本發(fā)明涉及一種柔性導(dǎo)軌導(dǎo)向的提升模擬系統(tǒng)及模擬方法，尤其適用于模擬柔性導(dǎo)軌導(dǎo)向時導(dǎo)軌兩端間距改變的工況模擬及柔性導(dǎo)軌張力改變的工況模擬。

背景技術(shù)：

深井纏繞式提升機(jī)構(gòu)中，常需使用柔性導(dǎo)軌對提升容器進(jìn)行導(dǎo)向。柔性導(dǎo)軌是提升容器在立井井筒中上下運(yùn)動的一種導(dǎo)向裝置。在深井中柔性導(dǎo)軌具有節(jié)約鋼材、安裝工期短、少占井筒空間、允許運(yùn)行速度高、運(yùn)行維護(hù)簡單、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。但在施工或檢修時需要對罐道張緊裝置加載以滿足拉緊的要求。長期以來已多次由于對鋼絲繩張緊力數(shù)值掌握不準(zhǔn)而造成罐籠搖擺導(dǎo)致安全事故的例子，可見張緊力的準(zhǔn)確施加和載荷監(jiān)測對安全生產(chǎn)極為重要。同時，使用柔性導(dǎo)軌時，穩(wěn)定性仍不夠理想，需進(jìn)一步解決。

現(xiàn)有的柔性導(dǎo)軌的模擬實(shí)驗(yàn)方法中，僅可實(shí)現(xiàn)柔性導(dǎo)軌張緊力的變化，但無法模擬柔性導(dǎo)軌兩端間距變化的工作情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、安全可靠、占用空間小、可自動改變?nèi)嵝詫?dǎo)軌間距及張緊力大小的柔性導(dǎo)軌導(dǎo)向的提升模擬系統(tǒng)及模擬方法。

技術(shù)方案：

本發(fā)明的柔性導(dǎo)軌導(dǎo)向的提升模擬系統(tǒng)，包括依次設(shè)在井口機(jī)架上的驅(qū)動組件、上部間距調(diào)整組件、張力調(diào)整組件、導(dǎo)向天輪和設(shè)在井底的下部間距調(diào)整組件；所述的張力調(diào)整組件與下部間距調(diào)整組件之間對稱設(shè)有固定于井中提升容器兩側(cè)的柔性導(dǎo)軌；驅(qū)動組件上設(shè)有與提升容器相連的柔索，柔索經(jīng)過導(dǎo)向天輪后連于提升容器上；

所述的驅(qū)動組件包括驅(qū)動電機(jī)、聯(lián)軸器、軸、軸承、軸承座和卷筒；所述驅(qū)動電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器與軸相連，軸經(jīng)軸承、軸承座與卷筒相連；

所述上部間距調(diào)整組件包括結(jié)構(gòu)相同稱對設(shè)置的上部左側(cè)間距調(diào)整組件和上部右側(cè)間距調(diào)整組件，其中左側(cè)間距調(diào)整組件包括平行設(shè)置的絲杠一和導(dǎo)軌一、滑臺一、電機(jī)一、張力調(diào)整組件連接板，滑臺一與由絲杠一驅(qū)動的螺母相連，并由導(dǎo)軌一導(dǎo)向；絲杠一通過聯(lián)軸器與電機(jī)一相連，通過電機(jī)一驅(qū)動絲杠一帶動螺母運(yùn)動，進(jìn)而帶動滑臺一運(yùn)動；張力調(diào)整組件連接板固定在滑臺一上；

所述張力調(diào)整組件包括結(jié)構(gòu)相同稱對設(shè)置的左側(cè)張力調(diào)整組件和右側(cè)張力調(diào)整組件，其中左側(cè)張力調(diào)整組件包括平行設(shè)置的絲杠二和導(dǎo)軌二、滑臺二、吊鉤一、電機(jī)二、張力調(diào)整組件固定板，滑臺二與絲杠二驅(qū)動的螺母相連，并由導(dǎo)軌二導(dǎo)向，滑臺二上固定有吊鉤一，左側(cè)張力調(diào)整組件和右側(cè)張力調(diào)整組件均通過張力調(diào)整組件固定板分別與上部左側(cè)間距調(diào)整組件和上部右側(cè)間距調(diào)整組件連接的張力調(diào)整組件連接板相連接；

