一种升降限位控制系统、起升机构及起重机技术方案

本发明专利技术涉及一种升降限位控制系统、起升机构及起重机。一种升降限位控制系统，包括光电式转动检测装置和限位控制器，光电式转动检测装置发出的检测信号发送给限位控制器；所述光电式转动检测装置具有一个用于与减速机构的对应轴进行装配的被检测用转动圆盘和一个与转动圆盘正对的、安装有光电开关的检测用静止支架；所述光电式转动检测装置具有至少一套检测单元，每套检测单元由转动圆盘上设置的一个偏心孔以及设置在静止支架上的一组光电开关构成，各光电开关分布在与上述偏心孔对应的圆弧线上，光电开关用于发出所述检测信号。本发明专利技术的光电式转动检测装置减小了整个装置的尺寸，使装置方便安装，升降限位控制系统运行可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种升降限位控制系统、起升机构及起重机
本专利技术涉及一种升降限位控制系统、起升机构及起重机，尤其是具有升降限位功能的起升机构及使用该类升降限位功能的起升机构的起重机。
技术介绍
起重机及一些起升机构中需要在上下限位位置强制停止升降动作，这就需要配备升降限位控制系统。升降限位控制系统是指当起升吊钩、平台或吊笼等机构上升到极限位置或者下降到极限位置时，由升降限位控制系统发出信号给驱动电机的控制单元，使其不再接收正转或反转信号,已达到极限位置的吊钩等机构不再继续上升或下降，并使制动器抱闸的一种作业安全防护控制系统。现有成熟的升降限位控制系统存在机械式控制和电子式控制。机械式控制主要存在两种。一是通过卷筒上导绳器的左右滑动带动拉杆来实现接触器的工作，或者是卷筒尾部十字滑块联轴器带动螺杆上的螺母轴向串动实现接触器工作，从而控制起重高度；另一是利用是靠重锤控制行程开关的工作，当吊钩滑轮接触到重锤时，行程开关工作，来实现控制高度。这些产品常因机械磨损降低精度或机械破坏失去作用。电子式控制主要是编码器(增量式编码器和绝对式编码器)，以及采用与编码器相同的原理的光电式转动检测装置。光电式转动检测装置的主要原理是通过检测卷扬等传动设备转过的角度间接测量吊钩上升、下降的高度。电子式控制系统为嵌入式系统，主要由光电式转动检测装置和限位控制器部分构成，限位控制器的控制输出与驱动电机起停控制器及制动机构控制器控制连接。光电式转动检测装置用于测量转动角度、圈数、正转或反转的信息，将检测到的信息发送给限位控制器，限位控制器根据这些信息进行累加计算，计算吊钩的实际高度；并且通过与设定的高度上限、下限值进行比较，判断是否需要停机。限位控制器具有显示屏用于显示上述信息。限位控制器具有数据输入部分用于输入设定控制量(如高度上限、下限值、滑轮组倍率、减速机构减速比等)。编码器具体结构形式很多，但最基本的结构是光电码盘和光电开关(光电开关包括与光电码盘对应的光发射单元、光接收单元、用于光电转换的信号产生电路)。光电码盘上可以在圆周方向上规则的设置透光格栅(或者形成能够反射光的刻线)。当光电码盘旋转时，光电开关产生与格栅同步的脉冲信号，从而利用这些脉冲信号实现测量。在卷扬升降限位控制上使用编码器的问题在于：1，采用编码器进行测量存在起动和制动阶段容易产生模糊信号的问题。这是由于起重机是重载设备，在起动和制动阶段会发生强烈的振颤，使编码器输出的连续多个脉冲信号之间边界模糊，无法准确识别起升距离，导致在起动时，吊钩实际已经运行了一段距离，而编码器却未计数；或者在制动时，吊钩在开始制动后，编码器也未进行计数。另外，对于采用涂覆刻线的码盘，振颤还会造成刻线脱离，而且长期运行还会使刻线老化，同时灰尘的污染也会影响检测结果。