【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种适用于智能排土机的自动锁定装置及方法。
技术介绍
1、排土机是露天矿山连续或半连续剥离系统中排弃表土作业使用的，主要动作由电驱动的，具有行走、回转、俯仰、散料输送功能的机械设备。
2、排土机的上车部分由排料臂、塔架、回转平台、配重臂等结构组成，上车部分可以绕着排土机自身竖直轴线进行回转运动以覆盖更大的排土范围。排土机的回转机构一般由若干套电机经减速机输出至回转小齿轮，回转小齿轮旋转，与固定在下车的回转支承外圈齿相啮合，进而驱动排土机上车整体回转。
3、为了在回转机构检修或异常大风天气锁定排土机上车部分，防止其不受控的偏转，一般在排土机回转平台尾部设置有锁定装置。锁定装置一般是销孔结构，包括锁定销以及与锁定销匹配的销孔。一般地，锁定销位于上车，销孔位于下车，当排土机上车回转到零位时，锁定销与销孔对准，通过手轮驱动螺旋机构将锁定销插入销孔中实现固定，消除上车的回转自由度。由此可见，排土机上所配装的锁定装置，在使用过程中存在如下缺陷：
4、1、因为缺少清晰准确的指示方法，在大风天手动操作将上下车的锁定销与销孔对准，将误差控制到毫米级是很困难的事情。这就导致了锁定装置的使用率普遍不高，失去了其存在意义，无形中增加了排土机设备的安全隐患。
5、2、在锁定装置的使用中暴露出手动操作难以对准和无法远程操作的问题。在大风来袭需要启用锁定装置时，本地操作模式下的司机只能凭感觉操作上车回转，同时派一名观察员去查看对准情况，通过对讲喊话不断尝试纠错，效率低下且使人员暴露在大风危险环境下
6、3、排土机的锁定装置均为人工手轮驱动，使用起来费时费力。
7、4、排土机的锁定装置只能在上车回转归零位后启用，而回转运动速度较低，回零过程耗时较长。
技术实现思路
1、本专利技术目的是提供一种适用于智能排土机的自动锁定装置及方法，以解决目前排土机的锁定装置在本地操作难以对准和远程操作无法使用的问题。其在回转机构上增加一套绝对值编码器，将反馈信号引入回转机构控制系统中形成闭环，并在无大风工况下操作上车回转至上述设定的锁定位置，然后驱动螺旋机构以带动锁定销插入销孔中。待大风天气来袭需要启用锁定装置时，将排土机上安装的风速仪信号引入控制系统，当风速超过一定阈值并维持一段时间后，触发“自动锁定”，自动、安全、准确地将上车锁定销与下车销孔对准，驱动锁定销向下插入销孔中，直至触发接近开关后，认为锁定销锁定到位，停止运动。
2、为实现上述的技术目的，本专利技术将采取如下的技术方案：
3、一种适用于智能排土机的自动锁定装置，设置在排土机上车的回转平台与排土机下车之间，用于锁止/解锁回转平台与排土机下车，回转平台通过回转支承机构3支撑在排土机下车的上方，所述的自动锁定装置包括编码器组件、控制启动装置、闭环控制系统、回转支承机构3以及锁定机构；其中：
4、所述的编码器组件，用于检测回转平台相对于排土机下车的回转角度θ，并能够将所检测到的回转角度θ反馈至闭环控制系统；
5、所述的锁定机构，包括锁定销、销孔以及驱动锁定销上下运动的销体驱动机构；所述锁定销可上下移动地安装在回转平台中，且锁定销与销体驱动机构的动力输出端连接，销孔设置在排土机下车，且销孔的内径与锁定销的外径匹配；
6、所述的闭环控制系统，包括数据处理模块以及执行信号输出模块；所述的数据处理模块，包括锁定位置判断模块；所述的执行信号输出模块包括两个子模块，对应为第一、第二执行信号输出子模块；
7、所述的控制启动装置，用于判断高风速下是否需要发出锁定启动执行指令；当判断结果表明需要发出锁定启动执行指令时，触发第一执行信号输出子模块；
8、所述的第一执行信号输出子模块，用于向回转驱动机构发出第一执行指令；回转驱动机构在第一执行指令的控制下，带动回转平台由当前位置朝向锁定位置旋转；
9、所述的锁定位置判断模块，用于根据编码器组件所反馈的回转角度θ以及锁定位置的角度标定值θi，判断回转平台是否已由当前位置旋转至锁定位置；当判断结果表明回转平台已由当前位置旋转至锁定位置时，触发第二执行信号输出子模块；所述的锁定位置为销孔所在位置；
10、所述的第二执行信号输出子模块，用于向销体驱动机构发出第二执行指令；销体驱动机构在第二执行指令的控制下，带动锁定销朝向销孔内移动，直至锁定销插入销孔中。
11、作为上述实施例的进一步改进，所述的回转支承机构3包括回转驱动机构、回转支承内圈以及回转支承外圈，回转驱动机构的动力输出端与回转支承外圈连接，回转支承内圈与回转平台固定，回转支承外圈与排土机下车固定；
12、编码器组件包括回转编码器以及编码器安装结构，编码器安装结构包括编码器安装固定部分和编码器安装传动部分，编码器安装固定部分与回转平台固定连接，编码器安装传动部分通过编码器安装固定部分定位支撑，且编码器安装传动部分的动力输入端与回转支承外圈连接，动力输出端则与回转编码器连接。
13、作为上述实施例的进一步改进，编码器安装固定部分包括编码器安装支架以及护罩；编码器安装支架的上下两端敞口设置，且编码器安装支架的上端通过护罩封接，同时护罩与编码器安装支架对接位置处安装有封板；
