具有絕對值編碼器小車鏈輪定位系統(tǒng)的抓斗橋式起重的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及具有絕對值編碼器小車鏈輪定位系統(tǒng)的抓斗橋式起重機(jī)，包括導(dǎo)軌、起重機(jī)小車以及控制裝置，導(dǎo)軌下方設(shè)置有多個垃圾投料口，起重機(jī)小車通過小車車輪滑動連接在導(dǎo)軌上，起重機(jī)小車上安裝有卷筒，卷筒行通過鋼絲繩連接有抓斗，卷筒上通過電機(jī)和減速機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)動，所述起重機(jī)小車一側(cè)固定有鏈輪箱，鏈輪箱內(nèi)通過軸承轉(zhuǎn)動連接有鏈輪軸，鏈輪軸上套接有鏈輪，鏈輪上連接沿導(dǎo)軌的長度方向延伸的鏈條，鏈輪軸一端連接有絕對值編碼器，絕對值編碼器與控制裝置電性連接；該系統(tǒng)不僅能夠解決起重機(jī)定位的問題，而且能夠大幅度提高其定位的精度。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種抓斗橋式起重機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種精度高、可靠性高的 具有絕對值編碼器小車鏈輪定位系統(tǒng)的抓斗橋式起重機(jī)。 具有絕對值編碼器小車鏈輪定位系統(tǒng)的抓斗橋式起重機(jī)

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市垃圾處理量的提升，垃圾焚燒發(fā)電廠使用的抓斗起重機(jī)需求量不斷提 高；設(shè)備自動化程度和定位精度的要求也不斷增高，絕對值編碼器在起重機(jī)上的應(yīng)用在不 斷地增多。在已有垃圾焚燒發(fā)電廠使用的抓斗起重機(jī)技術(shù)中，傳統(tǒng)的采用增量式編碼器必 須通過高速計(jì)數(shù)器模塊SM331來測量脈沖數(shù)計(jì)算出位置坐標(biāo)，這樣不斷加重了接受設(shè)備 PLC的計(jì)算任務(wù)，當(dāng)編碼器發(fā)生斷電、電磁干擾或者通訊中斷時，就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提出一種基于絕對值編碼器 的小車鏈輪定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅能夠解決起重機(jī)定位的問題，而且能夠大幅度提高其定 位的精度。
[0004] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0005] 具有絕對值編碼器小車鏈輪定位系統(tǒng)的抓斗橋式起重機(jī)，包括導(dǎo)軌、起重機(jī)小車 以及控制裝置，導(dǎo)軌下方設(shè)置有多個垃圾投料口，起重機(jī)小車通過小車車輪滑動連接在導(dǎo) 軌上，起重機(jī)小車上安裝有卷筒，卷筒行通過鋼絲繩連接有抓斗，卷筒上通過電機(jī)和減速機(jī) 驅(qū)動轉(zhuǎn)動，其特征是，所述起重機(jī)小車一側(cè)固定有鏈輪箱，鏈輪箱內(nèi)通過軸承轉(zhuǎn)動連接有鏈 輪軸，鏈輪軸上套接有鏈輪，鏈輪上連接沿導(dǎo)軌的長度方向延伸的鏈條，鏈輪軸一端連接有 絕對值編碼器，絕對值編碼器與控制裝置電性連接。
[0006] 本實(shí)用新型還可以采用以下技術(shù)措施解決：
[0007] 所述鏈輪兩側(cè)的鏈輪箱上對稱安裝有兩張緊輪，兩張緊輪同時與鏈條張緊連接。
[0008] 所述起重機(jī)小車上安裝有驅(qū)動小車車輪的小車電機(jī)，使起重機(jī)小車在導(dǎo)軌上移 動，小車電機(jī)與控制裝置電性連接。
[0009] 所述兩張緊輪之間的鏈輪箱安裝有兩鏈輪，包括主鏈輪和備用鏈輪，主鏈輪上的 主鏈輪軸一端連接有主絕對值編碼器，備用鏈輪上的備用鏈輪軸一端連接有備用絕對值編 碼器。
[0010] 所述絕對值編碼器上設(shè)有編碼器軸，編碼器軸與鏈輪軸一端連接。
[0011] 所述絕對值編碼器通過編碼器支架安裝在鏈輪箱一側(cè)。
[0012] 所述控制裝置包括PLC和變頻器。
[0013] 所述控制裝置還包括觸摸屏、PR0FIBUS-DP總線通信卡及變頻器等，所述的 PR0FIBUS-DP總線通訊卡安裝在變頻器卡槽中，所述的帶DP接口的多圈絕對值編碼器、變 頻器均與PR0FIBUS-DP總線通訊卡連接。
