CN215516387U - 一种多冗余设计的高精度数控起重机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种多冗余设计的高精度数控起重机，包括机架以及于机架上对称设置的主起升机构和副起升机构，主起升机构包括依次连接的伺服电机、第一减速机、第一制动器和第一卷筒，副起升机构包括依次连接的变频电机、第二减速机、第二制动器和第二卷筒，第一卷筒和第二卷筒相对设置且轴向平行；第一卷筒与第二卷筒共用一组钢丝绳，钢丝绳的一端卷绕并固定在第一卷筒上，另一端穿过动滑轮吊具后固定在第二卷筒上。本实用新型的两套起升机构共用一组钢丝绳进行起吊，正常情况下，通过主起升机构进行吊具的升降；当主起升机构出现故障时，通过副起升机构进行吊具的升降，能够有效提高起重机的安全性和可靠性，保证起重作业效率。

Description

一种多冗余设计的高精度数控起重机

技术领域

本实用新型涉及起重机械技术领域，特别是涉及一种多冗余设计的高精度数控起重机。

背景技术

传统起重机的起重操作都是通过操作人员在设置在起重机下的司机室内操作，或靠近起重机进行近程有线操作，或靠近起重机用遥控器操作，这几种传统操作方式的优点是操作人员靠近起重机或装卸的货物，能够方便有效的进行观察和操作。但是，随着我国起重机技术的进步和对起重机使用的要求的提高，在具有有害气体或高温、辐射环境使用的起重机，为保护操作人员的安全，不允许操作人员长时间工作甚至不允许靠近起重机操作，需要远程控制，并能够实现对吊装物资的准确存放定位。

因此，本申请人的在先申请提出了一种远程数控起重机(申请号为：CN201922031328.0)，能够通过变频减速电机驱动各机构动作，并通过编码器、PLC等电气控制技术以实现起重机的远程数控，完成起重机作业。然而，当数控起重机的起重机构出现故障时，则会影响起重机作业效率，特别是在前述的不适宜操作人员和检修人员长时间工作的恶劣环境，更需要应急保障措施来确保数控起重机运行的安全性和可靠性。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种多冗余设计的高精度数控起重机，通过特殊的冗余设计提高了起重机的安全性和可靠性，保证起重作业效率。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种多冗余设计的高精度数控起重机，包括机架以及于机架上对称设置的主起升机构和副起升机构，主起升机构包括依次连接的伺服电机、第一减速机、第一制动器和第一卷筒，副起升机构包括依次连接的变频电机、第二减速机、第二制动器和第二卷筒，第一卷筒和第二卷筒相对设置且轴向平行；第一卷筒与第二卷筒共用一组钢丝绳，钢丝绳的一端卷绕并固定在第一卷筒上，另一端穿过动滑轮吊具后固定在第二卷筒上。

在其中一个实施例中，钢丝绳的另一端也卷绕并固定在第二卷筒上。

在其中一个实施例中，钢丝绳于第一卷筒上的卷绕长度与钢丝绳于第二卷筒上的卷绕长度相同。

在其中一个实施例中，还包括应急手摇机构，应急手摇机构与第一卷筒或第二卷筒同轴传动连接；通过转动应急手摇机构能够带动第一卷筒或第二卷筒卷绕回收钢丝绳。

在其中一个实施例中，还包括用于防止吊具水平摇晃的伸缩套筒，伸缩套筒包括若干节层层嵌套连接的筒段，相邻筒段之间滑动连接实现伸缩；伸缩套筒的最外层筒段固定连接于机架底部，动滑轮吊具与伸缩套筒的最内层筒段同轴固定连接。

