本發(fā)明涉及裝卸設(shè)備制造領(lǐng)域，尤其涉及一種臂架旋轉(zhuǎn)控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

斗輪機(jī)作為一種適合于散料料場的連續(xù)裝卸設(shè)備，其通常有門架式、懸臂式等幾種不同類型。其中，懸臂式斗輪機(jī)由行走機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、臂架、斗輪、帶式輸送機(jī)等主體部分組成。

現(xiàn)有懸臂式斗輪機(jī)，其臂架可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以便進(jìn)行散料的裝卸工作。臂架的旋轉(zhuǎn)具有極限位置，現(xiàn)有的懸臂式斗輪機(jī)會在極限位置設(shè)置檢測開關(guān)，以便進(jìn)行電器保護(hù)。即當(dāng)臂架旋轉(zhuǎn)至該極限位置時，檢測開關(guān)會觸發(fā)控制器禁止臂架超出該旋轉(zhuǎn)范圍。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中臂架在旋轉(zhuǎn)到極限位置處存在急停動作，會使臂架產(chǎn)生振動，影響臂架上的裝置機(jī)械緊固；對傳動機(jī)構(gòu)(減速機(jī)、電動機(jī)等)產(chǎn)生一定的沖擊，制動電機(jī)的抱閘磨損較大；對回轉(zhuǎn)上線裝置的線纜產(chǎn)生瞬間拉力，影響線纜的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一方面提供一種臂架旋轉(zhuǎn)控制方法，包括：

當(dāng)臂架的旋轉(zhuǎn)位置處于第一范圍內(nèi)，并朝向極限位置移動時，將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度加速至第一速度；

當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置處于第二范圍內(nèi)，并朝向所述極限位置移動時，將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度保持在所述第一速度；

當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置處于第三范圍內(nèi)，并朝向所述極限位置移動時，將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度降低至零；

其中，所述第一范圍包含旋轉(zhuǎn)起始位置至第一臨界位置的第一角度；所述第二范圍包含所述第一臨界位置至第二臨界位置的第二角度，所述第三范圍包含所述第二臨界位置至所述極限位置的第三角度。

較佳地，所述將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度加速至第一速度，包含：

所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度采用變速加速至所述第一速度，所述變速加速滿足規(guī)則如下：

V＝0.282/COS|β|

其中，所述V為所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度，所述β為所述臂架的旋轉(zhuǎn)角度。

較佳地，所述第三角度與所述臂架的臂長滿足如下的對應(yīng)關(guān)系：

α＝L/N

其中，α為所述第三角度，所述L為所述臂架的臂長，所述N為比例常數(shù)。

較佳地，還包括：

當(dāng)所述臂架的臂長發(fā)生變化時，根據(jù)所述對應(yīng)關(guān)系調(diào)整所述第三角度。

較佳地，所述當(dāng)臂架的旋轉(zhuǎn)位置處于第一范圍內(nèi)，并朝向極限位置移動

時，將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度加速至第一速度，包括：

當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置位于所述旋轉(zhuǎn)起始位置時，觸發(fā)電機(jī)進(jìn)行加速；

當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置位于所述第一臨界位置時，所述電機(jī)加速至所述第一速度。

較佳地，所述當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置處于第二范圍內(nèi)，并朝向所述極限

位置移動時，將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度保持在所述第一速度，包括：

當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置位于所述第一臨界位置時，控制所述電機(jī)保持勻速；

當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置位于所述第二臨界位置時，觸發(fā)所述電機(jī)進(jìn)行減速。

本發(fā)明的第二個方面提供一種臂架旋轉(zhuǎn)控制裝置，包括：電機(jī)和臂架，所述電機(jī)與所述臂架聯(lián)動，所述電機(jī)驅(qū)動所述臂架沿轉(zhuǎn)動軸心旋轉(zhuǎn)，還包括：第一檢測模塊、第二檢測模塊、第三檢測模塊和控制模塊；

所述第一檢測模塊，用于當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置處于第一范圍內(nèi)，并朝向極限位置移動時，生成第一檢測信號；

所述第二檢測模塊，用于所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置處于第二范圍內(nèi)，并朝向所述極限位置移動時，生成第二檢測信號；

所述第三檢測模塊，用于當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置處于第三范圍內(nèi)，并朝向所述極限位置移動時，生成第三檢測信號；

所述控制模塊，用于當(dāng)接收到所述第一檢測信號時，控制所述電機(jī)將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度加速至第一速度；當(dāng)接收到所述第二檢測信號時，控制所述電機(jī)將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度保持在所述第一速度；當(dāng)接收到所述第三檢測信號時，控制所述電機(jī)將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度降低至零。

較佳地，所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度采用變速加速至所述第一速度，所述變速加速滿足規(guī)則如下：

