一种起重机吊钩晃荡控制装置的制作方法

本发明涉及一种起重机吊钩晃荡控制装置。

技术背景

起重机吊臂与吊钩之间的连接是通过柔性的钢丝绳实现的。起重机在工作时存在突然启停、加减速、变向过程；在海上、山谷中等工作环境中风力大。这些因素都会引起起重机吊钩及负载大幅度晃荡。起重机吊钩及负载的晃荡会导致所运送货物及周围物体的损坏甚至威胁到人身安全，对工作人员的技术能力和劳动强度的要求增高，降低起重机的工作效率，带来直接的经济损失。

通过查阅相关文献资料和专利，中国专利CN201520478687.X披露了一种船用起重机防摇装置，该装置主要包括步进电机、PLC、大小齿圈、由多层套管组成的伸缩杆、对应转盘、气缸，通过伸缩杆和气缸活塞杆分别实现了钢丝绳的防摆和吊钩的防摆效果。中国专利CN201520471623.7披露了一种船用起重机防摇装置，该装置主要包括吊架、顶板、连杆组、底板，通过可伸缩的连杆组机构实现钢丝绳的防摇效果。

上述装置存在的缺点有：

1、结构复杂、占用空间大；

2、在起重机起升高度大的工况下装置加工制造困难，重量大大增加；

3、不能主动根据负载大小、晃荡的剧烈程度调节防晃荡效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构简单、使用方便、防晃效果好的起重机吊钩晃荡控制装置。

本发明采用的技术方案是：

一种起重机吊钩晃荡控制装置，包括上基架组件和下吊钩组件，其特征在于：所述上基架组件包括固定连接到起重机吊臂上或起重小车上的吊架基架，所述吊架基架上安装有对称设置的辅助钢丝绳驱动机构和衰减晃动的阻尼减震机构，所述吊架基架上还安装有中央处理单元、信号采集处理单元、主钢丝绳速度传感器、无线信号接收器，所述主钢丝绳速度传感器和无线信号接收器均与信号采集处理单元连接，所述信号采集处理单元与接收其处理过的信号的中央处理单元连接，所述中央处理单元与由其输出指令控制的辅助钢丝绳驱动机构和阻尼减震机构连接；所述主钢丝绳速度传感器的前侧设有与下吊钩组件连接的主钢丝绳，所述辅助钢丝绳驱动机构上缠绕有辅助钢丝绳，辅助钢丝绳的自由端经过阻尼减震机构后与下吊钩组件连接；

所述下吊钩组件包括平台组件，平台组件的下端连接有吊钩，其上端连接有主钢丝绳，两侧分别与辅助钢丝绳连接，所述辅助钢丝绳上安装有辅助钢丝绳拉力传感器，平台组件上安装有主钢丝绳摆角传感器、无线信号发射器，所述主钢丝绳摆角传感器和辅助钢丝绳拉力传感器均与无线信号发射器相连，无线信号发射器与无线信号接收器通讯连接。本发明能根据负载大小和晃动程度主动调节阻尼力，使晃荡迅速衰减，而且无需人工操作、使用方便。

进一步，所述辅助钢丝绳驱动机构包括联体力矩电机、卷筒、减速器、电磁制动器，联体力矩电机输出轴通过联轴器与卷筒连接，卷筒另一侧与减速器通过联轴器连接，电磁制动器输出轴与减速器相连接，辅助钢丝绳缠绕在卷筒上，联体力矩电机和电磁制动器均与中央处理单元连接。

进一步，所述阻尼减震机构包括铰接在吊架基架上的滑轮组件，滑轮组件的另一端与吊架基架之间设有通过调节阻尼力来衰减晃荡的磁流变阻尼器，所述磁流变阻尼器与控制其阻尼力大小的中央处理单元连接。

