專利名稱：卷筒鋼絲長度控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及卷筒鋼絲長度控制器，用于對起重設(shè)備中在卷筒上鋼絲纏繞長度的精確控制，屬于起重設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
卷筒是起重設(shè)備中最為重要的一個部分，它是通過卷動鋼絲繩來提升物體。對卷筒電機的控制可以控制卷筒上鋼絲繩纏繞的多少，從而控制提升物體的位置，當(dāng)前很多的工程應(yīng)用中，都是通過人工的控制方法，因為很多情況對提升物體的要求不是那么高，如用人操作的吊車。但是在一些應(yīng)用中，對于起吊有很高的要求，如高度的要求，位置的要求等等。因此采用人工的辦法是無法達(dá)到或很困難達(dá)到。例如，在舞臺機械中卷簾幕有很多，通過卷筒，用鋼絲繩將它們提升，要求所有卷簾幕都在某一高度，而且要整齊，這一要求顯然通過人工控制很難達(dá)到，而是利用行程開關(guān)。如何利用行程開關(guān)來控制，這根據(jù)實際情況來處理如在物體到達(dá)的高度上安放行程開關(guān)進(jìn)行控制，但是有些情況下，這種方法并不能實施，如前面所述的卷簾幕的控制，它們是懸空的，并不能安放行程開關(guān)。因此，行程開關(guān)的控制必須要跟卷筒系統(tǒng)相聯(lián)系，通過卷筒的控制來處理鋼絲繩長度的問題。通過對卷筒的轉(zhuǎn)動輸入，達(dá)到控制鋼絲的長度控制，當(dāng)然這里強調(diào)的是鋼絲繩的長度不是一個定值，而是根據(jù)需要可以任意給定，即長度可調(diào)?，F(xiàn)在解決這一問題的方法之一采用的是將卷筒的轉(zhuǎn)動變?yōu)橹本€運動，即用絲桿螺母副，然后在絲桿螺母副中放入行程開關(guān)，依靠螺母接觸行程開關(guān)從而控制電機。
但是由于行程在接觸的過程中，存在著一段運動距離，即從接觸到行程開關(guān)開始，到行程開關(guān)有效，行程開關(guān)的接觸部分要移動一段距離，這一段距離對于絲桿螺母來說，可能就是幾個螺距，而幾個螺距的距離對于卷筒就是需要轉(zhuǎn)動很大的角度，即鋼絲繩卷入或拉出很長的距離，重物就無法停在一個精確的位置上。該方法可以通過提高傳動比來提高精度，即卷筒轉(zhuǎn)一點，絲杠螺母就轉(zhuǎn)動幾個螺距，由于卷筒的直徑一般比絲杠螺母要大許多，因此，要達(dá)到提高精度的要求，要求絲杠很長，這顯然在實際應(yīng)用中不合適?，F(xiàn)在還有采用電子電路的方法，但是工業(yè)現(xiàn)場的各種干擾和各種不確定因素，尤其是安全要求比較高的時候，通過傳感器采集仍然有很多不安全因素。因此，從安全性的角度考慮，一般要求機械方式，即應(yīng)用機械機構(gòu)和行程開關(guān)的方式控制電機，從而得到較為精確的鋼絲繩長度。
所以，要解決好鋼絲繩長度的精確控制，就必須充分利用好卷筒和鋼絲繩等結(jié)構(gòu)和特點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是用機械的方式，解決卷筒纏繞鋼絲繩長度的精確控制。
