的闭合和打开操作、以及吊运滑车沿主梁1平移操作的可电控提升机构和闭合机构6-9。
提升机构包括两个完全独立的机构6和7，闭合机构包括两个完全独立的机构8和9。提升机构6和7包括提升卷索鼓轮12和13、用于驱动所说鼓轮的电机14和15，包括减速齿轮16和17，以及分别与提升卷索鼓轮12、13和抓斗5相连的提升钢索18和19，所说钢索从所说卷索鼓轮收起和放开。类似地，闭合机构8和9包括闭合卷索鼓轮20和21、用于驱动所说闭合卷索鼓轮的电机22和23，包括减速齿轮24和25，以及分别与闭合卷索鼓轮20、21和抓斗相连的闭合钢索26和27，所说钢索也类似地从所说卷索鼓轮收起和放开。上述机构6至9设置在起重机的电动机房(未示出)中，当然除了从电动机房至钢索抓斗5的钢索部分。
第一提升机构6的提升钢索18的卷绕路径是从相应的提升卷索鼓轮12绕经位于主梁1一端的一个第一滑轮28和设置在吊运滑车2中的一个第二滑轮29连接至吊索抓斗5。第二提升机构7的提升钢索19的卷绕路径是从相应的提升卷索鼓轮13绕经位于主梁1另一端的一个第三滑轮30和设置在吊运滑车2中的一个第四滑轮31连接至吊索抓斗5。
类似地，第一闭合机构8的闭合钢索26的卷绕路径是从相应的闭合卷索鼓轮20绕经位于主梁1一端的一个第五滑轮32和设置在吊运滑车2中的一个第六滑轮33连接至吊索抓斗5。第二闭合机构9的闭合钢索27的卷绕路径是从各个闭合卷索鼓轮21绕经位于主梁1一端的一个第七滑轮34和设置在吊运滑车2中的一个第八滑轮35连接至吊索抓斗5。
这个控制系统中的最基本点是上述的四个独立的机构6-9和如上所述的它们的钢索的设置方式，即，一个提升机构6的提升钢索18从一个第一方向(从滑轮28)经过吊运滑车2，另一个提升机构7的提升钢索19从与第一方向基本相反的一个第二方向(从滑轮30)经过吊运滑车2，类似地，闭合机构8的闭合钢索26从所说第一方向(从滑轮32)经过吊运滑车2，另一闭合机构9的闭合钢索27从所说第二方向(从钢索滑轮34)经过吊运滑车2，从而按照下述方式借助于提升和闭合机构6至7也可以使吊运滑车2平移，而无需任何独立的滑车平移机构、
在例如上述文献中所说的已知的吊索抓斗结构可以与该技术方案结合使用。图4和图5表示了一种结构的实例。在图示的情况下，铲斗10和11通过铰接点36固定到外支撑臂37上，通过铰接点38固定到内支撑臂39上。吊索抓斗5由提升钢索18和19以及闭合钢索26和27支承着，所述提升钢索通过一个中间部分40固定到外支撑臂37上，所述闭合钢索绕过滑轮连接到内支撑臂39上(未示出)。
机构6至9由分别与各个电机16、17、24和25相连的频率转换器41至44控制，而频率转换器又由一个控制逻辑电路控制，该逻辑电路是根据使用要求和需要设计的。频率转换器41至44可以采用现有技术，将从市场上购得的装置按照已知的方式与主电路相连而构成。可取的是使用交流电机作为电机16、17、24和25。另外亦可取的是将分别控制提升机构6和7的频率转换器41和42的中间电路连接在一起，类似地，将分别控制提升机构8和9的频率转换器43和44的中间电路连接在一起，以便在吊运滑车的转运移动过程中使电源在一个机构与另一个机构之间循环供电。
抓斗的打开和闭合功能以及提升和平移移动是通过按照下述方式控制各个机构6至9的行进方向和相对速度而实现的：
一个实例：
抓斗：
提升：使所有鼓轮(12、13、20和21)沿向上方向旋转(拉起钢索)
降下：使所有鼓轮(12、13、20和21)沿向下方向旋转(放开钢索)
闭合：使闭合鼓轮(20和21)沿向上方向旋转
打开：使闭合鼓轮(20和21)沿向下方向旋转
吊运滑车的受驱移动：
进(方向A)：
提升鼓轮12和闭合鼓轮20沿向下方向旋转，提升鼓轮13和闭合鼓轮21沿向上方向旋转
退(方向B)：
