一种起重机多轨道行走同步检测系统、方法及存储介质

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种起重机多轨道行走同步检测系统、方法及存储介质。

背景技术

轨道起重机是一种上车系统运行在圆形轨道上，可实现起升、变幅和回转的超大型起重设备，主要由路基箱、轨道、平衡台车、回转平台和上车臂架系统等组成，回转时平衡台车绕回转中心在圆形轨道上滚动，带动整机回转。其中平衡台车由前平衡台车和后平衡台车组成，对于大型轨道起重机来说回转直径可多达几十米，前后跨度很大，如果回转时前后平衡台车的行走速度偏差大，必然会造成中间连接梁的扭力大，引起啃轨、机械噪音大的问题，严重时会发生脱轨、甚至整机安全事故，所以在轨道起重机回转时必须检测并控制行走速度，确保偏差始终在允许范围内。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种起重机多轨道行走同步检测系统、方法及存储介质，解决了大型轨道起重机因前后平衡台车行走速度偏差大引起啃轨、机械噪音大，严重时会发生脱轨、甚至整机安全事故的技术问题。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种起重机多轨道行走同步检测系统，包括：

控制主机及与所述控制主机信号连接的获取模块、检测模块和纠正模块；

所述获取模块用于采集呈同心圆布置的轨道半径并据此计算各轨道上的驱动轮理论速度比，进而确定驱动电机的理论转速比；

所述检测模块用于根据不同轨道上前后平衡台车的齿轮计数值获得前后平衡台车的速度偏差e；

所述纠正模块用于根据计数值和偏差e调节前后平衡台车的电机实际转速比和理论转速比保持在误差允许范围内。

进一步地，所述理论速度比与对应的轨道半径比呈正相关，所述理论转速比与对应的轨道半径比呈负相关。

进一步地，所述检测模块包括与轨道适配连接的齿条。

进一步地，所述检测模块还包括布置在平衡台车上的检测单元，所述检测单元包括编码器，所述编码器的输出端安装有与所述齿条啮合的齿轮。

进一步地，所述纠正模块包括布置于前后平衡台车上用于控制电机转速的变频器。

第二方面，本发明提供了一种起重机多轨道行走同步检测方法，由控制主机执行，包括：

采集呈同心圆布置的轨道半径并据此计算各轨道上的驱动轮理论速度比，进而确定驱动电机的理论转速比；

根据不同轨道上前后平衡台车的齿轮计数值获得前后平衡台车的速度偏差e；

根据计数值和偏差e调节前后平衡台车的电机实际转速比和理论转速比保持在误差允许范围内。

进一步地，所述根据不同轨道上前后平衡台车的齿轮计数值获得前后平衡台车的速度偏差e包括：

安装在前平衡台车上的第一齿轮与轨道啮合传动，第一编码器检测到第一齿轮在齿条上的转动变化并记录第一计数值；

安装在后平衡台车上的第二齿轮与轨道啮合传动，第二编码器检测到第二齿轮在齿条上的转动变化并记录第二计数值；

根据第一计数值和第二计数值获得偏差e。

第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

通过在轨道上安装齿条，在前后平衡台车上安装有与齿条啮合的齿轮，而齿轮又集成于编码器的输出端，当前后平衡台车运动时，编码器能够能够检测到齿轮在齿条上的微小转动变化，并将计数值发送到控制主机，控制主机计算出前后平衡台车的偏差e，进而控制变频器调节前后台车的电机转速，实时控制前后台车的计数值变化的差值在误差允许范围内，解决了大型轨道起重机因前后平衡台车行走速度偏差大引起啃轨、机械噪音大，严重时会发生脱轨、甚至整机安全事故的技术问题，提高了大型轨道起重机的安全性；

采用齿轮与齿条啮合，齿轮集成于编码器输出端的测速方式，克服了采用激光传感器检测行走偏差的缺陷：对于大型轨道起重机长达几十米的跨度，容易受到干扰，且较大的跨度，只有产生比较严重的同步偏差才能检测，具有局限性。

附图说明

图 1 为本发明实施例二提供的一种起重机多轨道行走同步检测方法的流程图。

图2为本发明实施例二提供的一种起重机多轨道行走同步检测方法的行走偏差控制框图。

具体实施方式

为了便于理解，下面对本申请中所描述的部分名词解释说明如下：

齿条：是一种齿分布于条形体上的特殊齿轮，一边均匀分布着许多齿，与齿轮相啮，将转动变为移动，或将移动变为转动。与齿轮配合使用的一种条形零件。它等于直径无限大的一个齿轮周缘的一段。

台车：起重机的台车主要由车架、车轮和行走减速机组成。驱动末级台车就能够驱动相连的上一级平衡台车，从而带动整个起重机回转或行走。

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符"/"，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例一：