所述下部間距調(diào)整組件包括結(jié)構(gòu)相同稱對設(shè)置的下部左側(cè)間距調(diào)整組件和下部右側(cè)間距調(diào)整組件，其中左側(cè)間距調(diào)整組件包括平行設(shè)置的絲杠三和導(dǎo)軌三、滑臺三、張力傳感器、吊鉤二、電機(jī)三，滑臺三與由絲杠三驅(qū)動的螺母相連，并由導(dǎo)軌三導(dǎo)向；絲杠三通過聯(lián)軸器與電機(jī)三相連，通過電機(jī)三驅(qū)動絲杠三帶動螺母運(yùn)動，進(jìn)而帶動滑臺三運(yùn)動；張力傳感器固定在滑臺三上，張力傳感器上裝有吊鉤二。

所述固定于井中提升容器兩側(cè)的柔性導(dǎo)軌為兩根或四根。

使用上述系統(tǒng)的柔性導(dǎo)軌導(dǎo)向的提升模擬方法：驅(qū)動組件對提升容器提升時：通過設(shè)在提升容器內(nèi)部放置的張力傳感器實(shí)時監(jiān)測提升容器的姿態(tài)；提升容器由柔性導(dǎo)軌導(dǎo)向時，當(dāng)提升容器發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，傾角傳感器即刻將位姿變化信號傳輸至導(dǎo)軌自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，經(jīng)導(dǎo)軌自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)信號分析處理后，將控制信號傳輸給上部間距調(diào)節(jié)組件的電機(jī)一和下部間距調(diào)整組件的電機(jī)三，進(jìn)而帶動絲杠一轉(zhuǎn)動和下部間距調(diào)節(jié)組件的絲杠三轉(zhuǎn)動，從而改變?nèi)嵝詫?dǎo)軌的間距；當(dāng)調(diào)整柔性導(dǎo)軌張力大小時，通過導(dǎo)軌自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)給予張力調(diào)整組件的電機(jī)二控制信號，進(jìn)而帶動絲杠二轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)柔性導(dǎo)軌的張力大小，以此模擬柔性導(dǎo)軌間距和張力不同的工況提升容器工作情況的穩(wěn)定性。

有益效果：由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動組件在提升過程中柔性導(dǎo)軌兩端間距的改變：通過采取上部間距改變裝置和下部間距改變裝置的絲杠驅(qū)動滑臺移動，進(jìn)而可以帶動固定在滑臺上的柔性導(dǎo)軌兩端的間距變化，解決了現(xiàn)有技術(shù)無法實(shí)時改變?nèi)嵝詫?dǎo)軌兩端間距的缺陷；

(2)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時微量調(diào)節(jié)：采用伺服電機(jī)驅(qū)動絲杠調(diào)節(jié)柔性導(dǎo)軌兩端間距和柔性導(dǎo)軌張力大小，伺服電機(jī)可實(shí)現(xiàn)高精度轉(zhuǎn)速控制，可配合減速箱實(shí)現(xiàn)微量調(diào)節(jié)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的上部間距調(diào)整組件的俯視結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本發(fā)明的張力調(diào)整組件的結(jié)構(gòu)圖。

圖4是本發(fā)明的下部間距調(diào)整組件的俯視結(jié)構(gòu)圖。

圖5是本發(fā)明的張力調(diào)整組件安裝立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明的柔性導(dǎo)軌間距改變情況示意圖。

