本发明属于对接设备三维可调，具体涉及一种基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊及控制方法。
背景技术：
1、龙门吊是指起重机械中吊取重物的装置，吊取物体时，为了提高物体吊取的稳定性，需要具有自动调平的功能。现阶段由于一些对接设备重心不居中，起吊后，容易造成对接设备倾斜。操作人员通过采取手拉葫芦或其他方式来调整对接设备的水平状态，待对接设备调整至水平状态后，方可进行下一步的吊装和对接工作。采用这种方法要求操作人员具备丰富的操作经验，并且该对接过程存在调整时间长，对接效率低、容易造成机械伤害、安全系数低等问题。并且吊取吊点不同的对接设备时，现有吊具需要拆装大量固定结构，降低了对接设备的更换效率。而采用夹持机构来搬运和调平对接设备，容易损坏设备，安全系数也低。此外，由于一些对接设备室内作业空间高度有限，较大型起重机械不利于起吊，给对接过程带来困难。因此需要一个既能应用于有限作业空间又能实现一键自动调平控制的三维可调对接龙门吊。
技术实现思路
1、鉴于此，本发明提供了一种基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊及控制方法，能够实现在有限空间内作业，对接设备更换效率高且又能实现对接设备三维可调控制。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊及控制方法，包括：移动式对接龙门骨架、横向调节伺服电动机构、纵向调节伺服电动机构、二维可调吊装平台、伺服电动链条葫芦、伺服驱动器、调平控制器、倾角传感器和三维调节操作指示面板。
3、所述移动式对接龙门骨架底座前面安装有两个万向轮，底座后面安装有两个定向轮，用于在对接过程中长距离移动对接设备，所述移动式对接龙门骨架顶部由两个横向调节梁、两个纵向调节梁、支撑平台、横向调节伺服电动机构、纵向调节伺服电动机构和八个轴承组成；所述横向调节梁和纵向调节梁两端分别安装有滚动轴承，所述横向调节梁两端的轴承放置在移动式对接龙门骨架顶部横向支撑梁滑道内，所述纵向调节梁两端的轴承放置在横向调节梁滑道内；所述横向调节伺服电动机构固定在移动式对接龙门骨架顶部设定位置处，通过滚珠丝杆与纵向调节梁相连接，用于实现横向调节对接设备；所述纵向调节伺服电动机构固定在移动式对接龙门骨架顶部设定位置处，通过滚珠丝杆与横向调节梁相连接，用于实现纵向调节对接设备；所述支撑平台与两个纵向调节梁相连接，用于固定伺服电动链条葫芦、伺服驱动器和调平控制器；
4、所述二维可调吊装平台用于吊装对接设备，包括四个长度相等的吊钩、两个横向支撑构件、两个纵向支撑构件、稳固构件及倾角传感器；所述横向支撑构件两侧设计有横向矩形孔洞，用于横向调节吊钩间距；所述四个吊钩分别安装在两个横向支撑构件两侧矩形孔洞内，用于吊装对接设备；所述纵向支撑构件两端分别与四个伺服电动链条葫芦链条端部相连接，所述纵向支撑构件两侧设计有纵向矩形孔洞，用于支撑并纵向调节横向支撑构件，进而实现纵向调节吊钩间距；所述稳固构件两端分别与两个纵向支撑构件相连，用于稳固二维可调吊装平台和固定倾角传感器；
5、优选的，所述四个伺服电动链条葫芦分别固定在移动式对接龙门骨架顶部支撑平台设定位置处，作为执行机构，所述伺服电动链条葫芦具有手动操作功能，当伺服电机失去作用时，可通过手动来调节二维可调吊装平台倾斜度和高度；所述六个伺服驱动器分别通过信号线与对应的伺服电动链条葫芦、纵向调节伺服电机和横向调节伺服电机进行连接，作为控制媒介，用于监测并控制四个伺服电动链条葫芦的提升、下降和停止的运行状态，以及纵向调节伺服电机和横向调节伺服电机的正转、反转和停止的运行状态；
6、优选的，所述每个伺服电动链条葫芦内部设计有绝对值编码器和限位器，绝对值编码器用于准确监测伺服电动链条葫芦的初始伸缩量或调整伸缩量；限位器用于限制二维可调吊装平台的最高提升高度，所述四个限位器分别接入对应伺服电动链条葫芦的控制回路中，能够实现在二维可调吊装平台的提升到最高位置时，自动触发限位开关为其限位。
