[發明專利]吊具的防扭控制裝置

在審

• 申請號: 201710976691.2
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107555306A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 趙斌;聞佳華;周穎達;富茂華;史文瓊
• 申請（專利權）人: 上海振華重工(集團)股份有限公司
• 主分類號: B66C1/12
• 分類號: B66C1/12;B66C13/06;B66C13/16
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 陸嘉

技術領域

本發明涉及起重機的吊具領域，更具體地說，涉及吊具的防扭技術。

背景技術

隨著3E大型集裝箱船的逐漸增多，越來越多的碼頭也選擇作業高度很高的大型集裝箱起重機。隨著作業高度的變高，懸掛在四根柔性鋼絲繩下的吊具的位置和狀態控制也變得更加困難。

吊具在工作過程中，由于負載的重心偏移，或者受到風力的影響，會出現前后方向的晃動、順時針或者逆時針方向的旋轉扭動。對于吊具前后方向的晃動，可以由經驗豐富的司機對小車的控制來穩定住，但是對于吊具順時針或者逆時針的旋轉扭動，司機卻無可奈何。

因此，吊具的防扭技術越來越受到重視。傳統的防扭技術是通過油缸來實現。吊具的四根鋼絲繩各自連接有一個傾轉油缸，控制這四個連接鋼絲繩的傾轉油缸的伸縮，來跟隨吊具的旋轉扭動并且吸收吊具的旋轉動能，以此來減輕或者消除吊具的扭動。但是由于油缸的動態速度較慢，并且油缸的施力要經過很長的纏繞鋼絲繩才能抵達吊具。在此過程中，油缸伸縮所施加的力中的大部分都被很長的鋼絲繩的彈性吸收，真正能夠抵達并作用在吊具上的力十分有限，因此采用傾轉油缸對吊具防扭的方式存在反應慢、損耗大的缺陷。油缸的驅動功率較大，能耗較高，吊具在出現旋轉扭動的現象后需要經過幾個周期才能穩定并回復到初始位置。

發明內容

本發明提出一種利用絲桿電機的吊具的防扭控制裝置，能夠快速響應。

根據本發明的一實施例，提出一種吊具的防扭控制裝置，包括：扭動檢測裝置、運動控制器和絲桿電機機構。扭動檢測裝置檢測吊具的扭動。運動控制器連接到扭動檢測裝置，運動控制器將扭動檢測裝置檢測到的吊具的扭動轉換為扭動信號，并根據扭動信號產生防扭控制信號。絲桿電機機構包括兩套驅動器和兩部絲桿電機，兩部絲桿電機分別連接到小車架上的兩部滑輪臺車。兩套驅動器根據防扭控制信號驅動兩部絲桿電機動作，推動或者牽拉各自連接的滑輪臺車，滑輪臺車的移動跟隨吊具轉動，該轉動吸收吊具的扭動力矩。

在一個實施例中，扭動檢測裝置包括：攝像頭和反射板。攝像頭安裝在小車架上。反射板安裝在吊具上。其中攝像頭的照射方向豎直向下，在吊具未扭動時，反射板位于攝像頭的中心位置。

在一個實施例中，運動控制器包括：運動分析器和邏輯控制器。運動分析器與扭動檢測裝置連接，運動分析器根據扭動檢測裝置檢測到的吊具的扭動生成扭動波形，扭動波形作為扭動信號。邏輯控制器根據扭動波形生成防扭控制信號，防扭控制信號是絲桿電機的驅動信號，防扭控制信號使得兩部絲桿電機動作以推動或者牽拉各自連接的滑輪臺車，滑輪臺車的移動方向跟隨吊具的扭動方向，吸收吊具扭動力矩。

在一個實施例中，運動分析器是Simotion運動控制器，邏輯控制器是PLC邏輯編程控制器。

在一個實施例中，絲桿電機推動或者牽拉滑輪臺車的速度為至少每秒50mm。

在一個實施例中，滑輪臺車的移動跟隨吊具轉動以吸收吊具的扭動力矩，使得吊具在一至兩個扭動周期內回復到初始位置。

絲桿電機驅動滑輪臺車移動的速度遠高于油缸，因此絲桿電機能夠在很短的時間內充分輸出來控制和吸收使得吊具旋轉扭動的作用力。絲桿電機響應速度快，在毫秒級別，而油缸動作由于需要液壓站打油，所以響應時間較為緩慢。絲桿電機控制的滑輪臺車位于懸掛吊具的小車架上，與吊具的距離非常近，滑輪臺車的防扭控制可以直接作用在吊具之上，所以沒有很長的鋼絲繩會彈性吸收浪費這些控制方式所施加的力，使得防扭效果非常顯著。

附圖說明

本發明上述的以及其他的特征、性質和優勢將通過下面結合附圖和實施例的描述而變的更加明顯，在附圖中相同的附圖標記始終表示相同的特征，其中：

圖1揭示了根據本發明的一實施例的吊具的防扭控制裝置的結構示意圖。

圖2a揭示了根據本發明的一實施例的吊具的防扭控制裝置中絲桿電機與滑輪臺車的連接結構的側視圖。

圖2b揭示了根據本發明的一實施例的吊具的防扭控制裝置中絲桿電機與滑輪臺車的連接結構的俯視圖。

圖2c揭示了根據本發明的一實施例的吊具的防扭控制裝置中兩部絲桿電機與兩部滑輪臺車的連接結構圖。

圖3a和圖3b揭示了根據本發明的一實施例的吊具的防扭控制裝置的工作原理。

圖4a和圖4b揭示了根據本發明的一實施例的吊具的防扭控制裝置的效果示意圖。

具體實施方式