CN201358142Y - 伸缩臂起重机自动控制*** - Google Patents

伸缩臂起重机自动控制*** Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种伸缩臂起重机自动控制***，其中，位置采集设备采集得出起重臂组的实际空间位置；控制计算机的输入端与位置采集设备相连接，根据实际空间位置和目标位置，得出起重臂组的运动轨迹，并发出控制指令至比例输出设备；比例输出设备与控制计算机的输出端相连接，接收来自于控制计算机的控制指令，驱动执行机构动作；执行机构与比例输出设备相连接。本实用新型将自动控制技术应用于伸缩臂起重机，控制计算机根据起点、终点位置规划出吊钩运动轨迹，然后控制计算机控制执行机构跟踪设定的运动轨迹，通过起重臂组位置采集设备实施测量当前位置与跟踪运动轨迹的误差，运用自动控制方法，从而保证跟踪运动轨迹误差不大于规定值。

Description

伸缩臂起重机自动控制***
技术领域
本实用新型属于起重机自动控制领域，具体地说是涉及一种用于伸缩臂起重机的自动控制***。
背景技术
现有的伸缩臂起重机均采用液压驱动，手动控制。泵站启动后，由操作手通过扳动液压阀手柄控制伸缩臂起重机各自由度动作，控制设备非常简单，它的缺点是吊转过程受人为因素影响，速度慢、冲击大、容易发生安全事故。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能够自动完成吊运过程，快速、平稳、准确完成起重作业的伸缩臂起重机自动控制***。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案，它包括：
位置采集设备，采集得出起重臂组的实际空间位置；
控制计算机，其输入端与位置采集设备相连接，根据实际空间位置和目标位置，得出起重臂组的运动轨迹，并发出控制指令至比例输出设备；
比例输出设备，其与控制计算机的输出端相连接，接收来自于控制计算机的控制指令，驱动执行机构动作；
执行机构，其与比例输出设备相连接。
上述的位置采集设备包括回转编码器、俯仰编码器、伸缩编码器和卷扬编码器，其中回转编码器位于起重臂组的基座和回转臂之间，俯仰编码器位于起重臂组的回转臂和折叠臂之间，伸缩编码器位于起重臂组的测长仪内，卷扬编码器位于起重臂组的另一个测长仪内。
上述的比例输出设备包括回转比例阀、俯仰比例阀、伸缩比例阀和卷扬比例阀。
上述控制计算机的输入端与手持操控设备相连接。
上述的位置采集设备、比例输出设备、操控设备与控制计算机之间均通过总线相连接。
采用上述技术方案的本实用新型，将自动控制技术应用于伸缩臂起重机，控制计算机根据起点、终点位置规划出吊钩运动轨迹，然后控制计算机控制执行机构跟踪设定的运动轨迹，并通过起重臂组位置采集设备实施测量当前位置与跟踪运动轨迹的误差，运用自动控制方法，动态调整驱动大小，从而保证跟踪运动轨迹误差不大于规定值，这样，控制计算机自动完成了轨迹规划、随动控制、变形校正、故障指示和连锁保护功能，快速、平稳、准确地完成起重作业。另外，在本实用新型中，控制计算机还与手持操控设备相连接，这样操作人员可以根据需要进行手动和自动的切换，在控制计算机出现故障时，可通过手动操作信号简历液压***工作压力，控制各个执行机构动作或操作比例输出设备上的手柄控制起重臂组完成起重作业。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
图2为本实用新型的结构图；
图3为本实用新型中伸缩臂起重机的安装结构图；
图4为本实用新型中自动、手动切换的电路示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型将自动控制技术应用于伸缩臂起重机，整个***由起重臂组位置采集设备、控制计算机、比例输出设备和执行机构组成。上述位置采集设备包含四个光电编码器，即：回转编码器、俯仰编码器、伸缩编码器和卷扬编码器，它们分别测量起重臂组的回转角、俯仰角、伸缩长度和卷扬长度，从而可以采集得出起重臂组的实际空间位置。控制计算机的输入端与位置采集设备相连接，它根据实际空间位置和目标位置，得出起重臂组的运动轨迹，并发出控制指令至比例输出设备。上述的比例输出设备与控制计算机的输出端相连接，接收来自于控制计算机的控制指令，驱动执行机构动作，最后由执行机构做出相应动作，促使控制对象即起重臂组完成起重作业。
如图3所示，将上述的四个光电编码器安装在伸缩臂的起重臂组上。起重臂组由回转臂1、伸缩臂4、定滑轮6、吊钩7组成。回转臂1在回转液压马达12带动下绕竖直轴旋转，且他们均与基座13相连接。伸缩臂4在俯仰油缸10带动下绕回转臂1上的水平轴旋转作俯仰运动，伸缩臂4在伸缩油缸5带动下作伸缩运动，吊钩7在卷扬机8带动下作卷扬运动。由于上述起重臂组的结构，回转编码器11位于起重臂组的基座13和回转臂1之间，用来测量回转臂1相对基座13的回转角度；俯仰编码器2位于起重臂组的回转臂1和折叠臂3之间，用来测量伸缩臂4俯仰角度；伸缩编码器位于起重臂组的测长仪9内，用来测量伸缩臂4伸出长度；卷扬编码器位于起重臂组的另一个测长仪内，用来测量吊钩7伸出长度，需要说明的是，两个测长仪处于相互对称的位置。
如图2所示，回转编码器、俯仰编码器、伸缩编码器和卷扬编码器构成起重臂组位置采集设备，回转比例阀、俯仰比例阀、伸缩比例阀和卷扬比例阀构成比例输出设备，中央控制器及其输入模块、输出模块构成控制计算机，其中，位置采集设备、比例输出设备、操控设备与控制计算机之间均通过总线相连接。上述的比例输出设备包含四个比例阀，其中，回转比例阀驱动回转臂1作回转运动；俯仰比例阀驱动伸缩臂4作俯仰运动；伸缩比例阀驱动伸缩臂4作伸缩运动；卷扬比例阀驱动液压绞车作回转运动带动吊钩7作上下运动。
本实用新型的工作原理是：
起重臂组位置采集设备获取伸缩臂顶端定滑轮7的空间位置，比例输出设备驱动执行机构动作，控制计算机完成吊运过程的轨迹规划、随动控制、变形校正、故障指示和联锁保护功能。比例输出设备包含四个比例阀，驱动四个自由度液压执行机构作随动运动。设备均通过通讯总线与中央控制器相连。操作人员通过输入模块输入指令或位置坐标，就可以将重物吊运到目标位置，吊运过程中控制计算机自动完成轨迹规划、随动控制、变形校正、故障指示和联锁保护功能，快速、平稳、准确的完成起重作业。
操作人员输入指令后，控制计算机根据起点、终点位置规划出吊钩运动轨迹，然后控制计算机控制执行机构跟踪设定的运动轨迹，并通过起重臂组位置采集设备实时测量当前位置与跟踪运动轨迹的误差，运用自动控制方法，动态调整驱动的大小，从而保证跟踪运动轨迹误差不大于规定值。
伸缩臂起重机自动控制***设置手动功能，当自动控制电路出现故障时，可以手动操作伸缩臂完成起重任务，如图4所示。图中K为自动控制的输出继电器、SA为手动/自动选择开关、SB为手动按钮、YV为控制执行机构的电磁阀。
控制计算机的输入端与手持操控设备相连接，手持控制设备由按键、显示器和单片机组成，用作人机接口，在按键功能分配上采用一个动作分配一个按键的方式，最大限度的减少的操作，最终由控制计算机的输出模块输出手动操作信号
当SA置于图示位置时为自动状态，控制阀中的电磁阀YV受中央控制器控制，自动工作；当SA转动到手动位置时为手动状态，这时电磁阀YV不受中央控制器控制，手动按钮按下后电磁阀YV动作。这样在中央控制器出现故障时，可以通过手动操作信号建立液压***工作压力、控制各个执行机构动作或操作比例阀上的手柄控制起重臂组完成起重作业。
在水平吊转时，采用保持定滑轮高度不变，卷扬通道跟踪固定高度的轨迹规划策略。