2，驱动电机经过减速机构驱动卷筒，卷筒卷绕或者释放绳索从而实现吊钩等机构的起升或下降；其中，编码器安装在经过减速机构降速的低速转轴上。由于测量的目的是获得绳索上升、下降的长度，低速转轴旋转一周所对应的绳索上升、下降的长度是确定的(与卷筒直径及吊钩倍率有关)，所以测量的精度取决于上述格栅(刻线)之间的间隔角度，间隔角度越大，那么测量的精度越低，间隔角度越小，那么测量的精度越高。提高测量精度可以提高起升高度控制的精度，从而能够在上升或下降阶段，避免达到上限或下限时的超限情况发生。目前，为了提高测量精度，使之能够提高极限位置的起停高度位置精度，现有技术均关注于通过增加格栅数量使格栅之间的间隔角度变小。但是，在不增大光电码盘尺寸的情况下，因受到光电码盘面积的限制和传感器分辨能力的限制，能够增加的格栅数量是有限的，也就是说测量的精度也是有限的。如果增大光电码盘尺寸，虽然能够增加格栅数量，但是检测设备的体积也会相应变大，而过大的体积根本不适合现场安装使用，所以增大码盘尺寸也受设备安装空间限制。综上所述，现有起升机构应用时，不仅起动和制动阶段的稳定性低，测量误差大；而且升降测量的精度也受到限制，导致无法实现高精度测量和控制。所以卷扬升降控制尤其在起动及制动阶段升降过限情况及断绳坠物事故时有发生，给现场施工或设备使用带来安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种升降限位控制系统，以解决起动和制动阶段容易产生模糊信号无法识别的问题。同时，本专利技术的目的还在于提供一种对应的起升机构和起重机。为实现上述目的，本专利技术的升降限位控制系统方案如下：一种升降限位控制系统，包括光电式转动检测装置和限位控制器，光电式转动检测装置发出的检测信号发送给限位控制器，限位控制器的控制输出与驱动电机起停控制器及制动机构控制器控制连接；所述光电式转动检测装置具有一个用于与减速机构的对应轴进行装配的被检测用转动圆盘和一个与转动圆盘正对的、安装有光电开关的检测用静止支架；所述光电式转动检测装置具有至少一套检测单元，每套检测单元由转动圆盘上设置的一个偏心孔以及静止支架上设置的一组光电开关构成，各光电开关分布在与上述偏心孔对应的圆弧线上，光电开关用于发出所述检测信号。进一步的，光电式转动检测装置具有两套或两套以上的检测单元。进一步的，所述转动圆盘装配在变速机构的高速轴上。进一步的，所述每套检测单元的三个光电开关在对应的圆弧线上均匀分布。本专利技术还提供了一种应用上述升降限位控制系统的起升机构，包括减速机构和卷筒机构，减速机构用于通过高速轴连接驱动电机，减速机构通过低速轴与卷筒机构传动连接，高速轴上装配有制动机构；起升机构还包括升降限位控制系统，升降限位控制系统包括光电式转动检测装置和限位控制器，光电式转动检测装置发出的检测信号发送给限位控制器，限位控制器的控制输出与驱动电机起停控制器及制动机构控制器控制连接；所述光电式转动检测装置具有一个用于与减速机构的对应轴进行装配的被检测用转动圆盘和一个与转动圆盘正对的、安装有光电开关的检测用静止支架；所述光电式转动检测装置具有至少一套检测单元，每套检测单元由转动圆盘上设置的一个偏心孔以及静止支架上设置的一组光电开关构成，各光电开关分布在与上述偏心孔对应的圆弧线上，光电开关用于发出所述检测信号。进一步的，所述限位控制器通过一继电器件的触点对驱动电机及制动器进行极限位置断电控制。进一步的，光电式转动检测装置具有两套或两套以上的检测单元。进一步的，所述转动圆盘装配在变速机构的高速轴上。进一步的，所述每套检测单元的三个光电开关在对应的圆弧线上均匀分布。