專利名稱：龍門起重機(jī)的同步裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及龍門起重機(jī)，更具體地說，涉及龍門起重機(jī)的同步裝置。
背景技術(shù)：
在日常作業(yè)過程中，由于機(jī)械或是電氣的原因，龍門起重機(jī)的柔腿和剛腿在行走時(shí)出現(xiàn)不同步，從而產(chǎn)生了它們實(shí)際位置的偏差。這種偏差如果不加以監(jiān)測(cè)和彌補(bǔ)，會(huì)引起累積和擴(kuò)大，導(dǎo)致最終發(fā)生安全事故。另外，在聯(lián)合起吊作業(yè)時(shí)，兩臺(tái)龍門起重機(jī)需要嚴(yán)格地保持相對(duì)位置不變，否則輕者影響正常作業(yè)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致安全事故。發(fā)生上述兩種情況的根本原因可以歸結(jié)為龍門起重機(jī)的位置檢測(cè)與控制未能維持要求的精確度和可靠性。具體來說，傳統(tǒng)的龍門起重機(jī)位置檢測(cè)方法包括絕對(duì)值編碼器、限位開關(guān)和地面磁感應(yīng)開關(guān)等，但都存在安裝方式或機(jī)械結(jié)構(gòu)的缺陷。例如龍門起重機(jī)柔腿絞點(diǎn)處的限位開關(guān)往往在安裝和日常維護(hù)上無法達(dá)到要求，因此也達(dá)不到要求的靈敏度，而且在龍門起重機(jī)快速行走時(shí)，保護(hù)效果進(jìn)一步降低；對(duì)于地面的磁感應(yīng)開關(guān)，它主要起同步校準(zhǔn)龍門起重機(jī)絕對(duì)值編碼器的作用，但因此產(chǎn)生了龍門起重機(jī)位置跳變的情況，導(dǎo)致龍門起重機(jī)急停等事故，反而增加了安全隱患；絕對(duì)值編碼器是應(yīng)用較為普遍的一種檢測(cè)方式，雖然理論上可以滿足要求，而實(shí)際上由于軌道高低不平、軌道打滑或機(jī)械安裝不穩(wěn)定等原因，其輸出的位置數(shù)據(jù)并不可靠，曾經(jīng)就發(fā)生過龍門起重機(jī)剛、柔腿絕對(duì)值編碼器的位置差值為 0. 03m，而實(shí)際測(cè)得的位置差竟然高達(dá): 多，差點(diǎn)釀成嚴(yán)重事故。所以，龍門起重機(jī)位置檢測(cè)一直是提高作業(yè)安全性和效率的瓶頸因素。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供本發(fā)明提供一種龍門起重機(jī)的同步裝置，其特征在于包括位于所述龍門起重機(jī)外部的基站，實(shí)時(shí)地根據(jù)其所接收的第三衛(wèi)星定位信號(hào)的載波相位向第一移動(dòng)站和第二移動(dòng)站發(fā)送報(bào)文；布置在所述龍門起重機(jī)的第一支腿處并且隨第一支腿移動(dòng)的第一移動(dòng)站，其接收第一衛(wèi)星定位信號(hào)并且根據(jù)第一衛(wèi)星定位信號(hào)確定第一支腿位置并且根據(jù)第一衛(wèi)星定位信號(hào)的載波相位和其接收的報(bào)文所表示的載波相位之間的相差消除第一支腿位置的誤差；布置在所述龍門起重機(jī)的第二支腿處并且隨第二支腿移動(dòng)的第二移動(dòng)站，其接收第二衛(wèi)星定位信號(hào)并且根據(jù)第二衛(wèi)星定位信號(hào)確定第二支腿位置并且根據(jù)第二衛(wèi)星定位信號(hào)的載波相位和其接收的報(bào)文所表示的載波相位之間的相差消除第二支腿位置的誤差；和控制器，其根據(jù)從第一移動(dòng)站和第二移動(dòng)站分別接收的第一支腿位置和第二支腿位置來控制第一支腿和第二支腿之間的同步。該系統(tǒng)通過移動(dòng)站檢測(cè)龍門起重機(jī)的柔腿和剛腿的實(shí)際位置，控制系統(tǒng)根據(jù)該實(shí)際位置判斷該偏差是否在允許范圍內(nèi)，然后通過速度調(diào)整功能來同步剛腿和柔腿，將龍門起重機(jī)的剛、柔腿偏差限定于允許的極小范圍內(nèi)。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供一種龍門起重機(jī)的同步裝置，其特征在于包
