開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,本方法通過采用“液壓動(dòng)力系統(tǒng)+液壓回轉(zhuǎn)裝置+液壓回轉(zhuǎn)裝置末端大齒圈+卷揚(yáng)機(jī)卷筒”多點(diǎn)液壓驅(qū)動(dòng)形式能夠得到控制臺(tái)車軌道跑偏的技術(shù)參數(shù),確保了安全、質(zhì)量,在很大程度上降低了成本;本方法解決了傳動(dòng)結(jié)構(gòu)整體性不好,可靠性不高以及2臺(tái)減速機(jī)發(fā)生故障時(shí),不能保證其它設(shè)備仍可正常工作的難題,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用兩套液壓動(dòng)力系統(tǒng)分別為卷揚(yáng)機(jī)兩側(cè)的6臺(tái)由低速大扭矩液壓馬達(dá)、制動(dòng)器和行星減速機(jī)組成的液壓回轉(zhuǎn)裝置提供動(dòng)力,再由6個(gè)小齒輪對兩側(cè)的2個(gè)末端大齒圈進(jìn)行傳動(dòng),使卷筒旋轉(zhuǎn)。
【專利說明】開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,特別是一種開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大型體育場,尤其是一些國際上的大型體育場,通常會(huì)采用巨型活動(dòng)開啟式屋頂,例如南通體育場是目前國內(nèi)第一個(gè)采用巨型活動(dòng)開啟式屋頂?shù)捏w育場,橫向最大尺寸為262.458m,縱向最大尺寸為265.460m,主拱桁架中距約40m,主拱與次拱桁架中距約20m,整個(gè)屋頂鋼結(jié)構(gòu)用量11000T。
[0003]巨型活動(dòng)開啟式屋頂由于部件多,操作復(fù)雜,極易在開合過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤,造成使用的不便,為確保屋頂運(yùn)行的安全性和確保開閉試驗(yàn)的一次性成功,需要對活動(dòng)開啟式屋頂進(jìn)行反復(fù)、多次的調(diào)試,確保開合的準(zhǔn)確性。然而現(xiàn)有的實(shí)踐中,存在球面屋頂帶來多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)超靜、因鋼結(jié)構(gòu)撓曲變形所引起的活動(dòng)屋頂與固定屋頂難以吻合適配等難題,給活動(dòng)開啟式屋頂?shù)恼{(diào)試、使用帶來一定的不便。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,同步性精度高,系統(tǒng)運(yùn)行可靠性高和安全性高。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0006]一種開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,其特征在于,包括如下步驟:
[0007]步驟一,調(diào)試操作準(zhǔn)備,采用單倍率卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)單片活動(dòng)屋頂;
[0008]步驟二,啟動(dòng)控制系統(tǒng),將“停止/自檢/啟動(dòng)”旋鈕旋到啟動(dòng)狀態(tài),開始啟動(dòng)屋面;工控機(jī)顯示界面上顯示系統(tǒng)工作時(shí)的各種參數(shù);屋面將按設(shè)定的距離,自動(dòng)加速、減速,最后停止在通過行程輸入器設(shè)定的目標(biāo)位置上;
[0009]步驟三,打開定位和鎖止裝置,屋頂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在主拱滑行軌道上設(shè)有多道常閉型制動(dòng)卡緊裝置,保證屋頂可以安全可靠地停止在任何位置;
[0010]步驟四,鋼絲繩的同步牽引控制,PIC控制器發(fā)出的數(shù)據(jù)采集指令通過扭矩及位移傳感器采集屋蓋位置和鋼絲繩受力情況,經(jīng)過數(shù)據(jù)處理的函數(shù)公式S- 1020^.進(jìn)行運(yùn)
V
