RU2596008C1 - Electric drive for movement with swinging restriction of cargo - Google Patents

Electric drive for movement with swinging restriction of cargo Download PDF

Info

Publication number
RU2596008C1
RU2596008C1 RU2015117733/11A RU2015117733A RU2596008C1 RU 2596008 C1 RU2596008 C1 RU 2596008C1 RU 2015117733/11 A RU2015117733/11 A RU 2015117733/11A RU 2015117733 A RU2015117733 A RU 2015117733A RU 2596008 C1 RU2596008 C1 RU 2596008C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
control system
suspension mechanism
axes
Prior art date
Application number
RU2015117733/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Артур Олегович Холявко
Виктор Иванович Доманов
Игорь Юрьевич Муллин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority to RU2015117733/11A priority Critical patent/RU2596008C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2596008C1 publication Critical patent/RU2596008C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to structural elements of cranes. Electric drive for movement with restriction of swinging of load comprises an acceleration sensor along three axes located on suspension mechanism, and a coordinate computer. Output of operator panel is connected to first input of control system. Output of acceleration sensor along three axes is connected to input of coordinate computer, and output of coordinate computer is connected to second input of control system. Output of torque sensor is connected to third input of control system. Output of control system is connected to input of voltage converter, which is connected to windings of asynchronous motor. Shaft of asynchronous motor is connected to suspension mechanism and torque sensor. Acceleration sensor on three axes is mounted on suspension mechanism.
EFFECT: technical result consists in limiting load swinging during movement.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, может применяться в подъемно-транспортных механизмах, например в системах перемещения грузов.The invention relates to electrical engineering, can be used in hoisting-and-transport mechanisms, for example, in systems for moving goods.

Интенсивное развитие транспорта, строительной и грузоподъемной техники требует создания современных систем управления такими машинами. Они должны сократить время перегрузки при существенных ограничениях, в частности - раскачивание груза. Развитие преобразовательной техники и создание новых чувствительных элементов (датчиков) позволяет решать эти задачи на современном техническом уровне. Во многих грузоподъемных машинах используются асинхронные двигатели, регулирование и контроль координат которых простыми методами затруднен.The intensive development of transport, construction and lifting equipment requires the creation of modern control systems for such machines. They should reduce the time of reloading under significant restrictions, in particular - the swinging of the cargo. The development of converting technology and the creation of new sensitive elements (sensors) allows us to solve these problems at the modern technical level. Many hoisting machines use induction motors, which are difficult to control and coordinate using simple methods.

Известно техническое решение (см. патент РФ №208948. Опубл. 10.03.1997), в котором предлагается использовать устройство, содержащее подпружиненные V-образные рычаги, взаимодействующие с поднимаемым грузом посредством боковых упоров в виде лепестков, оснащенных роликами.A technical solution is known (see RF patent No. 208948. Publ. 10.03.1997), in which it is proposed to use a device containing spring-loaded V-shaped levers interacting with the lifted load by means of side stops in the form of petals equipped with rollers.

Недостатком данного технического решения является то, что он имеет сложную механическую конструкцию.The disadvantage of this technical solution is that it has a complex mechanical structure.

Известно техническое решение (см. патент РФ №2347736. Опубл. 27.02.2009), содержащее бортовой микропроцессорный блок управления. Недостатком данного технического решения является то, что не отслеживаются параметры груза и степень раскачивания груза.A technical solution is known (see RF patent No. 2347736. Publ. February 27, 2009) containing an onboard microprocessor control unit. The disadvantage of this technical solution is that the cargo parameters and the degree of load swinging are not monitored.

Известно техническое решение (см. патент РФ №2406679. Опубл. 20.12.2010), которое содержит цифровое вычислительное устройство и датчики координат.A technical solution is known (see RF patent No. 2406679. Publ. 12/20/2010), which contains a digital computing device and coordinate sensors.

Недостатком данного технического решения является то, что не учитывается степень раскачивания груза в процессе перемещения.The disadvantage of this technical solution is that it does not take into account the degree of swinging of the load during the movement.

Наиболее близким техническим решением является устройство (см. заявка РФ №2006106630. Опубл. 10.10.2007), которое содержит блок органов управления движениями, датчики нагрузки, длины стрелы, угла наклона стрелы, поворота, длины каната, блок ограничения перемещения, блок определения высоты подвеса груза, блок определения периода раскачивания подвешенного груза, блок вычисления ускорений.The closest technical solution is the device (see RF application No. 2006106630. Publ. 10.10.2007), which contains a block of motion controls, load sensors, boom lengths, boom angle, rotation, rope length, movement restriction unit, height determination unit suspension of the load, the unit for determining the period of swinging of the suspended load, the unit for calculating accelerations.

Недостатком этого решения является большое количество датчиков и исполнительных физических блоков, что значительно усложняет конструкцию.The disadvantage of this solution is the large number of sensors and executive physical units, which greatly complicates the design.

Задачей предлагаемого изобретения является создание электропривода перемещения с ограничением по раскачиванию груза.The objective of the invention is the creation of an electric drive movement with a restriction on the swinging of the load.

Техническим результатом является ограничение раскачивания груза при перемещении.The technical result is to limit the swinging of the load when moving.

Технический результат достигается тем, что электропривод содержит датчик.The technical result is achieved by the fact that the electric drive contains a sensor.

Особенностью является то, что он снабжен датчиком ускорения по трем осям, расположенным на механизме подвеса, и вычислителем координат, при этом выход пульта оператора соединен с первым входом системы управления; выход датчика ускорения по трем осям соединен с входом вычислителя координат, выход вычислителя координат соединен со вторым входом системы управления; выход датчика момента подключен к третьему входу системы управления, при этом выход системы управления подключен к входу преобразователя напряжения, который соединен с обмотками асинхронного двигателя, а вал асинхронного двигателя соединен с механизмом подвеса и с датчиком момента, на механизме подвеса установлен датчик ускорения по трем осям.The peculiarity is that it is equipped with an acceleration sensor along three axes located on the suspension mechanism and a coordinate calculator, while the output of the operator panel is connected to the first input of the control system; the output of the acceleration sensor in three axes is connected to the input of the coordinate calculator, the output of the coordinate calculator is connected to the second input of the control system; the output of the torque sensor is connected to the third input of the control system, while the output of the control system is connected to the input of the voltage converter, which is connected to the windings of the induction motor, and the shaft of the asynchronous motor is connected to the suspension mechanism and to the torque sensor, an acceleration sensor is installed on the suspension mechanism in three axes .

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1. представлена функциональная схема электропривода с ограничением по раскачиванию груза, и на фиг. 2 представлены графики переходных процессов.The proposed technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1. presents a functional diagram of an electric drive with a restriction on the swinging of the load, and in FIG. 2 shows graphs of transients.

Электропривод перемещения с ограничением по раскачиванию груза содержит в себе пульт 1 оператора, предназначенный для задания направления и скорости движения механизма подвеса, выход которого соединен с входом 2.1 системы 2 управления. Выход системы 2 управления подключен к входу преобразователя 3 напряжения, его выход соединен с обмотками асинхронного двигателя 4. Вал асинхронного двигателя 4 соединен с механизмом 6 подвеса и датчиком 5 момента. На механизме 6 подвеса установлен датчик 7 ускорения по трем осям. Сигнал с выхода датчика 7 ускорения по трем осям поступает на вход вычислителя 8 координат, который вычисляет положение механизма 6 подвеса в каждый момент времени. Выход вычислителя 8 координат соединен с входом 2.2 системы 2 управления. Выход датчика 5 момента подключен к входу 2.3 системы 2 управления.The electric drive movement with a restriction on the swinging of the load contains an operator panel 1, designed to set the direction and speed of the suspension mechanism, the output of which is connected to the input 2.1 of the control system 2. The output of the control system 2 is connected to the input of the voltage converter 3, its output is connected to the windings of the induction motor 4. The shaft of the asynchronous motor 4 is connected to the suspension mechanism 6 and the torque sensor 5. On the suspension mechanism 6, an acceleration sensor 7 is installed along three axes. The signal from the output of the acceleration sensor 7 along three axes is fed to the input of the coordinate calculator 8, which calculates the position of the suspension mechanism 6 at each moment of time. The output of the computer 8 coordinates is connected to the input 2.2 of the control system 2. The output of the torque sensor 5 is connected to the input 2.3 of the control system 2.

Устройство работает следующим образом: система 2 управления оценивает состояние механизма 6 подвеса в пространстве и в совокупности с управляющими командами с пульта 1 оператора вырабатывает управляющий сигнал на преобразователь 3 напряжения. В случае превышения параметров допустимого значения пространственного положения механизма 6 подвеса система 2 управления формирует управляющие сигналы на преобразователь 3 напряжения и асинхронный двигатель 4 в целях корректировки и стабилизации положения механизма 6 подвеса.The device operates as follows: the control system 2 evaluates the state of the suspension mechanism 6 in space and, together with the control commands from the operator panel 1, generates a control signal to the voltage converter 3. If the permissible spatial position of the suspension mechanism 6 is exceeded, the control system 2 generates control signals to the voltage converter 3 and the induction motor 4 in order to correct and stabilize the position of the suspension mechanism 6.

Вычислитель 8 координат находит угол смещения по формуле (1), значение скорости по формуле (2) и момента двигателя по формуле (3).The calculator 8 coordinates finds the offset angle by the formula (1), the speed value by the formula (2) and the engine torque by the formula (3).

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

где KV и TV - коэффициент и постоянная времени апериодического звена,where K V and T V - coefficient and time constant of the aperiodic link,

KTP1 - коэффициенты трения для тележки, KРЕД - коэффициент редуктора, p - оператор Лапласа.K TP1 - friction coefficients for the trolley, K RED - gear ratio, p - Laplace operator.

Figure 00000004
Figure 00000004

где α=1+m/M, L - длина подвеса, g - ускорение свободного падения.where α = 1 + m / M, L is the suspension length, g is the gravitational acceleration.

m/М - отношение массы тележки к массе механизма подвеса.m / M - the ratio of the mass of the trolley to the mass of the suspension mechanism.

На фиг. 2(a) показан график переходного процесса без обратных связей, на фиг. 2(б) показан график переходных процессов с обратной связью. Вывод: из представленных на фиг. 2 графиков переходных процессов видно, что технический результат достигнут за счет действия предлагаемого электропривода перемещения с ограничением по раскачиванию груза, кроме ограничения раскачивания, из фиг. 2 видно, что переходный процесс по ускорению и раскачиванию заканчивается быстрее.In FIG. 2 (a) shows a graph of a transient without feedback, in FIG. 2 (b) shows a graph of transients with feedback. Conclusion: from those shown in FIG. 2 graphs of transients, it can be seen that the technical result was achieved due to the action of the proposed electric drive movement with a restriction on the swinging of the load, in addition to limiting the swinging, from Fig. 2 shows that the transition process for acceleration and swinging ends faster.

Claims (1)

Электропривод перемещения с ограничением по раскачиванию груза, содержащий датчик, отличающийся тем, что он снабжен датчиком ускорения по трем осям, расположенным на механизме подвеса, и вычислителем координат, при этом выход пульта оператора соединен с первым входом системы управления; выход датчика ускорения по трем осям соединен со входом вычислителя координат, выход вычислителя координат соединен с вторым входом системы управления; выход датчика момента подключен к третьему входу системы управления, при этом выход системы управления подключен к входу преобразователя напряжения, который соединен с обмотками асинхронного двигателя, а вал асинхронного двигателя соединен с механизмом подвеса и с датчиком момента, на механизме подвеса установлен датчик ускорения по трем осям. An electric drive of movement with a restriction on swinging the load, comprising a sensor, characterized in that it is equipped with an acceleration sensor along three axes located on the suspension mechanism and a coordinate calculator, wherein the output of the operator console is connected to the first input of the control system; the output of the acceleration sensor in three axes is connected to the input of the coordinate calculator, the output of the coordinate calculator is connected to the second input of the control system; the output of the torque sensor is connected to the third input of the control system, while the output of the control system is connected to the input of the voltage converter, which is connected to the windings of the induction motor, and the shaft of the asynchronous motor is connected to the suspension mechanism and to the torque sensor, an acceleration sensor is installed on the suspension mechanism in three axes .
RU2015117733/11A 2015-05-12 2015-05-12 Electric drive for movement with swinging restriction of cargo RU2596008C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015117733/11A RU2596008C1 (en) 2015-05-12 2015-05-12 Electric drive for movement with swinging restriction of cargo

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015117733/11A RU2596008C1 (en) 2015-05-12 2015-05-12 Electric drive for movement with swinging restriction of cargo

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2596008C1 true RU2596008C1 (en) 2016-08-27

Family

ID=56892139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015117733/11A RU2596008C1 (en) 2015-05-12 2015-05-12 Electric drive for movement with swinging restriction of cargo

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2596008C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10008235A1 (en) * 2000-02-16 2001-09-06 Mannesmann Ag Device for determining deflection angle of load pendulum motion has acceleration sensor whose output signal is multiplied by earth's acceleration correction factor to determine angle
RU98752U1 (en) * 2010-06-15 2010-10-27 Владимир Юрьевич Алешин SHIP CRANE WITH STABILIZATION SYSTEM
RU2422354C1 (en) * 2010-03-15 2011-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ЭГО" Method for reducing load swinging during lifting by jib crane and system for its implementation
WO2013041770A1 (en) * 2011-09-20 2013-03-28 Konecranes Plc Crane control

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10008235A1 (en) * 2000-02-16 2001-09-06 Mannesmann Ag Device for determining deflection angle of load pendulum motion has acceleration sensor whose output signal is multiplied by earth's acceleration correction factor to determine angle
RU2422354C1 (en) * 2010-03-15 2011-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ЭГО" Method for reducing load swinging during lifting by jib crane and system for its implementation
RU98752U1 (en) * 2010-06-15 2010-10-27 Владимир Юрьевич Алешин SHIP CRANE WITH STABILIZATION SYSTEM
WO2013041770A1 (en) * 2011-09-20 2013-03-28 Konecranes Plc Crane control

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2921448B1 (en) Method for operating winch, and winch
US10384915B2 (en) Pivoting device
CN103449271B (en) DSP (Digital Signal Processor)-based control device of variable-frequency construction lifting device and method for realizing automatic leveling of lifting device by adopting control device
US11192616B2 (en) Device for transferring personnel and/or goods from a surface vessel to an offshore structure or to another vessel
US20190119078A1 (en) Crane, and Method for Controlling Such a Crane
US10287137B2 (en) Winch control apparatus and crane
EP3498656A1 (en) Electric winch device
CN103145043A (en) Double-lifting double-lifting-appliance bridge crane tilt angle measuring device
CN102602808A (en) Device and method for detecting rope length of two-hanger crane
EP2597062B1 (en) Elevator controlling method, elevator controlling device, and elevator device using the same
CN103079978B (en) Control device for elevator
RU2596008C1 (en) Electric drive for movement with swinging restriction of cargo
CN104210916A (en) Elevator load detection method and load detection device
RU2423224C2 (en) Robot electric drive
Knežević et al. Model of elevator drive with jerk control
CN103395698A (en) Safety control method, device and system for execution actions of crawling crane
CN108622804A (en) Changing resistor type bridge crane panning angle measuring device
CN100337901C (en) Method for controlling spreader in crane
TWI520896B (en) Image tracking method for reducing computational load
CN105050931B (en) The control device of crane
JP2016020246A (en) Elevator system
EP3925919B1 (en) Lifting control device and mobile crane
JP2017100814A (en) Assistance system
EP2700604A1 (en) Anti-sway control method and arrangement
CN104276471A (en) Elevator driving and controlling device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170513