一种基于姿态传感器的力矩保护装置及塔机制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于机械控制技术领域，公开了一种基于姿态传感器的力矩保护装置及塔机，姿态传感器通过CAN总线方式，经过CAN协议转换器，对数据进行转换。CAN协议转换器和PLC控制器分别与工业交换机连接；PLC控制器通过DP的通讯方式，与起升变频器和变幅变频器进行通讯，实现对变频器的控制。起升变频器通过动力电缆对起升机构进行控制，变幅变频器通过动力电缆对变幅机构及控制，PLC控制器通过RS485方式与人机交互终端进行通讯。本实用新型专利技术采用姿态传感器代替原有的力矩限制器进行力矩保护，响应快速，精度高和抗干扰性能强，摒弃传统通过重量和幅度乘积测量力矩的方式，通过传感器的数据直接显示出力矩变化的精确值。的数据直接显示出力矩变化的精确值。的数据直接显示出力矩变化的精确值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于姿态传感器的力矩保护装置及塔机


[0001]本技术属于机械控制
，尤其涉及一种基于姿态传感器的力矩保护装置及塔机。

技术介绍

[0002]目前，随着我国城市化水平的不断提高、基础设施建的不断投入，塔式起重机(以下简称塔机)在施工现场的应用也越来广泛。塔机作为施工现场的物料的垂直和水平输送及PC建筑构件安装的主要建筑机械，可靠性及稳定就显得尤为重要。力矩限制器便是塔机上最重要的安全装置，对塔机安全使用有着至关重要的作用。
[0003]传统的塔机力矩限制器基本为拉伸式起重力矩尺限制器，由两块弓形板、限位开关及调节螺杆等部件组成。两块弓形板通过两端的连接板焊接在塔机结构的受力点上，平头式塔机一般安装至回转塔身处。当塔机吊重时,弓形板发生形变，限位开关与调整螺杆之间发生相对位移。当位移量大于调整螺杆至限位开关的距离时限位开关动作，从而使塔机起升机构无法上升、变幅机构无法向前，达到力矩保护的目的。这种力矩限制器均存在无法显示实时力矩，受现场环境因素、人为误差等因素影响较大。
[0004]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：传统的塔机力矩限制器均存在无法显示实时力矩，受现场环境因素、人为误差等因素影响较大。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种基于姿态传感器的力矩保护装置及塔机。
[0006]本技术是这样实现的，一种基于姿态传感器的力矩保护装置设置有：
[0007]姿态传感器和PLC控制器；
[0008]所述姿态传感器通过CAN总线与CAN协议转换器连接，所述CAN协议转换器和PLC控制器分别与工业交换机连接；
[0009]PLC控制器通过DP通讯的方式，对起升变频器和变幅变频器进行控制，所述起升变频器通过动力电缆与起升机构连接，所述变幅变频器通过动力电缆与变幅机构连接。
[0010]进一步，所述PLC控制器通过RS485总线连接有人机交互终端。
[0011]进一步，所述姿态传感器采用RTES
‑
MOTES，所述姿态传感器下端通过螺栓固定有安装支座。
[0012]进一步，所述安装支座设置有多个不同角度的安装板，所述安装板中间开设有固定孔。
[0013]本技术中的姿态传感器安装与塔机平衡臂后端，所述塔机回转平台驾驶室内安装有塔机电控系统，所述塔机起重臂处连接有塔机负载。
[0014]进一步，所述塔机电控系统设置有联动台和控制柜；
[0015]所述电控系统、联动台位于驾驶室内，所述电控系统通过动力电缆与三大机构进
行连接，三大机构电机均为三相异步电动机，所述三相异步电动机中，起升机构位于平衡臂后端，变幅机构位于起重臂处，回转机构位于上回转平台，所述起重臂通过钢丝绳与塔机负载连接。
[0016]结合上述的所有技术方案，本技术所具备的优点及积极效果为：本技术采用姿态传感器代替原有的力矩限制器进行力矩保护，具有响应快速，精度高和抗干扰性能强等特点，摒弃传统通过重量和幅度乘积来测量力矩的方式，通过传感器的数据直接显示出力矩变化的精确值。
[0017]本技术可将各工况下力矩保护的动态参数提前写入PLC控制器中，现场通过输入关键参数的形式，实现塔机力矩保护现场免标定的功能。
