CN207226857U - 一种船用克令吊装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船用克令吊装置，包括塔身、回转机构、变幅小车、吊钩组、塔座、吊臂、控制系统和传感器，塔身的底部与塔座连接，吊臂设置于塔身的上端，吊臂与塔身之间连接有回转机构，变幅小车设置于吊臂上，可沿吊臂长度方向来回移动，吊钩组的上端与变幅小车连接，吊臂上还设有风速仪和角度仪，控制系统分别与传感器、风速仪、角度仪、回转机构、变幅小车和吊钩组连接，传感器包括变幅传感器、称重传感器和高度传感器，变幅传感器设置于变幅小车上，称重传感器和高度传感器设置于吊钩组上。提高工作效率，使克令吊的定位更加准确，故障率低，提高了可靠性和安全性，延长了克令吊的使用寿命。

Description

一种船用克令吊装置

技术领域

本实用新型涉及船舶控制技术领域，具体涉及一种船用克令吊装置。

背景技术

目前船舶克令吊的操作基本上还都是人工操作，驾驶员要爬到克令吊顶端的驾驶室进行操作，高空作业具有一定的危险性，人的感官视觉功能有限，在高空很难看清地面的物体，驾驶员只能凭经验进行操作，这样大大影响了工作效率，而且很大一部分传统的克令吊仍使用继电器硬接线电气控制系统。继电器硬接线控制虽然成本低，但继电器在动作时带有冲击，加上克令吊是一种频繁起停的机械设备，使得电器元件始终处于大电流工作状态，降低了电器元件和电机的使用寿命，这种控制系统寿命一般较短，维护投入大，还无法进行数据运算。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术存在的克令吊控制系统故障率高、效率低、寿命短的问题，提供了一种船用克令吊装置，提高工作效率，使克令吊的定位更加准确，故障率低，易于维护，提高了可靠性和安全性，延长了克令吊的使用寿命。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种船用克令吊装置，包括塔身、回转机构、变幅小车、吊钩组、塔座、吊臂、控制系统和传感器，塔身的底部与塔座连接，吊臂设置于塔身的上端，吊臂与塔身之间连接有回转机构，变幅小车设置于吊臂上，可沿吊臂长度方向来回移动，吊钩组的上端与变幅小车连接，所述的吊臂上还设有角度仪，回转机构上设有风速仪，控制系统分别与传感器、风速仪、角度仪、回转机构、变幅小车和吊钩组连接；

其中，传感器包括变幅传感器、称重传感器、高度传感器和多个限位开关，变幅传感器设置于变幅小车上，称重传感器和高度传感器设置于吊钩组上，多个限位开关沿吊臂的长度方向设置。

按照上述技术方案，控制系统包括电源模块、传感器信号采集处理模块、中央数据处理模块、驱动控制模块和人机交互模块，中央数据处理模块通过传感信号采集处理模块分别与变幅传感器、称重传感器、高度传感器、风速仪、角度仪连接和限位开关连接，中央数据处理模块通过驱动控制模块分别与回转机构、变幅小车和吊钩组连接，人机交互模块与中央数据处理模块连接，电源模块与中央数据处理模块和人机交互模块连接。

按照上述技术方案，所述人机交互模块包括触摸屏。

按照上述技术方案，所述中央数据处理模块包括西门子PLC。

按照上述技术方案，所述的驱动控制模块包括起升驱动器控制单元、回转驱动器控制单元和变幅驱动器控制单元，中央数据处理模块通过起升驱动器控制单元、回转驱动器控制单元和变幅驱动器控制单元分别与吊钩组、回转机构和变幅小车连接。

本实用新型具有以下有益效果：

本装置中的控制系统通过传感器检测到回转角、幅度、高度、载重和风速等现场工作环境和工作状况，并根据现场状况控制系统提前设置克令吊的回转角度、变幅小车位移和起升高度等运动轨迹，提高工作效率，使克令吊的定位更加准确，提前设置轨迹，降低突发状况，降低了对齿轮和电机机冲击性，故障率低，易于维护，提高了可靠性和安全性，延长了克令吊的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例中克令吊装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中控制系统的原理图；

图中，1-塔身，2-平衡块，3-回转机构，4-变幅小车，5-吊钩组，6-左限位开关，7-右限位开关，8-塔座，9-吊臂，10-中央数据处理模块，11-电源模块，12-传感器信号采集处理模块， 13-人机交互模块，14-驱动控制模块，15-执行元件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

参照图1～图2所示，本实用新型提供的一种实施例中船用克令吊装置，包括塔身1、回转机构3、变幅小车4、吊钩组5、塔座8、吊臂9、控制系统和传感器，塔身1的底部与塔座8连接，吊臂9设置于塔身1的上端，吊臂9与塔身1之间连接有回转机构3，变幅小车4 设置于吊臂9上，可沿吊臂9长度方向来回移动，吊钩组5的上端与变幅小车4连接，所述的吊臂9上还设有角度仪，回转机构3上设有风速仪，控制系统分别与传感器、风速仪、角度仪、回转机构3、变幅小车4和吊钩组5连接；

