一种自动调平吊具设计
一种跨距可变吊绳的自动调平吊具
一种跨距可变吊绳的自动调平吊具王荣;刘净瑜;程光;李永亮【摘要】论文针对传统的吊具专门定制通用性差、异型产品吊装困难等问题,设计了一种以实时测量倾角作为调节输入,在起吊过程中使主吊点快速调整至被吊产品的质心从而实现自动调节水平的吊具,分吊点跨距可变、吊绳长度调整可以良好的适应不同尺寸、形状的被吊产品,极大的拓宽了吊具的适用范围.【期刊名称】《机电产品开发与创新》【年(卷),期】2017(030)005【总页数】3页(P27-29)【关键词】吊具;水平;跨距;吊绳;调节【作者】王荣;刘净瑜;程光;李永亮【作者单位】北京卫星制造厂,北京100094;北京卫星制造厂,北京100094;北京智能机械创新设计服务工程技术中心,北京100020;北京卫星制造厂,北京100094【正文语种】中文【中图分类】TH122随着航空、航天领域，各类机身、舱段、整星的安装、对接过程中的被吊产品具有尺寸差异大、结构不对称等特点，现有吊具在起吊操作过程中，仅通过人工更换不同长度的吊绳来控制零件姿态，起吊准备时间长，吊绳储存、管理复杂，严重影响了生产效率。
本文设计了一种可根据不同形状的被吊产品进行自动质心位置调整，具备分吊点位置自动调整、吊绳长度自动调整功能，进而实现被吊产品姿态调平的智能吊具类产品，是实现安全、高效、自动的吊装装配重要手段。
吊具结构以矩形钢管焊接框架为主体结构。
主吊点水平范围内的移动通过两组十字交叉的丝杠螺母副来实现。
通过将伺服电机的旋转运动经过丝杠螺母副转化为直线运动，从而形成水平面内X和Y方向移动平台，带动吊具的主吊点在X、Y水平面内移动。
当主吊点的X、Y方向位置坐标与被吊产品的质心X、Y方向坐标重合时，该吊具处于水平状态，从而保证被吊产品姿态的正确性。
同时，吊具的主吊点在垂直方向内的调整通过伺服电机驱动的电动推杆来实现，进而实现主吊点在X、Y、Z三个方向上的调整，达到调整质心位置的目的，以此方式来控制被吊零件的整体姿态。
吊装平台方案设计论文
吊装平台方案设计论文一、项目背景想象一下，一个巨大的工厂，里面摆放着各种机械设备，工人们忙碌地穿梭其中。
然而，有些设备体积庞大，重量沉甸，搬运起来费时费力。
这时，一个高效、安全的吊装平台就能解决这个难题。
它能在短时间内完成设备的搬运，降低劳动强度，提高生产效率。
二、方案设计1.结构设计吊装平台采用高强度钢材制造，主体结构为箱形梁结构，具有很高的稳定性和承载能力。
平台尺寸根据实际需求定制，可满足不同设备的吊装。
平台底部装有滚轮，便于移动和定位。
平台还配备有安全防护栏，确保工人在操作过程中的安全。
2.功能设计（1）自动调平功能：吊装平台配备有自动调平系统，当平台放置在地面上时，系统会自动调整平台水平度，确保设备在吊装过程中不会发生倾斜。
（2）遥控操作功能：平台操作人员可通过遥控器进行操作，实现设备的精准定位和吊装。
遥控器具有直观的界面，操作简便，降低了操作难度。
（3）紧急停止功能：在吊装过程中，如遇突发情况，操作人员可立即按下紧急停止按钮，使平台停止运行，确保安全。
3.安全设计（1）限载保护：吊装平台配备有限载保护装置，当平台承载超过额定载荷时，系统会自动停止运行，防止设备损坏和安全事故的发生。
（2）防滑措施：平台表面采用防滑材料，提高工人的站立稳定性，降低滑倒风险。
（3）防护栏：平台四周配备有防护栏，防止工人误入危险区域。
三、实施方案1.项目启动：与客户沟通，了解需求，明确吊装平台的尺寸、承载能力等参数。
2.设计阶段：根据客户需求，进行吊装平台的设计，包括结构设计、功能设计、安全设计等。
3.生产制造：根据设计方案，进行吊装平台的生产制造。
4.安装调试：完成生产后，进行吊装平台的安装和调试，确保平台运行稳定、安全可靠。
5.培训交付：对客户进行操作培训，确保客户能够熟练掌握吊装平台的使用方法。
6.售后服务：提供完善的售后服务，包括定期检查、维修、更换零部件等。
吊装平台方案设计旨在解决工厂设备搬运难题，提高生产效率，降低劳动强度。
基于PID算法的海工升降平台自动调平系统
基于PID算法的海工升降平台自动调平系统作者：蒋佳利毛泽江来源：《科技创新与应用》2019年第31期摘; 要：基于PID算法的自动调平系统是一种操作简单、自动化程度高，且安全可靠的海工升降平台自动调平系统。
