起重搬运系统的制作方法

本发明涉及水泥生产技术领域，尤其涉及起重搬运系统。

背景技术：

目前，水泥窑联合储库是水泥生产中常见的原料存储与输送车间，内部存储铁矿石、石膏、岩石、煤、混合材料，每种原料由车间内的起重机分别投放到不同的传输线上。通常在联合储库中使用的起重机为人工控制，由于建设年代较早，起重机不具备变频调速、三维定位检测、物料检测、自动化程控功能，电控室、操作房的密封性差，工作强度大，工作环境恶劣。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种起重搬运系统，起重机具有自动化运行功能，操作人员可以远离高噪音、高粉尘和高空作业的环境，降低了操作人员的工作强度，减员增效，改善了人员工作环境，使操作人员能够远离恶劣的工作环境进行工作。

根据本发明第一方面实施例的起重搬运系统，包括起重机和电气控制系统，所述电气控制系统包括控制器和变频驱动装置，所述起重机包括起重小车、桥架、取物抓具以及搭载于所述起重小车上的升降机构，所述升降机构包括起升电机和传动装置，所述起重小车设置于所述桥架上，所述起重小车设有用于驱动所述起重小车移动的小车行走电机，所述桥架设有用于驱动所述桥架移动的桥架行走电机，所述起升电机通过所述传动装置与所述取物抓具连接，所述起重小车上设有称重传感器，所述小车行走电机、所述起升电机和所述桥架行走电机均与其各自对应的独立的所述变频驱动装置连接，所述变频驱动装置和所述称重传感器均与所述控制器连接。

根据本发明的一个实施例，所述电气控制系统还包括位置检测装置，所述位置检测装置设置于所述起重机上，所述位置检测装置与所述控制器连接。

根据本发明的一个实施例，所述电气控制系统还包括位置校验装置，所述位置校验装置设置于所述起重机上，所述位置校验装置与所述控制器连接。

根据本发明的一个实施例，所述起重机的下方设有物料扫描装置，所述物料扫描装置与所述控制器连接。

根据本发明的一个实施例，还包括雷达传感器，所述雷达传感器设置于投料口，所述雷达传感器与所述控制器连接。

根据本发明的一个实施例，还包括远程控制台，所述远程控制台与所述控制器连接。

根据本发明的一个实施例，还包括视频监视装置，所述视频监视装置与所述远程控制台连接。

根据本发明的一个实施例，还包括调度搬运控制装置，所述调度搬运控制装置与所述控制器连接。

根据本发明的一个实施例，所述调度搬运控制装置包括服务器和与所述服务器连接的显示器，所述服务器与所述远程控制台连接。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果：本发明实施例的起重搬运系统，起重小车上安装高精度的称重传感器获取起吊的重量信息，重量信息作为超载保护和取物抓具落地松绳的信号来源，也作为每次投料记录的重量信号来源，并可将信号发送至控制器，具有手动控制和自动运行功能。桥架上搭载起重小车，起重小车在小车行走电机的驱动下可沿桥架移动运行，桥架安装在联合储库内的轨道梁上，桥架在桥架行走电机的驱动下沿轨道梁移动运行，升降机构安装在起重小车上，通过起升电机与传动装置带动取物抓具升降、开闭运行。小车行走电机、起升电机和桥架行走电机通过三者各自对应的且独立的变频驱动装置驱动正反向及调速运行，从而控制起重小车的移动速度和位置以及取物抓具的升降变化，各变频驱动装置内置调速算法，使起重机在运行和停止时抑制取物抓具的摇摆。各变频驱动装置接收控制器的运行指令，并将变频运行状态信号、故障信号反馈给控制进行处理。

起重机上全部的控制信号、状态信号、故障信号、检测限位信号均接入至电气控制系统中，由控制器综合处理。起重机的手动控制信号输入到控制器后，根据位置保护、运行条件的要求，发出相应的运行信号，使起重机根据要求运行，控制器控制起重机自动运行、抓料、投料。控制器采用可编程逻辑控制器作为单机控制器，控制信号和检测信号接入可编程逻辑控制器。