提升鼓轮12和闭合鼓轮20沿向上方向旋转，提升鼓轮13和闭合鼓轮21沿向下方向旋转
提升抓斗和驱进吊运滑车：
提升鼓轮12和闭合鼓轮20停止转动，提升鼓轮13和闭合鼓轮21沿向上方向旋转等等。
起重机控制逻辑电路计算各个机构6至9的瞬间速度方向，抓斗5的移动方向与由司机发出的控制指令相对应。
闭合机构8和9的钢索26和27与抓斗正确结合，用于开合由铰接点36和38支撑的铲斗10和11。在图4中铲斗是张开的，由于闭合机构8和9的钢索26和27已经松弛，使得铲斗10和11以及下支撑臂39的重量将铲斗打开。铲斗10和11再由闭合机构8和9的钢索26和27闭合，使得它们将下部支撑臂39拉上，从而铲斗10和11彼此相对闭合。在图5中所示的铲斗10和11是闭合的。
如图2所示与龙门吊车结合使用的抓斗控制系统与图1所示的抓斗控制系统的区别仅在于第一提升机构6和第一闭合机构8设置在龙门吊车第一端下部，第二提升机构7和第二闭合机构9设置在龙门吊车第二端下部。相当于主梁1的吊运桥架1’构成吊运滑车2的行进路径。这种技术方案的功能与图1所示相同。但是，必须指出，如图1所示的技术方案完全可以应用于龙门吊车。
如图3所示与桥式吊车结合使用的抓斗控制系统与图1所示抓斗控制系统的区别在于第一提升机构6和第一闭合机构8设置在桥式吊车的第一端，第二提升机构7和第二闭合机构9设置在桥式吊车的第二端，从而所说机构6至9基本与吊运桥架齐平，提升钢索和闭合钢索18、19、26和27直接从机构6至7的卷索鼓轮12、13、20和21经过吊运滑车2的滑轮29、31、33和35连接至吊索抓斗5。因此图1所示的滑轮28、30、32和34在这个技术方案中是不必要的，使得这个技术方案是上述三种技术方案中最简单的。相当于主梁1的吊运桥架1”构成吊运滑车2的行进路径。至于其功能，这个技术方案与图1所示技术方案是完全对应的。此外，必须指出，完全对应于图1和图2的技术方案也可以用于桥式吊车，以满足特殊需要。
在上文中仅仅借助于某些优选实施例介绍了本发明，对于本领域技术人员来说还可以在所附权利要求的范围内以其它相应的应用方式来实施本发明，和以各种方式实现其技术细节。本发明的技术方案除了抓斗吊车以外还可以用于例如容器起重机的载荷装置。

Claims (7)

1、一种吊索抓斗控制系统，所说吊索抓斗(5)用于提升和转运物料，适合于悬挂在可沿一条基本平行的行进路径(1,1’,1”)平移的一个吊运滑车(2)上，所说控制系统包括：
用于提升和降下吊索抓斗(5)的一个提升机构(6,7)，所说提升机构包括一个电机驱动提升卷索鼓轮(12,13)和固定在吊索抓斗(5)和提升卷索鼓轮(12、13)上的提升卷索(18、19)，用于收起和放开提升钢索，
用于闭合和打开吊索抓斗(5)的铲斗(10,11)、并且用于提升和降下吊索抓斗的一个闭合机构(8,9)，所说闭合机构包括电机驱动闭合卷索鼓轮(20,21)和固定在吊索抓斗(5)和闭合卷索鼓轮(20,21)上的闭合钢索(26,27)，用于收起和放开闭合钢索，和
用于沿所说行进路径(1,1’,1”)转移所说吊运滑车(2)的一个转移机构(6至9)，
其特征在于：
所说提升机构包括两个独立的机构(6,7)，一个提升机构(6)的提升钢索(18)从第一方向绕经所说吊运滑车(2)，并从所说吊运滑车(2)连接至所说吊索抓斗(5)，另一个提升机构(7)的提升钢索(19)从与所说第一方向基本相反的第二方向绕经所说吊运滑车(2)，并从所说吊运滑车(2)连接至所说吊索抓斗(5)，
所说闭合机构包括两个独立的机构(8,9)，一个闭合机构(8)的闭合钢索(26)从所说第一方向绕经所说吊运滑车(2)，并从所说吊运滑车(2)连接至所说吊索抓斗(5)，另一个闭合机构(9)的闭合钢索(27)从所说第二方向绕经所说吊运滑车(2)，并从所说吊运滑车(2)连接至所说吊索抓斗(5)，
