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申请/专利权人：上海云童机电设备有限公司

摘要：本发明涉及岸桥起重机吊具结构领域，具体的讲是一种四绳RTG起升钢丝绳刹车的防摇系统及其防摇方法，包括吊具上架、升降滑轮、控制柜，吊具上架上方的两端分别设有升降滑轮、刹车机构、控制柜，所述升降滑轮位于吊具上架上方两端的最外侧，升降滑轮的内侧依次设有刹车机构、控制柜，所述升降滑轮上缠绕有钢丝绳，牵引吊具上架的起升。本发明从晃动的根源出发，通过刹死升降滑轮与钢丝绳之间的滑动，将钢丝绳与吊具上架固定起来，将因钢丝绳长度变化带动滑轮反复转动使吊具产生的晃动消除，并智能补偿刹车片磨损量省去防摇钢丝绳，结构占用空间小，结构稳固，可靠性高，刹车速度快，使用寿命长，环保无污染。

主权项：1.一种四绳RTG起升钢丝绳刹车的防摇系统的防摇方法，其特征在于：按照如下步骤进行：步骤一：主控PLC（16）传输刹车闭合命令到智能补偿控制PLC（17），同时智能补偿控制PLC（17）通过压力传感器（21）获取压力信号，以判断是否有刹车压力，有，则进入步骤二，无，则说明刹车处于打开状态；步骤二：判断刹车压力与智能补偿控制PLC（17）中存储的预设刹车压力值是否一致，是，则进入步骤三，否，则驱动本系统刹车片配备的伺服电机（19）继续加大压力，直到刹车压力与预设刹车压力一致；步骤三：判断伺服电机（19）压力与刹车压力是否一致，是，则进入步骤四，否，则说明刹车闭合故障；步骤四：智能补偿控制PLC（17）记录当前刹车位置，与上次刹车执行过程中记录的刹车位置值相比是否一致，若是第一次使用，则与调试时设定并存储的初始位置值相比较；是，则表明当前刹车未磨损，刹车闭合正常，智能补偿控制PLC（17）传输当前刹车闭合状态信号给主控PLC（16）进行储存记录，智能补偿控制PLC（17）计算出下次刹车打开位置并存储，然后进入下一步；否，则计算当前刹车闭合位置值与上次刹车闭合位置值的差值，将该差值作为本次刹车运行的磨损量值一进行存储，记为A；步骤五：刹车执行完毕，主控PLC（16）传输刹车打开命令到智能补偿控制PLC（17），智能补偿控制PLC（17）判断当前刹车位置是否与步骤四中智能补偿控制PLC（17）存储的下次刹车打开位置是否相同，是，进入下一步，否，则驱动伺服电机（19）继续后退，执行刹车打开，直至到达存储的下次刹车打开位置；步骤六：智能补偿控制PLC（17）再次通过压力传感器（21）获取当前刹车压力信号，判断当前刹车压力是否大于0，是，则驱动伺服电机（19）微调后退，否，则刹车打开执行完毕，储存当前刹车位置，计算当前刹车打开位置值与上次刹车打开位置值的差值，将该差值作为本次刹车运行的磨损量值二存储，记为B；步骤七：结合A，B计算两者的平均值，记为C；步骤八：每次执行刹车都会得到一个C值，将每次得到的C值累加到∑C中，∑C作为总磨损量存储，判定∑C大于智能补偿控制PLC（17）中存储的最大值时，或者智能补偿控制PLC（17）收到刹车片磨损极限的机械限位信号时，发送信号到主控PLC（16）提示刹车片需要更换。

全文数据：一种四绳RTG起升钢丝绳刹车的防摇系统及其防摇方法技术领域[0001]本发明涉及岸桥起重机吊具结构领域，具体的讲是一种四绳RTG起升钢丝绳刹车的防摇系统及其防摇方法。背景技术[0002]目前我国港口吞吐量迅猛增长，为提高工作效率，吊具的运行速度越来越快。而运行速度的提升使吊具随小车行进时的摇晃更加严重，当小车停止运动时，吊具会往复晃动导致无法立刻与集装箱对接，只能等待吊具摇晃幅度减小后再尝试对接，大大影响了工作效率。[0003]目前RTG使用的防摇主要有3种方式:液压防摇、单向轴承力矩防摇、八绳防摇。