[发明专利]一种转臂式清罐装置万向驱动机构控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及清洗设备和位置或方向的控制领域的方向控制方法，特别是一种转臂式清罐装置万向驱动机构控制方法。

技术背景

列管式蒸发罐的换热管内壁结垢问题是影响制糖业制糖效率与节能降耗的一大问题，通常，这种蒸发罐直径大小不一(直径约4-8米)，其内换热管工作面分布的换热管数量巨大而且分布不规则。为替代目前国内各糖厂实际普遍采用的人工高压水逐根清洗换热管，国内外学者对蒸发罐清洗装置进行了大量研究。中国专利文献号CN 102305574 B于2011年8月23日公开的蒸发器换热管清洗机，该装置通过清洗机头和清洗机架的配合将清洗水枪输送到换热管中，自动定位清洗换热管，一方面由于其机械结构的限制，其工作的固定轨道与蒸发罐最外沿的换热管重叠，存在清洗盲区；另方面由于其采用固定机架，仅适用于直径大小与机架长度相匹配的蒸发罐的清洗；国专利文献号CN 103272813 A于2013年9月4日公开的列管式加热器全自动清洗设备采用X、Y轴滑轨分区、换区方式自动定位清洗换热管，其在不同区中执行清洗任务时，需要重复定位原点，影响设备的定位精度，由于采用固定机架，其亦不能匹配直径大小不同的蒸发罐的清洗；国专利文献号CN 104006703 A于2014年8月27日公开的一种清罐设备，由于其采用的两级转臂式结构的第二回转臂为悬臂梁结构，刚性差，承重能力小，回转支座端弯矩大，在清洗过程中易受力而引起清罐设备机械本体发生弯曲变形造成清洗过程第二回转臂的上下晃动，进而对换热管的清洗产生影响。同时，其第二回转臂驱动装置安装于第二回转臂回转中心处，为减轻驱动装置驱动电机端的负载需配合多级减速器满足大减速比的要求，大减速比的减速器结构尺寸庞大，不紧凑。

发明内容

针对悬臂梁结构及第二回转臂驱动装置安装于第二回转臂回转中心处的问题，提供一种非悬臂的转臂式清罐装置，其第二回转臂万向驱动机构安装在第二回转臂末端构成的简支梁结构有效解决悬臂梁结构引起的问题，同时，驱动机构安装在第二回转臂末端的主动驱动方式有效降低电机端的负载，有效降低配合减速器减速比，驱动装置结构紧凑。本发明的目的在于提供一种蒸发罐清洗设备万向驱动机构的转向控制方法，采用主动转向的方法使转向运动与驱动运动同步进行，实时调整驱动机构使其主动驱动轮的运动方向与第二回转臂B点处的合成线速度v_B方向一致，保证转臂式清罐装置回转顺畅，降低换热管定位时间，正确定位清洗的换热管。

为了实现上述目标，本发明的技术方案如下：

一种转臂式清罐装置万向驱动机构控制方法，该方法所使用的装置包括控制器1、角度传感器2、角度传感器4、第一回转臂驱动装置5，转向电机7，万向驱动机构8；角度传感器2安装在第一回转臂3的轴线1上，传感器中心与轴线1重合，用于检测第一回转臂3的关节转角θ′₁，角度传感器4安装在第二回转臂6的轴线2上，传感器中心与轴线2重合，用于检测第二回转臂6的关节转角θ′₂，转向电机7安装在第二回转臂6轴线3处，转向电机7依据第一回转臂3的关节转角θ′₁，第二回转臂6的关节转角θ′₂实时调整万向驱动机构8使其主动驱动轮的运动方向与第二回转臂6 B点处的合成线速度v_B方向一致。

所述的一种转臂式清罐装置万向机构控制方法的具体过程为：

控制器1根据给定的第一回转臂3的目标关节转角θ₁(以第一回转臂3回转轴线1与回转平面的交点o为原点建立直角坐标系)，第二回转臂6的目标关节转角θ₂，第一回转臂3的关节速度第二回转臂6的关节速度分别给第一回转臂驱动装置5，万向驱动机构8发送指令脉冲，第一回转臂驱动装置5根据所述指令脉冲驱动第一回转臂3绕轴线1回转运动，第一回转臂3的关节转角θ′₁由角度传感器2检测并反馈给控制器1；同时万向驱动机构8根据所述指令脉冲驱动第二回转臂6绕轴线2回转运动，第二回转臂6的关节转角θ′₂由角度传感器4检测并反馈给控制器1；控制器1按照给定的角度控制算法，依据第一回转臂3的关节转角θ′₁，第二回转臂6的关节转角θ′₂，第一回转臂3的关节速度第二回转臂6的关节速度计算万向驱动机构8转向调整角度θ，控制器1根据调整角度θ控制转向电机7调整驱动机构8使其主动驱动轮的运动方向与第二回转臂6B点处的合成线速度v_B方向一致。

所述的角度控制算法，包括以下步骤：