所说方向基本平行于所说吊运滑车(2)的行进路径(1,1’,1”)，以及
所说的四个独立的提升和闭合机构(6至9)还构成吊运滑车(2)的转移机构。
2、如权利要求1所述的一种系统，其中所说吊索抓斗(5)设置在例如一台高架塔吊中，吊车主梁(1)构成吊运滑车的行进路径，其特征在于所说的四个独立机构(6-7)设置在同一电动机房中，从而
一个提升机构(6)的提升钢索(18)从相应的提升卷索鼓轮(12)绕经位于主梁(1)一端的一个第一滑轮(28)和设置在吊运滑车(2)中的一个第二滑轮(29)连接至吊索抓斗(5)，第二提升机构(7)的提升钢索(19)从相应的提升卷索鼓轮(13)绕经位于主梁(1)另一端的一个第三滑轮(30)和设置在吊运滑车(2)中的一个第四滑轮(31)连接至吊索抓斗(5)，以及
一个闭合机构(8)的闭合钢索(26)从相应的闭合卷索鼓轮(20)绕经位于主梁(1)一端的一个第五滑轮(32)和设置在吊运滑车(2)中的一个第六滑轮(33)连接至吊索抓斗(5)，另一个闭合机构(9)的闭合钢索(27)从各个闭合卷索鼓轮(21)绕经位于主梁(1)另一端的一个第七滑轮(34)和设置在吊运滑车(2)中的一个第八滑轮(35)连接至吊索抓斗(5)。
3、如权利要求1所述的一种系统，其中所说吊索抓斗(5)设置在例如一台龙门吊车中，所说吊车桥架(1’)构成所说吊运滑车的行进路径，其特征在于一个提升机构(6)和一个闭合机构(8)设置在所说龙门吊车一端下部，另一个提升机构(7)和闭合机构(9)设置在所说龙门吊车另一端的下部，从而
一个提升机构(6)的提升钢索(18)从相应的提升卷索鼓轮(12)绕经位于吊运桥架(1’)一端的一个第一滑轮(28)和设置在吊运滑车(2)中的一个第二滑轮(29)连接至吊索抓斗(5)，第二提升机构(7)的提升钢索(19)从相应的提升卷索鼓轮(13)绕经位于吊运桥架(1’)另一端的一个第三滑轮(30)和设置在吊运滑车(2)中的一个第四滑轮(31)连接至吊索抓斗(5)，以及
一个闭合机构(8)的闭合钢索(26)从相应的闭合卷索鼓轮(20)绕经位于吊运桥架(1’)一端的一个第五滑轮(32)和设置在吊运滑车(2)中的一个第六滑轮(33)连接至吊索抓斗(5)，另一个闭合机构(9)的闭合钢索(27)从各个闭合卷索鼓轮(21)绕经位于吊运桥架(1’)另一端的一个第七滑轮(34)和设置在吊运滑车(2)中的一个第八滑轮(35)连接至吊索抓斗(5)。
4、如权利要求1所述的一种系统，其中所说吊索抓斗(5)设置在例如一台桥式吊车中，所说吊运桥架(1”)构成所说吊运滑车(2)的行进路径，其特征在于一个提升机构(6)和一个闭合机构(8)设置在所说龙门吊车一端下部，另一个提升机构(7)和闭合机构(9)设置在所说龙门吊车另一端的下部，从而所说机构(6至9)设置在与吊运桥架(1”)基本齐平的位置，提升和闭合钢索(18、19、26和27)直接从所说机构的卷索鼓轮(12、13、20和21)绕经所说吊运滑车(2)的滑轮(29、31、33和35)连接至吊索抓斗(5)。
5、如前面任何一项权利要求所述的一种系统，其特征在于每个独立机构(6至7)的卷索鼓轮(12、13、20和21)配备有一个电机(14、15、22和23)，所说电机通过一个减速齿轮(16、17、24和25)与卷索鼓轮耦合，并且装备有电子速度控制部分(41至44)。
6、如权利要求1所述的一种系统，其特征在于所说电机(14、15、22和23)为频率控制的交流电机。
7、如权利要求6所述的一种系统，其特征在于用于控制提升电机(14、15)的所说频率转换器(41,42)的中间电路和用于控制闭合电机(22,23)的频率转换器(43,44)的中间电路分别电连接。
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