一种动态追踪控制的防摆垂直提升机控制方法

技术领域

本发明属于工业设备技术领域，具体地说，涉及动态追踪控制的防摆垂直提升机控制方法。

背景技术

在工业领域，垂直提升机广泛应用于各种物料的垂直运输任务。然而，在高空作业过程中，由于吊臂与提升罐之间的惯性作用以及载荷的变化，往往会导致提升罐的晃动、摆动等不稳定现象，从而影响操作的安全性和效率。为了解决这一问题，研究人员开始探索创新的控制方法，以实现提升机的动态追踪控制，从而在提升过程中减少晃动，提高操作的稳定性。

在过去，传统的提升机控制方法主要依赖于固定的参数和预设的运动规划，这种方法无法应对吊臂惯性作用、载荷变化等复杂因素带来的挑战。随着传感器技术的不断进步，特别是重量传感器、压力传感器等的应用，研究人员开始关注如何利用实时采集的数据来优化提升机的控制策略。

重量传感器可以准确地监测吊臂与提升罐之间的重力变化，从而根据载荷情况动态调整提升机的操作参数，如拉绳收卷度、起吊高度等。压力传感器则能够实时监测拉绳的摆动幅度，帮助控制系统感知提升罐的状态变化，从而调整水平移动的加速度和减速度，以减少摆动。

基于这些先进的传感器技术，新型的动态追踪控制方法在工业领域得到了应用。通过实时监测和反馈，该方法能够动态调整吊架的水平移动速度、拉绳的倾斜度等参数，从而实现在垂直提升过程中的稳定控制。这种方法不仅提高了操作的安全性，还能够提升作业效率，减少了操作人员的负担。

综上所述，针对提升机垂直运输中存在的晃动、摆动等不稳定问题，基于先进的传感器技术和实时控制策略的动态追踪控制方法成为一种有效的解决方案，为工业生产中的垂直提升操作提供了更高的安全性和效率。。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种动态追踪控制的防摆垂直提升机控制方法，包括以下方法：

启动提升机收卷拉绳对提升罐进行垂直提升操作；

获取吊臂对提升罐的重力数据；

依据重量反馈数据调控提升机对拉绳收卷度，控制起吊高度及水平移动速度；

获取水平移动拉绳摆动幅度，并调控水平移动加速度；

获取水平减速加速度，并检测减速过程拉绳摆动幅度；

调控水平减速移动过程加速度；

动态调控拉绳摆动幅度维持。

作为本发明的进一步方案：所述吊臂对提升罐的重力数据通过重量传感器监测，并记录在起吊过程中的重力变化范围。

作为本发明的进一步方案：所述拉绳收卷度对起吊高度依据起吊重量为基础，重量越小起到起吊高度越高，重量越大起吊高度越低。

作为本发明的进一步方案：所述拉绳随着吊架水平加速及水平减速移动过程的摆动幅度通过压力传感器进行动态监测，当吊架水平移动速度逐步提升时，提升罐在惯性作用下带动拉绳倾斜，此时拉绳倾斜时带着保持架水平移动，并压动弹性伸缩杆，使其对压力传感器提供一个不断增大的压力，并依据压力变化了解惯性数据，动态调控吊架的水平移动速度。

作为本发明的进一步方案：所述吊臂与提升罐在惯性作用带着拉绳倾斜过程中，依据压力传感器所受压力数据，通过调控增大拉绳的倾斜度，提高对提升罐的水平加速度。

作为本发明的进一步方案：所述吊架减速过程中，通过压力传感器检测拉绳倾斜角度，并动态调控拉绳倾斜度，降低拉绳摆动幅度。

作为本发明的进一步方案：所述重量传感器检测的重量变化范围结合压力传感器获取的拉绳摆动幅度数据之间变化呈正比例关系，对比重量变化范围与拉绳摆动幅度数据综合了解吊架的运动状态，并反馈至拉绳倾斜角度的准确调控。

