[发明专利]一种货运螺旋式抱索器控制装置及方法

权利要求书

1.一种货运螺旋式抱索器控制装置，所述货运螺旋式抱索器包括钢板吊架和拉板，所述拉板穿过所述钢板吊架与所述钢板吊架活动连接，其特征在于，所述钢板吊架的一侧固定连接一支撑架，所述支撑架上设置步进电机，所述步进电机的输出轴与所述拉板活动连接，所述钢板吊架、所述拉板和所述支撑架上设置有状态检测设备，所述状态检测设备和所述步进电机均与控制器电连接，所述控制器设置在所述支撑架上。

2.根据权利要求1所述的货运螺旋式抱索器控制装置，其特征在于，所述状态检测设备包括：第一拉压传感器、第二拉压传感器、加速度传感器和倾角传感器，所述第一拉压传感器固定设置在所述拉板上，所述第二拉压传感器和所述倾角传感器分别设置在所述钢板吊架上，所述倾角传感器固定设置所述支撑架上。

3.根据权利要求1所述的货运螺旋式抱索器控制装置，其特征在于，所述电机输出轴与所述拉板之间设置有丝杆，所述丝杆的一端与所述电机输出轴固定连接，所述丝杆的另一端与所述拉板的一端螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的货运螺旋式抱索器控制装置，其特征在于，所述丝杆的一端与所述电机输出轴之间设置有联轴器。

5.根据权利要求3所述的货运螺旋式抱索器控制装置，其特征在于，所述拉板的另一端设置有活动抱块，所述钢板吊架对应所述活动抱块的一侧设置有一固定抱块，所述活动抱块和所述固定抱块均开设有半圆槽。

6.根据权利要求1所述的货运螺旋式抱索器控制装置，其特征在于，所述支撑架上还设置有电源，所述电源分别与所述步进电机和所述控制器电连接。

7.根据权利要求1所述的货运螺旋式抱索器控制装置，其特征在于，所述支撑架上设置有控制箱，所述控制器设置在所述控制箱内，所述控制箱内还设置有蜂鸣报警器，所述蜂鸣报警器和所述控制器电连接，所述控制器为STM32单片机。

8.一种货运螺旋式抱索器控制方法，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的控制装置，所述方法包括：

抱索器工作过程中，第一拉压传感器、第二拉压传感器、加速传感器和角度传感器将获取的抱索器状态量分别发送给控制器，抱索器状态量包括：所述第一拉压传感器测得的拉板拉力，所述第二拉压传感器和所述加速传感器测得的钢板吊架的拉力和抱索器加速度，所述角度传感器测得的所述抱索器运行过程中的倾斜角度；

控制器根据所述拉板拉力、所述钢板吊架的拉力、所述抱索器运行过程中的倾斜角度和抱索器加速度确定出所述抱索器的抱紧力和打滑临界力；

如果所述抱紧力小于所述打滑临界力，且所述抱索器加速度稳定，则判定所述抱索打滑，所述控制器控制步进电机增加所述抱紧力直至大于所述打滑临界力；或者，

如果所述抱紧力小于所述打滑临界力，且所述抱索器加速度变化剧烈，则判定所述抱索器脱索，蜂鸣报警器报警并控制所述抱紧力增大，直至所述抱紧力大于所述打滑临界力且所述抱索器加速度稳定。

9.根据权利要求8所述的货运螺旋式抱索器控制方法，其特征在于，所述控制器根据所述拉板拉力、所述钢板吊架的拉力、所述抱索器运行过程中的倾斜角度和抱索器加速度确定出所述抱索器的抱紧力和打滑临界力包括：

所述抱紧力F_r＝πT₁，所述T₁为所述第一拉压传感器测得的所述拉板拉力，所述其中：R为抱索器抱块的钢丝绳槽孔半径，P为槽孔圆周径向力，θ为倾角传感器测得的抱索器倾斜角度；

所述打滑临界力为其中T₂为第二拉压传感器测得的钢板吊架的拉力，θ为倾角传感器测得的抱索器倾斜角度，f₁为跑车和承载钢丝绳之间的摩擦力，f为钢丝绳和抱块绳槽之间的摩擦系数，ζ为安全系数，α为抱索器加速度，为跑车和货物重力沿牵引索分量，T₂αsecθ为惯性力。