一种臂式斗轮堆取料机俯仰机构角度检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于臂式斗轮堆取料机技术领域，具体涉及一种臂式斗轮堆取料机俯仰机构角度检测方法。
【背景技术】
[0002]臂式斗轮堆取料机是一种大型高效堆取料设备，是能利用斗轮连续取料、利用堆取料机悬臂上带式输送机连续堆取料的有轨式装卸机械。
[0003]臂架型斗轮堆取料机由斗轮机构、回转机构、带式输送机、尾车、俯仰与运行机构组成，臂式斗轮堆取料机俯仰机构的作用是支承斗轮和臂架的重量，并能改变斗轮的高度，使斗轮及前臂架可以在不同角度(高度)上堆料或取料作业，随着斗轮及前臂架高度的变化，对堆取料机设备的重心有着较大影响，堆取料机俯仰机构及前臂架角度过高及过低都有可能造成堆取料机回转的重心超出安全范围，甚至出现堆取料机倾倒事故，因此，许多工矿企业对堆取料机在制造、检修及维护过程中对堆取料机俯仰机构工作角度变化都采取了很多的安全监控措施，比如在对料机俯仰机构行程采用双限位或者用旋转编码器来控制，这些都取得了一些效果，但这些技术中采用双限位只是对俯仰机构的上、下极限位置进行控制；旋转编码器是间接控制，控制精度较差且环节多。
[0004]经检索发现，实用新型专利《一种堆取料机的大臂俯仰角度检测装置》申请号:CN201020263873，该实用新型公开了一种堆取料机的大臂俯仰角度检测装置，包括用于固定在大臂上的圈式电位器、与圈式电位器的转动轴同轴固定连接的钟摆锤、以及用于根据圈式电位器的阻值变化生成并输出与之对应的电压信号的转换电路，该实用新型的大臂俯仰角度检测装置可以固定在堆取料机大臂的任意位置，体积小巧，安装方便，故障环节少，可靠性高，适合应用于港口、码头、冶金、水泥、发电厂等多尘、湿度大的场所，但是，日常生产过程中，由于环境差、积料等原因，对其性能产生影响，还有该技术通过阻值变化间接测量，本身精度也会差一些。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明公开了一种臂式斗轮堆取料机俯仰机构角度检测方法，能准确测定堆取料机俯仰机构的角度变化，进而还能实现料机斗轮高度的准确定位。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术方案如下:
一种臂式斗轮堆取料机俯仰机构角度检测方法，其特征在于:包括以下步骤:
(1)确定以回转机构的回转点为A点，以俯仰油缸缸体与回转机构底座的铰接点为B点，以俯仰油缸活塞杆顶端为C点；
(2)堆取料机在空载状态下，将堆取料机的悬臂梁及斗轮工作至水平位置；俯仰油缸的活塞杆伸出一定行程，此时油缸总长为BoC。(用a。表不)；AB、AC分别为固定值c与b ;
(3)根据三角函数的余弦定理:C0SAq=(b2+c2 — a。2)/2bc,计算出三角形顶点A。角度，因为A。角度时，悬臂梁及斗轮呈水平位置，因此就设A。角度在输入PLC系统中为基准角度(此时，斗轮中心高度为h)；
(4)回转机构的回转点为A点，俯仰油缸活塞杆顶端C点，继续伸出时，则角度ΖA持续变大，这时ΖΑ-ΖΑ。: α就得出俯仰机构的工作角度α且为正值；反之如果俯仰油缸活塞杆顶端C点缩回时，Ζ Α持续变小，这时Z A- Ζ A0 = α就得出俯仰机构的工作角度α则为负值；
(5)系统判断俯仰机构的工作角度α是否处于预设值范围内，若是，继续正常工作；若否，则判断俯仰机构工作角度超出安全范围，系统停止工作。
[0007]作为本发明的一种改进，在确定了俯仰机构的工作角度α以及回转点为Α点到斗轮中心的距离L后，根据sin a =ha/L (ha是表示相对基准角度A。角度时高度变化值)就可以直接计算出斗轮中心变化的高度，斗轮中心距离走行轨道的实际高度H=h+ ha，可以在系统中得出斗轮中心的高度数值。
[0008]本发明的有益效果是:
与现有技术相比，本发明简便易行且避免很多中间环节，数据精准，能系统判断俯仰机构的工作角度α是否处于安全合理范围内，提高堆取料机工作的安全性，另外根据在系统中适时得出斗轮中心的高度数值，就可以为堆取料机实现自动化堆取作业实现提供了基础数据。
【附图说明】
[0009]图1为本发明结构示意图。
[0010]附图标记列表:
1、配重，2、配重臂，3、回转机构，4、走行轮，5、俯仰油缸，6、悬臂梁，7、斗轮。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】，进一步阐明本发明，应理解下述【具体实施方式】仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
实施例
[0012]如图1所示，本实施例所用堆取料机俯仰机构包括支撑于走行轮4上的回转机构3，支撑于回转机构3上的俯仰油缸5、悬臂梁6、配重臂2，挂载于配重臂2的配重1，挂载于悬臂梁6的斗轮7，其中，液压油缸5采用位置检测油缸(MTS)，液压油缸5位置传感器信号输出端接可编程控制器。