作为本发明的进一步方案：所述吊架与提升罐水平移动速度一致时，监测重量传感器变化数据获取颠簸量，并动态调控起吊高度及拉绳倾斜角度。

有益效果：

在工业领域，垂直提升机在物料运输中起关键作用，然而其操作中晃动与摆动问题一直制约安全与效率，为应对这一挑战，新兴的动态追踪控制方法应运而生，这一方法运用重量传感器和压力传感器等先进技术，实时监测提升罐重力与摆动情况，实现实时调整控制参数，在操作过程中，重量传感器准确捕捉吊臂与提升罐的重力变化，以此调整拉绳收卷度、起吊高度等参数，确保平稳起吊，同时，压力传感器监测拉绳摆动幅度，随着吊架水平移动速度的变化，调控水平移动的加速度，从而减少晃动现象，这一创新方法不仅提升操作的安全性，还极大地提高了操作效率，通过实时数据反馈与调整，它能够在垂直提升过程中稳定控制提升罐的运动，为工业生产提供更高水平的安全性和操作效率，为企业节约成本与资源。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

在附图中：

图1为本发明防摆控制的流程示意图；

图2为本发明起吊状态的结构示意图；

图3为本发明图2中局部的结构示意图。

图中：1、吊架；2、提升机；3、拉绳；4、吊臂；5、提升罐；6、水平梁；7、安装架；8、保持架；9、滑轮；10、滑板；11、导向孔；12、弹性伸缩杆；13、弹簧；14、压力传感器；15、液压杆；16、重量传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明。

实施例一

请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：一种动态追踪控制的防摆垂直提升机控制方法，包括以下方法：

启动提升机2并收卷拉绳3，对提升罐5进行垂直提升操作。

获取吊臂4对提升罐5的重力数据，这些数据通过重量传感器16监测，并记录起吊过程中的重力变化范围。

根据重量反馈数据，调控提升机2对拉绳3的收卷度，以控制起吊高度及水平移动速度。拉绳3收卷度与起吊重量成正比，重量越大，起吊高度越低。

获取水平移动拉绳3的摆动幅度，并调控水平移动的加速度。通过压力传感器14监测拉绳3的摆动情况，当吊架1水平移动速度逐步提升时，根据压力变化了解惯性数据，动态调控吊架1的水平移动速度，以减少摆动。

在吊臂4与提升罐5惯性作用下带着拉绳3倾斜的过程中，根据压力传感器14所受压力数据，调控拉绳3的倾斜度，以提高对提升罐5的水平加速度。

在吊架1减速过程中，通过压力传感器14检测拉绳3的倾斜角度，并动态调控拉绳3的倾斜度，以降低拉绳3的摆动幅度。

本方案的步骤包括：

将拉绳3穿过保持架8内壁的滑轮9，并与重量传感器16相连；

使用提升机2收卷拉绳3，提升吊臂4及提升罐5，吊臂4带动拉绳3进行高度变化；

基于提升罐5的重量数据，将其起吊到最合适的高度，以控制摆动幅度；

当吊架1水平移动，加速度逐渐增加，提升罐5的惯性导致拉绳3倾斜；

拉绳3倾斜使保持架8通过导向孔11水平滑动，压动弹性伸缩杆12和弹簧13；

压力传感器14监测弹簧13和弹性伸缩杆12的压力变化；

使用液压杆15调整保持架8在导向孔11内的水平位置，从而控制拉绳3的倾斜角度；

同时，根据压力传感器14反馈的数据，协同调整吊架1的移动速度；

通过整体配合，实现对提升罐5摆动的控制。

综上清楚展示了整个动态追踪控制过程，从拉绳3的起吊到水平移动，再到保持架8的调整，最终实现对提升罐5摆动的稳定控制，这种方法可以在不同操作阶段动态调整参数，以减少晃动，提高操作效率和安全性。

这种动态追踪控制的防摆垂直提升机控制方法带来了多重好处：

通过实时监测重量传感器16和压力传感器14的数据，该方法动态调整提升机2参数，如拉绳3收卷度、起吊高度和水平移动速度，以减少提升罐5在操作过程中的晃动和摆动，从而增强了操作的稳定性。

