一种吊具及吊装方法与流程

本发明涉及一种吊具及吊装方法，涉及吊具技术领域。

背景技术：

随着机械行业的迅猛发展，各大机械输送工具的精度要求不断提高，对输送过程中的产生的误差要求越来越严格。目前，吊具使用过程中，由于设备质心偏移的不确定性，吊装过程设备平稳性差，无法根据设备的质心偏移进行灵活的调节，安全性能差，容易引发吊装事故。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种吊具及吊装方法，灵活性强，易存放，额定载荷大，综合水平调节能力强，调节过程平稳，不会出现震荡；安全性能可靠。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种吊具，包括吊带单元、吊梁单元和吊索单元；所述吊带单元包括带体，所述吊梁单元包括第一梁体和第二梁体，所述吊索单元包括吊索体；若干所述带体的下端连接所述第一梁体和第二梁体的端部，若干带体的上端交汇连接于一点；所述第一梁体中部形成有通口，所述第二梁体从所述通口中穿过并与所述第一梁体形成交叉状，第二梁体连接有驱动组件，所述驱动组件使所述第一梁体和第二梁体之间相对旋转改变第一梁体和第二梁体之间的夹角；所述吊索单元的吊索体连接所述吊梁单元的第一梁体和第二梁体，吊索体沿所述第一梁体和第二梁体进行滑动。

作为吊具的优选方案，所述带体的上端连接有交汇件，若干带体的上端通过所述交汇件交汇于一点；所述第一梁体和第二梁体的端部连接有悬挂件，所述带体通过所述悬挂件与第一梁体和第二梁体连接。

作为吊具的优选方案，所述第一梁体和第二梁体的上端分别设有直线电缸，所述吊索体通过所述直线电缸沿所述第一梁体和第二梁体滑动。

作为吊具的优选方案，所述驱动组件包括驱动电机、主动齿轮、从动齿轮、从动轴和驱动片，所述驱动电机连接所述主动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合，所述从动轴连接所述从动齿轮，从动轴穿过所述第二梁体与所述驱动片连接，所述驱动片位于所述通口的下方，驱动片两端连接所述第一梁体。

作为吊具的优选方案，所述吊梁单元上端连接有控制单元，所述控制单元包括电控箱体，所述电控箱体内部设有工控一体机；

所述驱动组件的驱动电机伸入所述电控箱体的内部。

作为吊具的优选方案，所述吊索单元还包括滑动座，所述滑动座连接所述吊索体，滑动座带动所述吊索体沿所述第一梁体和第二梁体进行滑动。

作为吊具的优选方案，所述吊索体包括电缸件、吊点滑块和吊绳，所述电缸件连接所述滑动座，所述吊点滑块连接所述电缸件，所述吊绳连接所述吊点滑块。

作为吊具的优选方案，所述吊绳连接有拉力传感器和倾角传感器，所述拉力传感器用于获取吊绳的拉力，所述倾角传感器用于获取吊绳的倾斜角度。

本发明实施例还提供一种吊具吊装方法，包括以下步骤：

(1)通过吊带单元将吊具移动到待吊装的设备上方，将吊具下放至吊索单元接触到吊点的高度，调节吊梁单元的第一梁体和第二梁体之间的夹角，驱动吊索体沿第一梁体和第二梁体滑动到吊点位置；

(2)人工将吊索单元的吊绳固定，驱动吊具开始上升直至其中一根吊绳检测到拉紧力大于0；

(3)电缸件开始预拉紧吊绳，使每个吊绳的拉紧力大于预设拉力值，通过倾角传感器获取每个吊绳的倾斜角度，根据所述倾斜角度调整吊索体在第一梁体或第二梁体上的位置直至倾斜角度小于预设角度值；

(4)吊索体调整到位后，判断吊具位置是否满足起吊条件，重新调整吊具位置；

(5)位置调整到位后，保持吊具不动，电缸件驱动吊绳以5-20mm/min的速度上升，并通过拉力传感器实时反馈的结果实时调节电缸件的升降速度使设备保持水平状态；

(6)当设备升降脱离定位销之后，电缸件停止上升并各抱闸抱死使之不能动作，升降吊具开始移动设备到指定的位置；

(7)当设备移动到指定的位置之后吊具下降，下降到定位销处后吊具停止，人工消除水平方向旋转产生的定位销不在孔位的误差，至设备完全就位；

(8)当拉力传感器反馈的结果为0后，吊具下降，人工将吊绳取下吊具返回至吊具工装位置。

作为吊具吊装方法的优选方案，所述吊装工装位置四面设置有雷达报警，实时监测吊装工装周围的障碍物进行预警防撞。

本发明的有益效果是：转动灵活，限制偏航方向的自由度的前提下，可随吊具吊索在俯仰、滚动方向自由转动；吊具在空载条件下，悬挂在吊具吊点上，调节机构可在二维平面内由电机驱动运动，驱动的最大倾斜角度不超过15°，调节机构(含电机)在最大倾角不超过15°的范围内能正常可靠工作；

