專利名稱：龍門起重機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計(jì)了龍門起重機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，用于研究龍門起重機(jī)的動(dòng)力學(xué)特性、安全性、穩(wěn)
定性、可靠性以及控制技術(shù)。屬于起重運(yùn)輸機(jī)械技術(shù)。
背景技術(shù)：
龍門起重機(jī)大量用于港口運(yùn)輸業(yè)，但目前是以人工操作為主，自動(dòng)化程度低，而且 事故率高。為了有效解決這些技術(shù)難題，本發(fā)明設(shè)計(jì)龍門起重機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，用于研究龍門起重 機(jī)動(dòng)力學(xué)特性和控制策略的有效性，以及提高起重機(jī)安全性、穩(wěn)定性、可靠性的措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設(shè)計(jì)了龍門起重機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的大車機(jī)構(gòu)、小車機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)控制系 統(tǒng)。本發(fā)明的目的是為了研究龍門起重機(jī)動(dòng)力學(xué)特性，探索實(shí)現(xiàn)龍門起重機(jī)自動(dòng)化操作的 關(guān)鍵技術(shù)，為降低故障率、提高工作效率、安全性、可靠性提供試驗(yàn)設(shè)備。龍門起重機(jī)試驗(yàn)臺(tái) 如圖l所示。
技術(shù)方案 1.大車機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)技術(shù)方案 大車機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)橋移動(dòng)，最大移動(dòng)距離為10. 0m，額定運(yùn)動(dòng)速度為lms—、大車機(jī)構(gòu)采 用齒輪齒條傳動(dòng)，由大車電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪齒條傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)大車沿 著大車導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。大車機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案如圖l所示。齒輪齒條傳動(dòng)的大車機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng) 力大、運(yùn)動(dòng)精度高。 2.小車機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)技術(shù)方案 小車機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)，最大移動(dòng)距離為2. Om，額定運(yùn)動(dòng)速度為0. 5ms—、小車機(jī) 構(gòu)采用鏈傳動(dòng)。由小車電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)鏈輪軸旋轉(zhuǎn)，鏈輪軸與鏈輪之間采用鍵連接， 從而驅(qū)動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)小車沿著小車導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。小車機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案如圖2所示。鏈傳動(dòng) 的小車機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)力大、運(yùn)動(dòng)精度高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、振動(dòng)小。
3.起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)技術(shù)方案 要實(shí)現(xiàn)貨物升降運(yùn)動(dòng)就必須有起升機(jī)構(gòu)。本發(fā)明采用了定滑輪和動(dòng)滑輪組成滑輪 組的傳動(dòng)方案，滑輪組傳動(dòng)方案的優(yōu)點(diǎn)便于增大倍率，改善起升鋼絲繩的受力情況；通過(guò) 增大倍率，可在不加大起升電動(dòng)機(jī)功率的情況下提高起重量；通過(guò)變換倍率，可得到多種起 升速度。起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案如圖3所示。
4.運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)方案 龍門起重機(jī)試驗(yàn)臺(tái)由一臺(tái)PC機(jī)控制兩套伺服系統(tǒng)和一套步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，分 別驅(qū)動(dòng)大車機(jī)構(gòu)、小車機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行。每一套伺服系統(tǒng)由運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、 伺服電動(dòng)機(jī)組成，11線2500P/r增量式光電編碼器裝在伺服電機(jī)軸上，測(cè)量伺服電機(jī)的轉(zhuǎn) 角和轉(zhuǎn)速，間接測(cè)量大車和小車的運(yùn)行位移和速度。CCD攝像頭固定在小車上，記錄載荷相 對(duì)于懸掛點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，經(jīng)過(guò)圖像處理算法計(jì)算載荷的運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)一步計(jì)算載荷的擺動(dòng)角度和角速度。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是模擬龍門起重機(jī)的大車機(jī)構(gòu)、小車機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)編 碼器測(cè)量大車運(yùn)動(dòng)、小車運(yùn)動(dòng)、起升運(yùn)動(dòng)的位移和速度，通過(guò)攝像頭實(shí)時(shí)測(cè)量載荷的運(yùn)動(dòng)及 擺動(dòng)情況。這一試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)和建成為研究龍門起重機(jī)的動(dòng)力學(xué)特性提供可靠的試驗(yàn)數(shù) 據(jù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)龍門起重機(jī)自動(dòng)化，降低事故率，提高工作效率、安全性、可靠性有著重要的意義 和價(jià)值。


圖1是龍門起重機(jī)試驗(yàn)臺(tái)總體方案圖。
圖2是小車機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案圖。