3括位于所述第一和第二龍門起重機(jī)外部的基站，實(shí)時(shí)地根據(jù)其所接收的第三衛(wèi)星定位信號(hào)的載波相位向第一移動(dòng)站和第二移動(dòng)站發(fā)送報(bào)文；布置在第一龍門起重機(jī)處并且隨第一龍門起重機(jī)移動(dòng)的第一移動(dòng)站，其接收第一衛(wèi)星定位信號(hào)并且根據(jù)第一衛(wèi)星定位信號(hào)確定第一龍門起重機(jī)位置并且根據(jù)第一衛(wèi)星定位信號(hào)的載波相位和其接收的報(bào)文所表示的載波相位之間的相差消除第一龍門起重機(jī)的誤差；布置在第二龍門起重機(jī)處并且隨第二龍門起重機(jī)移動(dòng)的第二移動(dòng)站，其接收第二衛(wèi)星定位信號(hào)并且根據(jù)第二衛(wèi)星定位信號(hào)確定第二龍門起重機(jī)位置并且根據(jù)第二衛(wèi)星定位信號(hào)的載波相位和其接收的報(bào)文所表示的載波相位之間的相差消除第二龍門起重機(jī)的誤差；和控制器，其根據(jù)從第一移動(dòng)站和第二移動(dòng)站分別接收的第一龍門起重機(jī)位置和第二龍門起重機(jī)位置來控制第一龍門起重機(jī)和第二龍門起重機(jī)之間的距離。在多臺(tái)龍門起重機(jī)同步的過程中，每臺(tái)龍門起重機(jī)的大車剛、柔腿位置仍然被采集，若系統(tǒng)檢測(cè)到需要糾偏，則不受主、從關(guān)系的影響，相應(yīng)的PLC仍會(huì)輸出速度調(diào)整給定，實(shí)現(xiàn)單臺(tái)龍門起重機(jī)糾偏。因此事實(shí)上可以認(rèn)為，每臺(tái)龍門起重機(jī)的RTK系統(tǒng)充分利用了其位置檢測(cè)的優(yōu)越性，不僅用于糾偏，也能用于和其它龍門起重機(jī)同步。

圖IA示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例、應(yīng)用支腿同步系統(tǒng)的龍門起重機(jī)；圖IB示出根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例、應(yīng)用多臺(tái)同步系統(tǒng)的龍門起重機(jī)；圖2示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的移動(dòng)站的布置；圖3示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的龍門起重機(jī)支腿同步系統(tǒng)；圖4A示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例、應(yīng)用支腿同步的龍門起重機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；圖4B示出根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例、同步多臺(tái)龍門起重機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；圖5示出根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例、應(yīng)用同步系統(tǒng)的龍門起重機(jī)；和圖6示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的基站的安裝。
具體實(shí)施方式
