一种桥架型起重机自动定位与闭环防摆控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种桥架型起重机自动定位与闭环防摆控制系统及方法，利用小车位置传感器、大车位置传感器和升降位置传感器，吊钩侧面的摆角检测传感器以及小车底面上的目标位置检测器，输出具有防摆效应的小车、大车和吊钩升降启动运动速度指令，实现任意初始吊钩摆角情况下的桥架型起重机消摆控制。摆角情况下的桥架型起重机消摆控制。摆角情况下的桥架型起重机消摆控制。

【技术实现步骤摘要】
一种桥架型起重机自动定位与闭环防摆控制系统


[0001]本技术涉及起重机运动控制领域，具体为一种桥架型起重机自动定位与闭环防摆控制系统。

技术介绍

[0002]起重机是一种广泛用于生产制造、仓储物流、建筑施工等领域的吊运工程装备。由于桥架型起重机欠驱动的特性，在作业中存在定位不准、防摆不佳等问题易发生生产安全事故。
[0003]现有的桥架型起重机吊运负载到达目标位置停车定位主要依赖于操作人员经验，这种方法准确性差，作业效率低；现有的防摆控制方法基于开环控制，无检测负载摆角反馈信号，这种方法只对初始吊钩摆角为0时有效，但起重机实际作业过程中常常在起始运动时负载已出现摇摆震荡，开环控制方法不能完全满足桥架型起重机防摆控制需要。

