一种三索智能吊装装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于吊装设备领域，特别涉及一种利用传感器实现吊装过程监测和智能控制的三索吊装装置。
【背景技术】
[0002]使用吊索吊装的方式实现物品在竖直空间中的移动，是社会活动和工业生产中最常用的方法之一，但是随着人类对吊装技术要求的不断提高，传统的吊装方法和设备所暴露出来的缺点和不足越来越明显。
[0003]首先传统的吊装方法精度不足，传统的吊装方式是:一个工人操作遥控器，用人的肉眼观察吊装过程，控制被吊装物的上下移动。这种方式根本不可能保证吊装位置和被吊装物移动速度的精确控制，如果被吊装物移动速度控制不当，还会造成被吊装物与其他设备相撞的事故，产生损失。在吊装目的地安排工人接应被吊装物的方法，只能在很小的程度上弥补上述不足，而且这种方法受制条件太多，例如核电厂、化工设施、生物制剂车间等有“无人化”要求的场所，就不能安排工人接应被吊装物，吊装过程的精确无法保证。
[0004]第二传统的吊装方法无法控制被吊装物的姿态，吊索都是柔性的，对被吊装物的空间约束能力差，在吊装过程中，风吹、振动等外部因素和被吊装物质量分布不均等内部因素都会导致被吊装物的姿态发生变化。对吊装过程有姿态控制要求的工作，传统吊装方法难以完成，而且被吊装物姿态变化过大，还可能引发事故，产生损失。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，针对现有技术的不足和空白，本发明所要解决的技术问题是提供一种三索智能吊装装置，利用激光测距传感器、水平姿态传感器实时监测并控制被吊装物的高度、姿态、速度等各类状态，实现吊装过程的精确控制以及吊装工作的智能化、无人化。
[0006]本发明为了实现上述目的，结构组成如下:吊盘(2)上安装有传感器集成盒(1)和三个吊钩(3)，三个吊钩(3)分别连接吊索1(4)、吊索2 (5)、吊索3 (6)，吊索1(4)连接绞盘
1(41)，吊索2 (5)连接绞盘2 (51)、吊索3 (6)连接绞盘3 (61)，绞盘1 (41)、绞盘2 (51)、绞盘3(61)安装在吊装基面(7)上。传感器集成盒(1)内部有激光测距传感器、水平姿态传感器，所述激光测距传感器发射的激光束与Y轴平行。三个吊钩(3)在垂直于Y轴的平面内成等边三角形布置。
[0007]本发明的优点如下:使用了三索吊装的方式，三个绞盘相互之间独立工作，可以实现吊装过程的姿态控制，并且控制逻辑简单，方便控制的实现；使用了激光测距传感器、水平姿态传感器，可以监测吊装过程的多项状态，例如被吊装物的移动速度、被吊装物的竖直高度、被吊装物的姿态即相对于XYZ三个坐标轴的角度、被吊装物是否发生摆动或卡阻；传感器布置在整个系统的工作端，实现闭环控制，消除了中间过程的所有误差，特别是吊索的柔性所带来的结构尺寸误差，保证了控制过程的高精度；自动化程度高，可以实现无人化工作。
【附图说明】
[0008]下面将结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0009]图1为一种三索智能吊装装置的结构示意图。
[0010]图2为一种三索智能吊装装置的工作示意图。
[0011]图中，1一传感器集成盒，2一吊盘，3—吊钩，4一吊索1，5一吊索2，6—吊索3，41一绞盘1，51一绞盘2，61—绞盘3，7一吊装基面。
【具体实施方式】
[0012]典型【具体实施方式】如下:按照图2所示，传感器集成盒(1)内部的激光测距传感器、水平姿态传感器监测吊装过程的各项状态，并实时向控制系统传输。绞盘1(41)、绞盘2(51)、绞盘3(61)受控制系统实时控制，相互之间独立工作，绞盘1(41)转动可控制吊索
1(4)的收放长度，绞盘2 (51)转动可控制吊索2 (5)的收放长度，绞盘3 ￠1)转动可控制吊索3(6)的收放长度。吊盘(2)上固定被吊装物。控制系统根据传感器集成盒⑴提供的数据控制三个绞盘转动，从而实现对被吊装物的竖直高度、移动速度、姿态的监测和控制，还可以对被吊装物摆动、卡阻等异常工作状态发出警报。
[0013]本发明的工作原理详细分析如下:
[0014]被吊装物姿态的监测与控制原理:设吊索1(4)为姿态控制基准，绞盘1(41)按照既定转速运转。当水平姿态传感器检测到吊盘(2)为水平状态时，控制系统控制绞盘
