[实用新型]井字架起重设备三维虚拟模型

说明书

本实用新型公开了井字架起重设备三维虚拟模型，包括底板，上表面固定连接有井字架本体和三相交流电机，所述三相交流电机的输出轴连接有转速和转矩传感器，进而通过连轴连接有磁粉离合器，所述磁粉离合器输出轴通过连轴连接电磁制动阀，所述电磁制动阀通过连轴连接到减速箱，减速箱连接到钢丝绳卷筒，所述井字架本体的顶部固定连接有横板，横板上设有涨紧轮装置和位移开关，横板上设有防冲顶装置。本实用新型所述的三维虚拟模型包含的各部件，均有科学的数学模型及运动逻辑，与控制电路存在一一对应关系，可以通过控制电路对三维虚拟模型包含的各部件进行参数设置及运动观察，与控制电路实现联动，作为各类电机的控制对象，完成系列虚拟实验。

技术领域

本实用新型涉及井字架技术领域，具体为井字架起重设备三维虚拟模型。

背景技术

井字架起重设备是产生位能性恒转矩负载的典型设备，也是我们日常生活中常见的一种起重设备，井字架起重设备常和各类电机配套使用，解现实生活中的实际问题。

现有的实验教学仪器，由于场地或资金的限制，众多高校拥有井字架起重设备实验装置很少，甚至几乎没有，不利于基于井字架起重设备实际工况环境对学生实践能力的培养以及安全意识的培养。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对井字架起重设备现有实验装置的不足，本实用新型提供了井字架起重设备三维虚拟模型。

1.井字架起重设备三维虚拟模型包含部件完整，能够真实展示井字架起重设备。

2.对各部件进行科学建模和设计，确保各部件均带有自身的数学模型及运动逻辑，且科学合理，从而保证整个虚拟实验装置的科学性。能够灵活实现对虚拟模型的灵活操作，包括“平移，X轴旋转，Y轴旋转，Z轴旋转，自由旋转，复位”等。

3.井字架起重设备三维虚拟模型包含部件和控制电路建立关系，基于控制电路，可实现信息交换，实现井字架起重装置工况环境下运行操作、安全保护等各类情况下的仿真。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：井字架起重设备三维虚拟模型，包括底板，所述底板的上表面固定连接有井字架本体，所述底板的上表面固定连接有三相交流电机，所述三相交流电机的输出轴固定连接有转速传感器和转矩传感器，所述三相交流电机的输出轴通过连轴连接有磁粉离合器，所述磁粉离合器输出轴通过连轴连接电磁制动阀，所述电磁制动阀通过连轴连接到减速箱，所述减速箱连接到钢丝绳卷筒，所述井字架本体的顶部固定连接有横板，所述横板的底部设置有第一滑轮组和第二滑轮组，所述横板的表面设置有涨紧轮装置和与之配套的位移开关，所述横板的表面设置有防冲顶装置和与之配套的位移控制件，所述钢丝绳的表面设置有滑动座，所述滑动座的底部固定连接有吊钩，所述吊钩的底部固定连接有重物，

井字架起重设备三维虚拟模型包含部件完整。包含有井字架、滑轮组、涨紧轮装置、防冲顶限位装置、吊钩，钢丝绳、钢丝绳卷筒、减速箱、电磁制动闸、电动机等。为了便于实验，在卷扬机上增加了磁粉离合器、转矩传感器、转速传感器等，涨紧轮是利用钢丝绳在不同情况下不同的张力，通过涨紧轮上的弹簧，将张力转换成位移。然后，利用位移开关的二对触点(限重触点、下限位触点)位置获取三种状态：

(1)超重，钢丝绳张力超过最大值，弹簧被压缩，涨紧轮上移。限重触点“开”、下限位触点“闭”。状态：吊钩上重物已经超重。功能：超重检测。

(2)安全重量范围，张力小于钢丝绳张力最大值。限重触点“闭”、下限位触点“闭”。此时吊钩上重物未超重，并且，吊钩未接触地面(钢丝绳张力超过0.1吨(吊钩0.4吨，经过二组动滑轮)，但张力小于钢丝绳张力最大值)。状态：重物未超重，吊钩未接触地面。

(3)吊钩已经降落在地面，张力小，弹簧被压缩量小，涨紧轮上移。限重触点“闭”、下限位触点“开”，状态：下限位，吊钩已经落地，功能：下限位检测。