CN206886548U - 一种垃圾抓斗起重机上使用的防摇摆控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种垃圾抓斗起重机上使用的防摇摆控制系统，防摇摆控制系统包括摆角测量装置和模糊控制装置，摆角测量装置包括处理器、无线传输模块、两个单轴倾角传感器，模糊控制装置包括模糊控制器、无线接收模块、通信模块；相互垂直布置的两个单轴倾角传感器封装在摆角测量装置内，两个单轴倾角传感器均与处理器信号连接，处理器与无线传输模块信号连接，无线传输模块与无线接收模块信号连接，无线接收模块与模糊控制器信号连接，模糊控制器与通信模块信号连接，桥架车的主控制器和起升车的主控制器均与通信模块信号连接。本实用新型适合恶劣的工作环境，可以抑制垃圾抓斗起重机运行时抓斗的摆动，属于防摇摆控制系统的技术领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及防摇摆控制系统的技术领域，尤其涉及一种垃圾抓斗起重机上使用的防摇摆控制系统。
背景技术
目前，垃圾抓斗起重机的防摇摆控制方式主要有通过系统结构入手的机械式防摇摆和通过电控技术的电子式防摇摆，电子防摇摆研究有基于输入整形控制、有基于神经网络控制、也有基于滑膜控制。但是机械式防摇摆普遍需要复杂的液压机构，而且可靠性差，维修保养工作量大，电子式慢慢成为主要研究方向。不过电子式防摇摆由于系统结构的复杂性，除了输入整形控制算法得到实际运用外，大部分也都只存在于理论层面上研究，只停留在仿真阶段，而且设计防摇摆控制系统成本较高，接入起重机的系统复杂。
实用新型内容
针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种垃圾抓斗起重机上使用的防摇摆控制系统，适合恶劣的工作环境，且设计成本低，可以抑制垃圾抓斗起重机运行时抓斗的摆动。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种垃圾抓斗起重机上使用的防摇摆控制系统，起重机包括桥架车和起升车，起升车设置在桥架车的运行轨道上，起升车上设有吊具、连接件和抓斗，连接件安装在吊具的下端，抓斗安装在连接件上；防摇摆控制系统包括摆角测量装置和模糊控制装置，摆角测量装置包括处理器、无线传输模块、两个单轴倾角传感器，模糊控制装置包括模糊控制器、无线接收模块、通信模块；相互垂直布置的两个单轴倾角传感器封装在摆角测量装置内，两个单轴倾角传感器均与处理器信号连接，处理器与无线传输模块信号连接，无线传输模块与无线接收模块信号连接，无线接收模块与模糊控制器信号连接，模糊控制器与通信模块信号连接，桥架车的主控制器和起升车的主控制器均与通信模块信号连接。
进一步的是：摆角测量装置还包括供电器和LED显示灯，处理器与供电器信号连接，供电器与LED显示灯信号连接。从LED显示灯的亮灯情况，可以知道处理器处于工作状态。
进一步的是：摆角测量装置还包括方形的铝制盒子，处理器、无线传输模块、两个单轴倾角传感器、供电器均置于铝制盒子的内部。方形的铝制盒子可以对摆角测量装置进行保护。
进一步的是：模糊控制装置安装在起升车上。
进一步的是：所述的吊具为钢丝绳。钢丝绳不容易断，成本低。
进一步的是：桥架车的运行方向和起升车的运行方向相互垂直。
总的说来，本实用新型具有如下优点：
本实用新型的防摇摆控制系统可以抑制垃圾抓斗起重机运行时抓斗的摆动，防止吊具发生大范围的摆动，同时防摇摆控制系统接入起重机的主体系统方式简单，适合于较为恶劣的工作环境，且设计成本较低。
附图说明
图1是垃圾抓斗起重机的运行简图。
图2是防摇摆控制系统在垃圾抓斗起重机上的安装图。
图3是防摇摆控制系统的原理图。
其中，1桥架车的运行轨道，2为起升车的运行轨道，3为吊具，4为抓斗， 5为起升车，6为模糊控制装置，7为摆角测量装置，8为连接件。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。
结合图1至图3所示，起重机一般有大车和小车，起重机的大车一般是指起重机的桥架运行机构，起重机的小车一般指起升机构的运行部分，为方便叙述，起重机的大车称为桥架车，起重机的小车称为起升车。一种垃圾抓斗起重机上使用的防摇摆控制系统，起重机包括桥架车和起升车，起升车设置在桥架车的运行轨道上。起升车上设有吊具、连接件和抓斗，连接件安装在吊具的下端，抓斗安装在连接件上；即抓斗通过连接件安装在吊具上。防摇摆控制系统包括摆角测量装置和模糊控制装置，摆角测量装置包括处理器、无线传输模块、两个单轴倾角传感器，模糊控制装置包括模糊控制器、无线接收模块、通信模块；处理器、无线传输模块、单轴倾角传感器、模糊控制器、无线接收模块、通信模块均属于现有技术，是市场上成熟的产品。相互垂直布置的两个单轴倾角传感器封装在摆角测量装置内，本实用新型中，一个单轴倾角传感器水平布置，另一个单轴倾角传感器竖直布置，两个单轴倾角传感器均与处理器信号连接，处理器与无线传输模块信号连接，无线传输模块与无线接收模块信号连接，无线接收模块与模糊控制器信号连接，模糊控制器与通信模块信号连接，桥架车的主控制器和起升车的主控制器均与通信模块信号连接，桥架车里内置了主控制器，用于控制桥架车的运行，起升车里也内置了主控制器，用于控制起升车的运行。
