CN211769073U - 一种吊装装置及其卸船机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及载重吊运技术领域，具体涉及一种吊装装置及其卸船机。所述吊装装置包括抓斗组件和航姿参考系统，抓斗组件包括承重体和抓斗机构；航姿参考系统包括测定六个方向的位置、移动轨迹、加速度的三轴陀螺，和用于检测加速度信号的三轴加速计，以及用于侦测物体运动变化情况的三轴磁场计；控制器与航姿参考系统连接，以控制抓斗组件动作。本实用新型的吊装装置解决了现有技术中，桥式抓斗卸船机无人值守运行时，抓斗姿态无法实时掌控、系统可靠性差、作业效率低的缺陷。
Description
技术领域
本实用新型涉及载重吊运技术领域，具体涉及一种吊装装置及其卸船机。
背景技术
桥式抓斗卸船机是电厂原料码头的主要卸料设备。卸船机在卸载物料时，抓斗通过开闭机构从船舱中抓取物料，再通过起升机构带动抓斗及斗内物料整体提升，经过小车沿臂架向陆侧运行，将物料卸载在卸船机的卸料斗中，物料沿卸料斗自然堆积、滑落在地面带式输送机中，实现将物料从船舱转运至带式输送机的循环工作。
目前，一般为人工进行上述操作，明显地，人工作业严重依靠作业人员的个人技能，劳动强度大、易于发生误操作。目前桥式抓斗卸船机无人值守全自动化生产已成为趋势，无人值守运行时，当抓斗发生摇摆，或发生侧倾、扭转等异常状况时，系统无法实时掌控抓斗的三维姿态，导致无人值守系统可靠性差、作业效率低。
其中，抓斗摇摆是指桥式抓斗卸船机的小车与抓斗之间采用钢丝绳连接，钢丝绳连接具有柔性、非线性特点。在抓斗作业过程中，因小车运动、抓斗升降、以及受港口风力、钢丝绳摩擦等因素发生摇摆；抓斗摇摆一方面降低了作业效率，另一方面增加了卸船机的结构载荷，使结构疲劳加速，易产生安全隐患。
其中，抓斗状况异常是指抓料作业时，抓斗降落在料堆边沿或斜坡上，容易发生“倒斗”现象，即抓斗侧翻在料堆旁。此时如较快提升抓斗容易造成钢丝绳异常缠绕、以及对驱动系统冲击较大等不良现象。另外在抓料作业时，抓斗偶尔会出现扭转现象，即抓料时抓斗落在斜坡上、或受物料摩擦力、风力影响等因素，在抓斗悬空时，因四根钢丝绳扭转导致抓斗水平方向整体扭动的现象。抓斗扭转可能导致提升时擦碰船舱以及加速钢丝绳磨损。
实用新型内容
因此，本实用新型提供一种实现自动化操作的吊装装置及其卸船机，以解决现有技术中桥式抓斗卸船机在无人值守模式下无法实时掌控抓斗三维姿态，导致系统可靠性差、作业效率低的缺陷。
本实用新型的技术方案为：
一种吊装装置，包括抓斗组件和航姿参考系统，抓斗组件包括承重体和抓斗机构；航姿参考系统包括测定六个方向的位置、移动轨迹、加速度的三轴陀螺，和用于检测加速度信号的三轴加速计，以及用于侦测物体运动变化情况的三轴磁场计；控制器与航姿参考系统连接，以控制抓斗组件动作。
该吊装装置还包括充电电池、无线通讯模块、电源转换模块、航姿参考系统水平地设于承重体上，充电电池通过电源转换模块与无线通讯模块相连，控制器与无线通讯模块连接。
充电电池、无线通讯模块、电源转换模块、航姿参考系统设于盒体内，盒体外侧安装有与无线通讯模块连接的信号接收天线。
承重体的侧面设有凹槽，盒体设于凹槽内。
无线通讯模块为LoRa模块。
该吊装装置还包括恒温模块，恒温模块包括设置在盒体内的温度传感器和加热组件，恒温模块根据温度传感器检测到的环境温度信号控制加热组件工作，以提供盒体内的恒温环境。
盒体底部设有安装板，安装板为镂空结构，盒体通过安装板与承重体连接。
一种卸船机，包括上述所述的吊装装置。