圖7是本發(fā)明的驅(qū)動組件局部剖視示意圖。

圖中：1-驅(qū)動組件；2-上部間距調(diào)整組件；3-張力調(diào)整組件；4-下部間距調(diào)整組件；5-柔性導(dǎo)軌；6-提升容器；7-導(dǎo)向天輪；1-1-電機(jī)；1-2-聯(lián)軸器；1-3-軸；1-4-軸承；1-5-軸承座；1-6-卷筒；2-1-上部左側(cè)間距調(diào)整組件；2-2-上部右側(cè)間距調(diào)整組件；2-3-絲杠一；2-4-導(dǎo)軌一；2-5-滑臺一；2-6-電機(jī)一；2-7-張力調(diào)整組件連接板；3-1-左側(cè)張力調(diào)整組件；3-2-右側(cè)張力調(diào)整組件；3-3-絲杠二；3-4-導(dǎo)軌二；3-5-滑臺二；3-6-吊鉤一；3-7-電機(jī)二；3-8-張力調(diào)整組件固定板；4-1-下部左側(cè)調(diào)整組件；4-2-下部右側(cè)調(diào)整組件；4-3-絲杠三；4-4-導(dǎo)軌三；4-5-滑臺三；4-6-張力傳感器；4-7-電機(jī)三；4-8-吊鉤二。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實(shí)施例作進(jìn)一步的描述：

本發(fā)明的柔性導(dǎo)軌導(dǎo)向的提升模擬系統(tǒng)，主要由驅(qū)動組件1、上部間距調(diào)整組件2、張力調(diào)整組件3、柔性導(dǎo)軌5、下部間距調(diào)整組件4、提升容器6、導(dǎo)向天輪7構(gòu)成。所述張力調(diào)整組件3固定在上部間距調(diào)整組件2的張力調(diào)整組件連接板2-7上，上部間距調(diào)整組件2設(shè)在框架上部，下部間距調(diào)整組件設(shè)在底部，兩根柔性導(dǎo)軌5均一端固定于張力調(diào)整組件3的吊鉤一3-6，另一端固定于下部間距調(diào)整組件4的吊鉤二4-7上；驅(qū)動組件1通過柔索對提升容器6進(jìn)行提升，其中柔索一端連接于驅(qū)動組件1的卷筒1-5上，經(jīng)固定在頂端的導(dǎo)向天輪7導(dǎo)向后連于提升容器6上；同時提升容器6由兩根柔性導(dǎo)軌5導(dǎo)向。

所述上部間距調(diào)整組件2為對稱結(jié)構(gòu)，包括上部左側(cè)間距調(diào)整組件2-1、上部右側(cè)間距調(diào)整組件2-2，其中左側(cè)間距調(diào)整組件2-1包括平行設(shè)置的絲杠一2-3和導(dǎo)軌一2-4、滑臺一2-5、電機(jī)一2-6、張力調(diào)整組件連接板2-7，滑臺一2-5與由絲杠一2-3驅(qū)動的螺母相連，并由導(dǎo)軌一2-4導(dǎo)向；絲杠一2-3通過聯(lián)軸器與電機(jī)一2-6相連，通過電機(jī)一2-6驅(qū)動絲杠一2-3帶動螺母運(yùn)動，進(jìn)而帶動滑臺一2-5運(yùn)動；張力調(diào)整組件連接板2-7固定在滑臺一2-5上。

所述張力調(diào)整組件3包括左側(cè)張力調(diào)整組件3-1和右側(cè)張力調(diào)整組件3-2，左側(cè)張力調(diào)整組件3-1和右側(cè)張力調(diào)整組件3-2結(jié)構(gòu)上對稱，其中左側(cè)張力調(diào)整組件3-1包括平行設(shè)置的絲杠二3-3和導(dǎo)軌二3-4、滑臺二3-5、吊鉤一3-6、電機(jī)二3-7、張力調(diào)整組件固定板3-8，滑臺二3-5與絲杠二3-3驅(qū)動的螺母相連，并由導(dǎo)軌二3-4導(dǎo)向，滑臺二3-5上固定有吊鉤一3-6，左側(cè)張力調(diào)整組件3-1和右側(cè)張力調(diào)整組件3-2均通過張力調(diào)整組件固定板3-8分別與上部左側(cè)間距調(diào)整組件(2-1)和上部右側(cè)間距調(diào)整組件2-2連接的張力調(diào)整組件連接板2-7相連接。