14、编码器安装传动部分包括传动齿轮、传动轴以及联轴器；传动轴通过轴承或者轴套定位支撑在编码器安装支架的内腔中，且传动轴的下端与传动齿轮固定连接，回转支承外圈设置有与传动齿轮相匹配的齿形，使得传动齿轮与回转支承外圈能够啮合，进而在回转平台旋转过程中，编码器组件能够沿着回转支承外圈旋转；
15、回转编码器置于护罩内，且回转编码器的固定部分与封板固定，回转编码器的动力输出轴穿过封板中部位置处的通孔后与传动轴的上端通过联轴器连接成一体。
16、作为上述实施例的进一步改进，所述的销孔具有n个，对应为第一销孔、第二销孔、第三销孔……第n销孔；
17、所述的数据处理模块还包括有锁定位置搜寻模块；所述锁定位置搜寻模块用于搜寻锁定位置；锁定位置为回转平台由当前位置回转至各销孔所在位置时转动角度最小的销孔所在位置。
18、作为上述实施例的进一步改进，锁定位置搜寻模块基于下式而构建：
19、|θ0-θi|＝min(|θ0-θ1|,|θ0-θ2|……|θ0-θn|)
20、式中：θ0表示回转平台的当前角度位置，通过编码器组件采集；θi表示距离当前位置最近的锁定位置，i∈(1,2,3……n)，n为销孔的总数；
21、所述的控制启动装置发出锁定启动执行指令时，先触发锁定位置搜寻模块以搜寻出锁定位置后，再触发第一执行信号输出子模块。
22、作为上述实施例的进一步改进，所述的控制启动装置包括控制按钮以及风速检测判断装置；其中：
23、控制按钮安装在第一执行信号输出子模块前本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于智能排土机的自动锁定装置，设置在排土机上车的回转平台与排土机下车之间，用于锁止/解锁回转平台与排土机下车，回转平台通过回转支承机构3支撑在排土机下车的上方，其特征在于，所述的自动锁定装置包括编码器组件、控制启动装置、闭环控制系统、回转支承机构3以及锁定机构；其中：
2.根据权利要求1所述的适用于智能排土机的自动锁定装置，其特征在于，所述的回转支承机构3包括回转驱动机构、回转支承内圈以及回转支承外圈，回转驱动机构的动力输出端与回转支承外圈连接，回转支承内圈与回转平台固定，回转支承外圈与排土机下车固定，；
3.根据权利要求2所述的适用于智能排土机的自动锁定装置，其特征在于，编码器安装固定部分包括编码器安装支架以及护罩；编码器安装支架的上下两端敞口设置，且编码器安装支架的上端通过护罩封接，同时护罩与编码器安装支架对接位置处安装有封板；
4.根据权利要求3所述的适用于智能排土机的自动锁定装置，其特征在于，所述的销孔具有n个，对应为第一销孔、第二销孔、第三销孔……第n销孔；
5.根据权利要求4所述的适用于智能排土机的自动锁定装置
6.根据权利要求5所述的适用于智能排土机的自动锁定装置，其特征在于，所述的控制启动装置包括控制按钮以及风速检测判断装置；其中：
7.根据权利要求6所述的适用于智能排土机的自动锁定装置，其特征在于，所述销孔一共有三个，包括零位销孔以及对称地分设在零位销孔两侧的两个周边销孔。
8.根据权利要求6所述的适用于智能排土机的自动锁定装置，其特征在于，所述排土下车上设置有用于检测锁定销下移位置的接近开关。
9.一种权利要求8所述的适用于智能排土机的自动锁定装置的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.一种权利要求8所述的适用于智能排土机的自动锁定装置的使用方法，其特征在于，包括检修模式下的远程司机操控模式和高风速下的操控模式；高风速下的操控模式为高风速下的远程司机操控模式或者高风速下的全智能操控模式，其中：
...【技术特征摘要】
1.一种适用于智能排土机的自动锁定装置，设置在排土机上车的回转平台与排土机下车之间，用于锁止/解锁回转平台与排土机下车，回转平台通过回转支承机构3支撑在排土机下车的上方，其特征在于，所述的自动锁定装置包括编码器组件、控制启动装置、闭环控制系统、回转支承机构3以及锁定机构；其中：
2.根据权利要求1所述的适用于智能排土机的自动锁定装置，其特征在于，所述的回转支承机构3包括回转驱动机构、回转支承内圈以及回转支承外圈，回转驱动机构的动力输出端与回转支承外圈连接，回转支承内圈与回转平台固定，回转支承外圈与排土机下车固定，；
3.根据权利要求2所述的适用于智能排土机的自动锁定装置，其特征在于，编码器安装固定部分包括编码器安装支架以及护罩；编码器安装支架的上下两端敞口设置，且编码器安装支架的上端通过护罩封接，同时护罩与编码器安装支架对接位置处安装有封板；
4.根据权利要求3所述的适用于智能排土机的自动锁定装置，其特征在于，所述的销孔具有n个，对应为第一销孔、第二销孔、第...
【专利技术属性】
技术研发人员：张珏，张震男，刘丽芳，王勇澎，李光，杨哲，卫涛，郭茹涵，冯文彬，石磊，任伟，
申请(专利权)人：山西太重智能采矿装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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