本發(fā)明的技術(shù)方案是將鋼絲繩的長度控制分過程階段和最終階段兩個階段控制，通過一種卷筒鋼絲長度控制器實現(xiàn)，該卷筒鋼絲長度控制器包括齒輪傳動裝置及其出軸上的刻度盤、一行程開關(guān)及和其配合的置于齒輪傳動裝置出軸上刻度盤的一擋鐵，用于實現(xiàn)過程階段控制；卷筒轉(zhuǎn)軸上置有的刻度盤、另一行程開關(guān)及和其配合的卷筒刻度盤上的另一擋鐵，用于實現(xiàn)最終階段控制；由行程開關(guān)接點和繼電器組成的兩行程開關(guān)電路；所述的齒輪傳動裝置的傳動比為在卷筒上可纏繞的鋼絲繩匝數(shù)減1，所述兩擋鐵在各自度盤上位置由下式確定m-t＞i＞m-1 (1)j＝m-i (2)其中，m為在給定鋼絲繩長度時，卷筒需要轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，t為過程階段的行程開關(guān)從擋鐵接觸到行程開關(guān)有效卷筒所需的轉(zhuǎn)數(shù)，t＜1；i為擋鐵在齒輪傳動裝置的出軸上刻度盤上所放置的圈數(shù)位置；j為擋鐵在卷筒刻度盤上所放置的圈數(shù)位置，t＜j。
本發(fā)明的優(yōu)點是將連續(xù)的機械運動分解為兩個事件，而分解的兩個事件通過機械方法較容易實現(xiàn)，但是如果不分解，要完成整個機械運動機構(gòu)并實現(xiàn)特性要求較難設(shè)計，分解提高機械運動的特性。而兩事件之間的聯(lián)系可以通過電控的方式處理，通過電控在邏輯方面的優(yōu)點，完成整個系統(tǒng)的邏輯關(guān)系。本發(fā)明可以根據(jù)鋼絲繩需要的長度要求，可以很容易將這一要求分解為兩個階段，即過程階段和最終階段。根據(jù)過程階段和最終階段的具體要求，可以很容易調(diào)節(jié)行程開關(guān)的位置關(guān)系滿足系統(tǒng)要求，從而可以達(dá)到需要的鋼絲繩的長度要求。


圖1為本發(fā)明的傳動裝置原理圖；圖2為度盤布置示意圖；圖3為行程開關(guān)電路原理圖。
具體實施例方式
由圖1、圖2所示，卷筒鋼絲長度控制器包括齒輪傳動裝置1及其出軸上的刻度盤2、一行程開關(guān)ST1及和其配合的置于齒輪傳動裝置1出軸上刻度盤2的一擋鐵3，用于實現(xiàn)過程階段控制；卷筒5上的刻度盤6、另一行程開關(guān)ST2及和其配合的置于卷筒5刻度盤6上的另一擋鐵4，用于實現(xiàn)最終階段控制；由行程開關(guān)ST1、ST2的接點和繼電器KM1、KM2、KM3組成的兩行程開關(guān)電路。
所述的齒輪傳動裝置，其傳動比為在卷筒上可纏繞的鋼絲繩匝數(shù)減1，所述兩擋鐵在各自度盤上位置由下式確定m-t＞i＞m-1 (1)j＝m-i (2)其中，m為需要轉(zhuǎn)動的圈數(shù)；t為過程階段的行程開關(guān)從擋鐵接觸到行程開關(guān)有效卷筒所需的轉(zhuǎn)數(shù)，t＜1；i為擋鐵3在齒輪傳動裝置1的出軸上刻度盤2上所放置的圈數(shù)位置；j為擋鐵4在卷筒刻度盤6上所放置的圈數(shù)位置，t＜j。
本發(fā)明所述的行程開關(guān)控制電路如圖3所示，電路由兩行程開關(guān)接點ST1、ST2，繼電器KM1、KM2和KMn組成，行程開關(guān)ST1接點與繼電器KM1的常開接點并聯(lián)后與繼電器KM1的線圈相串聯(lián)；另一行程開關(guān)ST2接點、繼電器KM1的常開接點和繼電器KM2的線圈相串聯(lián)；繼電器KM2的常閉接點和繼電器KMn的線圈相串聯(lián)。