海工升降平台（Liftboat）在升降过程中，用自动调平技术代替人工手动调平，简化了升降平台的调平操作，提高了操作的安全性，同时也大大提高了升降平台的升降效率。
关键词：自动调平;PID算法;系统中图分类号：TP27 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）31-0059-02Abstract： The automatic leveling system based on PID algorithm is a kind of automatic leveling system for marine lifting platform， which has the advantages of simple operation， high degree of automation and safety. In the lifting process of the marine Liftboat， the automatic leveling technology is used instead of manual leveling， which not only simplifies the leveling operation of the lifting platform， improves the safety of the operation， but also greatly improves the lifting efficiency of the lifting platform.Keywords： automatic leveling; PID algorithm; system引言現有的海工升降平台（Liftboat）采用的是人工手动调平技术，即在升降作业过程中，升降平台（Liftboat）倾斜角度值超过限制值，倾斜超限报警，操作人员立即停止升降作业。
平衡吊的结构设计本科设计说明书
毕业设计说明书G RADUATE D ESIGN设计题目：平衡吊的结构设计学生周殿斐专业班级： 09机械5学院：万方科技学院指导教师：延锋摘要在工厂车间里搬运重物，往往都是采用起重机、电葫芦、工业机械手等。
但对于需要频繁吊装、作业时间短的场合，如机床上下工件，装配工作吊装零部件，流水线上的定点工作等等；对于要求比较精确定位的场合，如铸造中的下芯、合箱等等，一般起重设备常不适用，工业机械手多用于生产自动线上或单一的重复操作，而且成本较高，目前，一般车间使用较少。
近年来，出现的一种新型的定点起重设备“平衡吊”，适用于几十到几百千克工件的定点频繁吊运，在工业生产中起到了极其重要的作用，平衡吊的结构简单，操作灵活，吊重后除能作上下升降外，能在水平面作360度回转运动，只需要轻轻推拉，就可使吊物随时稳稳地停留在意欲停留的位置上，做到随遇平衡。
本文阐述了平衡吊的基本原理，并对其平衡条件与杆系的平衡方法进行了分析和研究，对平衡吊的结构进行了设计计算。
关键词：平衡吊；原理应用；力学分析；结构设计AbstractTransports the heavy item in the factory workshop, often all is uses the hoist crane, the telpher, the industry manipulator and so on. But regarding needs the frequent hoisting, the work time short situation, like about engine bed work piece, installation work hoisting spare part, in assembly line fixed-point work and so on; Regarding the request quite pinpointing situation, like in the casting under core, gathers box and so