一种基于受限空间内作业的塔式起重输运主机传动架构及工作方法与流程 专利技术说明

包装,储藏,运输设备的制造及其应用技术1.本发明总体属于起重设备技术领域，具体涉及一种基于受限空间内作业的塔式起重输运主机传动架构及工作方法。背景技术：2.起重机是在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械，目前各企业生产的起重机设备仍以传统塔式、桥式等构型和成熟的架构为主流，工作场合锁定在开阔场地及其上方作业，多用于车间、仓库、露天堆场等处的物品装卸。3.对于受限空间物品装卸，尤其是上方封闭且作业区域入口小的受限空间的起重作业，目前国内并没有非常成熟的架构和主流产品，本发明的目的是基于客户定制需求，从整体架构上提出一种基于受限空间内作业的起重输运方案，以期望能够补充主流市场空白，解决企业特殊应用难题，同时还能充分借鉴已有成熟塔式起重机架构基础，减少开发难度，建立模块化应用基础，以后当企业定制需求改变时，可以快速进行新机型设计和制造。技术实现要素：4.为解决上述问题，本发明提出一种基于受限空间内作业的塔式起重输运主机传动架构，可在受限空间内使用，适用范围广；对构架设备及起重作业进行实时监控，安全性能好；结构紧凑，操作简单，降低劳动强度。5.本发明的目的是通过以下技术方案实现的。6.一种基于受限空间内作业的塔式起重输运主机传动架构，包括行走机构、塔柱、配重、动臂升降装置、动臂伸缩装置、动臂和控制系统，所述塔柱固定在行走机构上,动臂通过动臂升降装置沿垂直方向上下运动，动臂通过动臂伸缩装置沿水平方向左右运动，配重固定设置在动臂的左端，还包括设置在动臂上的负载传送装置，所述负载传送装置包括动力机构、输送装置和传感器系统，所述动力机构设置在动臂上，驱动输送装置运转，输送装置带动负载左右移动，传感器系统检测所述负载传送装置的运行参数并传输至控制系统；还包括设置在动臂右端的负载升降装置，所述负载升降装置包括过渡承载部，升降驱动组、重量传感器和行程开关，所述升降驱动组的升降驱动件一端与动臂固定连接，另一端与过渡承载部连接，所述重量传感器设置在过渡承载部，所述行程开关设置在升降驱动件上；所述行走机构、动臂升降装置、动臂伸缩装置、负载传送装置、负载升降装置与所述控制系统电连接。7.如上所述的一种基于受限空间内作业的塔式起重输运主机传动架构，所述输送装置为传动带或传动链。8.如上所述的一种基于受限空间内作业的塔式起重输运主机传动架构，所述升降驱动组的升降驱动件数量为4个。9.如上所述的一种基于受限空间内作业的塔式起重输运主机传动架构，还包括语音调度指挥系统。10.如上所述的一种基于受限空间内作业的塔式起重输运主机传动架构，所述动臂由可伸缩的多节构成。11.如上所述的一种基于受限空间内作业的塔式起重输运主机传动架构，可伸缩的多节动臂中包括一节与动臂伸缩装置联动的动臂和至少两节伸缩运动动臂，所述至少两节伸缩运动动臂构成输送装置(7b)。12.如上所述的一种基于受限空间内作业的塔式起重输运主机传动架构的工作方法，包括以下步骤：13.s1，根据受限空间的位置，通过行走机构调整设备的位置；14.s2，根据受限空间的位置，通过动臂升降装置调整动臂的高度；15.s3，根据受限空间内的作业区域位置，通过动臂伸缩装置调整动臂的伸缩量；16.s4，将负载放置在负载传送装置上；17.s5，启动动臂上的负载传送装置，通过输送装置将负载输送至受限空间内；18.s6，如动臂在受限空间的高度无法满足要求，则通过负载升降装置将负载升降至所需位置。19.如上所述的工作方法，步骤s5中，通过控制系统将负载的重量、速度和位置实时数据与控制系统预存或输入数据进行比对，根据比对结果调整负载传送装置的启停、输送速度和位置。20.如上所述的工作方法，步骤s6中，通过控制系统将重量传感器及行程开关的重量和高度实时数据与控制系统预存或输入数据进行比对，根据比对结果调整负载升降装置的启停和位置。21.本发明的有益效果在于：22.本发明的基于受限空间内作业的塔式起重输运主机传动架构，可在受限空间内使用，能满足特殊行业的特殊作业定制需求，结构功能紧凑，适应性强，传动系原理成熟，结合科学的工作控制方法，对架构设备及起重作业进行实时监控，保障安全可靠性。附图说明23.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本技术的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。24.在附图中：25.图1为本发明实施例1的一种基于受限空间内作业的塔式起重输运主机传动架构结构示意图；26.图2为本发明实施例1的一种基于受限空间内作业的塔式起重输运主机传动架构俯视图；27.图3为本发明实施例2的一种可伸缩动臂结构原理示意图；28.图4为图3中a-a剖视图；29.图5为本发明实施例3的一种基于受限空间内作业的塔式起重输运主机传动架构工作方法流程图。30.图中各附图标记所代表的组件为：31.1、行走机构，2、塔柱，3、配重，4、动臂升降装置，5、动臂伸缩装置，6、动臂，7、负载传送装置，7a、动力机构，7b、输送装置，7c、传感器系统，8、负载升降装置，8a、过渡承载部，8b、升降驱动组，8c、重量传感器，8d、行程开关，9、负载，10、控制系统，601、第一动臂，602、第二动臂，603、第三动臂，11、第一转动轴，12、主动齿轮，13、从动齿轮，14、第二转动轴，15、第一结合轴，16、伸缩齿轮，17、第二结合轴，18、传递主动带/链轮，19、传递被动带/链轮。具体实施方式32.下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式，本实施例附图仅用于说明本发明构架原理，不应理解为对任何部件或组件的具体形状的限制，在附图中，能够采用现有技术中一般模块的构造，或者在现有技术中可以轻易获取实现方式的构造，不再进行具体展示。33.实施例134.参见图1和图2，一种基于受限空间内作业的塔式起重输运主机传动架构，包括行走机构1、塔柱2、配重3、动臂升降装置4、动臂伸缩装置5、动臂6和控制系统10，所述塔柱2固定在行走机构1上(行走机构1可采用现有的轨道或轮式结构，不再具体展示)，动臂6通过动臂升降装置4沿垂直方向上下运动，动臂6通过动臂伸缩装置5沿水平方向左右运动，配重3固定设置在动臂6的左端，也可根据需要增加拉杆，控制系统10设置在行走机构1上。35.本实施的主要特点还包括设置在动臂6上的负载传送装置7，结合图2，所述负载传送装置7包括动力机构7a、输送装置7b和传感器系统7c，所述动力机构7a设置在动臂6上，驱动输送装置7b运转，输送装置7b带动负载9左右移动，传感器系统7c检测所述负载传送装置7的运行参数并传输至控制系统10；还包括设置在动臂6右端的负载升降装置8，所述负载升降装置8包括过渡承载部8a，升降驱动组8b、重量传感器8c和行程开关8d，所述升降驱动组8b的升降驱动件一端与动臂6固定连接，另一端与过渡承载部8a连接，所述重量传感器8c设置在过渡承载部8a，所述行程开关8d设置在升降驱动件上；所述行走机构1、动臂升降装置4、动臂伸缩装置5、负载传送装置7、负载升降装置8与所述控制系统10电连接。36.进一步的，所述输送装置7b为传动带或传动链。37.进一步的，所述传感器系统7c可以包括重量传感器、速度传感器和报警器等。38.进一步的，所述升降驱动组8b的升降驱动件数量为4个，优选结构简单的机械式驱动件，如电动推杆。39.进一步的，还包括语音调度指挥系统。该系统可以帮助设备指挥人员、起重机操作人员和密闭空间内操作者沟通协调，对构架设备及起重作业进行实时监控，安全性能好。40.进一步的，所述报警器为声光报警器。声光报警器可以帮助提醒起重作业相关人员以及周围人员注意起重作业安全，提高设备作业的安全性。41.实施例242.本实施例在实施例1的基础上提供一个实现动臂6伸缩的结构，相对于传统意义的塔式起重机而言，相当于变幅机构，由于基于本发明使用状况而特别设计，其又不属于一般的变幅机构，该结构可以为本发明的工作主机提供可控的横向长度。43.如图3所示，动臂6包括了第一动臂601、第二动臂602和第三动臂603，第二动臂602可以在第一动臂601中伸缩，第三动臂603可以在第二动臂602中伸缩，实施例1中的负载升降装置8设置在第三动臂603的端部(图中未示出)，其中，第一动臂601可以设计成具有比第二动臂602和第三动臂603更大的长度，从而作为可以与动臂伸缩装置5进行联动的部分，可以如实施例1中介绍的那样具有在水平方向左右运动的足够幅度。44.上述组成可以通过第二动臂602和第三动臂603的伸缩动作实现负载升降装置8与塔柱2的中心距调整(变幅)，同时，第二动臂602和第三动臂603也构成了如实施例1中所述的输送装置7b，用于输送负载，在实际使用中，第二动臂602作为中间动臂，也可以设置多个。