本實用新型屬于門機抓斗技術領域，尤其是涉及一種散貨門機抓斗抓取量實時控制系統(tǒng)。

背景技術：

利用技術手段保證生產作業(yè)安全，提高船舶接卸效率，更好的服務于生產一直是港口碼頭公司技術部門研究的重點。隨著公司作業(yè)量的不斷增加，接卸貨物的種類也越來越多。目前我公司門機額定起重量為40t，接卸的貨物比重基本在1.9-2.8之間，接卸不同比重貨物的生產作業(yè)效率也不同，產生這種現(xiàn)象的原因主要有以下幾點：

1、一般來說，接卸比重較低的貨類接卸效率比較高。在接卸比重較低的貨類時，通常選用大斗容的輕型抓斗。抓取貨物時，滿斗的重量基本上也在40t以下，對門機司機操作技術要求較低。操作水平相對較高的司機與操作水平相對較低的司機作業(yè)效率相差不大。

2、接卸比重較高的貨類。在接卸比重較高的貨類時，選用小斗容的抓斗時，會造成即使抓斗抓滿貨物，重量也達不到40t，浪費了門機的作業(yè)能力。而選用大斗容的抓斗抓取時，抓斗滿載時總重量會超出門機的最大作業(yè)負荷，造成超載現(xiàn)象。門機司機只能重新打開抓斗，使部分貨漏出，再重新閉斗。這個重新開閉斗的過程，造成了時間上的浪費，降低了作業(yè)效率。但是，操作水平高的門機司機可以根據(jù)抓取過程中的抓斗的閉合程度及司機室內的重量顯示來人為控制抓斗的抓取量，使抓取量基本保持在40t，避免了重新開閉斗的過程，保證了作業(yè)效率。所以接卸比重較高的貨類，對門機司機操作技術要求較高。操作水平相對較高的司機作業(yè)效率比操作水平相對較低的司機作業(yè)效率要高。

根據(jù)以上的分析，在接卸比重較高的貨物時，提高作業(yè)效率有以下幾種方法：

1、儲存大量各種不同斗容的抓斗，每種比重的貨物都有適合的抓斗。

2、所有門機司機的操作水平都很高。接卸比重較高的貨物時，仍選用大斗容的抓斗，依靠司機的個人操作保證作業(yè)效率。

但是以上兩種方法在當前條件下均無法實現(xiàn)。首先無論是從經濟上還是從管理上都無法滿足制作、存放大量的抓斗。其次操作水平高的門機司機畢竟是少數(shù)，不可能每個司機都達到一個很高的水平。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型旨在提出一種散貨門機抓斗抓取量實時控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)在接卸比重較高的貨物時，利用電控系統(tǒng)來輔助司機控制抓斗的抓取量，使得抓斗的抓取量基本保持在同一重量范圍內，避免了重新開閉抓斗的過程，保證了作業(yè)效率。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種散貨門機抓斗抓取量實時控制系統(tǒng)，包括PLC控制器、電位調節(jié)旋鈕、動力裝置、支持繩卷軸、開閉繩卷軸、支持繩、開閉繩和抓斗；

所述PLC控制器分別與所述電位調節(jié)旋鈕和動力裝置信號連接，所述PLC控制器接收所述電位調節(jié)旋鈕的電位信號，對該電位信號分析處理后，根據(jù)該電位信號的大小調整動力裝置的力矩輸出大??；

所述動力裝置包括支持繩動力裝置和開閉繩動力裝置；

所述支持繩動力裝置與所述支持繩卷軸傳動連接，所述支持繩的上端固定在所述支持繩卷軸上，下端與所述抓斗固定連接；

所述開閉繩動力裝置與所述開閉繩卷軸傳動連接，所述開閉繩的上端固定在所述開閉繩卷軸上，下端與所述抓斗配合固定；

進一步的，所述散貨門機抓斗抓取量實時控制系統(tǒng)還包括支持繩抱死機構，所述支持繩抱死機構固定在所述支持繩卷軸與抓斗之間，并與所述支持繩配合安裝。

進一步的，所述散貨門機抓斗抓取量實時控制系統(tǒng)還包括重力傳感器，所述重力傳感器固定在所述抓斗的下底面上，并與所述PLC控制器信號連接。

進一步的，所述散貨門機抓斗抓取量實時控制系統(tǒng)還包括顯示器，所述顯示器與所述PLC控制器信號連接。

進一步的，所述散貨門機抓斗抓取量實時控制系統(tǒng)還包括距離傳感器，所述距離傳感器固定在所述抓斗的底端，并與所述PLC控制器信號連接。

進一步的，所述距離傳感器有多個，該多個距離傳感器在所述抓斗的底端排列成一列。

進一步的，所述支持繩動力裝置包括支持繩變頻器、支持繩電機和支持繩減速機，所述支持繩變頻器與所述支持繩電機電連接，所述支持繩電機與所述支持繩減速機電連接，所述支持繩減速機與所述支持繩卷軸傳動連接。