[0013]本实施例一种臂式斗轮堆取料机俯仰机构角度检测方法包括:
1、根据附图1，确定以回转机构3的回转点为A点，以俯仰油缸5缸体与回转机构3底座的铰接点为B点，以俯仰油缸5活塞杆顶端为C点，将堆取料机的悬臂梁6及斗轮7工作至水平位置；俯仰油缸5的活塞杆伸出一定行程，此时油缸总长为Bf。(用a。表示，变化值)；AB、AC分别为固定值c与b，输入系统；
2、根据三角函数的余弦定理:C0SAq=(b2+c2 — aQ2)/2bc，计算出三角形顶点A。角度，因为A。角度时，悬臂梁6及斗轮7呈水平位置，因此就设A。角度在输入PLC系统中为基准角度(此时，斗轮中心高度为h);以某型号堆取料机为例:c=6123、b=8956、a0=4680.3 ;则COSA0=(89 562+6 1 232 — 46 80.32) /2*89 56*6 1 23=0.8 7 3 ;基准角度 A0=29.14。；
3、回转机构的回转点为A点，俯仰油缸活塞杆顶端C点，继续伸出时，则角度ΖA持续变大，这时Ζ A- Ζ A0 = α就得出俯仰机构的工作角度α且为正值；如俯仰油缸5继续伸长 a=5050mm 时，COSA: (89562+61232 — 50502)/2*8956*6123=0.841 ;基准角度 A0=32.79。；α = Ζ A- Ζ Α0 = +3.65° ;反之如果俯仰油缸5活塞杆顶端C点缩回时，Ζ Α持续变小，这时Ζ A- Ζ A0 = α就得出府仰机构的工作角度α则为负值；
4、系统判断俯仰机构的工作角度α是否处于预设值范围内，若是，继续正常工作；若否，则判断府仰机构工作角度ct超出安全范围，系统停止工作；
5、俯仰机构的工作角度ct。=+3.65°时，某型号堆取料机h=12000mm，以及知道回转点为 A 点到斗轮中心的距离 L=37000mm,根据 ha= L* sin a =37000* sin a =2355.5mm,就计算出斗轮7中心变化的高度，斗轮7中心距离走行轨道的实际高度H=h+ha=12000+2355.5=14355.5mm，这就得出斗轮中心的高度数值；当然如果是俯仰油缸5收缩，则ha为负值。
[0014]本实施例从根本上解决堆取料机俯仰机构的工作角度α精确检测的问题，是否处于安全合理范围内，提高堆取料机工作的安全性；另外还可以根据工作角度α变化，通过PLC系统处理，适时得出斗轮中心的高度数值，为堆取料机实现自动化堆取作业实现奠定了基础。
[0015]本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
【主权项】
1.一种臂式斗轮堆取料机俯仰机构角度检测方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)确定以回转机构的回转点为A点，以俯仰油缸缸体与回转机构底座的铰接点为B点，以俯仰油缸活塞杆顶端为C点； (2)堆取料机在空载状态下，将堆取料机的悬臂梁及斗轮工作至水平位置；俯仰油缸的活塞杆伸出一定行程，此时油缸总长为Bf。； AB、AC分别为固定值c与b ; (3)根据三角函数的余弦定理:COSAq=(b2+c2 — a。2)/2bc,计算出三角形顶点A。角度，因为A。角度时，悬臂梁及斗轮呈水平位置，因此就设A。角度在输入PLC系统中为基准角度； (4)0转机构的回转点为A点，俯仰油缸活塞杆顶端C点，继续伸出时，则角度ZA持续变大，这时ΖΑ-ΖΑ。: α就得出俯仰机构的工作角度α且为正值；反之如果俯仰油缸活塞杆顶端C点缩回时，Ζ Α持续变小，这时Z A- Z A0 = α就得出俯仰机构的工作角度α则为负值； (5)系统判断俯仰机构的工作角度α是否处于预设值范围内，若是，继续正常工作；若否，则判断俯仰机构工作角度超出安全范围，系统停止工作。2.根据权利要求1所述的一种臂式斗轮堆取料机俯仰机构角度检测方法，其特征在于:在确定了俯仰机构的工作角度α以及回转点为Α点到斗轮中心的距离L后，根据sin ct=ha/L就可以直接计算出斗轮中心变化的高度，斗轮中心距离走行轨道的实际高度H=h+ ha，可以在系统中得出斗轮中心的高度数值。
【专利摘要】本发明公开了一种臂式斗轮堆取料机俯仰机构角度检测方法，通过俯仰机构采用位置检测的俯仰油缸来掌握其工作行程变化，行程数据上传至PLC控制系统；再利用俯仰机构为三角形机构的特点，就可以计算出俯仰机构所处的角度，本发明简便易行且避免很多中间环节，数据精准，能系统判断府仰机构的工作角度α是否处于安全合理范围内，提高堆取料机工作的安全性，另外根据在系统中适时得出斗轮中心的高度数值，就可以为堆取料机实现自动化堆取作业实现提供了基础数据。
【IPC分类】G01B21/22, G05B19/05
【公开号】CN105300337
【申请号】CN201410291596
【发明人】孙建福, 邱华, 毛爱玲
【申请人】南京梅山冶金发展有限公司, 上海梅山钢铁股份有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2014年6月26日