CN210163022U

CN210163022U - 一种起升设备运动距离测试及限位装置

Info

Publication number: CN210163022U
Application number: CN201920290529.XU
Authority: CN
Inventors: 邓小君; 吴巧
Original assignee: Zhejiang Dongchuan Automation Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Dongchuan Automation Technology Co Ltd
Priority date: 2019-03-07
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2020-03-20
Anticipated expiration: 2029-03-07

Abstract

本实用新型公开了一种起升设备运动距离测试装置及限位装置，测试装置包括输入齿轮、旋转轴、联轴器、旋转编码器，所述输入齿轮固定在所述旋转轴上，所述联轴器一端与旋转轴连接，另一端与所述旋转编码器连接，所述旋转编码器记录所述输入齿轮的转动，并计算起升设备运动距离。限位装置包括换向器、移位装置、限位传感器，所述换向器用于对所述联轴器的旋转方向进行转换，所述移位装置记录起升设备的相对移动，所述限位传感器在到达限定位置时输出相应的控制信号，控制起升设备工作。采用旋转编码器实现对起升设备运动距离测试和限位，同时还设置机械限位装置，实现对起升设备的双重限位控制，保证限位一定能够实现，减小起升设备的碰撞。

Description

一种起升设备运动距离测试及限位装置

技术领域

本实用新型涉及起升设备技术领域，尤其是涉及一种起升设备运动距离测试及限位装置。

背景技术

起升设备系统是起重机行业中极其重要的一种设备，其性能的好坏关系到人员安全，设备安全。实际使用过程中，设备在2个位置需要可靠的动作，分别是上限位和下极限，特别是上限位，如果在上限位未停止运行，会导致起升设备掉落，引发严重事故，损坏设备，甚至威胁到人员安全。

目前的起升设备系统主要采用限位行程开关进行位置控制。限位开关由主轴通过齿轮减速系统，具有可调凸轮片组组合的凸轮轴，以及对称并列布置在其两侧的微动开关构成的控制系统，调节限位位置时，需要调节凸轮片位置。

在起升设备系统中，每一次更换钢丝绳，都需重新调节限位行程开关的凸轮片组的位置，由于限位行程开关调节精度差，特别是经过减速器之后，其调节精度更加恶化，在实际使用过程中，需要反复调校，调校过程极为复杂，而且效果也不如人意，导致在限位行程开关使用效果不佳。因此，一种无需反复调节限位位置的起升设备系统是目前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种起升设备运动距离测试及限位装置，采用旋转编码器实现对起升设备运动距离测试和限位，同时还设置机械限位装置，实现对起升设备的双重限位控制，保证限位一定能够实现，减小起升设备的碰撞。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种起升设备运动距离测试装置，包括输入齿轮、旋转轴、联轴器、旋转编码器，所述输入齿轮固定在所述旋转轴上，所述联轴器一端与旋转轴连接，另一端与所述旋转编码器连接，所述旋转编码器记录所述输入齿轮的转动，并计算起升设备运动距离。

本实用新型的上述实用新型目的还通过以下技术方案得以实现的：

一种起升设备运动距离测试及限位装置，包括换向器、移位装置、限位传感器，所述换向器用于对所述联轴器的旋转方向进行转换，所述移位装置用于根据联轴器的转动相应地进行移动，记录起升设备的相对移动，所述限位传感器用于感测所述移位装置的位置，在到达限定位置时输出相应的控制信号，控制起升设备工作，所述移动装置与所述换向器的一端连接，所述换向器的另一端连接联轴器。

本实用新型进一步设置为：还包括控制器，所述控制器根据所述旋转编码器的编码记录，计算起升设备运动距离，并根据设定阈值，输出控制信号控制起升设备的运动；所述控制器一端与所述旋转编码器电连接，一端与所述起升设备电连接。

本实用新型进一步设置为：所述移位装置包括丝杠、连接片、滑块、导轨，、丝杠螺母，丝杠螺母套接在丝杠上，所述连接片一端与所述丝杠螺母连接，另一端与所述滑块固定连接，在丝杠转动时，所述连接片能够沿所述丝杠移动，带动所述滑块沿所述导轨移动，当连接片移动到限位传感器时，限位传感器接收到连接片到位信号，输出相应的传感器信号给控制器。

本实用新型进一步设置为：所述限位传感器包括第一限位传感器、第二限位传感器，分别用于感测所述起升设备运动的两个特定位置。

本实用新型进一步设置为：所述换向器包括至少一个输出端，以便于所述移动装置根据需要安装在不同位置或方向。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果为：