算,從而調(diào)節(jié)卷揚(yáng)機(jī)牽引速度,保證活動(dòng)屋蓋平穩(wěn)的同步移動(dòng),在完全開啟和完全閉合位置均有傳感器做出極限位置響應(yīng),保證屋蓋移動(dòng)到位;
[0011] 步驟五,啟動(dòng)臺(tái)車、加載和糾偏系統(tǒng),在閉合過程中,通過設(shè)置在臺(tái)車導(dǎo)軌上的力傳感器、速度傳感器及位移傳感器測定閉合過程的活動(dòng)屋頂姿態(tài),通過設(shè)置在臺(tái)車導(dǎo)軌上的力閉環(huán)和位置閉環(huán)的調(diào)節(jié),保證臺(tái)車所受牽引載荷的分配,保證屋頂同步對中行走,當(dāng)接近全閉合位置時(shí),依靠全閉位移傳感器,活動(dòng)屋頂實(shí)現(xiàn)對位閉合,直到屋頂完全閉合后,插銷裝置鎖緊,這時(shí)牽引驅(qū)動(dòng)裝置放松鋼絲繩,使活動(dòng)屋頂?shù)娜枯d荷轉(zhuǎn)移到插銷裝置上;開閉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由交流電供電,變頻調(diào)速器驅(qū)動(dòng)力閉環(huán)和位置閉環(huán)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制,分組位置閉環(huán)糾偏;
[0012]步驟六,臺(tái)車支撐的載荷狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測,每片屋蓋各安裝有臺(tái)車,用于支撐屋蓋,并負(fù)責(zé)完成軌道行走,臺(tái)車分別以主拱為滑行軌道,并沿拱梁分布,在卷揚(yáng)機(jī)通過鋼纜牽引活動(dòng)屋蓋的同時(shí),臺(tái)車隨動(dòng)滑行,共同支撐著整個(gè)屋蓋的移動(dòng),各臺(tái)車根據(jù)來自垂直和水平方向的力傳感器采集到的受力信息,判斷屋蓋與行走軌道之間的相對位移,由PIC控制器通過運(yùn)算后對臺(tái)車姿態(tài)做出實(shí)時(shí)判斷,如果臺(tái)車的受載狀況或位移超出了所對應(yīng)的機(jī)械或鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的極限值52噸,那么PIC控制器會(huì)發(fā)出警告指示,并停止臺(tái)車的行進(jìn)和屋蓋的移動(dòng);
[0013]步驟七,對屋蓋進(jìn)行整體空間姿態(tài)調(diào)整,在屋蓋開合過程中,通過總線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)檢查臺(tái)車的姿態(tài)、動(dòng)作,當(dāng)數(shù)據(jù)采集處理統(tǒng)計(jì)到某片活動(dòng)屋蓋上超過22臺(tái)臺(tái)車同時(shí)或相繼做出朝同一方向的橫向偏移,判斷出整個(gè)屋蓋發(fā)生整體側(cè)滑,此時(shí)可采用自動(dòng)方法停止屋蓋行走,然后利用臺(tái)車自身糾偏功能做出相應(yīng)調(diào)整;
[0014]步驟八,閉合后的控制鎖緊屋蓋裝置——安全插銷,在屋蓋閉合后,控制系統(tǒng)可發(fā)出指令啟動(dòng)位于活動(dòng)屋蓋邊緣的電動(dòng)插銷,暫時(shí)將兩片屋蓋緊密連接起來,中央處理器會(huì)接收并分析處理由傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息,判定出安全插銷的插入和抽出是否到位,將“插銷/拔銷”旋鈕旋到“插銷”狀態(tài),分別按下各拱的“鎖銷”按鈕,確保插銷裝置鎖緊后,兩片屋蓋保持穩(wěn)固的閉合狀態(tài),直至需要敞開時(shí)在行抽出,此時(shí)屋蓋上的位移傳感器會(huì)實(shí)時(shí)地監(jiān)視其位置變化;