在其中一个实施例中，主起升机构和副起升机构于机架上呈180度旋转对称设置。

在其中一个实施例中，还包括小车桥架、第一主行走机构和第一副行走机构，第一主行走机构和第一副行走机构对称设置在机架底部，带动机架于小车桥架上行走；其中，小车桥架包括两个平行设置的桥轨；第一主行走机构包括第一伺服减速电机、第一主动轮、第一从动轮和第一传动轴，第一伺服减速电机与第一主动轮传动连接，第一主动轮和第一从动轮通过第一传动轴同轴传动连接，第一传动轴垂直于两桥轨，使第一主动轮和第一从动轮分别与两个桥轨滚动连接；第一副行走机构包括第一变频减速电机、第二主动轮、第二从动轮和第二传动轴，第一变频减速电机与第二主动轮传动连接，第二主动轮和第二从动轮通过第二传动轴同轴传动连接，第二传动轴垂直于两桥轨，使第二主动轮和第二从动轮分别与两个桥轨滚动连接。

在其中一个实施例中，还包括运行轨道、大车车架、第二主行走机构和第二副行走机构，小车桥架垂直于运行轨道固定安装在大车车架上部，第二主行走机构和第二副行走机构对称设置在大车车架底部，以带动大车车架于运行轨道行走；其中，运行轨道包括两个平行设置的导轨；第二主行走机构包括第二伺服减速电机、第三主动轮、第三从动轮和第三传动轴，第二伺服减速电机与第三主动轮传动连接，第三主动轮和第三从动轮通过第三传动轴同轴传动连接，第三传动轴垂直于两导轨，使第三主动轮和第三从动轮分别与两个导轨滚动连接；第二副行走机构包括第二变频减速电机、第四主动轮、第四从动轮和第四传动轴，第二变频减速电机与第四主动轮传动连接，第四主动轮和第四从动轮通过第四传动轴同轴传动连接，第四传动轴垂直于两导轨，使第四主动轮和第四从动轮分别与两个导轨滚动连接。

在其中一个实施例中，还包括第二应急手摇机构，第二应急手摇机构与第二伺服减速电机或第二变频减速电机同轴传动连接。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本实用新型的起重机采用两套起升机构，两套机构起升共用一组钢丝绳，正常情况下，以副起升机构作为钢丝绳一端的固定支点，通过主起升机构绕卷和释放钢丝绳进行吊具的升降；当主起升机构出现故障时，副起升机构通电动作，此时，以主起升机构作为钢丝绳的固定支点，通过副起升机构绕卷和释放钢丝绳进行吊具的升降，保证起重机升降动作的正常完成，结构简单，设计合理，能够有效提高起重机的安全性和可靠性，保证起重作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的多冗余设计的高精度数控起重机的主视结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的多冗余设计的高精度数控起重机的俯视结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的第一主、副行走机构安装后的俯视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的多冗余设计的高精度数控起重机的左视结构示意图。

图标：1-机架，21-主起升机构，211-伺服电机，212-第一减速机，213-第一卷筒，22-副起升机构，221-变频电机，222-第二减速机，223-第二卷筒，31-钢丝绳，32-动滑轮吊具，33-伸缩套筒，41-第一应急手摇机构，42-第二应急手摇机构，5-小车桥架，51-桥轨，61-第一主行走机构，611-第一伺服减速电机，612-第一主动轮，613-第一从动轮，614-第一传动轴，62-第一副行走机构，621-第一变频减速电机，622-第二主动轮，623-第二从动轮，624-第二传动轴，7-运行轨道，71-导轨，8-大车车架，91-第二主行走机构，911-第二伺服减速电机，912-第三主动轮，913-第三从动轮，914-第三传动轴，92-第二副行走机构，921-第二变频减速电机，922-第四主动轮，923-第四从动轮，924-第四传动轴。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对一种多冗余设计的高精度数控起重机进行更清楚、完整地描述。附图中给出了多冗余设计的高精度数控起重机的首选实施例，但是，多冗余设计的高精度数控起重机可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使多冗余设计的高精度数控起重机的公开内容更加透彻全面。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