[0014] 本實(shí)用新型專利的工作原理是：
[0015] (1)首先在控制裝置中初始設(shè)定定位的精度ε彡50mm，選擇某個垃圾投料口進(jìn)行 投料，其坐標(biāo)為y〇 ;
[0016] (2)當(dāng)開始投料時，小車開始運(yùn)行，鏈輪與鏈條嚙合并轉(zhuǎn)動，帶動鏈輪軸轉(zhuǎn)動，使得 與鏈輪軸連接的絕對值編碼器不斷進(jìn)行實(shí)時測量，將產(chǎn)生的格雷碼數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇LC控制系 統(tǒng)，轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的數(shù)值，即實(shí)際小車輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)Μ和不夠一圈的步數(shù)N，然后根據(jù)小車的 尺寸參數(shù)(長度、寬度等數(shù)據(jù)）計(jì)算出其實(shí)際的位移y;
[0017] (3)小車向投料口運(yùn)行過程中，判斷條件y-y0<ε是否成立，若條件成立，則定 位完成；若不成立，繼續(xù)調(diào)節(jié)直到達(dá)到所要求的定位精度。
[0018] 按上述技術(shù)方案，所述PLC的CPU還連接有靜態(tài)隨機(jī)存儲器SRAM和復(fù)位模塊。
[0019] 按上述技術(shù)方案，所述PLC采用現(xiàn)場總線通信方式，傳輸波特率達(dá)到1. 5M/s。
[0020] 按上述技術(shù)方案，所述絕對值編碼器配置有PR0FIBUS-DP通訊卡。
[0021] 按上述技術(shù)方案，所述多圈的絕對值編碼器型號為A3M60B-S4PB013X13,分辨率達(dá) 到 8192X8192。
[0022] 按上述技術(shù)方案，觸摸屏通過RJ45以太網(wǎng)接口與PLC相連。
[0023] 本實(shí)用新型的有益效果是：
[0024] (1)、本實(shí)用新型的定位系統(tǒng)采用絕對值編碼器做為測量的元件，其測量分辨率能 夠很大程度上提高定位的精度，定位小車安裝在導(dǎo)軌上，由于鏈輪、鏈輪軸與鏈條互相嚙 合，即便車輪打滑也不會對檢查結(jié)果有任何影響、
[0025] (2)、本實(shí)用新型同時以現(xiàn)場總線PR0FIBUS作為通信方式，大大減少了現(xiàn)場布線 的工作量，而且提高了傳輸信號的穩(wěn)定性，可以適應(yīng)垃圾焚燒發(fā)電廠這樣比較惡劣的環(huán)境， 降低操作人員的勞動強(qiáng)度。
[0026](3)、本實(shí)用新型的絕對值編碼器由與機(jī)械位置決定的每個位置是唯一的，它無需 記憶，無需找參考點(diǎn)，而且不用一直計(jì)數(shù)，什么時候需要知道位置，什么時候就去讀取它的 位置，這樣，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。
[0027] (4)本實(shí)用新型采用總線是多圈絕對值編碼器作為測量工具，不需要采用高速計(jì) 數(shù)器模塊SM331，而且不存在零點(diǎn)偏移的問題提，并且設(shè)置了觸摸屏，能夠?qū)崟r顯示小車的 位置以及與目標(biāo)位置的差距，當(dāng)定位的精度達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的要求時候，觸摸屏上會顯示已 經(jīng)定位完成的狀態(tài)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 圖2是相對圖1的俯視圖。
[0030] 圖3是相對圖1的側(cè)視圖。