本实用新型技术方案，具有如下优点：
1.本实用新型的吊装装置，包括抓斗组件、航姿参考系统和控制器，抓斗组件包括承重体和抓斗机构；航姿参考系统包括用于测定六个方向的位置、移动轨迹、加速度的三轴陀螺，和用于检测加速度信号的三轴加速计，以及用于侦测物体运动变化情况的三轴磁场计，控制器与航姿参考系统连接，实现控制器与航姿参考系统之间的信息传输，航姿参考系统测得的信息经过滤波处理后，作为姿态控制的输入数据，输入控制器，进行实时调整抓斗姿态，解决了现有技术中桥式抓斗卸船机在无人值守模式下无法实时掌控抓斗三维姿态，导致系统可靠性差、作业效率低的缺陷。
2.本实用新型的吊装装置，还包括充电电池、无线通讯模块、电源转换模块，航姿参考系统水平地设于承重体上，以确认抓斗的三维初始姿态，充电电池与无线通讯模块和电源转换模块连接，无线通讯模块与航姿参考系统连接，控制器与无线通讯模块连接，由于抓斗组件只能通过钢丝绳与卸船机主体连接，无法敷设电缆供电、因此采用供电电池供电和无线通讯。
3.本实用新型的吊装装置，充电电池、无线通讯模块、电源转换模块，航姿参考系统设于盒体内，盒体外侧安装有与无线通讯模块连接的信号接收天线，保证与航姿参考系统有效通讯。
4.本实用新型的吊装装置，承重体的侧面设有凹槽，盒体设于凹槽内，减少对盒体的干扰。
5.本实用新型的吊装装置，还包括恒温模块，其包括温度传感器和加热组件，恒温模块根据温度传感器检测到的环境温度信号控制加热组件工作，保证系统工作的长期稳定性以及可靠性，减小工作频点漂移影响。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的吊装装置的立体图的结构示意图之一；
图2为本实用新型的吊装装置立体图的结构示意图之二；
图3为本实用新型的吊装装置立体图的结构示意图之三。
附图标记说明：
1－承重体；2－抓斗机构；3－充电电池；4－无线通讯模块；5－电源转换模块；6－航姿参考系统；7－盒体；8－信号接收天线；9－凹槽；10－安装板。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例一
本实施例提供一种吊装装置，如图1－3所示，包括抓斗组件和监测组件，其中抓斗组件包括承重体1和抓斗机构2，抓斗机构2与承重体1连接，初始状态时，承重体1处于水平状态，监测组件水平设于承重体1上，以确认抓斗的三维初始姿态。
监测组件包括：充电电池3、无线通讯模块4、电源转换模块5、航姿参考系统6水平地设于承重体1上，充电电池3通过电源转换模块5与无线通讯模块4连接，无线通讯模块4与航姿参考系统6连接，由于抓斗组件只能通过钢丝绳与卸船机主体连接，无法敷设电缆供电、因此采用供电电池供电和无线通讯。其中，无线通讯模块4为LoRa模块。须说明的是，本实施例的航姿参考系统6为现有技术。
监测组件设于盒体7内，盒体7外侧安装有与无线通讯模块4连接的信号接收天线8，保证与航姿参考系统6有效通讯，承重体1的侧面设有凹槽9，盒体7设于凹槽9内，减少对盒体7的干扰；盒体7底部设有安装板10，安装板 10为镂空结构，盒体7通过安装板10与承重体1连接。
该吊装装置还包括恒温模块，其包括温度传感器和加热组件，恒温模块根据温度传感器检测到的环境温度信号控制加热组件工作，保证系统工作的长期稳定性以及可靠性，减小工作频点漂移影响。