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，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，本文所使用的术语“设置”、“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。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供一种多冗余设计的高精度数控起重机，包括机架1以及于机架1上对称设置的主起升机构21和副起升机构22，主起升机构21包括依次连接的伺服电机211、第一减速机212、第一制动器和第一卷筒213，副起升机构22包括依次连接的变频电机221、第二减速机222、第二制动器和第二卷筒223，第一卷筒213和第二卷筒223相对设置且轴向平行；第一卷筒213与第二卷筒223共用一组钢丝绳31，钢丝绳31的一端卷绕并固定在第一卷筒213上，另一端穿过动滑轮吊具32后固定在第二卷筒223上；正常情况下，以副起升机构22作为钢丝绳31一端的固定支点，即第二卷筒223固定不动，通过主起升机构21绕卷或释放钢丝绳31进行吊具的升降；而当主起升机构21出现故障时，副起升机构22通电动作，此时，以主起升机构21作为钢丝绳31的固定支点，即第一卷筒213固定不动，通过副起升机构22绕卷和释放钢丝绳31进行吊具的升降，保证起重机升降动作的正常完成。

可以理解的是，虽前文未提及控制器，但主起升机构21的伺服电机211等电机传动系统和副起升机构22的变频电机221等电机传动系统这两种不同的电气控制方式的切换，可以通过成熟、稳定的伺服驱动控制技术及变频驱动控制技术来完成，如通过PLC等控制器即可以将两种不同的电气控制方式快速切换，确保起重机的正常运行和远程运行；此外，前述的电机传动系统还可以通过安装编码器和激光测距仪等精密控制仪器，来确保起重机远程精准定位。

进一步的，可以理解的是，还可以将钢丝绳31的另一端也卷绕并固定在第二卷筒223上，即在第二卷筒223上预留一部分钢丝绳31作为预留长度备用，在中途切换时能够有足够长度的钢丝绳31来保证达到合规的起升高度。更进一步的，钢丝绳31于第一卷筒213上的卷绕长度与钢丝绳31于第二卷筒223上的卷绕长度相同，在满足等距离或超距离的起升高度的同时，方便确认和控制归零(钢丝绳31归位)参数。

进一步的，如图2所示，高精度数控起重机还包括第一应急手摇机构41，其包括手摇轮和联轴器，将手摇轮通过联轴器与第一卷筒213或第二卷筒223的中心转轴同轴传动连接，当起重机出现断电等紧急情况或伺服电机211和变频电机221均发生故障时，通过转动手摇轮即可带动第一卷筒213或第二卷筒223卷绕回收钢丝绳31，进而通过不带电的机械运动结构驱动起重机完成作业。可以理解的是，第一应急手摇装置41与前述电机传动系统还可以设置互锁措施，防止起重机突然通电时的误动作，以保证起重机的安全、可靠性。

进一步的，如图1所示，高精度数控起重机还包括用于防止吊具水平摇晃的伸缩套筒33，伸缩套筒33包括若干节层层嵌套连接的筒段，相邻筒段之间滑动连接实现伸缩，还可以在筒段侧壁之间固设滚轮等滚动结构，方便筒段之间的滑动伸缩；伸缩套筒33的最外层筒段固定连接于机架1底部，而动滑轮吊具32与伸缩套筒33的最内层筒段同轴固定连接，通过卷绕和释放钢丝绳31，带动动滑轮吊具32升降，从而带动伸缩套筒33的最内层筒段升降，筒段之间相互嵌套的结构可以对筒段的行程形成干涉，从而带动各个层节的筒段伸缩，最终收回时，所有筒段都回收在伸缩套筒33的最外层筒段中。利用套筒的刚度和竖直度保证载荷的防摇止晃，进而增加起重机运行的稳定性和精准度。

进一步的，如图1和图2所示，主起升机构21和副起升机构22于机架1上呈180度旋转对称设置，即主起升机构21和副起升机构22的各类电机、卷筒等结构在水平方向上呈180度旋转对称，进一步提高机架1在水平方向上的平衡性。

进一步的，如图1至图4所示，高精度数控起重机还包括小车桥架5、第一主行走机构61和第一副行走机构62，第一主行走机构61和第一副行走机构62对称设置在机架1底部，能够带动机架1于小车桥架5上行走；