2(51)、绞盘3 (61)与绞盘1 (41)同速转动，即吊索2 (5)、吊索3 (6)相对于吊索1⑷没有伸长缩短，使吊盘(2)保持水平状态；当水平姿态传感器检测到吊盘(2)的X轴正向一端比X轴负向一端高时，控制系统分别控制绞盘2(51)与绞盘3(61)相对于绞盘1(41)差速转动，即吊索2 (5)相对于吊索1(4)伸长，吊索3(6)相对于吊索1(4)缩短，使吊盘⑵绕平行于Z轴的轴顺时针翻转一定角度，恢复水平状态；当水平姿态传感器检测到吊盘(2)的X轴正向一端比X轴负向一端低时，控制系统分别控制绞盘2 (51)与绞盘3 (61)相对于绞盘1 (41)差速转动，即吊索2 (5)相对于吊索1(4)缩短，吊索3 (6)相对于吊索1(4)伸长，使吊盘(2)绕平行于Z轴的轴逆时针翻转一定角度，恢复水平状态；当水平姿态传感器检测到吊盘(2)的Z轴正向一端比Z轴负向一端高时，控制系统分别控制绞盘2(51)与绞盘3(61)相对于绞盘1(41)差速转动，即吊索2 (5)、吊索3(6)相对于吊索1(4)缩短，使吊盘⑵绕平行于X轴的轴逆时针翻转一定角度，恢复水平状态；当水平姿态传感器检测到吊盘(2)的Z轴正向一端比Z轴负向一端低时，控制系统分别控制绞盘2 (51)与绞盘3 (61)相对于绞盘1 (41)差速转动，即吊索2 (5)、吊索3 (6)相对于吊索1(4)伸长，使吊盘(2)绕平行于X轴的轴顺时针翻转一定角度，恢复水平状态。
[0015]被吊装物竖直高度的监测与控制原理:激光测距传感器沿Y轴向基准面发射激光束，将测量到的激光测距传感器与基准面的距离数据传输给控制系统，控制系统将所述距离数据换算成被吊装物的竖直高度数据，并根据所得竖直高度数据控制三个绞盘转动的旋转角，从而控制被吊装物的竖直高度。
[0016]被吊装物移动速度的监测与控制原理:以一个固定的时间跨度设置时间节点。激光测距传感器沿Y轴向基准面发射激光束，将测量到的激光测距传感器与基准面的距离数据传输给控制系统。用这一时间节点的距离数据与上一时间节点的距离数据做差，得出距离变化量，用距离变化量与时间跨度做商，得出被吊装物在这一时间节点的速度。根据所得速度数据控制三个绞盘转动的转速，从而控制被吊装物的移动速度。
[0017]被吊装物摆动的监测原理:当水平姿态传感器测量到的沿X轴或沿Z轴的倾角变化曲线成简谐波状，控制系统便发出被吊装物摆动警报并实施相应措施。
[0018]被吊装物卡阻的监测原理:当应用激光测距传感器测量计算出的实际移动速度与预期移动速度发生负偏离时，控制系统便发出被吊装物卡阻警报并实施相应措施。
[0019]以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变形属于本发明的权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也包含这些改动和变形在内。
【主权项】
1.一种三索智能吊装装置，其特征在于：吊盘（2)上安装有传感器集成盒（1)和三个吊钩（3)，所述三个吊钩（3)分别连接吊索1(4)、吊索2(5)、吊索3(6)，所述吊索1(4)连接绞盘1 (41)，所述吊索2 (5)连接绞盘2 (51)、所述吊索3 (6)连接绞盘3 (61)，所述绞盘1(41)、绞盘2 (51)、绞盘3 (61)安装在吊装基面(7)上。2.根据权利要求1所述的一种三索智能吊装装置，其特征在于：所述传感器集成盒（1)内部有激光测距传感器、水平姿态传感器。3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种三索智能吊装装置，其特征在于：所述传感器集成盒（1)内部的激光测距传感器发射的激光束与Y轴平行。4.根据权利要求1所述的一种三索智能吊装装置，其特征在于：所述三个吊钩（3)在垂直于Y轴的平面内成等边三角形布置。
【专利摘要】本实用新型公开了一种三索智能吊装装置，包括传感器集成盒（1）、吊盘（2）、吊钩（3）、吊索1（4）、吊索2（5）、吊索3（6）、绞盘1（41）、绞盘2（51）、绞盘3（61）。本实用新型利用传感器集成盒（1）内的激光测距传感器、水平姿态传感器实时监测吊盘（2）及被吊装物的高度、姿态、速度等各类状态，并反馈给控制系统，再由控制系统分别控制三个绞盘，实现对吊装过程的自动控制和调整。本实用新型可以控制吊盘（2）及被吊装物的高度、速度，具备自动调整平衡的能力，可以对吊装过程中出现的异常状况进行监测并报警。
【IPC分类】B66C1/16
【公开号】CN205061349
【申请号】CN201520784646
【发明人】陈珂, 鲁科良
【申请人】四川大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月12日