航姿参考系统6包括用于测定六个方向的位置、移动轨迹、加速度的三轴陀螺，和用于检测加速度信号的三轴加速计，以及用于侦测物体运动变化情况的三轴磁场计，控制器与航姿参考系统连接，实现控制器与航姿参考系统6之间的信息传输，航姿参考系统6测得的信息经过滤波处理后，作为姿态控制的输入数据，输入控制器，进行实时调整抓斗姿态，具体如下：
1.实时读取三轴陀螺角速率及加速度，建立抓斗定位坐标系，根据加速度计的输出解算出抓斗在该坐标系中的速度和位置。将抓斗定位坐标系与卸船机本体坐标系融合，推算出小车与抓斗的实时偏移量，为抓斗自动控制提供数据依据。
2.实时读取姿态角数据，在抓斗自动运行模式下，检测到开环控制不能很好完成消摆动作，行程末端晃动幅度超出设定阈值时，及时投入软件“末端消摆”功能，迅速稳定抓斗，提高控制精度。
3.实时读取加速度计数据，根据起升、小车运行反馈数据和抓斗加速度变化率，综合判断抓斗当前运行状态突变情况。
4.实时读取姿态角数据，结合起升、开闭运行反馈数据，指示抓斗的异常姿态。例如：当抓斗在船舱内闭斗抓料完毕还未提升时，检测到滚动、俯仰角变化幅值超出设定阈值，表明抓斗已发生侧倾，系统应及时报警，由操作员介入，手动缓慢提升，以避免钢丝绳异常缠绕；当抓斗在提升或下降过程中，检测到方位角变化幅值超出设定阈值，表明抓斗已异常扭转，系统应静待抓斗平稳后再继续作业，以避免发生抓斗碰撞船舱、或扭转导致钢丝绳受损等情况。
通过上述自动调整方式，解决了现有技术中桥式抓斗卸船机在无人值守模式下无法实时掌控抓斗三维姿态，导致系统可靠性差、作业效率低的缺陷。
实施例二
本实施例提供一种卸船机，包括实施例一所述的吊装装置，这种卸船机能够实现自动操作以消除抓斗摆动、抓斗状态异常问题。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种吊装装置，其特征在于，包括
抓斗组件，包括承重体(1)和抓斗机构(2)；
航姿参考系统(6)，包括测定六个方向的位置、移动轨迹、加速度的三轴陀螺，和用于检测加速度信号的三轴加速计，以及用于侦测物体运动变化情况的三轴磁场计；
控制器，与所述航姿参考系统(6)连接，以控制所述抓斗组件动作。
2.根据权利要求1所述的吊装装置，其特征在于，还包括充电电池(3)、无线通讯模块(4)、电源转换模块(5)、所述航姿参考系统(6)水平地设于所述承重体(1)上，所述充电电池(3)通过所述电源转换模块(5)与所述无线通讯模块(4)相连，所述控制器与所述无线通讯模块(4)连接。
3.根据权利要求2所述的吊装装置，其特征在于，所述充电电池(3)、无线通讯模块(4)、电源转换模块(5)、所述航姿参考系统(6)设于盒体(7)内，所述盒体(7)外侧安装有与所述无线通讯模块(4)连接的信号接收天线(8)。
4.根据权利要求3所述的吊装装置，其特征在于，所述承重体(1)的侧面设有凹槽(9)，所述盒体(7)设于所述凹槽(9)内。
5.根据权利要求2所述的吊装装置，其特征在于，所述无线通讯模块(4)为LoRa模块。
6.根据权利要求3所述的吊装装置，其特征在于，还包括恒温模块，其包括设置在所述盒体(7)内的温度传感器和加热组件，恒温模块根据所述温度传感器检测到的环境温度信号控制所述加热组件工作，以提供所述盒体(7)内的恒温环境。
7.根据权利要求3或4所述的吊装装置，其特征在于，所述盒体(7)底部设有安装板(10)，所述安装板(10)为镂空结构，所述盒体(7)通过所述安装板(10)与所述承重体(1)连接。
8.一种卸船机，其特征在于，包括权利要求1－7中任一所述的吊装装置。
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