一种磁悬浮塔吊系统及其控制方法与流程

专利2026-07-20  5


本申请涉及建筑设备,尤其涉及一种磁悬浮塔吊系统及其控制方法。


背景技术:

1、在建筑施工中,塔吊是一种重要的起重设备,主要用于吊装和运输建筑材料。然而,传统的塔吊在工作过程中,由于受到风力、震动等因素的影响,其定位精度和运行效率存在一定的问题,上述问题不仅影响了施工进度,也增加了施工成本。


技术实现思路

1、本申请实施例的主要目的在于提出一种磁悬浮塔吊系统及其控制方法,以提高塔吊的定位精度和运行效率。

2、为实现上述目的,本申请实施例的一方面提出了一种磁悬浮塔吊系统,所述塔吊系统包括塔吊主体、磁悬浮系统以及控制系统;

3、其中,所述塔吊主体包括塔身、升降机构以及吊装机构,所述升降机构用于控制塔吊主体的升降,所述吊装机构用于吊装和运输物料;

4、所述磁悬浮系统包括磁悬浮轨道和磁悬浮模块,所述磁悬浮轨道固定于地面上,所述磁悬浮模块设置于所述塔吊主体上;所述磁悬浮系统用于使所述塔吊主体悬浮在空中;

5、所述控制系统包括控制器和驱动器,所述控制器用于控制所述驱动器驱动所述磁悬浮模块。

6、在一些实施例中,所述塔身包括电梯、步梯以及操作室;

7、所述升降机构液压驱动或电动驱动;所述升降机构包括升降马达、减速器、卷筒以及钢丝绳;

8、所述吊装机构包括主臂、副臂、变幅油缸以及起重机;所述主臂固定于所述塔身上,所述副臂用于伸缩和转动,所述变幅油缸用于改变主臂和副臂的角度,所述起重机设置在所述副臂的末端,用于抓取并吊起物料。

9、在一些实施例中,所述磁悬浮轨道采用永磁材料制成,用于产生磁场,以使所述磁悬浮模块和所述塔吊主体悬浮在空中;

10、所述磁悬浮模块包括传感器和电磁铁;所述传感器用于检测所述磁悬浮模块与所述磁悬浮轨道之间的间隙,得到检测信号;所述控制器用于根据所述检测信号生成对应的控制信号,所述控制系统还包括功率放大器,所述功率放大器用于放大所述控制信号;所述驱动器用于根据放大后的所述控制信号驱动所述电磁铁产生对应的磁场,以使所述磁悬浮模块和所述塔吊主体悬浮在空中。

11、在一些实施例中,所述传感器包括电容式传感器、电感式传感器或光学式传感器中的至少之一。

12、在一些实施例中,所述传感器采用霍尔传感器,用于检测所述磁悬浮轨道产生磁场的磁场强度并生成对应的电压值;

13、所述控制器采用单片机,用于根据所述电压值获取所述磁悬浮模块的位置信息,并根据所述位置信息生成对应的所述控制信号,以使所述驱动器根据放大后的所述控制信号驱动所述电磁铁产生对应的磁场,并使所述磁悬浮模块和所述塔吊主体悬浮在空中。

14、在一些实施例中,所述控制器采用单片机;

15、所述驱动器采用直流无刷电机。

16、在一些实施例中,所述控制器采用pid控制算法、模糊逻辑控制算法或神经网络控制算法中的至少之一控制所述驱动器驱动所述磁悬浮模块。

17、在一些实施例中,所述塔吊系统还包括安全保护装置;

18、所述安全保护装置包括钢丝绳防脱槽装置、小车断绳保护装置、小车防断轴装置、起重臂终端缓冲装置或吊钩防钢丝绳脱钩装置中的至少之一。

19、在一些实施例中,所述塔吊系统还包括导磁部件;

20、所述导磁部件用于以机械驱动方式引导、增强或阻断所述磁悬浮系统的磁通量路径,以改变所述塔吊主体悬浮的位置;

21、或者,所述导磁部件用于以电磁控制方式引导、增强或阻断所述磁悬浮系统的磁通量路径,以改变所述塔吊主体悬浮的位置。

22、为实现上述目的,本申请实施例的另一方面提出了一种磁悬浮塔吊系统的控制方法,应用于如前述的一种磁悬浮塔吊系统,所述控制方法包括:

23、接收磁悬浮模块上设置的传感器检测到的检测信号;

24、生成与所述检测信号对应的控制信号;