[0015]步驟九,開閉操作步驟,閉合行程:啟動(dòng)控制系統(tǒng),打開定位和鎖止裝置,啟動(dòng)臺(tái)車、均載和糾偏液壓系統(tǒng),控制員發(fā)出關(guān)閉屋蓋指令,啟動(dòng)牽引驅(qū)動(dòng)裝置,帶動(dòng)屋蓋逐漸閉合;在閉合過程中,通過力傳感器,速度傳感器,位移傳感器測定閉合過程的活動(dòng)屋蓋姿態(tài),保證各臺(tái)車所受載荷的均衡,保證屋蓋同步對中的行走,實(shí)現(xiàn)高精度的對位閉合,當(dāng)接近閉合位置時(shí),隨動(dòng)鎖緊螺母啟動(dòng),直到閉合位置后,隨動(dòng)鎖緊螺母停止,這時(shí)牽引驅(qū)動(dòng)裝置放松鋼絲繩,使活動(dòng)屋蓋的全部載荷轉(zhuǎn)移到鎖緊螺母上;開啟行程:啟動(dòng)控制系統(tǒng),打開定位和鎖止裝置,啟動(dòng)臺(tái)車均載和糾偏液壓系統(tǒng),控制員發(fā)出屋蓋開啟指令,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)向閉合方向加力,直至隨動(dòng)螺母全部達(dá)到正常工作位置,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)屋蓋開啟;在開啟過程中,變頻電機(jī)工作在逆變狀態(tài),并依靠電液伺服制動(dòng)器做輔助制動(dòng),通過力傳感器,速度傳感器,位移傳感器,測定開啟過程中活動(dòng)屋蓋的姿態(tài),保證各臺(tái)車所受荷載的均衡,保證屋蓋同步對中的行走,實(shí)現(xiàn)高精度的到位控制,當(dāng)接近全開位置時(shí),下隨動(dòng)鎖緊螺母啟動(dòng),直到屋蓋落在下?lián)鯄K上時(shí),隨動(dòng)螺母停止,這時(shí)牽引鋼絲繩上的荷載,全部落在下?lián)鯄K上,鎖緊螺母處于微間隙保持狀態(tài);
[0016]步驟十,調(diào)試關(guān)閉,關(guān)閉系統(tǒng),將“停止/自檢/啟動(dòng)”旋鈕旋到“停止”狀態(tài),關(guān)閉系統(tǒng);關(guān)閉電源,按下“電源”急停開關(guān)。
[0017]一種開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,其特征在于,所述單倍率卷揚(yáng)機(jī)的數(shù)量為4套,每套卷揚(yáng)機(jī)采用6個(gè)液壓馬達(dá)、I個(gè)減速機(jī)和I個(gè)大齒圈驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0018]一種開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,其特征在于,步驟四中的調(diào)節(jié)卷揚(yáng)機(jī)牽引的速度為7?12m/min,從而保證活動(dòng)屋蓋平穩(wěn)的同步移動(dòng)。
[0019]一種開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,其特征在于,步驟五中的糾偏方法為:為了防止屋架變形和制造誤差造成行走臺(tái)車過載,在行走臺(tái)車上設(shè)置液壓調(diào)整裝置,用于調(diào)整載荷,可防止臺(tái)車過載,在臺(tái)車上還設(shè)有反鉤輪,用于保證屋頂系統(tǒng)可靠,每個(gè)臺(tái)車上設(shè)有液壓壓緊的水平導(dǎo)向輪,通過工控總線的控制信號(hào),水平導(dǎo)向輪輔助牽引系統(tǒng)對活動(dòng)屋頂進(jìn)行水平和回轉(zhuǎn)的糾偏。
[0020]一種開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,其特征在于,步驟六中每片屋蓋安裝的臺(tái)車數(shù)量為20-25臺(tái),臺(tái)車的總數(shù)量為40-50臺(tái)。
[0021]一種開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,其特征在于,步驟六中每片屋蓋安裝的臺(tái)車數(shù)量為22臺(tái),臺(tái)車的總數(shù)量為44臺(tái)。
[0022]一種開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,其特征在于,步驟七中也可以采用手動(dòng)方法停止屋蓋行走,手動(dòng)控制糾正屋蓋的整體側(cè)滑,糾正量可人為控制也可自動(dòng)設(shè)定,之后可繼續(xù)進(jìn)行屋蓋原來的閉合或開啟動(dòng)作。