1.本申请采用旋转编码器，结合可编程控制器，采用滤波算法和防抖动处理，输出限位信号，实现限位触发的远程控制。

2.进一步地，本申请还带有机械限位，实现了触发限位的双保险，确保限位后一定会进行相应控制，提高了可靠性及精度，且参数设置灵活，调节简单。

3.进一步地，旋转编码器能够满足现场复杂的工作环境，如多尘、潮湿、运动、抖动等，有效的完成起升设备起升限位保护功能。

4.进一步地，本申请采用丝杠将圆周运动转换成直线运行，调节行程开关的位置即可调节限位位置，精度更高。

附图说明

图1是本申请一个具体实施例的起升设备结构示意图。

图2是本申请另一个具体实施例的起升设备结构示意图。

图3是本申请另一个具体实施例的起升设备结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

具体实施方式一

本申请的一种起升设备系统，如图1所示，包括传动轴10、法兰8、联轴器2、旋转编码器1、定位块11、旋转编码器安装块4、安装板3，所述定位块11、旋转编码器安装块4安装在安装板3上，法兰8安装在定位块11上，传动轴10通过法兰8的中心孔与联轴器2的一端固定连接，联轴器2的另一端连接旋转编码器1，旋转编码器1固定安装在旋转编码器安装块4上。

在起升设备系统中，传动轴10连接的是钢丝绳卷筒，传动轴10每转动一圈，相应地钢丝绳卷筒转动一圈或相应角度。本申请为了方便说明，设定钢丝绳卷筒的转动圈数与传动轴10的转动圈数相同，即钢丝绳卷筒转动1圈时，传动轴10也转动1圈，起升设备钩头运动一定距离。

钢丝绳卷筒每转动一圈，起升设备钩头运动距离的计算如下，

m＝π×(D+d)

其中,m表示钢丝绳卷筒每转动一圈，起升设备钩头运动的距离；D表示钢丝绳卷筒的直径，d表示钢丝绳的直径。

传动轴10转动时，带动联轴器2与旋转编码器1转动，旋转编码器1开始记录，钢丝绳卷筒与旋转编码器的圈数相等，由旋转编码器计算得到起升设备钩头运动距离的计算如下式：

s(t)＝π×(D+d)×(Q-Q₀)

其中，S(t)表示起升设备t时刻的运动距离，D表示钢丝绳卷筒的直径，d表示钢丝绳的直径，Q表示旋转编码器当前的位置，Q₀表示旋转编码器标定零点位置，Q-Q0表示当前位置相对于标定零点的圈数差。

具体实施方式二

与具体初稿方式一相比，起升设备还包括控制器，用于根据所述旋转编码器的编码记录，计算起升设备运动距离，并根据设定阈值，输出控制信号控制起升设备的运动。

因为运动过程中，起升设备钩头的运动会存在晃动，为了使计算更精确，控制器对运动距离的测试数据要进行修正，

在本申请的一个具体实施例中，修正方法采用中值滤波算法，具体的修正方法如下：

取采样数据窗口的长度为L，对某一时刻钩头运动修正距离s1(t)计算方法如下：

S1、对s(t-L+1)～s(t)的L个数进行升序排列；

S2、选取中间值k；

S3、赋值s1(t)＝k；

其中，窗口长度L取奇数，这样中间值只有一个。

在本申请的一个具体实施例中，修正方法采用加权平均算法，具体的修正方法如下：取采样数据窗口的长度为L，对每个数据赋予不同的权值，计算某一时刻钩头运动修正距离s1(t)，

s1(t)＝s(t)×K1+s(t-1)×K2+…+s(t-i)×K(i+1)+…

+s(t-n)×K(n+1)

其中，K(i+1)表示第i+1个数据的权值，s(t)表示t时刻的钩头运动距离。

为了使修正更符合实际，越靠近当前时刻的采样值，其权值越大。

采样数据窗口的长度为L取值为5～10。

在一个具体实施例中，设窗口L等于5，从当前时刻往前的各采样数的权数分别为0.45,0.25，0.15，0.1，0.05，计算如下：

s1(t)＝s(t)×0.45+s(t-1)×0.25+s(t-2)×0.15+s(t-3)×0.1

+s(t-4)×0.05

实际使用过程中，起升设备在2个位置需要可靠的动作，分别是预限和极限。预限位置是让电机减速，从高速档切换到1档；极限位置是让电机停车。如果从高速档直接让电机停车，由于起升设备惯性大，导致停机距离远，而且刹车片磨损快，所以需要从预限位置让电机减速到1档(1档速度一般是全速的5～10％)，然后再刹车，这样刹车距离短，而且刹车片磨损少，安全性高。

