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一種卷揚機構(gòu)的試驗系統(tǒng)及試驗方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種卷揚機構(gòu)的試驗系統(tǒng)及試驗方法，所述系統(tǒng)包括第一卷揚機構(gòu)、第二卷揚機構(gòu)、控制裝置、鋼絲繩、底座以及固定在所述底座上的塔架，其中，所述第一卷揚機構(gòu)和第二卷揚機構(gòu)分別位于底座兩側(cè)，所述鋼絲繩的一端與第一卷揚機構(gòu)連接，另一端繞過所述塔架與第二卷揚機構(gòu)連接，所述控制裝置連接所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)，以在試驗過程中控制所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)工作于預(yù)定狀態(tài)，并且所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)中的一個處于收繩狀態(tài)，另外一個處于放繩狀態(tài)，塔架的長度方向與地面平行。通過上述方式，本發(fā)明能夠降低在測試過程中高塔架所帶來的危險性。
【專利說明】一種卷揚機構(gòu)的試驗系統(tǒng)及試驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機械【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種卷揚機構(gòu)的試驗系統(tǒng)及試驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002]卷揚機是一種垂直提升、水平或傾斜曳引重物的簡單起重機械，廣泛用于物料升降、大型吊裝工程機械中的拉卸重物以及各種大型機械設(shè)備的安裝和拆卸等。卷揚機的繞繩性能、鋼絲繩的壽命等對卷揚機的工作具有較大的影響，因此在卷揚機正式投入使用之前，通常需要對卷揚機的各項性能進(jìn)行測試。
[0003]現(xiàn)有的卷揚機的測試系統(tǒng)中，一般是包括一臺被測卷揚機、塔架和鋼絲繩。測試方式通常是進(jìn)行實際吊起重物試驗，即將塔架垂直地面放置，鋼絲繩的一端連接被測卷揚機的卷筒，另一端繞過塔架連接重物。在進(jìn)行試驗時，使被測卷揚機工作以拉動鋼絲繩，進(jìn)而吊起或卸下重物，從而可對被測卷揚機的性能進(jìn)行研究、評估等。
[0004]在上述方式中，塔架是垂直于地面放置，即塔架的長度即為塔架相對于地面的高度，從而能夠使被測卷揚機通過塔架將重物吊起以進(jìn)行各項性能測試。然而，當(dāng)需要測試超長容繩量卷揚機時，需要增加塔架的高度，容繩量越大塔架需要建得更高，塔架越高不僅需要更多的成本，且也會帶來安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種卷揚機的試驗系統(tǒng)及試驗方法，能夠降低在測試過程中高塔架所帶來的危險性，且有利于降低成本，同時能夠?qū)膳_卷揚機進(jìn)行測試，有利于提聞測試效率。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種卷揚機構(gòu)的試驗系統(tǒng)，包括第一卷揚機構(gòu)、第二卷揚機構(gòu)、控制裝置、鋼絲繩、底座以及固定在所述底座上的塔架；所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)分別位于所述底座兩側(cè)，所述鋼絲繩的一端與所述第一卷揚機構(gòu)連接，所述鋼絲繩的另一端繞過所述塔架與所述第二卷揚機構(gòu)連接；所述控制裝置連接所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)，以在試驗過程中控制所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)工作于預(yù)定狀態(tài)，并且所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)中的一個處于收繩狀態(tài)，另外一個處于放繩狀態(tài)；所述塔架的長度方向與地面平行。
[0007]其中，所述控制裝置包括主控單元、第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)，所述第一驅(qū)動機構(gòu)和所述第二驅(qū)動機構(gòu)均與所述主控單元連接，所述第一驅(qū)動機構(gòu)與所述第一卷揚機構(gòu)連接，所述第二驅(qū)動機構(gòu)與所述第二卷揚機構(gòu)連接；其中，在所述第一卷揚機構(gòu)處于收繩狀態(tài)，所述第二卷揚機構(gòu)處于放繩狀態(tài)時，所述第一驅(qū)動機構(gòu)用于接收所述主控單元發(fā)出的第一控制信號，并根據(jù)所述第一控制信號控制所述第一卷揚機構(gòu)的電機的轉(zhuǎn)速，以使得所述第一卷揚機構(gòu)的當(dāng)前收繩速度為設(shè)定速度，所述第二驅(qū)動機構(gòu)用于接收所述主控單元發(fā)出的第二控制信號，并根據(jù)所述第二控制信號控制所述第二卷揚機構(gòu)的電機的轉(zhuǎn)速，以使得所述鋼絲繩的拉力大小為第一設(shè)定拉力值，進(jìn)而使得所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)工作于預(yù)定狀態(tài)。
[0008]其中，所述控制裝置包括第一位置檢測機構(gòu)和第二位置檢測機構(gòu)，所述第一位置檢測機構(gòu)和所述第二位置檢測機構(gòu)均與所述主控單元連接，所述第一卷揚機構(gòu)與所述第一位置檢測機構(gòu)連接，所述第二卷揚機構(gòu)與所述第二位置檢測機構(gòu)連接；所述第一位置檢測機構(gòu)用于獲取所述第一卷揚機構(gòu)的電機的轉(zhuǎn)動位置信息，并將所述第一卷揚機構(gòu)的電機的所述轉(zhuǎn)動位置信息反饋給所述主控單元，所述主控單元用于根據(jù)所述第一卷揚機構(gòu)的電機的所述轉(zhuǎn)動位置信息獲取所述第一卷揚機構(gòu)的當(dāng)前收繩速度，并判斷所述第一卷揚機構(gòu)的所述當(dāng)前收繩速度與所述設(shè)定速度是否相等，當(dāng)判斷為不相等時產(chǎn)生所述第一控制信號，所述主控單元還用于根據(jù)所述第一卷揚機構(gòu)的電機的所述轉(zhuǎn)動位置信息控制所述第一卷揚機構(gòu)的電機的轉(zhuǎn)動方向，所述第二位置檢測機構(gòu)用于獲取所述第二卷揚機構(gòu)的電機的轉(zhuǎn)動位置信息，并將所述第二卷揚機構(gòu)的電機的所述轉(zhuǎn)動位置信息發(fā)送給所述主控單元，所述主控單元根據(jù)所述第二卷揚機構(gòu)的電機的所述轉(zhuǎn)動位置信息控制所述第二卷揚機構(gòu)的電機的轉(zhuǎn)動方向。
[0009]其中，所述控制裝置包括拉力檢測機構(gòu)，與所述主控單元連接，用于獲取所述鋼絲繩的當(dāng)前拉力大小，并將所獲取的所述鋼絲繩的當(dāng)前拉力大小反饋給所述主控單元，所述主控單元用于判斷所述鋼絲繩的當(dāng)前拉力大小與所述第一設(shè)定拉力值是否相等，并在判斷所述鋼絲繩的當(dāng)前拉力大小與所述第一設(shè)定拉力值不相等時產(chǎn)生所述第二控制信號。
[0010]其中，所述第一驅(qū)動機構(gòu)與所述第二驅(qū)動機構(gòu)電連接，以使得處于放繩狀態(tài)的所述第二卷揚機構(gòu)產(chǎn)生的電能通過所述第二驅(qū)動機構(gòu)輸出給所述第一驅(qū)動機構(gòu)，并通過所述第一驅(qū)動機構(gòu)對處于收繩狀態(tài)的所述第一卷揚機構(gòu)進(jìn)行供電。
[0011]其中，所述試驗系統(tǒng)還包括電源控制機構(gòu)，所述電源控制機構(gòu)與外界供電電源連接，且與所述第一驅(qū)動機構(gòu)和所述第二驅(qū)動機構(gòu)連接，用于將外界供電電源所提供的電壓轉(zhuǎn)換為所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)所需的工作電壓，并將處于放繩狀態(tài)的所述第二卷揚機構(gòu)所產(chǎn)生的電能輸出給所述外界供電電源。
[0012]其中，所述主控單元還用于向所述第一驅(qū)動機構(gòu)和所述第二驅(qū)動機構(gòu)發(fā)出第三控制信號，以在所述主控單元、第一驅(qū)動機構(gòu)或第二驅(qū)動機構(gòu)發(fā)生故障時控制所述第一驅(qū)動機構(gòu)和所述第二驅(qū)動機構(gòu)停止工作，進(jìn)而控制所述第一卷揚機構(gòu)和第二卷揚機構(gòu)停止工作。
[0013]其中，所述控制裝置還包括控制開關(guān)，所述控制開關(guān)連接在外界供電電源的輸出端與所述第一驅(qū)動機構(gòu)、所述第二驅(qū)動機構(gòu)的電源輸入端之間。
[0014]其中，所述試驗系統(tǒng)還包括張緊機構(gòu)，所述張緊機構(gòu)設(shè)置于所述鋼絲繩和所述塔架遠(yuǎn)離所述底座的一端之間，以在所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)停止工作時使所述鋼絲繩的拉力值為第二設(shè)定拉力值。
[0015]其中，所述張緊機構(gòu)為彈簧，所述彈簧的一端固定在所述塔架上，另一端與所述鋼絲繩接觸，在所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)工作的過程中所述彈簧處于壓縮狀態(tài)，以在所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)停止工作時對所述鋼絲繩產(chǎn)生彈力，進(jìn)而使得在所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)停止工作時所述鋼絲繩的拉力大小為第二設(shè)定拉力值。[0016]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是:提供一種卷揚機構(gòu)的試驗方法，包括使固定在所述試驗系統(tǒng)的底座上的塔架的長度方向與地面平行；將所述試驗系統(tǒng)的第一卷揚機構(gòu)和第二卷揚機構(gòu)分別固定在所述底座的兩側(cè)；將所述試驗系統(tǒng)的鋼絲繩的一端與所述第一卷揚機構(gòu)連接，所述鋼絲繩的另一端繞過所述塔架與所述第二卷揚機構(gòu)連接；將所述試驗系統(tǒng)的控制裝置連接所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)，以使所述控制裝置在試驗過程中控制所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)工作于預(yù)定狀態(tài)，并且所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)中的一個處于收繩狀態(tài)，另外一個處于放繩狀態(tài)。
[0017]其中，所述將所述試驗系統(tǒng)的控制裝置連接所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)的步驟包括:將所述控制裝置的第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)均與所述控制裝置的主控單元連接，將所述第一驅(qū)動機構(gòu)與所述第一卷揚機構(gòu)連接，所述第二驅(qū)動機構(gòu)與所述第二卷揚機構(gòu)連接，以在所述第一卷揚機構(gòu)處于收繩狀態(tài)，所述第二卷揚機構(gòu)處于放繩狀態(tài)時，所述第一驅(qū)動機構(gòu)接收所述主控單元發(fā)出的第一控制信號，并根據(jù)所述第一控制信號控制所述第一卷揚機構(gòu)的電機的轉(zhuǎn)速，以使得所述第一卷揚機構(gòu)的當(dāng)前收繩速度為設(shè)定速度，所述第二驅(qū)動機構(gòu)接收所述主控單元發(fā)出的第二控制信號，并根據(jù)所述第二控制信號控制所述第二卷揚機構(gòu)的電機的轉(zhuǎn)速，以使得所述鋼絲繩的拉力大小為第一設(shè)定拉力值，進(jìn)而使得所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)工作于預(yù)定狀態(tài)。
[0018]其中，所述將所述試驗系統(tǒng)的控制裝置連接所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)的步驟包括:將所述控制裝置的第一位置檢測機構(gòu)和第二位置檢測機構(gòu)均與所述主控單元連接；將所述第一位置檢測機構(gòu)與所述第一卷揚機構(gòu)連接，以使所述第一位置檢測機構(gòu)獲取所述第一卷揚機構(gòu)的電機的轉(zhuǎn)動位置信息，并將所述第一卷揚機構(gòu)的電機的所述轉(zhuǎn)動位置信息反饋給所述主控單元，進(jìn)而使得所述主控單元根據(jù)所述第一卷揚機構(gòu)的電機的所述轉(zhuǎn)動位置信息獲取所述第一卷揚機構(gòu)的當(dāng)前收繩速度以及控制所述第一卷揚機構(gòu)的電機的轉(zhuǎn)動方向，并判斷所述第一卷揚機構(gòu)的當(dāng)前收繩速度與所述設(shè)定速度是否相等，當(dāng)判斷為不相等時產(chǎn)生所述第一控制信號；將所述第二位置檢測機構(gòu)與所述第二卷揚機構(gòu)連接，以使所述第二位置檢測機構(gòu)獲取所述第二卷揚機構(gòu)的電機的轉(zhuǎn)動位置信息，并將所述第二卷揚機構(gòu)的電機的轉(zhuǎn)動位置信息反饋給所述主控單元，進(jìn)而使得所述主控單元根據(jù)所述第二卷揚機構(gòu)的電機的所述轉(zhuǎn)動位置信息控制所述第二卷揚機構(gòu)的電機的轉(zhuǎn)動方向。
[0019]其中，所述將所述試驗系統(tǒng)的鋼絲繩的一端與所述第一卷揚機構(gòu)連接，所述鋼絲繩的另一端繞過所述塔架與所述第二卷揚機構(gòu)連接的步驟包括:將所述試驗系統(tǒng)的鋼絲繩的一端與所述第一卷揚機構(gòu)連接，所述鋼絲繩的另一端連接所述控制裝置的拉力檢測機構(gòu)后并繞過所述塔架與所述第二卷揚機構(gòu)連接，以使所述拉力檢測機構(gòu)獲取所述鋼絲繩的拉力大??；所述將所述試驗系統(tǒng)的控制裝置連接所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)的步驟之后包括:將所述拉力檢測機構(gòu)與所述主控單元連接，以使得所述拉力檢測機構(gòu)將所述鋼絲繩的拉力大小反饋給所述主控單元，進(jìn)而使所述主控單元判斷所述鋼絲繩的拉力大小與所述第一設(shè)定拉力值是否相等，并在判斷所述鋼絲繩的當(dāng)前拉力大小與所述第一設(shè)定拉力值不相等時產(chǎn)生所述第二控制信號。
[0020]其中，所述將所述試驗系統(tǒng)的控制裝置連接所述第一卷揚機構(gòu)和所述第二卷揚機構(gòu)的步驟之后包括:將所述第一驅(qū)動機構(gòu)與所述第二驅(qū)動機構(gòu)電連接，以使得處于放繩狀態(tài)的所述第二卷揚機構(gòu)產(chǎn)生的電能通過所述第二驅(qū)動機構(gòu)輸出給所述第一驅(qū)動機構(gòu)，并通過所述第一驅(qū)動機構(gòu)對處于收繩狀態(tài)的所述第一卷揚機構(gòu)進(jìn)行供電。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明卷揚機構(gòu)的試驗系統(tǒng)中，使塔架的長度方向與地面平行，即塔架水平放置在地面上，并且使用兩臺卷揚機構(gòu)進(jìn)行測試，鋼絲繩的一端與一臺卷揚機構(gòu)連接，另一端繞過塔架與另一卷揚機構(gòu)連接，在測試過程中通過控制裝置控制第一卷揚機構(gòu)和第二卷揚機構(gòu)工作于預(yù)定狀態(tài)，并使其中一臺卷揚機構(gòu)處于收繩狀態(tài)，另一臺卷揚機構(gòu)處于放繩狀態(tài)，處于放繩狀態(tài)的卷揚機構(gòu)用于模擬重物，從而可以滿足試驗要求，并且由于塔架的長度方向與地面平行，因此塔架相對于地面的高度并不會因為加長塔架的長度而更高，相較于現(xiàn)有技術(shù)使塔架的長度方向與地面垂直的試驗方式，本發(fā)明可以大大減小塔架相對于地面的高度，從而可以提高測試過程中的安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明卷揚機構(gòu)的試驗系統(tǒng)一實施方式的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明卷揚機構(gòu)的試驗系統(tǒng)一實施方式中，控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明卷揚機構(gòu)的試驗方法一實施方式的流程圖。
【具體實施方式】
