CN206336790U - 一种臂架旋转控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种臂架旋转控制装置，所述臂架旋转控制装置包括：电机和臂架，所述电机与所述臂架联动，所述电机驱动所述臂架沿转动轴心旋转，还包括：数据连接的第一检测模块、第二检测模块、第三检测模块和控制模块。将所述臂架的旋转速度降低至零，使得臂架的停止控制能够更加精准，避免了现有技术的骤停现象，从而保证了臂架上的装置机械紧固；降低了对传动机构(减速机、电机等)的冲击，降低了制动电机的抱闸磨损；也降低了对回转上线装置的线缆产生瞬间拉力，从而提高了设备的寿命。

Description

一种臂架旋转控制装置

技术领域

本实用新型涉及装卸设备制造领域，尤其涉及一种臂架旋转控制装置。

背景技术

斗轮机作为一种适合于散料料场的连续装卸设备，其通常有门架式、悬臂式等几种不同类型。其中，悬臂式斗轮机由行走机构、回转机构、臂架、斗轮、带式输送机等主体部分组成。

现有悬臂式斗轮机，其臂架可以在一定范围内进行旋转，以便进行散料的装卸工作。臂架的旋转具有极限位置，现有的悬臂式斗轮机会在极限位置设置检测开关，以便进行电器保护。即当臂架旋转至该极限位置时，检测开关会触发控制器禁止臂架超出该旋转范围。

但是，现有技术中臂架在旋转到极限位置处存在急停动作，会使臂架产生振动，影响臂架上的装置机械紧固；对传动机构(减速机、电动机等)产生一定的冲击，制动电机的抱闸磨损较大；对回转上线装置的线缆产生瞬间拉力，影响线缆的使用寿命。

发明内容

本实用新型的第一方面提供一种臂架旋转控制方法，包括：

当臂架的旋转位置处于第一范围内，并朝向极限位置移动时，将所述臂架的旋转速度加速至第一速度；

当所述臂架的旋转位置处于第二范围内，并朝向所述极限位置移动时，将所述臂架的旋转速度保持在所述第一速度；

当所述臂架的旋转位置处于第三范围内，并朝向所述极限位置移动时，将所述臂架的旋转速度降低至零；

其中，所述第一范围包含旋转起始位置至第一临界位置的第一角度；所述第二范围包含所述第一临界位置至第二临界位置的第二角度，所述第三范围包含所述第二临界位置至所述极限位置的第三角度。

较佳地，所述将所述臂架的旋转速度加速至第一速度，包含：

所述臂架的旋转速度采用变速加速至所述第一速度，所述变速加速满足规则如下：

V＝0.282/COS|β|

其中，所述V为所述臂架的旋转速度，所述β为所述臂架的旋转角度。

较佳地，所述第三角度与所述臂架的臂长满足如下的对应关系：

α＝L/N

其中，α为所述第三角度，所述L为所述臂架的臂长，所述N为比例常数。

较佳地，还包括：

当所述臂架的臂长发生变化时，根据所述对应关系调整所述第三角度。

较佳地，所述当臂架的旋转位置处于第一范围内，并朝向极限位置移动

时，将所述臂架的旋转速度加速至第一速度，包括：

当所述臂架的旋转位置位于所述旋转起始位置时，触发电机进行加速；

当所述臂架的旋转位置位于所述第一临界位置时，所述电机加速至所述第一速度。

较佳地，所述当所述臂架的旋转位置处于第二范围内，并朝向所述极限

位置移动时，将所述臂架的旋转速度保持在所述第一速度，包括：

当所述臂架的旋转位置位于所述第一临界位置时，控制所述电机保持匀速；

当所述臂架的旋转位置位于所述第二临界位置时，触发所述电机进行减速。

本实用新型的第二个方面提供一种臂架旋转控制装置，包括：电机和臂架，所述电机与所述臂架联动，所述电机驱动所述臂架沿转动轴心旋转，还包括：数据连接的第一检测模块、第二检测模块、第三检测模块和控制模块；

