Система управления стреловым краном

ОЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(45) Дата опублико Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изаоретений и открытийРЕЛОВЫМ ы В целом, при рабо ся столь сложная коо воздействий что при а тем более в случае ничений (дальности ра мости объекта) обесп во работ невозможно,шиниста требуетция управляющихальных условиях,м дин орм а ичного рода ограния, плохой види- высокое качестсстоя ечить а, напри - условиях, дохой ви 1Изобретение относится к системам управления, например, грузоподъемными устройствами, и предназначено для машин, работаю - ших в "стесненных"условиях, на значительном расстоянии от оператора, при плохой ви-димости монтируемых объектов, например под водой, а также для точных работ.Для обеспечения необходимой траектории движения груза машинисту приходится управлять одновременно одним, двумя или тремя 1 О механизмами, что может быть реализовано только при хорошей видимости монтируемо - го объекта и окружающих предметов. Кроме того, точность осуществления всех операций зависит и от субъективных свойств машини к ста; его квалификации, быстроты реакции, степки утомляемости и пр. факторов. Известна система дистанционного управления кранами, выполненная по известным схемам, включающая в себя два органа уп - равления (рукоятки), с помощью которых машинист может осуществлять операции, тре - буемые в процессе работы.Система содержит датчики и задатчики скорости, сигналы которых поступают на сравнивающие устройства, вырабатывающие сигналы управляющего воздействия, по которым исполнительные механизмы приводят в движение соответствующие рабочие орган крана.Все операции машинист производит с помощью двух органов управления, Система построена таким образом, что существует логическая связь между движениями органа уп равления и движениями управляемого им механизма,Однако известная система управления не может обеспечить высокого качества работ в том случае, если машина находится на зна чительном расстоянии от машинист мер свыше 200 м, в фстесненных" например в цехе или штреке, при пдимости объекта и окружаюших предметов,например под водой или в дыму. В этих случаях необходимую траекторию и точностьустановки груза обеспечить очень трудно,Бель изобретения - создание такой систмы управления кранами, которая обеспечивает высокое качество работ в сложных условиях эксплуатации грузоподъемной машины,Указанная цель достигается тем, что известная система управления стреловыми кранами снабжена датчиками пути с задатчика -)Оми и механизмами обратной связи, соединенными с органами управления, оборудованны -ми панелями с координатными сетками, однаиз которых расположена в горизонтальнойплоскости, а другая - в вертикальной.бПервый орган управления выполнен в видестержня с зубчатой рейкой и рукоятью наконце, расположенного с возможностью перемещения внутри горизонтального участка Тобразной трубы, в которой установлена кон- фтактирующая с зубчатой рейкой шестерня,При этом рукоять связана с задатчикамискорости, выходной вал шестерни - с задатчиком пути и механизмом обратной связиповорота крана, а вертикальное основание Тобразной трубы - с задатчиком угла и механизмом обратной связи стреловой лебедки,Второй орган управления выполнен в видекривошипно-кулисного механизма с двумя направляющими прорезями. При этом рукоять ЗОуправления установлена непосредственно накулисе и связана с помошью промежуточногоэлемента, например цепи и звездочки, с механизмом обратной связи и задатчиком длины грузового канатаа кривошип, имитируюший длину стрелы, связан с датчиком углаподъема стрелы и механизмом обратной связи стреловой лебедки,На фиг. 1 изображен пульт управления встационарном исполнении общий вид; на фиг,2 - переносной пульт управления, общий вид;на фиг, 3 - часть системы управления, обеспечиваюшая перемещение рабочего органа машины в горизонтальной плоскости; на фиг. 4 часть системы управления, обеспечивающая 45перемещение рабочего органа машины в вертикальной плоскости; на фиг, 5 - орган управления для горизонтального перемещения;на фиг, 6 - то же, вид сверху; на фиг, 7орган управления для вертикального переме- Ищения; на фиг, 8 - рукоять органа управления для вертикального перемещения; на фиг,9 - звездочка того же органа управления;на фиг. 10 - разрез по А-А на фиг, 7.