圖IA示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例、應(yīng)用支腿同步系統(tǒng)的龍門起重機(jī)。如圖 IA所示，同步系統(tǒng)Ia (虛線框內(nèi))包括布置在龍門起重機(jī)IOa的第一支腿IOOa處并且隨第一支腿IOOa移動(dòng)的第一移動(dòng)站11a，布置在龍門起重機(jī)IOa的第二支腿IOla處并且隨第二支腿IOla移動(dòng)的第二移動(dòng)站1 和控制器13a。第一移動(dòng)站Ila接收第一衛(wèi)星定位信號(hào)并且根據(jù)第一衛(wèi)星定位信號(hào)確定第一支腿位置，第二移動(dòng)站1 接收第二衛(wèi)星定位信號(hào)并且根據(jù)第二衛(wèi)星定位信號(hào)確定第二支腿位置并且控制器13a根據(jù)從第一移動(dòng)站Ila和第二移動(dòng)站1 分別接收的第一支腿位置和第二支腿位置來控制第一支腿IOOa和第二支腿IOla 之間的同步。圖IB示出根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例、應(yīng)用多臺(tái)同步系統(tǒng)的龍門起重機(jī)。如圖IB所示，龍門起重機(jī)的同步裝置Ib虛線框內(nèi))包括布置在第一龍門起重機(jī)IOb處并且隨第一龍門起重機(jī)IOb移動(dòng)的第一移動(dòng)站11b，布置在第二龍門起重機(jī)12b處并且隨第二龍門起重機(jī)12b移動(dòng)的第二移動(dòng)站1 和控制器14b。第一移動(dòng)站lib接收第一衛(wèi)星定位信號(hào)并且根據(jù)第一衛(wèi)星定位信號(hào)確定第一龍門起重機(jī)IOb位置，第二移動(dòng)站1 接收第二衛(wèi)星定位信號(hào)并且根據(jù)第二衛(wèi)星定位信號(hào)確定第二龍門起重機(jī)12b位置，控制器14b根據(jù)從第一移動(dòng)站lib和第二移動(dòng)站1 分別接收的第一龍門起重機(jī)位置和第二龍門起重機(jī)位置來控制第一龍門起重機(jī)IOb和第二龍門起重機(jī)12b之間的距離。衛(wèi)星定位信號(hào)可以采用GPS信號(hào)。GPS(Global Positioning System，全球定位系統(tǒng))是美國從20世紀(jì)70年代開始研制，歷時(shí)20年，耗資200億美元，于1994年全面建成， 具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。第一支腿IOOa和第二支腿IOla可以是龍門起重機(jī)IOa的剛腿和柔腿；當(dāng)然，第一支腿IOOa和第二支腿IOla可以是龍門起重機(jī)IOa的柔腿和剛腿。為了同時(shí)獲得剛腿和柔腿的實(shí)際位置，系統(tǒng)配置了兩個(gè)移動(dòng)站(即第一移動(dòng)站Ila和第二移動(dòng)站12a)分別安裝在的剛腿和柔腿側(cè)并且隨之移動(dòng)。同樣，為了同時(shí)獲得兩臺(tái)龍門起重機(jī)10b、12b的實(shí)際位置， 系統(tǒng)配置了兩個(gè)移動(dòng)站(即第一移動(dòng)站lib和第二移動(dòng)站13b)分別安裝在的兩臺(tái)龍門起重機(jī)10b、1 側(cè)并且隨之移動(dòng)。圖2示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的移動(dòng)站的布置。龍門起重機(jī)20大梁200 頂端和剛、柔腿201、202的底部邊緣位置是最合適的兩個(gè)安裝位置來安裝移動(dòng)站203、204。 前者視野開闊，最有利于衛(wèi)星信號(hào)的接收，但缺點(diǎn)是晃動(dòng)也較大導(dǎo)致測(cè)量精確度下降；后者避免了龍門起重機(jī)晃動(dòng)導(dǎo)致的精度差的問題，但以犧牲一定的衛(wèi)星信號(hào)為代價(jià)。如何權(quán)衡和選擇安裝地點(diǎn)是位置檢測(cè)的關(guān)鍵一步，因此進(jìn)行了一次測(cè)試分別在兩個(gè)地點(diǎn)放置一臺(tái) GPS移動(dòng)站，在龍門起重機(jī)不停地往返行駛過程中，記錄下各自的GPS原始數(shù)據(jù)。如果晃動(dòng)不存在，則兩個(gè)移動(dòng)站的位置數(shù)據(jù)差應(yīng)始終保持一致，晃動(dòng)越大，則該位置差變動(dòng)也越大。 經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，當(dāng)龍門起重機(jī)在加減速的時(shí)間段中晃動(dòng)最大，并且超過了允許的大車剛、柔腿偏差范圍，也就是說，龍門起重機(jī)的晃動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響GPS的位置檢測(cè)。