[实用新型]一种闭环式塔吊吊钩电子防摆控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于塔吊装置领域，涉及一种闭环式塔吊吊钩电子防 摆控制系统。

背景技术

随着社会的不断发展进步，高层建筑越来越多的出现在生活的周 边，塔式起重机，即塔机、塔吊，作为重要工具近年来得到大量的应 用。货物调运量也越来越大，单纯依靠人工操作来调运货物的工作方 式越来越成为阻碍货物安全、快速调运的瓶颈。

需要吊运的货物重量因现场需求不同而异，但绝大多数场合都要 求它们的运输速度应尽可能地快，这样会提高生产效率。然而由于吊 钩的吊绳是柔性的缆绳，所以吊车的吊具在运行过程中不可避免的会 产生摆动，这种摆动不仅可能损坏货物，而且容易引发生产事故。过 去，消除吊钩摆动的方法大多是利用吊车司机的操作经验。这种方式 不但操作人员的劳动强度大，而且人工控制方式精度差、效率低，已 经远远不能满足现代化生产、运输的需要。

针对实际应用的需求，研究塔吊、集装箱起重机等一类利用柔性 绳索吊运重物时如何消摆的问题，不仅可以保证安全生产，而且会提 高货物吊运效率，缩短工业产品的生产周期，以提高施工质量带来客 观的经济效益。

目前大多数塔吊都安装了吊具防摆装置。防摆装置主要有机械式 防摆和电子式防摆两种形式。机械式防摆主要是通过机械手段来消耗 摆动能量以达到最终消除摆动的目的，因此是一种被动的防摆方式。 主要有以下几种方式：交叉钢丝绳减摇装置；分离小车减摇装置；翘 班梁式减摇装置。这种方式不但耗费的时间长，而且消摆效果与塔吊 司机的操作经验有很大关系，阻碍了塔吊工作效率的进一步提高。比 较而言，电子式防摆是一种主动防摆方式，它能将防摆和小车的运行 控制结合起来考虑，不依赖于司机的操作经验。

随着电控技术和信息技术的飞速发展，电子防摇越来越收到重 视，国内外学者采用各种控制方法做了大量的研究。与国外学者在这 个问题研究相比，国内学者在研究内容在深度上、规模上、还与国外 学者有很大的差距。并且这些研究都只局限于理论与软件仿真，而没 有进行实验验证。国内学者大多采用最优控制、PID控制模糊控制等 方法，只有仿真效果，而无实验结果，可信度，可行性都不能完全确 信。就塔吊领域而言，目前还没有一个成熟有效的方案。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型针对上述现有技术存在的问题作出改 进，即本实用新型公开了一种闭环式塔吊吊钩电子防摆控制系统。

技术方案：一种闭环式塔吊吊钩电子防摆控制系统，包括微控制 器模块、第一高速AD采样单元、第二高速AD采样单元、三轴加速度 计、陀螺仪、交流变频器、变幅电机、回转电机、第一光电编码器、 第二光电编码器、上位机、LCD显示模块和声光报警模块，

所述三轴加速度计的输出端与所述第一高速AD采样单元的输入 端相连，

所述陀螺仪的输出端与所述第二高速AD采样单元的输入端相 连，

所述第一高速AD采样单元的输出端、所述第二高速AD采样单元 的输出端与所述微控制器模块的输入端相连，

所述微控制器模块的输出端分别与所述交流变频器的输入端、 RS-485总线相连，

RS-485总线与所述上位机的输入端相连，

所述上位机的输出端分别与所述LCD显示模块的输入端、所述声 光报警模块的输入端相连，

所述交流变频器的输出端分别与所述变幅电机的输入端、所述回 转电机的输入端相连，

所述变幅电机的输出端与所述第一光电编码器的输入端相连，

所述回转电机的输出端与所述第二光电编码器的输入端相连，

所述第一光电编码器的输出端、所述第二光电编码器的输出端分 别与所述微控制器模块的输入端相连。

作为本实用新型中一种闭环式塔吊吊钩电子防摆控制系统的一 种优选方案：所述陀螺仪、所述三轴加速度计、所述微控制器模块、 所述第一高速AD采样单元和所述第二高速AD采样单元封装于留有接 口的传感器密封盒中，所述传感器密闭盒固设于吊钩中部。