【技术实现步骤摘要】
本申请涉及四连杆门机控制，具体涉及一种四连杆门机象鼻梁头部变幅水平匀速运动控制方法、系统、电子设备及介质。
技术介绍
1、随着工业自动化技术的不断进步和现代物流需求的急剧增长，起重和搬运设备的高效率、高精度运作变得尤为重要。门座式起重机被广泛用于散装货物码头的装卸，例如：煤，矿物，谷物，沙等。四连杆式门座式起重机(简称：四连杆门机)是散货装卸最普通、最通用的港口设备，已被广泛应用。四连杆门机作为一种常见的重型起重设备，其操作性能直接影响到装卸效率和安全性。
2、目前，现有的四连杆门机控制方法往往通过设定恒定的电机频率，实时调整臂架幅度，来控制象鼻梁对货物进行作业。但是在实际应用中，四连杆门机在运送货物时，象鼻梁头部负载的货物往往会在移动过程中发生偏摆，在水平方向产生加速度，而现有采用恒定的电机频率进行臂架变幅操作，难以根据货物的偏摆进行调整，导致鼻梁头部负载的货物速度变化较大，降低了作业效率。
技术实现思路
1、本申请提供了一种四连杆门机象鼻梁头部变幅水平匀速运动控制方法、系统、电子设备及介质，具有根据臂架变幅角度实时调节电机频率，维持象鼻梁头部匀速运动以提高作业效率的效果。
2、第一方面，本申请提供了一种四连杆门机象鼻梁头部变幅水平匀速运动控制方法，包括：
3、将所述象鼻梁头部的运动速度作为恒定量，建立所述象鼻梁头部作水平匀速运动的目标数学模型；
4、获取所述臂架的变幅角度；
5、将所述臂架的变幅角度作为输入量输入至所述
6、将所述变幅电机的频率写入所述变幅电机的变频器以控制所述象鼻梁头部作水平匀速运动。
7、通过采用上述技术方案，将象鼻梁头部的运动速度预设为恒定量，建立其匀速运动的数学模型，实时检测获得四连杆臂架的运动变幅角度。将该变幅角度输入预建立的数学模型，进行模型计算，即可得到实现预设速度所需的变幅电机频率。然后将模型计算所得的变幅电机频率写入变频器，以控制电机的转速。从而带动四连杆机构运动，使臂架带动的象鼻梁头部保持匀速运动状态。通过建立准确的数学模型，获得关键的变幅角度参数，运用模型计算变频电机的控制频率，并写入变频器闭环控制电机，最终实现了对负载象鼻梁头部的稳定、匀速的控制。实现了在四连杆门机变幅作业条件下，动态调节变幅电机的频率，达到象鼻梁头部匀速移动的效果，进而提高了四连杆门机的作业效率。
8、可选的，根据所述象鼻梁头部的运动速度和所述象鼻梁头部的转动半径，确定所述象鼻梁头部的角速度；根据所述象鼻梁头部的角速度和所述象鼻梁尾部的转动半径，确定所述象鼻梁尾部的线速度；根据所述象鼻梁尾部的线速度和所述四连杆门机的结构参数，确定所述变幅电机的转速；根据所述变幅电机的转速，确定所述变幅电机的频率。
9、通过采用上述技术方案，计算得到象鼻梁头部的转动半径，并结合预设的头部运动速度，可以确定出头部的角速度。然后依据已经得到的头部角速度，计算出四连杆机构中尾部的转动半径。根据角速度与半径的关系，可以进一步求解出尾部的线速度。得到尾部线速度之后，将尾部线速度与四连杆机构的相关结构参数一起代入运动学模型，通过建立和求解运动学约束方程，可以反解出驱动四连杆运动的变幅电机所需要的转速。根据电机转速和电机的参数对应关系，可以直接计算出实现预期运动所需的变幅电机的工作频率，实现了从预设速度到电机频率的准确转换，确定了电机的精确控制参数。
10、可选的，获取所述象鼻梁头部的第一高度和所述象鼻梁尾部的第二高度；将所述象鼻梁尾部的转动半径、所述第一高度、所述第二高度以及所述变幅角度代入预设第一公式，得到所述象鼻梁头部的转动半径；其中，所述预设第一公式为：
11、lx1＝(y2-y1)+sin(n0)*lx2
