专利名称：龙门吊刚柔腿位移偏差自纠正系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动控制技术领域，具体是一种龙门吊上的刚柔腿位移偏差自纠正
系统。
背景技术：
龙门吊体积庞大，其移动需要借助轨道实现，其刚柔腿分别装有车轮，由动力 装置驱动沿车轨前进。在使用过程中，因为刚柔腿的前进速度不能保证完全同步，两腿 在轨道方向会存在位移偏差，如果这个位移偏差超过一定限度，会发生"啃轨"现象， 对轨道和车体都产生磨损和破坏。位移偏差进一步增大甚至可能造成车体的局部断裂和 倾斜，严重影响使用安全。因此，必须将刚柔腿的位移偏差限制在一定范围内。
目前常用的偏差纠正系统是在刚性腿和柔性腿分别装上编码器，根据车轮的滚 动圈数计算两腿的位移，再跟据这个位移差调整两腿动力装置的输出速度。但是，这种 单纯依靠编码器的方法所得到的两腿位移常常与实际位移存在较大误差。车轮在前进过 程中可能会出现滑动、倾斜等情况，都会造成编码器测量结果的误差，龙门吊进行较长 距离的移动后，累计误差很大，影响位移校正结果，存在安全隐患。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种龙门吊刚柔腿位移偏差自纠 正系统，通过每隔一段距离校正测量误差，来达到改善两腿同步性、减小磨损、提高安 全性的目的。
为此，本发明采用以下技术方案 龙门吊刚柔腿位移偏差自纠正系统，包括具有刚性腿和柔性腿的龙门吊车体、 分别驱动刚性腿和柔性腿运动的刚性腿动力装置和柔性腿动力装置、引导车体运动方向 的车轨，车轨包括对应于刚性腿和柔性腿的刚性腿轨道和柔性腿轨道，所述的刚性腿和 柔性腿分别设有主动轮和被动轮，主动轮分别由刚性腿动力装置和柔性腿动力装置驱 动，其特征在于所述的自纠正系统还包括 沿车轨设置的若干对磁体，每对磁体中的两块分别设于刚性腿轨道侧和柔性腿 轨道侧； —对磁感应装置，分别设于龙门吊的刚性腿和柔性腿上，当刚柔腿经过磁体 时，磁感应装置检测到磁场变化而发出信号； —对速度位移传感器，分别设于刚性腿和柔性腿的被动轮上； 智能控制器，包括偏差检测模块和自动同步模块，偏差检测模块根据磁感应装 置的信号计算刚性腿和柔性腿的位置，并对速度位移传感器测得的位移信息进行校正， 得到刚柔腿位移偏差信息；自动同步模块根据偏差检测模块的位移偏差信息调节刚性腿 动力装置和柔性腿动力装置，减小刚柔腿位移偏差。 刚性腿或柔性腿经过磁体时，磁感应装置发出信号，根据磁体的位置，可得到刚性腿或柔性腿的准确位置，再用这个位置数值去校正速度位移传感器测得位移信息， 消去误差；龙门吊到达下一个磁体时，再次校正，这样就能将速度位移传感器的误差控 制在较小的范围内，从而能较准确的纠正两腿的位置差，达到较好的同步性。
作为对上述技术方案的完善和补充，本发明进一步采取如下技术措施或是这些 措施的任意组合 所述的磁体为永磁铁，这些永磁铁固定于车轨两侧的地基中。龙门吊的工作场 所环境比较恶劣，永磁铁能稳定地长时间产生磁场，成本低。 所述的永磁铁通过膨胀螺栓在地基中定位并用水泥固定，稳固，防破坏。
所述的速度位移传感器为与被动轮联动的编码器，该编码器取得的速度位移信 息传输给智能控制器，编码器通过检测被动论的转数来输出读数，能尽量进阶实际值。
所述的磁感应装置为磁感应开关，当磁感应开关经过磁体时，磁感应开关向智 能控制器发送信号。通过开关信号的数目来判断磁体的位置。
所述的磁体沿车轨两侧等距设置，便于计算磁体的位置。 所述车轨一侧相邻的两个磁体相距30m。这个距离技能保证把误差控制在一定 范围内，又不用装过多的磁体。 所述的永磁铁上端高于地面10mm，所有永磁铁到车轨的距离相同，所述的磁 感应装置与永磁铁的高度差为30+/-5mm，能保证永磁铁和磁感应装置准确配合，可靠工 作。 当刚柔腿经过磁体时，磁感应开关向智能控制器发送信号，智能控制器根据磁 感应信号计算该磁体的位置，得到刚柔腿的位移信息，再用该位移信息去校正速度位移 传感器取得的位移信息，通过比较刚柔腿进校正的位移信息，得到刚柔腿位移偏差值。
所述的智能控制器还包括报警信号输出模块和制动信号输出模块，当速度位移 传感器测得的位移信息与根据磁感应装置信号测得的位移信息的差超过设定值或刚柔腿 的位移偏差超过设定值时，报警信号输出模块输出报警信号，制动信号输出模块输出制 动信号使龙门吊停止运动。当偏差过大时，进行制动和报警，通知相关人员进行处理。
有益效果本发明通过每隔一定距离校正速度位移传感器一次，减小了其测量 误差，能准确纠正两腿的位移差，减轻啃轨现象，防止龙门吊断裂、倾倒，使用安全延 长龙门吊的使用寿命磁感应方式成本低，工作可靠，环境适应性强。
图1为本发明的系统原理框图； 图2为本发明的磁体及磁感应装置位置示意图； 图3为图2的A处局部放大图； 图4为本发明的磁体及磁感应装置位置的另一示意图；
具体实施例方式
如图l所示的龙门吊刚柔腿位移偏差自纠正系统，龙门吊车体的刚性腿和柔性 腿上分别安装有速度位移传感器和磁感应装置，速度位移传感器与刚柔腿的被动论连 动，磁感应装置和速度位移传感器信号都发送给智能控制器。智能控制器中含有偏差检测模块、自动同步模块、报警信号输出模块和制动信号输出模块。 车轨(包括刚性腿轨道21和柔性腿轨道22)两侧每隔一定距离对称地设有磁体 3(图2)。磁体一般采用永磁铁，埋入地面一定距离后用膨胀螺栓4定位，并灌入水泥固 定(图3)，永磁铁上端高于地面10mm左右，离轨道250mm左右。 磁感应装置1与磁体3的安装位置竖直中心尽可能保持一致，高度差为 30+/-5mm，使磁感应装置1与磁体3能良好配合。 下面以磁感应装置采用磁感应开关、速度位移传感器采用脉冲编码器、相邻磁 体相距30m为例简述本系统的工作过程 车体开始移动后，脉冲编码器根据车轮的转动圈数发出脉冲给智能控制器，智 能控制器根据脉冲数计算刚性腿和柔性腿移动距离。 设编码器实际READ值为A，中间值为B，最终目标值为C，即A+B = C，在 未检测到磁铁这30米内，B值是在第O个位置时，为O值。 在每次碰到磁铁时，便将C除以30，得到的商D进行四舍五入得到E(即表示是 第几个磁铁)，此时E*30 = X即是该磁铁的位置
比较，得出一个误差值瞬时Y = X-C，这时将B = B+Y，即相当于编码器最 终目标值C置成经过测量的正确值。 若编码器多测量数值(比实际值大)，即C比X大，则Y为负值，那么A+B二 C，相当于将值降下来了 若编码器少测量数值(比实际值小)，即C比X小，则Y为正值，那么A+B二 C，相当于将值增加了。如此偏差检测模块便可得到刚性腿和柔性腿的准确位移，并得到 两腿的位移偏差，从而通过自动同步模块调整两腿的前进速度。可采用每个扫描周期固 定减少2Hz的静态纠偏方法(在5Hz时，只减少lHz)。 当瞬时误差Y大于一定值如3时，报警信号输出模块输出报警信号，制动信号输 出模块输出制动信号。 当偏差检测模块得到的刚柔腿位移偏差大于一定值时，同样进行报警减速制 动。 如刚柔腿上的磁感应开关同时发出信号，即刚柔腿同时到达同距离磁体时，可
将编码器清零。 应当指出，本实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发 明。任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行 修改。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
