CN210884969U - 一种道岔大部件换装车双起重机吊装同步控制系统 - Google Patents

Abstract

一种道岔大部件换装车双起重机吊装同步控制系统，包括两台相对设置的起重机，所述起重机包括走行机构、回转机构、伸缩臂、卷扬机构，吊钩设置于伸缩臂端部；走行机构、回转机构、伸缩臂、卷扬机构由液压机构驱动，液压机构包括马达、电控比例阀组；起重机还包括采集模块、通讯模块、操作模块、控制器；两起重机中一台为主动起重机，另一台为从动起重机，主动起重机控制器经通讯模块与从动起重机控制器联接。操作人员只需在一台起重机上进行回转和走行操作，另外一台起重机自动同步动作以保持两起重机吊钩相对位置不变，完成双起重机联合吊装作业。

Description

一种道岔大部件换装车双起重机吊装同步控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种铁路专用起重机双机联合起吊同步控制系统。

背景技术

铁路道岔大部件换装车设有两台铁路起重机，主要用于铁路道岔的整体更换，将旧道岔从当前线路上吊装到线路一侧，再将新道岔从线路另一侧吊装到当前线路上。对于型号大的道岔，由于重量和体积较大，需要两台起重机联合吊装，同步动作以完成道岔更换工作。

两台起重机联合起吊道岔部件时，要求两台起重机在回转的过程中，两个吊钩的相对位置不变，且高度保持不变。为此，两名起重机操作人员在操作回转的同时要进行伸缩臂操作，而起重机臂长的变化又会影响起吊高度的变化，因此又要进行卷扬操作以保持吊钩高度不变。同样，当两台起重机联吊后操作走行时，两个操作人员需要同时操作走行以保持两吊机相对位置不变。另外，由于两个操作人员作业时相距较远，需要通过无线对讲的方式进行操作指令沟通，十分不便。

从上述操作过程中不难看出，依靠两名操作人员完成起重机的同步吊装存在操作复杂，且实际起吊同步效果对操作人员经验依赖性高等问题。因此，有必要设计出一种双起重机联吊同步自动控制系统。

发明内容

为了解决道岔大部件换装车两台起重机联合吊装时存在的问题，本实用新型提出了一种道岔大部件换装车双起重机吊装同步控制系统，操作人员只需在一台起重机上进行简单回转和走行操作，另外一台起重机自动同步动作以保持两起重机吊钩相对位置不变，完成双起重机联合吊装作业。

本实用新型的技术方案是：一种道岔大部件换装车双起重机吊装同步控制系统，包括两台相对设置的起重机，所述起重机包括走行机构、回转机构、伸缩臂、卷扬机构，吊钩设置于伸缩臂端部；走行机构、回转机构、伸缩臂、卷扬机构由液压机构驱动，液压机构包括马达、电控比例阀组；电控比例阀组包括走行前进电控比例阀、走行后退电控比例阀、左回转电控比例阀、右回转电控比例阀、伸臂电控比例阀和缩臂电控比例阀、卷扬上升电控比例阀、卷扬下降电控比例阀；

所述起重机还包括用于采集起重机自身状态数据的采集模块、用于将采集模块采集的起重机自身状态数据对外发送和接收另外一台起重机数据的通讯模块、用于发出操作指令的操作模块、用于根据操作模块发出指令结合采集模块采集的起重机自身状态数据以及通讯模块接收的起重机数据控制起重机的电控比例阀组工作的起重机控制器；两起重机中一台为主动起重机，另一台为从动起重机，主动起重机的起重机控制器经通讯模块与从动起重机的起重机控制器联接实现两起重机联合起吊同步控制；

所述采集模块包括用于测量走行机构走行距离的走行距离编码器、用于测量回转机构当前所处角度位置的回转编码器、用于测量伸缩臂长度的拉绳传感器、用于测量起重机吊钩高度的卷扬编码器。电控比例阀组均安装在起重机上，处在液压油泵和执行机构之间的液压管路中。

所述操作模块包括用于操作起重机走行的走行手柄、用于操作起重机回转的回转手柄、主控开关和他控开关。走行手柄和回转手柄与起重机控制器相连，起重机控制器根据采集的手柄位置信号，发出控制指令。起重机控制器的型号是RC28-14，厂家是博世力士乐。主控开关和他控开关与起重机控制电气上连接，采集到主控开关信号有效的起重机控制器会认为自己是主动起重机，采集到他控开关信号有效的起重机控制器会认为自己是从动起重机。