液压防摇的效果取决于油缸性能，同时由于泄漏，污染等问题，不是科技环保未来的发展方向，同时无法适用于电动的场合，而电动化是未来发展的趋势;单向轴承力矩防摇方式，结构复杂，笨重，维护不便，由于原理存在缺陷，无法再进一步提升减摇效果，不能满足用户需求，单向轴承损坏率高，维护极为不便;八绳防摇方式，钢丝绳的使用寿命不长，结构影响吊具不能调整，重量太大，维护频繁且复杂。[0004]为此设计一种可以从吊具晃动的根源出发，极大的减小吊具随小车运动时的晃动的四绳RTG起升钢丝绳刹车新型防摇系统及其防摇方法是十分有必要的。发明内容[0005]本发明突破了现有技术的难题，设计了一种四绳RTG起升钢丝绳刹车的防摇系统及其防摇方法，从吊具晃动的根源出发，将钢丝绳与吊具形成一个刚性的整体，使吊具在随小车运动时的晃动大大减小，能够极大地提高工作效率。[0006]为了达到上述目的，本发明设计了一种四绳RTG起升钢丝绳刹车的防摇系统的防摇方法，其特征在于:其特征在于:按照如下步骤进行：步骤一:主控PLC传输刹车闭合命令到智能补偿控制PLC，同时补偿PLC通过压力传感器获取压力信号，以判断是否有刹车压力，有，则进入步骤二，无，则说明刹车处于打开状态；步骤二:判断刹车压力与补偿PLC中存储的预设刹车压力值是否一致，是，则进入步骤三，否，则驱动本系统刹车片配备的伺服电机继续加大压力，直到刹车压力与预设刹车压力一致；步骤三:判断伺服电机压力与刹车压力是否一致，是，则进入步骤四，否，则说明刹车闭合故障；步骤四：智能补偿控制PLC记录当前刹车位置，与上次刹车执行过程中记录的刹车位置值相比是否一致，若是第一次使用，则与调试时设定并存储的初始位置值相比较;是，则表明当前刹车未磨损，刹车闭合正常，智能补偿控制PLC传输当前刹车闭合状态信号给主控PLC进行储存记录，智能补偿控制PLC计算出下次刹车打开位置并存储，然后进入下一步；否，则计算当前刹车闭合位置值与上次刹车闭合位置值的差值，将该差值作为本次刹车运行的磨损量值进行存储，记为A;步骤五:刹车执行完毕，主控PLC传输刹车打开命令到智能补偿控制PLC，智能补偿控制PLC判断当前刹车位置是否与步骤四中智能补偿控制plc存储的下次刹车打开位置是否相同，是，进入下一步，否，则驱动伺服电机继续后退，执行刹车打开，直至到达存储的下次刹车打开位置；步骤六:智能补偿控制PLC再次通过压力传感器获取当前刹车压力信号，判断当前刹车压力是否大于0,是，则驱动伺服电机微调后退，否，则刹车打开执行完毕，储存当前刹车位置，计算当前刹车打开位置值与上次刹车打开位置值的差值，将该差值作为本次刹车运行的磨损量值2存储，记为B;步骤七:结合A，B计算两者的平均值，记为C;步骤八:每次执行刹车都会得到一个C值，将每次得到的C值累加到EC中，EC作为总磨损量存储，判定EC大于智能补偿控制PLC中存储的最大值时，或者智能补偿控制PLC收到刹车片磨损极限的机械限位信号时，发送信号到主控PLC提示刹车片需要更换。[0007]所述的主控PLC的通讯端口一与智能补偿控制PLC的通讯端口采用线束相连，完成刹车开合命令与刹车位置信号的传输;所述智能补偿控制PLC的通讯端口二分别连接有4个伺服驱动系统，每个驱动系统由伺服驱动器、伺服电机、压力传感器、位移传感器组成，其中位移传感器、伺服驱动器与伺服电机之间构成位置环闭环控制系统，压力传感器、伺服驱动器、伺服电机之间构成力矩环闭环控制系统。[0008]本发明还设计了一种四绳RTG起升钢丝绳刹车的防摇系统，基于上述一种四绳RTG起升钢丝绳刹车的防摇系统的防摇方法，包括吊具上架、升降滑轮、控制柜，其特征在于：吊具上架上方的两端分别设有升降滑轮、刹车机构、控制柜，所述升降滑轮位于吊具上架上方两端的最外侧，升降滑轮的内侧依次设有刹车机构、控制柜，所述升降滑轮上缠绕有钢丝绳，牵引吊具上架的起升。