本发明实施例的起重搬运系统是一种联合储库用的自动运行物料起重搬运系统，起重机的调速稳定平滑，起重机具有自动化运行功能，操作人员可以远离高噪音、高粉尘和高空作业的环境，降低了操作人员的工作强度，减员增效，改善了人员工作环境，使操作人员能够远离恶劣的工作环境进行工作。解决了联合储库用的桥式起重机的型式问题、电机变频驱动及防摇摆问题及自动运行问题。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明，或通过本发明的实践了解到。

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是本发明实施例起重搬运系统的主视图；

图2是本发明实施例起重搬运系统的侧视图；

图3是本发明实施例起重搬运系统的俯视图；

图4是本发明实施例起重搬运系统的组成示意图。

附图标记：

1、起重机；11、起重小车；12、桥架行走电机；13、桥架；15、物料扫描装置；16、车载操作台；17、车载触摸屏；18、摄像设备；19、第一视频交换机；111、小车行走电机；141、取物抓具；142、起升电机；

2、电气控制系统；21、控制器；22、变频驱动装置；23、位置检测装置；24、第二光电交换机；

3、轨道梁；

4、远程控制台；41、可编程控制模块；42、触摸屏；43、第一光电交换机；

5、视频监视装置；51、第二视频交换机；52、视频显示器；53、硬盘录像机；

6、调度搬运控制装置；61、服务器；62、显示器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1、图2、图3和图4所示，本发明实施例提供的起重搬运系统，包括起重机1和电气控制系统2，电气控制系统2包括控制器21和变频驱动装置22，起重机1包括起重小车11、桥架13、取物抓具141以及搭载于起重小车11上的起升机构，起升机构包括起升电机142和传动装置，起重小车11设置于桥架13上，起重小车11设有用于驱动起重小车11移动的小车行走电机111，起升电机142通过传动装置与取物抓具141连接，起重小车11上设有称重传感器，小车行走电机111、起升电机142和桥架行走电机12与其各自对应的独立的变频驱动装置22连接，变频驱动装置22和称重传感器均与控制器21连接。

本发明实施例的起重搬运系统，起重小车11上安装高精度的称重传感器获取起吊的重量信息，重量信息作为超载保护和取物抓具141落地松绳的信号来源，也作为每次投料记录的重量信号来源，并可将信号发送至控制器21，具有手动控制和自动运行功能。桥架13上搭载起重小车11，起重小车11在小车行走电机111的驱动下可沿桥架13移动运行，桥架13安装在联合储库内的轨道梁3上，桥架13在桥架行走电机12的驱动下沿轨道梁3移动运行，升降机构安装在起重小车11上，通过起升电机142和传动装置带动取物抓具141升降、开闭运行。小车行走电机111、起升电机142和桥架行走电机12通过三者各自对应的且独立的变频驱动装置22驱动正反向及调速运行，从而控制起重小车11的移动速度和位置以及取物抓具141的升降变化，各变频驱动装置22内置调速算法，使起重机1在运行和停止时抑制取物抓具141的摇摆。各变频驱动装置22接收控制器21的运行指令，并将变频运行状态信号、故障信号反馈给控制器21进行处理。

起重机1上全部的控制信号、状态信号、故障信号、检测限位信号均接入至电气控制系统2中，由控制器21综合处理。起重机1的手动控制信号输入到控制器21后，根据位置保护、运行条件的要求，发出相应的运行信号，使起重机1根据要求运行，控制器21控制起重机1自动运行、抓料、投料。控制器21采用可编程逻辑控制器作为单机控制器21，控制信号和检测信号接入可编程逻辑控制器。

本发明实施例的起重搬运系统是一种联合储库用的自动运行物料起重搬运系统，起重机1的调速稳定平滑，起重机1具有自动化运行功能，操作人员可以远离高噪音、高粉尘和高空作业的环境，降低了操作人员的工作强度，减员增效，改善了人员工作环境，使操作人员能够远离恶劣的工作环境进行工作。解决了联合储库用的桥式起重机1的型式问题、电机变频驱动及防摇摆问题及自动运行问题。