摆角测量装置还包括供电器和LED显示灯，处理器与供电器信号连接，供电器与LED显示灯信号连接。当处理器处于工作状态时，处理器发送信号给供电器，供电器供电，使LED显示灯亮灯，从LED显示灯的亮灯情况，可以知道处理器处于工作状态。
摆角测量装置还包括方形的铝制盒子，处理器、无线传输模块、两个单轴倾角传感器、供电器均置于铝制盒子的内部。由于垃圾抓斗起重机工作环境比较恶劣，而摆角测量装置安装在连接件上，几乎是暴露在外面，所以制作一个方形的铝制盒子对摆角测量装置进行保护。
模糊控制装置安装在起升车上。安装方便，便于拆换维修。
所述的吊具为钢丝绳。钢丝绳不容易断，成本低。
桥架车的运行方向和起升车的运行方向相互垂直。如图1所示，本实用新型中，桥架车在运行轨道上的运行方向为X轴的方向，起升车在运行轨道上的运行方向为Y轴的方向，竖直的方向为Z轴的方向。垃圾抓斗起重机在桥架车或者起升车运行过程中，运行速度发生变化时，吊具由于惯性的存在并不会跟随一起运行，从而会在Y轴方向上形成摆角b，在X轴方向上形成摆角a。垃圾抓斗起重机在运行中，只要吊具出现偏离零值的摆角，摆角测量装置就会获取偏差值，计算出偏转角和角速度，通过无线传输给模糊控制装置，模糊控制装置接收到角度信息后，通过一定的控制算法，计算出精确的控制信号值分别传递给桥架车的主控制器和起升车的主控制器，桥架车上还有伺服控制器，起升车上也有伺服控制器。下面具体描述防摇摆控制系统的原理：
摆角测量装置是一个独立的模块，两个单轴倾角传感器用于获取双轴的摆角信息(摆角大小和摆角角速度)；获取的摆角信息传给处理器运算后，通过无线传输模块发送给模糊控制器。摆角测量装置主要完成的功能是负责获取摆动角度和实时传输获取的角度，通过两个单轴倾角传感获取角度信息，分析出起重机的桥架车方向和起升车方向上的钢丝绳相对于零度值的角度摆动值和角度速度值，通过无线传输模块传递摆角信息给模糊控制器进行下一步的处理。
模糊控制装置与主控制器直接通信，根据主控制器的类型，选择合适的通信方式。模糊控制器装置中，无线接收模块实时获取无线传输模块的信号，从而获取摆角大小和摆角速度，也就是双轴的角度信息，模糊控制器对双轴的角度信息进行处理，通过一定模糊控制算法计算出精确的控制信号，再通过通信模块将控制信号传递给主控制器；对于桥架车而言：桥架车的主控制器接收到通信模块传递过来的控制信号后，桥架车的主控制器发送信号给桥架车的伺服控制器，桥架车的伺服控制器驱动桥架车的电机，桥架车的电机驱动桥架车运行；对于起升车而言：起升车的主控制器接收到通信模块传递过来的控制信号后，起升车的主控制器发送信号给起升车的伺服控制器，起升车的伺服控制器驱动起升车的电机，起升车的电机驱动起升车运行；控制桥架车和起升车的运行，最终实现吊具的减摆效果。模糊控制装置可以设置角度阈值，起重机运行不会立刻启动模糊控制器，当达到一定角度阈值，模糊控制器开始参与工作。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种垃圾抓斗起重机上使用的防摇摆控制系统，起重机包括桥架车和起升车，起升车设置在桥架车的运行轨道上，起升车上设有吊具、连接件和抓斗，连接件安装在吊具的下端，抓斗安装在连接件上；其特征在于：防摇摆控制系统包括摆角测量装置和模糊控制装置，摆角测量装置包括处理器、无线传输模块、两个单轴倾角传感器，模糊控制装置包括模糊控制器、无线接收模块、通信模块；相互垂直布置的两个单轴倾角传感器封装在摆角测量装置内，两个单轴倾角传感器均与处理器信号连接，处理器与无线传输模块信号连接，无线传输模块与无线接收模块信号连接，无线接收模块与模糊控制器信号连接，模糊控制器与通信模块信号连接，桥架车的主控制器和起升车的主控制器均与通信模块信号连接。
2.按照权利要求1所述的一种垃圾抓斗起重机上使用的防摇摆控制系统，其特征在于：摆角测量装置还包括供电器和LED显示灯，处理器与供电器信号连接，供电器与LED显示灯信号连接。
3.按照权利要求2所述的一种垃圾抓斗起重机上使用的防摇摆控制系统，其特征在于：摆角测量装置还包括方形的铝制盒子，处理器、无线传输模块、两个单轴倾角传感器、供电器均置于铝制盒子的内部。
4.按照权利要求1所述的一种垃圾抓斗起重机上使用的防摇摆控制系统，其特征在于：模糊控制装置安装在起升车上。
5.按照权利要求1所述的一种垃圾抓斗起重机上使用的防摇摆控制系统，其特征在于：所述的吊具为钢丝绳。
6.按照权利要求1所述的一种垃圾抓斗起重机上使用的防摇摆控制系统，其特征在于：桥架车的运行方向和起升车的运行方向相互垂直。
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|---|---|---|---|---|
| CN109179209A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-01-11 | 北京起重运输机械设计研究院有限公司 | 起重机吊具防摇方法 |
| CN110422762A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-11-08 | 马鞍山市佳腾节能环保科技有限公司 | 一种利用行车抓渣的抓斗防摇控制方法 |
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