根据修正后的数据，再根据设定阈值，控制器的控制包括预限位置控制和极限位置控制。

在一个具体实施例中，对于预限位置控制的方法如下：

在预限位置-第一阈值/2<当前位置＜预限位置+第一阈值/2情况时，保持当前状态不改变；

在当前位置≤预限位置-第一阈值/2情况时，预限输出，控制起升设备减速；

在当前位置≥预限位置+第一阈值/2情况时，预限输出释放。

在另一个具体实施例中，对于预限位置控制的方法如下：

当连续出现N次当前位置<预限位置,预限输出，控制起升设备减速；

当连续出现N次当前位置>预限位置,预限输出，预限输出释放。

极限位置的控制方式与预限位置的控制方式相同，相应地，

在一个具体实施例中，对于极限位置控制的方法如下：

在极限位置-第二阈值/2<当前位置＜极限位置+第二阈值/2情况时，保持当前状态不改变；

在当前位置≤极限位置-第二阈值/2情况时，极限输出，控制起升设备减速；

在当前位置≥极限位置+第二阈值/2情况时，极限输出释放。

在另一个具体实施例中，对于极限位置控制的方法如下：

当连续出现N次当前位置<极限位置,极限输出，控制起升设备减速；

当连续出现N次当前位置>极限位置,极限输出释放。

具体实施方式三

本申请的一种起升设备运动距离测试及限位装置，如图2、3所示，其中图3是图2的立体结构，在具体实施例一的基础上，还包括换向器20、移位装置、限位传感器，换向器20用于对联轴器的旋转方向进行转换，如将垂直方向的旋转转换为水平方向的旋转。

移位装置用于根据联轴器的转动相应地进行移动，记录起升设备的相对移动，所述限位传感器用于感测所述移位装置的位置，在到达限定位置时输出相应的控制信号，控制起升设备工作，所述移动装置与所述换向器的一端连接，所述换向器的另一端连接联轴器。

具体地，移位装置包括丝杠5、连接片21、丝杠螺母15、滑块22、导轨14，连接片21一端与丝杠螺母15连接，另一端与滑块14固定连接，丝杠螺母15套接到丝杠5上，连接片21与丝杠螺母15固定连接，在丝杠5转动时，连接片21能够沿丝杠5移动，带动滑块22沿导轨14移动。

输入齿轮23旋转，钢丝绳卷筒每旋转一圈，带动输入齿轮23旋转一圈，联轴器2带动传动轴2-1、2-2同时旋转一圈，相应地，旋转编码器1和丝杠5也旋转一圈。丝杠每旋转1圈，滑块22沿导轨14上移动一个螺距，当连接片21移动到限位传感器24-1或24-2时，限位传感器接收到连接片21到位信号，输出相应的传感器信号给控制器。采用丝杠将圆周运动转换成直线运行。当调节限位位置时，只需要调节行程开关的位置即可，限位精度更高。

限位传感器24-1或24-2，分别用于感测所述起升设备运动的两个特定位置，如上限位置与下限位置。

换向器20包括二个输出端，以便于移动装置根据需要安装在不同位置或方向。

在法兰8与传动轴10之间，设置有油封9、轴承12、孔用挡圈18和19，油封9、孔用挡圈18和19为环形结构，油封9、轴承12、孔用挡圈18和19位于法兰内孔与传动轴10外径之间，以便于减小传动轴10的转动阻力。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种起升设备运动距离测试及限位装置，其特征在于：包括输入齿轮、旋转轴、联轴器、旋转编码器，所述输入齿轮固定在所述旋转轴上，所述联轴器一端与旋转轴连接，另一端与所述旋转编码器连接，所述旋转编码器记录所述输入齿轮的转动。

2.根据权利要求1所述的起升设备运动距离测试及限位装置，其特征在于：还包括控制器，所述控制器根据所述旋转编码器的编码记录，计算起升设备运动距离，并根据设定阈值，输出控制信号控制起升设备的运动；所述控制器一端与所述旋转编码器电连接，一端与所述起升设备电连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种起升设备运动距离测试及限位装置，其特征在于：包括换向器、移位装置、限位传感器，所述换向器用于对所述联轴器的旋转方向进行转换，移位装置用于根据联轴器的转动相应地进行移动，记录起升设备的相对移动，所述限位传感器用于感测所述移位装置的位置，在到达限定位置时输出相应的控制信号，控制起升设备工作，所述移位装置与所述换向器的一端连接，所述换向器的另一端连接联轴器。

4.根据权利要求3所述的一种起升设备运动距离测试及限位装置，其特征在于：所述移位装置包括丝杠、连接片、滑块、导轨，丝杠螺母，丝杠螺母套接在丝杠上，所述连接片一端与所述丝杠螺母连接，另一端与所述滑块固定连接，在丝杠转动时，所述连接片能够沿所述丝杠移动，带动所述滑块沿所述导轨移动，当连接片移动到限位传感器时，限位传感器接收到连接片到位信号，输出相应的传感器信号给控制器。

5.根据权利要求3所述的一种起升设备运动距离测试及限位装置，其特征在于：所述限位传感器包括第一限位传感器、第二限位传感器，分别用于感测所述起升设备运动的两个特定位置。

6.根据权利要求3所述的一种起升设备运动距离测试及限位装置，其特征在于：所述换向器包括至少一个输出端，以便于所述移位装置根据需要安装在不同位置或方向。