本发明属于起重机技术领域，具体涉及一种起重机吊具防摇机构及防摇拉绳张力控制系统。
背景技术：
各种具有专用吊具的起重机，特别是在铁路和港口大量使用的集装箱起重机，工作级别高，运行速度快，对吊具防摇功能有很高的要求。为了解决这一问题，目前普遍使用力矩电机与单向离合器和制动器相组合的装置，液压阻尼装置，或简单力矩电机的方案来解决吊具摇摆的问题。 现有的吊具防摇方案，有的方案机械机构太复杂，成本太高，维护困难，有的方案防摇效果差，实际应用的效果都不甚理想。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是具有专用吊具的起重机，特别是集装箱起重机的吊具摇摆问题，各个防摇拉绳的张力的控制，拉绳张力控制器也可在需要时对吊具的位置做微小的调整控制，为解决上述问题，本发明提供一种起重机吊具防摇机构及防摇拉绳张力控制系统。
本发明的目的是以下述方式实现的：
起重机吊具防摇机构，包括起重机小车，还包括防摇拉绳，防摇拉绳的一端缠绕在防摇拉绳卷筒上，防摇拉绳卷筒通过减速器与防摇拉绳卷筒电机连接，防摇拉绳卷筒电机与吊具摇摆动态检测器连接，吊具摇摆动态检测器与变频器连接，变频器与拉绳张力控制器连接；防摇拉绳的另一端缠绕在起升卷筒上，防摇拉绳穿过固定于吊具上的第一动滑轮和固定于起重机小车上的定滑轮；还包括起升绳，起升绳的一端固定在起重机小车上，另一端与防摇拉绳以相同的缠绕方向一起缠绕在起升卷筒上，起升绳穿过固定于吊具上的第二动滑轮；所述吊具摇摆动态检测器还与防摇拉绳卷筒或防摇拉绳卷筒电机连接，所述防摇拉绳卷筒、减速器、防摇拉绳卷筒电机、吊具摇摆动态检测器、变频器和拉绳张力控制器均设置在起重机小车上。
所述起重机吊具防摇机构为两组，两组起重机吊具防摇机构沿吊具的垂直中心面对称设置，并以相同的斜角分别向两个角的斜侧方向拉紧吊具。
所述起重机吊具防摇机构为至少四组，且为偶数组，起重机吊具防摇机构沿吊具的垂直中心面对称设置，并以相同的斜角分别向斜侧方向拉紧吊具。
所述第一动滑轮、定滑轮和第二动滑轮均为至少一个，且第一动滑轮、定滑轮和第二动滑轮的数量相等。
所述吊具摇摆动态检测器为安装于防摇拉绳卷筒或防摇拉绳卷筒电机上的旋转编码器。
应用于上述起重机吊具防摇机构的防摇拉绳张力控制系统，所述拉绳张力控制器根据从安装在防摇拉绳卷筒电机上的吊具摇摆动态检测器得到的信号计算各个防摇拉绳的收绳或放绳速度，进而判断吊具的摇摆状态；根据吊具的摇摆状态，拉绳张力控制器通过可直接回馈能量的变频器控制各个防摇拉绳卷筒电机的驱动转矩或防摇拉绳卷筒的旋转方向和旋转圈数，使防摇拉绳对吊具的作用力始终指向吊具摇摆的相反方向，并让防摇拉绳的张力最大化，从而一方面防止吊具产生摇摆，另一方面在吊具已经摇摆的情况下，消耗载荷的摇摆能量，使吊具的摇摆幅值减小直至完全停止摇摆。
所述起重机吊具防摇机构为四组，四组起重机吊具防摇机构沿吊具的垂直中心面对称设置，并以相同的斜角分别向四个角的斜侧方向拉紧吊具。
所述拉绳张力控制器的防摇拉绳张力控制计算方法如下：
以VLF、VLB、VRF和VRB分别为左前（Left Front）、左后（Left Back）、右前（Right Front）和右后（Right Back）4条防摇拉绳的收绳速度；当防摇拉绳收绳时其收绳速度为正，放绳时其值为负；以VA为VLF、VLB、VRF和VRB的平均值，让△VLF= VLF-VA，△VLB= VLB-VA，△VRF= VRF-VA和△VRB= VRB-VA，因此△VLF +△VLB +△VRF +△VRB = 0；让△VMIN为可靠识别吊具摇摆动态所需的最小的防摇拉绳收绳和放绳的速度差；以FLF、FLB、FRF和FRB分别为左前，左后，右前和右后4条防摇拉绳的张力控制目标值；以FMAX 为其设计的防摇拉绳张力的最大值；以FMIN 为其保持防摇拉绳张紧的最小张力；根据下表中列出的吊具摇摆动态判定条件，从上到下逐个计算并判定当前吊具的摇摆动态，并给出相应的各个防摇拉绳张力FLF、FLB、FRF和FRB的控制目标值：
相对于现有技术，本发明通过拉绳张力控制器的智能控制，利用具有能量回馈功能的变频器将吊具及载荷的摇摆能量转换成电能输送回电网，不仅消除了现有吊具防摇方案中不易解决的机械装置发热的问题，而且节能环保。
由于防摇拉绳的另一端同起升机构的起升绳以相同的缠绕方向一起缠绕在起升卷筒上，当起升卷筒转动，载荷上升或下降时，防摇拉绳卷筒无需收放绳，因此防摇拉绳卷筒基本不动；只有在载荷摇摆时，防摇拉绳卷筒才需进行收放绳的转动。由于吊具防摇系统的作用，吊具的摇摆很小，因而防摇拉绳卷筒可以做的很小，并且利用减速器变速，选用小功率的拉绳卷筒驱动电机就可产生很大的防摇拉绳的张力，有效地提高吊具防摇效率。