V＝0.282/COS|β|

其中，所述V為所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度，所述β為所述臂架的旋轉(zhuǎn)角度。

較佳地，所述第三角度與所述臂架的臂長滿足如下的對應(yīng)關(guān)系：

α＝L/N

其中，α為所述第三角度，所述L為所述臂架的臂長，所述N為比例常數(shù)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的臂架旋轉(zhuǎn)控制方法及裝置，通過當(dāng)臂架的旋轉(zhuǎn)位置處于第一范圍內(nèi)，并朝向極限位置移動時，將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度加速至第一速度；進(jìn)而當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置處于第二范圍內(nèi)，并朝向所述極限位置移動時，將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度保持在所述第一速度；最終當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置處于第三范圍內(nèi)，并朝向所述極限位置移動時，將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度降低至零，使得臂架的停止控制能夠更加精準(zhǔn)，避免了現(xiàn)有技術(shù)的驟停現(xiàn)象，從而保證了臂架上的裝置機(jī)械緊固；降低了對傳動機(jī)構(gòu)(減速機(jī)、電機(jī)等)的沖擊，降低了制動電機(jī)的抱閘磨損；也降低了對回轉(zhuǎn)上線裝置的線纜產(chǎn)生瞬間拉力，從而提高了設(shè)備的壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種懸臂式斗輪機(jī)的場景示意圖；

圖2A為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種臂架旋轉(zhuǎn)控制方法的流程示意圖；

圖2B為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種臂架旋轉(zhuǎn)的示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的例1產(chǎn)品的旋轉(zhuǎn)速度曲線示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種臂架旋轉(zhuǎn)控制流程示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種臂架旋轉(zhuǎn)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種懸臂式斗輪機(jī)的場景示意圖，參照圖1，該懸臂式斗輪機(jī)，包括：臂架、電機(jī)、斗輪、臂架旋轉(zhuǎn)控制裝置以及軌道；

其中，電機(jī)驅(qū)動臂架沿轉(zhuǎn)動軸心旋轉(zhuǎn)，使得臂架上一端在臂架旋轉(zhuǎn)軌跡上移動，以便將料場中的物料移動至軌道上的斗輪機(jī)中，實(shí)現(xiàn)物料的搬運(yùn)。

下面實(shí)施例將對圖1中的臂架旋轉(zhuǎn)控制裝置如何控制臂架轉(zhuǎn)動，以避免現(xiàn)有技術(shù)中因臂架轉(zhuǎn)動到極限位置時的驟停導(dǎo)致設(shè)備壽命老化的問題。

圖2A為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種臂架旋轉(zhuǎn)控制方法的流程示意圖，圖2B為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種臂架旋轉(zhuǎn)的示意圖，參照圖2A-B，該方法包括：

步驟100、當(dāng)臂架的旋轉(zhuǎn)位置處于第一范圍內(nèi)，并朝向極限位置移動時，將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度加速至第一速度；

步驟101、當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置處于第二范圍內(nèi)，并朝向所述極限位置移動時，將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度保持在所述第一速度；

步驟102、當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置處于第三范圍內(nèi)，并朝向所述極限位置移動時，將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度降低至零；

其中，所述第一范圍包含旋轉(zhuǎn)起始位置至第一臨界位置的第一角度；所述第二范圍包含所述第一臨界位置至第二臨界位置的第二角度，所述第三范圍包含所述第二臨界位置至所述極限位置的第三角度。

具體的，參照圖2B，可知以圖2B中Y軸為旋轉(zhuǎn)起始位置，該臂架可以向左側(cè)或右側(cè)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；因此，上文所示第一臨界位置、第二臨界位置以及極限位置可以分布于Y軸兩側(cè)；相應(yīng)地，兩側(cè)均分布有第一范圍、第二范圍、第三范圍；而兩側(cè)的旋轉(zhuǎn)角度可以通過正/負(fù)加以區(qū)分，具體下文實(shí)施例中會舉例說明。

本發(fā)明實(shí)施例提供的臂架旋轉(zhuǎn)控制方法，通過當(dāng)臂架的旋轉(zhuǎn)位置處于第一范圍內(nèi)，并朝向極限位置移動時，將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度加速至第一速度；進(jìn)而當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置處于第二范圍內(nèi)，并朝向所述極限位置移動時，將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度保持在所述第一速度；最終當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置處于第三范圍內(nèi)，并朝向所述極限位置移動時，將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度降低至零，使得臂架的停止控制能夠更加精準(zhǔn)，避免了現(xiàn)有技術(shù)的驟?，F(xiàn)象，從而保證了臂架上的裝置機(jī)械緊固；降低了對傳動機(jī)構(gòu)(減速機(jī)、電機(jī)等)的沖擊，降低了制動電機(jī)的抱閘磨損；也降低了對回轉(zhuǎn)上線裝置的線纜產(chǎn)生瞬間拉力，從而提高了設(shè)備的壽命。