进一步，所述磁流变阻尼器均通过球铰与吊架基架和滑轮组件连接。

进一步，所述辅助钢丝绳的自由端经过阻尼减震机构的滑轮组件后与主钢丝绳在同一平面内。

本发明的有益效果是：

1、整个装置占用空间小、重量轻；

2、无需人工操作，使用方便；

3、能根据负载大小和晃动程度主动调节阻尼力，使晃荡迅速衰减。

附图说明

图1是本发明的上基架部分结构示意图。

图2是本发明的下吊钩部分结构示意图。

图3是本发明的工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

一种起重机吊钩晃荡控制装置，由上基架组件和下吊钩组件组成。

如图1所示，上基架组件包括吊架基架1，中央处理单元2，信号采集处理单元3，由联体力矩电机4、卷筒5、减速器6、电磁制动器7组成的辅助钢丝绳驱动机构，由滑轮组件8、磁流变阻尼器9组成的阻尼减震机构，辅助钢丝绳10，主钢丝绳速度传感器11，主钢丝绳12，无线信号接收器13，辅助钢丝绳驱动机构、阻尼减震机构和辅助钢丝绳10对称设置在吊架基架1两侧。

吊架基架1固定连接到起重机吊臂上或起重小车上，安装时保证辅助钢丝绳10与主钢丝绳12在同一平面内。中央处理单元2、信号采集处理单元3、联体力矩电机4、卷筒5、减速器6、电磁制动器7、滑轮组件8、磁流变阻尼器9、主钢丝绳速度传感器11及无线信号接收器13均安装在吊架基架1上。联体力矩电机4输出轴通过联轴器与卷筒5连接，卷筒5另一侧与减速器6通过联轴器连接，电磁制动器7输出轴与减速器6相连接。辅助钢丝绳10缠绕在卷筒5上，之后经过滑轮组件8向下与下吊钩组件相连。滑轮组件8一侧铰接在吊架基架1上可自由转动，另一侧通过球铰与磁流变阻尼器9相连，磁流变阻尼器9通过球铰连接到吊架基架1上。

主钢丝绳速度传感器11、无线信号接收器13通过传输线与信号采集处理单元3连接；信号采集处理单元3、联体力矩电机4、电磁制动器7、磁流变阻尼器9均通过传输线与中央处理单元2连接，如图3所示。

如图2所示，下吊钩组件包括辅助钢丝绳拉力传感器14、主钢丝绳摆角传感器15、吊钩16、无线信号发射器17、平台组件18。

辅助钢丝绳拉力传感器14安装在辅助钢丝绳10上，平台组件18上端与主钢丝绳12连接，下端与吊钩16连接，两侧分别与辅助钢丝绳10连接，主钢丝绳摆角传感器15、无线信号发射器17均安装在平台组件18上，辅助钢丝绳拉力传感器14、主钢丝绳摆角传感器15均通过传输线与无线信号发射器17相连，无线信号发射器17与无线信号接收器13通讯连接。

本发明的工作过程描述如下：

主钢丝绳12下落或上升时，主钢丝绳速度传感器11采集主钢丝绳12的速度信号，并通过传输线传递给信号采集处理单元3；辅助钢丝绳拉力传感器14采集辅助钢丝绳10所受拉力信号，并通过无线信号发射器17经无线信号接收器13传递给信号采集处理单元3。信号采集处理单元3对接收到的信号进行处理后传递给中央处理单元2。中央处理单元2根据接收的信号发出指令给联体力矩电机4。联体力矩电机4工作，带动卷筒5旋转，辅助钢丝绳10配合主钢丝绳12下落或上升。此过程中电磁制动器7脱离不工作。

主钢丝绳12下落或上升速度趋于零时，中央处理单元2控制联体力矩电机4停止工作，电磁制动器7起制动作用，卷筒5停止旋转，辅助钢丝绳10配合主钢丝绳12下落或上升速度趋于零。

当干扰引起吊钩及负载晃荡时，主钢丝绳摆角传感器15检测到主钢丝绳12相对于竖直位置晃动的偏角大小及方向，将偏角信号通过无线信号发射器17传递给无线信号接收器13。无线信号接收器13将信号传递给信号采集处理单元3，进而传递给中央处理单元2。中央处理单元2根据接收到的主钢丝绳晃动信号，发出指令给与其相连的磁流变阻尼器9，控制磁流变阻尼器阻尼力的大小，使晃荡迅速衰减，吊钩及负载恢复稳定状态。