進一步的，所述開閉繩動力裝置包括開閉繩變頻器、開閉繩電機和開閉繩減速機，所述開閉繩變頻器與所述開閉繩電機電連接，所述開閉繩電機與所述開閉繩減速機電連接，所述開閉繩減速機與所述開閉繩卷軸傳動連接。

一種散貨門機抓斗抓取量實時控制方法，包括以下步驟：

(1)PLC控制器向動力裝置輸出控制信號，動力裝置帶動抓斗勻速下降至L高度；

(2)PLC控制器向動力裝置輸出控制信號，動力裝置帶動抓斗減速下降直至停止；

(3)PLC控制器向開閉繩動力裝置輸出控制信號，開閉繩動力裝置帶動抓斗全速閉合，同時PLC控制器向支持繩動力裝置輸出控制信號，支持繩動力裝置調整輸出力矩，并帶動抓斗調整抓取深度；

(4)PLC控制器向動力裝置輸出控制信號，動力裝置帶動抓斗上升。

進一步的，所述步驟(1)還包括抓斗水平移動過程，PLC控制器向動力裝置輸出轉向命令，動力裝置帶動門機轉向，料斗移至貨垛正上方時停止。

進一步的，所述步驟(1)還包括抓斗打開過程：

PLC控制器向開閉繩動力裝置輸出控制指令，開閉繩動力裝置帶動開閉繩全速下降，同時支持繩不動。

進一步的，所述步驟(1)中的L高度通過電機向PLC控制器反饋的輸出力矩信息確定。

進一步的，所述步驟(1)中的L高度通過抓斗下端的距離傳感器測量到的抓斗下端到貨垛上端的距離信息確定，距離傳感器將距離信號輸送至PLC控制器。

進一步的，所述步驟(3)中的支持繩動力裝置調整輸出力矩為支持繩動力裝置增加輸出力矩，增加支持繩輸出力矩，減少抓斗抓取的深度，進而減少抓斗的抓取量。

進一步的，所述步驟(3)中的力矩增加指令通過電位調節(jié)旋鈕控制，電位調節(jié)旋鈕通過旋轉向PLC控制器輸出不同電位信號，PLC控制器通過電位調節(jié)旋鈕的電位信號計算支持繩動力裝置應增加的力矩參數(shù)，并向支持繩動力裝置輸出力矩增加指令及力矩增加參數(shù)。

相對于現(xiàn)有技術，本實用新型所述的散貨門機抓斗抓取量實時控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：

(1)本實用新型所述的散貨門機抓斗抓取量實時控制系統(tǒng)，可以減少儲備抓斗的種類和數(shù)量，實現(xiàn)只利用一種斗容的抓斗來滿足作業(yè)不同貨類的需要。降低了抓斗的采購、儲存、維修、管理的成本，同時也消除了部分危險源，降低了安全風險。

(2)本實用新型所述的散貨門機抓斗抓取量實時控制系統(tǒng)，相比當前主要依靠司機的個人技術和操作經驗來控制抓斗的抓取量，降低了對門機司機技術和經驗的要求，本實用新型輔助不同的司機都以同一種標準的方式作業(yè)，操作水平較低的司機在本實用新型輔助下的作業(yè)效率基本上可以達到或超過平均作業(yè)效率。

(3)本實用新型所述的散貨門機抓斗抓取量實時控制系統(tǒng)，操作簡單，轉換方便，在作業(yè)某種貨物時，不同的作業(yè)位置或階段對抓斗斗容的要求也有所不同，如在作業(yè)過程中更換抓斗則需要裝卸工人拆裝、叉車運輸?shù)?，大約用時10分鐘，而利用此方式控制抓取量只需司機轉動開關即可，同樣提高了作業(yè)效率。

附圖說明

構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為本實用新型實施例所述的散貨門機抓斗抓取量實時控制方法流程示意圖；

圖2為本實用新型實施例所述的散貨門機抓斗抓取量實時控制系統(tǒng)原理示意圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。

如圖1所示，一種散貨門機抓斗抓取量實時控制方法，包括以下步驟：

(1)PLC控制器向動力裝置輸出控制信號，動力裝置帶動抓斗勻速下降至L高度；

(2)PLC控制器向動力裝置輸出控制信號，動力裝置帶動抓斗減速下降直至停止；

(3)PLC控制器向開閉繩動力裝置輸出控制信號，開閉繩動力裝置帶動抓斗全速閉合，同時PLC控制器向支持繩動力裝置輸出控制信號，支持繩動力裝置調整輸出力矩，并帶動抓斗調整抓取深度；