另外，通過觀察兩組GPS 移動(dòng)站的原始數(shù)據(jù)，可以對(duì)比出兩個(gè)安裝地點(diǎn)的衛(wèi)星接收情況，發(fā)現(xiàn)，在大梁頂部接收衛(wèi)星顆數(shù)平均9顆，而底部平均8顆。衛(wèi)星數(shù)少了，但仍然足夠GPS移動(dòng)站產(chǎn)生固定解(達(dá)到厘米級(jí)精度的狀態(tài))。所以通過測(cè)試，最終確定了將GPS移動(dòng)站安裝于大車底部。圖3示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的龍門起重機(jī)支腿同步系統(tǒng)。如圖3所示，控制器33包括嵌入式工控機(jī)30。嵌入式工控機(jī)30負(fù)責(zé)采集移動(dòng)站原始經(jīng)、緯度數(shù)據(jù)、 數(shù)據(jù)后處理和數(shù)據(jù)發(fā)送的功能，即 移動(dòng)站數(shù)據(jù)的采集； 基于高斯投影的WGS84坐標(biāo)系到北京M坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換；現(xiàn)場(chǎng)的相對(duì)坐標(biāo)系，符合現(xiàn)場(chǎng)的要求規(guī)定。比如，原來的原點(diǎn)在國外，把原點(diǎn)移到國內(nèi)，北京M坐標(biāo)系或西安80 坐標(biāo)系，使得得出的位置相對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)相符合，有利于控制算法的實(shí)現(xiàn)； 移動(dòng)站和基站自身狀態(tài)的檢測(cè)； 含OPC客戶端，用于自動(dòng)連接變頻調(diào)速系統(tǒng)的OPC服務(wù)器，并主動(dòng)發(fā)送測(cè)量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)RTK系統(tǒng)(下面將說明)與PLC控制系統(tǒng)的通信，為龍門起重機(jī)支腿速度控制提供數(shù)據(jù)源； 建立基于TCP/IP的服務(wù)器，供其它客戶端的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，如PDA。在該軟件的設(shè)計(jì)中，實(shí)時(shí)性和可靠性被予以了充分考慮。如采用了精簡(jiǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)Windows XPE,以及不同優(yōu)先級(jí)的多線程編程思想使所有功能的完成處于流水線作業(yè)等，經(jīng)測(cè)試，執(zhí)行周期小于10ms，OPC通信的周期在200ms 士 5%范圍內(nèi)，與移動(dòng)站數(shù)據(jù) 5Hz的更新率以及PLC相應(yīng)程序塊的200ms執(zhí)行周期匹配，滿足要求。[0027]由于第一、第二移動(dòng)站31、32和嵌入式工控機(jī)30的距離較遠(yuǎn)，可以采用諸如RS232 轉(zhuǎn)光纖一樣的媒介33連接。嵌入式工控機(jī)30接入龍門起重機(jī)現(xiàn)場(chǎng)的無線802. Ilb局域網(wǎng) 34，供手持式監(jiān)控設(shè)備35實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離狀態(tài)監(jiān)測(cè)。在多臺(tái)龍門起重機(jī)同步的過程中，每臺(tái)龍門起重機(jī)的大車剛、柔腿位置仍然被采集，若系統(tǒng)檢測(cè)到需要糾偏，則不受主、從關(guān)系的影響，相應(yīng)的PLC仍會(huì)輸出速度調(diào)整給定， 實(shí)現(xiàn)單臺(tái)龍門起重機(jī)糾偏。因此事實(shí)上可以認(rèn)為，每臺(tái)龍門起重機(jī)的RTK系統(tǒng)充分利用了其位置檢測(cè)的優(yōu)越性，不僅用于糾偏，也能用于和其它龍門起重機(jī)同步。