通过精确控制吊架1的运动参数，该方法降低了因摆动引起的事故风险，有效减少了操作人员和设备的安全隐患，提高了操作过程的安全性。

该方法根据实时数据调整操作参数，使得提升机2能够更快速、精确地进行起吊和水平移动，提高了操作的效率，减少了操作时间。

借助重量传感器16和压力传感器14，操作人员无需手动调整复杂参数，系统自动根据实际情况进行调整，简化了操作流程，降低了操作难度。

通过减少晃动和提高操作效率，该方法减少了因操作不稳定导致的设备损坏和维护成本，为企业节约了维护费用。

这种动态追踪控制方法通过有效的传感器数据采集和参数调整，不仅提升了操作的稳定性和安全性，还提高了操作效率，简化了操作流程，并在成本方面也带来了实际的好处。

通过重量传感器16检测的重量变化范围和压力传感器14获取的拉绳3摆动幅度数据之间的变化关系，了解吊架1的运动状态，并根据这些数据来准确调控拉绳3的倾斜角度。

重量传感器16和压力传感器14数据之间的关系，实现精确的控制。在这个过程中，重量传感器16的重量变化范围和压力传感器14获取的拉绳3摆动幅度数据相互作用，以实现吊架1运动状态的准确把握，并据此调整拉绳3的倾斜角度。

通过重量传感器16监测提升罐5的重量变化，可以获得与吊臂4运动状态相关的数据。当提升罐5的重量发生变化时，可以推测出吊架1的当前状态，例如提升、下降或停止。这一数据能够为后续的控制策略提供实时参考。

同时，通过压力传感器14获取的拉绳3摆动幅度数据也是关键因素。拉绳3摆动的幅度通常与吊架1运动状态和速度相关，特别是在水平移动加速和减速过程中。当吊架1速度逐渐增加时，摆动幅度可能会变大。这种数据反映了吊架1的运动状态，以及可能出现的晃动情况。

综合考虑重量传感器16和压力传感器14的数据，可以建立一种变化关系，帮助了解吊架1的运动状态。例如，根据重量变化和摆动幅度的组合，可以判断吊架1是否在稳定状态或处于惯性作用下。基于这些判断，系统可以准确地调整拉绳3的倾斜角度，以最小化晃动并保持提升操作的稳定性。

因此，这种数据之间的变化关系成为实现精确控制的关键，确保在吊架1运动过程中提升罐5的稳定性和安全性。

当吊架1与提升罐5的水平移动速度一致时，监测重量传感器16的变化数据，获取颠簸量，并动态调控起吊高度及拉绳3的倾斜角度，以保持稳定。

吊臂4对提升罐5的重力数据通过重量传感器16监测，并记录在起吊过程中的重力变化范围。

这一步骤涉及重量传感器16的应用，以监测并记录吊臂4对提升罐5的重力数据，特别是在起吊过程中的重力变化范围。

在提升机2操作中，吊臂4与提升罐5之间存在重力作用，而起吊过程中由于提升罐5逐渐离开地面，这种重力作用会发生变化。为了准确掌握重力的变化，系统使用重量传感器16来连续监测提升罐5的重量。重量传感器16能够实时感知吊臂4与提升罐5的重力变化，从而在起吊过程中捕捉到这种重力变化范围。

通过记录起吊过程中的重力变化范围，系统可以获得一个动态的数据集，展示了提升罐5在起吊过程中重力的变化趋势。这种数据可以为后续的控制策略提供重要依据。例如，重量传感器16的数据可用于调整拉绳3的收卷度，以及控制起吊的高度。当提升罐5的重量逐渐减轻时，相应地调整起吊高度，以确保提升罐5在合适的高度完成起吊。