其中，传感器包括变幅传感器、称重传感器、高度传感器和多个限位开关7，变幅传感器设置于变幅小车4上，称重传感器和高度传感器设置于吊钩组5上，多个限位开关沿吊臂 9的长度方向设置；电源模块11为人机交互模块13和中央数据处理模块供电，中央数据处理模块通过传感器信号采集处理模块12采集处理外部信号，中央数据处理模块通过驱动控制模块14输出控制命令，驱动相应的执行元件15完成相应动作，实现回转、变幅和起升，执行元件15包括回转机构3、变幅小车4和吊钩组5，用于控制变幅小车4的行程及限位保护。

进一步地，本装置中的控制系统通过传感器检测到回转角、幅度、高度、载重和风速等现场工作环境和工作状况，并通过控制系统根据现场状况设置克令吊的运动轨迹，提高工作效率，使克令吊的定位更加准确，提前设置轨迹，降低突发状况，降低了对齿轮和电机机冲击性，故障率低，易于维护，提高了可靠性和安全性，延长了克令吊的使用寿命；限位开关的个数为2个，分别为左限位开关6和右限位开关7，变幅小车4设置于左限位开关6和右限位开关7之间。

进一步地，控制系统包括电源模块11、传感器信号采集处理模块12、中央数据处理模块、驱动控制模块14和人机交互模块13，中央数据处理模块通过传感信号采集处理模块分别与变幅传感器、称重传感器、高度传感器、风速仪、角度仪连接、左限位开关6和右限位开关 7连接，中央数据处理模块通过驱动控制模块14分别与回转机构3、变幅小车4和吊钩组5 连接，人机交互模块13与中央数据处理模块连接，电源模块11与中央数据处理模块和人机交互模块13连接；通过人机交互模块13输入或显示相应的命令和参数，也可通过人机交互模块13与上位机或下位机进行信息交互。

进一步地，所述人机交互模块13包括触摸屏；人机交互模块13与中央数据处理模块相互通信连接，用于显示克令吊工作时的风速、转角、高度、变幅小车4位移等信息，并作为上位机发送指令至中央数据处理模块10。

进一步地，吊臂9的尾端设有平衡块2。

进一步地，所述中央数据处理模块为西门子PLC和位置控制模块；PLC与位置控制模块相互连接，用于输出驱动信号并与人机交互模块13连接。

进一步地，所述的驱动控制模块包括起升驱动器控制单元、回转驱动器控制单元和变幅驱动器控制单元，中央数据处理模块通过起升驱动器控制单元、回转驱动器控制单元和变幅驱动器控制单元分别与吊钩组5、回转机构3和变幅小车4连接；用于输出起升命令、回转命令和变幅命令，所述起升驱动器控制单元、回转驱动器控制单元、变幅驱动器控制单元分别连接起升机构、回转机构3、变幅机构。

进一步地，执行元件15包括回转机构3、变幅小车4和吊钩组5，回转机构3上设有回转电机，回转驱动器控制单元驱动回转电机使回转机构3动作，变幅小车4上设有变幅电机，变幅驱动器控制单元驱动变幅电机使变幅小车4进行变幅，吊钩组5上设有起升机构，起升机构通过滑轮组连接有吊钩，起升机构连接有起升电机，起升驱动器控制单元驱动起升电机使吊钩升降，执行元件15为对应驱动控制单元的驱动电机。

本实用新型的一个实施例中，本实用新型的工作原理：

如图1所示，本实用新型提供了一种基于自动控制系统的船用克令吊，克令吊装置结构主要包括塔身1、平衡块2、回转机构3、变幅小车4、吊钩组5、左限位开关6、右限位开关7、塔座8、吊臂9。

如图2所示，克令吊控制系统结构主要包括中央数据处理模块10、电源模块11、传感器信号采集处理模块12、人机交互模块13、驱动控制模块14、执行元件15。

所述中央数据处理模块10通过所述传感信号采集处理模块12采集外部传感信号并处理，控制起升、回转和变幅，保证塔吊系统工作的安全稳定性。其中，传感信号采集处理模块12 与外部的限位开关(图未示)、称重传感器(图未示)、风速仪(图未示)以及角度仪(图未示)等连接，可采集限位开关、称重传感器、风速仪以及角度仪中的一个或多个所检测的传感信号并上传给中央数据处理模块10，中央数据处理模块10根据接收的传感信号输出相应的控制命令。所述plc含有两个高速脉冲输出点，所以需要添加一个位置控制模块EM253，它能够产生系列脉冲串用于步进电机和伺服电机速度和位置的开环控制。根据实际电机型号，通过建立回转角度、变幅小车4位移、起升高度与脉冲量的转换关系式，运用程序实验克令吊回转角、起升高度、小车幅度的精确控制。

所述人机交互模块13作为上位机与中央数据处理模块10连接。人机交互模块13包括触摸屏和RS-485通信口。通过触摸屏通讯传输显示方式进行远程数据传输，进行数据监控、参数修改、精确控制等。触摸屏上含有回转角、幅度、高度、载重、风速等传感器信号显示界面，并且有角度、高度、幅度设置界面，用于驾驶员根据期望自定义设置克令吊运动轨迹。