7、优选的，所述倾角传感器固定在稳固构件的设定位置处，作为监测单元，用于实时监测二维可调吊装平台的倾角值，并将倾角信息反馈并存储在plc的地址中；所述调平控制器作为控制中枢，用于开始、结束和复位三维可调操作系统，通过信号线分别与六个伺服驱动器、倾角传感器及三维调节操作指示面板连接，所述调平控制器能够通过读取各个伺服驱动器的位移、速度、转矩和状态信息的内部信息，以及存储在plc地址中二维可调吊装平台的倾角信息并进行计算，得到各个伺服电动链条葫芦的初始伸缩量和调整伸缩量，并将各个伺服电动链条葫芦的调整伸缩量传输给对应的伺服驱动器，实现对各个伺服电动链条葫芦链条的伸缩控制，使二维可调吊装平台自动达到设定精度的水平姿态，进而实现对接设备达到设定精度的水平姿态，此外，所述调平控制器通过伺服驱动器控制纵向调节伺服电机和横向调节伺服电机正转、反转和停止，带动相应的纵向传动机构和横向传动机构，来实现对对接设备的水平方向距离微调。
8、优选的，所述三维调节操作指示面板作为人机交互界面，通过与调平控制器建立通讯，对调平控制器进行实时读取数据和写入数据，可利用存储在plc地址中二维可调吊装平台的倾角信息，来实时显示二维可调吊装平台的水平状态，所述三维调节操作指示面板上设置伺服电动链条葫芦控制按钮，用于控制伺服电动链条葫芦动作，进而实现对接设备的提升、下降或停止控制，所述三维调节操作指示面板上分别设置有纵向调节伺服电动机构和横向调节伺服电动机构控制按钮，用于水平方向调节对接设备；所述三维调节操作指示面板并作为二维可调吊装平台自动调平的操作终端，其上设置一键调平按钮，能够通过调平控制器，控制对应的伺服驱动器，实现对各个伺服电动链条葫芦链条的伸缩控制，能使二维可调吊装平台自动达到设定精度的水平姿态，进而实现对接设备达到设定精度的水平姿态。
9、与现有技术相比，本发明的有益效果：
10、1.本发明的对接设备三维调节控制方法，既结合了伺服电机链条葫芦承载能力强、精度高、运行平稳和应用广泛的特点，又结合了plc使用灵活和通用性强的特点，实现对各个伺服电动链条葫芦链条的伸缩控制，进而实现对接设备达到预定高度及设定精度的水平姿态，对接设备调平时间短，自动化程度较高；顶部设计了纵向和横向调节机构来实现对设备对接过程的水平方向距离微调，从而实现对对接设备的全方位调节。
11、2.本发明的移动式三维可调对接龙门吊，有利于相关电力建设行业在有限空间内作业，既可以长距离转运对接设备，又可以在对接过程中短距离微调对接设备，对接效率高、安全系数高和智能化程度较高，避免对操作人员造成机械伤害。
12、3.本发明中的三维调节操作指示面板控制按钮的设置，能够实现对三维可调对接龙门吊的远程控制，不仅提高了操作人员的操作便携性，而且比较容易上手操作，不需要对接经验特别丰富，降低了学习成本，进而提高对接效率。
13、4.本发明的二维可调吊装平台可以适用于不同吊点间距的对接设备，更换吊点不同的对接设备时不需要拆装吊具结构，只需要调节对应吊钩间距即可，提高了不同对接设备的更换效率。
1.一种基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊，其特征在于，包括：移动式对接龙门骨架（1）、二维可调吊装平台（16）和三维调节操作指示面板（5）；
2.如权利要求1所述的基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊，其特征在于：移动式对接龙门骨架（1）底座前侧装有万向轮（2），后侧装有定向轮（3），用于在对接过程中长距离移动对接设备。