on, the general hoisting equipments are not often suitable, the industry manipulator uses in producing from the generatrix in or the sole repetition operation, moreover the cost is high, the general workshop use are at present few. In recent years, appeared one kind of new fixed point hoisting equipment “the balance hung”, was sui table in lifts frequently several dozens to several hundred kilogram work piece fixed points, played the extremely vital role in the industrial production, the structure which the balance hung has been simple, the operation was nimble about, after the crane besides could do rises and falls, could make 360 degree gyroscopic motions in the horizontal plane, only needed gently on rollers, might cause to hang the thing steadily to pause as necessary in the position which cared for to pause, achieved the indifferent equilibrium. This article elaborated the balance hangs the basic principle, and has carried on the analysis and the research to its equilibrium condition and the pole department's balanced method, hung the structure to the balance to carry on the design calculation.Key Words：The balance hangs,Principle application,Mechanics analysis,Structural design目录1 平衡吊的工作原理与平衡条件31.1 平衡吊的结构和工作原理31.2 平衡吊的平衡条件42 平衡吊的运动分析73 平衡吊的结构尺寸设计103.1 工作条件的确定103.2 滚道C和丝杠螺母A的位置尺寸的确定103.2.1 丝杠螺母A的上下极限位置的确定103.2.2 滚轮C的左右极限位置的确定113.3 初定各杆长度123.4 不计自重时，各杆截面尺寸的设计133.4.1 FED杆截面尺寸的设计133.4.2 ABD杆截面尺寸的设计163.4.3 EC杆和BC杆截面尺寸的设计194 杆件自重对平衡的影响与其平衡办法214.1 各杆件自重在C点处引起的失衡力的大小214.2 消除各杆自重引起的失衡措施254.3 估算各杆质量，计算配重264.3.1 各杆质量的估算264.3.2 用质量代换法计算配重275 平衡吊传动部分的设计305.1 滚珠丝杠副的选择305.2 电动机的选择365.3 减速器的选择405.4 联轴器的选择426 平衡吊回转机构的设计456.1滚动轴承的类型的选择456.2角接触球轴承和推力球轴承的型号选择466.3回转机构的结构图487 平衡吊各铰链处的设计49结论51参考文献52辞531 平衡吊的工作原理与平衡条件1.1 平衡吊的结构和工作原理平衡吊的结构如图1所示，主要分为传动、杆系和回转机构三个部分。
对20英尺旋转平衡式吊具的设计改进
