一种桥式起重机的自动化控制系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种桥式起重机的自动化控制系统。


背景技术：

[0002]
桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥，故为桥式起重机。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。桥式起重机是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。然而，桥式起重机自动化控制仍然不够普及，目前，桥式起重机在控制时，基本上全部采用人工控制的方式，不但增加了人工投入成本，而且，人工操作因人为因素的原因，可能导致操作误差较大，甚至造成错误操作，错误操作可能会造成更加严重的安全事故。因此，亟需一种桥式起重机的自动化控制系统。


技术实现要素：

[0003]
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种桥式起重机的自动化控制系统。
[0004]
本实用新型采用以下技术方案：
[0005]
一种桥式起重机的自动化控制系统，包括桥式起重机，所述桥式起重机包括端梁、主梁、大车运行机构、小车运行机构和起升机构，所述桥式起重机的自动化控制系统还包括：
[0006]
遥控器，所述遥控器包括按键面板和遥控信号发射器，所述遥控信号发射器用于发射遥控信号；
[0007]
物品运输台，用于放置待搬运的物品；
[0008]
物品接收台，用于接收经过桥式起重机搬运之后的所述待搬运的物品；以及
[0009]
控制装置，所述控制装置包括遥控信号接收器、第一待搬运物品检测模块、第一限位传感器、第二限位传感器、第一电流传感器、第二电流传感器、报警器和控制器；所述遥控信号接收器用于与所述遥控信号发射器无线通信连接，以接收所述遥控信号发射器发射的遥控信号；所述第一待搬运物品检测模块用于检测物品运输台是否放置有待搬运的物品；所述第一限位传感器用于设置在所述端梁的两端，所述第二限位传感器用于设置在所述主梁的两端；所述第一电流传感器用于设置在所述大车运行机构中的驱动电机中，以检测所述大车运行机构中的驱动电机的供电电流，所述第二电流传感器用于设置在所述小车运行机构中的驱动电机中，以检测所述小车运行机构中的驱动电机的供电电流；所述遥控信号接收器、第一待搬运物品检测模块、第一限位传感器、第二限位传感器、第一电流传感器和第二电流传感器的信号输出端连接所述控制器的信号输入端，所述控制器的信号输出端连接所述大车运行机构、小车运行机构、起升机构和报警器。
[0010]
优选地，所述第一待搬运物品检测模块包括第一重量传感器单元和第一激光检测单元，所述第一重量传感器单元包括用于分布设置在所述物品运输台上的至少两个第一重
量传感器，所述第一激光检测单元包括第一激光发射器和第一激光接收器，所述第一激光发射器和第一激光接收器之间的光路穿过所述物品运输台的上方区域；所述第一重量传感器和第一激光接收器的信号输出端连接所述控制器的信号输入端。
[0011]
优选地，所述控制装置还包括用于检测所述物品接收台是否有所述待搬运的物品的第二待搬运物品检测模块，所述第二待搬运物品检测模块包括第二重量传感器单元和第二激光检测单元，所述第二重量传感器单元包括用于分布设置在所述物品接收台上的至少两个第二重量传感器，所述第二激光检测单元包括第二激光发射器和第二激光接收器，所述第二激光发射器和第二激光接收器之间的光路穿过所述物品接收台的上方区域；所述第二重量传感器和第二激光接收器的信号输出端连接所述控制器的信号输入端。
[0012]
优选地，所述控制装置还包括第一制动器和第二制动器，所述第一制动器设置在大车运行机构中，所述第二制动器设置在小车运行机构中，所述控制器的信号输出端连接所述第一制动器和第二制动器。