В кабине машиниста устанавливается 55пульт управления (см, фиг, 1), на которомразмещаются орган управления 1 с рукоятью2 и горизонтальной панелью 3, где нанесена радиальная и градусная сетка, а такжеорган управления 4 с рукоятью 5 и вертикальной панелью 6 с вертикальной,горизон -тальной и градусной сеткой,Машинисту по сетке на панели или в соответствии с планом рабочей обстановки, который может быть закреплен под верхнейпрозрачной крышкой панели 3, выбирает траекторию движения рабочего органа в горизонтальной плоскости,Вертикальная панель 6 дает возможностьмашинисту выбрать траекторию движения рабочего органа в вертикальной плоскости, посетке или профильному сечению обстановкив одной из вертикальных плоскостей,Обе панели 3 и 6 и размеры органов управления имеют один масштаб и имитируютзону, обслуживаемус краном в горизонтальной и вертикальной плоскостях.Вышеописанный пульт управления выполнен стационарным и может быть установленнепосредственно в кабине машины или в специально оборудованной кабине, расположен -ной на расстоянии от машины.Однако пульт управления может быть выполнен и переносным (см. фиг. 2).Машина может быть снабжена одним изуказанных пультов управления, Далее дляпростоты изложения описывается стационарный пульт управления,Система управления грузоподъемными машинами условно может быть разделена надве части, одна из которых осуществляет управление рабочими машинами в горизонтальной плоскости органом управления 1, а другая - в вертикальной плоскости органом управления 4,Орган управления 1 (см. фиг, 3 ) с горизонтальной панелью 3 соединен с задатчи -ком пути 7, задатчиками скорости 8 и 9 изадатчиком угла подъема 10 стрелы. Выходные сигналы этих задатчиков поступают вустройства 1 1-1 4, где они сравниваются ссигналами, поступаюшими от соответствующих датчиков пути 15, скорости 16 и 17 иугла подъема стрелы 18. Скорость поворо -та крана регулируется исполнительным механизмом поворота 19, от которого срабатыьат датчик пути 15 и датчик скорости 16,Механизм обратной связи 20 приводится вдействие сравнивающим устройством 11.Скорость работы стреловой лебедки регулируется исполнительным механизмом 21стреловой лебедки, от которого срабатываютсоответствующий датчик скорости 17 и датчик 18, а механизм обратной связи 22 приводится в действие сравнивающим устройством 1 4.При включении в работу исполнительного механизма 21 чачинает функционировать система горизонтального перемешения груза 23,Сигнал рассогласования от сравнивакшегоустройства 14 поступает на механизм обрат0318 52ной связи 24 (см, фиг. 4), взаимодействующий с органом управления 4, осушествляю -шим перемещение рабочего органа в верти -калькой плоскости.Орган управления 4 с вертикальной панелью 6 соединен с задатчиком пути 25, задатчиком 26 скорости работы грузовой лебедки, задатчиком угла 27 и задатчиком окорости работы 28 лебедки. Выходные сигналы задатчиков 25 и 26 поступают в сравниваюшие устройства 29 и 30, а от задатчиков 27 и 28 - в сравнивающие устройства 13 и 14 цепи управления исполнительныммеханизмом 21 стреловой лебедки,Регулирование скорости работы грузовойлебедки осуществляется исполнительным механизмом 31 по сигналу сравнивающего устройства 30, при этом исполнительный механизм 31 включает в работу. датчик пути32 и датчик скорости 33 и получает корректируюший сигнал от системы горизонтального перемещения груза 23. В то же время сдатчика 32 выходной сигнал поступает навход системы горизонтального перемешениягруза 23, Сравнивающее устройство 29 управляет работой механизма обратной связи34, перемещающего орган управления 4,Таким образом, регулирование скоростистреловой лебедки осушествляется включе -нием исполнительного механизма 21, который приводит в движение стрелу, которая, всвою очередь, приводит в движение датчикугла поворота, подающий сигнал сравниваюшему устройству 14, Сравнивающее устройство1 4 приводит в действие механизм обратнойсвязи 24 на органе управления 4 и одновременно механизм обратной связи 22 на органе управления 1.Управление всеми механизмами системыосушествляется с помощью органов управления 1 и 4, которые для обеспечения всехтребуемых функций выполнены комбинированными,Орган управления 1 (см. фиг. 5) состоит из стержня 35, который перемешается внутри горизонтального участка Т-образной трубь. 