[0025]下面將結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026]參閱圖1，圖1為本發(fā)明卷揚機構(gòu)的試驗系統(tǒng)一實施方式的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施方式中，該試驗系統(tǒng)包括第一卷揚機構(gòu)101、第二卷揚機構(gòu)102、控制裝置103、鋼絲繩104、底座105以及固定在底座105上的塔架106。底座105和塔架106共同構(gòu)成了試驗系統(tǒng)的試驗臺架。塔架106的長度方向與地面平行，即塔架106為水平放置，進(jìn)一步可利用支撐架將塔架106支撐在地基上，使得塔架106的自重由地面承受。由于塔架106是水平設(shè)置在地面上，因此本實施方式的試驗系統(tǒng)使用兩臺卷揚機構(gòu)進(jìn)行測試。
[0027]第一卷揚機構(gòu)101和第二卷揚機構(gòu)102分別位于底座105兩側(cè)，兩臺卷揚機構(gòu)101,102之間間隔塔架106。鋼絲繩104的一端與第一卷揚機構(gòu)101連接，另一端繞過塔架106與第二卷揚機構(gòu)102連接?？刂蒲b置103連接第一卷揚機構(gòu)101和第二卷揚機構(gòu)102，以在試驗過程中控制第一卷揚機構(gòu)101和第二卷揚機構(gòu)102工作于測試所需的預(yù)定狀態(tài)，并且第一卷揚機構(gòu)101和第二卷揚機構(gòu)102中的一個處于收繩狀態(tài)，另一個處于放繩狀態(tài)。采用兩臺卷揚機構(gòu)進(jìn)行測試，處于放繩狀態(tài)的卷揚機構(gòu)作為被動機構(gòu)提供負(fù)載，而處于收繩狀態(tài)的卷揚機構(gòu)則作為主動機構(gòu)輸出動力，通過控制裝置103的電氣控制作用實現(xiàn)兩臺卷揚機構(gòu)的自動運行，由此可模擬卷揚機構(gòu)的實際工作工況，從而實現(xiàn)對卷揚機構(gòu)的性能測試，并且可以實現(xiàn)同時進(jìn)行兩臺卷揚機構(gòu)的測試，有助于提高測試效率。
[0028]此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，塔架通常是豎直放置，即其長度方向與地面垂直，塔架的長度即為塔架相對于地面的高度，當(dāng)進(jìn)行超長容繩量卷揚機的試驗時需要加大塔架的長度，而塔架的長度越長，即相對地面的高度越高，越容易引發(fā)安全問題，且搭建高塔架也會增加難度和成本，此外塔架不僅要承受自重還要承受重物的重量，因此塔架需要做得足夠大才足以穩(wěn)定支撐，這就對塔架的尺寸有較大的要求，增加了成本。為了解決上述問題，本發(fā)明的塔架106為水平放置，其長度方向與地面平行，塔架106相對地面的高度主要是由兩臺卷揚機構(gòu)101、102的卷筒的高度決定，相較于現(xiàn)有技術(shù)的塔架相對于地面的高度，本實施方式的塔架高度大大降低，而當(dāng)需要進(jìn)行超長容繩量的卷揚機構(gòu)的測試時，增加塔架106的長度也不會導(dǎo)致塔架106的高度增加，由此能夠大大減少試驗過程的由于塔架高度而帶來的安全隱患，此外由于不需要搭建高塔架，因此可在一定程度上降低塔架搭建的要求，并且塔架106的自重可由地面承受，而不是由塔架106自身承受，由此可減小塔架106的尺寸，有利于降低成本。另，由于塔架為水平放置，因此在試驗過程中不需要將重物起吊至較高的高度，由此也可在一定程度上減少安全隱患。
[0029]在對卷揚機構(gòu)進(jìn)行測試中，通常需要對試驗系統(tǒng)的放繩/收繩速度、單繩拉力等參數(shù)實現(xiàn)精確控制，以根據(jù)放繩/收繩速度和單繩拉力等參數(shù)研究、優(yōu)化卷揚機構(gòu)的繞繩性能、鋼絲繩壽命評估等。本發(fā)明的試驗系統(tǒng)中，利用控制裝置103能夠?qū)崿F(xiàn)對試驗系統(tǒng)的放繩/收繩速度和單繩拉力等參數(shù)進(jìn)行精確控制，以實現(xiàn)卷揚機構(gòu)的性能測試。
[0030]在本發(fā)明的試驗系統(tǒng)的一優(yōu)選實施方式中，參閱圖2，控制裝置103包括主控單元201、第一驅(qū)動機構(gòu)202、第二驅(qū)動機構(gòu)203、第一位置檢測機構(gòu)204、第二位置檢測機構(gòu)205以及拉力檢測機構(gòu)206。
[0031]其中，第一驅(qū)動機構(gòu)202和第二驅(qū)動機構(gòu)203均通過CAN總線207與主控單元201連接，以接收來自主控單元201的各種控制信號。第一驅(qū)動機構(gòu)202和第一卷揚機構(gòu)101連接，以控制第一卷揚機構(gòu)101的電機的運行狀態(tài)，例如控制第一卷揚機構(gòu)101的電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動方向等；第二驅(qū)動機構(gòu)203和第二卷揚機構(gòu)102連接，以控制第二卷揚機構(gòu)102的電機的運行狀態(tài)，例如控制第二卷揚機構(gòu)102的電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動方向等。
[0032]第一驅(qū)動機構(gòu)202和第二驅(qū)動機構(gòu)203可以使用變頻器實現(xiàn)，從而為第一卷揚機構(gòu)101和第二卷揚機構(gòu)102提供所需的工作電壓，當(dāng)然，第一驅(qū)動機構(gòu)202和第二驅(qū)動機構(gòu)203也可以是其他的電能控制裝置。
[0033]第一位置檢測機構(gòu)204和第二位置檢測機構(gòu)205通過CAN總線207與主控單元201連接。本實施方式中，第一位置檢測機構(gòu)204和第二位置檢測機構(gòu)205均為編碼器，用于獲取卷揚機構(gòu)的電機的轉(zhuǎn)子位置信息、電機轉(zhuǎn)速等。具體地，第一位置檢測機構(gòu)204與第一卷揚機構(gòu)101連接，具體可安裝在第一卷揚機構(gòu)101的電機上，用于獲取第一卷揚機構(gòu)101的電機的轉(zhuǎn)動位置信息，并向主控單元201反饋第一卷揚機構(gòu)101的電機的轉(zhuǎn)動位置信息。第二位置檢測機構(gòu)205與第二卷揚機構(gòu)102連接，具體可安裝在第二卷揚機構(gòu)102的電機上，用于獲取第二卷揚機構(gòu)102的電機的轉(zhuǎn)動位置信息，并向主控單元201反饋第二卷揚機構(gòu)102的電機的轉(zhuǎn)動位置信息。其中，所述的轉(zhuǎn)動位置信息包括電機轉(zhuǎn)子的位置、轉(zhuǎn)速等信息。
[0034]拉力檢測機構(gòu)206可以為拉力傳感器，例如S型拉力傳感器，其設(shè)置在鋼絲繩104上，用于檢測鋼絲繩104的拉力大小，并與主控單元201連接，以向主控單元201反饋鋼絲繩104的拉力。當(dāng)然，拉力檢測機構(gòu)206也可以采取拉力檢測儀等其他拉力檢測裝置實現(xiàn)。
[0035]控制裝置103還包括上位機208，上位機208通過CAN總線(圖未示)與主控單元201進(jìn)行通信。通過上位機208可以實時監(jiān)控控制裝置103的運行情況，以及輸入各項參數(shù)，例如主控單元201可以將第一驅(qū)動機構(gòu)202和第二驅(qū)動機構(gòu)203實時運行的情況傳輸給上位機208進(jìn)行顯示，同時通過上位機208能夠設(shè)置試驗所需的收繩/放繩速度以及單繩拉力等參數(shù)。[0036]控制裝置103控制第一卷揚機構(gòu)101和第二卷揚機構(gòu)102工作于預(yù)定狀態(tài)的過程具體為:將試驗系統(tǒng)上電開機，在試驗系統(tǒng)初始化之后，主控單元201獲取上位機208所設(shè)置的收繩/放繩速度參數(shù)和單繩拉力參數(shù)。為了避免系統(tǒng)的誤動作，在試驗系統(tǒng)上電前需將啟動開關(guān)關(guān)閉，以保證系統(tǒng)及工作人員的安全。當(dāng)按下啟動開關(guān)后，主控單元201獲取第一位置檢測機構(gòu)204和第二位置檢測機構(gòu)205所反饋的第一卷揚機構(gòu)101和第二卷揚機構(gòu)102的電機的轉(zhuǎn)動位置信息，以根據(jù)該轉(zhuǎn)動位置信息判斷兩臺卷揚機構(gòu)101、102的電機的轉(zhuǎn)動方向。本實施方式中，在測試過程中使第一卷揚機構(gòu)101為收繩狀態(tài)，第二卷揚機構(gòu)102為放繩狀態(tài)。因此，主控單元201獲取兩臺卷揚機構(gòu)101、102的電機的轉(zhuǎn)動位置信息后，向第一驅(qū)動機構(gòu)202和第二驅(qū)動機構(gòu)203發(fā)出相應(yīng)的控制信號，以使得第一驅(qū)動機構(gòu)202控制第一卷揚機構(gòu)101的電機的轉(zhuǎn)動方向為使第一卷揚機構(gòu)101處于收繩狀態(tài)的轉(zhuǎn)動方向，并使得第二驅(qū)動機構(gòu)203控制第二卷揚機構(gòu)102的電機的轉(zhuǎn)動方向為使第二卷揚機構(gòu)102處于放繩狀態(tài)的轉(zhuǎn)動方向。在第一卷揚機構(gòu)101處于收繩狀態(tài)，第二卷揚機構(gòu)102處于放繩狀態(tài)時，第一驅(qū)動機構(gòu)202還接收主控單元201發(fā)出的第一控制信號，并根據(jù)該第一控制信號控制第一卷揚機構(gòu)101的電機的轉(zhuǎn)速，以使得第一卷揚機構(gòu)101的收繩速度為設(shè)定速度；第二驅(qū)動機構(gòu)203接收主控單元201發(fā)出的第二控制信號，并根據(jù)該第二控制信號控制第二卷揚機構(gòu)102的轉(zhuǎn)速，以使得鋼絲繩104的拉力大小為第一設(shè)定拉力值。其中，所述的設(shè)定速度即為通過上位機208所設(shè)定的收繩/放繩速度，所述的第一設(shè)定拉力值即為通過上位機208所設(shè)定的單繩拉力值。在其他實施方式中，也可以是直接在主控單元201中預(yù)先設(shè)定收繩/放繩速度以及單繩拉力值。
[0037]由于兩臺卷揚機構(gòu)101和102由一條鋼絲繩104牽引，因此第一卷揚機構(gòu)101的收繩速度與第二卷揚機構(gòu)102的放繩速度是相等的。第一卷揚機構(gòu)101作為主動機構(gòu)處于收繩狀態(tài)，通過控制第一卷揚機構(gòu)101的電機的轉(zhuǎn)速，以控制第一卷揚機構(gòu)101的收繩速度，同時也是控制第二卷揚機構(gòu)102的放繩速度，從而可以控制試驗系統(tǒng)的收繩/放繩速度，以使得試驗系統(tǒng)的收繩/放繩速度為設(shè)定的收繩/放繩速度。第二卷揚機構(gòu)102作為被動機構(gòu)用于模擬負(fù)載，以使得試驗系統(tǒng)能夠模擬吊起重物的工況，因此第二卷揚機構(gòu)102的電機的轉(zhuǎn)速與第一卷揚機構(gòu)101的轉(zhuǎn)速之間會存在一定的差值，并根據(jù)該差值來調(diào)整鋼絲繩104的拉力大小，因此通過控制第二卷揚機構(gòu)102的電機的轉(zhuǎn)速，以調(diào)整鋼絲繩104的拉力大小為設(shè)定的單繩拉力值。當(dāng)試驗系統(tǒng)的收繩/放繩速度和鋼絲繩104的拉力值達(dá)到設(shè)定大小時，第一卷揚機構(gòu)101和第二卷揚機構(gòu)102的工作狀態(tài)即為預(yù)定狀態(tài)。
[0038]本實施方式中，通過第一位置檢測機構(gòu)204、第二位置檢測機構(gòu)205以及拉力檢測機構(gòu)206的反饋作用可以保持試驗系統(tǒng)的收繩/放繩速度和鋼絲繩104的拉力值保持在設(shè)定的大小。在試驗過程中，第一位置檢測機構(gòu)204實時向主控單元201反饋第一卷揚機構(gòu)101的電機的當(dāng)前轉(zhuǎn)動位置信息，主控單元201根據(jù)第一卷揚機構(gòu)101的電機的當(dāng)前轉(zhuǎn)動位置信息計算第一卷揚機構(gòu)101的卷筒的當(dāng)前等效直徑，該等效直徑是指卷筒本身的直徑與繞在卷筒上的鋼絲繩104的直徑的總和。主控單元201根據(jù)卷筒的當(dāng)前等效直徑計算卷筒轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，從而計算出所繞鋼絲繩104的長度，進(jìn)而根據(jù)所繞鋼絲繩104的長度計算出第一卷揚機構(gòu)101的當(dāng)前收繩速度。主控單元201還用于判斷該當(dāng)前收繩速度與設(shè)定的收繩/放繩速度是否相等。當(dāng)主控單元201判斷當(dāng)前收繩速度與設(shè)定的收繩/放繩速度相等時，主控單元201根據(jù)拉力檢測機構(gòu)206反饋的鋼絲繩104的當(dāng)前拉力大小，判斷鋼絲繩104的當(dāng)前拉力大小與設(shè)定的第一設(shè)定拉力值是否相等，當(dāng)主控單元201判斷鋼絲繩104的當(dāng)前拉力大小與設(shè)定的第一拉力值相等時，主控單元201針對此種情況不做響應(yīng)。當(dāng)主控單元201判斷第一卷揚機構(gòu)101的當(dāng)前收繩速度與設(shè)定的收繩/放繩速度不相等時，主控單兀201向第一驅(qū)動機構(gòu)202發(fā)出第一控制信號,第一驅(qū)動機構(gòu)202根據(jù)該第一控制信號控制第一卷揚機構(gòu)101的電機的轉(zhuǎn)速，以使得第一卷揚機構(gòu)101的收繩速度與設(shè)定的收繩/放繩速度相等。當(dāng)主控單元201判斷鋼絲繩104的當(dāng)前拉力大小與設(shè)定的第一設(shè)定拉力值不相等時，主控單元201向第二驅(qū)動機構(gòu)203發(fā)出第二控制信號，第二驅(qū)動機構(gòu)203根據(jù)第二控制信號控制第二卷揚機構(gòu)102的電機的轉(zhuǎn)速，以使得鋼絲繩104的當(dāng)前拉力大小等于第一設(shè)定拉力值。由此，能夠在試驗過程中使得試驗系統(tǒng)的收繩/放繩速度保持在通過上位機208所設(shè)定的收繩/放繩速度，以及使得試驗系統(tǒng)的鋼絲繩104的拉力大小保持在通過上位機208所設(shè)定的單繩拉力值(即第一設(shè)定拉力值)，以滿足試驗要求。
[0039]其中，在實際工況下，鋼絲繩104的拉力與起吊的重物的重量有關(guān)，因此，本實施方式中，通過上位機208所設(shè)定的單繩拉力值的不同，所模擬的起吊重物的重量也不同，從而可設(shè)定不同的單繩拉力值以進(jìn)行大噸位卷揚試驗，即當(dāng)需要模擬大噸位負(fù)載起吊工況時，可根據(jù)所需模擬的負(fù)載的重量設(shè)置單繩拉力值，以使得在試驗過程中鋼絲繩104的拉力大小為所設(shè)定的單繩拉力值，進(jìn)而可模擬大噸位負(fù)載起吊工況。并且，還可以根據(jù)需要設(shè)定收繩/放繩速度，以進(jìn)行高繩速卷揚機構(gòu)的卷揚試驗。
[0040]此外，本實施方式的控制裝置103還具有防止過卷/過放作用。第一主控單元201實時讀取第一位置檢測機構(gòu)204所獲取的第一卷揚機構(gòu)101的電機的轉(zhuǎn)動位置信息，以根據(jù)第一卷揚機構(gòu)101的電機的轉(zhuǎn)動位置信息獲取第一卷揚機構(gòu)101的卷筒的位置信息，從而根據(jù)第一卷揚機構(gòu)101的卷筒的位置信息判斷其卷筒是否運行到極限位置。當(dāng)?shù)谝痪頁P機構(gòu)101的卷筒運行到極限位置時，說明第一卷揚機構(gòu)101的卷筒即將出現(xiàn)過卷狀態(tài)，此時主控單元201向第一驅(qū)動機構(gòu)202和第二驅(qū)動機構(gòu)203發(fā)出相應(yīng)的控制信號，以通過第一驅(qū)動機構(gòu)202和第二驅(qū)動機構(gòu)203控制第一卷揚機構(gòu)101的電機和第二卷揚機構(gòu)102的電機反轉(zhuǎn)，從而保證試驗系統(tǒng)不會出現(xiàn)過卷/過放狀態(tài)，以保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和高效運行。當(dāng)然，由于第一卷揚機構(gòu)101和第二卷揚機構(gòu)102是由同一條鋼絲繩104牽引，因此也可以通過獲取第二卷揚機構(gòu)102的卷筒的位置信息以判斷其卷筒是否運行到極限位置，當(dāng)判斷為是時說明第二卷揚機構(gòu)102的卷筒即將進(jìn)入過放狀態(tài)，此時同時控制第一卷揚機構(gòu)101的電機和第二卷揚機構(gòu)102的電機反轉(zhuǎn)，以防止出現(xiàn)過卷/過放狀態(tài)。
[0041]在本發(fā)明試驗系統(tǒng)的優(yōu)選實施方式中，由于卷揚電機自身的特性，因此處于收繩狀態(tài)的第一卷揚機構(gòu)101的電機工作在電動狀態(tài)，耗用電能進(jìn)行收繩作業(yè)，而處于放繩狀態(tài)的第二卷揚機構(gòu)102的電機工作在發(fā)電狀態(tài)，源源不斷地產(chǎn)生電能。通過本實施方式，能夠充分利用工作在發(fā)電機狀態(tài)的第二卷揚機構(gòu)102的電機所發(fā)出的電能，以實現(xiàn)試驗系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運行、綠色運行。具體地，第一驅(qū)動機構(gòu)202和第二驅(qū)動機構(gòu)203通過直流母線電連接，工作在發(fā)電狀態(tài)的第二卷揚機構(gòu)102的電機所產(chǎn)生的電能輸出至第二驅(qū)動機構(gòu)203，并經(jīng)過直流母線傳輸至第一驅(qū)動機構(gòu)202，從而通過第一驅(qū)動機構(gòu)202傳輸給第一卷揚機構(gòu)101的電機，以對第一卷揚機構(gòu)101的電機進(jìn)行供電，由此可充分利用處于發(fā)電狀態(tài)的第二卷揚機構(gòu)102的電機所產(chǎn)生的電能，經(jīng)濟(jì)且環(huán)保。本實施方式中，還可以將第二卷揚機構(gòu)102的電機所產(chǎn)生的電能向外輸出。其中，本實施方式的試驗系統(tǒng)還包括一電源控制機構(gòu)209。電源控制機構(gòu)209與外界供電電源連接，同時與第一驅(qū)動機構(gòu)202和第二驅(qū)動機構(gòu)203電連接，以將外界供電電源所提供的電壓轉(zhuǎn)換為第一卷揚機構(gòu)101和第二卷揚機構(gòu)102工作時所需的工作電壓。此時，電源控制機構(gòu)209的作用相當(dāng)于濾波器的作用，用于將外界電能濾波后送入第一驅(qū)動機構(gòu)202和第二驅(qū)動機構(gòu)203，以分別通過第一驅(qū)動機構(gòu)202和第二驅(qū)動機構(gòu)203對第一卷揚機構(gòu)101和第二卷揚機構(gòu)102供電，從而保證試驗系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。此外，處于發(fā)電狀態(tài)的第二卷揚機構(gòu)102的電機所產(chǎn)生的電能一部分通過直流母線傳輸給第一卷揚機構(gòu)101的電機外，另一部分則通過電源控制機構(gòu)209反饋給外界供電電源。此時，電源控制機構(gòu)209相當(dāng)于具有自動檢測外界供電電源的電能信息并自動變換電能的變換器，其實時檢測外界供電電源的電壓、相位、頻率等電能信息，以根據(jù)外界供電電源的電能信息將第二卷揚機構(gòu)102的電機所產(chǎn)生的部分電能經(jīng)過變化后輸送至外界供電電源，從而實現(xiàn)試驗系統(tǒng)的向外供電。
[0042]在本發(fā)明試驗系統(tǒng)的優(yōu)選實施方式中，通過控制裝置103的作用還能夠在試驗系統(tǒng)出故障時使試驗系統(tǒng)及時停止工作，能夠提高試驗系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。具體地，控制裝置103的保護(hù)功能包括軟件保護(hù)和硬件保護(hù)兩種類型。其中，軟件保護(hù)是指當(dāng)試驗系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能夠自動斷電停機，不需要人為操作停機。具體地，控制裝置103的主控單元201不斷檢測自身的運行狀態(tài)，同時檢測第一驅(qū)動機構(gòu)202、第二驅(qū)動機構(gòu)203的運行狀態(tài)。當(dāng)主控單元201檢測到自身發(fā)生故障時，或者檢測到第一驅(qū)動機構(gòu)202、第二驅(qū)動機構(gòu)203中的一個發(fā)生故障時,主控單兀201同時向第一驅(qū)動機構(gòu)202和第二驅(qū)動機構(gòu)203發(fā)出第三控制信號，第一驅(qū)動機構(gòu)202和第二驅(qū)動機構(gòu)203接收到第三控制信號后停止工作，由此使得第一卷揚機構(gòu)101和第二卷揚機構(gòu)102停止工作，從而能夠在試驗系統(tǒng)出故障時自動停機，以保證試驗系統(tǒng)的安全運行。
[0043]在試驗系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，為了提醒工作人員采取相應(yīng)的措施，控制裝置103還設(shè)置有報警器210。主控單元201向第一驅(qū)動機構(gòu)202和第二驅(qū)動機構(gòu)203發(fā)出第三控制信號以控制第一驅(qū)動機構(gòu)202和第二驅(qū)動機構(gòu)203停機后，向報警器210發(fā)出驅(qū)動報警器210工作的驅(qū)動信號，以驅(qū)動報警器210進(jìn)行報警，從而提醒工作員人采取必要的防護(hù)措施。主控單元201對報警器210發(fā)出的驅(qū)動信號根據(jù)報警器210的類型不同而不同，例如報警器210可為聲光報警器或僅是聲音報警器等。
[0044]當(dāng)軟件保護(hù)出現(xiàn)問題時，例如可能是CAN總線或主控單元201出現(xiàn)問題而導(dǎo)致主控單元201無法進(jìn)行自動控制第一驅(qū)動機構(gòu)202和第二驅(qū)動機構(gòu)203停機，此時可以通過控制裝置103的硬件保護(hù)進(jìn)行斷電停機。具體地，控制裝置103還包括一控制開關(guān)211。該控制開關(guān)211連接在外界供電電源的輸出端與第一驅(qū)動機構(gòu)202、第二驅(qū)動機構(gòu)203的電源輸入端之間。當(dāng)軟件保護(hù)失效時，可以人工操作控制開關(guān)211，以將第一驅(qū)動機構(gòu)202和第二驅(qū)動機構(gòu)203斷電，從而提高試驗系統(tǒng)的安全性和可靠性?？刂崎_關(guān)211可以采用機械式開關(guān)或電氣式開關(guān)實現(xiàn)。
[0045]在本發(fā)明試驗系統(tǒng)的優(yōu)選實施方式中，除了可以通過上位機208實時觀察到兩臺卷揚機構(gòu)101、102的電機、第一和第二驅(qū)動機構(gòu)202、203等的運行參數(shù)外，還可以設(shè)置一工業(yè)攝像頭212以實時獲取試驗系統(tǒng)在試驗過程的工作畫面。工業(yè)攝像頭212與上位機208通過專用線纜連接，可以根據(jù)需要設(shè)置工業(yè)攝像頭212的位置，以獲取不同角度的工作畫面，例如，可以將工業(yè)攝像頭212設(shè)置在塔架106遠(yuǎn)離底座105的一端，相當(dāng)于是模擬實際工作情況中的從高處拍攝地面的卷揚機構(gòu)101、102的工作畫面，由此可以使得工作人員能夠從更高的角度對卷揚機構(gòu)101、102的運行性能進(jìn)行分析。在試驗系統(tǒng)正常工作中，上位機208的顯示界面可以顯示卷揚機構(gòu)101、102的電機等參數(shù)，還可以直接顯示工業(yè)攝像頭212的所獲取的畫面，以更好地觀察卷揚機構(gòu)的工作狀況。
[0046]上述各實施方式中，試驗系統(tǒng)處于運行狀態(tài)，即兩臺卷揚機構(gòu)101、102分別工作在收繩、放繩狀態(tài)，此時試驗系統(tǒng)工作于動態(tài)模式，因此上述各實施方式為測試動態(tài)模式下的試驗系統(tǒng)的各項性能。在本發(fā)明試驗系統(tǒng)的又一優(yōu)選實施方式中，還能夠?qū)o態(tài)模式下的試驗系統(tǒng)進(jìn)行測試，以評估試驗系統(tǒng)在靜態(tài)模式下的各項性能。所述的靜態(tài)模式即是試驗系統(tǒng)停止運行的狀態(tài)，即第一卷揚機構(gòu)101和第二卷揚機構(gòu)102停止運行。在靜態(tài)模式下，主要是使鋼絲繩104的拉力大小能夠在一定范圍內(nèi)，以對靜態(tài)下的第一卷揚機構(gòu)101和第二卷揚機構(gòu)102的相關(guān)性能進(jìn)行評估。然而，在本發(fā)明中，由于塔架106的長度方向與地面平行，因此當(dāng)?shù)谝痪頁P機構(gòu)101和第二卷揚機構(gòu)102停止運行時，鋼絲繩104上的拉力將被徹底釋放，鋼絲繩104處于松弛的狀態(tài)，甚至在重力的作用下而脫離塔架106，在此種情況下無法得到鋼絲繩104的靜態(tài)數(shù)據(jù)。而本實施方式中，試驗系統(tǒng)還包括張緊機構(gòu)107。張緊機構(gòu)107設(shè)置于鋼絲繩104和塔架106遠(yuǎn)離底座105的一端之間。其中，該張緊機構(gòu)107可以為彈簧。使彈簧的一端固定在塔架106上，另一端與鋼絲繩104接觸。當(dāng)?shù)谝痪頁P機構(gòu)101和第二卷揚機構(gòu)102工作時，鋼絲繩104處于緊繃狀態(tài)，從而擠壓彈簧，使得彈簧處于壓縮狀態(tài)，在第一卷揚機構(gòu)101和第二卷揚機構(gòu)102停止工作時，處于壓縮狀態(tài)的彈簧在恢復(fù)形變的過程中對鋼絲繩104產(chǎn)生彈力，從而使得鋼絲繩104具有一定的拉力，而根據(jù)需要選擇不同彈性系數(shù)的彈簧，或者根據(jù)需要設(shè)置彈簧的位置，以改變彈簧對鋼絲繩104所產(chǎn)生的彈力，進(jìn)而可以使得鋼絲繩104的拉力大小為所需的第二設(shè)定拉力值，由此，可以對靜態(tài)模式下的第一卷揚機構(gòu)101和第二卷揚機構(gòu)102的各項性能進(jìn)行評估。
