[發(fā)明專利]一種基于軌跡球和多編碼器的起重機擺角計算方法

有效

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• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN106865417B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設計）人: 王天雷;何楚平;傅蓉;賀躍幫;梁淑芬;楊慶強
• 申請（專利權）人: 五邑大學
• 主分類號: B66C13/16
• 分類號: B66C13/16;B66C13/06;G06F17/50
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 梁嘉琦

本發(fā)明公開了一種基于軌跡球和多編碼器的起重機擺角計算方法，通過利用多個編碼器同時測量在鋼絲繩的帶動下而進行轉(zhuǎn)動的軌跡球的轉(zhuǎn)動角度，分別得到軌跡球在x軸線上的轉(zhuǎn)動角度和在y軸線上的轉(zhuǎn)動角度，并據(jù)此計算出鋼絲繩的擺動幅度、頻率和方向等各種擺角數(shù)據(jù)，從而能夠利用這些擺角數(shù)據(jù)對鋼絲繩進行反向控制達到防擺的目的，從而提高起重機搬運貨物的工作效率，有效降低貨物出現(xiàn)損害的情況以及消除人員受傷害的風險隱患。

技術領域

本發(fā)明涉及起重機械領域，尤其是一種基于軌跡球和多編碼器的起重機擺角計算方法，可廣泛應用于類似起重機的柔性吊重系統(tǒng)中。

背景技術

起重機作為一種運輸工具，被廣泛用于工廠車間、倉庫、海邊碼頭等場所對貨物進行搬運，是工廠車間、海邊港口及其他場所實現(xiàn)貨物搬運機械化的重要工具。但是起重機在搬運貨物的過程中會受到很多的干擾，這些干擾會使貨物在運輸過程中來回擺動，因此，起重機快速準確到達目標位置以及貨物到達目標位置之后，這種擺動會嚴重阻礙擺角的迅速恢復到零位置，而隨著吊鉤進行擺動的貨物，則容易與其他物品發(fā)生碰撞而受到損害，同時也存在貨物在擺動過程中對人員造成傷害的隱患。為了提高橋式起重機在貨物搬運行業(yè)的工作效率，有效降低貨物損害以及人員受傷害的風險，需要研究如何去防止起重機的擺動，而防擺控制一般是根據(jù)吊鉤擺動的幅度、頻率和方向等，對吊鉤進行反向控制來達到防擺的目的，因此需要一種高精度的擺角測量裝置。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于軌跡球和多編碼器的起重機擺角計算方法，通過利用多個編碼器同時測量在鋼絲繩的帶動下而進行轉(zhuǎn)動的軌跡球的轉(zhuǎn)動角度，分別得到軌跡球在x軸線上的轉(zhuǎn)動角度和在y軸線上的轉(zhuǎn)動角度，并據(jù)此計算出鋼絲繩的擺動幅度、頻率和方向等各種擺角數(shù)據(jù)，從而能夠利用這些擺角數(shù)據(jù)對鋼絲繩進行反向控制達到防擺的目的，從而提高起重機搬運貨物的工作效率，有效降低貨物出現(xiàn)損害的情況以及消除人員受傷害的風險隱患。

本發(fā)明解決其問題所采用的技術方案是：

一種基于軌跡球和多編碼器的起重機擺角計算方法，包括以下步驟：

A、利用處于x軸線上的第一編碼器和第二編碼器，以及處于y軸線上的第三編碼器和第四編碼器，同時測量跟隨鋼絲繩的擺動而轉(zhuǎn)動相同角度的軌跡球的轉(zhuǎn)動角度，分別得到歸屬于格雷碼的第一擺角編碼α₁、第二擺角編碼α₂、第三擺角編碼α₃和第四擺角編碼α₄；

B、第一擺角編碼α₁、第二擺角編碼α₂、第三擺角編碼α₃和第四擺角編碼α₄分別傳輸給單片機；

C、單片機利用格雷碼與轉(zhuǎn)動角度之間的關系，解碼得到第一轉(zhuǎn)角θ₁、第二轉(zhuǎn)角θ₂、第三轉(zhuǎn)角θ₃和第四轉(zhuǎn)角θ₄；

D、求取第一轉(zhuǎn)角θ₁和第二轉(zhuǎn)角θ₂的平均值，得到軌跡球在x軸線方向上的轉(zhuǎn)動角度，即得到鋼絲繩在x軸線方向上的x軸擺角；

E、求取第三轉(zhuǎn)角θ₃和第四轉(zhuǎn)角θ₄的平均值，得到軌跡球在y軸線方向上的轉(zhuǎn)動角度，即得到鋼絲繩在y軸線方向上的y軸擺角；

F、結(jié)合鋼絲繩的x軸擺角和y軸擺角，計算出鋼絲繩的擺動幅度、頻率和方向等各種擺角數(shù)據(jù)。

進一步，步驟C中，格雷碼與轉(zhuǎn)動角度之間的關系為一一對應的關系，其關系式為：

其中，α為格雷碼的值，θ為轉(zhuǎn)動角度的值。