3.如权利要求1所述的基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊，其特征在于：四个伺服电动链条葫芦（13）分别固定在移动式对接龙门骨架（1）顶部支撑平台（8）设定位置处，作为执行机构，所述伺服电动链条葫芦（13）具有手动操作功能，当伺服电机失去作用时，可通过手动来调节二维可调吊装平台（16）倾斜度和高度；所述六个伺服驱动器（14）分别通过信号线与对应的伺服电动链条葫芦（13）、横向调节伺服电动机构（9）和纵向调节伺服电动机构（10）进行连接，作为控制媒介，用于监测并控制四个伺服电动链条葫芦（13）的提升、下降和停止的运行状态，以及横向调节伺服电动机构（9）和纵向调节伺服电动机构（10）的正转、反转和停止的运行状态。
4.如权利要求2所述的基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊，其特征在于：所述每个伺服电动链条葫芦（13）内部设计有绝对值编码器和限位器，绝对值编码器用于准确监测伺服电动链条葫芦（13）的初始伸缩量或调整伸缩量；限位器用于限制二维可调吊装平台（16）的最高提升高度，所述四个限位器分别接入对应伺服电动链条葫芦（13）的控制回路中，能够实现在二维可调吊装平台（16）的提升到最高位置时，自动触发限位开关为其限位。
5.如权利要求1所述的基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊，其特征在于：所述倾角传感器（21）固定在稳固构件（20）的设定位置处，作为监测单元，用于实时监测二维可调吊装平台（16）的倾角值，并将倾角信息反馈并存储在plc的地址中；所述调平控制器（15）作为控制中枢，用于开始、结束和复位三维可调操作系统，通过信号线分别与六个伺服驱动器（14）、倾角传感器（21）及三维调节操作指示面板（5）连接，所述调平控制器（15）能够通过读取各个伺服驱动器（14）的位移、速度、转矩和状态信息的内部信息，以及存储在plc地址中二维可调吊装平台（16）的倾角信息并进行计算，得到各个伺服电动链条葫芦（13）的初始伸缩量和调整伸缩量，并将各个伺服电动链条葫芦（13）的调整伸缩量传输给对应的伺服驱动器（14），实现对各个伺服电动链条葫芦（13）链条的伸缩控制，使二维可调吊装平台（16）自动达到设定精度的水平姿态，进而实现对接设备达到设定精度的水平姿态，此外，所述调平控制器（15）通过伺服驱动器（14）控制横向调节伺服电动机构（9）和纵向调节伺服电动机构（10）正转、反转和停止，来实现对对接设备的水平方向距离微调。
6.如权利要求5所述的基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊，其特征在于：所述三维调节操作指示面板（5）作为人机交互界面，通过与调平控制器（15）建立通讯，对调平控制器（15）进行实时读取数据和写入数据，可利用存储在plc地址中二维可调吊装平台（16）的倾角信息，来实时显示二维可调吊装平台（16）的水平状态，所述三维调节操作指示面板（5）上设置伺服电动链条葫芦（13）控制按钮，用于控制伺服电动链条葫芦（13）动作，进而实现对接设备的提升、下降或停止控制，所述三维调节操作指示面板（5）上分别设置有横向调节伺服电动机构（9）和纵向调节伺服电动机构（10）控制按钮，用于水平方向调节对接设备；所述三维调节操作指示面板（5）并作为二维可调吊装平台（16）自动调平的操作终端，其上设置一键调平按钮，能够通过调平控制器（15），控制对应的伺服驱动器（14），实现对各个伺服电动链条葫芦（13）链条的伸缩控制，能使二维可调吊装平台（16）自动达到设定精度的水平姿态，进而实现对接设备达到设定精度的水平姿态。
7.一种基于倾角传感器和伺服电动链条葫芦的三维可调对接龙门吊的控制方法，其特征在于，步骤如下：第一步：操作人员通过操作三维调节操作指示面板上“下降”按钮将第一次调平后的二维可调吊具平台下降至一定高度；