[0023]一種開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,其特征在于,所述活動(dòng)屋蓋除全開或全閉狀態(tài)外,屋蓋可按要求停留保持在任意位置,使其處在非完全敞開或完全合攏的狀態(tài),具體位置可人為通過標(biāo)定手柄靈活設(shè)定;無論在全開還是全閉狀態(tài)下或是在開閉中間位置都能保證活動(dòng)屋頂在極限條件下的安全,屋頂開閉驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用鋼絲繩-卷筒傳動(dòng)形式,開閉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均固定于機(jī)房內(nèi),主控制器安裝在中央控制室;開閉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由交流電供電,變頻調(diào)速器驅(qū)動(dòng)力閉環(huán)均載,分組位置閉環(huán)糾偏,依靠變頻調(diào)速能力實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速,實(shí)現(xiàn)等加速啟停,實(shí)現(xiàn)無沖擊傳動(dòng);
[0024]一種開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,其特征在于,所述交流電為380V。
[0025]本發(fā)明的開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法的技術(shù)原理為:運(yùn)用數(shù)學(xué)中的幾何原理、物理學(xué)中的牛頓定律,通過鋼絲繩由設(shè)在地下室8個(gè)機(jī)房內(nèi)的卷揚(yáng)機(jī)多臺(tái)液壓馬達(dá)同步驅(qū)動(dòng)牽引,使40-50臺(tái)臺(tái)車支撐活動(dòng)開合屋頂在6根主拱架的軌道上運(yùn)行,在調(diào)試過程中測試記錄6根主拱架(分別標(biāo)柱為A、B、C、D、E、F)上臺(tái)車橫向位移與行走長度之間的對應(yīng)函數(shù)關(guān)系(正弦函數(shù)Y= sinA,A在0-π ),從而確定同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試的最佳運(yùn)行技術(shù)參數(shù)數(shù)值;屋頂關(guān)閉時(shí),在卷揚(yáng)機(jī)多臺(tái)液壓馬達(dá)同步驅(qū)動(dòng)牽引下,活動(dòng)屋頂沿圓弧形軌道運(yùn)行緩緩上升,直至最頂部,屋頂開啟時(shí),卷揚(yáng)機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn),在活動(dòng)屋頂自重作用下,活動(dòng)屋頂沿軌道徐徐下降,直到最底部。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用兩套液壓動(dòng)力系統(tǒng)分別為卷揚(yáng)機(jī)兩側(cè)的6臺(tái)由低速大扭矩液壓馬達(dá)、制動(dòng)器和行星減速機(jī)組成的液壓回轉(zhuǎn)裝置提供動(dòng)力,再由6個(gè)小齒輪對兩側(cè)的2個(gè)末端大齒圈進(jìn)行傳動(dòng),使卷筒旋轉(zhuǎn)。采用了 6點(diǎn)液壓同步驅(qū)動(dòng),使得末端大齒圈受力均勻,受力點(diǎn)分散,整體設(shè)備的冗余度和可靠性有了較大增長。
[0026]本發(fā)明涉及的材料及設(shè)備見表1:
[0027]表I主要機(jī)具和試驗(yàn)設(shè)備表
[0028]
【權(quán)利要求】
1.一種開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,其特征在于,包括如下步驟: 步驟一,調(diào)試操作準(zhǔn)備,采用單倍率卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)單片活動(dòng)屋頂; 步驟二,啟動(dòng)控制系統(tǒng),將“停止/自檢/啟動(dòng)”旋鈕旋到啟動(dòng)狀態(tài),開始啟動(dòng)屋面;工控機(jī)顯示界面上顯示系統(tǒng)工作時(shí)的各種參數(shù);屋面將按設(shè)定的距離,自動(dòng)加速、減速,最后停止在通過行程輸入器設(shè)定的目標(biāo)位置上; 步驟三,打開定位和鎖止裝置,屋頂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在主拱滑行軌道上設(shè)有多道常閉型制動(dòng)卡緊裝置,保證屋頂可以安全可靠地停止在任何位置; 步驟四,鋼絲繩的同步牽引控制,PIC控制器發(fā)出的數(shù)據(jù)采集指令通過扭矩及位移傳感器采集屋蓋位置和鋼絲繩受力情況,經(jīng)過數(shù)據(jù)處理的函數(shù)公式
