一种同步顶升装置及其控制方法与流程

本发明涉及顶升控制领域，尤其涉及一种同步顶升装置。

背景技术：

建筑施工中经常会用到顶升机构，用来将施工材料或施工设备顶起。

在实际施工中，一般要用到多个顶升机构，同时进行顶升，然而由于设备在生产过程中，零件尺寸总会存在不可避免的误差，比如齿轮齿条啮合机构、涡轮丝杆机构、往复运动机构，这些机构在多次循环运行中，导致误差被累积。由此会导致多个顶升机构在顶升过程中出现顶升高度不一致的情况，导致被顶升物体高低不一，无法达到同步，当需要精准同步顶升的时候，现有技术所采用的顶升机构往往难以满足要求。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种能够随时检测是否同步的同步顶升装置，保证在检测到不同步时及时做出处理，从而达到顶升机构的同步，有利于保证工作的顺利进行。

本发明提供的技术方案如下,包括：

一种同步顶升装置，包括：

至少两个顶升机构，用于升降顶升体；

激光测距装置，一一对应地设置在所述顶升机构的一侧，用于检测所述顶升机构的第一升降距离；

同步控制装置，分别连接各激光测距装置和顶升机构，用于当检测到各顶升机构的升降差值大于或者等于第一预设值时，发出处理指令。

优选的，所述激光测距装置包括：

激光检测传感器，相对固定设置，并用于向所述顶升机构发射激光，从而获得各顶升机构的第一升降距离。

优选的，所述顶升机构包括：

升降机构；

伺服电机，与所述升降机构连接，用于驱动所述升降机构升降；

伺服驱动器，连接所述同步控制装置和伺服电机，所述伺服驱动器用于接收所述同步控制装置的控制信号，并控制所述伺服电机运转。

优选的，所述顶升机构还包括：

旋转变压器，与所述伺服电机连接，用于获取所述伺服电机的转速值和转矩值，并将转速值和转矩值传输给所述伺服驱动器。

优选的，所述同步控制装置，包括：

控制器，用于接收数据，进行计算处理，并发出控制指令；

io模块，一端与所述控制器连接。另一端分别连接各激光测距装置。

一种同步顶升控制方法，其特征在于，包括：

通过激光测距装置，获取各顶升机构的第一升降距离；

同步控制装置根据所述第一升降距离，判断各顶升机构是否同步升降；

如果各顶升机构的升降差值大于或者等于第一预设值时，同步控制装置发出处理指令。

优选的，所述处理指令包括发出警报、停止顶升机构运行、进行同步纠正中的至少一种。

优选的，在所述同步控制装置发出处理指令之前，还包括：

获取各伺服电机的转速值，通过转速值计算获得顶升机构的第二升降距离，并与第一升降距离进行比较，当差值大于或者等于第二预设值时，同步控制装置发出处理指令。

优选的，在所述同步控制装置发出处理指令之前，还包括：

获取各伺服电机的电流值和转矩值，通过计算电流值和转矩值获得各顶升机构的受力值，当各顶升机构的受力值之差大于或者等于第三预设值时，同步控制装置发出处理指令。

优选的，在所述同步控制装置发出处理指令之前，还包括：

设置各顶升机构的第四预设值，所述第四预设值包括上限位值和下限位值，当判断各顶升机构的第一升降距离大于所述上限位值，或者小于所述下限位值时，发出处理指令。

本发明，通过设置在顶升机构上的激光测距装置，可以实时测量每个顶升机构的第一升降距离，通过连接所有顶升机构和激光测距装置的同步控制装置，可以检测各顶升机构是否同步，不同步时，立即发出处理指令，等待人工干预，或自行进行同步纠正，实现了顶升装置的同步运行，有利于保证工作的顺利进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的较佳实施方式的示意图；

图2为图1中单个顶升机构与激光测距装置配合的示意图；

图3为图2设有伸缩防护套的示意图；

图4为本发明同步顶升控制方法的较佳实施方式的流程图；

图5为图4中包含检测升降距离是否存在偏差步骤的流程图；

图6为图4中包含判断各顶升机构是否负载平衡步骤的流程图；

图7为图4中包含判断各顶升机构是否超过第四预设值步骤的流程图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-3所示，本发明提供的技术方案如下，包括：