在方案一的基础上 ， 用铁皮做一桶状物 ． 顶端 留孔 ， 表面底部 留孔 ， 焊死在靠近 电缆线插口的吊架上 ．将全部释放的电缆线从铁皮桶顶端 孔内穿入 。 底部孔内穿出． 连接在 吊架插 口处 ， 这样当吊具运动时 ， 电缆 线会根据实际需要 的长度放开或者收缩在桶 内．既不会受 到任何冲击 力． 也不到处散落 ． 铁皮桶 内即电缆线一个相对松动的固定装置。 但如此以来 ． 每次作业开始和作业结束后 电缆 线的收放工作都非 常麻烦。特别是作 业前 ． 还需将线在铁皮桶 内两个 不在同一条直线上 的孔 内先后穿越 ． 十分影响工作效率 并且基本 密封的铁皮桶 内不但 不便观察 ． 无法 时刻掌握 电缆线 的状态 ． 并且 不通风 、 易积水 ， 对 电缆 线 的使用寿命也会产生很大的影响。 所 以． 若 将铁皮桶改做 成一个用钢条 焊成的笼子 ． 让电缆线在笼 子 的间隙 内穿越 ． 不但能起到铁皮桶相同的作用 ， 而且收放更方便 ， 对 １ ． 故 障 原 因 分 析 笼子 内的视线 、 通风情况等都更好。 目前使用 的平 衡式 吊架 ．电缆线 连接部分普遍 使用压紧 弹簧的 所产 生的问题 ： 由于铁笼存在较大 的间隙 ， 电缆线 被收缩在铁 笼 装置 。在起重机起 升机构顶部 ． 设置一连接 电源的压紧弹簧 ． 电缆线 里 时仍会任意散落 ， 出现方案一 中的 问题 ； 同时 ， 由于 电缆线 的不规则 恐 与铁笼栏杆缠绕形成打结 ． 使其失去收放 自如的功能。 缠绕 在上面 ： 当启动 电机时 ． 压 紧弹簧装 置会 由于受 电磁 力而 收缩 ． 堆放 ． 电缆 线则 自动 松开 ． 因重力缓缓 被放 出， 当足够 与吊架插 １ ３连接 时 ． ２ ． ３ 改进方案三 在铁笼里设计一个支架 ，使收拢的电缆线能够依靠重力 自 行按 固 电机停转 ， 压 紧弹簧 重新张开 ， 将 电缆线 绷紧 。进行集 装箱作业 后 ， 规则 的缠绕在支架上。用 ４根直径 ３毫米的钢条顶部焊接在 当吊架 随货物 提升 而上升 ． 电缆线所 需长 度减 短时 ． 绷 紧的 电缆线 定的轨迹 ． 底部以 ７ Ｏ ｏ 角均匀的围绕在 同一个平面圆内． 形成一个四角支架 。 会被 未完 全张 开的压 紧弹 簧收缩 回去 ： 当 吊架 需要 下降 ． 电缆 线所 起 ． 将全部释放 的电缆线一端连接在 门式起重机 的起升顶部电源 ， 另一端 需 长度增加 时 ．压紧 弹簧会 由于吊架 的巨大重力 而被 重新压 紧 ． 同 插在 吊架接 １ ３ 处． 中间多余部分均匀 的按螺旋形状缠绕在支架上。 时 电缆线被放 出。 由于 门 式起重机最大起升高度一般在 ２ Ｏ 米 以内． 所以根据螺旋长度 电缆线 因受到货物摇晃所带来的冲击过大而经常断裂 。 其本 质原 因并 不是 因为电缆线过细或者材料最大抗冲击力太小 的缘故 ． 而 是在 实际使用 门式起重机进行集装箱装卸作业时 ． 司机不可能做到绝 对的 ２ ５ 米 的电缆线 以支架 中间约 ５ ０ ｍ ｍ直径 圆的缠绕纵 向估 算在 ５ ４ ０ ｍ ｍ 平稳， 货物轻微摇晃 ， 就能带来 巨大 的冲击力 ， 想要抵 抗这种力量 ． 从 以内， 由于缠绕半径按角度周期递减 ， 取支架 高度 ５ ６ ０ ｍ ｍ， 即螺旋缠绕 电缆线的材质上去想办法是很 困难 的 纵向５ ６ ０ ａ ｒ ｍ ． 就能将 ２ ５ 米长的 电缆线完全缠绕在支架上。 所以每根 钢 断裂的关键 问题是使 电缆线时刻都绷紧 的压紧弹簧装置 正 由于 条 的长度可取为 ： Ｌ ＝ ５ ６ ０ ／ ｓ ｉ ｎ ７ ０ 。 ￣ － － ６ ２ ２ ｍｍ ， 底面 圆直径＝ ２ ｘ ５ ６ ０ ／ ｔ ａ ｎ ２ ０ 。 一 电缆线不管收或放 ． 都被压 紧弹簧收缩缠绕着 ． 当 吊架有任何 非正常 ４２２ｍ 。 轨迹的摇晃时 ． 都将 力量全部传递 给电缆线 。 将改进方案三于改进方案二相结合 ． 根据 吊架大小 可确 定整个 改 ２ ． 电缆 保 护 装 置 改 进 设 计 进后装 置的尺寸 ． 即如 图 ２所示 ２ ． １改进方案一 ／ 、 拆除压紧弹簧装置 ， 将 电缆线 全部释放 ， 堆积在 吊架上 。 只要 电缆 线 的长度 大于门式起重 机的最大起升高度 及 吊架落在地 面与升到极 ＼ ／ 限高度位置 的距离 ． 则不管 吊架在任何位 置 ． 任何轨迹 ． 电缆线都会处 于一个放松状态 ． 不收任何 吊架或货物由于重力而带来的冲击 如 图