在需要进行双机联合吊装时，两台起重机根据主控和他控开关信号确定主从关系。任意一台起重机都可以作为主动起重机，另一台作为从动起重机。主控开关信号有效的起重机作为主控起重机，他控开关信号有效的起重机作为从动起重机。操作人员只需要在主控起重机上操作起重机的回转和走行，从动起重机自动控制完成相应的回转和走行动作，保持两起重机起吊钩相对位置不变。

联合吊装走行时，操作人员在主控起重机操作走行手柄控制起重机前进或后退，主动起重机上的控制器根据走行手柄位置控制自身走行动作，并将走行距离编码器的数据经通讯模块发送给从动起重机的通讯模块，从动起重机接收到数据后和自身走行编码器的走行距离进行比较，根据差值大小控制自身走行速度和方向。

联合吊装回转时，操作人员在主控起重机操作回转手柄控制起重机回转时，主控起重机的控制器控制根据回转手柄位置控制自身回转动作，回转的同时控制伸缩臂动作，以保持吊钩沿水平直线运动，并控制卷扬升降动作以保持吊钩高度不变。同时，主控起重机的控制器将自身回转角度、吊臂长度、吊钩高度数据经通讯模块发送给从动起重机的通讯模块，从动起重机接收数据后和自身的回转角度，吊臂长度，吊钩高度相比较，根据差值大小控制自身的回转，伸缩臂和卷扬升降动作的快慢和方向。

本实用新型适用于道岔大部件换装车的两台起重机共同吊装一个道岔部件，使其同步运动的控制系统。

本实用新型使双机联动作业减少一名操作人员，并简化了联合起吊作业人员的操作，降低了联合吊装效果对操作人员经验的依赖性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的电路方框图；

图3是本实用新型联合回转示例图；

图中：1、回转机构；2、伸缩臂；3、卷扬机构；4、走行机构；5、吊钩；6、卷扬编码器；7、回转角度编码器；8、伸缩臂长拉绳传感器；9、走行距离编码器；10、控制器；11、通讯模块；12，走行手柄；13、回转手柄；14、主控开关；15、他控开关；16、走行后退电控比例阀；17、走行前进电控比例阀；18、左回转电控比例阀；19、右回转电控比例阀；20、伸臂电控比例阀；21、缩臂电控比例阀；22、卷扬上升电控比例阀、23、卷扬下降电控比例阀。

具体实施方式

图1、2、3中，本实用新型包括：用于测量回转机构1当前所处角度位置的回转编码器7；用于测量起重机走行距离的编码器9；用于测量起重机伸缩臂长度的拉绳传感器8；用于测量起重机吊钩高度的卷扬编码器6；用于将起重机自身状态数据对外发送和接收另外一台起重机数据的通讯模块11，以及能够对比例阀发出控制信号和接收传感器数据的PLC控制器或其他类型的控制器10；对起重机回转机构1进行驱动的左回转电控比例阀18和右回转电控比例阀19；对起重机走行机构4进行驱动的走行前进电控比例阀17和走行后退电控比例阀16；对起重机伸缩臂机构2进行驱动的伸臂电控比例阀20和缩臂电控比例阀21；对起重机卷扬升降机构3进行驱动的上升电控比例阀22和下降电控比例阀23；用于操作起重机走行的走行手柄12和回转比例手柄13；用区分起重机主从关系的主控开关14和他控开关15。

工作时，起重机操作人员在主动起重机上按下主控开关1，在从动起重机上按下他控开关2，完成双机联动主从关系的确认。

（1）联合走行同步自动控制：

操作人员推动主动起重机上的走行手柄12，主动起重机控制器根据走行手柄12方向和开度大小输出对应的电流给自身走行前进电控比例阀17和走行后退电控比例阀16，控制走行机构4动作，使起重机走行。主动起重机的走行距离编码器8测量起重机走行距离，主动起重机控制器将走行距离数值经通讯模块11发送给从动起重机的控制器。从动起重机控制器将接到的主动起重机的走行距离与自身走行距离编码器8的测量距离相减，根据差值的大小，按PID（比例，积分，微分）控制输出从动起重机走行前进电控比例阀17和走行后退电控比例阀16的控制电流，从而使走行机构4动作以带动从动起重机的走行距离编码器8数值变化，使两起重机走行距离趋近一致。液压机构中马达的转动带动走行机构4的运动。