12、式中，lx1表示所述象鼻梁头部的转动半径，y2表示所述第二高度，y1表示所述第一高度，n0表示所述变幅角度，lx2表示所述象鼻梁尾部的转动半径；将所述象鼻梁头部的运动速度除以所述象鼻梁头部的转动半径，得到所述象鼻梁头部的角速度。
13、通过采用上述技术方案，检测获得象鼻梁头部和尾部的高度，并结合已知的尾部转动半径以及变幅角度，代入预先建立的运动学计算公式，可以直接求解出头部的转动半径。该预先建立的公式充分考虑了四连杆机构的运动学约束关系，将高度参数、尾部半径、变幅角度代入公式，可以精确计算出头部当时的转动半径。得到头部转动半径之后，再结合预设的头部运动速度，应用角速度计算的基本关系式，通过将速度除以对应半径，可以进一步准确得到头部的角速度，实现了对负载运动状态的精确控制，使负载运动更加平稳。
14、可选的，获取所述臂架与所述大拉杆的第一相对角度、所述象鼻梁与所述大拉杆的第二相对角度、以及所述大拉杆与所述臂架铰接位置和所述臂架与所述象鼻梁铰接位置之间的相对距离；将所述第一相对角度、所述第二相对角度、以及所述相对距离代入预设第二公式，得到所述象鼻梁尾部的转动半径；其中，所述预设第二公式为：
15、lx2＝l1*sin(axp2)/sin(axp1)
16、式中，lx2表示所述象鼻梁尾部的转动半径，l1表示所述相对距离，axp2表示所述第二相对角度，axp1表示所述第一相对角度；将所述象鼻梁头部的角速度乘以所述象鼻梁尾部的转动半径，得到所述象鼻梁尾部的线速度。
17、通过采用上述技术方案，将测量获得的第一相对角度、第二相对角度以及象鼻梁尾部的转动半径代入预先建立的四连杆运动学计算公式。该公式充分考虑了四连杆的运动学约束关系。经过公式计算，可以直接求解出四连杆中象鼻梁尾部的实时转动半径。在获得尾部转动半径后，再结合已计算得到的头部角速度，根据角速度与半径之积关系，可以进一步准确计算出尾部的线速度。通过获取四连杆机构的多个运动学参数，代入专业的运动学计算公式，实现了对负载关键部位的运动状态，包括转动半径、线速度的精确计算。
18、可选的，将所述象鼻梁尾部的线速度除以所述臂架的臂架长度，得到所述臂架的角速度；将所述臂架中下铰到齿条的中心线的距离乘以所述臂架的角速度，得到所述齿条的线速度；将所述齿条的线速度、所述变幅小齿轮半径以及所述变幅减速箱速比代入预设第三公式，得到所述变幅电机的转速；其中，所述预设第三公式为：
19、
20、式中，nb表示所述变幅电机的转速，vz表示所述齿条的线速度，ib表示所述变幅减速箱速比，rb表示所述变幅小齿轮半径。
21、通过采用上述技术方案，根据已经获得的尾部线速度，结合四连杆中的臂架长度参数，应用速度计算公式，可以求解出臂架的角速度。根据臂架角速度与臂架铰链至齿条距离的关系，可以计算得到驱动齿条的线速度。然后将齿条线速度以及变幅箱的减速箱速比、小齿轮参数，代入预建立的电机传动动力学计算公式，进行运动学分析，经过公式计算，可以得到实现预期运动所需的变幅电机的精确转速。
22、可选的，根据所述变幅电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种四连杆门机象鼻梁头部变幅水平匀速运动控制方法，其特征在于，应用于四连杆门机，所述四连杆门机包括臂架、大拉杆、象鼻梁以及变幅电机，所述变幅电机用于驱动所述臂架调整所述象鼻梁运动；所述四连杆门机象鼻梁头部变幅水平匀速运动控制方法包括：
2.根据权利要求1所述的四连杆门机象鼻梁头部变幅水平匀速运动控制方法，其特征在于，所述将所述臂架的变幅角度作为输入量输入至所述目标数学模型，得到所述变幅电机的频率，包括：
3.根据权利要求2所述的四连杆门机象鼻梁头部变幅水平匀速运动控制方法，其特征在于，所述根据所述象鼻梁头部的运动速度和所述象鼻梁头部的转动半径，确定所述象鼻梁头部的角速度，包括：