权利要求
龙门吊刚柔腿位移偏差自纠正系统，包括具有刚性腿和柔性腿的龙门吊车体、分别驱动刚性腿和柔性腿运动的刚性腿动力装置和柔性腿动力装置、引导车体运动方向的车轨，车轨包括对应于刚性腿和柔性腿的刚性腿轨道和柔性腿轨道，所述的刚性腿和柔性腿分别设有主动轮和被动轮，主动轮分别由刚性腿动力装置和柔性腿动力装置驱动，其特征在于所述的自纠正系统还包括沿车轨设置的若干对磁体，每对磁体中的两块分别设于刚性腿轨道侧和柔性腿轨道侧；一对磁感应装置，分别设于龙门吊的刚性腿和柔性腿上，当刚柔腿经过磁体时，磁感应装置检测到磁场变化而发出信号；一对速度位移传感器，分别设于刚性腿和柔性腿的被动轮上；智能控制器，包括偏差检测模块和自动同步模块，偏差检测模块根据磁感应装置的信号计算刚性腿和柔性腿的位置，并对速度位移传感器测得的位移信息进行校正，得到刚柔腿位移偏差信息；自动同步模块根据偏差检测模块的位移偏差信息调节刚性腿动力装置和柔性腿动力装置，减小刚柔腿位移偏差。
2. 根据权利要求1所述的龙门吊刚柔腿位移偏差自纠正系统，其特征在于所述的 磁体为永磁铁，这些永磁铁固定于车轨两侧的地基中。
3. 根据权利要求2所述的龙门吊刚柔腿位移偏差自纠正系统，其特征在于所述的 永磁铁通过膨胀螺栓在地基中定位并用水泥固定。
4. 根据权利要求1所述的龙门吊刚柔腿位移偏差自纠正系统，其特征在于所述的 速度位移传感器为与被动轮联动的编码器，该编码器取得的速度位移信息传输给智能控 制器。
5. 根据权利要求1所述的龙门吊刚柔腿位移偏差自纠正系统，其特征在于所述的 磁感应装置为磁感应开关，当磁感应开关经过磁体时，磁感应开关向智能控制器发送信 号。
6. 根据权利要求1所述的龙门吊刚柔腿位移偏差自纠正系统，其特征在于所述的 磁体沿车轨两侧等距设置。
7. 根据权利要求6所述的龙门吊刚柔腿位移偏差自纠正系统，其特征在于所述车轨一侧相邻的两个磁体相距30m。
8. 根据权利要求3所述的龙门吊刚柔腿位移偏差自纠正系统，其特征在于所述的永磁铁上端高于地面10mm，所有永磁铁到车轨的距离相同，所述的磁感应装置与永磁铁 的高度差为30+/-5mm。
9. 根据权利要求5所述的龙门吊刚柔腿位移偏差自纠正系统，其特征在于当刚柔 腿经过磁体时，磁感应开关向智能控制器发送信号，智能控制器根据磁感应信号计算该 磁体的位置，得到刚柔腿的位移信息，再用该位移信息去校正速度位移传感器取得的位 移信息，通过比较刚柔腿进校正的位移信息，得到刚柔腿位移偏差值。
10. 根据权利要求3或4或5或6所述的龙门吊刚柔腿位移偏差自纠正系统，其特征 在于所述的智能控制器还包括报警信号输出模块和制动信号输出模块，当速度位移传 感器测得的位移信息与根据磁感应装置信号测得的位移信息的差超过设定值或刚柔腿的 位移偏差超过设定值时，报警信号输出模块输出报警信号，制动信号输出模块输出制动信号使龙门吊停止运动'
全文摘要
龙门吊刚柔腿位移偏差自纠正系统，涉及自动控制技术领域。现有技术存在校正不准确等缺陷，本发明包括沿车轨设置的若干对磁体和分别设于龙门吊的刚性腿和柔性腿上的一对磁感应装置，当刚柔腿经过磁体时，磁感应装置检测到磁场变化而发出信号。通过每隔一定距离校正速度位移传感器一次，减小了其测量误差，能准确纠正两腿的位移差，减轻啃轨现象，防止龙门吊断裂、倾倒，使用安全延长龙门吊的使用寿命。
文档编号B66C9/00GK101691187SQ200910195250
公开日2010年4月7日 申请日期2009年9月7日 优先权日2009年9月7日
发明者唐开龙, 谢炳贤 申请人:上海海得控制系统股份有限公司