[0013]
优选地，所述桥式起重机的自动化控制系统还包括桥式起重机主供电线路、供电切换继电器、主供电电压传感器、应急电源和应急供电线路，所述供电切换继电器包括控制线圈、主常开触点开关和主常闭触点开关，所述桥式起重机主供电线路的电能输入端用于连接主供电电源，所述桥式起重机主供电线路的电能输出端用于供电连接桥式起重机，所述主常闭触点开关串联设置在所述桥式起重机主供电线路上，所述主供电电压传感器用于检测所述主供电电源的电压；所述应急供电线路的电能输入端连接所述应急电源，所述应急供电线路的电能输出端连接所述桥式起重机主供电线路的电能输出端，所述主常开触点开关串联设置在所述应急供电线路上；所述主供电电压传感器的信号输出端连接所述控制器的信号输入端，所述控制器的信号输出端连接所述控制线圈。
[0014]
优选地，所述桥式起重机的自动化控制系统还包括主供电指示回路和应急供电指示回路，所述供电切换继电器还包括辅助常开触点开关和辅助常闭触点开关，所述主供电指示回路串联设置有所述辅助常闭触点开关和主供电指示灯，所述应急供电指示回路串联设置有所述辅助常开触点开关和应急供电指示灯。
[0015]
优选地，所述控制装置还包括第一转速传感器和第二转速传感器，所述第一转速传感器用于检测所述大车运行机构中的驱动电机的转速，所述第二转速传感器用于检测所述小车运行机构中的驱动电机的转速，所述第一转速传感器和第二转速传感器的信号输出端连接所述控制器的信号输入端。
[0016]
本实用新型的有益效果为：通过第一待搬运物品检测模块检测物品运输台是否放置有待搬运的物品，若放置有待搬运的物品，则控制器按照预设的搬运路径将物品运输台上的待搬运的物品搬运至物品接收台，实现桥式起重机的自动化控制；第一限位传感器和第二限位传感器监控桥式起重机是否运动到极限位，第一电流传感器检测大车运行机构中的驱动电机的供电电流，第二电流传感器检测小车运行机构中的驱动电机的供电电流，实现大车运行机构和小车运行机构中的驱动电机的运行监控，当数据异常时，控制器可以控制报警器进行报警，提升桥式起重机在自动化控制过程中的安全性；遥控器无线控制桥式起重机，可以将遥控信号输出至控制装置，控制装置实现对桥式起重机的控制，提升控制可靠性，实现控制方式的多样性。因此，该桥式起重机的自动化控制系统不但能够根据检测到的物品运输台是否放置有待搬运的物品进行自动化控制，降低了工作人员的操作负担，而
且通过检测相关数据实现自动化控制过程中的安全性问题，而且通过遥控器实现桥式起重机的多样化控制，提升控制可靠性。
附图说明
[0017]
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍：
[0018]
图1是桥式起重机的自动化控制系统的控制原理图；
[0019]
图2是第一重量传感器单元、第一激光检测单元和物品运输台的结构示意图；
[0020]
图3是第二重量传感器单元、第二激光检测单元和物品接收台的结构示意图；
[0021]
图4是桥式起重机主供电线路和应急供电线路的电路图；
[0022]
图5是主供电指示回路和应急供电指示回路的电路图。
具体实施方式
[0023]
本实施例提供一种桥式起重机的自动化控制系统，包括桥式起重机，该桥式起重机为最为常见的桥式起重机，包括端梁、主梁、大车运行机构21、小车运行机构22和起升机构23。其中，大车运行机构21用于驱动主梁沿着端梁做往复的直线运动，小车运行机构22用于驱动起升机构沿着主梁做往复的直线运动。由于这种桥式起重机属于现有最为常见的起重机，不再赘述端梁、主梁、大车运行机构21、小车运行机构22和起升机构23之间的位置以及装配关系。
[0024]
除了桥式起重机之外，桥式起重机的自动化控制系统还包括遥控器、物品运输台24、物品接收台27和控制装置。
[0025]