至少两个顶升机构1，用于升降顶升体100；

激光测距装置2，一一对应地设置在顶升机构1的一侧，用于检测顶升机构1的第一升降距离；

同步控制装置3，分别连接各激光测距装置2和顶升机构1，用于当检测到各顶升机构1的升降差值大于或者等于第一预设值时，发出处理指令。

其中，顶升体100可以是桥梁、房屋、建筑物或者可以移动的物品，顶升机构1的数量根据顶升体100的性质决定，通常数量为2个以上。

其中，激光测距装置2的数量与顶升机构1的数量一致，也就是每个顶升机构1对应设有一个激光测距装置2，用于测量其顶升机构1的第一升降距离，第一升降距离指的是利用激光测距装置2实际检测到的距离。

其中，同步控制装置3与所有顶升机构1连接，并且与所有激光测距装置2连接，获取各激光测距装置2检测到的第一升降距离。而第一预设值指的是任意两个第一升降距离的差值的允许范围，比如，当设置第一预设值为5厘米时，当激光测距装置2检测到的其中一个顶升机构1的第一升降距离为100厘米，而其他顶升机构1的第一升降距离应当在95-105厘米内，当大于等于105厘米，或者小于等于95厘米，则其差值大于等于5厘米，会发出处理指令。

可见，第一预设值是用于衡量顶升机构1是否同步，当各第一升降距离之间的差值有一个大于或等于第一预设值时，则代表顶升机构1没有同步。

其中，检测各第一升降距离的差值可以采用两两比较，也可以采用以其中任意一个第一升降距离作为标准来与剩余的第一升降距离进行比较，比如如图1所示，当顶升机构1的数量为2个时，可以将左边激光测距装置2检测到的第一升降距离与右边激光测距装置2检测到的第一升降距离进行比较。当顶升机构1的数量为2个以上时，可以以左边或右边第一个激光测距装置2检测到的第一升降距离为标准值，与剩余激光测距装置2检测到的第一升降距离分别进行比较。

其中，当检测到顶升机构1没有同步时，同步控制装置3发出处理指令，该处理指令可以是发出警报、停止顶升机构1运行或是进行同步纠正中的至少一种，具体的：

当发出警报时，可以采用人工干预的方法，进行检查并进行同步纠正；

当发现不同步时，同步控制装置3可以立即向所有顶升机构1发出停止运行指令，等待人工干预；

当顶升机构1不同步时，同步控制装置3也可以自行进行同步纠正，同步纠正是以其中一个顶升机构1的第一升降距离为基准，比如，当有多数第一升降距离相等，只有几个第一升降距离不同时，可以以多数第一升降距离相等中的第一个为基准，然后根据剩余顶升机构1各自与该基准顶升机构1的差值，来调节剩余顶升机构1各自的速度，从而达到顶升机构1同步。比如，如图1所示，当第一预设值为1厘米时，假设左边激光测距装置2检测到的第一升降距离为8厘米，右边激光测距装置2检测到的第一升降距离为9厘米，同步控制装置3获取到这两个值，并且计算得出差值的为1厘米，刚好等于第一预设值，此时，同步控制装置3会发出处理指令，该处理指令可以是发出警报并停止顶升机构1运行，或者发出警报并同时通过降低右边顶升机构1的速度来进行同步纠正。

其中，根据需要，同步控制装置3可以实时检测，也可以通过设置检测时间点或时间间隔来进行检测。

综上所述，本实施方式，通过设置在顶升机构1上的激光测距装置2，可以实时测量每个顶升机构1的第一升降距离，通过连接所有顶升机构1和激光测距装置2的同步控制装置3，可以检测各顶升机构1是否同步，不同步时，立即发出处理指令，等待人工干预，或自行进行同步纠正，实现了顶升装置的同步运行，有利于保证工作的顺利进行。

作为本实施方式的进一步优选，顶升机构1可以包括：

升降机构11；

伺服电机12，与升降机构11连接，用于驱动所述升降机构11升降；

伺服驱动器13，连接所述同步控制装置3和伺服电机12，所述伺服驱动器13用于接收所述同步控制装置3的控制信号，并控制所述伺服电机12运转。

其中，升降机构11可以是蜗轮蜗杆、齿条齿轮或螺杆螺母机构，在电机的驱动下可以上升或下降。比如，升降机构11可以由蜗杆112、与蜗杆112啮合的蜗轮驱动器111，及设于蜗杆112顶端的置物平台113构成，电机12带动蜗轮驱动器111旋转，使得蜗杆112上升或下降。

其中，伺服电机12的速度直接影响蜗轮驱动器111旋转的速度，伺服电机12通过正向或反向转动使得蜗轮驱动器111正向或反向旋转，从而使得升降机构11上升或下降。

其中，伺服驱动器13可以控制伺服电机12的转动速度和方向。当同步控制装置3检测到顶升机构1不同步时，可以向伺服驱动器13发送方向与速度的控制指令，伺服驱动器13接收控制指令后，调整伺服电机12的转动方向与转动速度，最终实现顶升机构1同步。

作为本实施方式的进一步优选，激光测距装置2可以包括：

激光检测传感器22，相对固定设置，并用于向所述顶升机构1发射激光，从而获得各顶升机构1的第一升降距离。

其中，如图2所示，激光检测传感器22可以固定设于蜗轮驱动器111上，或伺服电机12上，或直接固定的地面上、工作台上。该激光检测传感器22发射激光至置物平台113的下表面上，并反射回来，激光测距装置2通过反射回来的激光计算并获得各顶升机构1的第一升降距离，激光检测传感器22具有方向性强、亮度高、单色性好、响应速度快、不受环境温度影响、定位精度高、重复性好等特点。

其中，如图3所示，激光测距装置2还可以包括多节伸缩防护套21,该多节伸缩防护套21由上至下或由下至上一一嵌套，其一端罩住激光检测传感器22，另一端与顶升机构1接收激光的表面密封，使得激光测距装置2发出及反射回来的激光均位于多节伸缩防护套21的内部空间，能够有效的防止外界对激光的干扰，保证检测信息的准确性。该伸缩防护套21的最大伸长距离大于或等于顶升机构1的最大顶升距离，且伸缩防护套21的最小缩短距离小于或等于顶升机构1的最小顶升距离。

其中，激光测距装置2还可以包括激光反射板，该激光反射板与置物平台113固定连接，随顶升机构1升降，并与激光测距装置2相对，用于接收激光检测传感器22发射的激光，当设有多节伸缩防护套21时，激光反射板与多节伸缩防护套21密封。

作为本实施方式的进一步优选，顶升机构1还可以包括：

旋转变压器14，与伺服电机12连接，用于获取所述伺服电机12的转速值和转矩值，并将转速值和转矩值传输给所述伺服驱动器13。

在此，伺服驱动器13通过伺服电机12的转速值和时间可以得出顶升机构1的第二升降距离，第二升降距离实际就是通过旋转变压器14的检测，来计算出伺服电机12的旋转圈数，从而得出顶升机构1运行的升降高度，第二升降距离是从伺服电机12计算得出的理论值。该第二升降距离与激光测距装置2检测到的第一升降距离互为冗余，目的是进一步保证升降距离的准确性。

当同步控制装置3检测到第一升降距离和第二升降距离的差值大于或等于第二预设值时，代表检测到的升降距离出现了偏差，为了进一步提高同步控制装置3的准确性与可靠性，此时，同步控制装置3发出处理指令，如前所述，该处理指令可以是发出警报、停止顶升机构1运行或是进行同步纠正中的至少一种，此处不再赘述。

作为本实施方式的进一步优选，同步控制装置3还可以包括：

控制器，用于接收数据，进行计算处理，并发出控制指令；

io模块，一端与所述控制器连接。另一端分别连接各激光测距装置2。

其中，io模块的作用是把各激光测距装置2检测到的模拟信号，经过运算放大和ad转换，转换成为控制器可以识别的数字信号。有的控制器自带io模块，就无需另外配置io模块。

此外，本发明还提供一种同步顶升控制方法，如图4所示，包括如下步骤：

步骤100：通过激光测距装置2，获取各顶升机构1的第一升降距离；

步骤200：同步控制装置3根据第一升降距离，判断各顶升机构1是否同步升降；

步骤300：如果各顶升机构1的升降差值大于或者等于第一预设值时，同步控制装置3发出处理指令。

结合图1所示的同步顶升装置来说明本方法的具体步骤，如图1所示，该顶升装置包括：

至少两个顶升机构1，用于升降顶升体100；

激光测距装置2，一一对应地设置在顶升机构1的一侧，用于检测顶升机构1的第一升降距离；

同步控制装置3，分别连接各激光测距装置2和顶升机构1，用于当检测到各顶升机构1的升降差值大于或者等于第一预设值时，发出处理指令。

其中，顶升体100可以是桥梁、房屋、他建筑物或者可以移动的物品，顶升机构1的数量根据顶升体100的性质决定，通常数量为2个以上。

其中，激光测距装置2的数量与顶升机构1的数量一致，也就是每个顶升机构1对应设有一个激光测距装置2，用于测量其顶升机构1的第一升降距离，第一升降距离指的是利用激光测距装置2实际检测到的距离。

其中，同步控制装置3与所有顶升机构1连接，并且与所有激光测距装置2连接，获取各激光测距装置2检测到的第一升降距离。而第一预设值指的是任意两个第一升降距离的差值的允许范围，比如，当设置第一预设值为5厘米时，当激光测距装置2检测到的其中一个顶升机构1的第一升降距离为100厘米，而其他顶升机构1的第一升降距离应当在95-105厘米内，当大于等于105厘米，或者小于等于95厘米，则其差值大于等于5厘米，会发出处理指令。

可见，第一预设值是用于衡量顶升机构1是否同步，当各第一升降距离之间的差值有一个大于或等于第一预设值时，则代表顶升机构1没有同步。

其中，检测各第一升降距离的差值可以采用两两比较，也可以采用以其中任意一个第一升降距离作为标准来与剩余的第一升降距离进行比较，比如如图1所示，当顶升机构1的数量为2个时，可以将左边激光测距装置2检测到的第一升降距离与右边激光测距装置2检测到的第一升降距离进行比较。当顶升机构1的数量为2个以上时，可以以左边或右边第一个激光测距装置2检测到的第一升降距离为标准值，与剩余激光测距装置2检测到的第一升降距离分别进行比较。

其中，当检测到顶升机构1没有同步时，同步控制装置3发出处理指令，该处理指令可以是发出警报、停止顶升机构1运行或是进行同步纠正中的至少一种，具体的：

当发出警报时，可以采用人工干预的方法，进行检查并进行同步纠正；

当发现不同步时，同步控制装置3可以立即向所有顶升机构1发出停止运行指令，等待人工干预；

当顶升机构1不同步时，同步控制装置3也可以自行进行同步纠正，同步纠正是以其中一个顶升机构1的第一升降距离为基准，比如，当有多数第一升降距离相等，只有几个第一升降距离不同时，可以以多数第一升降距离相等中的第一个为基准，然后根据剩余顶升机构1各自与该基准顶升机构1的差值，来调节剩余顶升机构1各自的速度，从而达到顶升机构1同步。比如，如图1所示，当第一预设值为1厘米时，假设左边激光测距装置2检测到的第一升降距离为8厘米，右边激光测距装置2检测到的第一升降距离为9厘米，同步控制装置3获取到这两个值，并且计算得出差值的为1厘米，刚好等于第一预设值，此时，同步控制装置3会发出处理指令，该处理指令可以是发出警报并停止顶升机构1运行，或者发出警报并同时通过降低右边顶升机构1的速度来进行同步纠正。

其中，根据需要，同步控制装置3可以实时检测，也可以通过设置检测时间点或时间间隔来进行检测。

综上所述，本实施方式，通过设置在顶升机构1上的激光测距装置2，可以实时测量每个顶升机构1的第一升降距离，通过连接所有顶升机构1和激光测距装置2的同步控制装置3，可以检测各顶升机构1是否同步，不同步时，立即发出处理指令，等待人工干预，或自行进行同步纠正，实现了顶升装置的同步运行，有利于保证工作的顺利进行。

如图5所示，作为本实施方式的进一步优选，在同步控制装置3发出处理指令之前，还可以包括：

步骤201：获取各伺服电机12的转速值，通过转速值计算获得顶升机构1的第二升降距离，并与第一升降距离进行比较，当差值大于或者等于第二预设值时，同步控制装置3发出处理指令。

下面结合图1所示的顶升机构1来说明本步骤具体工作过程。

其中，顶升机构1包括：

升降机构11；

伺服电机12，与升降机构11连接，用于驱动所述升降机构11升降；

伺服驱动器13，连接所述同步控制装置3和伺服电机12，所述伺服驱动器13用于接收所述同步控制装置3的控制信号，并控制所述伺服电机12运转；

旋转变压器14，与伺服电机12连接，用于获取所述伺服电机12的转速值和转矩值，并将转速值和转矩值传输给所述伺服驱动器13。

其中，升降机构11可以是蜗轮蜗杆、齿条齿轮或螺杆螺母机构，在电机的驱动下可以上升或下降。比如，升降机构11可以由蜗杆112、与蜗杆112啮合的蜗轮驱动器111，及设于蜗杆112顶端的置物平台113构成，电机12带动蜗轮驱动器111旋转，使得蜗杆112上升或下降。