25、通过功率放大器放大所述控制信号;

26、根据放大后的所述控制信号控制驱动器驱动磁悬浮模块,以使塔吊主体悬浮在空中。

27、为实现上述目的,本申请实施例的另一方面提出了一种磁悬浮塔吊系统的控制装置,所述控制装置包括:

28、信号接收单元,用于接收磁悬浮模块上设置的传感器检测到的检测信号;

29、信号生成单元,用于生成与所述检测信号对应的控制信号;

30、信号放大单元,用于通过功率放大器放大所述控制信号;

31、塔吊驱动单元,用于根据放大后的所述控制信号控制驱动器驱动磁悬浮模块,以使塔吊主体悬浮在空中。

32、为实现上述目的,本申请实施例的另一方面提出了一种电子设备,所述电子设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法。

33、为实现上述目的,本申请实施例的另一方面提出了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。

34、本申请实施例至少包括以下有益效果:

35、本申请的塔吊系统包括塔吊主体、磁悬浮系统以及控制系统;其中,塔吊主体包括塔身、升降机构以及吊装机构,升降机构用于控制塔吊主体的升降,吊装机构用于吊装和运输物料;磁悬浮系统包括磁悬浮轨道和磁悬浮模块,磁悬浮轨道固定于地面上,磁悬浮模块设置于塔吊主体上;磁悬浮系统用于使塔吊主体悬浮在空中;控制系统包括控制器和驱动器,控制器用于控制驱动器驱动磁悬浮模块。本申请通过磁悬浮系统使吊塔主体悬浮在空中,可以实现吊塔主体无接触、无摩擦地稳定悬浮、水平运动和垂直运动,大大提高了塔吊的定位精度和运行效率。同时,本申请的塔吊系统结构简单,易于实施,具有很高的实用价值。



技术特征:

1.一种磁悬浮塔吊系统,其特征在于,所述塔吊系统包括塔吊主体、磁悬浮系统以及控制系统;

2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮塔吊系统,其特征在于,所述塔身包括电梯、步梯以及操作室;

3.根据权利要求1所述的一种磁悬浮塔吊系统,其特征在于,所述磁悬浮轨道采用永磁材料制成,用于产生磁场,以使所述磁悬浮模块和所述塔吊主体悬浮在空中;

4.根据权利要求3所述的一种磁悬浮塔吊系统,其特征在于,所述传感器包括电容式传感器、电感式传感器或光学式传感器中的至少之一。

5.根据权利要求3所述的一种磁悬浮塔吊系统,其特征在于,所述传感器采用霍尔传感器,用于检测所述磁悬浮轨道产生磁场的磁场强度并生成对应的电压值;

6.根据权利要求1所述的一种磁悬浮塔吊系统,其特征在于,所述控制器采用单片机;

7.根据权利要求1所述的一种磁悬浮塔吊系统,其特征在于,所述控制器采用pid控制算法、模糊逻辑控制算法或神经网络控制算法中的至少之一控制所述驱动器驱动所述磁悬浮模块。

8.根据权利要求1所述的一种磁悬浮塔吊系统,其特征在于,所述塔吊系统还包括安全保护装置;

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种磁悬浮塔吊系统,其特征在于,所述塔吊系统还包括导磁部件;

10.一种磁悬浮塔吊系统的控制方法,其特征在于,应用于如权利要求1所述的一种磁悬浮塔吊系统,所述控制方法包括:


技术总结
本申请公开了一种磁悬浮塔吊系统及其控制方法,涉及建筑设备技术领域,塔吊系统包括塔吊主体、磁悬浮系统以及控制系统;其中,塔吊主体包括塔身、升降机构以及吊装机构,升降机构用于控制塔吊主体的升降,吊装机构用于吊装和运输物料;磁悬浮系统包括磁悬浮轨道和磁悬浮模块,磁悬浮轨道固定于地面上,磁悬浮模块设置于塔吊主体上;磁悬浮系统用于使塔吊主体悬浮在空中;控制系统包括控制器和驱动器,控制器用于控制驱动器驱动磁悬浮模块。通过磁悬浮系统使吊塔主体悬浮在空中,可实现吊塔主体无接触、无摩擦地稳定悬浮、水平运动和垂直运动,大大提高了塔吊的定位精度和运行效率。同时,塔吊系统结构简单,易于实施,具有很高的实用价值。

技术研发人员:刘明惠,梅志勇,夏雄杰,熊和金
受保护的技术使用者:武汉天之和科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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