汽车起重机支腿自动调平控制分析与策略研究
汽车起重机支腿自动调平控制分析与策略研究
汽车起重机支腿自动调平控制是汽车起重机的一项重要技术，它能够有效地
提高汽车起重机的安全性和稳定性。
本文将对汽车起重机支腿自动调平控制的分析与策略进行研究，以期更好地提高汽车起重机的安全性和稳定性。
首先，汽车起重机支腿自动调平控制的分析应从汽车起重机的结构特点出发，以便更好地了解汽车起重机的工作原理。
汽车起重机的支腿由两个支腿构成，每个支腿都有一个传感器，用于检测支腿的高度。
当支腿的高度不同时，传感器会发出信号，以控制电机的转动，使支腿的高度保持一致。
其次，汽车起重机支腿自动调平控制的策略应以汽车起重机的安全性和稳定
性为目标，采取有效的控制策略。
首先，应采用双支腿控制策略，即在支腿的高度不同时，采用双支腿控制，使支腿的高度保持一致。
其次，应采用自动调平控制策略，即在支腿的高度不同时，采用自动调平控制，使支腿的高度保持一致。
最后，应采用智能控制策略，即在支腿的高度不同时，采用智能控制，使支腿的高度保持一致。
最后，汽车起重机支腿自动调平控制的分析与策略研究可以有效地提高汽车起重机的安全性和稳定性。
因此，应加强对汽车起重机支腿自动调平控制的分析与策略研究，以期更好地提高汽车起重机的安全性和稳定性。
总之，汽车起重机支腿自动调平控制的分析与策略研究是汽车起重机的一项重要技术，它能够有效地提高汽车起重机的安全性和稳定性。
因此，应加强对汽车起重机支腿自动调平控制的分析与策略研究，以期更好地提高汽车起重机的安全性和稳定性。
一种水平式自动调节吊具控制方法
一种水平式自动调节吊具控制方法刘净瑜;王荣;王颜【摘要】To deal with the poor operational and low reliability existing in the tradition lifting sling, a self-leveling lifting sling has been developed. It can automatically regulate the movement tendency of the main lifting point based on the current pose of suspended cargo, to achieve leveling suspended cargo; Meanwhile, it also can automatically calculate the barycenter of suspended cargo to adjust the final postion of the main lifting point, thus reach the suspended cargo leveling. Eventually, the design of lifting sling control system is based on these two above control strategies.%针对传统吊具可操作性不强、安全性差的特点设计了一种可自动调节水平式吊具.该吊具可根据被吊物当前姿态自动调整主吊点运动趋势,实现被吊物调平;也可以自动计算被吊产品质心,并根据计算结果调整主吊点最终位置,实现被吊物的调平.最后,基于以上两种控制策略,对该吊具控制系统进行了设计.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2017(000)017【总页数】3页(P107-109)【关键词】吊具;自动调平;航天【作者】刘净瑜;王荣;王颜【作者单位】北京卫星制造厂,北京 100190;北京卫星制造厂,北京 100190;北京卫星制造厂,北京 100190【正文语种】中文目前，大量吊具应用到航天产品总装、测试、空间机构进行模拟开展等各项性能试验的过程中，用于实现航天器的起吊转运、姿态变化或者辅助对接操作[1]。
一种微处理器控制自动平衡吊具
制动策略 ， 障吊具在使用过程 中平稳调平和安全使用。 保
作 者简介 ： 刘 超 （９ ６ ， ， 西 太 原人 ， 士研 究 生 ， 究方 向为 动 态测 试 及 智 能仪 器 。 １ ８一） 男 山 硕 研 刘新妹 （９５ ， ， １６ 一） 女 山西太原人 ， 副教授 ， 博士 ， 士生导师， 究方向为测试计量技术及仪 器。 硕 研 侯 文（ ９７ ， ， 西 太 原人 ， 授 ， 士 ， 士 生 导 师 ， 究 方 向 为测 试测 量 技 术及 仪 器 。 １６ 一） 男 山 教 博 硕 研
要求 的提高 ， 对起重 吊装和装配操 作提出了很高 的要求 。 自 动平衡 吊具是 一种 由微处理器控制的全 自动 吊具 ， 可以在 它 起 吊过程中快 速的 自动调平 ， 使被吊物的质 心在 吊具本 身得
到调整 ， 从而使 整个 起 吊过 程 中被 吊物始终 保 持在水 平 状
转动手轮 ， 可以带动小 丝杠调节滑块在 轴 方向上的位
术手段。
向
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
轮
１ 吊具机 械 结构及 原理简 述
为进 行 快 速 的装 配体 设 计 ， 吊具 机 械 结 构使 用 Ｓ ｌ ｏｄ ｉ Ｗｏｋ 进 行装配体建模 ， ｒｓ 各部分的配置及结构如图 １ 所示 。
吊具本身 由机架 （ 兼做 Ｙ向导轨 ） Ｙ向电机 、 、 Ｙ向丝 杠 、 中间滑板组件 （ 含 向导轨 ） 向电机 、 、 向丝 杠、 吊耳 组件
置， 以适应不同大小的被 吊件。
ｙ 向丝杠 向丝杠 主 吊 吊环组件 向导轨 向电机
态 ； 可以使被 吊物在起 吊过程 中快速地 调姿 ， 也 使被 吊物保 持一个任意的预先设定 的姿态。满足上 述领域 中对起重 吊 装的高要求 ， 实现安全 、 是 高效、 自动 吊装装配作 业的重要技
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一种自动调平吊具设计焦晓飞;马广亮;邵健帅【摘要】By analyzing the difficulty in adjusting the levelness of traditional horizontal slings when lifting products, an automatic leveling sling is designed.The sling uses a certain control strategy to realize automatic leveling during the lifting of the lifted object by additionally installing electric control and execution elements such as a balance sensor, a PLC controller, a leveling motor, a turnover motor and the like, greatly saving leveling time.According to the load-bearing requirements of the sling, type selection calculations of key executive components are carried out.The stiffness and strength of the sling framework are calculated and analyzed by using ABAQUS finite element software to make sure that the sling can still meet the safety requirements under the maximum load-bearing conditions.%通过分析传统水平吊具起吊产品时水平度调节困难问题,设计了一款自动调平吊具.该吊具通过加装平衡传感器、PLC控制器、调平电机、翻转电机等电气控制及执行元件,运用一定的控制策略实现被吊物起吊过程中的自动调平,极大地节省了调平时间.根据吊具的承载要求对关键执行元器件进行了选型计算,基于ABAQUS有限元软件对吊具骨架进行了刚强度计算分析,确保吊具在最大承载工况下仍满足安全性要求.【期刊名称】《起重运输机械》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】5页(P111-115)【关键词】自动平衡吊具;选型计算;有限元仿真【作者】焦晓飞;马广亮;邵健帅【作者单位】北京航天发射技术研究所北京 100076;北京航天发射技术研究所北京 100076;北京航天发射技术研究所北京 100076【正文语种】中文【中图分类】U653.9290 引言吊具在我国工业领域有着十分广泛的应用，从钢铁冶炼、港口集装箱吊装、汽车生产、桥梁安装，到航空航天、武器型号的野外吊装等，都需要使用专用吊装设备。
随着我国科学技术水平的不断提高，尤其是航空航天等高端领域，对产品起吊后的水平度要求越来越高，用于产品在水平状态下的精准对接。
目前我国各行业所使用的水平吊具大多仍采用纯机械结构形式（见图 1）。
起吊后产品的水平度主要通过多次试起吊产品过程中增加或减少斜拉吊带长度来调节。
起吊过程为：试吊装—产品歪斜—下放产品—根据歪斜情况调整吊带长度（如增加卸扣）—再次起吊，如此循环直至产品起吊后满足水平度要求，起吊流程如图 2所示。
图 1 传统纯机械水平吊具根据上述吊装方式，在被吊物质心位置不明确的情况下，被吊物的每次调平均耗时耗力，并且通过卸扣调节吊带长度无法实现无级调节，无法保证产品达到较高精度的水平度要求。
图 2 传统水平吊具调平手动流程自动调平类吊具目前已经有部分企业和高校进行了研究，巨力索具股份有限公司研制了一款液压调节的自平衡梁式吊具，该吊具通过增加液压和电气控制，将吊点变为可调节式吊点，解决了由于产品质心位置导致的起吊不平衡问题[1]；钟生贵[2]设计了一款自平衡旋转集装箱吊具，该吊具通过对原有集装箱吊具进行改进，增加水平及垂直方向自动调节电机，加装称重、测偏载报警装置等措施实现集装箱起吊的调平及防摇摆；刘超[3]设计了一款基于嵌入式系统的自平衡吊具，吊具在基于微处理器系统的自平衡控制器控制下完成起吊过程中快速调平；程梦子[4]设计了一款三卡爪同步伸缩自动调心吊具，用于实现核废料固化桶的可靠卡紧与松开。
本文总结以往水平吊具质心调节过程中费时费力的问题，设计了一种基于自动控制的电驱动调平吊具，可实现被吊物在起吊过程中的自动调平。
1 自动调平吊具整体方案及控制策略1.1 整体方案如图 3所示，自动调平吊具结构主要由吊耳、控制柜、梯形丝杆、轴承、主梁、支架、调平电机、翻转电机、链轮、链条等结构组成。
其中吊耳用于连接厂房吊钩，可适应不同规格的吊钩尺寸，调平电机可通过梯形丝杆调节吊耳位置实现被吊物沿主梁方向的水平度，翻转电机通过驱动齿轮，带动与之配合的链条实现被吊产品的滚转调节，两电机配合实现产品的调平操作。
1.2 调平策略自动调平吊具坐标方向定义如图 4所示，在吊具主梁上安装平衡传感器，传感器将吊具倾斜数据反馈给控制柜里的PLC控制器，控制器通过调平算法控制电机转动，实现吊具调平。
图 3 自动调平吊具结构示意图当被吊物起吊过程中在x方向上出现滚转时，调平电机带动梯形丝杆传动调节吊耳位置，使吊耳位于被吊物与吊具整体质心的正上方，实现吊具在x方向上的调平。
当被吊物在y方向出现俯仰时，翻转电机通过传动轴同时带动两侧的链轮转动，链轮带动链条传动，通过调节链条前后的长度来实现被吊物在y方向的调平。
图 4 自动调平吊具坐标方向示意吊具设置了手动控制和自动控制两种调平控制策略，用户可根据自身需要进行切换。
手动控制模式：用户可通过遥控器手动调节调平电机和翻转电机将被吊物调节至水平状态，但其水平调节精度因人而异，不好控制。
自动控制模式：在吊具起吊被吊物的过程中，由安装在吊具上的平衡传感器自动检测吊具的水平程度，控制调平电机和翻转电机将被吊物调节至预先设定好的水平度，这种调节方式精度较高，可用于起吊航空航天领域中需要精准控制起吊水平度的产品。
调平电机和翻转电机均采用电机+减速器+变频器一体化设计，在满足输出扭矩的同时可实现无极调速。
