航标维护中机械手和PLC控制系统的设计,机械工程论文

来源:本站2019-05-15199 次

   长江发源于世界屋脊青藏高原的唐古拉山脉各拉丹冬峰西南侧,于崇明岛以东注入东海,全长约6300公里,是世界第三长河流。

长江航线上标志船数量需求巨大,如果标志船的布设、检查和维护得不到及时、可靠的保障,将对航道整体的公共安全构成极大隐患。   目前,航标维护仍然处在以人力为主的阶段,与现代化、机械化、智能化的发展趋势有着一定的差距。 其中,人力工作量最大的主要有如下三方面:  、航标维护器材搬运。   维护航标时需要使用大量的航标维护器材,其中锚石和钢丝绳重量一般达数百斤,仅依靠人力搬运必须多人配合,跨船转运危险性极高。   、日常移标设标。   我局绞锚时均可使用绞盘进行作业,但抛设锚石时只能由船员将锚石搬至船边,再推入江中。

抛设过程中,人员必须于舷边作业,落水危险性极高。 且锚石抛投后,钢丝绳会以极快的速度被带入水中,船员遭受鞭打和绊脚带入水中的危险性极大。

  、锚缆缠绕物清除。   每到汛期,江面会出现大量成分复杂的漂浮物。

漂浮物在水流作用下极易与标志船钢丝绳缠绕在一起,不易清除,对标志船造成很大威胁,严重时可导致标志船移位甚至翻沉。

一直以来,长江沿线各航道处主要采用铁钩、镰刀、砍刀等传统工具清除缠绕的漂浮物,这种清除方式,不仅难度大、耗时长、效率低,而且劳动强度大、无法保证航道工人的自身安全。   针对以上问题,本文研究以多功能机械手进行辅助航道维护作业的解决办法及其控制系统设计。

   机械手具有抓力大、动作灵活、传动平稳、结构紧凑、安全可靠、可实现遥控操作及智能化监控等特点,在多个领域得到迅速发展和成功应用。

  基于漂浮缠绕物种类和性质的不确定性,结构简单或功能、动作单一的装置无法应对漂浮缠绕物的多样性,能够模仿手工作业的机械手,可以灵活的抓取各种缠绕物。

同时,高自由度的机械手在搬运物资方面比普通起重机械更为优秀,抓手抓取锚石或锚之后也可以很方便进行浮标定位。

综上所述,本文将机械手装置应用作为研制的总体思路。

  PLC控制系统,ProgrammableLogicController,可编程逻辑控制器,一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。

它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程,是机械手主流的控制系统。    综合考虑以上因素,机械手的设计方案采取三折臂加全回转型式,采用电动液压系统进行驱动,通过液压阀件实现过载保护和状态维持。   机械手的动作应包括整机全回转、变幅、折臂一、折臂二、抓手转动、抓手摆动、两瓣抓手开闭。

  根据方案设计确定的机械手七个基本动作,则机械手装置从原理上应包括装置基座、回转式液压马达及减速器、回转机座、基础臂、折臂一、折臂二、可开闭抓手、一只变幅油缸、两只折臂油缸、一只摆动油缸、一只抓手开闭油缸、抓手转动液压马达及减速器、液压泵站、电控箱、无线遥控器等组成。

   经液压系统分析、计算和选型,泵站电机选用Y112M4H()电机作为泵站动力源。

母船提供一路电制为3phAC380V50Hz的电源至装置星三角启动控制箱。 装置的机旁控制箱、电动机等用电设备均由启动控制箱供电。

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