(4)PLC控制器向動力裝置輸出控制信號，動力裝置帶動抓斗上升。

步驟(1)還包括抓斗水平移動過程，PLC控制器向動力裝置輸出轉向命令，動力裝置帶動門機轉向，料斗移至貨垛正上方時停止。

步驟(1)中還包括抓斗打開過程：

PLC控制器向開閉繩動力裝置輸出控制指令，開閉繩動力裝置帶動開閉繩全速下降，同時支持繩不動，此時支持繩由支持繩抱死機構抱死。

步驟(1)中的L高度通過電機向PLC控制器反饋的輸出力矩信息確定。

步驟(1)中的L高度通過抓斗下端的距離傳感器測量到的抓斗下端到貨垛上端的距離信息確定，距離傳感器將距離信號輸送至PLC控制器。

步驟(3)中的力矩調整指令為力矩增加指令，增加支持繩輸出力矩，減少抓斗抓取的深度，進而減少抓斗的抓取量。

步驟(3)中的力矩增加指令通過電位調節(jié)旋鈕控制，電位調節(jié)旋鈕通過旋轉向PLC控制器輸出不同電位信號，PLC控制器通過電位調節(jié)旋鈕的電位信號計算支持繩動力裝置應增加的力矩參數(shù)，并向支持繩動力裝置輸出力矩增加指令及力矩增加參數(shù)。

如圖2所示，本實用新型所述的一種散貨門機抓斗抓取量實時控制系統(tǒng)，包括PLC控制器、電位調節(jié)旋鈕、動力裝置、支持繩卷軸、開閉繩卷軸、支持繩、開閉繩和抓斗；

PLC控制器分別與電位調節(jié)旋鈕和動力裝置信號連接，PLC控制器接收電位調節(jié)旋鈕的電位信號，對該電位信號分析處理后，根據(jù)該電位信號的大小調整動力裝置的力矩輸出大?。?/p>

動力裝置包括支持繩動力裝置和開閉繩動力裝置；

支持繩動力裝置與支持繩卷軸傳動連接，支持繩的上端固定在支持繩卷軸上，下端與抓斗固定連接；

開閉繩動力裝置與開閉繩卷軸傳動連接，開閉繩的上端固定在開閉繩卷軸上，下端與抓斗配合固定；

散貨門機抓斗抓取量實時控制系統(tǒng)還包括支持繩抱死機構，支持繩抱死機構固定在支持繩卷軸與抓斗之間，并與支持繩配合安裝。

散貨門機抓斗抓取量實時控制系統(tǒng)還包括重力傳感器，重力傳感器固定在抓斗的下底面上，并與PLC控制器信號連接。

散貨門機抓斗抓取量實時控制系統(tǒng)還包括顯示器，顯示器與PLC控制器信號連接。

散貨門機抓斗抓取量實時控制系統(tǒng)還包括距離傳感器，距離傳感器固定在抓斗的底端，并與PLC控制器信號連接。

距離傳感器有多個，該多個距離傳感器在抓斗的底端排列成一列。

支持繩動力裝置包括支持繩變頻器、支持繩電機和支持繩減速機，支持繩變頻器與支持繩電機電連接，支持繩電機與支持繩減速機電連接，支持繩減速機與支持繩卷軸傳動連接。

開閉繩動力裝置包括開閉繩變頻器、開閉繩電機和開閉繩減速機，開閉繩變頻器與開閉繩電機電連接，開閉繩電機與開閉繩減速機電連接，開閉繩減速機與開閉繩卷軸傳動連接。

港口碼頭散貨門機的抓取量基本保持在40t，超負荷運載會對門機自身產生損害，不利于人機的安全，操作水平較高的司機，需精力高度集中，實現(xiàn)散貨門機抓斗重量的精確控制，加大了司機的勞動強度。

以一般的散貨門機為例，抓斗抓取貨物時各機構的運行如下：

(1)抓斗打開：開閉繩全速下降，支持機構不動，抓斗打開。

(2)抓斗下降至貨垛：當抓斗降至貨垛，開閉、支持機構停止，此時支持繩和開閉繩的4根繩都處于松弛狀態(tài)。

(3)抓斗閉合：抓斗閉合時(開始抓取貨物)，開閉繩全速閉斗，支持繩輸出恒定力矩(此力矩不可調，目的是保持繩子不會太松，整體重量基本上還是由開閉繩承擔)。抓斗閉合后，開閉支持繩一起上升。