所述的基于自控控制系统的克令吊控制器在工作时随时可以根据现场的情况去设置速度、加速的时间和减速时间；提高了工作效率，定位更准确；节能效果明显，对齿轮、电动机无冲击，故障率低，易于维护，大大减少了维护作用；提高了可靠性和安全性，延长了克令吊的使用寿命。

本实用新型是这样实现的，一种基于自动控制系统的船用克令吊，包括：电源模块11、传感器信号采集处理模块12、中央数据处理模块10、人机交互模块13、驱动控制模块14、执行单元。

所述电源模块11用于为中央数据处理模块、位置控制模块、人机交互模块13供电。

所述传感器信号采集处理模块12包括外部的限位开关、称重传感器、变幅传感器、高度传感器、风速仪、角度仪。外部限位开关安装在吊臂9上小车运行范围的最远端，分别为左限位开关6和右限位开关7，防止变幅小车4运行超出设计范围发生事故；高度传感器安装于小车滑轮组下方，用于检测工作高度并预防滑轮组撞击吊臂9引起安全事故；角度仪安装于塔身1吊臂9连接处，用于检测回转角度；风速仪安装于回转机构3顶端，用于检测海上风力情况，保证克令吊在安全可靠的环境下工作；变幅传感器安装于变幅小车4上，用于检测小车运行的位移，便于精确定位的操作；重量传感器安装于滑轮组上，用于保证物品重量在安全的工作范围之内。

所述中央数据处理模块为PLC，其输入端与各传感器信号采集输出端相连接，包括接收克令吊工作角度、幅度、高度、重量等信息，经过处理矫正送予人机交互模块13，同时接收上位机指令，输出完成相应动作的驱动控制指令。

所述交互模块为与中央数据处理单元相互通信连接的触摸屏。所述触摸屏用来显示克令吊工作的各项信息：风速、高度、回转角度、小车幅度、重量等，并并作为上位机发送驾驶者的指令至中央数据处理模块10。

综上所述，本实用新型基于自动控制方案设计了一种船用克令吊装置。克令吊装置主要由底座、塔身1、吊臂9、回转机构3、小车变幅机构、起升机构组成。控制系统主要包括电源模块、中央数据处理器模块、人机交互模块13、驱动控制模块14和执行元件15。所述电源模块为中央处理器、人机交互界面供电；所述中央数据处理模块通过交互模块与上位机或下位机进行信息交互，并根据命令驱动所述驱动控制模块14输出相应的回转、变幅、起升命令；所述传感器信号采集处理模块12采集工作时回转角度、变幅小车4位移、起升高度等信息输入到中央处理单元；驱动控制模块14可以驱动相应的电机完成回转、变幅、起升动作。本实用新型的优点在于采用可编程逻辑控制器的克令吊装置，可编程逻辑控制器性能稳定，使用过程中抗干扰能力强，保证了克令吊整体控制的安全，在工作时，可根据工作现场的情况去设置速度，实现准确定位，保证了操作的准确性、提高了工作效率，提高了系统的可靠性。

以上的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种船用克令吊装置，其特征在于，包括塔身、回转机构、变幅小车、吊钩组、塔座、吊臂、控制系统和传感器，塔身的底部与塔座连接，吊臂设置于塔身的上端，吊臂与塔身之间连接有回转机构，变幅小车设置于吊臂上，可沿吊臂长度方向来回移动，吊钩组的上端与变幅小车连接，所述的吊臂上还设有角度仪，回转机构上设有风速仪，控制系统分别与传感器、风速仪、角度仪、回转机构、变幅小车和吊钩组连接；

其中，传感器包括变幅传感器、称重传感器、高度传感器和多个限位开关，变幅传感器设置于变幅小车上，称重传感器和高度传感器设置于吊钩组上，多个限位开关沿吊臂的长度方向设置。

2.根据权利要求1所述的船用克令吊装置，其特征在于，控制系统包括电源模块、传感器信号采集处理模块、中央数据处理模块、驱动控制模块和人机交互模块，中央数据处理模块通过传感信号采集处理模块分别与变幅传感器、称重传感器、高度传感器、风速仪、角度仪连接、左限位开关和右限位开关连接，中央数据处理模块通过驱动控制模块分别与回转机构、变幅小车和吊钩组连接，人机交互模块与中央数据处理模块连接，电源模块与中央数据处理模块和人机交互模块连接。

3.根据权利要求2所述的船用克令吊装置，其特征在于，所述人机交互模块包括触摸屏。

4.根据权利要求2所述的船用克令吊装置，其特征在于，所述中央数据处理模块包括西门子PLC。

5.根据权利要求2所述的船用克令吊装置，其特征在于，所述的驱动控制模块包括起升驱动器控制单元、回转驱动器控制单元和变幅驱动器控制单元，中央数据处理模块通过起升驱动器控制单元、回转驱动器控制单元和变幅驱动器控制单元分别与吊钩组、回转机构和变幅小车连接。