36 с вертикальным основанием, установленной на опорах 37, 38, На стержне 35 размещена рукоять 2, связанная с задатчиками скорости 8,9, Задатчик 8 обеспечивает пропорциональное регулирование скорости механизма поворота крана в зависимости от угла поворота рукояти 2, Задатчик 9 обес - печивает пропорциональное регулирование угловой скорости механизма изменения вылета стрелы. Рукоять 2 обеспечивает включение поворота крана движением поперек рукояти) механизма изменения вылета - движением вдоль рукоятки и совмешение двух этих движений - движением рукояти 2 под углом а(,б 9 5 20 26 30 ЗЬ 60 65 60 6Стержень 35 связан с механизмом об -ратной связи 20 и задатчиком пути 7 перемещения груза по радиусу с помошью, на -пример, зубчатой рейки 39, закрепленнойна стержне 35, шестерни 40, установленнойв Т-образной трубе 36, муфты 41, редуктора 42, а с механизмом обратной связи 22и задатчиком угла подъема 10 механизмаповорота - с помощью муфты 43 и редуктра 44.Комбинированный орган управления 4(см. фиг. 7) состоит из кривощипа 45, имеющего масштаб шкал панелей 3 и 6, соответствуюшего длине стрелы, кулисы 46, в прорези которой установлен ползун 47 кривощипа 45 и ползун 48, на котором крепится рукоять 5 и к которому прикреплена,например, цепь 49 (фиг, 8), приводимая вовращение звездочкой 50 (фиг. 9) черезмуфту 51 и редуктор 52 от механизма обратной связи 34 грузовой лебедки.Концевые точки кулисы 46 закрепленына ползунах 53, 54, установленных в верхней 55 и нижней 56 направляющих. Ходползуна 48 в масштабе соответствует сумме максимальной высоты подъема и глубины опускания крюка, Кривошип 45 (фиг. 10)осью 57 связан с механизмом обратнойсвязи 22,который приводит его в движениес помощью муфты 58 и редуктора 59.Система управления работает следуюшимобразом.Орган управления 1 обеспечивает пере -мешение крюка (груза) в горизонтальнойплоскости по окружности, радиусу и любойзаданной траектории,Ддя поворота машины, например, влевомашинист наклоняет рукоять 2 (силовымдвижением) в левую сторону, приводит вдействие задатчик скорости 8 механизмаповорота, который выдает сравнивающемуустройству 12 сигнал, пропорциональныйуглу поворота рукояти. Сравнивающее устройство 12 включает исполнительный механизм 19, который приводит в действие датчик пути 15, На сравнивающем устройстве11 появляется рассогласование, Механизмобратной связи 20 включается и произво -дит перемещение органа управления 1 порадиусу в левую сторону на угол, соответствующий углу поворота машины, Для увеличения скорости поворота увеличивают уголнаклона рукоятки 2, при этом для удержанияпоследней необходимо большее усилие. Поворот машины в правую сторону производится аналогично.Ддя перемещения рабочего органа (крк.ка) по радиусу вперед рукоять наклоняютвперед (см, пунктирное изображение на фиг.5). При этом приводится в действие задатчик скорости 9, а на сравнивающее устрой520318 Благодаря перечисленным свойствам система позволяет увеличить производитель -И ность машины при нахождении машиниста(оператора) на расстоянии более 200 м и,в случаях плохой видимости машины и монтируемого объекта, а также в оттесненных"условиях,30 ство 13 поступает сигнал, пропорциональный углу наклона рукояти. И оно включаетисполнительный механизм 21. Стрела приводит в действие датчик скорости 17, датчик угла подъема стрелы 18 и систему горизонтального перемещения груза 23, ко -торая в соответствии с величиной подъема(или опускания) головки стрелы производитвключение подъема или опускания груза,Датчик угла подъема стрелы подает соответствующий углу перемещения стрелы сигналсравнивающему устройству 14, которое включает механизм обратной связи 24, обеспечивающий соответствующее перемещение органа управления 1. Так как управлениестрелой возможно и органом управления 4,то устройство 14 осуществляет включениемеханизма обратной связи 24 на органе управления 4, в результате чего перемешается кулиса 46.