[0009]所述刹车机构主要由电动缸、杠杆、支座、摆杆、连杆、压杆、刹车片组成，电动缸的顶部利用安装支架固定在吊具上架上，电动缸的底部与杠杆的一端采用轴销相连，所述杠杆呈直角三角形，与电动缸底部相连的是杠杆的锐角端，杠杆的直角短边与摆杆相固定，摆杆呈倒“L”型，“L”的底端采用轴销与支座相连，支座固定在吊具上架上，“L”的左端采用轴销与连杆的一端相连，所述杠杆的直角短边是固定在摆杆“L”型的右侧端面上，所述连杆的另一端采用轴销与压杆相连，压杆的右侧采用螺钉与位移滑块的背部相连接，位移滑块的前部与导轨相配合，所述导轨通过安装板固定在吊具上架上，导轨的底端还设有位移传感器，所述压杆的左前端设有刹车片，所述刹车片的顶端靠近升降滑轮上缠绕的钢丝绳。[0010]所述刹车片的顶端为凹进的半圆弧型，该半圆弧的半径与钢丝绳的外半径相同。[0011]所述导轨与水平面成45°角。[0012]所述连杆与压杆连接处设有轴销传感器。[0013]本发明与现有技术相比，从晃动的根源出发，通过刹死升降滑轮与钢丝绳之间的滑动，将钢丝绳与吊具上架固定起来，将因钢丝绳长度变化带动滑轮反复转动使吊具产生的晃动消除;智能控制，钢丝绳刹车力实时跟踪，并智能补偿刹车片磨损量;维护简单，只需在位移传感器检测出刹车片磨损量达到临界值时更换刹车片即可；省去防摇钢丝绳，结构占用空间小，结构稳固，可靠性高，刹车速度快，使用寿命长，环保无污染。附图说明[0014]图1为本发明的防摇方法软件控制流程图。[0015]图2为本发明的控制系统拓扑图。[0016]图3为本发明的结构示意图。[0017]图4为本发明的俯视图。[0018]图5为本发明中刹车机构的右视图。[0019]图6为本发明中刹车机构的45。角视图。[0020]图7为本发明中刹车片的局部示意图。具体实施方式[0021]结合附图对本发明做进一步描述。[0022]如附图1所示，本发明设计了一种四绳RTG起升钢丝绳刹车的防摇系统的防摇方法，按照如下步骤进行：步骤一:主控PLC传输刹车闭合命令到智能补偿控制PLC，同时补偿PLC通过压力传感器获取压力信号，以判断是否有刹车压力，有，则进入步骤二，无，则说明刹车处于打开状态；步骤二:判断刹车压力与补偿PLC中存储的预设刹车压力值是否一致，是，则进入步骤三，否，则驱动本系统刹车片配备的伺服电机继续加大压力，直到刹车压力与预设刹车压力一致；步骤三:判断伺服电机压力与刹车压力是否一致，是，则进入步骤四，否，则说明刹车闭合故障；步骤四：智能补偿控制PLC记录当前刹车位置，与上次刹车执行过程中记录的刹车位置值相比是否一致，若是第一次使用，则与调试时设定并存储的初始位置值相比较;是，则表明当前刹车未磨损，刹车闭合正常，智能补偿控制PLC传输当前刹车闭合状态信号给主控PLC进行储存记录，智能补偿控制PLC计算出下次刹车打开位置并存储，然后进入下一步；否，则计算当前刹车闭合位置值与上次刹车闭合位置值的差值，将该差值作为本次刹车运行的磨损量值一进行存储，记为A;步骤五:刹车执行完毕，主控PLC传输刹车打开命令到智能补偿控制PLC，智能补偿控制PLC判断当前刹车位置是否与步骤四中智能补偿控制PLC存储的下次刹车打开位置是否相同，是，进入下一步，否，则驱动伺服电机继续后退，执行刹车打开，直至到达存储的下次刹车打开位置；步骤六:智能补偿控制PLC再次通过压力传感器获取当前刹车压力信号，判断当前刹车压力是否大于0，是，则驱动伺服电机微调后退，否，则刹车打开执行完毕，储存当前刹车位置，计算当前刹车打开位置值与上次刹车打开位置值的差值，将该差值作为本次刹车运行的磨损量值二存储，记为B;步骤七:结合A，B计算两者的平均值，记为C;步骤八:每次执行刹车都会得到一个C值，将每次得到的C值累加到EC中，EC作为总磨损量存储，判定EC大于智能补偿控制PLC中存储的最大值时，或者智能补偿控制PLC收到刹车片磨损极限的机械限位信号时，发送信号到主控PLC提示刹车片需要更换。