重量传感器16在起吊过程中的应用，能够监测吊臂4对提升罐5的重力变化，并将这些数据记录下来，为后续的控制调整提供了实时的重要信息，以实现提升操作的准确控制。

同时能够依据实时的重量数据变化了解水平运动过程中的路面颠簸度，方便进行动态响应调控。

拉绳3收卷度对起吊高度依据起吊重量为基础，重量越小起到起吊高度越高，重量越大起吊高度越低。

拉绳3收卷度与起吊高度之间存在着重要的关系，该关系是基于起吊重量来调整的。

起吊重量是影响提升罐5起升过程中吊臂4和拉绳3状态的重要因素。根据操作需求，当起吊的物体重量较小时，需要采取较小的拉绳3收卷度，以便在起升过程中提升罐5的高度较高。这种设置可以确保物体能够安全抵达所需的高度。

相反，如果起吊的物体重量较大，为了维持操作的稳定性，需要采取较大的拉绳3收卷度，从而在起升过程中将提升罐5的高度保持较低。这种调整可以有效减少晃动和摆动现象，提高操作的安全性。

拉绳3收卷度与起吊高度之间的关系是根据起吊重量而调整的，根据物体的重量大小，通过适当的拉绳3收卷度调整，可以实现起升过程中的稳定性和安全性。这一调整策略能够根据不同的操作需求，使提升机2在不同情况下都能够以最优的方式完成起升任务。

拉绳3随着吊架1水平加速及水平减速移动过程的摆动幅度通过压力传感器14进行动态监测，当吊架1水平移动速度逐步提升时，提升罐5在惯性作用下带动拉绳3倾斜，此时拉绳3倾斜时带着保持架8水平移动，并压动弹性伸缩杆12，使其对压力传感器14提供一个不断增大的压力，并依据压力变化了解惯性数据，动态调控吊架1的水平移动速度。

在所描述的过程中，拉绳3的摆动幅度与吊架1的水平加速和减速移动过程密切相关，通过压力传感器14进行动态监测和控制。

当吊架1开始水平加速移动时，其速度逐渐增加，这会导致提升罐5在惯性作用下带动拉绳3发生倾斜。在这个时候，拉绳3会随着提升罐5的倾斜而产生摆动。为了稳定提升操作，通过压力传感器14实时监测拉绳3的摆动幅度。

具体来说，当拉绳3倾斜时，它会带着保持架8一同水平移动，并通过压力传感器14检测到这种移动，这会导致弹性伸缩杆12被压动。随着弹性伸缩杆12的被压动，压力传感器14会记录一个不断增大的压力值。根据压力的变化，可以获得有关提升罐5惯性作用的数据，进而了解其移动状态和速度。

基于压力传感器14的反馈，系统能够实时调整吊架1的水平移动速度。通过动态控制吊架1的速度，可以有效减少拉绳3的摆动幅度，从而在提升罐5水平移动过程中维持操作的稳定性。这种控制策略充分利用了压力传感器14的数据，使得吊架1的水平移动能够更加平稳和可控。

吊臂4与提升罐5在惯性作用带着拉绳3倾斜过程中，依据压力传感器14所受压力数据，通过调控增大拉绳3的倾斜度，提高对提升罐5的水平加速度。

在吊臂4与提升罐5在惯性作用下带着拉绳3倾斜的过程中，根据压力传感器14所获取的压力数据，可以实现调控，进而增大拉绳3的倾斜度，从而提高对提升罐5的水平加速度。

当提升机2吊臂4和提升罐5在水平运动中由于惯性作用而产生倾斜时，压力传感器14能够捕捉到拉绳3所受的压力变化，因为拉绳3受到提升罐5的倾斜和水平加速度的影响，从而压力传感器14所记录的压力值也会相应变化。

根据压力传感器14反馈的压力数据，控制系统可以进行动态调整。系统可以通过液压杆15的长度变化增大拉绳3的倾斜度，即让拉绳3在提升过程中倾斜得更明显，这会导致提升罐5的水平加速度增加。这种调整能够有效地应对提升罐5的惯性作用，使得提升机2在水平运动时能够更加稳定地加速，同时减少提升罐5的晃动。