Исполнительный механизм 31 грузовойл бедки, включенный с помощью системыгоризонтального перемещения груза 23, через датчик пути 32, сравнивающее устройство 29 и механизм обратной связи 34, производит соответствующее перемещение ползуна 48 с рукоятью 5 по кулисе 46, Такимобразом отслеживается положение рабочегооборудования машины на органах управления 1 и 4,При наклоне рукояти органа управления1 в горизонтальной плоскости под углом 7к оси стержня 35 включается механизм поворота крана и стрелоподъемный механизм,а крюк (груз) совершает движение в горизонтальной плоскости по сложной траектории,Орган управления 4, снабженный верти -кальной панелью, обеспечивает перемещениекрюка (груза) по вертикали и горизонталипо любой заданной кривой в вертикальнойплоскости.Включение механизма подъема груза наподъем осуществляется перемещением рукояти 5 верх, которая приводит в действиезадатчик скорости 26, выдающий сигналсравнивающему устройству.30 и т. д. поаналогии с вышеописанным способом пере -мещения органа управления 1.В результате крюк (груз) перемещаетсявверх, и рукоять 5 с помощью механизмаобратной связи 34, расположенного, напримерв верхней части кулисы, ,также перемещается вверх,Включением рукояти управления внизобеспечивается опускание груза,При наклоне 7 укояти в горизонтальнойплоскости осуществляется перемещение стрелы, а с помощью сравнивающего устройст -ва 14 включается механизм обратной связи22, который перемещает кривошип 45. Сравниваюшее устройство 14 одновременно приводит в действие механизм обратной связина органе управления 1, который перемещает рукоять 2,Для обеспечения горизонтального пере -мещения груза орган управления 4 осуществляет включение системы горизонтальногоперемещения груза 23,Таким образом, предлагаемая система уп 6равления обеспечивает регулирование скоростей в диапазоне 1;30 в соответствии с траб ованиями, предъявляемыми к кранам, и осуществляет движение груза по любой задан -ной траектории, что исключает возможность15аварийных ситуаций. Положительные качества предлагаемой системы обеспечиваютсяналичием механизмов обратной связи, исключающих рассогласование положения рабочегоргана и механизма и обеспечивающих перемещение груза в соответствии с заданными20 координатами двумя комбинированными органами управления. Ф ормула изобретения 1. Система управления стреловым краном, содержащая датчики и задатчики ско -рости и угла псдъема стрелы, сравнивающиеустройства, соединенные с ними исполнительные механизмы грузовой и стреловой лебедок и два органа управления, о т л и ч а ю ш а я 4 О я тем, что, с целью повышения точностиперемещения рабочего органа крана при нахождении оператора на значительном от него расстоянии, при плохой видимости или вУ Устесненных условиях, система снабженад датчиками пути с задатчиками и механизмами обратной связи, соединенными с органами управления, оборудованными панелями скоординатными сетками, одна из которыхрасположена в горизонтальной плоскости, а50 другая - в вертикальной,72, ССистема управления стреловым краномпоп.1,о тличаюшаяся те м,что, с целью обеспечения перемещения рабочего органа в горизонтальной плоскости, пер 5 выи орган управления выполнен в виде стержня с зубчатой рейкой и рукоятью на конце,расположенного с возможностью перемещениявнутри горизонт-. в .льного участка Т-образнойтрубы с верт ;:. основанием, в кото -нрои установлена контактируюцая с зубчатойрейкой шестерня, причем рукоять связан задатчиками скорости, выходной вал шестерни - с задатчиком пути и механизмом обратной связи поворо- крана, а вертикаль - ное основание Т-образной трубы - с задатчиком угла и механизмом обратной связи стреловой лебедки.3, Система управления стреловым краном по пп, 1, 2, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с полью обеспечения перемещения ра - бочего органа в вертикальной плоскости,второй орган управления выполнен в видекривошипно-кулисного механизма с двумя направляющими прорезями, при этом рукоятьуправления установлена непосредственно накулисе и связана с по ошью промежуточного элемента, например цепи и звездочки, смеханизмом обратной связи и задатчикомдлины грузового каната, а кривошип, имитирующий длину стрелы, связан с датчиком угла подъема стрелы и механизмом обратнойсвязи стреловой лебедки.520318 А Составитель В, ЯгнятинскийРедактор Н. Вирко Техред А, Богдан Корректор И, Гокси Заказ 3036 а)/228 Тира БРИИПИ Государственн по делам 113035, Москва, Жж 1029 Подписное го комитета Совета Минист зобретений и открытий , Раушская наб д. 4/5 СССР илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна