一種雙向牽引式軌道運輸機鋼絲繩張緊力調節(jié)裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及山地果園的運輸設備，具體涉及一種雙向牽引式軌道運輸機鋼絲繩張緊力調節(jié)裝置及方法。
【背景技術】
[0002]在申請?zhí)枮?01210232143.6、公告號為CN102730006A的發(fā)明專利申請中提供了“一種鋼絲繩雙向牽引式山地果園貨運系統”，該專利申請方案已在我國福建永春、重慶忠縣等地安裝及試驗示范，提高了當地果園的果品、農藥及肥料等農用物資的運輸能力。該技術方案特別適應于既有陡坡，又有較小坡度甚至無坡度的果園，坡度適應性強，但已安裝、試驗示范的山地果園鋼絲繩雙向牽引式軌道運輸機的鋼絲繩張緊裝置為純機械式，驅動裝置需在人為旋轉螺桿的作用下實現前后移動，完成鋼絲繩的張緊，目的是使鋼絲繩在滾筒中不易打滑以提高運輸機的牽引性能；該種鋼絲繩張緊方式存在以下弊端:一是鋼絲繩自身存在較大的彈性，使用一段時間后會自動松弛，需經常進行人為手動調節(jié)，實現起來較為繁瑣；二是人力手動調節(jié)無法精確把控鋼絲繩的張緊程度，太松會使鋼絲繩在滾筒中打滑嚴重，牽引性能下降，鋼絲繩磨損加??；太緊會使牽引阻力增加，降低牽引性能，能耗增加，鋼絲繩的使用壽命也會下降。
[0003]授權公告號為CN 202558381U的實用新型專利中公開了一種鋼絲繩股繩鋼絲張緊力調節(jié)裝置，該裝置主要利用張緊力彈簧及相配套的張緊力組件實現鋼絲張緊，但是仍然無法實現鋼絲繩張緊力的實時在線調節(jié)。

【發(fā)明內容】

[0004]鑒于現有技術上存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種雙向牽引式軌道運輸機鋼絲繩張緊力調節(jié)裝置，該鋼絲繩張緊力調節(jié)裝置能夠實時自動調節(jié)鋼絲繩的張緊力，使得鋼絲繩始終處于最佳的張緊狀態(tài)，延長鋼絲繩的工作壽命。
[0005]本發(fā)明的另外一個目的在于提供一種應用上述鋼絲繩張緊力調節(jié)裝置實現的雙向牽引式軌道運輸機鋼絲繩張緊力調節(jié)方法。
[0006]本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案是:
[0007]一種雙向牽引式軌道運輸機鋼絲繩張緊力調節(jié)裝置，其特征在于，包括張緊調節(jié)機構和控制系統，其中:
[0008]所述張緊調節(jié)機構包括電機、絲杠、絲杠螺母、拉力傳感器，其中，所述電機設置在所述雙向牽引式軌道運輸機中的卷揚機的后側，該電機的輸出軸與絲杠連接，所述絲杠螺母連接在絲杠上，所述拉力傳感器的一端與絲杠螺母連接，另一端與所述雙向牽引式軌道運輸機中的卷揚機的安裝底座連接，所述安裝底座與固定在地面上的支撐架之間通過線性滑動機構連接；所述絲杠的軸線與線性滑動機構的滑動方向平行；
[0009]所述控制系統包括信號反饋單元、控制單元、執(zhí)行單元和電源，其中，所述信號反饋單元由所述拉力傳感器構成，所述執(zhí)行單元由所述電機構成。
[0010]本發(fā)明的張緊力調節(jié)裝置的一個優(yōu)選方案，其中，所述線性滑動機構由設在支撐架上的線性導軌和設在安裝底座上的移動滑塊構成。通過線性導軌和移動滑塊的相互配合，實現直線運動導向，具有運動精度高、穩(wěn)定性好、阻力小等優(yōu)點。
[0011]優(yōu)選地，所述移動滑塊為四個，分別設置于安裝底座的四個角處。這樣可以簡化結構，減小運動阻力。
[0012]本發(fā)明的張緊力調節(jié)裝置的一個優(yōu)選方案，其中，所述拉力傳感器的兩端分別設有第一連接頭和第二連接頭，所述第一連接頭通過螺栓與絲杠螺母連接；所述安裝底座上設有向后延伸的連接塊，所述第二連接頭通過螺栓與連接塊連接。
[0013]通過上述優(yōu)選方案，實現了拉力傳感器與絲杠螺母以及安裝底座的可裝拆連接，安裝方便，便于維護、更換。
[0014]優(yōu)選地，所述連接塊設置于安裝底座中垂直于線性滑動機構的滑動方向上的中部。這樣施加在安裝底座上的力位于安裝底座的中部，使得安裝底座受力合理，運動穩(wěn)定。
[0015]本發(fā)明的張緊力調節(jié)裝置的一個優(yōu)選方案，其中，所述電機的主軸通過聯軸器與絲杠連接；所述絲杠的兩端通過軸承分別與第一支承座和第二支承座連接，所述第一支承座和第二支承座固定連接在支撐板上，所述支撐板固定在支撐架上。通過上述優(yōu)選方案，實現絲杠的固定，并確保絲杠轉動的靈活性。
[0016]本發(fā)明的張緊力調節(jié)裝置的一個優(yōu)選方案，其中，所述絲杠為滾珠絲杠；所述電機為直流電機。
[0017]本發(fā)明的張緊力調節(jié)裝置的一個優(yōu)選方案，其中，所述控制單元為單片機，該單片機通過RS232串口與拉力傳感器連接，并通過H橋電路與電機連接。
[0018]優(yōu)選地，所述單片機上還連接有顯示屏和按鈕，其中，所述按鈕包括聯機按鈕、張緊力設定按鈕和啟動/暫停按鈕。所述顯示屏用于顯示設定的張緊力目標值及當前值，所述聯機按鈕用于將控制單元與拉力傳感器進行聯機通信，所述張緊力設定按鈕用于設定張緊力的目標拉力值，所述啟動/暫停按鈕用于啟動/暫?？刂葡到y。
[0019]一種應用上述鋼絲繩張緊力調節(jié)裝置實現的雙向牽引式軌道運輸機鋼絲繩張緊力調節(jié)方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0020]S1、系統啟動，按下聯機按鈕，單片機系統與拉力傳感器開始握手通信；當顯示屏當前張緊力值和設定值均顯示O時，表示握手通信成功；
[0021]S2、通過張緊力設定按鈕，設置鋼絲繩張緊力目標值，記為V (k);
[0022]S3、按下啟動/暫停按鈕，單片機系統開始工作；
[0023]S4、拉力傳感器實時采集的當前張緊力值，記為T(k)，通過RS232串口，將該值以數字信號方式傳送至單片機；單片機自動計算V (k)與T(k)的差值，若V (k)-T (k) =0，表示設定張緊力值與當前值相等，電機不轉動；若V(k)-T(k) > 0，表示鋼絲繩張緊力值低于設定值，電機反轉，卷揚機向后移動，鋼絲繩慢慢張緊；若v(k)-T(k) < 0，表示鋼絲繩張緊力值超過設定值，電機正轉，卷揚機向前移動，鋼絲繩慢慢變松。
[0024]本發(fā)明的雙向牽引式軌道運輸機鋼絲繩張緊力調節(jié)裝置的工作原理是:
[0025]雙向牽引式軌道運輸機中，鋼絲繩的一端連接在載物滑車上，另一端收卷在卷揚機上，所述載物滑車在軌道上滑行，所述軌道通過軌道支撐柱支撐在地面上；由于卷揚機的安裝底座與固定在地面上的支撐架之間通過線性滑動機構連接，使得卷揚機可以在線性滑動機構中滑動，該滑動動作直接調節(jié)鋼絲繩的張緊力；
[0026]所述張緊調節(jié)機構中的拉力傳感器用于檢測當鋼絲繩的拉力，為控制系統的控制單元提供實時張緊力參數；當鋼絲繩當前的張緊力與目標張緊力不一致時，拉力傳感器將該信號傳輸給控制單元，控制單元根據當前張緊力大于或小于目標張緊力，輸出控制信號驅動電機進行正轉或反轉，從而調節(jié)鋼絲繩的張緊力，直至該張緊力達到目標值；所述電機主軸的輸出運動驅動絲杠轉動，從而驅動連接在絲杠上的絲杠螺母作直線運動，驅動卷揚機沿著線性滑動機構的滑動方向作調節(jié)張緊力的運動。
[0027]本發(fā)明與現有技術相比具有以下的有益效果:
[0028]1、能夠對鋼絲繩的當前張緊力進行實時監(jiān)測，并當該張緊力偏離目標值時，及時地進行調節(jié)，使得鋼絲繩始終處于最佳的張緊狀態(tài)，確保設備始終處于最佳的工作狀態(tài)。
[0029]2、由于鋼絲繩始終處于最佳的工作狀態(tài)，因此既確保了最優(yōu)的牽引效果，又可以延長使用壽命。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明的雙向牽引式軌道運輸機鋼絲繩張緊力調節(jié)裝置的一個【具體實施方式】的結構示意圖。
[0031]圖2為圖1中支撐架和張緊調節(jié)機構部分的結構示意圖。
[0032]圖3為圖1所示實施方式的使用狀態(tài)圖。
[0033]圖4為本發(fā)明的控制系統的工作流程圖。
[0034]圖5為本發(fā)明的控制系統電路圖。
[0035]圖6為本發(fā)明所述的1602液晶顯示電路圖。
[0036]圖7為本發(fā)明所述的H橋驅動電路圖。
[0037]圖8是本發(fā)明所述的串口通信電路圖。
[0038]圖9為本發(fā)明的控制系統的電原理框圖。
【具體實施方式】
[0039]下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0040]參見圖1?圖3，本發(fā)明的雙向牽引式軌道運輸機鋼絲繩張緊力調節(jié)裝置包括張緊調節(jié)機構和控制系統，其中:所述張緊調節(jié)機構包括電機1、絲杠2、絲杠螺母12、拉力傳感器3，其中，所述電機I設置在所述雙向牽引式軌道運輸機中的卷揚機5的后側，該電機I的輸出軸與絲杠2連接，所述絲杠螺母12連接在絲杠2上，所述拉力傳感器3的一端與絲杠螺母12連接，另一端與所述雙向牽引式軌道運輸機中的卷揚機5的安裝底座20連接，所述安裝底座20與固定在地面上的支撐架8之間通過線性滑動機構連接；所述絲杠2的軸線與線性滑動機構的滑動方向平行。所述控制系統包括信號反饋單元、控制單元、執(zhí)行單元和電源，其中，所述信號反饋單元由所述拉力傳感器3構成，所述控制單元為單片機，所述執(zhí)行單元由所述電機I構成。
[0041]參見圖1和圖2，所述線性滑動機構由設在支撐架8上的線性導軌6和設在安裝底座20上