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原文传递一种自平衡升降装置及其控制方法

专利名称：	一种自平衡升降装置及其控制方法
摘要：	本发明属于升降设备技术领域，涉及一种自平衡升降装置及其控制方法，包括配重块、负载箱体、和两者之间的旋转牵引机构，旋转牵引机构包括旋转轴及沿其转动的牵引机构，牵引机构包括旋转盘、伸缩装置及其外侧的牵引绳；旋转盘与旋转轴固定连接，伸缩装置圆周向分布在旋转盘上，牵引绳两端分别与配重块和负载箱体连接；伸缩装置顶端设置卡槽，牵引绳穿过卡槽；旋转轴与电机或液压马达连接，牵引绳与配重块和负载箱体连接处设有重力传感器，重力传感器信号输出端与控制器连接，控制器即时计算，通过控制伸缩装置伸出的长度，实现配重块和负载箱体对旋转轴力矩的动态平衡，大大减少对电机或液压马达的功率需求，降低过载引起重大事故的风险。
专利类型：	发明专利
申请人：	秦皇岛平成科技有限公司
发明人：	岳猛超;张万武
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T04:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T22:00:00+0805
申请号：	CN202010143731.7
公开号：	CN111186758A
代理机构：	石家庄元汇专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	刘陶铭
分类号：	B66B17/12;B;B66;B66B;B66B17;B66B17/12
申请人地址：	066012 河北省秦皇岛市经济技术开发区天马湖路12号
主权项：	1.一种自平衡升降装置，包括配重块(1)、负载箱体(2)、和两者之间的旋转牵引机构，所述的旋转牵引机构包括旋转轴(3)及沿其转动的牵引机构，其特征在于，所述的牵引机构包括旋转盘(4)、伸缩装置(5)及其外侧的牵引绳(6)；所述的旋转盘(4)与旋转轴(4)固定连接，所述的伸缩装置(5)圆周向分布在旋转盘(4)上，所述的牵引绳(6)两端分别与配重块(1)和负载箱体(2)连接；所述的伸缩装置(5)顶端设置卡槽(7)，所述的牵引绳(4)穿过卡槽(7)；所述的旋转轴(3)与电机或液压马达连接，所述的牵引绳(6)与配重块(1)和负载箱体(2)连接处设有重力传感器(8)，所述的重力传感器(8)信号输出端与控制器连接，所述的控制器控制伸缩装置(5)的伸缩长度。 2.根据权利要求1所述的一种自平衡升降装置，其特征在于：所述的卡槽(7)为V型槽。 3.根据权利要求1所述的一种自平衡升降装置，其特征在于：所述的伸缩装置(5)为液压缸或气缸。 4.根据权利要求1所述的一种自平衡升降装置，其特征在于：所述的牵引绳(4)为钢丝绳。 5.根据权利要求1所述的一种自平衡升降装置，其特征在于：所述的配重块(1)和负载箱体(2)分别设有导向机构。 6.如权利要求1所述的一种自平衡升降装置的控制方法，其特征在于，所述的控制方法包括如下步骤：步骤A，所述重力传感器(8)采集配重块(1)重力G1的数值、负载箱体(2)重力G2的数值，通过伸缩装置(5)采集水平方向上配重块(1)作用于旋转轴(3)上的力臂L1的长度数值，以及负载箱体(2)作用于旋转轴(3)上的力臂L2的长度数值；步骤B，基于步骤A采集的G1、G2，控制器重设一组满足力矩平衡关系式G1L1＝G2L2的L1、L2，取L1、L2对应伸缩装置(5)的顶端作为端点，构建经过这两个端点的平滑曲线；步骤C，通过控制器驱动各个伸缩装置(5)，使得各个伸缩装置(5)的顶端位于步骤B中所述的平滑曲线上。 7.根据权利要求6所述的一种自平衡升降装置的控制方法，其特征在于：建立坐标系，以旋转轴(3)的圆心为原点O，竖直方向为Y轴，水平方向为X轴，负载箱体(2)侧为X轴正方向；当G1＝G2时，由平衡关系式G1L1＝G2L2可知L1＝L2，构建的曲线方程为所有伸缩装置(5)的顶端轨迹为以原点为圆心、L1(或L2)为半径的圆，所有伸缩装置(5)的伸出长度相同；当G1＞G2时，由平衡关系式G1L1＝G2L2可知L1＜L2，构建的平滑曲线方程如下： a.配重块(1)侧构建的平滑曲线的方程为配重块(1)侧伸缩装置(5)的顶端轨迹为以原点为圆心、L1为半径的圆，配重块(1)侧伸缩装置(5)的伸出长度相同且均为0mm； b.负载箱体(2)侧构建的平滑曲线的方程为负载箱体(2)侧伸缩装置(5)的顶端轨迹为以L2为长轴、L1为短轴的椭圆，椭圆上任意一点到原点O的距离为则伸缩装置(5)的伸出长度为：设伸缩装置(5)的轴线与X轴的夹角为θ，则伸缩装置(5)顶端端点的坐标满足Y＝tanθX(-90°＜θ＜90°)，根据平衡关系可知L2＝L1G1/G2，则伸缩装置(5)的伸出长度与其轴线和X轴夹角θ有关的表达式为：当G1＜G2时，由平衡关系式G1L1＝G2L2可知L1＞L2，构建的平滑曲线方程如下： a.负载箱体(2)侧构建的平滑曲线的方程为负载箱体(2)侧伸缩装置(5)的顶端轨迹为以原点为圆心、L2为半径的圆，负载箱体(2)侧伸缩装置(5)的伸出长度相同且均为0mm； b.配重块(1)侧构建的平滑曲线的方程为配重块(1)侧伸缩装置(5)的顶端轨迹为以L1为长轴、L2为短轴的椭圆，椭圆上任意一点到原点O的距离为则伸缩装置(5)的伸出长度为：设伸缩装置(5)的轴线与X轴的夹角为θ，则伸缩装置(5)顶端端点的坐标满足Y＝tanθX(90°＜θ＜270°)，根据平衡关系可知L1＝L2G2/G1，则伸缩装置(5)的伸出长度与其轴线和X轴夹角θ有关的表达式为： 8.根据权利要求7所述的一种自平衡升降装置的控制方法，其特征在于：所述的力臂L1、L2满足420mm≤L1≤720mm，420mm≤L2≤720mm。
所属类别：	发明专利