所述第一检测模块，用于当所述臂架的旋转位置处于第一范围内，并朝向极限位置移动时，生成第一检测信号；

所述第二检测模块，用于所述臂架的旋转位置处于第二范围内，并朝向所述极限位置移动时，生成第二检测信号；

所述第三检测模块，用于当所述臂架的旋转位置处于第三范围内，并朝向所述极限位置移动时，生成第三检测信号；

所述控制模块，用于当接收到所述第一检测信号时，控制所述电机将所述臂架的旋转速度加速至第一速度；当接收到所述第二检测信号时，控制所述电机将所述臂架的旋转速度保持在所述第一速度；当接收到所述第三检测信号时，控制所述电机将所述臂架的旋转速度降低至零。

较佳地，所述臂架的旋转速度采用变速加速至所述第一速度，所述变速加速满足规则如下：

V＝0.282/COS|β|

其中，所述V为所述臂架的旋转速度，所述β为所述臂架的旋转角度。

较佳地，所述第三角度与所述臂架的臂长满足如下的对应关系：

α＝L/N

其中，α为所述第三角度，所述L为所述臂架的臂长，所述N为比例常数。

本实用新型实施例提供的臂架旋转控制方法及装置，通过当臂架的旋转位置处于第一范围内，并朝向极限位置移动时，将所述臂架的旋转速度加速至第一速度；进而当所述臂架的旋转位置处于第二范围内，并朝向所述极限位置移动时，将所述臂架的旋转速度保持在所述第一速度；最终当所述臂架的旋转位置处于第三范围内，并朝向所述极限位置移动时，将所述臂架的旋转速度降低至零，使得臂架的停止控制能够更加精准，避免了现有技术的骤停现象，从而保证了臂架上的装置机械紧固；降低了对传动机构(减速机、电机等)的冲击，降低了制动电机的抱闸磨损；也降低了对回转上线装置的线缆产生瞬间拉力，从而提高了设备的寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种悬臂式斗轮机的场景示意图；

图2A为本实用新型实施例提供的一种臂架旋转控制方法的流程示意图；

图2B为本实用新型实施例提供的一种臂架旋转的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的例1产品的旋转速度曲线示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种臂架旋转控制流程示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种臂架旋转控制装置的结构示意图。

具体实施方式

图1为本实用新型实施例提供的一种悬臂式斗轮机的场景示意图，参照图1，该悬臂式斗轮机，包括：臂架、电机、斗轮、臂架旋转控制装置以及轨道；

其中，电机驱动臂架沿转动轴心旋转，使得臂架上一端在臂架旋转轨迹上移动，以便将料场中的物料移动至轨道上的斗轮机中，实现物料的搬运。

下面实施例将对图1中的臂架旋转控制装置如何控制臂架转动，以避免现有技术中因臂架转动到极限位置时的骤停导致设备寿命老化的问题。

图2A为本实用新型实施例提供的一种臂架旋转控制方法的流程示意图，图2B为本实用新型实施例提供的一种臂架旋转的示意图，参照图2A-B，该方法包括：

步骤100、当臂架的旋转位置处于第一范围内，并朝向极限位置移动时，将所述臂架的旋转速度加速至第一速度；

步骤101、当所述臂架的旋转位置处于第二范围内，并朝向所述极限位置移动时，将所述臂架的旋转速度保持在所述第一速度；

步骤102、当所述臂架的旋转位置处于第三范围内，并朝向所述极限位置移动时，将所述臂架的旋转速度降低至零；

其中，所述第一范围包含旋转起始位置至第一临界位置的第一角度；所述第二范围包含所述第一临界位置至第二临界位置的第二角度，所述第三范围包含所述第二临界位置至所述极限位置的第三角度。

具体的，参照图2B，可知以图2B中Y轴为旋转起始位置，该臂架可以向左侧或右侧进行旋转；因此，上文所示第一临界位置、第二临界位置以及极限位置可以分布于Y轴两侧；相应地，两侧均分布有第一范围、第二范围、第三范围；而两侧的旋转角度可以通过正/负加以区分，具体下文实施例中会举例说明。

本实用新型实施例提供的臂架旋转控制方法，通过当臂架的旋转位置处于第一范围内，并朝向极限位置移动时，将所述臂架的旋转速度加速至第一速度；进而当所述臂架的旋转位置处于第二范围内，并朝向所述极限位置移动时，将所述臂架的旋转速度保持在所述第一速度；最终当所述臂架的旋转位置处于第三范围内，并朝向所述极限位置移动时，将所述臂架的旋转速度降低至零，使得臂架的停止控制能够更加精准，避免了现有技术的骤停现象，从而保证了臂架上的装置机械紧固；降低了对传动机构(减速机、电机等)的冲击，降低了制动电机的抱闸磨损；也降低了对回转上线装置的线缆产生瞬间拉力，从而提高了设备的寿命。

