Підйомно-щогловий пристрій

щогли

Власники патенту UA 2461923:

Винахід відноситься до підйомно-щоглових пристроїв, переважно до автоматичних систем розгортання підйомно-щоглових пристроїв мобільних антенних установок. Технічним результатом є покращення експлуатаційних характеристик за рахунок вибору оптимальних законів управління та здійснення діагностики під час проведення всіх операцій із зупинкою роботи пристрою. Підйомно-щогловий пристрій складається з підйомної телескопічної щогли, приводного двигуна підйому телескопічної щогли, механічно з'єднаного через редуктор з приводним гвинтом, і електромагнітного гальма, платформи, що розгортається, встановленої на телескопічній щоглі, системи автоматичного розгортання і підйому, що включає електроприводи. муфти, кінематично пов'язаної з віссю обертання платформи, електропривод фіксатора транспортного положення платформи, електропривод фіксатора транспортного положення щогли, станцію управління, датчик висоти підйому телескопічної щогли, через редуктор пов'язаний з приводним гвинтом телескопічної щогли, і датчики нахилу цьому згадані датчики електрично пов'язані зі станцією управління. 1 з.п. ф-ли, 2 іл.

Винахід відноситься до підйомно-щоглових пристроїв, переважно до автоматичних систем розгортання підйомно-щоглових пристроїв мобільних антенних установок.

Відома телескопічна щогла, з підйомним механізмом з редуктором (а.с. СРСР №661297/26, 31.03.1960 р.). Згідно з описом механізм підйому та розгортання першої щогли є механічним приводом, що забезпечує ручний режим підйому за участю оператора, аотже, великий час розгортання.

Згідно з описом механізм підйому та розгортання другої щогли являє собою електромеханічний привід, що забезпечує напівавтоматичний режим підйому за участю оператора з контролем граничних положень телескопічної щогли шляхом встановлення кінцевих вимикачів.

Недоліками вищезгаданої системи-прототипу є:

- низька надійність і безпека операцій, що виконуються, при помилкових діях оператора (наприклад, підйом при перевищенні граничних кутів відхилення від вертикалі може призвести до пошкодження конструкції телескопічної щогли, можливість пошкодження конструкції і приводного електродвигуна при відмові одного з датчиків граничного положення);

- Незручність в управлінні (необхідність постійного контролю процесу підйому щогли, неможливість підйому її на задану висоту).

Технічними завданнями заявляється пристрою є:

- Підвищення зручності управління за рахунок забезпечення можливості дистанційного управління;

- автоматичне виконання операцій з розгортання та згортання;

- покращення експлуатаційних характеристик за рахунок вибору оптимальних законів управління та здійснення діагностики під час проведення всіх операцій із зупинкою роботи пристрою у разі виникнення нештатних операцій, таких як виникнення перешкод при підйомі, просідання ґрунту тощо.

Для досягнення зазначеного технічного результату підйомно-щогловий пристрій, що складається з підйомної телескопічної щогли, приводного двигуна підйому телескопічної щогли, механічно з'єднаного через редуктор з приводним гвинтом і електромагнітного гальма, згідно винаходу введені платформа, що розгортається, встановлена ​​на телескопічнійщогла, система автоматичного розгортання і підйому, що включає електропривод розгортання платформи з датчиком положення поворотної муфти, кінематично пов'язаної з віссю обертання платформи, електропривод фіксатора транспортного положення платформи, електропривод фіксатора транспортного положення щогли, станцію управління, датчик висоти підйому приводним гвинтом телескопічної щогли, та датчики нахилу телескопічної щогли по двох взаємоперпендикулярних осях, при цьому згадані датчики електрично пов'язані зі станцією управління.

Крім цього, станція управління має панель управління, вбудований контролер, інтегровані підсилювачі потужності приводних електродвигунів, модулі обробки датчиків, диференціатори, модуль цифрового каналу зв'язку та схему блокування приводних електродвигунів, причому панель управління, модуль цифрового каналу зв'язку, модулі обробки, диференціатори та інтегровані підсилювачі електрично пов'язані з вбудованим контролером та схемою блокування приводних електродвигунів.

Істотними відмітними ознаками є наявність нових елементів - приводів розгортання платформи з датчиком положення, датчика висоти підйому, приводів фіксації в транспортному положенні, датчиків нахилу підйомно-щоглового пристрою, станції управління з інтегрованими панеллю управління та підсилювачами потужності, приводних електродвигунів, модуля цифрового каналу забезпечує дистанційне керування, схеми блокувань та їх зв'язків з іншими елементами системи, які при їх взаємодії забезпечують діагностику та керування підйомно-щогловим пристроєм у процесі роботи.