其中，伺服电机12的速度直接影响蜗轮驱动器111旋转的速度，伺服电机12通过正向或反向转动使得蜗轮驱动器111正向或反向旋转，从而使得升降机构11上升或下降。

其中，伺服驱动器13可以控制伺服电机12的转动速度和方向。当同步控制装置3检测到顶升机构1不同步时，可以向伺服驱动器13发送方向与速度的控制指令，伺服驱动器13接收控制指令后，调整伺服电机12的转动方向与转动速度，最终实现顶升机构1同步。

其中，伺服驱动器13通过伺服电机12的转速值和时间可以得出顶升机构1的第二升降距离，第二升降距离实际就是通过旋转变压器14的检测，来计算出伺服电机12的旋转圈数，从而得出顶升机构1运行的升降高度，第二升降距离是从伺服电机12计算得出的理论值。理论上第二升降距与第一升降距离，应当一致，但是如背景技术所述，因为机器不可避免存误差，理论计算就会存在误差，尤其是累积误差，因此需要结合第一升降距离来进行比较。

当同步控制装置3检测到第一升降距离和第二升降距离的差值大于或等于第二预设值时，代表检测到的升降距离出现了偏差，为了进一步提高同步控制装置3的准确性与可靠性，此时，同步控制装置3发出处理指令，如前所述，该处理指令可以是发出警报、停止顶升机构1运行或是进行同步纠正中的至少一种，此处不再赘述。

如图6所示，作为本实施方式的进一步优选，在同步控制装置3发出处理指令之前，还可以包括：

步骤s202：获取各伺服电机12的电流值和转矩值，通过计算电流值和转矩值获得各顶升机构1的受力值，当各顶升机构1的受力值之差大于或者等于第三预设值时，同步控制装置3发出处理指令。

此处的受力值是指：通过电流值来判断伺服电机12所受到的阻力大小，因为当伺服电机12的电流越大时，说明顶升机构1所受到的阻力也就越大。一般地，匀速同步上升或者下降过程中，每个顶升机构1所受到的阻力是比较一致的，当某个顶升机构1的阻力明显加大时，可能就产生了不同步，歪斜导致顶升机构1阻力增大。

而第三预设值是指：允许各顶升机构1的受力值之差，比如，当设置第三预设值为5时，检测到的其中一个顶升机构1的受力值为100牛，而其他顶升机构1的第一升降距离应当在95-105牛内，当大于等于105牛，或者小于等于95牛，则其差值大于等于5牛，会发出处理指令。该处理指令可以是发出警报、停止顶升机构1运行或是进行同步纠正中的至少一种，具体前面有叙述，此处不在赘述。

如图7所示，作为本实施方式的进一步优选，在同步控制装置3发出处理指令之前，还可以包括：

步骤203：设置各顶升机构1的第四预设值，第四预设值包括上限位值和下限位值，当判断各顶升机构1的第一升降距离大于上限位值，或者小于下限位值时，发出处理指令。

其中，上限位值是指各顶升机构1单次顶升的上升最大值。下限位值是指各顶升机构1单次顶升的下降最大值，这是使用者根据需要来设置的，可以在较大范围内设置。当顶升机构1每次运行到此处时，就发出处理指令，相当于限制了顶升机构1的工作行程。

其中，第四预设值还可以包括上升极值、下降极值和零值。

上升极值是指各顶升机构1能够上升的最大值，也是顶升机构1允许的最高值，这是由顶升机构1所决定的，装置本身的极限，顶升机构1无论如何运行，也不会超过该该极限，达到这个位置时证明上限位值、下限位值已经失效。同理，下降极值是指各顶升机构1能够下降的最大值，也是顶升机构1允许的最低值。上限位值小于或等于上升极值，下限位值大于或等于下降极值。设置上升极值、下降极值是处于保护考虑，防止顶升机构1过度上升或者过度下降，对设备造成物理损坏。当顶升机构1每次运行到此处时，就发出处理指令，限制了顶升机构1的最大工作行程。

处理指令可以是发出警报或者停止顶升机构1运行，具体前面有叙述，此处不在赘述。

而零值用于校正上升下降的，当顶升机构1运行到此位置时，自动清零，作为初始位置。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。