[0023]参见图2,本发明中主控PLC的通讯端口一与智能补偿控制PLC的通讯端口采用线束相连，完成刹车开合命令与刹车位置信号的传输;所述智能补偿控制PLC的通讯端口二分别连接有4个伺服驱动系统，每个驱动系统由伺服驱动器、伺服电机、压力传感器、位移传感器组成，其中位移传感器、伺服驱动器与伺服电机之间构成位置环闭环控制系统，压力传感器、伺服驱动器、伺服电机之间构成力矩环闭环控制系统。[0024]参见图3和图4,本发明还设计了一种四绳RTG起升钢丝绳刹车的防摇系统，包括吊具上架1、升降滑轮2、控制柜3、，其特征在于：吊具上架上方的两端分别设有升降滑轮2、刹车机构4、控制柜3,所述升降滑轮2位于吊具上架1上方两端的最外侧，升降滑轮2的内侧依次设有刹车机构4、控制柜3,所述升降滑轮2上缠绕有钢丝绳5,牵引吊具上架1的起升。[0025]参见图5〜7，本发明中刹车机构主要由电动缸6、杠杆7、支座8、摆杆9、连杆10、压杆11、刹车片12组成，电动缸6的顶部利用安装支架固定在吊具上架1上，电动缸6的底部与杠杆7的一端采用轴销相连，所述杠杆7呈直角三角形，与电动缸6底部相连的是杠杆的锐角端，杠杆7的直角短边与摆杆9相固定，摆杆9呈倒“L”型，“L”的底端采用轴销与支座8相连，支座8固定在吊具上架1上，“L”的左端采用轴销与连杆10的一端相连，所述杠杆7的直角短边是固定在摆杆9“L”型的右侧端面上，所述连杆10的另一端采用轴销与压杆11相连，压杆11的右侧采用螺钉与位移滑块13的背部相连接，位移滑块13的前部与导轨14相配合，所述导轨14通过安装板固定在吊具上架1上，导轨14的底端还设有位移传感器15,所述压杆11的左前端设有刹车片12,所述刹车片12的顶端靠近升降滑轮2上缠绕的钢丝绳5,所述的位移传感器用于检测压杆的行程，以此数据来调整压杆的行进距离和获取刹车片的磨损量。[0026]本发明中刹车片的顶端为凹进的半圆弧型，该半圆弧的半径与钢丝绳5的外半径相同，刹车片由高分子材料构成，耐磨性好，且可以承受一定的冲击力，其硬度远低于钢丝绳因而不会对钢丝绳产生严重的磨损。[0027]本发明中导轨14与水平面成45°角，保证刹车片以固定的角度接触钢丝绳。[0028]本发明中连杆10与压杆11连接处设有轴销传感器，用于实时监测刹车片的工作载荷。[0029]本发明中杠杆机构为大尺寸、结构合理的钢材，在刹车时承受超过10000N的载荷总变形小于0.3mm，保证刹车质量和使用寿命。[0030]在具体实施中，在小车即将运动时，控制柜发出指令使电动缸推动杠杆末端，杠杆前端的连杆拉动压杆沿导轨行进，行至刹车片压在钢丝绳上为止，电动缸将保持一个设定的推力，刹车片与钢丝绳间的压力将提供静摩擦，钢丝绳因此实现与吊具的暂时固定，当吊具四个滑轮处都进行刹车时，吊具与连接的钢丝绳将成为一个整体，钢丝绳与吊具间的相对运动产生的晃动将被消除。在小车停止行进后，电动缸将根据位移传感器检测的数据回程一段距离，刹车片释放钢丝绳，此时吊具的晃动幅度很小，可以立刻与集装箱进行对接，大大提高了工作效率。

权利要求：1.一种四绳RTG起升钢丝绳刹车的防摇系统的防摇方法，其特征在于:按照如下步骤进行：步骤一:主控PLC16传输刹车闭合命令到智能补偿控制PLC17，同时智能补偿控制PLC17通过压力传感器21获取压力信号，以判断是否有刹车压力，有，则进入步骤二，无，则说明刹车处于打开状态；步骤二：判断刹车压力与智能补偿控制PLCCL7中存储的预设刹车压力值是否一致，是，则进入步骤三，否，则驱动本系统刹车片配备的伺服电机（19继续加大压力，直到刹车压力与预设刹车压力一致；步骤三:判断伺服电机（19压力与刹车压力是否一致，是，则进入步骤四，否，则说明刹车闭合故障；步骤四：智能补偿控制PLCCL7记录当前刹车位置，与上次刹车执行过程中记录的刹车位置值相比是否一致，若是第一次使用，则与调试时设定并存储的初始位置值相比较;是，则表明当前刹车未磨损，刹车闭合正常，智能补偿控制PLC17传输当前刹车闭