[發(fā)明專利]一種用于浮空器升空回收的機(jī)電式絞車系統(tǒng)及工作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811065699.4
• 申請(qǐng)日: 2018-09-13
• 公開（公告）號(hào): CN109231039B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱鵬程;吳慶和;楊林初;鄢華林;趙忠;陳吉安;付樂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B66D1/12
• 分類號(hào): B66D1/12;B66D1/38;B66D1/48
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種用于浮空器升空回收的機(jī)電式絞車系統(tǒng)，包括主絞車、輔助絞車、排纜機(jī)構(gòu)以及測(cè)控系統(tǒng)；

所述主絞車包括牽引絞車和儲(chǔ)纜絞車，其中，牽引絞車采用雙絞盤(10)雙驅(qū)動(dòng)的方式，通過絞盤(10)和纜繩(9)的摩擦釋放系留纜繩的張力，作為升空回收的主驅(qū)動(dòng)裝置；儲(chǔ)纜絞車用于將回收的纜繩整齊地儲(chǔ)放，其與絞盤(10)以相同線速度運(yùn)行，配合以伺服電機(jī)為主的柔性排纜機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多層精確排纜的功能；

輔助絞車由三臺(tái)電控絞車組成，三臺(tái)電控絞車分別布置于系留塔、錨泊車的左右兩側(cè)的側(cè)臂，用以牽引頭錐機(jī)械索具和中部左右機(jī)械索具，負(fù)責(zé)在氣球升空初期和回收后期，輔助系留氣球的放飛、回收以及氣球的地面系留；

排纜機(jī)構(gòu)采用電控式排纜機(jī)構(gòu)，且排纜機(jī)構(gòu)采用獨(dú)立伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并通過單向絲杠螺母機(jī)構(gòu)帶動(dòng)排纜導(dǎo)輪(8)位置移動(dòng)實(shí)現(xiàn)排纜；

測(cè)控系統(tǒng)用于纜繩及系統(tǒng)工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集并對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制；

所述牽引絞車采用雙絞盤(10)伺服控制，絞盤(10)通過絞盤電機(jī)(11)驅(qū)動(dòng)，絞盤電機(jī)(11)為變頻減速電機(jī)，由兩個(gè)變頻器驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電機(jī)，通過雙驅(qū)動(dòng)伺服控制，其特征在于：絞盤(10)的雙驅(qū)動(dòng)伺服控制包括速度控制模式和力矩控制模式，速度控制模式和力矩控制模式的出力方向一致，力矩控制模式的絞盤(10)在纜繩(9)的關(guān)聯(lián)下始終跟隨速度控制模式的絞盤運(yùn)動(dòng)，使得兩個(gè)絞盤(10)出力均勻，纜繩不打滑，在纜繩與絞盤間摩擦的作用下實(shí)現(xiàn)雙絞盤精確同步；

絞盤(10)采用半圓型繩槽，纜繩進(jìn)出方式采用下進(jìn)下出的方式，并設(shè)置過渡輪進(jìn)行導(dǎo)向，以便降低高度，并使雙驅(qū)動(dòng)電機(jī)向兩端延伸，利于布局安裝，其中兩兩相鄰繩槽的摩擦系數(shù)比均為1：1.5，其中入繩槽摩擦系數(shù)最小，纜繩進(jìn)出方式采用了下進(jìn)下出的方案，并增加過渡輪進(jìn)行導(dǎo)向，以便降低高度，并使雙驅(qū)動(dòng)電機(jī)向兩端延伸，利于布局安裝。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于浮空器升空回收的機(jī)電式絞車系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括雙折線卷筒(1)、支架(2)、儲(chǔ)纜電機(jī)(3)、導(dǎo)向輪(5)、伺服電機(jī)(6)、單向絲杠(7)、排纜導(dǎo)輪(8)、纜繩(9)、絞盤(10)、絞盤電機(jī)(11)和過渡輪(12)，其中，負(fù)載出纜端(4)依次通過所述導(dǎo)向輪(5)和過渡輪(12)連接至雙絞盤(10)，絞盤(10)由絞盤電機(jī)(11)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述絞盤(10)上的纜繩(9)通過排纜導(dǎo)輪(8)連接至雙折線卷筒，所述雙折線卷筒設(shè)置在支架(2)上且由支架(2)上的儲(chǔ)纜電機(jī)(3)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述排纜導(dǎo)輪(8)由伺服電機(jī)(6)、單向絲杠(7)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)以便實(shí)現(xiàn)排纜導(dǎo)輪的位置調(diào)節(jié)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于浮空器升空回收的機(jī)電式絞車系統(tǒng)，其特征在于：雙折線卷筒(1)一端安裝有光電復(fù)合旋轉(zhuǎn)連接器，光電復(fù)合旋轉(zhuǎn)連接器旋轉(zhuǎn)中心與儲(chǔ)纜筒的軸心同心，雙折線卷筒(1)的儲(chǔ)纜電機(jī)(3)采用變頻調(diào)速方式，設(shè)置為直接力矩控制，且其力矩方向始終設(shè)置為收纜方向，通過直接轉(zhuǎn)矩控制保持與驅(qū)動(dòng)絞車收放同步，排纜裝置的單向絲杠(7)的兩端采用接近開關(guān)控制換向，并通過行程開關(guān)作超限保護(hù)，排纜導(dǎo)輪采用空氣彈簧平衡,以便自適應(yīng)排纜層數(shù)變化。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于浮空器升空回收的機(jī)電式絞車系統(tǒng)，其特征在于：儲(chǔ)纜絞車上裝有張力測(cè)量裝置，配合控制器輸出電壓的變化來控制電機(jī)的輸出力矩，通過張力閉環(huán)控制，達(dá)到纜繩排纜的張力的保持，防止多層排纜時(shí)的塌陷錯(cuò)位，所述儲(chǔ)纜筒采用雙折線繩槽結(jié)構(gòu)固化第一層排纜，并使以后各層具有繼承性，以保證整齊排纜。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于浮空器升空回收的機(jī)電式絞車系統(tǒng)，其特征在于：排纜裝置的伺服電機(jī)(6)由工控機(jī)作為控制器對(duì)伺服電機(jī)發(fā)出PWM脈沖量進(jìn)行位置控制，結(jié)合伺服電機(jī)(6)自帶的編碼器、儲(chǔ)纜電機(jī)(3)的編碼器以及單向絲杠(7)兩端的接近開關(guān)來共同協(xié)調(diào)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于浮空器升空回收的機(jī)電式絞車系統(tǒng)，其特征在于：所述測(cè)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集以及控制包括采集纜繩速度、長(zhǎng)度、張力信號(hào)；把采集到的信號(hào)傳輸給上位機(jī)；用于控制絞盤和儲(chǔ)纜絞車電機(jī)啟動(dòng)、停止及速度調(diào)節(jié)；以及保護(hù)功能；同時(shí)還對(duì)車身回轉(zhuǎn)電機(jī)實(shí)施啟、停、正反轉(zhuǎn)控制。