[0018]本技术结合姿态传感器的特点，不仅可以直接通过传感器的数据变化，实时在人机交互终端上显示出力矩的具体数值；而且能够替代传统力矩限制器，实现现场免标定，并在重载情况下对塔机实现力矩保护的作用。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本技术实施例提供的基于姿态传感器的力矩保护装置的系统拓补图。
[0021]图2是本技术实施例提供的安装有基于姿态传感器的力矩保护装置的塔机的结构示意图。
[0022]图中：1、塔机电控系统；2、基于姿态传感器的力矩保护装置；3、塔机负载；4、基础节及标准节；5、姿态传感器；6、CAN协议转换器；7、工业交换机；8、PLC控制器；9、人机交互终端；10、变幅变频器；11、起升变频器；12、变幅机构；13、起升机构；14、上回转平台；15、起重臂；16、平衡臂。
具体实施方式
[0023]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0024]针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种基于姿态传感器的力矩保护装置及塔机，下面结合附图对本技术作详细的描述。
[0025]如图1所示，本技术实施例提供的基于姿态传感器的力矩保护装置中的姿态传感器5通过CAN总线与CAN协议转换器6进行通讯，所述CAN协议转换器6和PLC控制器8分别与工业交换机7连接；PLC控制器8通过DP通讯连接有变幅变频器10和起升变频器11，所述变幅变频器10通过动力电缆与变幅机构12连接，所述起升变频器11通过动力电缆与起升机构13连接。
[0026]本技术实施例中的PLC控制器8通过RS485总线连接有人机交互终端9。
[0027]本技术实施例中的姿态传感器5采用姿态传感器，所述姿态传感器下端通过
螺栓固定有安装支座。
[0028]本技术实施例中的安装支座设置有多个不同角度的安装板，所述安装板中间开设有固定孔。
[0029]如图2所示，本技术实施例中的塔机设置有基础节及标准节4，所述平衡臂16后端安装有基于姿态传感器的力矩保护装置2，所述回转上平台14驾驶室内中间安装有塔机电控系统1，所述起重臂15连接有塔机负载3。
[0030]本技术实施例中的塔机电控系统1、联动台位于驾驶室内，所述电控系统通过动力电缆与三大机构进行连接，三大机构电机均为三相异步电动机，所述三相异步电动机中，起升机构位于平衡臂16后端，变幅机构位于起重臂15处，回转机构位于上回转平台，所述起升机构通过钢丝绳与塔机负载连接。
[0031]本技术在使用时，塔机重载的工况下，塔机的起重臂、基础节及标准节等钢结构部件由于受力而产生一定程度的形变，即在俯仰面产生的变化量。姿态传感器5将塔机整体钢结构的俯仰形变量通过检测俯仰倾角角度值的方式进行测量，通过CAN协议转换器6将数据进行转换并发送至PLC控制器8。PLC控制器8将塔机不同工况下(不同高度、臂长及倍率)力矩的变化与传感器数据的动态关系进行统计，形成力矩—俯仰倾角角度值曲线,并将达到极限工况下的俯仰倾角角度值进行记录，计算出不同工况下(不同高度、臂长及倍率)，力矩保护达到触发状态的保护阈值。在人机交互页面中，设置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于姿态传感器的力矩保护装置，其特征在于，所述基于姿态传感器的力矩保护装置设置有：姿态传感器和PLC控制器；所述姿态传感器通过CAN总线与CAN协议转换器连接，所述CAN协议转换器和PLC控制器分别与工业交换机连接；PLC控制器通过DP通讯与变幅变频器和起升变频器进行通讯，所述变幅变频器通过动力电缆对变幅机构进行控制，所述起升变频器通过动力电缆对起升机构进行控制。2.如权利要求1所述的基于姿态传感器的力矩保护装置，其特征在于，所述PLC控制器通过RS485总线连接有人机交互终端。3.如权利要求1所述的基于姿态传感器的力矩保护装置，其特征在于，所述姿态传感器采用RTES
‑
MOTES，所述姿态传感器下端通过螺栓固定有安装支座。4.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑灏，侯巍炜，李梦丹，
申请(专利权)人：陕西建设机械股份有限公司，
类型：新型
国别省市：