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,其特征在于,所述單倍率卷揚(yáng)機(jī)的數(shù)量為4套,每套卷揚(yáng)機(jī)采用6個(gè)液壓馬達(dá)、I個(gè)減速機(jī)和I個(gè)大齒圈驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,其特征在于,步驟四中的調(diào)節(jié)卷揚(yáng)機(jī)牽引的速度為7~12m/min,從而保證活動(dòng)屋蓋平穩(wěn)的同步移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,其特征在于,步驟五中的 糾偏方法為:為了防止屋架變形和制造誤差造成行走臺(tái)車過載,在行走臺(tái)車上設(shè)置液壓調(diào)整裝置,用于調(diào)整載荷,可防止臺(tái)車過載,在臺(tái)車上還設(shè)有反鉤輪,用于保證屋頂系統(tǒng)可靠,每個(gè)臺(tái)車上設(shè)有液壓壓緊的水平導(dǎo)向輪,通過工控總線的控制信號(hào),水平導(dǎo)向輪輔助牽引系統(tǒng)對活動(dòng)屋頂進(jìn)行水平和回轉(zhuǎn)的糾偏。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,其特征在于,步驟六中每片屋蓋安裝的臺(tái)車數(shù)量為20-25臺(tái),臺(tái)車的總數(shù)量為40-50臺(tái)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,其特征在于,步驟六中每片屋蓋安裝的臺(tái)車數(shù)量為22臺(tái),臺(tái)車的總數(shù)量為44臺(tái)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,其特征在于,步驟七中也可以采用手動(dòng)方法停止屋蓋行走,手動(dòng)控制糾正屋蓋的整體側(cè)滑,糾正量可人為控制也可自動(dòng)設(shè)定,之后可繼續(xù)進(jìn)行屋蓋原來的閉合或開啟動(dòng)作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,其特征在于,所述活動(dòng)屋蓋除全開或全閉狀態(tài)外,屋蓋可按要求停留保持在任意位置,使其處在非完全敞開或完全合攏的狀態(tài),具體位置可人為通過標(biāo)定手柄靈活設(shè)定;無論在全開還是全閉狀態(tài)下或是在開閉中間位置都能保證活動(dòng)屋頂在極限條件下的安全,屋頂開閉驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用鋼絲繩-卷筒傳動(dòng)形式,開閉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均固定于機(jī)房內(nèi),主控制器安裝在中央控制室;開閉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由交流電供電,變頻調(diào)速器驅(qū)動(dòng)力閉環(huán)均載,分組位置閉環(huán)糾偏,依靠變頻調(diào)速能力實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速,實(shí)現(xiàn)等加速啟停,實(shí)現(xiàn)無沖擊傳動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開合屋頂系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及控制設(shè)備同步驅(qū)動(dòng)調(diào)試方法,其特征在于,所述交流電壓為380V。
【文檔編號(hào)】E04B7/16GK104005506SQ201410239845
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】晏金洲, 陳耀剛 申請人:江蘇中南建筑產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司