Порівняння заявляється з іншими технічними рішеннями показує, що знову вводятьсяелементи досить добре відомі в техніці, але при їх введенні у вказаному зв'язку в систему дозволяє значно покращити якість управління приводами, виконати повну автоматизацію процесу розгортання та підйому, підвищити безпеку операцій, підвищити експлуатаційні характеристики.

Крім того, більшість елементів системи зручніше реалізувати як частину програмного забезпечення станції управління, при цьому модуль зовнішнього каналу зв'язку буде послідовним портом контролера станції управління, а алгоритми діагностики виконані у вигляді підпрограм управління вихідними драйверами виконавчих пристроїв та дискретним виходом контролера.

Проведений аналіз рівня техніки, що включає пошук за патентними та науково-технічними джерелами інформації, дозволив встановити, що не виявлено аналогів, що характеризуються ознаками, тотожними всієї сукупності суттєвих ознак винаходу. Це дозволяє зробити висновок про відповідність заявляється пристрою критерію винаходу «новизна».

Не виявлено також застосування зазначених ознак у заявляється сукупності з іншими ознаками для досягнення зазначеного результату, отже, пристрій відповідає критерію винаходу «винахідницький рівень».

Технічна сутність запропонованого підйомно-щоглового пристрою пояснюється кресленнями, на яких:

На фіг.1 наведено загальний вигляд підйомно-щоглового пристрою.

На фіг.2 наведена структурна схема заявляється автоматичної системи розгортання підйомно-щоглового пристрою. Автоматична система управління підйомно-щоглового пристрою є панель управління (ПУ) 1 і зовнішній канал управління (ВУ) 2, електрично пов'язані з блоком формуваннякеруючих напруг (БФУН) 3, який у свою чергу формує електричні сигнали керування чотирма приводними електродвигунами.

Привід підйому щогли містить підсилювач потужності (РОЗУМ ПМ) 4, вихід якого електрично з'єднаний з приводним електродвигуном (ЕД ПМ) 5, вихідний вал якого механічно пов'язаний з електромагнітним гальмом (ЕМТ) 6 і редуктором (Р1) 7 через ланку, що здає (СЗ1) 8 вихідний вал якого обертає приводний гвинт (ПВ1) 9 і датчик висоти підйому (ДВП) 10, електричний сигнал якого надходить на модуль обробки (МО1) 11.

Вихід модуля обробки (МО1) 11 з'єднаний з диференціатором (Д1) 12 і блоком формування керуючих напруг (БФУН) 3.

Привід розгортання платформи містить підсилювач потужності (РОЗУМ РП) 13, вихід якого з'єднаний електрично з приводним електродвигуном (ЕД РП) 14, вихідний вал якого механічно пов'язаний з приводним гвинтом (ПВ2) 15 через ланку здавання (СЗ2) 16 і редуктор (Р2) 17 , який повертає муфту, що розчіплює (М) 18, на осі обертання якої розташований датчик положення (ДП) 19, електричний сигнал з якого надходить на модуль обробки (МО2) 20.

Вихід модуля обробки (МО2) 20 з'єднаний з диференціатором (Д2) 21 і блоком формування керуючих напруг (БФУН) 3.

Привід фіксатора транспортного положення платформи містить приводний електродвигун (ЕД ФП) 22, вихідний вал якого через черв'ячний редуктор (ЧР1) 23 рухає фіксатор (Ф1) 24, який в крайніх положеннях впливає кінцеві вимикачі (КВ1, КВ2) 25 і 26, яких надходять на блок формування керуючої напруги (БФУН) 3.

Привід фіксатора транспортного положення щогли містить електродвигун приводний (ЕД ФМ) 27, вихідний вал якого через черв'ячний редуктор(ЧР2) 28 рухає фіксатор (Ф2) 29, який в крайніх положеннях впливає на кінцеві вимикачі (КВЗ, КВ4) 30 і 31 сигнали з яких надходять на блок формування керуючих напруг (БФУН) 3.

Датчики нахилу (ДН) 32 та 33 підйомно-щоглового пристрою електрично пов'язані з блоком формування керуючих напруг 3.

Система працює в такий спосіб.