所述下部間距調(diào)整組件4為左右對稱結(jié)構(gòu)，包括下部左側(cè)間距調(diào)整組件4-1和下部右側(cè)間距調(diào)整組件4-2，其中左側(cè)間距調(diào)整組件4-1包括平行設(shè)置的絲杠三4-3和導(dǎo)軌三4-4、滑臺三4-5、張力傳感器4-6、吊鉤二4-7、電機(jī)三4-8，滑臺三4-5與由絲杠三4-3驅(qū)動的螺母相連，并由導(dǎo)軌三4-4導(dǎo)向；絲杠三4-3通過聯(lián)軸器與電機(jī)三4-8相連，通過電機(jī)三4-8驅(qū)動絲杠三4-3帶動螺母運(yùn)動，進(jìn)而帶動滑臺三4-5運(yùn)動；張力傳感器4-6固定在滑臺三4-5上，張力傳感器4-6上裝有吊鉤二4-7。

所述的驅(qū)動組件1包括驅(qū)動電機(jī)1-1、聯(lián)軸器1-2、軸1-3、軸承1-4、軸承座1-5和卷筒1-6。

本發(fā)明柔性導(dǎo)軌導(dǎo)向的提升模擬系統(tǒng)的模擬方法：驅(qū)動組件1對提升容器6提升時：通過設(shè)在提升容器內(nèi)部放置的傾角傳感器實(shí)時監(jiān)測提升容器6的姿態(tài)；提升容器6由柔性導(dǎo)軌5導(dǎo)向時，當(dāng)提升容器6發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，傾角傳感器即刻將位姿變化信號傳輸至導(dǎo)軌自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，經(jīng)導(dǎo)軌自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)信號分析處理后，將控制信號傳輸給上部間距調(diào)節(jié)組件2此時通過控制器控制上部間距調(diào)節(jié)組件2的伺服電機(jī)2-6，伺服電機(jī)2-6通過聯(lián)軸器來驅(qū)動絲杠一2-3轉(zhuǎn)動，絲杠2-3驅(qū)動與滑臺一2-5相連接的螺母，進(jìn)而帶動滑臺一2-5作直線運(yùn)動；滑臺一2-5由導(dǎo)軌一2-4導(dǎo)向，進(jìn)而可由導(dǎo)軌一2-4承受負(fù)載，從而帶動固定在滑臺一2-5上的兩根柔性導(dǎo)軌5上端固定點(diǎn)間距改變。同時，通過控制器控制下部間距調(diào)節(jié)組件4的伺服電機(jī)4-8，伺服電機(jī)4-8通過聯(lián)軸器來驅(qū)動絲杠三4-3轉(zhuǎn)動，絲杠4-3驅(qū)動與滑臺三4-5相連接的螺母，進(jìn)而帶動滑臺三4-5作直線運(yùn)動；滑臺三4-5由導(dǎo)軌三4-4導(dǎo)向，進(jìn)而可由導(dǎo)軌三4-4承受負(fù)載，從而帶動固定在滑臺三4-5上的兩根柔性導(dǎo)軌5下端固定點(diǎn)間距改變，從而改變?nèi)嵝詫?dǎo)軌5的間距。當(dāng)調(diào)整柔性導(dǎo)軌5張力大小時，通過導(dǎo)軌自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)給予張力調(diào)整組件3的電機(jī)二3-7控制信號，進(jìn)而帶動絲杠二3-3轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)柔性導(dǎo)軌5的張力大小，下部間距調(diào)節(jié)組件固定柔性導(dǎo)軌的吊鉤二4-7安裝在張力傳感器4-6上，可實(shí)時采集柔性導(dǎo)軌張力，實(shí)現(xiàn)精確調(diào)節(jié)柔性導(dǎo)軌5的張力大小。以此模擬柔性導(dǎo)軌5間距和張力不同的工況提升容器6的工作情況。