4.根据权利要求2所述的四连杆门机象鼻梁头部变幅水平匀速运动控制方法，其特征在于，所述根据所述象鼻梁头部的角速度和所述象鼻梁尾部的转动半径，确定所述象鼻梁尾部的线速度，包括：
5.根据权利要求2所述的四连杆门机象鼻梁头部变幅水平匀速运动控制方法，其特征在于，所述结构参数包括臂架长度、所述臂架中下铰到齿条的中心线的距离、变幅小齿轮半径以及变幅减速箱速比，所
6.根据权利要求1所述的四连杆门机象鼻梁头部变幅水平匀速运动控制方法，其特征在于，所述将所述变幅电机的频率写入所述变幅电机的变频器以控制所述象鼻梁头部作水平匀速运动之前，还包括：
7.根据权利要求6所述的四连杆门机象鼻梁头部变幅水平匀速运动控制方法，其特征在于，所述根据所述变幅电机的频率，确定所述变幅电机的目标作业状态，包括：若所述变幅电机的频率大于或等于预设第一阈值，则确定所述变幅电机的目标作业状态为高速作业状态；
8.一种四连杆门机象鼻梁头部变幅水平匀速运动控制系统，其特征在于，所述系统包括：模型建立模块，用于将所述象鼻梁头部的运动速度作为恒定量，建立所述象鼻梁头部作水平匀速运动的目标数学模型；
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器、用户接口及网络接口，所述存储器用于存储指令，所述用户接口和所述网络接口用于给其他设备通信，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述电子设备执行如权利要求1-7任意一项所述的四连杆门机象鼻梁头部变幅水平匀速运动控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有指令，当所述指令被执行时，执行如权利要求1-7任意一项所述的四连杆门机象鼻梁头部变幅水平匀速运动控制方法步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种四连杆门机象鼻梁头部变幅水平匀速运动控制方法，其特征在于，应用于四连杆门机，所述四连杆门机包括臂架、大拉杆、象鼻梁以及变幅电机，所述变幅电机用于驱动所述臂架调整所述象鼻梁运动；所述四连杆门机象鼻梁头部变幅水平匀速运动控制方法包括：
2.根据权利要求1所述的四连杆门机象鼻梁头部变幅水平匀速运动控制方法，其特征在于，所述将所述臂架的变幅角度作为输入量输入至所述目标数学模型，得到所述变幅电机的频率，包括：
3.根据权利要求2所述的四连杆门机象鼻梁头部变幅水平匀速运动控制方法，其特征在于，所述根据所述象鼻梁头部的运动速度和所述象鼻梁头部的转动半径，确定所述象鼻梁头部的角速度，包括：
4.根据权利要求2所述的四连杆门机象鼻梁头部变幅水平匀速运动控制方法，其特征在于，所述根据所述象鼻梁头部的角速度和所述象鼻梁尾部的转动半径，确定所述象鼻梁尾部的线速度，包括：
5.根据权利要求2所述的四连杆门机象鼻梁头部变幅水平匀速运动控制方法，其特征在于，所述结构参数包括臂架长度、所述臂架中下铰到齿条的中心线的距离、变幅小齿轮半径以及变幅减速箱速比，所述根据所述象鼻梁尾部的线速度和所述四连杆门机的结构参数，确定所述变幅电机的转速，包括：
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：董旻，戴毅斌，王进，李其全，柳尧，李天宇，努尔郎拜克·努尔夏提，徐萌甜，姚克海，
申请(专利权)人：江苏苏港智能装备产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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