[发明专利]吊具的防扭控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及起重机的吊具领域，更具体地说，涉及吊具的防扭技术。

背景技术

随着3E大型集装箱船的逐渐增多，越来越多的码头也选择作业高度很高的大型集装箱起重机。随着作业高度的变高，悬挂在四根柔性钢丝绳下的吊具的位置和状态控制也变得更加困难。

吊具在工作过程中，由于负载的重心偏移，或者受到风力的影响，会出现前后方向的晃动、顺时针或者逆时针方向的旋转扭动。对于吊具前后方向的晃动，可以由经验丰富的司机对小车的控制来稳定住，但是对于吊具顺时针或者逆时针的旋转扭动，司机却无可奈何。

因此，吊具的防扭技术越来越受到重视。传统的防扭技术是通过油缸来实现。吊具的四根钢丝绳各自连接有一个倾转油缸，控制这四个连接钢丝绳的倾转油缸的伸缩，来跟随吊具的旋转扭动并且吸收吊具的旋转动能，以此来减轻或者消除吊具的扭动。但是由于油缸的动态速度较慢，并且油缸的施力要经过很长的缠绕钢丝绳才能抵达吊具。在此过程中，油缸伸缩所施加的力中的大部分都被很长的钢丝绳的弹性吸收，真正能够抵达并作用在吊具上的力十分有限，因此采用倾转油缸对吊具防扭的方式存在反应慢、损耗大的缺陷。油缸的驱动功率较大，能耗较高，吊具在出现旋转扭动的现象后需要经过几个周期才能稳定并回复到初始位置。

发明内容

本发明提出一种利用丝杆电机的吊具的防扭控制装置，能够快速响应。

根据本发明的一实施例，提出一种吊具的防扭控制装置，包括：扭动检测装置、运动控制器和丝杆电机机构。扭动检测装置检测吊具的扭动。运动控制器连接到扭动检测装置，运动控制器将扭动检测装置检测到的吊具的扭动转换为扭动信号，并根据扭动信号产生防扭控制信号。丝杆电机机构包括两套驱动器和两部丝杆电机，两部丝杆电机分别连接到小车架上的两部滑轮台车。两套驱动器根据防扭控制信号驱动两部丝杆电机动作，推动或者牵拉各自连接的滑轮台车，滑轮台车的移动跟随吊具转动，该转动吸收吊具的扭动力矩。

在一个实施例中，扭动检测装置包括：摄像头和反射板。摄像头安装在小车架上。反射板安装在吊具上。其中摄像头的照射方向竖直向下，在吊具未扭动时，反射板位于摄像头的中心位置。

在一个实施例中，运动控制器包括：运动分析器和逻辑控制器。运动分析器与扭动检测装置连接，运动分析器根据扭动检测装置检测到的吊具的扭动生成扭动波形，扭动波形作为扭动信号。逻辑控制器根据扭动波形生成防扭控制信号，防扭控制信号是丝杆电机的驱动信号，防扭控制信号使得两部丝杆电机动作以推动或者牵拉各自连接的滑轮台车，滑轮台车的移动方向跟随吊具的扭动方向，吸收吊具扭动力矩。

在一个实施例中，运动分析器是Simotion运动控制器，逻辑控制器是PLC逻辑编程控制器。

在一个实施例中，丝杆电机推动或者牵拉滑轮台车的速度为至少每秒50mm。

在一个实施例中，滑轮台车的移动跟随吊具转动以吸收吊具的扭动力矩，使得吊具在一至两个扭动周期内回复到初始位置。

丝杆电机驱动滑轮台车移动的速度远高于油缸，因此丝杆电机能够在很短的时间内充分输出来控制和吸收使得吊具旋转扭动的作用力。丝杆电机响应速度快，在毫秒级别，而油缸动作由于需要液压站打油，所以响应时间较为缓慢。丝杆电机控制的滑轮台车位于悬挂吊具的小车架上，与吊具的距离非常近，滑轮台车的防扭控制可以直接作用在吊具之上，所以没有很长的钢丝绳会弹性吸收浪费这些控制方式所施加的力，使得防扭效果非常显著。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了根据本发明的一实施例的吊具的防扭控制装置的结构示意图。

图2a揭示了根据本发明的一实施例的吊具的防扭控制装置中丝杆电机与滑轮台车的连接结构的侧视图。

图2b揭示了根据本发明的一实施例的吊具的防扭控制装置中丝杆电机与滑轮台车的连接结构的俯视图。

图2c揭示了根据本发明的一实施例的吊具的防扭控制装置中两部丝杆电机与两部滑轮台车的连接结构图。

图3a和图3b揭示了根据本发明的一实施例的吊具的防扭控制装置的工作原理。

图4a和图4b揭示了根据本发明的一实施例的吊具的防扭控制装置的效果示意图。

具体实施方式