调平电机输出的线速度为0～1 m/min，翻转电机的翻转速度为0～7.8 r/min。
吊具控制方式兼具线控和无线遥控两种模式。
2 吊具关键元器件选型计算本文设计吊具额定载荷1.5 t，因此所有元器件选型计算均按照额定载荷进行。
2.1 调平电机选型计算调平电机通过调节吊耳的位置来实现被吊物在x方向的水平度调节，电机转速通过变频器调节，吊耳可在丝杆上以0～1 m/min速度内实现无级调节，调平电机选用SEW防爆电机。
按照吊具偏斜角度时进行计算，则丝杆所承受的轴向力式中：F1为丝杆所承受的轴向力；m为吊具与被吊物质量之和，m=（1500+600）kg=2100 kg；μ为摩擦系数，取。
计算可得：F1=5600 N。
负载转矩为式中：PB为丝杆导程，PB=8mm；η为机械效率，取η=0.2。
可得：T=35.7 N·m。
所需电机输出功率为式中：n为电机转速，选择电机型号：R47DRS80M4 BE5，电机功率P=1.1 kW，输出扭矩T=88 N·m，输出转速N=120 r/min。
电机、减速器、变频器一体化设计，减速器采用斜齿轮减速器，电机带刹车功能。
丝杆采用梯形丝杆，具有自锁功能。
2.2 翻转电机选型计算翻转电机选用双输出轴减速电机，两根输出轴各驱动一个链轮，链轮驱动与之啮合的链条，通过调节链条在链轮两侧的长度实现被吊物的滚摆调节。
按照被吊物最大翻转角度进行计算，设定吊具翻转20°所需的时间，电机启动加速时间t0=1 s，链轮直径D=250 mm，工件转动惯量J=8410 N·m2，可知：工件角速度为式中：β为角加速度。
根据运动学公式为联立式（4）、（5）可得β= 0.0388 rad/s 2。
转矩T=J·β=8410×0.0388=326 N·m，取安全系数S=2，传动效率η=0.7，可得实际所需转矩实际所需功率根据以上计算结果，翻转电机选用SEW防爆电机，型号：S87DRS90L4 BE5，输出功率 P= 2.2 kW ，输出扭矩T= 1970 N⋅ m ，输出转速 n= 7.8 r/min ，电机采用电机+减速器+变频器一体化设计，输出转速可在0～7.8 r/min之间无极调节，减速器采用涡轮蜗杆减速器，具有自锁功能，电机带刹车，双输出轴。
已知链轮直径D= 250 mm ，则链轮转动角速度可知链条移动线速度故链条与连接梁连接处速度可在0～102 mm/s范围内无极调节。
2.3 其他零部件选型计算1）链轮和链条链条采用10 mm×40 mm圆环链，单根链条额定载荷3 t，为使吊装时水平调节精度更高，链条的长度在一定范围内可调节。
链轮的规格与链条规格对应，链轮直径为Φ150 mm。
链轮与链条表面进行发黑处理。
2）电缆自动调平吊具的所有电缆均具有屏蔽功能，避免电缆产生的磁场对吊具上的电子元器件产生电磁干扰，同时具有接地保护功能，如果电缆芯线内发生破损，泄露出来的电流可以顺屏蔽层流入接地网，起到安全保护作用。
3）行程开关在吊耳行程的极限位置设置行程开关，避免吊耳在质心调节过程中或出现故障时运行到极限位置发生危险，行程开关用于吊耳运行到极限位置时切断调平电机的电源，防止发生意外事故。
传感器型号：TZ5101 DC24V。
3 吊具结构刚度强度计算吊具设计额定载荷为1.5 t，取动载系数1.2，则吊具的计算载荷为F=1.5t×1.2=1.8 t。
吊具主体结构选用Q235型号钢材，其屈服极限为235 MPa。
吊具计算模型及边界条件如图 5所示，边界条件：吊具整体施加竖直向下的重力加速度g=9.8 m/s2，吊耳位置施加竖直向上的位移约束，在与链轮连接的支架位置分别施加竖直向下的载荷900 kg。
图 5 吊具主体结构计算模型吊具主体结构应力云图如图 6所示。
可知吊具最大应力为65.46 MPa，位于工字梁与滚轮接触位置的根部，由于吊具材料屈服极限为235 MPa，可得吊具骨架安全系数n=235÷65.46=3.59，可知吊具在最大承载工况下也具有3倍以上的安全系数，不会发生破坏。
图 6 应力云图吊具主体结构的应变云图如图 7所示，可知吊具最大变形为0.107 mm，位于主梁两端及支架位置，计算载荷下吊具整体变形很小，满足刚度强度要求。