本發(fā)明的原理為為了能夠解決卷筒鋼絲繩的精確控制問題，根據(jù)本發(fā)明的方案，是將鋼絲繩的控制分為兩個階段，即過程階段和最終階段。過程階段控制是通過齒輪傳動裝置1、刻度盤2和擋鐵3組成來實現(xiàn)；最終階段控制是通過擋鐵4和刻度盤6組成來實現(xiàn)。根據(jù)給定鋼絲繩長度，卷筒需要轉(zhuǎn)動m圈數(shù)時，當(dāng)一個行程開關(guān)的擋鐵4直接放置在卷筒刻度盤6位置上時，就有m次接觸擋鐵，而每次接觸的電路效果都一樣，僅會有一種狀態(tài)，因此，用一種狀態(tài)表達(dá)m轉(zhuǎn)顯然是不能實現(xiàn)的，因為它只能分辨出第一轉(zhuǎn)的信息。這樣就不能反映多轉(zhuǎn)數(shù)的情況。本發(fā)明為了解決多轉(zhuǎn)信息問題，將這個運動過程分解為兩個階段，將m-1次的效果信息通過齒輪傳動裝置1，即過程階段來反映，將最后一次的效果信息通過卷筒，即最終階段來反映，通過與邏輯關(guān)系就可以將兩種信息綜合在一起，從而反映出圈數(shù)m的信息，控制卷筒的轉(zhuǎn)數(shù)。而通過兩個行程開關(guān)和相應(yīng)的繼電器就可以實現(xiàn)與邏輯的關(guān)系。因此，過程階段和最終階段僅是將原來沒辦法反映的信息進(jìn)行分解，使各階段分別反映不同信息，通過邏輯關(guān)系連接，從而構(gòu)成整個過程的信息，反映整個運動過程。本發(fā)明的過程階段不僅具有反映m-1轉(zhuǎn)的信息以外，它的另一個優(yōu)點在于只要滿足行程開關(guān)ST1的擋鐵3放置在刻度盤2上大于m-1且小于m-t的圈數(shù)位置上，就可以容納行程開關(guān)ST1接點由接觸到有效所移動距離的誤差。由圖2所示，只要在KM2有效之前，能保證KM1得電就能達(dá)到目的。例如，現(xiàn)有m＝6.25，若測得t為0.05，選擇i＝5.5，則j＝0.75。即ST1有效實際在i+t＝5.55轉(zhuǎn)時有效，即KM1得電，而此時j＝0.75在轉(zhuǎn)動i＝5.5轉(zhuǎn)后，KM2沒有得電，再轉(zhuǎn)動0.05時，KM2仍然無效。因此t＝0.05的誤差并沒有影響到KM2的變化，所以過程階段具有容錯功能。對于最終階段來說，最能反映精度，由于最后階段不存在著變速，而是1∶1傳動關(guān)系，既在最后的j轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)角最大誤差等于t。如果能夠較為準(zhǔn)確的得到t，并為定值，將行程開關(guān)ST2放置在j-t上，那么理論上誤差為0。由于卷筒的直徑一般較大，行程開關(guān)從接觸到有效的距離所需要t非常小，這樣就大大提高了轉(zhuǎn)數(shù)m的精度，從而提高了鋼絲繩的長度精確度。如上所述鋼絲繩長度精度誤差約為t×r或行程開關(guān)從接觸到有效的距離，其中r為卷筒的半徑。
實施例當(dāng)給定鋼絲繩的長度，根據(jù)卷筒的直徑可以得到需要轉(zhuǎn)動卷筒多少轉(zhuǎn)可以實現(xiàn)給定的鋼絲繩的長度。例如計算為7.92轉(zhuǎn)，測得t＝0.08。即m＝7.92，i可以旋轉(zhuǎn)范圍(6.92，7.84)。本例選擇i＝7.5，則j＝0.42。既將擋鐵3和擋鐵4分別放置在刻度盤2和刻度盤6的數(shù)字7.5和0.42上。當(dāng)卷筒電機啟動后，首先碰到繼電器ST2，而此時繼電器KM1沒有得電，即繼電器KM1無效。當(dāng)卷筒轉(zhuǎn)過7.5轉(zhuǎn)時，碰到繼電器ST1，這時繼電器KM1得電，并自鎖，使繼電器KM1持續(xù)得電，KM2前的KM1開關(guān)閉合。而當(dāng)卷筒再轉(zhuǎn)動0.42圈時，此時碰到行程開關(guān)ST2，則繼電器KM2得電，停止電機的繼電器KMn得電，即卷筒電機停止，鋼絲繩長度固定。