[0047]本發(fā)明還提供卷揚機構(gòu)的試驗方法，實現(xiàn)該試驗方法所使用的卷揚機構(gòu)的試驗系統(tǒng)為上述各實施方式的試驗系統(tǒng)。參閱圖3，本發(fā)明卷揚機構(gòu)的試驗方法一實施方式中，包括如下步驟:
[0048]步驟S301:使固定在試驗系統(tǒng)的底座上的塔架的長度方向與地面平行，并將試驗系統(tǒng)的第一卷揚機構(gòu)和第二卷揚機構(gòu)分別固定在底座的兩側(cè)。
[0049]本實施方式中，試驗系統(tǒng)的底座可固定于地面上，將塔架固定在底座上，并使塔架水平放置，進(jìn)一步可利用支撐架將塔架水平支撐在地面上，以使得塔架的長度方向與地面平行。由于塔架的長度方向與地面平行，因此采用兩臺卷揚機構(gòu)進(jìn)行試驗，其中一臺卷揚機構(gòu)作為主動機構(gòu)用于收繩，另一臺卷揚機構(gòu)作為被動機構(gòu)用于模擬負(fù)載而處于放繩狀態(tài)。
[0050]步驟S302:將鋼絲繩的一端與第一卷揚機構(gòu)連接，鋼絲繩的另一端繞過塔架與第二卷揚機構(gòu)連接。
[0051]將兩臺卷揚機構(gòu)通過一條鋼絲繩牽引。
[0052]步驟S303:將試驗系統(tǒng)的控制裝置連接第一卷揚機構(gòu)和第二卷揚機構(gòu)，以使控制裝置在試驗過程中控制第一卷揚機構(gòu)和第二卷揚機構(gòu)工作于預(yù)定狀態(tài)，并且第一卷揚機構(gòu)和第二卷揚機構(gòu)的一個處于收繩狀態(tài)，另一個處于放繩狀態(tài)。
[0053]通過控制裝置的作用，控制兩臺卷揚機構(gòu)的工作狀態(tài)，且兩臺卷揚機構(gòu)的收繩/放繩狀態(tài)也由控制裝置進(jìn)行控制，從而，在試驗過程中，兩臺卷揚機構(gòu)一臺處于放繩狀態(tài)，另一條相應(yīng)處于放繩狀態(tài)，由此可模擬處于收繩狀態(tài)的卷揚機構(gòu)起吊重物的工況，從而可以進(jìn)行卷揚機構(gòu)的性能測試。
[0054]本實施方式中，將塔架的長度方向與地面平行，相較于現(xiàn)有技術(shù)塔架的長度方向與地面垂直的情況，能夠大大降低試驗過程所需的塔架的高度，由此可減少由于塔架高度而帶來的安全隱患,且由于不需要塔架高塔架，因此可降低塔架搭建的要求,并且塔架的自重可由地面承受，而不是由塔架自身承受，由此可減小塔架的尺寸，有利于降低成本。
[0055]在對卷揚機構(gòu)進(jìn)行測試時，通常需要對試驗系統(tǒng)的放繩/收繩速度、單繩拉力等參數(shù)實現(xiàn)精確控制，以根據(jù)放繩/收繩速度和單繩拉力等參數(shù)研究、優(yōu)化卷揚機構(gòu)的繞繩性能、鋼絲繩壽命評估等。本發(fā)明的試驗方法中，利用控制裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對試驗系統(tǒng)的放繩/收繩速度和單繩拉力等參數(shù)進(jìn)行精確控制，以實現(xiàn)卷揚機構(gòu)的性能測試。
[0056]控制裝置包括主控單元、第一驅(qū)動機構(gòu)、第二驅(qū)動機構(gòu)、第一位置檢測機構(gòu)、第二位置檢測機構(gòu)以及拉力檢測機構(gòu)。其中，第一、第二驅(qū)動機構(gòu)可以使用變頻器實現(xiàn)，第一、第二位置檢測機構(gòu)可以使用編碼器實現(xiàn)，拉力檢測機構(gòu)可以使用拉力傳感器實現(xiàn)。將試驗系統(tǒng)的控制裝置連接第一卷揚機構(gòu)和第二卷揚機構(gòu)的具體步驟包括:將第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)均與主控單元連接，從而可以使得第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)能夠接收來自主控單元的各種控制信號；將第一驅(qū)動機構(gòu)與第一卷揚機構(gòu)連接，以使得第一驅(qū)動機構(gòu)控制第一卷揚機構(gòu)的電機的運行狀態(tài)；將第二驅(qū)動機構(gòu)與第二卷揚機構(gòu)連接，以使得第二驅(qū)動機構(gòu)控制第二卷揚機構(gòu)的電機的運行狀態(tài)。第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)可以使用變頻器實現(xiàn)，以分別為第一卷揚機構(gòu)和第二卷揚機構(gòu)提供工作所需的電壓。
[0057]此外，將試驗系統(tǒng)的控制裝置連接第一卷揚機構(gòu)和第二卷揚機構(gòu)的具體步驟還包括:將控制裝置的第一位置檢測機構(gòu)和第二位置檢測機構(gòu)均與主控單元連接；并將第一位置檢測機構(gòu)和第一卷揚機構(gòu)連接，以使第一位置檢測機構(gòu)獲取第一卷揚機構(gòu)的電機的轉(zhuǎn)動位置信息；將第二位置檢測機構(gòu)與第二卷揚機構(gòu)連接，以使第二位置檢測機構(gòu)獲取第二卷揚機構(gòu)的電機的轉(zhuǎn)動位置信息。其中，所述的轉(zhuǎn)動位置信息包括卷揚機構(gòu)的電機的轉(zhuǎn)子的位置信息、轉(zhuǎn)速信息等。另，在將鋼絲繩與第一卷揚機構(gòu)、第二卷揚機構(gòu)連接時，將鋼絲繩的一端與第一卷揚機構(gòu)連接后，使鋼絲繩的另一端連接拉力檢測機構(gòu)后并繞過塔架與第二卷揚機構(gòu)連接，此步驟是將拉力檢測機構(gòu)與鋼絲繩連接，以使拉力檢測機構(gòu)獲取鋼絲繩的拉力大小。并且，還需將拉力檢測機構(gòu)與主控單元連接，以將鋼絲繩的拉力大小反饋給主控單
J Li ο
[0058]在將上述各機構(gòu)連接之后，進(jìn)行卷揚機構(gòu)的試驗。在按下啟動開關(guān)后，整個試驗系統(tǒng)開始進(jìn)行工作，控制裝置對第一卷揚機構(gòu)和第二卷揚機構(gòu)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動方向進(jìn)行控制，進(jìn)而使得試驗系統(tǒng)的收繩/放繩速度和鋼絲繩的拉力大小均保持在設(shè)定大小，從而滿足試驗要求，并且，通過控制裝置的作用，還能夠在主控單元或第一驅(qū)動機構(gòu)、第二驅(qū)動機構(gòu)發(fā)生故障時使第一卷揚機構(gòu)和第二卷揚機構(gòu)自動停機，以保證試驗系統(tǒng)的可靠性和安全性，具體的控制過程可參考上述試驗系統(tǒng)的各實施方式進(jìn)行，此處不進(jìn)行一一贅述。
[0059]由于卷揚電機自身的特性，因此處于收繩狀態(tài)的第一卷揚機構(gòu)的電機工作在電動狀態(tài)，耗用電能進(jìn)行收繩作業(yè)，而處于放繩狀態(tài)的第二卷揚機構(gòu)的電機工作在發(fā)電狀態(tài)，源源不斷地產(chǎn)生電能。因此，為了充分利用第二卷揚機構(gòu)所發(fā)出的電能，以實現(xiàn)綠色運行，在優(yōu)選實施方式中，將第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)分別與第一卷揚機構(gòu)和第二卷揚機構(gòu)連接后，還需將第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)通過直流母線電連接，并且將試驗系統(tǒng)的電源控制機構(gòu)與第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)連接，電源控制機構(gòu)與外界供電電源連接，由此能夠使得工作在發(fā)電狀態(tài)的第二卷揚機構(gòu)的電機所產(chǎn)生的電能輸出給第二驅(qū)動機構(gòu)，以使電能通過第二驅(qū)動機構(gòu)并經(jīng)過直流母線傳輸給第一驅(qū)動機構(gòu)，進(jìn)而通過第一驅(qū)動機構(gòu)將電能提供給第一卷揚機構(gòu)的電機，以對第一卷揚機構(gòu)的電機進(jìn)行供電。并且，第二卷揚機構(gòu)的電機所產(chǎn)生的電能還有部分通過電源控制機構(gòu)反饋給外界供電電源，從而可以向外輸出電能。電源控制機構(gòu)還用于將外界供電電源的電壓轉(zhuǎn)換為第一卷揚機構(gòu)和第二卷揚機構(gòu)所需的工作電壓，以對第一卷揚機構(gòu)和第二卷揚機構(gòu)提供穩(wěn)定的電壓。