通过对各个防摇拉绳的张力的控制，拉绳张力控制器也可在需要时对吊具的位置做微小的调整控制。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中，1是拉绳张力控制器；2是变频器；3是吊具摇摆动态检测器；4是防摇拉绳卷筒电机；5是减速器；6是防摇拉绳卷筒；7是定滑轮；8是起升卷筒；9是防摇拉绳；10是起升绳；11是第二动滑轮；12是吊具；13是第一动滑轮。
具体实施方式
如附图1所示，起重机吊具防摇机构，包括起重机小车，还包括防摇拉绳9，防摇拉绳9的一端缠绕在防摇拉绳卷筒6上，防摇拉绳卷筒6通过减速器5与防摇拉绳卷筒电机4连接，防摇拉绳卷筒电机4与吊具摇摆动态检测器3连接，吊具摇摆动态检测器3与变频器2连接，变频器2与拉绳张力控制器1连接；防摇拉绳9的另一端缠绕在起升卷筒8上，防摇拉绳9穿过固定于吊具12上的第一动滑轮13和固定于起重机小车上的定滑轮7；还包括起升绳10，起升绳10的一端固定在起重机小车上，另一端与防摇拉绳9以相同的缠绕方向一起缠绕在起升卷筒8上，起升绳10穿过固定于吊具12上的第二动滑轮11；所述吊具摇摆动态检测器2还与防摇拉绳卷筒6或防摇拉绳卷筒电机4连接，所述防摇拉绳卷筒6、减速器5、防摇拉绳卷筒电机4、吊具摇摆动态检测器3、变频器2和拉绳张力控制器1均设置在起重机小车上。
起重机吊具防摇机构为两组，两组起重机吊具防摇机构沿吊具12的垂直中心面对称设置，并以相同的斜角分别向两个角的斜侧方向拉紧吊具12。
起重机吊具防摇机构为至少四组，且为偶数组，起重机吊具防摇机构沿吊具12的垂直中心面对称设置，并以相同的斜角分别向斜侧方向拉紧吊具12。
第一动滑轮13、定滑轮7和第二动滑轮11均为至少一个，且第一动滑轮13、定滑轮7和第二动滑轮11的数量相等，防摇拉绳9和起升绳10具有相同的起升倍率。
吊具摇摆动态检测器3为安装于防摇拉绳卷筒6或防摇拉绳卷筒电机4上的旋转编码器。
应用于上述起重机吊具防摇机构的防摇拉绳张力控制系统，拉绳张力控制器1根据从安装在防摇拉绳卷筒电机4上的吊具摇摆动态检测器3得到的信号计算各个防摇拉绳9的收绳或放绳速度，进而判断吊具12的摇摆状态；根据吊具的摇摆状态，拉绳张力控制器1通过可直接回馈能量的变频器2控制各个防摇拉绳卷筒电机4的驱动转矩或防摇拉绳卷筒6的旋转方向和旋转圈数，使防摇拉绳9对吊具12的作用力始终指向吊具12摇摆的相反方向，并让防摇拉绳9的张力最大化，从而一方面防止吊具12产生摇摆，另一方面在吊具12已经摇摆的情况下，消耗载荷的摇摆能量，使吊具12的摇摆幅值减小直至完全停止摇摆。
起重机吊具防摇机构为四组，四组起重机吊具防摇机构沿吊具12的垂直中心面对称设置，并以相同的斜角分别向四个角的斜侧方向拉紧吊具12。
拉绳张力控制器1的防摇拉绳张力控制计算方法如下：
以VLF、VLB、VRF和VRB分别为左前（Left Front）、左后（Left Back）、右前（Right Front）和右后（Right Back）4条防摇拉绳的收绳速度；当防摇拉绳收绳时其收绳速度为正，放绳时其值为负；以VA为VLF、VLB、VRF和VRB的平均值，让△VLF= VLF-VA，△VLB= VLB-VA，△VRF= VRF-VA和△VRB= VRB-VA，因此△VLF +△VLB +△VRF +△VRB = 0；让△VMIN为可靠识别吊具摇摆动态所需的最小的防摇拉绳收绳和放绳的速度差；以FLF、FLB、FRF和FRB分别为左前，左后，右前和右后4条防摇拉绳的张力控制目标值；以FMAX 为其设计的防摇拉绳张力的最大值；以FMIN 为其保持防摇拉绳张紧的最小张力；根据下表中列出的吊具摇摆动态判定条件，从上到下逐个计算并判定当前吊具的摇摆动态，并给出相应的各个防摇拉绳张力FLF、FLB、FRF和FRB的控制目标值：
本发明的工作过程如下：开启起重机吊具，吊具通过起升绳的收放上升和下降，若吊具没有摇摆，则防摇拉绳卷筒无需收放绳，只有在吊具摇摆时，防摇拉绳卷筒才需进行收放绳的转动；拉绳张力控制器1根据从安装在防摇拉绳卷筒电机4上的吊具摇摆动态检测器3得到的信号计算各个防摇拉绳9的收绳或放绳速度，进而判断吊具12的摇摆状态；根据吊具的摇摆状态，拉绳张力控制器1通过可直接回馈能量的变频器2控制各个防摇拉绳卷筒电机4的驱动转矩或防摇拉绳卷筒6的旋转方向和旋转圈数，使防摇拉绳9对吊具12的作用力始终指向吊具12摇摆的相反方向，并让防摇拉绳9的张力最大化，从而一方面防止吊具12产生摇摆，另一方面在吊具12已经摇摆的情况下，消耗载荷的摇摆能量，使吊具12的摇摆幅值减小直至完全停止摇摆。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。