吊点位置利用精度电缸丝杠推动吊点实现吊点间距可调，满足无级可调；在两根吊梁的外两端安装质心吊点调节位置机构，根据实际使用的情况，通过电缸推杆自行质心吊点位置进行平衡；质心吊点上在力传感器侧面加装保护机构，防止因传感器失效而造成吊装事故；

吊带能够快速更换，吊具易于使用、运输，方便调试、维护及零部件的更换；机械系统全封闭，保证内部零部件无坠落，无油污滴落，系统对环境无污染，不产生多余物；结构稳定可靠，运行平稳，动作准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供的吊具立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的吊具正视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的吊具吊梁单元和吊索单元组合结构示意图；

图4为本发明实施例提供的吊具电控示意图；

图5为本发明实施例提供的吊具电控原理示意图；

图6为本发明实施例提供的吊具吊装方法流程图；

图中，1、吊带单元；101、带体；102、交汇件；2、吊梁单元；201、第一梁体；202、第二梁体；203、直线电缸；3、吊索单元；301、吊索体；3011、电缸件；3012、吊点滑块；3013、吊绳；302、滑动座；4、通口；5、驱动组件；501、驱动电机；502、主动齿轮；503、从动齿轮；504、从动轴；505、驱动片；6、悬挂件；7、控制单元；701、电控箱体；702、工控一体机。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

参见图1、图2和图3，提供一种吊具，包括吊带单元1、吊梁单元2和吊索单元3；所述吊带单元1包括带体101，所述吊梁单元2包括第一梁体201和第二梁体202，所述吊索单元3包括吊索体301；四个所述带体101的下端连接所述第一梁体201和第二梁体202的端部，四个带体101的上端交汇连接于一点；所述第一梁体201中部形成有通口4，所述第二梁体202从所述通口4中穿过并与所述第一梁体201形成交叉状，第二梁体202连接有驱动组件5，所述驱动组件5使所述第一梁体201和第二梁体202之间相对旋转改变第一梁体201和第二梁体202之间的夹角；所述吊索单元3的吊索体301连接所述吊梁单元2的第一梁体201和第二梁体202，吊索体301沿所述第一梁体201和第二梁体202进行滑动。

吊具的一个实施例中，所述带体101的上端连接有交汇件102，四个带体101的上端通过所述交汇件102交汇于一点；所述第一梁体201和第二梁体202的端部连接有悬挂件6，所述带体101通过所述悬挂件6与第一梁体201和第二梁体202连接。所述第一梁体201和第二梁体202的上端分别设有直线电缸203，所述吊索体301通过所述直线电缸203沿所述第一梁体201和第二梁体202滑动。

吊具的一个实施例中，所述驱动组件5包括驱动电机501、主动齿轮502、从动齿轮503、从动轴504和驱动片505，所述驱动电机501连接所述主动齿轮502，所述主动齿轮502与所述从动齿轮503啮合，所述从动轴504连接所述从动齿轮503，从动轴504穿过所述第二梁体202与所述驱动片505连接，所述驱动片505位于所述通口4的下方，驱动片505两端连接所述第一梁体201。

吊具的一个实施例中，所述吊索单元3还包括滑动座302，所述滑动座302连接所述吊索体301，滑动座302带动所述吊索体301沿所述第一梁体201和第二梁体202进行滑动。所述吊索体301包括电缸件3011、吊点滑块3012和吊绳3013，所述电缸件3011连接所述滑动座302，所述吊点滑块3012连接所述电缸件3011，所述吊绳3013连接所述吊点滑块3012。所述吊绳3013连接有拉力传感器和倾角传感器(传感器本身属于现有技术，未示出)，所述拉力传感器用于获取吊绳3013的拉力，所述倾角传感器用于获取吊绳3013的倾斜角度。