[0031] 圖4是本實(shí)用新型中鏈輪箱的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0032] 圖5是本實(shí)用新型中鏈輪箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033] 圖6是本實(shí)用新型中鏈輪箱另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034] 圖7是本實(shí)用新型中鏈輪箱另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0036] 如圖1和圖5所示，具有絕對值編碼器小車鏈輪定位系統(tǒng)的抓斗橋式起重機(jī)，包括 導(dǎo)軌1、起重機(jī)小車2以及控制裝置，起重機(jī)小車2通過小車車輪4滑動連接在導(dǎo)軌1上，起 重機(jī)小車2上安裝有卷筒5,卷筒5行通過鋼絲繩6連接有抓斗7,抓斗7下方設(shè)置有多個 垃圾投料口 3,卷筒5上通過電機(jī)8和減速機(jī)9驅(qū)動轉(zhuǎn)動，其特征是，所述起重機(jī)小車2 - 側(cè)固定有鏈輪箱10,鏈輪箱10內(nèi)通過軸承11轉(zhuǎn)動連接有鏈輪軸12,鏈輪軸12上套接有鏈 輪13,鏈輪13上連接沿導(dǎo)軌1的長度方向延伸的鏈條14,鏈輪軸12 -端連接有絕對值編 碼器15,絕對值編碼器15與控制裝置電性連接。
[0037] 作為本實(shí)用新型更具體的實(shí)施方案：
[0038] 所述鏈輪13兩側(cè)的鏈輪箱10上對稱安裝有兩張緊輪16,兩張緊輪16同時與鏈條 14張緊連接。
[0039] 所述起重機(jī)小車2上安裝有驅(qū)動小車車輪4的小車電機(jī)17,使起重機(jī)小車2在導(dǎo) 軌1上移動，小車電機(jī)17與控制裝置電性連接。
[0040] 所述絕對值編碼器15上設(shè)有編碼器軸1501，編碼器軸1501與鏈輪軸一端連接。
[0041] 所述絕對值編碼器15通過編碼器支架18安裝在鏈輪箱10 -側(cè)。
[0042] 所述控制裝置包括PLC和變頻器。
[0043] 所述控制裝置還包括觸摸屏、PR0FIBUS-DP總線通信卡及變頻器等，所述的 PR0FIBUS-DP總線通訊卡安裝在變頻器卡槽中，所述的帶DP接口的多圈絕對值編碼器、變 頻器均與PR0FIBUS-DP總線通訊卡連接。
[0044] 本實(shí)用新型專利的工作原理是：
[0045] (1)首先在控制裝置中初始設(shè)定定位的精度ε彡50mm，選擇某個垃圾投料口進(jìn)行 投料，其坐標(biāo)為y〇 ;
[0046] (2)當(dāng)開始投料時，小車開始運(yùn)行，鏈輪與鏈條嚙合并轉(zhuǎn)動，帶動鏈輪軸轉(zhuǎn)動，使得 與鏈輪軸連接的絕對值編碼器不斷進(jìn)行實(shí)時測量，將產(chǎn)生的格雷碼數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇LC控制系 統(tǒng)，轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的數(shù)值，即實(shí)際小車輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)Μ和不夠一圈的步數(shù)N，然后根據(jù)小車的 尺寸參數(shù)(長度、寬度等數(shù)據(jù)）計(jì)算出其實(shí)際的位移y;
[0047] (3)小車向投料口運(yùn)行過程中，判斷條件y_y0<ε是否成立，若條件成立，則定 位完成，則小車電機(jī)停止運(yùn)行，電機(jī)和減速機(jī)驅(qū)動卷筒對抓斗進(jìn)行升降抓取垃圾和投料；若 不成立，繼續(xù)調(diào)節(jié)直到達(dá)到所要求的定位精度。
[0048] 起重機(jī)小車運(yùn)行包括高速前進(jìn)、低速定位兩個過程；定位的階段則處于小車低速 過程。
[0049] 按上述技術(shù)方案，所述PLC的CPU還連接有靜態(tài)隨機(jī)存儲器SRAM和復(fù)位模塊。
[0050] 按上述技術(shù)方案，所述PLC采用現(xiàn)場總線通信方式，傳輸波特率達(dá)到1. 5M/s。
[0051] 按上述技術(shù)方案，所述絕對值編碼器配置有PR0FIBUS-DP通訊卡。
[0052] 按上述技術(shù)方案，所述多圈的絕對值編碼器型號為A3M60B-S4PB013X13,分辨率達(dá) 到 8192X8192。
[0053] 按上述技術(shù)方案，觸摸屏通過RJ45以太網(wǎng)接口與PLC相連。