其中，小车桥架5包括两个平行设置的桥轨51；而第一主行走机构61包括第一伺服减速电机611、第一主动轮612、第一从动轮613和第一传动轴614，第一伺服减速电机611与第一主动轮612传动连接，第一主动轮612和第一从动轮613通过第一传动轴614同轴传动连接，第一传动轴614垂直于两桥轨51，使得第一主动轮612和第一从动轮613分别与两个桥轨51滚动连接，即第一主行走机构61能带动机架1和机架1上的各类机构沿桥轨51运动；第一副行走机构62则包括第一变频减速电机621、第二主动轮622、第二从动轮623和第二传动轴624，第一变频减速电机621与第二主动轮622传动连接，第二主动轮622和第二从动轮623通过第二传动轴624同轴传动连接，第二传动轴624垂直于两桥轨51，使第二主动轮622和第二从动轮623分别与两个桥轨51滚动连接，即第一副行走机构62也能带动机架1和机架1上的各类机构沿桥轨51运动。正常情况下，以第一主行走机构61作为驱动运行机构，带动机架1和机架1上的各类机构沿桥轨51行走，第一副行走机构62作为从动运行机构，配合完成行走运动；而当第一主行走机构61出现故障时，第一副行走机构62通电动作，此时，以第一副行走机构62作为驱动运行机构，带动机架1和机架1上的各类机构沿桥轨51行走，第一主行走机构61作为从动运行机构，配合完成行走运动，直至到达指定起吊位置。

进一步的，如图1至图3所示，高精度数控起重机还包括运行轨道7、大车车架8、第二主行走机构91和第二副行走机构92，小车桥架5垂直于运行轨道7固定安装在大车车架8上部，第二主行走机构91和第二副行走机构92对称设置在大车车架8底部，以带动大车车架8于运行轨道7上行走；

其中，运行轨道7包括两个平行设置的导轨71；第二主行走机构91包括第二伺服减速电机911、第三主动轮912、第三从动轮913和第三传动轴914，第二伺服减速电机911与第三主动轮912传动连接，第三主动轮912和第三从动轮913通过第三传动轴914同轴传动连接，第三传动轴914垂直于两导轨71，使第三主动轮912和第三从动轮913分别与两个导轨71滚动连接；第二副行走机构92包括第二变频减速电机921、第四主动轮922、第四从动轮923和第四传动轴924，第二变频减速电机921与第四主动轮922传动连接，第四主动轮922和第四从动轮923通过第四传动轴924同轴传动连接，第四传动轴924垂直于两导轨71，使第四主动轮922和第四从动轮923分别与两个导轨71滚动连接。同样的，正常情况下，以第二主行走机构91作为驱动运行机构，带动大车车架8和大车车架8上的各类设施沿导轨71行走，第二副行走机构92作为从动运行机构，配合完成行走运动；而当第二主行走机构91出现故障时，第二副行走机构92通电动作，此时，以第二副行走机构92作为驱动运行机构，带动大车车架8和大车车架8上的各类设施沿导轨71行走，第二主行走机构91作为从动运行机构，配合完成行走运动，直至到达指定起吊位置。

进一步的，如图3所示，高精度数控起重机还包括第二应急手摇机构42，第二应急手摇机构42与第一应急手摇机构41结构相同，也包括手摇轮和联轴器，将手摇轮通过联轴器与第二伺服减速电机911或第二变频减速电机921同轴传动连接，当起重机出现断电等紧急情况或第二伺服减速电机911和第二变频减速电机921均发生故障时，通过转动手摇轮即可带动第三主动轮912或第四主动轮922运动，进而带动大车车架8和大车车架8上的各类设施沿导轨71行走，以将起重机运行至检修区检修。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多冗余设计的高精度数控起重机，其特征在于，包括机架以及于机架上对称设置的主起升机构和副起升机构，所述主起升机构包括依次连接的伺服电机、第一减速机、第一制动器和第一卷筒，所述副起升机构包括依次连接的变频电机、第二减速机、第二制动器和第二卷筒，所述第一卷筒和第二卷筒相对设置且轴向平行；所述第一卷筒与第二卷筒共用一组钢丝绳，所述钢丝绳的一端卷绕并固定在所述第一卷筒上，另一端穿过动滑轮吊具后固定在所述第二卷筒上。