可选地，所述第三角度与所述臂架的臂长满足如下的对应关系：

α＝L/N

其中，α为所述第三角度，所述L为所述臂架的臂长，所述N为比例常数。

具体的，根据臂架的长度L、刚度，计算使其产生变形的弯曲应力，计算臂架因匀减速运动而产生的扭矩，确保臂架不会因减速扭矩引起弯曲变形，从而得出缓冲角最小允许值。为兼顾工作效率，使臂架尽可能工作在高速运转阶段，不能将缓冲角设置太大。经过现场实验，得出臂架长度与缓冲角的近似比例关系α＝L/1500。例1产品：其臂架长度(从回转机构中心至斗轮前端最大距离，即旋转部分最大长度)约为29800mm，经计算及实验，将其缓冲角确定为2°是最优设置；例2产品：其臂架长度约为23400mm，经计算及实验，将其缓冲角确定为1.6°是最优设置。

可选地，对于某些场景，需要臂架的臂长可以变化，因此可以根据上述对应关系调整所述第三角度。

可选地，对于步骤100中“将所述臂架的旋转速度加速至第一速度”，一种可能的实现方式为：臂架的旋转速度采用变速加速至第一速度，变速加速满足规则如下：

V＝0.282/COS|β|

其中，V为臂架的旋转速度，β为臂架的旋转角度。

进一步地，对于常数0.282其为经验值，具体可以根据不同的场景进行配置，本实用新型实施例不予限定。

例如，参照图2B中，旋转起始位置角度为0°，左侧极限位置至右侧极限位置的范围可以为[-110°～110°]，即-110°≤β≤110°，第一角度为70°/-70°，第二角度为-110°+α/110°-α；则：

S1：β从0°旋转至70°，从0°旋转至-70°，按照V＝V0/COS|β|调速；

S2：β从-70°旋转至-110°+α以及70°旋转至110-α，按照V＝Vmax＝V0/COS70°速度匀速前进；

S3：β从-110°+α旋转至-110°,从110°-α旋转至110°，按照V＝Vmax(110-|β|)/α匀速降低，直到±110°处降低为零。

示例一：以例1产品为例，其臂架长度(从回转机构中心至斗轮前端最大距离，即旋转部分最大长度)约为29800mm，经计算及实验，将其缓冲角确定为2°是最优设置；以第二种产品为例，其臂架长度约为23400mm，经计算及实验，将其缓冲角确定为1.6°是最优设置。则臂架长度为L＝29800mm，回摆角β∈[-110°,110°]，臂架在旋转中心角度处初始速度V0＝0.282rad/min，将其缓冲角α设置为2°(即0.035rad)。

则相应的，在步骤100中：臂架在旋转起始位置β＝0°时以初始速度V0＝0.282rad/min顺时针旋转，V＝0.282/COS|β|将速度逐渐升高。本阶段为变加速运动。当臂架旋转至β＝70°(第一临界位置)时，进入步骤101；

步骤101中：臂架在第一临界位置β＝70°(第一临界位置)时达到最高速度即V0＝0.823rad/min后，速度不再增加，臂架以此速度顺时针匀速旋转至108°(第二临界位置)，进入步骤102。

步骤102中：臂架在第二临界位置β＝108°时速度为V1＝0.823rad/min，并按照V2＝0.412*(110-β)降低，直至到β＝110°降低为0，本阶段臂架为匀减速运动。

综上所述，图3为本实用新型实施例提供的例1产品的旋转速度曲线示意图。

示例二：臂架长度L＝23400mm，回摆角β∈[-110°,110°]，臂架在旋转中心角度处初始速度V0＝0.221rad/min，将其缓冲角α设置为1.6°(即0.028rad)。

步骤100中：臂架在旋转起始位置β＝0°时以初始速度V0＝0.221rad/min逆时针旋转，V＝0.282/COS|β|将速度逐渐升高，本阶段为变加速运动。当臂架旋转至β＝-70°时，进入步骤101；

步骤101中：臂架在第一临界位置β＝-70°时达到最高速度即V0＝0.647rad/min后，速度不再增加，臂架以此速度逆时针匀速旋转至-108.4°，进入步骤102。