權(quán)利要求
1.一種卷筒鋼絲長度控制器，其特征在于，它包括1)齒輪傳動裝置(1)及其出軸上的刻度盤(2)、一行程開關(guān)ST1及和其配合的置于齒輪傳動裝置(1)出軸上刻度盤(2)的一擋鐵(3)，用于實現(xiàn)過程階段控制；2)卷筒(5)轉(zhuǎn)軸上置有的刻度盤(6)、另一行程開關(guān)ST2及和其配合的卷筒(5)置有的刻度盤(6)上的另一擋鐵(4)，用于實現(xiàn)最終階段控制；3)由行程開關(guān)ST1、ST2的接點和繼電器KM1、KM2、KM3組成的兩行程開關(guān)電路；所述的齒輪傳動裝置，其傳動比為在卷筒上可纏繞的鋼絲繩匝數(shù)減1，所述兩擋鐵在各自度盤上位置由下式確定m-t＞i＞m-1(1)j＝m-i (2)其中，m為需要轉(zhuǎn)動的圈數(shù)；t為過程階段的行程開關(guān)從擋鐵接觸到行程開關(guān)有效卷筒所需的轉(zhuǎn)數(shù)，t＜1；i為擋鐵3在齒輪傳動裝置1的出軸上刻度盤2上所放置的圈數(shù)位置；j為擋鐵4在卷筒刻度盤6上所放置的圈數(shù)位置，t＜j。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種卷筒鋼絲長度控制器，其特征在于，所述的兩行程開關(guān)電路由兩行程開關(guān)接點ST1、ST2，繼電器KM1、KM2和KMn組成，行程開關(guān)ST1接點與繼電器KM1的常開接點并聯(lián)后與繼電器KM1的線圈相串聯(lián)；另一行程開關(guān)ST2接點、繼電器KM1的常開接點和繼電器KM2的線圈相串聯(lián)；繼電器KM2的常閉接點和繼電器KMn的線圈相串聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種卷筒鋼絲長度控制器，包括齒輪傳動裝置及其刻度盤、一行程開關(guān)及和其配合的齒輪傳動裝置刻度盤的一擋鐵，用于實現(xiàn)過程階段控制；卷筒上的刻度盤、另一行程開關(guān)及和其配合的卷筒刻度盤上的另一擋鐵，用于實現(xiàn)最終階段控制；由行程開關(guān)接點和繼電器組成的兩行程開關(guān)電路；所述的齒輪傳動裝置的傳動比為在卷筒上可纏繞的鋼絲繩匝數(shù)減1，所述兩擋鐵在各自度盤上位置由下式確定m－t＞i＞m－1(1)j＝m－i(2)。本發(fā)明的優(yōu)點是將連續(xù)的機械運動分解為兩個階段，通過電控邏輯方式處理，完成整個系統(tǒng)的邏輯關(guān)系。根據(jù)過程階段和最終階段的具體要求，容易調(diào)節(jié)行程開關(guān)的位置關(guān)系以滿足系統(tǒng)要求，從而達(dá)到需要的鋼絲繩的長度。
文檔編號B66C13/18GK1944224SQ20061011766
公開日2007年4月11日 申請日期2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者陳乃超 申請人:上海電力學(xué)院