一种吊装位姿调整机构及控制方法与流程

本发明涉及大型风力发电机组吊装装配，尤其是涉及一种吊装位姿调整机构及控制方法。

背景技术：

1、目前，大型风力发电机(风机)的塔筒、机舱、轮毂、扇叶等部件，主要通过起重机进行起吊装配。部件间的法兰面螺栓连接对装配精度要求极高，但在吊装过程中，受重力、风力以及起重机自身特性影响，法兰精准对接难度大，是装配作业的核心挑战。

2、完成高精度装配通常需要三个动作：构件垂直起升与下降；构件水平位置微调；构件绕竖直轴微小旋转，以实现法兰孔位对齐。

3、当前，绕竖直轴微小旋转完全依赖地面人员通过牵引绳人工拖拽完成，存在效率低、精度差、成本高、风险大等问题。因此，开发一种由起重机自主控制的吊装部件绕竖直轴微调机构，对提升吊装效率与精度至关重要。

技术实现思路

1、发明目的：为了克服背景技术的不足，本发明第一目的是提供一种吊装位姿调整机构；

2、第二目的是提供基于上述吊装位姿调整机构的吊装位姿调整控制方法。

3、技术方案：本发明所提供的吊装位姿调整机构，起重机上车部位通过主卷扬系统吊装被吊部件，包括：两组独立驱动的牵引单元、吊装托架、导向组件及牵引绳；所述主卷扬系统通过吊装托架竖直承载被吊部件，所述导向组件设于主卷扬系统的桁架臂上，所述牵引单元上设置牵引绳，所述牵引绳从牵引单元引出后经导向组件导向后连接至吊装托架；两组牵引单元对应的牵引绳分别连接至吊装托架的侧边的不同部位，通过收放对应的牵引绳，使吊装托架两侧产生牵引长度差，从而驱动吊装托架带动被吊部件绕竖直轴旋转。

4、进一步的，所述牵引单元设于起重机上车部位，包括驱动装置以及由驱动装置驱动的卷绕装置，所述牵引绳绕设于卷绕装置上。

5、进一步的，所述导向组件在桁架臂上对应每组牵引单元分别设置。

6、进一步的，所述导向组件为装配式定滑轮。

7、进一步的，所述导向组件与吊装托架的被牵引部位于同一水平位置。

8、进一步的，所述导向组件通过滑轨组件设置桁架臂上，根据需要灵活调整导向组件的位置。

9、相对应的，还提供了基于上述吊装位姿调整机构的吊装位姿调整控制方法，包括以下步骤：

10、s1、通过设置于吊装托架或被吊部件上的倾角传感器或惯性测量单元检测被吊部件绕竖直轴的当前旋转角度；通过设置于各牵引单元卷绕装置上的旋转编码器检测各牵引绳的当前收放长度；

11、s2、当起重设备的主卷扬系统带动被吊部件起升或变幅时，控制器向两组牵引单元发出相同的速度指令，同步收放对应的牵引绳，使被吊部件保持稳定姿态；

12、s3、当需要调整被吊部件绕竖直轴的角度时，向控制器输入目标旋转角度，控制器根据目标旋转角度计算所需的牵引绳长度差，并根据长度差分别向两组牵引单元发出指令，驱动两组牵引单元收放对应的牵引绳，使两侧牵引绳产生长度差，长度差产生扭矩并驱动吊装托架带动被吊部件绕竖直轴旋转。

13、进一步的，s2中所述控制器根据旋转编码器检测的牵引绳长度和倾角传感器检测的旋转角度进行闭环反馈调节，使被吊部件保持稳定姿态。

14、进一步的，s3中被吊部件在旋转过程中，所述倾角传感器实时检测当前旋转角度并反馈至控制器，控制器将当前旋转角度与目标旋转角度进行比较，根据比较结果动态调整向两组牵引单元发出的指令，直至被吊部件旋转至目标角度。

15、有益效果：与现有技术相比，本发明显著的优点为：通过两组独立驱动的牵引单元代替人工拖拽，实现被吊部件绕竖直轴的精准微小旋转；同时，通过与主钩的同步起落控制策略，确保调整过程平稳安全；并通过导向组件，优化力的传递与方向控制，最终解决现有技术精度差、效率低、风险高的问题。

1.一种吊装位姿调整机构，起重机上车部位通过主卷扬系统吊装被吊部件，其特征在于，包括：两组独立驱动的牵引单元（1）、吊装托架（2）、导向组件（3）及牵引绳（4）；所述主卷扬系统通过吊装托架（2）竖直承载被吊部件，所述导向组件（3）设于主卷扬系统的桁架臂（5）上，所述牵引单元（1）上设置牵引绳（4），所述牵引绳（4）从牵引单元引出后经导向组件（3）导向后连接至吊装托架（2）；两组牵引单元（1）对应的牵引绳（4）分别连接至吊装托架（2）的侧边的不同部位，通过收放对应的牵引绳（4），使吊装托架（2）两侧产生牵引长度差，从而驱动吊装托架（2）带动被吊部件绕竖直轴旋转。

2.根据权利要求1所述的吊装位姿调整机构，其特征在于：所述牵引单元（1）设于起重机上车部位，包括驱动装置以及由驱动装置驱动的卷绕装置，所述牵引绳（4）绕设于卷绕装置上。

3.根据权利要求1所述的吊装位姿调整机构，其特征在于：所述导向组件（3）在桁架臂（5）上对应每组牵引单元（1）分别设置。

4.根据权利要求1所述的吊装位姿调整机构，其特征在于：所述导向组件（3）为装配式定滑轮。

5.根据权利要求1所述的吊装位姿调整机构，其特征在于：所述导向组件（3）与吊装托架（2）的被牵引部位于同一水平位置。

6.根据权利要求1所述的吊装位姿调整机构，其特征在于：所述导向组件（3）通过滑轨组件设置桁架臂（5）上，根据需要灵活调整导向组件的位置。

7.基于权利要求1-5任一项所述吊装位姿调整机构的吊装位姿调整控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求6所述的吊装位姿调整控制方法，其特征在于，s2中所述控制器根据旋转编码器检测的牵引绳（4）长度和倾角传感器检测的旋转角度进行闭环反馈调节，使被吊部件保持稳定姿态。

9.根据权利要求6所述的吊装位姿调整控制方法，其特征在于，s3中被吊部件在旋转过程中，所述倾角传感器实时检测当前旋转角度并反馈至控制器，控制器将当前旋转角度与目标旋转角度进行比较，根据比较结果动态调整向两组牵引单元发出的指令，直至被吊部件旋转至目标角度。