45.为了避免液压系统的使用，并且具有一定的承载工作面，上述的可伸缩的动臂应尽可能采取机械传动结构，较为简单的实现方式是为每一伸缩关节处提供电机驱动和伸缩传动件，如带、齿条、螺杆等，但为了尽量减少电机设备的使用，并且使驱动传动组件尽量集中在动臂尾端，减轻动臂前端重量，优选如图3所示，仅通过一个电机减速机作为动力机构7a来同时实现多个动臂(第二动臂602和第三动臂603)的伸缩。具体可以在第一动臂601和第二动臂602之间设置伸缩传动和动力传递传动，在第二动臂602和第三动臂603设置伸缩传动。46.参见图3和图4，实现上述伸缩和动力传递的组件可以包括第一转动轴11、主动齿轮12、从动齿轮13、第二转动轴14、第一结合轴15、伸缩齿轮16、第二结合轴17、传递主动带/链轮18、传递被动带/链轮19。动力机构7a(电机减速机)固定在第一动臂601上，第一转动轴11连接在动力机构7a的输出轴，第一转动轴11上固定设置主动齿轮12，主动齿轮12与从动齿轮13配合，从动齿轮13固定设置在第二转动轴14上，第一转动轴11和第二转动轴14均可转动地安装在第一动臂601上。动力机构7a转动，带动第一转动轴11和第二转动轴14转动，当要实现第二动臂602在第一动臂601上的伸缩动作时，推动原本分开的第一结合轴15与第一转动轴11结合，在第一结合轴15上用花键滑动连接一个借助限位结构限制了前后方向运动自由度的伸缩齿轮16，该伸缩齿轮16在不影响第一结合轴15进退运动的情况下也能够被驱动，从而可通过在第二动臂602上设置的与伸缩齿轮16相配合的齿条，配合导轨滑块等定位件，达到通过动力机构7a带动伸缩齿轮16转动再与齿条配合带动第二动臂602在第一动臂601上伸缩的目的。47.当第二动臂602伸出到位时，将第一结合轴15和第一转动轴11脱开，然后再利用相同原理将第二转动轴14和第二结合轴17结合，传递主动带/链轮18与第二结合轴17也是可滑动的花键配合，第二结合轴17的进退动作不受影响，传递被动带/链轮19可转动地固定在第二动臂602上，传递主动带/链轮18和传递被动带/链轮19通过带/链连接，在第三动臂603上也固定设置有齿条，该齿条与连接在传递被动带/链轮19下部的齿轮啮合，从而第三动臂603也可以被驱动伸缩。48.实施例349.本实施例提供一种基于受限空间内作业的塔式起重输运主机传动架构工作方法，包括以下步骤：50.s1，根据受限空间的位置，通过行走机构1调整设备的位置；51.s2，根据受限空间的位置，通过动臂升降装置4调整动臂6的高度；52.s3，根据受限空间内的作业区域位置，通过动臂伸缩装置5调整动臂6的伸缩量；53.s4，将负载9放置在负载传送装置7上；54.s5，启动动臂6上的负载传送装置7，通过输送装置7b将负载9输送至受限空间内；55.s6，如动臂6在受限空间的高度无法满足要求，则通过负载升降装置8将负载9升降至所需位置。56.该步骤中，如果是采用的实施例1中的负载传送装置7，则先通过如图2所示的输送装置7b将负载9输送至负载升降装置8内，再通过负载升降装置8将负载9升降至所需位置，如果是采用实施例2中的负载传送装置7，则在步骤s4中，负载9已直接置于负载升降装置8，直接通过负载升降装置8将负载9升降至所需位置即可。57.本实施例中，在步骤s5中，当控制系统接收到对负载传送装置7的任务指令后，优选将负载9的重量、速度和位置实时数据与控制系统10预存或输入数据进行比对，根据比对结果调整负载传送装置7的启停、输送速度和位置。58.在步骤s6中，当控制系统接收到对负载升降装置8的任务指令后，优选将重量传感器8c及行程开关8d的重量和高度实时数据与控制系统10预存或输入数据进行比对，根据比对结果调整负载升降装置8的启停和位置。59.从上述实施例可以看出，本发明的基于受限空间内作业的塔式起重输运主机传动架构，可在受限空间内使用，能满足特殊行业的特殊作业定制需求，结构功能紧凑，适应性强，传动系原理成熟，结合科学的工作控制方法，对架构设备及起重作业进行实时监控，安全可靠。60.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或增减替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。









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