圖3是起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案示意圖。 圖1是龍門起重機(jī)試驗(yàn)臺(tái)總體方案圖1、大車電動(dòng)機(jī)，2、大車聯(lián)軸器，3、齒輪，4、 車輪，5、龍門架，6、小車座，7、鏈輪軸，8、鏈條，9、小車導(dǎo)軌，10、小車，11、巻筒，12、鋼絲繩， 13、定滑輪，14、吊鉤。 圖2是小車機(jī)構(gòu)傳動(dòng)圖7、鏈輪軸，8、鏈條，9、小車導(dǎo)軌，10、小車，15、小車電動(dòng) 機(jī)，16、小車聯(lián)軸器，17、鏈輪，18、大車。 圖3是起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案示意圖11、巻筒，12、鋼絲繩，13、動(dòng)滑輪，14、吊鉤，19、 提升電動(dòng)機(jī)，20 、定滑輪，21 、攝像頭。
具體實(shí)施例方式
大車機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)1通過(guò)大車聯(lián)軸器2驅(qū)動(dòng)齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪齒條傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)龍門架 5、大車18、小車座6沿著大車導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。小車電動(dòng)機(jī)15通過(guò)小車聯(lián)軸器16驅(qū)動(dòng)小車鏈輪 軸7旋轉(zhuǎn)，鏈輪軸7與鏈輪17之間采用鍵連接，從而驅(qū)動(dòng)鏈輪17及小車機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，小車10 固定在鏈條8上，鏈條8使小車10沿著小車導(dǎo)軌9運(yùn)動(dòng)。起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)19通過(guò)巻筒11 驅(qū)動(dòng)滑輪組13和20轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)鋼絲繩12提升吊鉤14，從而升降載荷，實(shí)現(xiàn)載荷的運(yùn)輸。 CCD攝像頭21實(shí)時(shí)測(cè)量載荷的運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)情況，基于時(shí)滯控制策略，有效消除載荷擺動(dòng)，實(shí) 現(xiàn)載荷的精確定位。本發(fā)明的試驗(yàn)臺(tái)能準(zhǔn)確模擬龍門起重機(jī)的三大機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和載荷擺動(dòng) 特性，為研究龍門起重機(jī)的動(dòng)力學(xué)特性，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)自動(dòng)化提供了可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
龍門起重機(jī)試驗(yàn)臺(tái)由大車機(jī)構(gòu)、小車機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)組成。大車機(jī)構(gòu)采用齒輪齒條傳動(dòng)，車輪行走式結(jié)構(gòu)。大車電動(dòng)機(jī)通過(guò)大車聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪齒條傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)大車沿著導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。小車機(jī)構(gòu)采用運(yùn)行小車式機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)方案采用鏈傳動(dòng)。小車電動(dòng)機(jī)通過(guò)小車聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)小車機(jī)構(gòu)主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)軸與鏈輪之間采用鍵連接，驅(qū)動(dòng)鏈輪、小車機(jī)構(gòu)從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，小車固定在鏈上，使小車沿著小車導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。起升機(jī)構(gòu)采用卷筒和滑輪組的傳動(dòng)方案。起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)通過(guò)卷筒驅(qū)動(dòng)滑輪組轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)鋼絲繩提升吊鉤，從而升降載荷。試驗(yàn)臺(tái)由一套PC機(jī)控制兩套伺服系統(tǒng)和一套步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，分別驅(qū)動(dòng)大車機(jī)構(gòu)、小車機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的龍門起重機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于大車機(jī)構(gòu)采用齒輪齒條 傳動(dòng)，車輪行走式結(jié)構(gòu)；小車機(jī)構(gòu)采用鏈傳動(dòng)，小車固定在鏈條上，使小車沿著小車導(dǎo)軌隨 著鏈條運(yùn)動(dòng)；起升機(jī)構(gòu)采用了巻筒和滑輪組的傳動(dòng)方案。
全文摘要
本發(fā)明是龍門起重機(jī)試驗(yàn)臺(tái)。大車機(jī)構(gòu)采用齒輪齒條傳動(dòng)，車輪行走式結(jié)構(gòu)；小車機(jī)構(gòu)采用鏈傳動(dòng)，小車固定在鏈條上，使小車沿著小車導(dǎo)軌隨著鏈條運(yùn)動(dòng)；起升機(jī)構(gòu)采用了卷筒和滑輪組的傳動(dòng)方案。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是由一臺(tái)PC機(jī)控制兩套伺服系統(tǒng)和一套步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，分別驅(qū)動(dòng)大車機(jī)構(gòu)、小車機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行。通過(guò)編碼器測(cè)量大車運(yùn)動(dòng)、小車運(yùn)動(dòng)、起升運(yùn)動(dòng)的位移和速度，通過(guò)攝像頭實(shí)時(shí)測(cè)量載荷的運(yùn)動(dòng)及擺動(dòng)情況，模擬龍門起重機(jī)三大機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和載荷的運(yùn)動(dòng)及擺動(dòng)情況。這一試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)和建成為研究龍門起重機(jī)的動(dòng)力學(xué)特性提供了可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)龍門起重機(jī)自動(dòng)化，降低事故率，提高工作效率、安全性、可靠性有著重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
文檔編號(hào)G01M99/00GK101769827SQ200810249688
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者孫小斐, 董明曉, 陳繼文 申請(qǐng)人:董明曉