При надходженні керуючої команди з панелі управління 1 або по зовнішньому каналу управління 2 в блоці формування напруги керування 3 відбувається формування сигналу на приводний електродвигун 22 для перекладу фіксатора транспортного положення щогли 24 через редуктор 23 в робоче положення. Після досягнення робочого положення фіксатор 24 впливає на кінцевий вимикач 25, сигнал з якого надходить на блок формування керуючих напруг 3, і відбувається зняття керуючого сигналу з приводного електродвигуна 22.

Після перекладу фіксатора 24 в робоче положення в блоці формування керуючого напруги 3 формується сигнал, що підсумовується з сигналами модуля обробки 20 датчика положення 19 і диференціатора 21, формуючи різницевий сигнал управління для підсилювача потужності 13, таким чином, що одночасно виконується стеження за швидкістю і кутом повороту платформи. Після досягнення заданого положення, в якому платформа при підйомі може вийти з зачеплення з муфтою 18, відбувається вимкнення приводу розгортання платформи і формується сигнал для приводного електродвигуна 27 фіксатора транспортного положення щогли 29. Робота приводу фіксатора транспортного положення щогли 29 ідентична роботі приводу 24.

Після переведення фіксатора 29 у робоче положення в блоці формування керуючогонапруги 3 формується задаючий сигнал, який сумується з сигналами модуля обробки 11 датчика висоти підйому 10 і диференціатора 12, формуючи різницевий сигнал управління для підсилювача потужності 4, такий, що одночасно виконується стеження за швидкістю і висотою підйому. На час підйому розчіплюється електромагнітне гальмо 6 по сигналу, що надходить з блоку формування керуючих напруг 3.

Переведення підйомно-щоглового пристрою в транспортний стан здійснюється у зворотній послідовності.

Щоб виключити пікові та ударні навантаження на механічні елементи приводу та підвищити плавність виконання операцій, що задають сигнали блоку формування керуючих напруг для управління приводами підйому щогли та розгортання платформи формуються з обмеженням за швидкістю та прискоренням залежно від маси встановленого навантаження, що істотно підвищує надійність роботи системи в цілому.

До складу приводів також включені ланки, що здають 8 і 16, які захищають редуктори 7 і 17 і приводні гвинти 9 і 15 від впливу руйнівних навантажень, які можуть виникнути в процесі експлуатації.

Під час підйому і розгортання платформи з підсилювачів потужностей 4 і 13 формуються сигнали, пропорційні струму приводних електродвигунів 5 і 14, за якими відбувається контроль навантаження, що піднімається, а також безперервний аналіз наявності аварійних ситуацій.

Під час операцій підйому та розгортання ведеться аналіз нахилу підйомно-щоглового пристрою від вертикалі, інформація про нахилі надходить з датчиків нахилу 32 та 33 по двох взаємоперпендикулярних осях. При перевищенні граничної величини нахилу система зупиняє виконання операції та повідомляє цю інформацію через панель управління 1 та зовнішній канал зв'язку 2оператору.

За командами з панелі керування 1 або зовнішнього каналу 2 зв'язку роботу системи можна зупинити в будь-якому положенні. Також можливе переведення в будь-яке положення системи на будь-яку висоту за відповідними командами управління.

Наведені технічні переваги, доцільність і надійність системи, реалізованої за структурною схемою, що заявляється, підтверджені випробуваннями дослідного зразка підйомно-щоглового пристрою по ДКР «Барнаул-Т-ПМУ».

1. Підйомно-щогловий пристрій, що містить підйомну телескопічну щоглу, приводний двигун підйому телескопічної щогли, механічно з'єднаний через редуктор з приводним гвинтом, електромагнітне гальмо, яке відрізняється тим, що в нього введені розгортається платформа, встановлена ​​на телескопічній щоглі включає електропривод розгортання платформи з датчиком положення поворотної муфти, кінематично пов'язаної з віссю обертання платформи, електропривід фіксатора транспортного положення платформи, електропривод фіксатора транспортного положення щогли, станцію управління, датчики висоти підйому телескопічної щогли, через редуктор, нахилу телескопічної щогли за двома взаємоперпендикулярними осями, при цьому згадані датчики електрично пов'язані зі станцією управління.

2. Підйомно-щогловий пристрій по п.1, що відрізняється тим, що станція управління має панель управління, вбудований контролер, інтегровані підсилювачі потужності приводних електродвигунів, модулі обробки датчиків, диференціатори, модуль цифрового каналу зв'язку та схему блокування приводних електродвигунів, причому панель управління, модуль цифрового каналу зв'язку, модулі обробки, диференціатори таінтегровані підсилювачі електрично пов'язані з вбудованим контролером та схемою блокування приводних електродвигунів.