合状态信号给主控PLC16进行储存记录，智能补偿控制PLC17计算出下次刹车打开位置并存储，然后进入下一步;否，则计算当前刹车闭合位置值与上次刹车闭合位置值的差值，将该差值作为本次刹车运行的磨损量值一进行存储，记为A;步骤五:刹车执行完毕，主控PLC16传输刹车打开命令到智能补偿控制PLC17，智能补偿控制PLC17判断当前刹车位置是否与步骤四中智能补偿控制PLC17存储的下次刹车打开位置是否相同，是，进入下一步，否，则驱动伺服电机（19继续后退，执行刹车打开，直至到达存储的下次刹车打开位置；步骤六:智能补偿控制PLC17再次通过压力传感器21获取当前刹车压力信号，判断当前刹车压力是否大于0，是，则驱动伺服电机（19微调后退，否，则刹车打开执行完毕，储存当前刹车位置，计算当前刹车打开位置值与上次刹车打开位置值的差值，将该差值作为本次刹车运行的磨损量值二存储，记为B;步骤七:结合A，B计算两者的平均值，记为C;步骤八:每次执行刹车都会得到一个C值，将每次得到的C值累加到EC中，EC作为总磨损量存储，判定EC大于智能补偿控制PLC17中存储的最大值时，或者智能补偿控制PLC17收到刹车片磨损极限的机械限位信号时，发送信号到主控PLC16提示刹车片需要更换。2.根据权利要求1所述一种四绳RTG起升钢丝绳刹车的防摇系统的防摇方法，其特征在于：所述的主控PLCie的通讯端口一与智能补偿控制PLC17的通讯端口采用线束相连，完成刹车开合命令与刹车位置信号的传输;所述智能补偿控制PLC17的通讯端口二分另IJ连接有4个伺服驱动系统，每个驱动系统由伺服驱动器（⑻、伺服电机（19、压力传感器21、位移传感器（15组成，其中位移传感器（15、伺服驱动器18与伺服电机（19之间构成位置环闭环控制系统，压力传感器21、伺服驱动器（18、伺服电机（19之间构成力矩环闭环控制系统。3.—种四绳RTG起升钢丝绳刹车的防摇系统，基于上述一种四绳RTG起升钢丝绳刹车的防摇系统的防摇方法，包括吊具上架（1、升降滑轮2、控制柜3，其特征在于：吊具上架上方的两端分别设有升降滑轮2、刹车机构4、控制柜3，所述升降滑轮2位于吊具上架（1上方两端的最外侧，升降滑轮2的内侧依次设有刹车机构4、控制柜3，所述升降滑轮2上缠绕有钢丝绳5，牵引吊具上架1的起升。4.根据权利要求3所述的一种四绳RTG起升钢丝绳刹车的防摇系统，其特征在于:所述刹车机构主要由电动缸6、杠杆00、支座8、摆杆9、连杆（1〇、压杆（11、刹车片（12组成，电动缸6的顶部利用安装支架固定在吊具上架（1上，电动缸6的底部与杠杆7的一端采用轴销相连，所述杠杆7呈直角三角形，与电动缸6底部相连的是杠杆的锐角端，杠杆⑺的直角短边与摆杆⑼相固定，摆杆⑼呈倒“L”型，“L”的底端采用轴销与支座8相连，支座⑻固定在吊具上架⑴上，“L”的左端采用轴销与连杆（1〇的一端相连，所述杠杆7的直角短边是固定在摆杆9“L”型的右侧端面上，所述连杆10的另一端采用轴销与压杆（11相连，压杆（11的右侧采用螺钉与位移滑块（13的背部相连接，位移滑块13的前部与导轨（14相配合，所述导轨（14通过安装板固定在吊具上架⑴上，导轨（14的底端还设有位移传感器（15，所述压杆（11的左前端设有刹车片（12，所述刹车片（12的顶端靠近升降滑轮2上缠绕的钢丝绳5。5.根据权利要求3所述的一种四绳RTG起升钢丝绳刹车的防摇系统，其特征在于:所述刹车片的顶端为凹进的半圆弧型，该半圆弧的半径与钢丝绳5的外半径相同。6.根据权利要求3所述的一种四绳RTG起升钢丝绳刹车的防摇系统，其特征在于:所述导轨（14与水平面成45°角。7.根据权利要求3所述的一种四绳RTG起升钢丝绳刹车的防摇系统，其特征在于:所述连杆10与压杆11连接处设有轴销传感器。

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