通过借助压力传感器14提供的数据反馈，系统能够动态控制提升过程中拉绳3的倾斜度，进而影响提升罐5的水平加速度。这一策略有助于在运动过程中控制惯性影响，提高操作的稳定性和效率。

吊架1减速过程中，通过压力传感器14检测拉绳3倾斜角度，并动态调控拉绳3倾斜度，降低拉绳3摆动幅度。

重量传感器16检测的重量变化范围结合压力传感器14获取的拉绳3摆动幅度数据之间变化呈正比例关系，对比重量变化范围与拉绳3摆动幅度数据综合了解吊架1的运动状态，并反馈至拉绳3倾斜角度的准确调控。

在的方法中，重量传感器16检测的重量变化范围和压力传感器14获取的拉绳3摆动幅度数据之间存在正比例关系。通过综合比较重量变化范围和拉绳3摆动幅度数据，可以深入了解吊架1的运动状态，并将这些数据反馈至拉绳3倾斜角度的调控，以实现准确的控制。

重量传感器16实时监测提升罐5的重量变化，在吊升过程中记录不同重量值，这些重量值会随着物体离地面越来越远而发生变化。与此同时，压力传感器14获取的拉绳3摆动幅度数据记录了吊架1运动时拉绳3的摆动情况，这些数据会随着吊架1的速度和加速度而变化。

重要的是，这两种传感器数据之间存在着正比例关系。当重量变化范围较大时，通常意味着提升罐5离地越远，此时摆动幅度可能增大。相反，当重量变化较小时，提升罐5接近地面，摆动幅度可能减小。

综合比较重量变化范围和拉绳3摆动幅度数据，系统能够更精确地了解吊架1的运动状态。这种综合分析能够为操作提供准确的反馈，帮助系统调整拉绳3的倾斜角度，以稳定吊架1运动并降低摆动幅度。这样的控制策略使得操作过程更加稳定，提高了垂直提升机2的操作效率和安全性。

吊架1与提升罐5水平移动速度一致时，监测重量传感器16变化数据获取颠簸量，并动态调控起吊高度及拉绳3倾斜角度。

吊架1的表面安装有提升机2，提升机2收卷有拉绳3，拉绳3通过吊架1表面安装的轮组滑动直至转变受力方向为垂直向下，同时拉绳3的底端通过重量传感器16与吊臂4固定，吊臂4固定在提升罐5的表面，拉绳3的表面贯穿有水平梁6，水平梁6的表面通过两个安装架7固定在吊架1的表面，水平梁6的表面开设有导向孔11，导向孔11内滑动有保持架8，保持架8的表面固定有对其限位滑动保持的滑板10，滑板10滑动贴合在水平梁6的表面，保持架8的两侧固定有弹性伸缩杆12和弹簧13，其弹性伸缩杆12和弹簧13的一端共同固定有压力传感器14，压力传感器14安装在液压杆15的一端，液压杆15贯穿固定在安装架7的表面，安装架7位于水平梁6的两侧，保持架8的内壁设置有用于拉绳3滑动的滑轮9。

本发明的工作原理为：

将拉绳3穿过保持架8内壁的滑轮9中，通过将拉绳3与重量传感器16连接，随即通过提升机2收卷拉绳3，并实现拉绳3对吊臂4的提升，使其吊臂4提升时，带着提升罐5进行高度变化，依据提升罐5的重量数据，将其起吊到最合适控制摆动幅度的高度，使其能够更为方便的控制其惯性影响；

当吊架1进行水平移动时，随着吊架1速度的增高即加速度恒定速度持续升高时，提升罐5在其惯性作用下通过吊臂4带着拉绳3出现倾斜，当拉绳3倾斜过程中，带着保持架8水平滑动在导向孔11内，此时保持架8压动弹性伸缩杆12和弹簧13，使其进行缓冲，提高其移动的速度，同时通过压力传感器14获取弹簧13和弹性伸缩杆12受到的压力数据；

通过液压杆15调整保持架8在导向孔11内的水平位置，进而控制拉绳3的倾斜角度，协同吊架1的移动速度配合，进行整体的摆动控制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。