2.根据权利要求1所述的一种多冗余设计的高精度数控起重机，其特征在于，所述钢丝绳的另一端也卷绕并固定在所述第二卷筒上。

3.根据权利要求2所述的一种多冗余设计的高精度数控起重机，其特征在于，所述钢丝绳于所述第一卷筒上的卷绕长度与所述钢丝绳于所述第二卷筒上的卷绕长度相同。

4.根据权利要求3所述的一种多冗余设计的高精度数控起重机，其特征在于，还包括第一应急手摇机构，所述第一应急手摇机构与所述第一卷筒或所述第二卷筒同轴传动连接；通过转动第一应急手摇机构能够带动所述第一卷筒或第二卷筒卷绕回收所述钢丝绳。

5.根据权利要求1所述的一种多冗余设计的高精度数控起重机，其特征在于，还包括用于防止所述吊具水平摇晃的伸缩套筒，所述伸缩套筒包括若干节层层嵌套连接的筒段，相邻筒段之间滑动连接实现伸缩；所述伸缩套筒的最外层筒段固定连接于所述机架底部，所述动滑轮吊具与所述伸缩套筒的最内层筒段同轴固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种多冗余设计的高精度数控起重机，其特征在于，所述主起升机构和副起升机构于机架上呈180度旋转对称设置。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种多冗余设计的高精度数控起重机，其特征在于，还包括小车桥架、第一主行走机构和第一副行走机构，所述第一主行走机构和第一副行走机构对称设置在所述机架底部，带动所述机架于所述小车桥架上行走；

其中，所述小车桥架包括两个平行设置的桥轨；所述第一主行走机构包括第一伺服减速电机、第一主动轮、第一从动轮和第一传动轴，所述第一伺服减速电机与所述第一主动轮传动连接，所述第一主动轮和第一从动轮通过所述第一传动轴同轴传动连接，所述第一传动轴垂直于两所述桥轨，使所述第一主动轮和第一从动轮分别与两个桥轨滚动连接；所述第一副行走机构包括第一变频减速电机、第二主动轮、第二从动轮和第二传动轴，所述第一变频减速电机与所述第二主动轮传动连接，所述第二主动轮和第二从动轮通过所述第二传动轴同轴传动连接，所述第二传动轴垂直于两所述桥轨，使所述第二主动轮和第二从动轮分别与两个桥轨滚动连接。

8.根据权利要求7所述的一种多冗余设计的高精度数控起重机，其特征在于，还包括运行轨道、大车车架、第二主行走机构和第二副行走机构，所述小车桥架垂直于运行轨道固定安装在所述大车车架上部，所述第二主行走机构和第二副行走机构对称设置在所述大车车架底部，以带动所述大车车架于所述运行轨道行走；

其中，所述运行轨道包括两个平行设置的导轨；所述第二主行走机构包括第二伺服减速电机、第三主动轮、第三从动轮和第三传动轴，所述第二伺服减速电机与所述第三主动轮传动连接，所述第三主动轮和第三从动轮通过所述第三传动轴同轴传动连接，所述第三传动轴垂直于两所述导轨，使所述第三主动轮和第三从动轮分别与两个导轨滚动连接；所述第二副行走机构包括第二变频减速电机、第四主动轮、第四从动轮和第四传动轴，所述第二变频减速电机与所述第四主动轮传动连接，所述第四主动轮和第四从动轮通过所述第四传动轴同轴传动连接，所述第四传动轴垂直于两所述导轨，使所述第四主动轮和第四从动轮分别与两个导轨滚动连接。

9.根据权利要求8所述的一种多冗余设计的高精度数控起重机，其特征在于，还包括第二应急手摇机构，所述第二应急手摇机构与所述第二伺服减速电机或所述第二变频减速电机同轴传动连接。

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