一种有轨运动天车基于模态技术实现等时同步的方法与流程

本发明涉及一种有轨运动天车基于模态技术实现等时同步的方法，属于天车运动控制。

背景技术：

1、有轨运动小车广泛应用于物流、钢铁重工业、码头装卸、智能制造等领域。在物流行业的大型仓库中，天车用于货物的堆垛、分拣和转运。通过自动化控制系统，天车可精准将货物从入库区搬运至指定货架，并在出库时快速调取，实现全流程智能化管理；在港口物流中，天车（如门式起重机）承担集装箱的吊装任务，直接连接船舶与运输车辆，大幅缩短装卸时间，提升货物周转速度；在智能制造领域的汽车、电子、半导体等高端制造领域，智能天车实现物料在产线间的精准配送；在钢厂、冶金厂的钢铁重工业中，plc控制的双闭环天车系统可在钢卷库、废钢库等环境中全自动运行，作业率≥98%，有效避免人工操作的安全风险。

2、在一些特殊的转运大物件的工况场合下，有轨运动小车需要成对运行，且双车之间具有连杆，连杆长度恒定，连杆下部是钩头，钩头下面钩起挂具，挂具下面携带生产的物品，生产物品在不同的工位，有不同的处理工艺，物品在不同的工位有提起、降落、拉角度等动作工艺。当在不同工位物品提起、降落、拉角度等动作时，需要实时调节两车的中心距，把钢丝绳的垂度控制在安全的偏差范围之内。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题，本发明提供通过基于模态技术实现等时同步的方法，实现把钢丝绳的垂度控制在安全的偏差范围之内，有效防止钢丝绳拉脱导绳器、两车间距过小碰撞等出现的安全事故，具体技术方案如下：

2、一种有轨运动天车基于模态技术实现等时同步的方法，所述有轨运动天车包括a车和b车两个天车，两个天车安装在天车行走运行轨道上并通过驱动机构和行走机构在天车行走运行轨道上移动，所述a车和b车之间有连杆，连杆长度恒定，连杆下部是所述钩头，钩头能够实时升降；

3、有轨运动天车基于模态技术实现等时同步的方法是实时采集a车和b车两车钩头的当前位置数据，连杆长度为恒定值“l0”；

4、通过采集a车在轨道的当前位置，计算出a车距离中心的长度“l1”，通过采集a车钩头a的当前位置，计算出a车当前钢丝绳的长度“h1”；

5、通过采集b车在轨道的当前位置，计算出b车距离中心的长度“l2”，通过采集b车钩头b的当前位置，计算出b车当前钢丝绳的长度“h2”；

6、在标准状态下 l0=l1+l2；

7、通过h1和h2的差值，计算出钩头a和钩头的高度差△h，

8、当h1≥h2时，△h=h1-h2；当h1＜h2时，△h=h2-h1；

9、△a车表示a车调节的距离值，△b车表示b车调节的距离值，

10、l表示连杆在平面上投影的长度，则有公式：

11、

12、调节的窗口值即允许的偏差量为△l，根据生产实况由上位机设定；

13、当出现△h≠0，调节的要求是：l0-l1-l2≤△l；

14、通过实时采集两车在天车行走运行轨道（14）上的位置数据，将数据送入控制系统进行处理，计算得出高度差△h，按照预设的调节模式和调节策略，控制行走驱动电机驱动a车或b车或双车同时进行位置调整，实时调节两车的中心距，把钢丝绳的垂度控制在安全的偏差范围之内。

15、所述的有轨运动天车基于模态技术实现等时同步的方法，包括四种基本工况：第一种工况为a车钩头下降运行，第二种工况为a车钩头上升运行，第三种工况为b车钩头下降运行，第四种工况为b车钩头上升运行；每种工况下包含三种调节模式：a车调节、b车调节、a车与b车双车同时调节。

16、进一步，第一种工况为a车钩头下降运行：a车钩头下降运行时，分为三种调节方式：

17、设定调节模式为a车调节时，需要控制a车往前进方向运行，根据△h的变化，a车向前运行的位移为：；

18、设定调节模式为b车调节时，需要控制b车往后退方向运行,根据△h的变化，b车向前运行的位移为：；

19、设定调节模式为a车与b车双车调节时，需要控制a车往前进方向运行、b车往后退方向运行，根据△h的变化，a车、b车各自运行的位移为：

20、 , 。

21、进一步，第二种工况为a车钩头上升运行时，分为三种调节方式：

22、设定调节模式为a车调节时，需要控制a车往后退（远离中心点）方向运行，根据△h的变化，a车向后运行的位移为：；

23、设定调节模式为b车调节时，需要控制b车往前进（远离中心点）方向运行，根据△h的变化，b车向前运行的位移为：；

24、设定调节模式为a车与b车双车调节时，需要控制a车往后退（远离中心点）方向运行、b车往前进（远离中心点）方向运行，根据△h的变化，a车、b车各自运行的位移为：