具体的，吊带单元1和吊梁单元2的联接采用安全吊带进行软联接，吊梁单元2水平方向采用直线电缸203来调整吊具的位移。垂直方向四个吊绳3013分别用四台电缸件3011固定可上下升降移动，每个电缸件3011下端安装有拉力传感器。第一梁体201和第二梁体202之间的转角用上方的驱动电机501来带动，实现第一梁体201和第二梁体202之间的转角90—35度变化。

具体的，吊具的机械各传动部位追加机械死限位，防电控失效，出现安全事故。吊具表面处理，主体结构表面喷塑处理，保证所有组部件外表面均应清洁、无油污。吊具在醒目位置铆接安装铭牌，标明产品名称、产品代号、外廓尺寸、自重、制造单位、制造日期、额定负荷。

吊具的一个实施例中，所述吊梁单元2上端连接有控制单元7，所述控制单元7包括电控箱体701，所述电控箱体701内部设有工控一体机702；所述驱动组件5的驱动电机501伸入所述电控箱体701的内部。

具体的，在吊具电控箱体四周布置倾角显示和拉力显示，为保证使用者观察方便，显示屏与水平面成向下45°，且显示屏四面对称布置。电控箱体相对称位置分别安装电源箱和配电箱，因电源箱和配电箱重量不同，且配电箱质心未知，配电箱和电源箱的安装应现场进行，保证吊具质心在其形心。蓄电池组安装在电箱周围。为了减轻吊具重量可以将电池组和电箱安装在吊具上，采用插头来提供电源及信号对接。链接电缆采用弹性电缆可以随吊钩上下移动。

参见图4和图5，具体的，通过工控一体机702综合实现控制要求，在硬件方面增加外围的驱动板卡，i/o板卡、位置板卡等，配置传感输入单元、手柄单元、执行单元、显示单元、限位单元和供电单元。

显示单元主要负责将测量的各个角度显示在led屏上。传感输入单元由4个吊臂拉力传感器、4个吊臂倾角传感器、1个吊梁平台倾角传感器、执行单元由x方向和y方向各一套的伺服电机、驱动器、光栅尺和制动器组成。限位单元由±x、±y方向的侧滑式机械限位开关组成，同时，测控系统根据光栅尺反馈的位置信息进行软件限位保护，假若光栅尺失效，限位单元仍可以正常工作，进行断电保护。伺服电机采用全闭环控制确保发送脉冲与实际运动步数一致，另外增加光栅尺确保位置移动的精确定位。所有通信采用无线方式，另增加通信中断报警。

吊具的一个实施例中，显示单元由4组led显示屏组成，分布在吊梁的四面，显示拉力和倾角等信息。供电单元由磷酸铁锂电池锂电池、dc/dc电源模块、风扇、电池温度和电池电量检测部分组成。传感输入单元由4个质心拉力传感器、4个垂直吊带倾角传感器、1个吊钩倾角传感器组成。执行单元由x方向和y方向各两套的电缸伺服电机、驱动器、光栅尺和制动器组成。限位单元由±x、±y方向的侧滑式机械限位开关组成，同时，测控系统根据光栅尺反馈的位置信息进行软件限位保护，假若光栅尺失效，限位单元仍可以正常工作，进行断电保护。供电单元由磷酸铁锂电池锂电池、dc/dc电源模块、风扇、电池温度和电池电量检测部分组成。

具体的，控制单元的工作流程如下：(1)系统自检；(2)吊具与设备对中；(3)数据采集；(4)数据计算；(5)执行调节；(6)限位保护；(7)数据存储。吊具位置可通过配置算法计算理论数据，人工根据理论数据及实践进行调整。

具体的，系统自检：将有线手柄称之为主机，其余部分称之为从机。打开测控系统自检无误后，电机自动移动一段距离以根据光栅尺的参考点位置确定调节机构的绝对位置；主机发送“回零”指令，使吊具的调节机构回零。

天车对中：天车、吊具与吊件连接并预紧，从机开始采集吊钩倾角传感器的数据，并在吊具led显示屏上分别显示x方向、y方向天车吊钩与吊具吊点的倾斜情况，根据数码管显示的数据，人工调节天车位置，使天车吊钩与吊具吊点在同一铅垂线上。

因考虑到吊具使用过程中现场一直有人参与，建议采用人工方式方便实现吊具吊点和卫星定位销调整在同一铅垂线上，也可保留采用红外线方式实现吊具吊点和卫星定位销自动调整在同一铅垂线上。