遥控器可以为常规的遥控器设备，可以由工作人员持有。如图1所示，包括按键面板1和遥控信号发射器2。其中，按键面板1包括的按键数量以及各个按键的功能由实际需要进行设置，比如：包括启动按键和停机按键。遥控信号发射器2用于发射遥控信号，即通过操作按键面板1而产生的控制信号。
[0026]
物品运输台24用于放置待搬运的物品，使得桥式起重机可以将物品运输台24上的待搬运的物品搬运到物品接收台27。应当理解，待搬运的物品可以由操作人员人工或者通过叉车放置在物品运输台24上。物品接收台27用于接收桥式起重机从物品运输台24搬运过来的物品。物品运输台24和物品接收台27的形状、大小以及台面高度均由实际需要进行设置。如图2所示，给出物品运输台24的一种具体实施方式，物品运输台24为一个圆柱形结构，圆柱形的上表面为物品运输台24的台面，用于放置待搬运的物品。同理，如图3所示，给出物品接收台27的一种具体实施方式，物品接收台27为一个圆柱形结构，圆柱形的上表面为物品接收台27的台面，用于放置搬运过来的物品。
[0027]
控制装置为该桥式起重机的自动化控制系统的控制核心。控制装置包括遥控信号接收器3、第一待搬运物品检测模块、第二待搬运物品检测模块、第一限位传感器10、第二限位传感器11、第一电流传感器12、第二电流传感器13、报警器14和控制器15。
[0028]
遥控信号接收器3用于与遥控信号发射器2无线通信连接，以接收遥控信号发射器2发射的遥控信号，因此，遥控信号发射器2和遥控信号接收器3是一对适配的无线通信模块。
[0029]
第一待搬运物品检测模块用于检测物品运输台24是否放置有待搬运的物品，本实施例中，第一待搬运物品检测模块包括第一重量传感器单元和第一激光检测单元，第一重量传感器单元包括至少两个第一重量传感器4，各第一重量传感器4分布设置在物品运输台24上，如图2所示，应当理解，各第一重量传感器4在物品运输台24上的设置位置由实际需要进行设置，而且，各第一重量传感器4设置在物品运输台24上的不同位置。第一重量传感器4的个数由实际需要进行设置，第一重量传感器4的个数越多，检测越准确。第一重量传感器4可以为常规的重量检测器件。那么，当物品运输台24上放置有待搬运的物品时，至少一个第一重量传感器4能够检测到重量信号；当物品运输台24上没有放置待搬运的物品时，所有的第一重量传感器4均检测不到重量信号。因此，通过第一重量传感器4是否检测到重量信号来判断物品运输台24上是否放置待搬运的物品。第一激光检测单元包括第一激光发射器5和第一激光接收器6，第一激光发射器5用于发射激光，第一激光接收器6用于接收第一激光发射器5发射的激光。第一激光发射器5和第一激光接收器6之间形成一个光路，该光路穿过物品运输台24的上方区域。应当理解，第一激光发射器5和第一激光接收器6可以处于同一高度，也可以设置在不同高度，本实施例中，第一激光发射器5和第一激光接收器6处于同一高度，且光路与物品运输台24的轴线相交，如图2所示。而且，第一激光发射器5和第一激光接收器6的设置高度由物品运输台24的台面高度决定，本实施例中，如图2所示，可以通过第一调节杆25固定并调节第一激光发射器5的高度，通过第二调节杆26固定并调节第一激光接收器6的高度。由于第一激光发射器5和第一激光接收器6之间的光路穿过物品运输台24的上方区域，那么，当物品运输台24上放置有待搬运的物品时，光路被遮挡，第一激光接收器6接收不到第一激光发射器5发射的激光；当物品运输台24上没有放置待搬运的物品时，光路不被遮挡，第一激光接收器6能够接收到第一激光发射器5发射的激光。因此，通过检测第一激光接收器6是否接收到激光信号来判断物品运输台24上是否放置待搬运的物品。
[0030]
作为其他的实施方式，第一待搬运物品检测模块还可以为其他的检测设备，比如图像采集设备，通过对采集到的物品运输台24的图像进行分析，得到物品运输台24是否放置有待搬运的物品。