Claims (5)

1、一种伸缩臂起重机自动控制***，其特征在于，它包括：
位置采集设备，采集得出起重臂组的实际空间位置；
控制计算机，其输入端与位置采集设备相连接，根据实际空间位置和目标位置，得出起重臂组的运动轨迹，并发出控制指令至比例输出设备；
比例输出设备，其与控制计算机的输出端相连接，接收来自于控制计算机的控制指令，驱动执行机构动作；
执行机构，其与比例输出设备相连接。
2、根据权利要求1所述的伸缩臂起重机自动控制***，其特征在于：所述的位置采集设备包括回转编码器、俯仰编码器、伸缩编码器和卷扬编码器，其中回转编码器位于起重臂组的基座和回转臂之间，俯仰编码器位于起重臂组的回转臂和折叠臂之间，伸缩编码器位于起重臂组的测长仪内，卷扬编码器位于起重臂组的另一个测长仪内。
3、根据权利要求1所述的伸缩臂起重机自动控制***，其特征在于：所述的比例输出设备包括回转比例阀、俯仰比例阀、伸缩比例阀和卷扬比例阀。
4、根据权利要求1所述的伸缩臂起重机自动控制***，其特征在于：所述控制计算机的输入端与手持操控设备相连接。
5、根据权利要求4所述的伸缩臂起重机自动控制***，其特征在于：所述的位置采集设备、比例输出设备、操控设备与控制计算机之间均通过总线相连接。
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