本实施例中，起重机1采用双梁桥架。电气控制系统2均安装在桥架13上的集装箱式密封电气控制房内。传动装置包括减速机、起升卷筒和钢丝绳，起升电机142与减速机连接，经减速机变速后与起升卷筒连接，起升卷筒再通过钢丝绳与取物抓具141连接，减速机、起升卷筒和起升电机142均设置于起重小车11上，取物抓具141使用双电机变频驱动控制开闭，起重机1使用速度调节的方式进行吊钩防摇摆控制。

本实施例中，小车行走电机111、起升电机142和桥架行走电机12均使用变频电机，变频驱动装置22驱动变频电机正反向及调速运行，对桥架13运行、起重小车11移动、取物抓具141运行进行驱动控制。其中，起重小车11、小车行走电机111、起升电机142和桥架行走电机12的数量不作限定，根据实际情况和工作需要进行调整和选择即可。

控制器21通过自动化程序控制桥架13的自动运行、取物抓具141抓取物料、投放物料的动作。控制器21内部存储有储库分块网格坐标和投料点坐标，当接收到抓取位置和投放位置后，会自动装入运行地址，收到开始运行指令后，起重机1首先将取物抓具141张开并提升至最高点，然后桥架13和起重小车11运行至抓取对应的位置，下降取物抓具141，当取物抓具141落到松绳时停止下降，取物抓具141开始闭合抓料，抓满后提升至最高点，然后桥梁和起重小车11运行至投放对应的位置，将物料释放，完成一个任务流程动作。

根据本发明的一个实施例，电气控制系统2还包括位置检测装置23，位置检测装置23设置于起重机1上，位置检测装置23与控制器21连接。本实施例中，起升电机142、桥架13和起重小车11均安装位置检测装置23，使控制器21能够实时获取取物抓具141、桥架13和起重小车11的三维坐标位置，起重机1的三维位置信息是随着起重机1的机构运行实时变化的，起重机1位置检测元件会在机构运行时发送各机构的当前位置信号至控制器21，用于起重机1三维定位显示和自动运行控制。解决了起重机1运行位置检测问题和自动运行问题。

根据本发明的一个实施例，电气控制系统2还包括位置校验装置，位置校验装置设置于起重机1上，位置校验装置与控制器21连接。本实施例中，对桥架13和起重小车11分别安装位置校验装置，在沿桥架13和起重小车11运行方向上均布置有与位置校验装置相对应的校验点，每当位置校验装置经过一处校验点时，会将当前位置信息与预存位置信息进行比对校准，每到一处校验点便对位置信息进行校验，如发现误差超出允许范围时，则发出报警信息，以此通过多点校验的方式解决了起重机1运行位置校验问题程控制问题。位置校验装置可采用限位开关或位置传感器。

根据本发明的一个实施例，起重机1的下方设有物料扫描装置15，物料扫描装置15与控制器21连接。本实施例中，物料扫描装置15位于起重机1下方，可以对下方角度为180°的扇面进行扫描，将下方的地形高程反馈至控制器21，控制器21结合位置检测装置23的信息，同步形成扫描点的三维高程，形成三维物料分布图。物料扫描装置15可采用激光扫描装置，通过tcpip通讯将距离信息数据帧发送给控制器21，由控制器21对数据帧进行解析，通过高程、位置综合换算，形成高程矩阵，存入数据区。解决了起重机1对车间物料分布存储检测的问题。

在自动运行开始时，起重机1先在所负责的工作区域进行一次扫描，通过搭载的物料扫描装置15获取物料分布信息。起重机1下方区域按照一定密度划分矩阵网格，当进入到网格区域时，控制器21对网格区域内的高度进行计算并存储到数据区，形成高程矩阵，由储库物料自动化调度与搬运控制装置读取并形成显示画面，并为抓取物料提供位置参数。