技术实现思路

[0004]为了解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题，本技术提供一种桥架型起重机自动定位与闭环防摆控制系统，利用小车位置传感器、大车位置传感器和升降位置传感器，吊钩侧面的摆角检测传感器以及小车底面上的目标位置检测器，输出经防摇摆算法计算得出的小车、大车和升降启动运动速度指令，实现任意初始吊钩摆角情况下的桥架型起重机消摆控制。
[0005]本技术的第一个方面提供一种桥架型起重机自动定位与闭环防摆控制系统，包括，中央控制器与PLC连接，PLC分别连接小车变频器、大车变频器和升降变频器；中央控制器分别与小车位置传感器、大车位置传感器、升降位置传感器、摆角检测传感器和目标位置检测器连接。
[0006]小车位置传感器、大车位置传感器和升降位置传感器分别安装于小车电机、大车电机和升降电机旋转轴末端，即小车位置传感器安装于小车电机旋转轴末端，大车位置传感器安装于大车电机旋转轴末端，升降位置传感器安装于升降电机旋转轴末端。
[0007]摆角检测传感器安装于吊钩侧面。
[0008]目标位置检测器安装于小车底面且与作业面平行。
[0009]PLC的输入端与中央控制器的输出端通讯连接；
[0010]PLC的输出端与小车变频器、大车变频器和升降变频器的输入端通讯相连。
[0011]小车位置传感器、大车位置传感器和升降位置传感器的输入端分别与小车电机、大车电机和升降电机相连；
[0012]小车位置传感器、大车位置传感器和升降位置传感器的输出端与中央控制器通讯相连。
[0013]小车电机、大车电机和升降电机各自安装有变频器，即小车变频器、大车变频器和升降变频器。
[0014]摆角检测传感器与中央控制器通过LORA无线通讯连接。
[0015]目标位置检测器通过以太网与中央控制器通讯连接。
[0016]操作手柄与中央控制器通过LORA无线通讯连接。
[0017]以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0018]1、实时采集小车位置、大车位置、升降位置和吊钩空间摆角信息，闭环反馈至中央控制器，输出具有防摆效应的小车、大车和升降启动运动速度指令，实现任意初始吊钩摆角情况下的桥架型起重机消摆控制，具有较强的鲁棒性。
[0019]2、目标位置检测器基于机器视觉目标检测定位原理，识别在作业面目标位移点的AprilTag码图标传输至中央控制器，准确计算大车、小车的停车位置及停车指令时刻，并输出防摆效应的小车、大车和升降停车运动速度指令，实现吊钩吊运负载自动在目标位置点准确定位，具有较强的快速性和准确性。
附图说明
[0020]构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
[0021]图1是本技术一个或多个实施例提供的系统结构示意图；
[0022]图中；1、中央控制器；2、PLC；3、小车变频器；4、大车变频器；5、升降变频器；31、小车电机；32、小车位置传感器；41、大车电机；42、大车位置传感器；51、升降电机；52、升降位置传感器；6、大车；7、小车；8、吊钩；81、摆角检测传感器；9、目标位置检测器；10、操作手柄；11、AprilTag码图标。
具体实施方式
[0023]以下详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0024]实施例一：
[0025]如图1所示，一种桥架型起重机自动定位与闭环防摆控制系统，该系统包括与中央控制器1连接的PLC2，PLC2分别连接小车变频器3、大车变频器4和升降变频器5；中央控制器1分别与小车位置传感器32、大车位置传感器42、升降位置传感器52、摆角检测传感器81和目标位置检测器9连接。
[0026]选用PLC(可编程逻辑控制器)2举例说明，PLC2的输入端通过以太网与中央控制器1的输出端通讯连接；小车变频器3、大车变频器4和升降变频器5的输入端通过以太网与PLC2的输出端通讯相连；小车电机31、大车电机41和升降电机51的输入端通过以太网分别与小车变频器3、大车变频器4和升降变频器5相连；小车位置传感器32、大车位置传感器42和升降位置传感器52的输入端分别与小车电机31、大车电机41和升降电机51的输出端相连，输出端通过以太网与中央控制器1通讯相连；摆角检测传感器81与中央控制器1通过LORA无线通讯相连；目标位置检测器9通过以太网与中央控制器1通讯相连；操作手柄10与中央控制器1通过LORA无线通讯相连。
[0027]中央控制器1可以采用工业计算机。
[0028]小车位置传感器32、大车位置传感器42和升降位置传感器52可以采用光电式角度编码器，安装于小车电机31、大车电机41和升降电机51旋转轴末端。
[0029]摆角检测传感器81可以采用陀螺仪，安装于吊钩8侧面。
[0030]目标位置检测器9可以采用工业摄像机，安装于小车7底面，且与作业面平行，AprilTag码图标11布置在作业面目标位置处。
[0031]桥架型起重机启动时，桥架型起重机驾驶人员使用操作手柄10设定大车6、小车7、吊钩8升降的运动方向和运动速率，指令信号经PLC2传输至中央控制器1，中央控制器1根据小车位置传感器32、大车位置传感器42、升降位置传感器52利用以太网反馈传输获得小车7、大车6和吊钩8升降的实时位置，同时中央控制器1通过LORA无线通讯获得摆角检测传感器81关于吊钩8的实时空间摆角，中央处理器综合操作手臂的初始操作指令、小车7、大车6和吊钩8升降的实时位置和吊钩8的实时空间摆角信息设计消摆功能算法计算出大车6、小车7、吊钩8升降速度的调节数据，并将该数据实时传输至PLC2，PLC2驱动小车变频器3、大车变频器4、升降变频器5，控制小车电机31、大车电机41、升降电机51速度零加速至恒定速度，加速过程中的吊钩8摆角被及时消除。
[0032]桥架型起重机运动过程中，小车电机31、大车电机41、升降电机51保持匀速运动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种桥架型起重机自动定位与闭环防摆控制系统，其特征在于：包括，与中央控制器连接的PLC，PLC分别连接小车变频器、大车变频器和升降变频器；中央控制器分别与小车位置传感器、大车位置传感器、升降位置传感器、摆角检测传感器和目标位置检测器连接；小车位置传感器、大车位置传感器和升降位置传感器分别安装于小车电机、大车电机和升降电机旋转轴末端。2.如权利要求1所述的一种桥架型起重机自动定位与闭环防摆控制系统，其特征在于：所述PLC的输入端与中央控制器的输出端通讯连接。3.如权利要求1所述的一种桥架型起重机自动定位与闭环防摆控制系统，其特征在于：所述PLC的输出端分别与小车变频器、大车变频器和升降变频器的输入端通讯连接。4.如权利要求1所述的一种桥架型起重机自动定位与闭环防摆控制系统，其特征在于：所述小车位置传感器、大车位置传感器和升降位置传感器的输入端分别与小车电机、大车电机和升降电机连接。5.如权利要求1所述的一种桥架型起重机自动定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：马昕，李刚，王子庆，赵连远，李靖，李轾，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：新型
国别省市：