步骤102中：臂架在第二临界位置β＝-108.4°时速度为V1＝0.647rad/min，并按照V2＝0.323*(110-β)降低，直至到β＝-110°降低为0，本阶段臂架为匀减速运动。

在图2A的基础上，图4为本实用新型实施例提供的另一种臂架旋转控制流程示意图，参照图4，其中步骤100的一种具体的实现方式为：

步骤100A、当所述臂架的旋转位置位于所述旋转起始位置时，触发电机进行加速；

步骤100B、当所述臂架的旋转位置位于所述第一临界位置时，所述电机加速至所述第一速度。

其中步骤101的一种具体的实现方式为：

步骤101A、当所述臂架的旋转位置位于所述第一临界位置时，控制所述电机保持匀速；

步骤101B、当所述臂架的旋转位置位于所述第二临界位置时，触发所述电机进行减速。

本实用新型实施例下面给出一种臂架旋转控制装置，其用于执行上述方法实施例中的各个步骤，以实现相应的技术效果。图5为本实用新型实施例提供的一种臂架旋转控制装置的结构示意图，参照图5，该装置包括：电机10和臂架11，所述电机10与所述臂架11联动，所述电机10驱动所述臂架11沿转动轴心旋转，还包括：第一检测模块12、第二检测模块13、第三检测模块14和控制模块15；

所述第一检测模块12，用于当所述臂架11的旋转位置处于第一范围内，并朝向极限位置移动时，生成第一检测信号；

所述第二检测模块13，用于所述臂架11的旋转位置处于第二范围内，并朝向所述极限位置移动时，生成第二检测信号；

所述第三检测模块14，用于当所述臂架11的旋转位置处于第三范围内，并朝向所述极限位置移动时，生成第三检测信号；

所述控制模块15，用于当接收到所述第一检测信号时，控制所述电机10将所述臂架11的旋转速度加速至第一速度；当接收到所述第二检测信号时，控制所述电机10将所述臂架11的旋转速度保持在所述第一速度；当接收到所述第三检测信号时，控制所述电机10将所述臂架11的旋转速度降低至零。

本实用新型实施例提供的臂架旋转控制装置，通过控制模块当臂架的旋转位置处于第一范围内，并朝向极限位置移动时，将所述臂架的旋转速度加速至第一速度；进而当所述臂架的旋转位置处于第二范围内，并朝向所述极限位置移动时，控制模块将所述臂架的旋转速度保持在所述第一速度；最终当所述臂架的旋转位置处于第三范围内，并朝向所述极限位置移动时，控制模块将所述臂架的旋转速度降低至零，使得臂架的停止控制能够更加精准，避免了现有技术的骤停现象，从而保证了臂架上的装置机械紧固；降低了对传动机构(减速机、电机等)的冲击，降低了制动电机的抱闸磨损；也降低了对回转上线装置的线缆产生瞬间拉力，从而提高了设备的寿命。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种臂架旋转控制装置，所述臂架旋转控制装置包括：电机和臂架，所述电机与所述臂架联动，所述电机驱动所述臂架沿转动轴心旋转，其特征在于，还包括：数据连接的第一检测模块、第二检测模块、第三检测模块和控制模块；

所述第一检测模块，用于当所述臂架的旋转位置处于第一范围内，并朝向极限位置移动时，生成第一检测信号；

所述第二检测模块，用于所述臂架的旋转位置处于第二范围内，并朝向所述极限位置移动时，生成第二检测信号；

所述第三检测模块，用于当所述臂架的旋转位置处于第三范围内，并朝向所述极限位置移动时，生成第三检测信号；

所述控制模块，用于当接收到所述第一检测信号时，控制所述电机将所述臂架的旋转速度加速至第一速度；当接收到所述第二检测信号时，控制所述电机将所述臂架的旋转速度保持在所述第一速度；当接收到所述第三检测信号时，控制所述电机将所述臂架的旋转速度降低至零。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述臂架的旋转速度采用变速加速至所述第一速度，所述变速加速满足规则如下：

V＝0.282/COS|β|

其中，所述V为所述臂架的旋转速度，所述β为所述臂架的旋转角度。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，第三角度与所述臂架的臂长满足如下的对应关系：

α＝L/N

其中，α为所述第三角度，所述L为所述臂架的臂长，所述N为比例常数。