25、  ， 。

26、进一步，第三种工况为b车钩头下降运行时，分为三种调节方式：

27、设定调节模式为a车调节时，需要控制a车往前进方向运行，根据△h的变化，a车向前运行的位移为：；

28、设定调节模式为b车调节时，需要控制b车往后退方向运行，根据△h的变化，b车向前运行的位移为：；

29、设定调节模式为a车与b车双车调节时，需要控制a车往前进方向运行、b车往后退方向运行，根据△h的变化，a车、b车各自运行的位移为：

30、  ，。

31、进一步，第四种工况为b车钩头上升运行时，分为三种调节方式：

32、设定调节模式为a车调节时，需要控制a车往后退（远离中心点）方向运行，根据△h的变化，a车向后运行的位移为：；

33、设定调节模式为b车调节时，需要控制b车往前进（远离中心点）方向运行，根据△h的变化，b车向前运行的位移为：；

34、设定调节模式为a车与b车双车调节时，需要控制a车往后退（远离中心点）方向运行、b车往前进（远离中心点）方向运行，根据△h的变化，a车、b车各自运行的位移为：

35、  ， 。

36、进一步，所述天车行走运行轨道上贴有数据码条，两个天车上均安装有行走定位读码器，用于读取轨道上的位置数据码条；两个天车上还有升降钢丝绳、钩头、升降驱动电机和用于实时检测钩头位置的升降定位编码器；所述连杆下部是所述钩头，两个天车的钩头下面钩起物品挂具；

37、每个天车的所述驱动机构包括行走驱动电机ⅰ和行走驱动电机ⅱ，所述行走机构包括行走轮ⅰ、行走轮ⅱ，所述行走定位读码器固定安装在天车机壳上方且位于轨道一侧，用于读取轨道上的位置数据码条；每个天车还包括天车取电器、天车电控箱、升降动滑轮和用于检测吊载物品重量的重量检测传感器。

38、相比较现有技术而言，本发明具有以下有益效果：本发明提供通过基于模态技术实现等时同步的方法，实时调整小车的行走位置，防止内拉或外拉生产事故和损坏小车，本发明实现把钢丝绳的垂度控制在安全的偏差范围之内，有效防止钢丝绳拉脱导绳器、两车间距过小碰撞等出现的安全事故。

1.一种有轨运动天车基于模态技术实现等时同步的方法，且特征在于，所述有轨运动天车包括a车和b车两个天车，两个天车安装在天车行走运行轨道（14）上并通过驱动机构和行走机构在天车行走运行轨道（14）上移动，所述a车和b车之间有连杆（15），连杆长度恒定，连杆下部是所述钩头（13），钩头能够实时升降；

2.根据权利要求1所述的有轨运动天车基于模态技术实现等时同步的方法，其特征在于，包括四种基本工况：第一种工况为a车钩头下降运行，第二种工况为a车钩头上升运行，第三种工况为b车钩头下降运行，第四种工况为b车钩头上升运行；每种工况下包含三种调节模式：a车调节、b车调节、a车与b车双车同时调节。

3.根据权利要求1所述的有轨运动天车基于模态技术实现等时同步的方法，其特征在于，第一种工况为a车钩头下降运行：a车钩头下降运行时，分为三种调节方式：

4.根据权利要求1所述的有轨运动天车基于模态技术实现等时同步的方法，其特征在于，第二种工况为a车钩头上升运行时，分为三种调节方式：

5.根据权利要求1所述的有轨运动天车基于模态技术实现等时同步的方法，其特征在于，第三种工况为b车钩头下降运行时，分为三种调节方式：

6.根据权利要求1所述的有轨运动天车基于模态技术实现等时同步的方法，其特征在于，第四种工况为b车钩头上升运行时，分为三种调节方式：

7.根据权利要求1所述的有轨运动天车基于模态技术实现等时同步的方法，其特征在于，其特征在于，所述天车行走运行轨道（14）上贴有数据码条，两个天车上均安装有行走定位读码器（3），用于读取轨道上的位置数据码条；两个天车上还有升降钢丝绳（8）、钩头（13）、升降驱动电机（5）和用于实时检测钩头位置的升降定位编码器（6）；所述连杆下部是所述钩头（13），两个天车的钩头下面钩起物品挂具（16）；