[0031]
第二待搬运物品检测模块用于检测物品接收台27是否有待搬运的物品，即桥式起重机是否将物品运输台24上的待搬运的物品搬运到物品接收台27。与第一待搬运物品检测模块同理，本实施例中，第二待搬运物品检测模块包括第二重量传感器单元和第二激光检测单元，第二重量传感器单元包括至少两个第二重量传感器7，各第二重量传感器7分布设置在物品接收台27上，如图3所示，应当理解，各第二重量传感器7在物品接收台27上的设置位置由实际需要进行设置，而且，各第二重量传感器7设置在物品接收台27上的不同位置。第二重量传感器7的个数由实际需要进行设置，第二重量传感器7的个数越多，检测越准确。第二重量传感器7可以为常规的重量检测器件。那么，当物品接收台27上放置有物品时，至少一个第二重量传感器7能够检测到重量信号；当物品接收台27上没有放置物品时，所有的第二重量传感器7均检测不到重量信号。因此，通过第二重量传感器7是否检测到重量信号来判断物品接收台27上是否放置物品。第一激光检测单元包括第二激光发射器8和第二激光接收器9，第二激光发射器8用于发射激光，第二激光接收器9用于接收第二激光发射器8发射的激光。第二激光发射器8和第二激光接收器9之间形成一个光路，该光路穿过物品接收台27的上方区域。应当理解，第二激光发射器8和第二激光接收器9可以处于同一高度，也
可以设置在不同高度，本实施例中，第二激光发射器8和第二激光接收器9处于同一高度，且光路与物品接收台27的轴线相交，如图3所示。而且，第二激光发射器8和第二激光接收器9的设置高度由物品接收台27的台面高度决定，本实施例中，如图3所示，可以通过第三调节杆28固定并调节第二激光发射器8的高度，通过第四调节杆29固定并调节第二激光接收器9的高度。由于第二激光发射器8和第二激光接收器9之间的光路穿过物品接收台27的上方区域，那么，当物品接收台27上放置有物品时，光路被遮挡，第二激光接收器9接收不到第二激光发射器8发射的激光；当物品接收台27上没有放置物品时，光路不被遮挡，第二激光接收器9能够接收到第二激光发射器8发射的激光。因此，通过检测第二激光接收器9是否接收到激光信号来判断物品接收台27上是否放置物品。
[0032]
作为其他的实施方式，第二待搬运物品检测模块还可以为其他的检测设备，比如图像采集设备，通过对采集到的物品接收台27的图像进行分析，得到物品接收台27是否放置有物品。
[0033]
应当理解，物品接收台27设置有第二待搬运物品检测模块属于优化的实施方式，作为其他的实施方式，物品接收台27还可以不设置第二待搬运物品检测模块。
[0034]
第一限位传感器10用于设置在桥式起重机的端梁的两端，用于检测主梁是否运动到极限位。第二限位传感器11用于设置在桥式起重机的主梁的两端，用于检测起升机构23是否运动到极限位。第一限位传感器10和第二限位传感器11均可以为常规的限位传感器设备。应当理解，端梁和主梁的两端设置有限位传感器属于常规技术手段，不再赘述。
[0035]
大车运行机构21和小车运行机构22均由驱动电机进行驱动，那么，为了实时获取到驱动电机的运行状态，第一电流传感器12用于设置在大车运行机构21中的驱动电机中，以检测大车运行机构21中的驱动电机的供电电流。第二电流传感器13用于设置在小车运行机构22中的驱动电机中，以检测小车运行机构22中的驱动电机的供电电流。第一电流传感器12和第二电流传感器13可以设置在对应驱动电机的供电线路上，且第一电流传感器12和第二电流传感器1327均可以为常规的用于检测电机电流的电流检测设备。
[0036]
报警器14可以为常规的声光报警器设备。
[0037]
控制器15可以为常规的控制芯片，比如单片机或者plc，或者为常规的控制主机。不管是控制芯片还是控制主机，具体型号由实际需要进行灵活设置。应当理解，控制器15的供电电源可以由专门的储能系统供电，也可以由专门的直流电源供电，保证控制可靠性和稳定性。为了保证控制器15的控制可靠性，控制器15可以设置在专门的控制箱内。