可選地，所述第三角度與所述臂架的臂長滿足如下的對應(yīng)關(guān)系：

α＝L/N

其中，α為所述第三角度，所述L為所述臂架的臂長，所述N為比例常數(shù)。

具體的，根據(jù)臂架的長度L、剛度，計(jì)算使其產(chǎn)生變形的彎曲應(yīng)力，計(jì)算臂架因勻減速運(yùn)動而產(chǎn)生的扭矩，確保臂架不會因減速扭矩引起彎曲變形，從而得出緩沖角最小允許值。為兼顧工作效率，使臂架盡可能工作在高速運(yùn)轉(zhuǎn)階段，不能將緩沖角設(shè)置太大。經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，得出臂架長度與緩沖角的近似比例關(guān)系α＝L/1500。例1產(chǎn)品：其臂架長度(從回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中心至斗輪前端最大距離，即旋轉(zhuǎn)部分最大長度)約為29800mm，經(jīng)計(jì)算及實(shí)驗(yàn)，將其緩沖角確定為2°是最優(yōu)設(shè)置；例2產(chǎn)品：其臂架長度約為23400mm，經(jīng)計(jì)算及實(shí)驗(yàn)，將其緩沖角確定為1.6°是最優(yōu)設(shè)置。

可選地，對于某些場景，需要臂架的臂長可以變化，因此可以根據(jù)上述對應(yīng)關(guān)系調(diào)整所述第三角度。

可選地，對于步驟100中“將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度加速至第一速度”，一種可能的實(shí)現(xiàn)方式為：臂架的旋轉(zhuǎn)速度采用變速加速至第一速度，變速加速滿足規(guī)則如下：

V＝0.282/COS|β|

其中，V為臂架的旋轉(zhuǎn)速度，β為臂架的旋轉(zhuǎn)角度。

進(jìn)一步地，對于常數(shù)0.282其為經(jīng)驗(yàn)值，具體可以根據(jù)不同的場景進(jìn)行配置，本發(fā)明實(shí)施例不予限定。

例如，參照圖2B中，旋轉(zhuǎn)起始位置角度為0°，左側(cè)極限位置至右側(cè)極限位置的范圍可以為[-110°～110°]，即-110°≤β≤110°，第一角度為70°/-70°，第二角度為-110°+α/110°-α；則：

S1：β從0°旋轉(zhuǎn)至70°，從0°旋轉(zhuǎn)至-70°，按照V＝V0/COS|β|調(diào)速；

S2：β從-70°旋轉(zhuǎn)至-110°+α以及70°旋轉(zhuǎn)至110-α，按照V＝Vmax＝V0/COS70°速度勻速前進(jìn)；

S3：β從-110°+α旋轉(zhuǎn)至-110°,從110°-α旋轉(zhuǎn)至110°，按照V＝Vmax(110-|β|)/α勻速降低，直到±110°處降低為零。

示例一：以例1產(chǎn)品為例，其臂架長度(從回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中心至斗輪前端最大距離，即旋轉(zhuǎn)部分最大長度)約為29800mm，經(jīng)計(jì)算及實(shí)驗(yàn)，將其緩沖角確定為2°是最優(yōu)設(shè)置；以第二種產(chǎn)品為例，其臂架長度約為23400mm，經(jīng)計(jì)算及實(shí)驗(yàn)，將其緩沖角確定為1.6°是最優(yōu)設(shè)置。則臂架長度為L＝29800mm，回擺角β∈[-110°,110°]，臂架在旋轉(zhuǎn)中心角度處初始速度V0＝0.282rad/min，將其緩沖角α設(shè)置為2°(即0.035rad)。

則相應(yīng)的，在步驟100中：臂架在旋轉(zhuǎn)起始位置β＝0°時以初始速度V0＝0.282rad/min順時針旋轉(zhuǎn)，V＝0.282/COS|β|將速度逐漸升高。本階段為變加速運(yùn)動。當(dāng)臂架旋轉(zhuǎn)至β＝70°(第一臨界位置)時，進(jìn)入步驟101；

步驟101中：臂架在第一臨界位置β＝70°(第一臨界位置)時達(dá)到最高速度即V0＝0.823rad/min后，速度不再增加，臂架以此速度順時針勻速旋轉(zhuǎn)至108°(第二臨界位置)，進(jìn)入步驟102。

步驟102中：臂架在第二臨界位置β＝108°時速度為V1＝0.823rad/min，并按照V2＝0.412*(110-β)降低，直至到β＝110°降低為0，本階段臂架為勻減速運(yùn)動。