数据采集：主机检测到测量按键按下，主机发送数据采集命令；从机接收到命令后，对四个吊点的拉力传感器进行数据转换和采集，每个传感器分别采集两次数据，每次采集10个数据，剔除最大和最小的两个值，对剩余的8个数据进行求均值，将测试结果显示在吊具led显示屏上；紧接着采集吊具平台倾角传感器的数据，在吊具led显示屏上显示吊具平台x方向、y方向的倾斜角度。

数据计算：同时将拉力和倾角测试结果以及调节机构当前的位置等信息发送给主机，主机接收到数据后，根据调节算法求得吊具调节机构需要移动的距离，通过多次测量和计算进行人工判读，确认数据无误后，调整天车把星体吊起。

执行调节：主机检测到执行按键按下时，将需要调整的方向及每个方向的位移量发送给从机；从机接收到命令后，根据接收到得调整方向和调整位移，打开相应方向的制动器，并控制伺服电机的运转，从机在电机运转过程中不断检测光栅尺的数据，判断是否已经调整到相应位置，进行闭环控制，使调节机构精确地调整到预期位置，电机运行结束后，制动器断电锁死。

限位保护：根据光栅尺的测量值，在调节范围的边界设置软件限位，发生软件限位时，电控系统自动停止电机运行；此外，极限位置分别安装机械死限位保护，发生硬件限位时，从机强制给出驱动器停机命令并在主机和从机的显示屏上显示报警，确保吊具调节的安全性。

人工校正：在系统使用过程中，也可通过主机的按键输入要移动的方向及位移量直接控制步进电机的运转。

数据存储：在以上工作过程中，系统都将水平调节过程中的吊臂的拉力数据、平台倾角、吊钩倾角、电机移动前的位置及每个方向需要移动的距离等数据存储到主机存储芯片中；在需要时，可传输到计算机中进行后期处理。

参见图6，本发明实施例还提供一种吊具吊装方法，包括以下步骤：

s1：通过吊带单元1将吊具移动到待吊装的设备上方，将吊具下放至吊索单元3接触到吊点的高度，调节吊梁单元2的第一梁体201和第二梁体202之间的夹角，驱动吊索体301沿第一梁体201和第二梁体202滑动到吊点位置；

s2：人工将吊索单元3的吊绳3013固定，驱动吊具开始上升直至其中一根吊绳3013检测到拉紧力大于0；

s3：电缸件3011开始预拉紧吊绳3013，使每个吊绳3013的拉紧力大于预设拉力值，通过倾角传感器获取每个吊绳3013的倾斜角度，根据所述倾斜角度调整吊索体301在第一梁体201或第二梁体202上的位置直至倾斜角度小于预设角度值；

s4：吊索体301调整到位后，判断吊具位置是否满足起吊条件，重新调整吊具位置；

s5：位置调整到位后，保持吊具不动，电缸件3011驱动吊绳3013以5-20mm/min的速度上升，并通过拉力传感器实时反馈的结果实时调节电缸件3011的升降速度使设备保持水平状态；

s6：当设备升降脱离定位销之后，电缸件3011停止上升并各抱闸抱死使之不能动作，升降吊具开始移动设备到指定的位置；

s7：当设备移动到指定的位置之后吊具下降，下降到定位销处后吊具停止，人工消除水平方向旋转产生的定位销不在孔位的误差，至设备完全就位；

s8：当拉力传感器反馈的结果为0后，吊具下降，人工将吊绳3013取下吊具返回至吊具工装位置。

吊具吊装方法的一个实施例中，所述吊装工装位置四面设置有雷达报警，实时监测吊装工装周围的障碍物进行预警防撞。

本发明实施例的技术方案转动灵活：限制偏航方向的自由度的前提下，可随吊具吊索在俯仰、滚动方向自由转动；吊具在空载条件下，悬挂在吊具吊点上，调节机构可在二维平面内由电机驱动运动，驱动的最大倾斜角度不超过15°，调节机构(含电机)在最大倾角不超过15°的范围内能正常可靠工作。吊点位置利用精度电缸丝杠推动吊点实现吊点间距可调，满足无级可调；在两根吊梁的外两端安装质心吊点调节位置机构，根据实际使用的情况，通过电缸推杆自行质心吊点位置进行平衡；质心吊点上在力传感器侧面加装保护机构，防止因传感器失效而造成吊装事故。吊带能够快速更换，吊具易于使用、运输，方便调试、维护及零部件的更换；机械系统全封闭，保证内部零部件无坠落，无油污滴落，系统对环境无污染，不产生多余物；结构稳定可靠，运行平稳，动作准确。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。