目前在国内产品加工、装配及生产等车间,为降低成本并提高生产效率,广泛采用起重机、助力机械手等设备辅助搬运重物。现有辅助搬运设备重物提升方式简单、运输效率低、起升冲击大、安全性不足,无法适应高要求生产场所。针对以上现存问题,本文研制出由单片机控制的伺服软索起重装置,在重物提升搬运过程中可实现变速提升、软索起重搬运、重物重量实时显示、缓起动缓停止、超载报警立即停车功能,具有响应速度快特点,还可与机械臂组合辅助搬运重物。本文的主要工作如下:(1)整理国内外辅助搬运设备的研究现状,确定装置技术指标,拟定机械结构与控制系统不同设计方案,通过分析对比选择最优方案。(2)机械结构详细设计缠绕装置与控制手柄零部件,阐述工作原理;基于ADAMS对钢丝绳缠绕卷筒的运动过程进行动力学仿真分析,基于仿真结果,校核钢丝绳强度满足要求,并计算起升动载系数,确保装置运行满足起重机械安全运行要求;运用ANSYS Workbench对关键零部件进行有限元分析,分析结果表明零件力学特性满足使用要求;最后完成图纸绘制并外协加工样机。(3)控制系统详细设计硬件电路和软件编程,硬件电路设计包括伺服驱动器与伺服电机外围电路设计、传感器的选型及通信连接、单片机控制器设计、电源模块设计;软件编程是将输入单片机的数字量信号和经过AD转换后的数字量信号进行处理,并经过DA转换输出控制伺服电机动作;最后完成控制系统电路板焊接制作。(4)组装样机进行试验测试,分别对电源模块、单片机控制器、装置不同工作状态、实际钢丝绳拉力进行试验。结果表明,设备机械结构与控制系统设计合理,可达到制定技术指标,实用性强。本文研制的伺服软索起重装置样机运行可靠,操作方便,运输效率高,应用范围广,具有良好的实际应用价值,对提升搬运本领域的发展具有一定的推动意义。