綜上所述，圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的例1產(chǎn)品的旋轉(zhuǎn)速度曲線示意圖。

示例二：臂架長度L＝23400mm，回擺角β∈[-110°,110°]，臂架在旋轉(zhuǎn)中心角度處初始速度V0＝0.221rad/min，將其緩沖角α設(shè)置為1.6°(即0.028rad)。

步驟100中：臂架在旋轉(zhuǎn)起始位置β＝0°時以初始速度V0＝0.221rad/min逆時針旋轉(zhuǎn)，V＝0.282/COS|β|將速度逐漸升高，本階段為變加速運(yùn)動。當(dāng)臂架旋轉(zhuǎn)至β＝-70°時，進(jìn)入步驟101；

步驟101中：臂架在第一臨界位置β＝-70°時達(dá)到最高速度即V0＝0.647rad/min后，速度不再增加，臂架以此速度逆時針勻速旋轉(zhuǎn)至-108.4°，進(jìn)入步驟102。

步驟102中：臂架在第二臨界位置β＝-108.4°時速度為V1＝0.647rad/min，并按照V2＝0.323*(110-β)降低，直至到β＝-110°降低為0，本階段臂架為勻減速運(yùn)動。

在圖2A的基礎(chǔ)上，圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種臂架旋轉(zhuǎn)控制流程示意圖，參照圖4，其中步驟100的一種具體的實(shí)現(xiàn)方式為：

步驟100A、當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置位于所述旋轉(zhuǎn)起始位置時，觸發(fā)電機(jī)進(jìn)行加速；

步驟100B、當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置位于所述第一臨界位置時，所述電機(jī)加速至所述第一速度。

其中步驟101的一種具體的實(shí)現(xiàn)方式為：

步驟101A、當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置位于所述第一臨界位置時，控制所述電機(jī)保持勻速；

步驟101B、當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置位于所述第二臨界位置時，觸發(fā)所述電機(jī)進(jìn)行減速。

本發(fā)明實(shí)施例下面給出一種臂架旋轉(zhuǎn)控制裝置，其用于執(zhí)行上述方法實(shí)施例中的各個步驟，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的技術(shù)效果。圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種臂架旋轉(zhuǎn)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，參照圖5，該裝置包括：電機(jī)10和臂架11，所述電機(jī)10與所述臂架11聯(lián)動，所述電機(jī)10驅(qū)動所述臂架11沿轉(zhuǎn)動軸心旋轉(zhuǎn)，還包括：第一檢測模塊12、第二檢測模塊13、第三檢測模塊14和控制模塊15；

所述第一檢測模塊12，用于當(dāng)所述臂架11的旋轉(zhuǎn)位置處于第一范圍內(nèi)，并朝向極限位置移動時，生成第一檢測信號；

所述第二檢測模塊13，用于所述臂架11的旋轉(zhuǎn)位置處于第二范圍內(nèi)，并朝向所述極限位置移動時，生成第二檢測信號；

所述第三檢測模塊14，用于當(dāng)所述臂架11的旋轉(zhuǎn)位置處于第三范圍內(nèi)，并朝向所述極限位置移動時，生成第三檢測信號；

所述控制模塊15，用于當(dāng)接收到所述第一檢測信號時，控制所述電機(jī)10將所述臂架11的旋轉(zhuǎn)速度加速至第一速度；當(dāng)接收到所述第二檢測信號時，控制所述電機(jī)10將所述臂架11的旋轉(zhuǎn)速度保持在所述第一速度；當(dāng)接收到所述第三檢測信號時，控制所述電機(jī)10將所述臂架11的旋轉(zhuǎn)速度降低至零。

本發(fā)明實(shí)施例提供的臂架旋轉(zhuǎn)控制裝置，通過控制模塊當(dāng)臂架的旋轉(zhuǎn)位置處于第一范圍內(nèi)，并朝向極限位置移動時，將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度加速至第一速度；進(jìn)而當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置處于第二范圍內(nèi)，并朝向所述極限位置移動時，控制模塊將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度保持在所述第一速度；最終當(dāng)所述臂架的旋轉(zhuǎn)位置處于第三范圍內(nèi)，并朝向所述極限位置移動時，控制模塊將所述臂架的旋轉(zhuǎn)速度降低至零，使得臂架的停止控制能夠更加精準(zhǔn)，避免了現(xiàn)有技術(shù)的驟?，F(xiàn)象，從而保證了臂架上的裝置機(jī)械緊固；降低了對傳動機(jī)構(gòu)(減速機(jī)、電機(jī)等)的沖擊，降低了制動電機(jī)的抱閘磨損；也降低了對回轉(zhuǎn)上線裝置的線纜產(chǎn)生瞬間拉力，從而提高了設(shè)備的壽命。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。