[0060]本發(fā)明卷揚機構(gòu)的試驗方法的優(yōu)選實施方式中，還將控制裝置的控制開關(guān)連接在外界供電電源的輸出端與第一驅(qū)動機構(gòu)、第二驅(qū)動機構(gòu)的電源輸入端之間。該控制開關(guān)可以是機械式開關(guān)或電氣式開關(guān)，以在主控單元在試驗系統(tǒng)出故障而無法進(jìn)行自動停機時直接切斷外界供電電源與第一驅(qū)動機構(gòu)、第二驅(qū)動機構(gòu)的連接，即通過人工操作的方式切斷電源，以提供試驗系統(tǒng)運行的可靠性。
[0061]另外，本發(fā)明卷揚機構(gòu)的試驗方法的優(yōu)選實施方式中，還包括:將試驗系統(tǒng)的張緊機構(gòu)設(shè)置在鋼絲繩和塔架遠(yuǎn)離底座的一端之間。該張緊機構(gòu)可以為彈簧或彈片，由此可使得在第一卷揚機構(gòu)和第二卷揚機構(gòu)停止工作時，通過彈簧對鋼絲繩的彈力作用而使得鋼絲繩的拉力大小為第二設(shè)定拉力值，從而可以獲取靜態(tài)模式下鋼絲繩的拉力數(shù)據(jù)，進(jìn)而可以對靜態(tài)模式下的第一卷揚機構(gòu)和第二卷揚機構(gòu)的性能進(jìn)行測試。
[0062]以上所述僅為本發(fā)明的實施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種卷揚機構(gòu)的試驗系統(tǒng)，其特征在于， 包括第一卷揚機構(gòu)(101)、第二卷揚機構(gòu)(102)、控制裝置(103)、鋼絲繩(104)、底座(105)以及固定在所述底座(105)上的塔架(106)； 所述第一卷揚機構(gòu)(101)和所述第二卷揚機構(gòu)(102)分別位于所述底座(105)兩側(cè)，所述鋼絲繩(104)的一端與所述第一卷揚機構(gòu)(101)連接，所述鋼絲繩(104)的另一端繞過所述塔架(106)與所述第二卷揚機構(gòu)(102)連接； 所述控制裝置(103)連接所述第一卷揚機構(gòu)(101)和所述第二卷揚機構(gòu)(102)，以在試驗過程中控制所述第一卷揚機構(gòu)(101)和所述第二卷揚機構(gòu)(102)工作于預(yù)定狀態(tài)，并且所述第一卷揚機構(gòu)(101)和所述第二卷揚機構(gòu)(102)中的一個處于收繩狀態(tài)，另外一個處于放繩狀態(tài)； 所述塔架(106)的長度方向與地面平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制裝置(103)包括主控單元(201)、第一驅(qū)動機構(gòu)(202)和第二驅(qū)動機構(gòu)(203)，所述第一驅(qū)動機構(gòu)(202)和所述第二驅(qū)動機構(gòu)(203)均與所述主控單元(201)連接，所述第一驅(qū)動機構(gòu)(202)與所述第一卷揚機構(gòu)(101)連接，所述第二驅(qū)動機構(gòu)(203)與所述第二卷揚機構(gòu)(102)連接； 其中，在所述第一 卷揚機構(gòu)(101)處于收繩狀態(tài)，所述第二卷揚機構(gòu)(102)處于放繩狀態(tài)時，所述第一驅(qū)動機構(gòu)(202)用于接收所述主控單元(201)發(fā)出的第一控制信號，并根據(jù)所述第一控制信號控制所述第一卷揚機構(gòu)(101)的電機的轉(zhuǎn)速，以使得所述第一卷揚機構(gòu)(101)的當(dāng)前收繩速度為設(shè)定速度，所述第二驅(qū)動機構(gòu)(203)用于接收所述主控單元(201)發(fā)出的第二控制信號，并根據(jù)所述第二控制信號控制所述第二卷揚機構(gòu)(102)的電機的轉(zhuǎn)速，以使得所述鋼絲繩(104)的拉力大小為第一設(shè)定拉力值，進(jìn)而使得所述第一卷揚機構(gòu)(101)和所述第二卷揚機構(gòu)(102)工作于預(yù)定狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的試驗系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制裝置(103)包括第一位置檢測機構(gòu)(204)和第二位置檢測機構(gòu)(205)，所述第一位置檢測機構(gòu)(204)和所述第二位置檢測機構(gòu)(205)均與所述主控單元(201)連接，所述第一卷揚機構(gòu)(101)與所述第一位置檢測機構(gòu)(204)連接，所述第二卷揚機構(gòu)(102)與所述第二位置檢測機構(gòu)(205)連接； 所述第一位置檢測機構(gòu)(204)用于獲取所述第一卷揚機構(gòu)(101)的電機的轉(zhuǎn)動位置信息，并將所述第一卷揚機構(gòu)(101)的電機的所述轉(zhuǎn)動位置信息反饋給所述主控單元(201)，所述主控單元(201)用于根據(jù)所述第一卷揚機構(gòu)(101)的電機的所述轉(zhuǎn)動位置信息獲取所述第一卷揚機構(gòu)(101)的當(dāng)前收繩速度，并判斷所述第一卷揚機構(gòu)(101)的所述當(dāng)前收繩速度與所述設(shè)定速度是否相等，當(dāng)判斷為不相等時產(chǎn)生所述第一控制信號，所述主控單元(201)還用于根據(jù)所述第一卷揚機構(gòu)(101)的電機的所述轉(zhuǎn)動位置信息控制所述第一卷揚機構(gòu)(101)的電機的轉(zhuǎn)動方向，所述第二位置檢測機構(gòu)(205)用于獲取所述第二卷揚機構(gòu)(102)的電機的轉(zhuǎn)動位置信息，并將所述第二卷揚機構(gòu)(102)的電機的所述轉(zhuǎn)動位置信息發(fā)送給所述主控單元(201)，所述主控單元(201)根據(jù)所述第二卷揚機構(gòu)(102)的電機的所述轉(zhuǎn)動位置信息控制所述第二卷揚機構(gòu)(102)的電機的轉(zhuǎn)動方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置(103)包括拉力檢測機構(gòu)(206)，與所述主控單元(201)連接，用于獲取所述鋼絲繩(104)的當(dāng)前拉力大小，并將所獲取的所述鋼絲繩(104)的當(dāng)前拉力大小反饋給所述主控單元(201)，所述主控單元(201)用于判斷所述鋼絲繩(104)的當(dāng)前拉力大小與所述第一設(shè)定拉力值是否相等，并在判斷所述鋼絲繩(104)的當(dāng)前拉力大小與所述第一設(shè)定拉力值不相等時產(chǎn)生所述第二控制信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的試驗系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一驅(qū)動機構(gòu)(202)與所述第二驅(qū)動機構(gòu)(203)電連接，以使得處于放繩狀態(tài)的所述第二卷揚機構(gòu)(102)產(chǎn)生的電能通過所述第二驅(qū)動機構(gòu)(203)輸出給所述第一驅(qū)動機構(gòu)(202)，以通過所述第一驅(qū)動機構(gòu)(202)對處于收繩狀態(tài)的所述第一卷揚機構(gòu)(101)進(jìn)行供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述試驗系統(tǒng)還包括: 電源控制機構(gòu)(209)，所述電源控制機構(gòu)(209)與外界供電電源連接，且與所述第一驅(qū)動機構(gòu)(202)和所述第二驅(qū)動機構(gòu)(203)連接，用于將外界供電電源所提供的電壓轉(zhuǎn)換為所述第一卷揚機構(gòu)(101)和所述第二卷揚機構(gòu)(102)所需的工作電壓，并將處于放繩狀態(tài)的所述第二卷揚機構(gòu)(102)所產(chǎn)生的電能輸出給所述外界供電電源。
