[发明专利]一种四连杆门座式起重机精确调度吊重幅度和高度的方法

说明书

本发明提供了一种四连杆门座式起重机精确调度吊重幅度和高度的方法，通过获取四连杆机构各主要部件的关键节点之间的间距和角度，构建精度较高的门机变幅轨迹的平面几何模型，将吊重的实际位置的计算过程进行简化，并提高计算结果的精度和可靠性。另外，在多台门机协同作业时，门机驾驶室内的计算单元可根据计算结果防止相邻门机变幅转动时相互干涉。

技术领域

本发明涉及门座起重机设备技术领域，尤其涉及一种四连杆门座式起重机精确调度吊重幅度和高度的方法。

背景技术

门座式起重机简称门机，是港口码头普遍使用、结构复杂的电动装卸机械。具有较好的工作性能和独特的结构。门机是有轨运行的臂架类起重机，其上部旋转部分安装在一个门型底架上，上部旋转部分可以实现起升、变幅和旋转三种运动及其组合。门机的主要参数包括起重量、幅度、起升高度等。起重量是指起重机安全工作时，其取物装置允许的最大吊重质量；幅度是起重机旋转轴线到取物装置中心线之间的距离；起升高度时至起重机取物装置上下限极限位置之间的距离。门机一般采用组合臂架式变幅机构，包括主臂架、象鼻架和拉杆三部分组成，以上三个组件和机架一同构成了一个四连杆机构。这种四连杆机构的拉杆在变幅驱动机构的驱动下，沿水平或接近水平线的轨迹移动，从而使载重在变幅的过程中高度变化或者变化很小。起升过程通常是通过起升电机带动钢丝绳在卷筒上收放卷绕，改变载重的垂直高度从而实现起吊和搬运。上部旋转部分可相对于门机上的转柱进行旋转。

目前对吊重的幅度和起升高度的获取的方法是在臂架上安装角度传感器，通过测量的角度与实测幅度之间插值和查表来计算幅度；或者通过安装GPS或者北斗定位系统，将臂架简化成简单的几何模型；上述方法的精度都较低，计算的准确性和可靠性不理想，在起吊频繁、多台门机协作的场合下，获取当前吊重的幅度和高度相当必要，因计算不准确可能会导致相邻吊重或者门机发生碰撞的可能。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种可靠性好、幅度和高度的计算精度较高的四连杆门座式起重机精确调度吊重幅度和高度的方法。

本发明提供了一种四连杆门座式起重机精确调度吊重幅度和高度的方法，包括如下步骤：

S1：将四连杆机构中的臂架和机架与起重机的铰接点定为O，象鼻架与臂架的铰接点定为E，拉杆与机架和象鼻架的铰接点分别定为F和M，象鼻架远离拉杆的一端定为S，则臂架的长度为EO,拉杆的长度为FM，象鼻架主梁的长度为MS，通过查询设计图纸或实际测量，获取臂架的长度EO，拉杆的长度FM，象鼻架与臂架的铰接点到象鼻架主梁的垂直距离EL，象鼻架与臂架的铰接点到象鼻架主梁垂足与象鼻架两端的距离LM和LS以及机架在竖直方向和水平方向的投影距离OP和FP的值；

S2：将变幅驱动机构的固定端在门机上的安装位置定为B，变幅驱动机构的工作部的固定端的位置定为C；变幅驱动机构的工作部的活动端与臂架的铰接点定为D，铰接点到D到臂架的垂直距离为DG，垂足G到臂架和起重机的铰接点O的距离为GO；将变幅驱动机构的固定端的安装位置与臂架和起重机的铰接点O之间的距离定为BO，距离BO在竖直方向和水平方向的分量为AB和AO；通过查询设计图纸或实际测量，获取上述距离AO、AB、BC、GO和DG的值；距离CD是变幅驱动机构的当前长度；

S3：基于前述定义的点和距离在同一平面内构建平面坐标系，将上述距离转换为该坐标系内的线段，并连接点E和点F，连接点D和点O，连接点E、点M和点S，得到线段EF、线段DO、线段EM和线段ES；

S4：在上述平面坐标系内，将线段EO与线段OP之间的夹角设为α1，线段FO与线段OP之间的夹角设为α2，线段FO与线段EO之间的夹角设为α3；将线段GO与线段DO之间的夹角为α4,线段BO与线段OP之间的夹角为α5，线段BO与线段DO之间的夹角为α6；将线段EM与线段EF之间的夹角设为β1，线段EF与线段EO之间的夹角为β2，线段EO与线段FP之间的夹角设为β3，线段FP与线段ES之间的夹角设为β4；将线段EM与线段EL之间的夹角设为λ1，线段EL与线段ES之间的夹角设为λ2，线段ES与线段EO之间的夹角设为λ3；其中