分析上述過程，抓斗在抓取貨物時(即抓斗閉合時)，電氣系統(tǒng)可通過改變各機構的運行，來達到控制抓取量的目的。

本實用新型在控制方面主要作出了以下三個方面的改進：

(1)在抓斗下降直至貨垛的過程中，使每次抓斗降至貨垛時支持繩和開閉繩的4根鋼絲繩的松緊狀態(tài)基本一樣，也就是確保每次抓斗開始抓取貨物時，其起始狀態(tài)基本上都是相同的。原因在于：在門機作業(yè)過程中，每次抓斗降至貨垛時，4根鋼絲繩的松緊狀態(tài)與前一次都不一樣，這造成了每次抓斗抓取貨物時，起始狀態(tài)都不一樣，即便后續(xù)的控制方式相同，抓取量也不相同。

(2)抓斗開始閉合時(開始抓取貨物)，開閉繩全速閉斗，改變支持繩輸出力矩，同時增加支持繩輸出力矩，減少抓斗的挖取深度，從而減少抓斗的抓取量。

(3)當抓斗閉合到一定程度時，控制支持電機制動器動作，即支持繩抱死機構將支持繩抱死，支持繩力矩不再改變，直到抓斗完全閉合。作用在于保證每次抓斗從支持制動器制動開始到完全閉合的過程基本上一樣，減小每次抓取量的誤差。

本實用新型通過在PLC控制器上加裝一個端子排提供模擬量輸入接口，利用門機司機室聯(lián)動臺的預留位，加裝一個電位調節(jié)旋鈕來輸出模擬量，通過電位調節(jié)旋鈕向PLC控制器輸出電位信號的大小調節(jié)支持繩輸出力矩，范圍為0％～40％。

本實用新型的工作過程為：

(1)抓斗打開：開閉繩全速下降，支持機構不動，抓斗打開。

(2)抓斗下降至貨垛：當抓斗以一定速度勻速下降一段時間時，通過變頻器輸出電流檢測動力裝置輸出力矩或者通過距離傳感器監(jiān)測抓斗下端到貨垛上端的距離，當?shù)竭_一定力矩或一定距離時，PLC控制器控制動力裝置自動減速直到停止以保證每次抓斗降至貨垛時，支持繩和開閉繩的松緊狀態(tài)基本一樣。在實際作業(yè)中，抓斗每次抓取的位置是船上的指揮手決定的。在這個過程中，位置經常需要調整，導致抓斗經常減速或加速，每次落在貨垛上的速度都不同。在這種情況下，使得每次通過系統(tǒng)控制動力裝置自動減速直到停止時，4根鋼絲繩的松緊狀態(tài)都不一樣。所以為保證每次抓斗落在貨垛上的速度都一樣，必須檢測抓斗是否是以一定速度勻速下降了一段時間，若是，則系統(tǒng)運行，若不是，則此次抓取系統(tǒng)不運行。

(3)抓斗閉合：抓斗閉合時(開始抓取貨物)，開閉繩全速閉斗，支持繩根據(jù)司機室聯(lián)動臺上的電位調節(jié)旋鈕的設置來輸出力矩。旋鈕的設置是司機根據(jù)貨物的比重、自己的操作習慣以及作業(yè)過程中來不斷調整的。例如，當出現(xiàn)重新開閉斗現(xiàn)象時，司機可以調節(jié)旋鈕增大支持繩輸出力矩，減少抓斗的挖取深度，從而減少抓斗的抓取量。反之亦然。當抓斗閉合到一定程度時，控制支持繩抱死機構動作，制動支持鋼絲繩直到抓斗完全閉合。這個步驟主要是檢測重量傳感器的信號，當?shù)竭_一定的重量時，支持繩抱死機構自動開始制動。抓斗閉合后，開閉支持繩一起上升。

相比傳統(tǒng)的根據(jù)貨類比重的不同選擇不同斗容的抓斗，本實用新型可以減少儲備抓斗的種類和數(shù)量，實現(xiàn)只利用一種斗容的抓斗來滿足作業(yè)不同貨類的需要，降低了抓斗的采購、儲存、維修、管理的成本，同時也消除了部分危險源，降低了安全風險；

相比當前主要依靠司機的個人技術和操作經驗來控制抓斗的抓取量，本實用新型的運行可以降低對門機司機技術和經驗的要求，此項目可以輔助不同的司機都以同一種標準的方式作業(yè)，操作水平較低的司機在輔助下的作業(yè)效率基本上可以達到或超過平均作業(yè)效率；

本實用新型操作簡單，轉換方便，在作業(yè)某種貨物時，不同的作業(yè)位置或階段對抓斗斗容的要求也有所不同，如在作業(yè)過程中更換抓斗則需要裝卸工人拆裝、叉車運輸?shù)?，大約用時10分鐘，而利用此方式控制抓取量只需司機轉動開關即可，同樣提高了作業(yè)效率。

同時本實用新型還節(jié)約了不同斗容抓斗的研發(fā)、制造、管理成本。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。