7.根據(jù)權(quán)利 要求2所述的試驗系統(tǒng)，其特征在于， 所述主控單元(201)還用于向所述第一驅(qū)動機構(gòu)(202)和所述第二驅(qū)動機構(gòu)(203)發(fā)出第三控制信號，以在所述主控單元(201)、第一驅(qū)動機構(gòu)(202)或第二驅(qū)動機構(gòu)(203)發(fā)生故障時控制所述第一驅(qū)動機構(gòu)(202)和所述第二驅(qū)動機構(gòu)(203)停止工作，進(jìn)而控制所述第一卷揚機構(gòu)(101)和第二卷揚機構(gòu)(102)停止工作。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的試驗系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制裝置(103)還包括控制開關(guān)(211)，所述控制開關(guān)(211)連接在外界供電電源的輸出端與所述第一驅(qū)動機構(gòu)(202)、所述第二驅(qū)動機構(gòu)(203)的電源輸入端之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述試驗系統(tǒng)還包括: 張緊機構(gòu)(107)，所述張緊機構(gòu)(107)設(shè)置于所述鋼絲繩(104)和所述塔架(106)遠(yuǎn)離所述底座(105)的一端之間，以在所述第一卷揚機構(gòu)(101)和所述第二卷揚機構(gòu)(102)停止工作時使所述鋼絲繩(104)的拉力值為第二設(shè)定拉力值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的試驗系統(tǒng)，其特征在于， 所述張緊機構(gòu)(107)為彈簧，所述彈簧的一端固定在所述塔架(106)上，另一端與所述鋼絲繩(104)接觸，在所述第一卷揚機構(gòu)(101)和所述第二卷揚機構(gòu)(102)工作的過程中所述彈簧處于壓縮狀態(tài)，以在所述第一卷揚機構(gòu)(101)和所述第二卷揚機構(gòu)(102)停止工作時對所述鋼絲繩(104)產(chǎn)生彈力，進(jìn)而使得在所述第一卷揚機構(gòu)(101)和所述第二卷揚機構(gòu)(102)停止工作時所述鋼絲繩(104)的拉力大小為第二設(shè)定拉力值。
11.一種卷揚機構(gòu)的試驗方法，其特征在于，包括: 使固定在試驗系統(tǒng)的底座(105)上的塔架(106)的長度方向與地面平行，并將試驗系統(tǒng)的第一卷揚機構(gòu)(101)和第二卷揚機構(gòu)(102)分別固定在所述底座(105)的兩側(cè)； 將試驗系統(tǒng)的鋼絲繩(104)的一端與所述第一卷揚機構(gòu)(101)連接，所述鋼絲繩(104)的另一端繞過所述塔架(106)與所述第二卷揚機構(gòu)(102)連接； 將試驗系統(tǒng)的控制裝置(103)連接所述第一卷揚機構(gòu)(101)和所述第二卷揚機構(gòu)(102)，以使所述控制裝置(103)在試驗過程中控制所述第一卷揚機構(gòu)(101)和所述第二卷揚機構(gòu)(102)工作于預(yù)定狀態(tài)，并且所述第一卷揚機構(gòu)(101)和所述第二卷揚機構(gòu)(102)中的一個處于收繩狀態(tài)，另外一個處于放繩狀態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的試驗方法，其特征在于， 所述將試驗系統(tǒng)的控制裝置(103)連接所述第一卷揚機構(gòu)(101)和所述第二卷揚機構(gòu)(102)的步驟包括: 將所述控制裝置(103)的第一驅(qū)動機構(gòu)(202)和第二驅(qū)動機構(gòu)(203)均與所述控制裝置(103)的主控單元(201)連接，將所述第一驅(qū)動機構(gòu)(202)與所述第一卷揚機構(gòu)(101)連接，所述第二驅(qū)動機構(gòu)(203)與所述第二卷揚機構(gòu)(102)連接，以在所述第一卷揚機構(gòu)(101)處于收繩狀態(tài)，所述第二卷揚機構(gòu)(102)處于放繩狀態(tài)時，所述第一驅(qū)動機構(gòu)(202)接收所述主控單元(201)發(fā)出的第一控制信號，并根據(jù)所述第一控制信號控制所述第一卷揚機構(gòu)(101)的電機的轉(zhuǎn)速，以使得所述第一卷揚機構(gòu)(101)的當(dāng)前收繩速度為設(shè)定速度，所述第二驅(qū)動機構(gòu)(203)接收所述主控單元(201)發(fā)出的第二控制信號，并根據(jù)所述第二控制信號控制所述第二卷揚機構(gòu)(102)的電機的轉(zhuǎn)速，以使得所述鋼絲繩(104)的拉力大小為第一設(shè)定拉力值，進(jìn)而使得所述第一卷揚機構(gòu)(101)和所述第二卷揚機構(gòu)(102)工作于預(yù)定狀態(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的試驗方法，其特征在于， 所述將試驗系統(tǒng)的控制裝置(103)連接所述第一卷揚機構(gòu)(101)和所述第二卷揚機構(gòu)(102)的步驟包括: 將所述控制裝置(103)的第一位置檢測機構(gòu)(204)和第二位置檢測機構(gòu)(205)均與所述主控單元(201)連接； 將所述第一位置檢測機構(gòu)(204)與所述第一卷揚機構(gòu)(101)連接，以使所述第一位置檢測機構(gòu)(204)獲取所述第一卷揚機構(gòu)(101)的電機的轉(zhuǎn)動位置信息，并將所述第一卷揚機構(gòu)(101)的電機的所述轉(zhuǎn)動位置信息反饋給所述主控單元(201)，進(jìn)而使得所述主控單元(201)根據(jù)所述第一卷揚機構(gòu)(101)的電機的所述轉(zhuǎn)動位置信息獲取所述第一卷揚機構(gòu)(101)的當(dāng)前收繩速度以及控制所述第一卷揚機構(gòu)(101)的電機的轉(zhuǎn)動方向，并判斷所述第一卷揚機構(gòu)(101)的當(dāng)前收繩速度與所述設(shè)定速度是否相等，當(dāng)判斷為不相等時產(chǎn)生所述第一控制信號； 將所述第二位置檢測機構(gòu)(205)與所述第二卷揚機構(gòu)(102)連接，以使所述第二位置檢測機構(gòu)(205)獲取所述第二卷揚機構(gòu)(102)的電機的轉(zhuǎn)動位置信息，并將所述第二卷揚機構(gòu)(102)的電機的轉(zhuǎn)動位置信息反饋給所述主控單元(201)，進(jìn)而使得所述主控單元(201)根據(jù)所述第二卷揚機構(gòu)(102)的電機的所述轉(zhuǎn)動位置信息控制所述第二卷揚機構(gòu)(102)的電機的轉(zhuǎn)動方向。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的試驗方法，其特征在于， 所述將試驗系統(tǒng)的鋼絲繩(104)的一端與所述第一卷揚機構(gòu)(101)連接，所述鋼絲繩(104)的另一端繞過所述塔架(106)與所述第二卷揚機構(gòu)(102)連接的步驟包括: 將試驗系統(tǒng)的鋼絲繩(104)的一端與所述第一卷揚機構(gòu)(101)連接，所述鋼絲繩(104)的另一端連接所述控制裝置(103)的拉力檢測機構(gòu)(206)后并繞過所述塔架(106)與所述第二卷揚機構(gòu)(102)連接，以使所述拉力檢測機構(gòu)(206)獲取所述鋼絲繩(104)的拉力大小; 所述將試驗系統(tǒng)的控制裝置(103)連接所述第一卷揚機構(gòu)(101)和所述第二卷揚機構(gòu)(102)的步驟之后包括: 將所述拉力檢測機構(gòu)(206)與所述主控單元(201)連接，以使得所述拉力檢測機構(gòu)(206)將所述鋼絲繩(104)的拉力大小反饋給所述主控單元(201)，進(jìn)而使所述主控單元(201)判斷所述鋼絲繩(104)的拉力大小與所述第一設(shè)定拉力值是否相等，并在判斷所述鋼絲繩(104)的當(dāng)前拉力大小與所述第一設(shè)定拉力值不相等時產(chǎn)生所述第二控制信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的試驗方法，其特征在于， 所述將試驗系統(tǒng)的控制裝置(103)連接所述第一卷揚機構(gòu)(101)和所述第二卷揚機構(gòu)(102)的步驟之后包括: 將所述第一驅(qū)動機構(gòu)(202)與所述第二驅(qū)動機構(gòu)(203)電連接，以使得處于放繩狀態(tài)的所述第二卷揚機構(gòu)(102)產(chǎn)生的電能通過所述第二驅(qū)動機構(gòu)(203)輸出給所述第一驅(qū)動機構(gòu)(202)，并通過所述第一驅(qū)動機構(gòu)(202)對處于收繩狀態(tài)的所述第一卷揚機構(gòu)(101)進(jìn)行供電。
【文檔編號】G01M99/00GK104034543SQ201410208426
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】黃捷, 劉之安, 李宇力, 陶澤安, 李偉 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司