[发明专利]挺杆起重机试验台

说明书

技术领域

本发明设计了挺杆起重机试验台。本发明的目的是为了研究挺杆起重机动力学特性，探索实现挺杆起重机自动化的关键技术，降低事故率、提高工作效率、安全性、可靠性提供试验设备。属于起重运输机械技术领域。

背景技术

挺杆起重机大量用于港口、油田和运输行业，但目前是以人工操作为主，自动化程度低，而且事故率高。为了从根本上解决这些问题，本发明设计挺杆起重机试验台，用于研究挺杆起重机动力学特性和控制策略的有效性，以及提高挺杆起重机安全性、稳定性、可靠性的措施。目前尚未见到有关挺杆起重机试验台的报道。

发明内容

本发明设计了挺杆起重机试验台的俯仰机构、回转机构、起升机构和运动控制系统，如图1、图2所示。

1.俯仰机构技术方案

俯仰机构采用臂架摆动式运动机构，传动方案采用钢丝绳滑轮组传动。俯仰运动电动机(12)通过俯仰机构联轴器(13)带动俯仰机构主动轴(14)回转，俯仰机构主动轴(14)与俯仰机构卷筒(2)之间采用键连接，从而带动卷筒(2)转动，俯仰机构钢丝绳(5)一端固定在卷筒(2)上，另一端固定在挺杆(10)的顶端，卷筒(2)的回转带动俯仰机构钢丝绳(5)放开或卷入，从而实现挺杆的俯仰运动。

2.回转机构技术方案

回转机构采用滚动轴承式回转支撑装置，传动方案采用齿轮副传动，如图3所示。回转运动电动机(4)固定在回转运动平台(22)上，电动机(4)驱动小齿轮(18)运动，通过与大齿轮(19)的啮合作用，使回转运动平台及其上面的回转轴(21)实现回转运动。

3.起升机构技术方案

提升机构采用滚筒滑轮组传动方案。起升运动电动机(15)通过起升机构联轴器(16)带动起升机构主动轴(17)旋转，主动轴(17)与起升机构卷筒(1)之间采用键连接，从而带动起升机构卷筒(1)回转，钢丝绳一端固定在卷筒(1)上，另一端固定在吊钩(11)上，中间有起升机构导向轮(9)支撑。卷筒(1)的转动带动钢丝绳(7)放开或卷入，从而实现吊钩(11)的下降或上升，达到升降货物的目的。

4.运动控制系统方案

挺杆起重机试验系统由一套PC机控制两套伺服系统和一套步进电机驱动系统，分别驱动俯仰机构、回转机构和起升机构运行。每一套伺服系统都由运动控制器、伺服驱动器、伺服电动机组成，驱动器采用日本松下MSDA043A1A伺服驱动器，电动机采用日本松下小型小惯量MSMA022A1C伺服电动机，11线2500P/r增量式光电编码器装在电机轴上，测量电机的转角和转速。

本发明的优点是模拟挺杆起重机的俯仰机构、回转机构、起升机构的运动，通过编码器测量俯仰运动、回转运动、起升运动的位移和速度，通过摄像头实时测量载荷的运动及摆动情况。这一试验台的设计和建成为研究挺杆起重机的动力学特性提供了可靠的试验数据，对实现挺杆起重机自动化，降低事故率，提高工作效率、安全性、可靠性有着重要的意义和价值。

附图说明

图1是挺杆起重机试验台整体方案主视图。

图2是挺杆起重机试验台整体方案俯视图。

图3是挺杆起重机试验台回转机构技术方案示意图。

图1是挺杆起重机试验台整体方案主视图：1、起升机构卷筒，2、俯仰机构卷筒，3、回转机构齿轮副，4、回转运动电动机，5、俯仰机构钢丝绳，6、立柱，7、起升机构钢丝绳，8、俯仰机构导向轮，9、起升机构导向轮，10、挺杆，11、吊钩。

图2是挺杆起重机试验台整体方案俯视图：12、俯仰运动电动机，13、俯仰机构联轴器，14、俯仰机构主动轴，15、起升运动电动机，16、起升机构联轴器，17、起升机构主动轴。

图3是挺杆起重机试验台回转机构技术方案示意图：18、小齿轮，4、回转运动电动机，19、大齿轮，20、圆锥滚子轴承，21、回转轴，22、回转运动平台。

具体实施方式