（2）回转同步自动控制：

操作人员推动主动起重机上的回转手柄13，主动起重机控制器根据回转手柄13方向和开度大小输出对应的电流给自身左回转电控比例阀18和右回转电控比例阀19，控制主动起重机的回转机构1动作，主动起重机的回转机构1动作带动回转角度编码器7的数值变化。在主动起重机回转机构1动作的时候，为了使主动起重机的吊钩5沿直线运动而不是圆曲线运动，当主动起重机回转机构动作使回转角度编码器测量角度变为θ时，主动起重机控制器10输出电流给伸臂电控比例阀20和缩臂电控比例阀21，使主动起重机臂长由L变化至L’，使满足L’=L/cosθ，L为起重机回转角度为0时的初始主动起重机臂长，L’为回转角度为θ时的主动起重机臂长。在主动起重机伸缩臂2动作的时候，主动起重机吊钩5高度会发生变化，因此为了使主动起重机吊钩5高度保持不变，当卷扬编码器6的数值增加时，主动起重机控制器10输出电流给卷扬上升电控比例阀22，当卷扬编码器6数值减少时，主动起重机控制器10输出电流给卷扬下降电控比例阀23，使卷扬机构动作以使主动起重机吊钩5高保持不变。

主动起重机控制器将自身的回转角度、吊臂长度，吊钩高度数据经通信模块11发送给从动起重机的控制器，从动起重机控制器计算自身回转角度变化和主动起重机回转角度变化的差值，根据差值大小，按PID(比例，积分，微分)控制输出从动起重机左回转电控比例阀18和右回转电控比例阀19的电流，使从动起重机的回转机构1动作，缩小从动起重机与主动起重机回转角度间的差值。同样的，在从动起重机回转机构1动作的时候，为了从动起重机吊钩5沿直线运动而不是圆曲线运动，当从动起重机回转机构动作使回转角度编码器测量角度变为θ时，从动起重机控制器10输出电流给伸臂电控比例阀20和缩臂电控比例阀21，使从动起重机臂长由L变化至L’，使满足L’=L/cosθ，L为从动起重机回转角度为0时的初始从动重机臂长，L’为回转角度为θ时的从动起重机臂长。在从动起重机伸缩臂2动作的时候，从动起重机吊钩5高度会发生变化，因此为了使从动起重机吊钩5高度保持不变，当卷扬编码器6的数值增加时，从动起重机控制器10输出电流给卷扬上升电控比例阀22，当卷扬编码器6数值减少时，从动起重机控制器10输出电流给卷扬下降电控比例阀23，使卷扬机构动作以使从动起重机吊钩5高保持不变。

Claims (2)

1.一种道岔大部件换装车双起重机吊装同步控制系统，其特征在于：包括两台相对设置的起重机，所述起重机包括走行机构（4）、回转机构（1）、伸缩臂（2）、卷扬机构，吊钩（5）设置于伸缩臂端部；走行机构（4）、回转机构（1）、伸缩臂、卷扬机构由液压机构驱动，液压机构包括马达、电控比例阀组；电控比例阀组包括走行前进电控比例阀（17）、走行后退电控比例阀（16）、左回转电控比例阀（18）、右回转电控比例阀（19）、伸臂电控比例阀（20）和缩臂电控比例阀（21）、卷扬上升电控比例阀（22）、卷扬下降电控比例阀（23）；

所述起重机还包括用于采集起重机自身状态数据的采集模块、用于将采集模块采集的起重机自身状态数据对外发送和接收另外一台起重机数据的通讯模块（11）、用于发出操作指令的操作模块、用于根据操作模块发出指令结合采集模块采集的起重机自身状态数据以及通讯模块（11）接收的起重机数据控制起重机的电控比例阀组工作的控制器（10）；两起重机中一台为主动起重机，另一台为从动起重机，主动起重机控制器经通讯模块（11）与从动起重机控制器联接；

所述采集模块包括用于测量走行机构走行距离的走行距离编码器（9）、用于测量回转机构（1）当前所处角度位置的回转编码器（7）、用于测量伸缩臂长度的拉绳传感器（8）、用于测量起重机吊钩高度的卷扬编码器（6）。

2.根据权利要求1所述的道岔大部件换装车双起重机吊装同步控制系统，其特征在于：所述操作模块包括用于操作起重机走行的走行手柄（12）、用于操作起重机回转的回转手柄（13）、主控开关（14）和他控开关（15）。

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