本专利技术还提供了一种应用上述起升机构的起重机，包括由驱动电机、减速机构和卷筒机构组成的起升机构，驱动电机通过高速转轴与减速机构传动连接，减速机构通过低速轴与卷筒机构传动连接，高速轴上装配有制动机构；起升机构还包括升降限位控制系统，升降限位控制系统包括光电式转动检测装置和限位控制器，光电式转动检测装置发出的检测信号发送给限位控制器，限位控制器的控制输出与驱动电机起停控制器及制动机构控制器控制连接；所述光电式转动检测装置具有一个用于与减速机构的对应轴进行装配的被检测用转动圆盘和一个与转动圆盘正对的、安装有光电开关的检测用静止支架；所述光电式转动检测装置具有至少一套检测单元，每套检测单元由转动圆盘上设置的一个偏心孔以及设置在静止支架上的一组光电开关构成，各光电开关分布在与上述偏心孔对应的圆弧线上，光电开关用于发出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种升降限位控制系统，包括光电式转动检测装置和限位控制器，光电式转动检测装置发出的检测信号发送给限位控制器，限位控制器的控制输出与驱动电机起停控制器及制动机构控制器控制连接；其特征在于，所述光电式转动检测装置具有一个用于与减速机构的对应轴进行装配的被检测用转动圆盘和一个与转动圆盘正对的、安装有光电开关的检测用静止支架；所述光电式转动检测装置具有至少一套检测单元，每套检测单元由转动圆盘上设置的一个偏心孔以及静止支架上设置的一组光电开关构成，各光电开关分布在与上述偏心孔对应的圆弧线上，光电开关用于发出所述检测信号。

【技术特征摘要】
1.一种升降限位控制系统，包括光电式转动检测装置和限位控制器，光电式转动检测装置发出的检测信号发送给限位控制器，限位控制器的控制输出与驱动电机起停控制器及制动机构控制器控制连接；其特征在于，所述光电式转动检测装置具有一个用于与减速机构的对应轴进行装配的被检测用转动圆盘和一个与转动圆盘正对的、安装有光电开关的检测用静止支架；所述光电式转动检测装置具有至少一套检测单元，每套检测单元由转动圆盘上设置的一个偏心孔以及静止支架上设置的一组光电开关构成，各光电开关分布在与上述偏心孔对应的圆弧线上，光电开关用于发出所述检测信号。2.根据权利要求1所述的一种升降限位控制系统，其特征在于，光电式转动检测装置具有两套以上的检测单元。3.根据权利要求1所述的一种升降限位控制系统，其特征在于，所述转动圆盘装配在变速机构的高速轴上。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种升降限位控制系统，其特征在于，所述每套检测单元的三个光电开关在对应的圆弧线上均匀分布。5.一种起升机构，包括减速机构和卷筒机构，减速机构用于通过高速轴连接驱动电机，减速机构通过低速轴与卷筒机构传动连接，高速轴上装配有制动机构；起升机构还包括升降限位控制系统，升降限位控制系统包括光电式转动检测装置和限位控制器，光电式转动检测装置发出的检测信号发送给限位控制器，限位控制器的控制输出与驱动电机起停控制器及制动机构控制器控制连接；其特征在于，所述光电式转动检测装置具有一个用于与减速机构的对应轴进行装配的被检测用转动圆盘和一个与转动圆盘正对的、安装有光电开关的检测用静止支架；所述光电式转动检测装置具有至少一套检测单元，每套检测单元由转动圆盘上设置的一个偏心孔以及静止支架上设置的一组光电开关构成，各光电开关分布在与上述偏心孔对应的圆弧线上，光电开关用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦义校，李欣，杨明，崔华盛，李启宇，王同尊，谢文涛，徐格宁，
申请(专利权)人：太原科技大学，秦义校，
类型：发明
国别省市：山西;14