[0038]
如图1所示，遥控信号接收器3、第一重量传感器4、第一激光接收器6、第二重量传感器7、第二激光接收器9、第一限位传感器10、第二限位传感器11、第一电流传感器12和第二电流传感器13的信号输出端连接控制器15的信号输入端，控制器15的信号输出端连接大车运行机构21、小车运行机构22、起升机构23和报警器14。
[0039]
本实施例中，为了保证运行安全，控制装置还包括第一制动器16和第二制动器17，第一制动器16设置在大车运行机构21中，用于制动大车运行机构21；第二制动器17设置在小车运行机构22中，用于制动小车运行机构22，控制器15的信号输出端连接第一制动器16和第二制动器17。桥式起重机中的制动器为常规设备，不再赘述。
[0040]
本实施例中，为了监控大车运行机构21和小车运行机构22中的驱动电机的转速，控制装置还包括第一转速传感器19和第二转速传感器20，第一转速传感器19用于检测大车
运行机构21中的驱动电机的转速，可以设置在大车运行机构21中的驱动电机的转子上；第二转速传感器20用于检测小车运行机构22中的驱动电机的转速，可以设置在小车运行机构22中的驱动电机的转子上。第一转速传感器19和第二转速传感器20的信号输出端连接控制器15的信号输入端。应当理解，转速传感器可以为常规的检测电机转速的转速检测设备。
[0041]
本实施例中，桥式起重机的自动化控制系统还包括桥式起重机主供电线路30、供电切换继电器、主供电电压传感器31、应急电源35和应急供电线路34。供电切换继电器包括控制线圈18、主常开触点开关36和主常闭触点开关33，进一步地，还包括辅助常开触点开关40和辅助常闭触点开关39。控制器15的信号输出端连接控制线圈18，应当理解，控制器15的信号输出端连接控制线圈18的技术手段具体为：控制器15的信号输出端连接控制线圈18的一端，控制线圈18的另一端接地。
[0042]
如图4所示，桥式起重机主供电线路30的电能输入端用于连接主供电电源32，桥式起重机主供电线路30的电能输出端用于供电连接桥式起重机。其中，主供电电源32通常为三相交流电，因此，主供电电源32可以理解为三相交流电接口，相应地，桥式起重机主供电线路30本质上为三条单相线路。主常闭触点开关33串联设置在桥式起重机主供电线路30上，由于桥式起重机主供电线路30本质上为三条单相线路，那么，主常闭触点开关33就为三个单相触点开关。主供电电压传感器31用于检测主供电电源32的电压，主供电电压传感器31的信号输出端连接控制器15的信号输入端。主供电电压传感器31可以为常规的交流电压传感器。
[0043]
应急电源35可以为常规的交流电源（进一步地为交流ups电源），也可以为直流电源（进一步地为直流ups电源）外加逆变器。应急供电线路34的电能输入端连接应急电源35，应急供电线路34的电能输出端连接桥式起重机主供电线路30的电能输出端。主常开触点开关36串联设置在应急供电线路34上。应急供电线路34本质上也为三条单相线路，那么，主常开触点开关36也为三个单相触点开关。
[0044]
本实施例中，为了显示主供电电源32或者应急电源35的供电状态，桥式起重机的自动化控制系统还包括主供电指示回路37和应急供电指示回路38，如图5所示，主供电指示回路37串联设置辅助常闭触点开关39和主供电指示灯41，应急供电指示回路38串联设置辅助常开触点开关40和应急供电指示灯42。应当理解，主供电指示回路37和应急供电指示回路38的供电电源可以由专门的电源设备提供。
[0045]