根据本发明的一个实施例，本发明实施例的起重搬运系统还包括雷达传感器，雷达传感器设置于投料口，雷达传感器与控制器21连接。本实施例中，雷达传感器对投料口进行检测，获取投料口物料堆积的动态信息。根据物料分布信息和投料口物料堆积信息，储库物料自动化调度与搬运系统向起重机1发出抓取位置和投料位置。控制器21控制起重机1自动运行、抓料、投料。

根据本发明的一个实施例，本发明实施例的起重搬运系统还包括远程控制台4，远程控制台4与控制器21连接。本实施例中，远程控制台4采用profinet总线网络与控制器21进行通讯，将远程控制信号发给控制器21，控制起重机1的运行，profinet总线网络模块可以选择有线模式或无线模式。远程控制装置可以使操作人员在远离起重机1运行车间的场所对起重机1进行控制。

远程控制台4包含起重机1控制手柄、可编程控制模块41、触摸屏42、急停开关、钥匙开关、电源指示灯、显示器和控制开关。操作人员通过控制手柄操作起重机1的平移、升降、取物抓具141开闭动作，通过急停开关进行紧急停止控制，通过钥匙开关和相关控制开关起动、停止起重机1的运行，在触摸屏42显示起重机1状态信号、故障信息和设定参数。解决了起重机1远程控制的问题。

根据本发明的一个实施例，本发明实施例的起重搬运系统还包括视频监视装置5，视频监视装置5与远程控制台4连接。本实施例中，起重机1上安装有摄像设备18，通过以太网传输至远程控制装置，操作人员通过与远程控制台4连接的视频监视装置5的画面观察起重机1运行状态和物料分布情况，便于操作人员实时了解起重机1运行状况和抓取、投放物料。

根据本发明的一个实施例，本发明实施例的起重搬运系统还包括调度搬运控制装置6，调度搬运控制装置6与控制器21连接。本实施例中，根据物料分布信息和投料口物料堆积信息，调度搬运控制装置6向起重机1发出抓取位置和投料位置。在自动运行开始时，起重机1先在所负责的工作区域进行一次扫描，通过搭载的物料扫描装置15获取物料分布信息。起重机1下方区域按照一定密度划分矩阵网格，当进入到网格区域时，对网格区域内的高度进行计算并存储到数据区，形成高程矩阵，由调度搬运控制装置6读取并形成显示画面，并为抓取物料提供位置参数。以此自动对储库内物料信息进行检测，实现储库物料自动化调度与搬运控制功能，

根据本发明的一个实施例，调度搬运控制装置6包括服务器61和与服务器61连接的显示器62，服务器61与远程控制台4连接。本实施例中，调度搬运控制装置6包括服务器61、显示器62、输入器、网络通讯装置和调度控制软件，具有划分起重机1运行区域，调度分配起重机1任务，与起重机1进行自动运行信息交互，显示储库内起重机1自动运行与物料分布情况。

本发明通过总线通讯的方式和使用单位中央控制系统进行信息交互，进行储库卸料门联锁、投料口状态、起重机1工作量和状态信息交互。通过卸料门联锁可以避免起重机1和卸料卡车交叉作业，避免安全风险。投料口状态异常时，可以通知起重机1不再往该料口投料。起重机1工作量上传到使用单位中央控制系统后，便于使用单位统筹规划储库物料出入库管理。起重机1状态信息上传后便于使用单位对设备的统一管理和维护。

车载操作台16与车载触摸屏17均与控制器21连接，远程操作台的第一光电交换机43与电气控制系统2的第二光电交换机24连接，电气控制系统2的第二光电交换机24与车载触摸屏17和控制器21均相连，调度搬运控制装置6的服务器61与远程控制台4的第一光电交换机43连接。起重机1上的摄像设备18通过第一视频交换机19与视频监视装置5的第二视频交换机51连接，视频监视装置5的视频显示器52通过硬盘录像机53与第二视频交换机51连接。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。