本发明提供了一种起重机多轨道行走同步检测系统，包括：

控制主机及与所述控制主机信号连接的获取模块、检测模块和纠正模块，所述控制主机能够控制所述获取模块、检测模块和纠正模块的工作；

所述获取模块用于采集呈同心圆布置的轨道半径并据此计算各轨道上的驱动轮理论速度比，进而确定驱动电机的理论转速比，所述获取模块包括能够采集轨道半径的传感器，在本实施例中，供驱动轮行驶的电机功率相同，故所述驱动轮受到的向心力相同，所述理论速度比与对应的轨道半径比呈正相关，所述理论转速比与对应的轨道半径比呈负相关，采集轨道半径之后经过获取模块计算最终可获得前后平衡台车上电机的理论转速比；

所述检测模块用于根据不同轨道上前后平衡台车的齿轮计数值获得前后平衡台车的速度偏差e，所述检测模块包括与轨道适配连接的齿条及布置在平衡台车上的检测单元，所述检测单元包括编码器，编码器（encoder）是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备，所述编码器的输出端安装有与所述齿条啮合的齿轮；

所述纠正模块用于根据计数值和偏差e调节前后平衡台车的电机实际转速比和理论转速比保持在误差允许范围内，所述纠正模块包括布置于前后平衡台车上用于控制电机转速的变频器，变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

实施例二：

根据图1和图2所示，本发明提供了一种起重机多轨道行走同步检测方法，可以通过实施例一所述的起重机多轨道行走同步检测系统实现，具备相应的功能模块和有益效果，检测方法由控制主机执行，包括：

采集不同的轨道半径并据此计算各轨道上的驱动轮理论速度比，进而确定驱动电机的理论转速比，关于该步骤的说明与实施例一相同，不再赘述；

安装在前平衡台车上的第一齿轮与轨道啮合传动，第一编码器检测到第一齿轮在齿条上的转动变化并记录第一计数值，在本实施例中，第一齿轮的数量可以为多个，分别与不同轨道上的齿条啮合，得到不同轨道半径对应的第一计数值；

安装在后平衡台车上的第二齿轮与轨道啮合传动，第二编码器检测到第二齿轮在齿条上的转动变化并记录第二计数值，在本实施例中，第二齿轮的数量可以为多个，分别与不同轨道上的齿条啮合，得到不同轨道半径对应的第二计数值；

其中第一计数值和第二计数值可以理解为编码器检测齿轮转动的圈数，进而计算出齿条转动距离，即转动的弧度，在时间相同的情况下，可以据此得出前后平衡台车不同轨道上的实际速度比；

根据第一计数值和第二计数值获得偏差e，关于偏差e，在本实施例中为第一计数值和第二计数值的差值绝对值，将该差值绝对值除以时间得到前后平衡台车的电机转速最大调节范围，体现为前后平衡台车的前后驱动轮最大速度调节范围，在一定时间内，无论是仅调节前平衡台车的电机转速，还是仅调节后平衡台车的电机转速，或是前后平衡台车的电机转速均调节，体现在驱动轮速度大小调节上，均不能超过第一计数值和第二计数值的差值绝对值与时间的商；

根据计数值和偏差e调节前后平衡台车的电机实际转速比和理论转速比保持在误差允许范围内：驱动轮的理论速度比以及电机的理论转速比通过控制主机传递给变频器，控制主机又控制变频器根据理论转速比调节电机的实际转速比，使得实际转速比与理论转速比保持在误差范围内，从而调节驱动轮的实际速度比使得驱动轮的实际速度比与理论速度比同样保持在误差范围内，上述具体的调节过程是通过现有成熟的PI、PD及PID技术实现的，在此不再赘述。

实施例三：

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现实施例一所述方法的步骤，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

工作原理：通过在轨道上安装齿条，在前后平衡台车上安装有与齿条啮合的齿轮，而齿轮又集成于编码器的输出端，克服了采用激光传感器检测行走偏差的缺陷：对于大型轨道起重机长达几十米的跨度，容易受到干扰，且较大的跨度，只有产生比较严重的同步偏差才能检测，具有局限性。编码器又布置于前后台车上，能够实时准确地测得前后台车的行驶速度，当前后平衡台车运动时，编码器能够能够检测到齿轮在齿条上的微小转动变化，并将计数值发送到控制主机，控制主机计算出前后平衡台车的偏差e，进而控制变频器调节前后台车的电机转速，实时控制前后台车的计数值变化的差值在误差允许范围内，解决了大型轨道起重机因前后平衡台车行走速度偏差大引起啃轨、机械噪音大，严重时会发生脱轨、甚至整机安全事故的技术问题，提高了大型轨道起重机的安全性。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（装置）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。