[0054] 作為另一實(shí)施例，如圖6至圖7所示，所述兩張緊輪16之間的鏈輪箱安裝有兩鏈 輪，包括主鏈輪19和備用鏈輪20,主鏈輪19上的主鏈輪軸1901 -端連接有主絕對值編碼 器21，備用鏈輪20上的備用鏈輪軸2001-端連接有備用絕對值編碼器22 ;本實(shí)施例增設(shè) 備用鏈輪20、備用鏈輪軸2001以及備用絕對值編碼器22,是防止主絕對值編碼器21失效 或因其他故障損壞后，可以通過備用絕對值編碼器22進(jìn)行后備使用，無需即時重新安裝后 拆解維修，提高工作效率和機(jī)器工作的穩(wěn)定性。
[0055] 以上所述的具體實(shí)施例，僅為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例而已，舉凡依本實(shí)用新型 申請專利范圍所做的等同設(shè)計(jì)，均應(yīng)為本實(shí)用新型的技術(shù)所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1. 具有絕對值編碼器小車鏈輪定位系統(tǒng)的抓斗橋式起重機(jī)，包括導(dǎo)軌（1)、起重機(jī)小 車（2)以及控制裝置，起重機(jī)小車（2)通過小車車輪（4)滑動連接在導(dǎo)軌（1)上，起重機(jī)小 車（2 )上安裝有卷筒（5 )，卷筒（5 )行通過鋼絲繩（6 )連接有抓斗（7 )，抓斗（7 )下方設(shè)置有 多個垃圾投料口（ 3 )，卷筒（5 )上通過電機(jī)（8 )和減速機(jī)（9 )驅(qū)動轉(zhuǎn)動，其特征是，所述起重 機(jī)小車（2 ) -側(cè)固定有鏈輪箱（10 )，鏈輪箱（10 )內(nèi)通過軸承（11)轉(zhuǎn)動連接有鏈輪軸（12 )， 鏈輪軸（12)上套接有鏈輪（13)，鏈輪（13)上連接沿導(dǎo)軌1的長度方向延伸的鏈條（14)，鏈 輪軸（12) -端連接有絕對值編碼器（15)，絕對值編碼器（15)與控制裝置電性連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述具有絕對值編碼器小車鏈輪定位系統(tǒng)的抓斗橋式起重機(jī)，其特 征是，所述鏈輪（13)兩側(cè)的鏈輪箱（10)上對稱安裝有兩張緊輪（16)，兩張緊輪（16)同時與 鏈條（14)張緊連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述具有絕對值編碼器小車鏈輪定位系統(tǒng)的抓斗橋式起重機(jī)，其特 征是，所述起重機(jī)小車（2)上安裝有驅(qū)動小車車輪（4)的小車電機(jī)（17)，使起重機(jī)小車（2) 在導(dǎo)軌（1)上移動，小車電機(jī)（17)與控制裝置電性連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述具有絕對值編碼器小車鏈輪定位系統(tǒng)的抓斗橋式起重機(jī)，其特 征是，所述兩張緊輪（16)之間的鏈輪箱安裝有兩鏈輪，包括主鏈輪（19)和備用鏈輪（20)， 主鏈輪（19)上的主鏈輪軸（1901) -端連接有主絕對值編碼器（21 )，備用鏈輪（20)上的備 用鏈輪軸（2001) -端連接有備用絕對值編碼器（22 )。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述具有絕對值編碼器小車鏈輪定位系統(tǒng)的抓斗橋式起重機(jī)，其特 征是，所述絕對值編碼器（15)上設(shè)有編碼器軸（1501)，編碼器軸（1501)與鏈輪軸一端連 接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述具有絕對值編碼器小車鏈輪定位系統(tǒng)的抓斗橋式起重機(jī)，其特 征是，所述絕對值編碼器（15 )通過編碼器支架（18 )安裝在鏈輪箱（10 ) -側(cè)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述具有絕對值編碼器小車鏈輪定位系統(tǒng)的抓斗橋式起重機(jī)，其特 征是，所述控制裝置包括PLC和變頻器。
【文檔編號】B66C19/00GK203865879SQ201420274649
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】葉浪, 陳樹鑫, 黃亞劉, 莫益來, 葉炳潮 申請人:廣東永通起重機(jī)械實(shí)業(yè)有限公司