圖4A示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例、應(yīng)用支腿同步的龍門起重機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 龍門起重機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)如包括作為控制器13a的組成部件的PLC控制系統(tǒng)40a、變頻調(diào)速系統(tǒng)41a和驅(qū)動(dòng)龍門起重機(jī)支腿的電動(dòng)機(jī)42a。例如，控制算法上，變頻調(diào)速系統(tǒng)41a采用DTC 變頻調(diào)速技術(shù)，其能夠達(dá)到精確的靜、動(dòng)態(tài)速度和轉(zhuǎn)矩控制，允許高過載能力并能提供高起動(dòng)力矩，在工業(yè)起重機(jī)上已經(jīng)有了普遍的應(yīng)用。PLC控制系統(tǒng)40a不僅實(shí)現(xiàn)了龍門起重機(jī)所有的控制邏輯，并且能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)很多額外的功能，龍門起重機(jī)的支腿速度調(diào)整功能就是其中之一。在與變頻調(diào)速系統(tǒng)41a的通信中，DriveBus作為和PLC的協(xié)議43a，它的周期可達(dá)到IOms以內(nèi)。PLC控制系統(tǒng)40a以以太網(wǎng)4 為媒介，通過標(biāo)準(zhǔn)的OPC協(xié)議和龍門起重機(jī)位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的嵌入式工控機(jī)4 通信，周期為200ms。嵌入式工控機(jī)45將剛、柔腿的位置由OPC協(xié)議傳送至PLC40后，PLC40計(jì)算出兩腿的位置差，從而計(jì)算出是否需要進(jìn)行同步。如果需要同步，則PLC40啟動(dòng)程序計(jì)算出柔腿或剛腿的速度給定，該給定由DriveBus被送入變頻調(diào)速系統(tǒng)41實(shí)現(xiàn)最終對(duì)柔腿或剛腿的速度控制。該系統(tǒng)通過移動(dòng)站檢測(cè)龍門起重機(jī)的柔腿和剛腿的實(shí)際位置，控制系統(tǒng)根據(jù)該實(shí)際位置判斷該偏差是否在允許范圍內(nèi)，然后通過速度調(diào)整功能來同步剛腿和柔腿，將龍門起重機(jī)的剛、柔腿偏差限定于允許的極小范圍內(nèi)。圖4B示出根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例、同步多臺(tái)龍門起重機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。如圖4B所示，為了實(shí)現(xiàn)至少兩臺(tái)龍門起重機(jī)的同步，當(dāng)?shù)谝缓偷诙堥T起重機(jī)進(jìn)行同步時(shí)， 它們分別啟動(dòng)各自的如圖4A所示的同步裝置，由第一龍門起重機(jī)40b的工控機(jī)41b和第二龍門起重機(jī)42b的工控機(jī)4 采集和計(jì)算后將位置數(shù)據(jù)送入各自的PLC44b、4^3中，這時(shí)候兩臺(tái)機(jī)的PLC44b、4^3通過ftOfibus進(jìn)行通信，由PLC44b、4^3中的一個(gè)計(jì)算出兩臺(tái)龍門起重機(jī)40b、42b的相對(duì)位置是否滿足預(yù)先設(shè)定的距離范圍和速度給定，并送入對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的兩臺(tái)龍門起重機(jī)40b、42b同步。為了提高移動(dòng)站對(duì)龍門起重機(jī)支腿位置的檢測(cè)精度，進(jìn)一步采用載波相位差分技術(shù)。RTK(Real Time Kinematic，載波相位差分技術(shù))技術(shù)，實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站載波相位觀測(cè)量的差分GPS方法，尤其適合于精確度和實(shí)時(shí)性要求極高的場(chǎng)合。由于RTK技術(shù)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)及其在測(cè)繪等領(lǐng)域的成功應(yīng)用，ABB將它引入于龍門起重機(jī)系統(tǒng)中，不但創(chuàng)造了 RTK技術(shù)新地應(yīng)用領(lǐng)域，而且是傳統(tǒng)的龍門起重機(jī)同步技術(shù)的一次技術(shù)革新。RTK (Real Time Kinematic)技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)移動(dòng)站載波相位觀測(cè)量的差分方法，它將基站采集的載波相位發(fā)給用戶接收機(jī)，進(jìn)行求差解算坐標(biāo)。這種差分方式能得到厘米級(jí)的精度，實(shí)時(shí)性可達(dá)到20Hz，影響可靠性的因素很少，只要合理安裝確保天線能夠無障礙地接收到GPS衛(wèi)星信號(hào)，就能達(dá)到很高的可靠性。利用RTK技術(shù)實(shí)現(xiàn)龍門起重機(jī)支腿位置的檢測(cè)，能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法的缺陷，極大提高檢測(cè)的精確度、實(shí)時(shí)性和可靠性。[0034]圖5示出根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例、應(yīng)用同步系統(tǒng)的龍門起重機(jī)。與圖1 所示的實(shí)施例相比較，本實(shí)施例的不同之處在于同步系統(tǒng)5除了包括第一移動(dòng)站51、第二移動(dòng)站52和控制器53等之外，還包括基站54?；綧實(shí)時(shí)地根據(jù)其所接收的第三衛(wèi)星定位信號(hào)的載波相位向第一移動(dòng)站51和第二移動(dòng)站52發(fā)送報(bào)文。第一移動(dòng)站51根據(jù)第一衛(wèi)星定位信號(hào)的載波相位和其接收的報(bào)文所表示的載波相位之間的相差消除第一支腿位置的誤差(衛(wèi)星定位信號(hào)經(jīng)過大氣層帶來的誤差，實(shí)際的經(jīng)緯和移動(dòng)站解析處的經(jīng)緯的誤差)；并且第二移動(dòng)站52根據(jù)第二衛(wèi)星定位信號(hào)的載波相位和其接收的報(bào)文所表示的載波相位之間的相差消除第二支腿位置的誤差。具體來說，龍門起重機(jī)支腿位置檢測(cè)中，RTK技術(shù)發(fā)揮了主導(dǎo)作用。RTK系統(tǒng)在硬件上采用了南方測(cè)繪公司的S86系統(tǒng)主要由基準(zhǔn)站即天線、移動(dòng)站及天線，UHF無線電臺(tái)組成，其工作原理概括為=RTK的基站討和移動(dòng)站51、52分別依靠各自的衛(wèi)星天線接收GPS衛(wèi)星的信號(hào)，然后經(jīng)過其內(nèi)部的處理器計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)格式的報(bào)文，同時(shí)移動(dòng)站51、52通過UHF無線電臺(tái)實(shí)時(shí)地接收來自基站M的報(bào)文，基于它們的相位差解算出移動(dòng)站天線所在位置的實(shí)際位置(經(jīng)度和緯度)。該位置值由移動(dòng)站經(jīng)RS232標(biāo)準(zhǔn)串口協(xié)議輸出至嵌入式工控機(jī) 53，進(jìn)一步計(jì)算得出以軌道起點(diǎn)為原點(diǎn)的移動(dòng)站天線位置的三維座標(biāo)。圖6示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的基站的安裝。基站6的安裝條件是將其安裝在龍門起重機(jī)65外部并且基站衛(wèi)星天線60到任何一個(gè)移動(dòng)站衛(wèi)星天線的直線距離不超過15km，同時(shí)它的衛(wèi)星天線60和電臺(tái)天線61的安裝位置開闊，無遮擋物，周圍電磁干擾小。例如，選擇在現(xiàn)場(chǎng)一幢辦公樓樓頂安裝天線，基站主機(jī)62則安裝在大樓內(nèi)部，并通過同軸電纜63和天線60、61連接。任何系統(tǒng)都不可能是100%有效的，因此冗余和容錯(cuò)設(shè)計(jì)是一個(gè)必要的補(bǔ)充和安全措施。冗余設(shè)計(jì)是指以RTK系統(tǒng)作為龍門起重機(jī)支腿位置檢測(cè)的主體后，仍然保留絕對(duì)值編碼器的位置檢測(cè)功能，以避免萬一 RTK系統(tǒng)失靈的情況下，控制器仍然具有暫時(shí)的糾偏和同步功能。容錯(cuò)設(shè)計(jì)是指在RTK系統(tǒng)和絕對(duì)值編碼器共存且都正常工作的情況下，利用RTK系統(tǒng)得到的位置來修正和校準(zhǔn)絕對(duì)值編碼器的位置輸出，以避免在系統(tǒng)切換到絕對(duì)值編碼器時(shí)它們的初始位置存在較大誤差。通過冗余，即使在控制器失靈或無效時(shí)候，將在一個(gè)PLC周期(50ms)內(nèi)將數(shù)據(jù)源切換到編碼器，使其仍然能夠正常工作。這種切換是自動(dòng)進(jìn)行的，對(duì)于龍門起重機(jī)司機(jī)來說沒有任何影響，龍門起重機(jī)行駛也不會(huì)產(chǎn)生任何波動(dòng)。容錯(cuò)設(shè)計(jì)保證了編碼器投入工作的瞬間，其數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的，因此消除了累積誤差， 將編碼器運(yùn)行時(shí)的整體誤差降到最小。事實(shí)證明，冗余和容錯(cuò)設(shè)計(jì)是有效的?；谌哂嘣O(shè)計(jì)的原則，絕對(duì)值編碼器的位置檢測(cè)功能予以保留，為RTK的位置檢測(cè)作備份。正常工作時(shí)， 大車位置檢測(cè)依賴于RTK系統(tǒng)，同時(shí)實(shí)時(shí)校準(zhǔn)絕對(duì)值編碼器的位置，當(dāng)RTK系統(tǒng)工作不正常的時(shí)候，則龍門起重機(jī)位置從絕對(duì)值編碼器讀取，這樣龍門起重機(jī)在任何時(shí)刻都能有糾偏保護(hù)。雖然已參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例示出并描述了本實(shí)用新型，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在不背離由所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其做出各種變化。
權(quán)利要求1.一種龍門起重機(jī)的同步裝置，其特征在于包括位于所述龍門起重機(jī)外部的基站，實(shí)時(shí)地根據(jù)其所接收的第三衛(wèi)星定位信號(hào)的載波相位向第一移動(dòng)站和第二移動(dòng)站發(fā)送報(bào)文；根據(jù)第一衛(wèi)星定位信號(hào)的載波相位和其接收的報(bào)文所表示的載波相位之間的相差消除第一支腿位置的誤差的第一移動(dòng)站，其布置在所述龍門起重機(jī)的第一支腿處并且隨第一支腿移動(dòng)并且接收第一衛(wèi)星定位信號(hào)并且根據(jù)第一衛(wèi)星定位信號(hào)確定第一支腿位置；根據(jù)第二衛(wèi)星定位信號(hào)確定第二支腿位置并且根據(jù)第二衛(wèi)星定位信號(hào)的載波相位和其接收的報(bào)文所表示的載波相位之間的相差消除第二支腿位置的誤差的第二移動(dòng)站，其布置在所述龍門起重機(jī)的第二支腿處并且隨第二支腿移動(dòng)并且接收第二衛(wèi)星定位信號(hào)；和控制器，其根據(jù)從第一移動(dòng)站和第二移動(dòng)站分別接收的第一支腿位置和第二支腿位置來控制第一支腿和第二支腿之間的同步。
2.如權(quán)利要求1所述的同步裝置，其中所述控制器包括基于高斯投影對(duì)對(duì)第一支腿位置和第二支腿位置進(jìn)行不同坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的嵌入式工控機(jī)。
3.如權(quán)利要求2所述的同步裝置，其中所述控制器包括PLC控制系統(tǒng)，其與所述嵌入式工控機(jī)通信并且通過改變第一支腿或第二支腿的速度給定來控制所述同步。
4.如權(quán)利要求3所述的同步裝置，其中第一支腿為剛腿，第二支腿為柔腿。
5.如權(quán)利要求1所述的同步裝置，其中第一移動(dòng)站和第二移動(dòng)站分別布置在第一支腿和第二支腿的底部邊緣。
6.一種龍門起重機(jī)的同步裝置，其特征在于包括位于所述第一和第二龍門起重機(jī)外部的基站，實(shí)時(shí)地根據(jù)其所接收的第三衛(wèi)星定位信號(hào)的載波相位向第一移動(dòng)站和第二移動(dòng)站發(fā)送報(bào)文；根據(jù)第一衛(wèi)星定位信號(hào)的載波相位和其接收的報(bào)文所表示的載波相位之間的相差消除第一龍門起重機(jī)的誤差的第一移動(dòng)站，其布置在第一龍門起重機(jī)處并且隨第一龍門起重機(jī)移動(dòng)并且接收第一衛(wèi)星定位信號(hào)并且根據(jù)第一衛(wèi)星定位信號(hào)確定第一龍門起重機(jī)位置；根據(jù)第二衛(wèi)星定位信號(hào)的載波相位和其接收的報(bào)文所表示的載波相位之間的相差消除第二龍門起重機(jī)的誤差的第二移動(dòng)站，其布置在第二龍門起重機(jī)處并且隨第二龍門起重機(jī)移動(dòng)并且接收第二衛(wèi)星定位信號(hào)并且根據(jù)第二衛(wèi)星定位信號(hào)確定第二龍門起重機(jī)位置； 和控制器，其根據(jù)從第一移動(dòng)站和第二移動(dòng)站分別接收的第一龍門起重機(jī)位置和第二龍門起重機(jī)位置來控制第一龍門起重機(jī)和第二龍門起重機(jī)之間的距離。
7.如權(quán)利要求6所述的龍門起重機(jī)的同步裝置，其中所述控制器包括分別計(jì)算第一龍門起重機(jī)的天線和第二龍門起重機(jī)支腿的天線在以所述龍門起重機(jī)的軌道起點(diǎn)為原點(diǎn)的三維坐標(biāo)系中三維坐標(biāo)的第一嵌入式工控機(jī)和第二嵌入式工控機(jī)。
8.如權(quán)利要求7所述的龍門起重機(jī)的同步裝置，其中所述第一嵌入式工控機(jī)和第二嵌入式工控機(jī)分別包括彼此通信的第一 PLC控制系統(tǒng)和第二 PLC控制系統(tǒng)，其分別與所述第一嵌入式工控機(jī)和第二嵌入式工控機(jī)通信并且第一 PLC控制系統(tǒng)或第二 PLC控制系統(tǒng)通過改變第一或第二龍門起重機(jī)的速度給定來控制所述第一和第二龍門起重機(jī)之間的距離。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種龍門起重機(jī)的同步裝置，包括布置在所述龍門起重機(jī)的第一支腿處并且隨第一支腿移動(dòng)的第一移動(dòng)站，其接收第一衛(wèi)星定位信號(hào)并且根據(jù)第一衛(wèi)星定位信號(hào)確定第一支腿位置；布置在所述龍門起重機(jī)的第二支腿處并且隨第二支腿移動(dòng)的第二移動(dòng)站，其接收第二衛(wèi)星定位信號(hào)并且根據(jù)第二衛(wèi)星定位信號(hào)確定第二支腿位置；和控制器，其根據(jù)從第一移動(dòng)站和第二移動(dòng)站分別接收的第一支腿位置和第二支腿位置來控制第一支腿和第二支腿之間的同步。該系統(tǒng)通過移動(dòng)站檢測(cè)龍門起重機(jī)的柔腿和剛腿的實(shí)際位置，控制系統(tǒng)根據(jù)該實(shí)際位置判斷該偏差是否在允許范圍內(nèi)，然后通過速度調(diào)整功能來同步剛腿和柔腿，將龍門起重機(jī)的剛、柔腿偏差限定于允許的極小范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)B66C13/22GK202072406SQ20102018606
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2010年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月10日
發(fā)明者江楓 申請(qǐng)人:Abb(中國)有限公司