当物品运输台24没有放置待搬运的物品时，所有的第一重量传感器4均检测不到重量信号，而且，第一激光接收器6接收到第一激光发射器5发射的激光，那么，控制器15接收不到任何一个第一重量传感器4传输的重量信号，且接收到第一激光接收器6传输的激光信号，则控制器15控制大车运行机构21、小车运行机构22和起升机构23均处于停机状态，即桥式起重机不启动；当物品运输台24放置待搬运的物品时，至少一个第一重量传感器4检测到重量信号，而且，第一激光接收器6接收不到第一激光发射器5发射的激光，那么，控制器15接收到至少一个第一重量传感器4传输的重量信号，且接收不到第一激光接收器6传输的激光信号，则控制器15控制大车运行机构21、小车运行机构22和起升机构23运行。应当理解，控制器15中预设有搬运路径，该搬运路径的起始点为物品运输台24所在位置，终点为物品接收台27所在位置，控制器15预设有与搬运路径相对应的控制指令，该控制指令可以控制大车运行机构21、小车运行机构22和起升机构23进行相应动作，使得桥式起重机能够将
物品运输台24上的待搬运的物品搬运至物品接收台27。
[0046]
操作人员还可以操作遥控器，向控制装置输出遥控信号，在遥控信号的控制下，控制装置控制大车运行机构21、小车运行机构22和起升机构23进行相应动作，实现桥式起重机的远程无线控制。应当理解，遥控器的控制方式和根据物品运输台24是否放置有待搬运的物品进行相应控制的控制方式之间可以设置控制优先级，应当理解，该控制优先级由实际需要将进行设置，比如：遥控器的控制优先级高于根据物品运输台24是否放置有待搬运的物品进行相应控制的控制优先级。
[0047]
在桥式起重机运行过程中，控制器15接收第一限位传感器10、第二限位传感器11、第一电流传感器12、第二电流传感器13、第一转速传感器19和第二转速传感器20的检测信号，当至少一个信号异常时，控制器15控制大车运行机构21、小车运行机构22和起升机构23停机。进一步地，还可以控制第一制动器16和第二制动器17进行制动，以及控制报警器14进行报警。
[0048]
在桥式起重机开始运行时以及后续运行过程中，控制器15使控制线圈18失电，则主常开触点开关36断开，主常闭触点开关33闭合，辅助常开触点开关40断开，辅助常闭触点开关39闭合，那么，桥式起重机主供电线路30导通，主供电电源32为桥式起重机供电，同时主供电指示灯41点亮。主供电电压传感器31实时检测主供电电源32的电压，当主供电电压传感器31检测到的电压信号低于预设值时，表示主供电电源32异常，控制器15控制控制线圈18得电，则主常开触点开关36闭合，主常闭触点开关33断开，辅助常开触点开关40闭合，辅助常闭触点开关39断开，那么，桥式起重机主供电线路30断开，应急供电线路34导通，应急电源35为桥式起重机供电，同时应急供电指示灯42点亮。
[0049]
由于当物品接收台27上放置有物品时，至少一个第二重量传感器7检测到重量信号，且第二激光接收器9接收不到第二激光发射器8发射的激光；当物品接收台27上没有放置物品时，所有的第二重量传感器7均检测不到重量信号，且第二激光接收器9能够接收到第二激光发射器8发射的激光。因此，控制器15通过接收第二重量传感器7和第二激光接收器9输出的检测信号来判断物品是否搬运至品接收台27。当控制器15接收到至少一个第二重量传感器7检测到的重量信号，且接收不到第二激光接收器9输出的激光信号时，控制器15判断物品已搬运至品接收台27，物品搬运过程完成，控制器15可以控制大车运行机构21、小车运行机构22和起升机构23停机。
[0050]
应当理解，本实施例保护的是桥式起重机的自动化控制系统的硬件结构，控制器15中的控制策略为常规策略，该桥式起重机的自动化控制系统只是利用了现有的控制策略进行控制，该桥式起重机的自动化控制系统不受控制策略的限定，除了上述提供的控制策略之外，还可以采用现有技术已公开的其他控制策略。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除