專(zhuān)利名稱(chēng):微處理機(jī)控制力矩安全裝置的制作方法
本實(shí)用新型屬于起重機(jī)配用的力矩限制器的改進(jìn)。
在本實(shí)用新型作出以前，常見(jiàn)的力矩限制器有(1) 機(jī)械式力矩限制器。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但是，它不能在伸臂和幅值不斷變化的情況下起力矩保護(hù)作用。且系統(tǒng)誤差大，達(dá)10％以上。在起吊過(guò)程中不能測(cè)量實(shí)際起重量，處于盲目運(yùn)行狀態(tài)。
(2) 電子式力矩限制器。如電子秤，雖可粗略測(cè)量出重量，但不能作出超載荷保護(hù)。且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，不能滿足要求。
(3)微機(jī)控制力矩限制器。如日本多田野公司生產(chǎn)的AML－U型力矩限制器，不僅可以在起重機(jī)設(shè)計(jì)允許的工作范圍內(nèi)起無(wú)級(jí)保護(hù)作用，而且可以利用數(shù)碼管直觀地讀出起吊重量、高度、幅值等參數(shù)。但是這類(lèi)力矩限制器存貯的工況曲線少，沒(méi)有回轉(zhuǎn)控制設(shè)施，難于防止翻車(chē)惡性事故發(fā)生。
以上三項(xiàng)已有技術(shù)在日本株式會(huì)社多田野鐵工所《修理要領(lǐng)書(shū)モ一メントリミツタ·U型》和英國(guó)(建筑機(jī)械與設(shè)備)，1982年第9期，《最先進(jìn)的起重機(jī)“安全負(fù)荷”指示器》以及(CRANES)，December·1971，《CRANE SAFETY，electronic safe load indicators》等文章中有反映。
本實(shí)用新型的目的就在于克服上述已有技術(shù)的不足，而設(shè)計(jì)出存貯工況曲線多，保護(hù)工作范圍寬，控制功能強(qiáng)且適用于履帶式起重機(jī)用的具有回轉(zhuǎn)保護(hù)，有較好性能價(jià)格比的微處理機(jī)控制力矩安全裝置。
本實(shí)用新型的工作原理可以借助圖1所示的整體電原理方框圖和圖2所示的面板示意圖來(lái)加以說(shuō)明本實(shí)用新型的信號(hào)源有兩種第一種信號(hào)由稱(chēng)重傳感器〔1〕將起重機(jī)的起吊重量變換成電信號(hào)，經(jīng)調(diào)零／濾波〔3〕校準(zhǔn)輸出電壓，濾除雜波后再送至運(yùn)算放大器〔5〕加以放大；第二種信號(hào)由角度檢測(cè)器〔2〕將起重機(jī)的起吊角度變換成電信號(hào)，經(jīng)調(diào)零／濾波〔4〕校準(zhǔn)輸出電壓，濾除雜波后與第一種信號(hào)同時(shí)送至A／D變換器〔6〕將兩種模擬電信號(hào)變換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)送至8位微處理機(jī)〔7〕，微處理機(jī)在人為設(shè)定的臂長(zhǎng)、繩數(shù)狀態(tài)信號(hào)的控制下，對(duì)輸入的不同數(shù)字信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算、判斷、比較等數(shù)據(jù)處理，處理完畢，隨即送至I／O接口電路〔8〕的相應(yīng)端口。根據(jù)實(shí)際情況分四路輸出，第一路送至95％音響預(yù)報(bào)器〔9〕，當(dāng)起吊量為起重機(jī)額定起吊重量的95％時(shí)，便發(fā)出預(yù)報(bào)音響，同時(shí)面板上對(duì)應(yīng)的紅燈亮。第二路送至100％音響報(bào)警／回轉(zhuǎn)控制器〔10〕，當(dāng)起吊量等于額定值時(shí)，發(fā)出報(bào)警音響，對(duì)應(yīng)紅燈亮；與此同時(shí)，利用軟件防慣性沖擊的方法，自動(dòng)切斷回轉(zhuǎn)操作回路，立即平穩(wěn)停車(chē)，避免轉(zhuǎn)向危險(xiǎn)方向，但仍允許在安全方向運(yùn)行。第三路送至105％告警／超載荷保護(hù)器〔11〕，當(dāng)起吊量為額定值的105％時(shí)，發(fā)出告警音響，對(duì)應(yīng)紅燈亮；同時(shí)，自動(dòng)切斷起重機(jī)的提升、伸幅、回轉(zhuǎn)操作回路，但允許起重機(jī)向收幅、重物下降的安全方向運(yùn)行，進(jìn)行超載荷保護(hù)。第四路送至吊臂背翻保護(hù)器〔12〕，當(dāng)?shù)醣凼辗_(dá)78度時(shí)，吊臂自動(dòng)停止回收。工況／功能控制器〔13〕，根據(jù)機(jī)內(nèi)存貯的三十二條工況曲線，對(duì)起重機(jī)設(shè)計(jì)允許的工作范圍內(nèi)起無(wú)級(jí)力矩保護(hù)作用。同時(shí)，利用數(shù)碼管組成的顯示窗口1顯示毛重、凈重及噸位轉(zhuǎn)換置三個(gè)數(shù)據(jù)，顯示窗口2顯示額定起重量、提升高度、角度、幅度及角度轉(zhuǎn)換量五個(gè)數(shù)據(jù)。其中除數(shù)字轉(zhuǎn)換量用十六進(jìn)制數(shù)表示外，其它各量均用十進(jìn)制數(shù)直接顯示。面板示意圖中的開(kāi)關(guān)K1，按其位置的不同，確定毛重或凈重顯示，并可檢測(cè)輸出通道是否異常。按開(kāi)關(guān)K2、K3的不同組合狀態(tài)確定高度、角度、幅度和額定量的顯示，同時(shí)自動(dòng)檢測(cè)輸出通道的工作狀態(tài)。本實(shí)用新型的起重負(fù)荷檢測(cè)器，采用了單卷筒式測(cè)鋼絲繩張力的稱(chēng)重裝置，特別適合我國(guó)生產(chǎn)的起重機(jī)上采用。為了實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)控制，除了一般通用接口外，我們?cè)鲈O(shè)了回轉(zhuǎn)方向控制電路和回轉(zhuǎn)超載控制電路。為了降低成本我們采用了通用8位微處理機(jī)芯片自己組裝成專(zhuān)用微機(jī)系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的具體方案中，回轉(zhuǎn)方向控制見(jiàn)圖5由兩個(gè)74LS02或非門(mén)組成，其中開(kāi)關(guān)固定在起重機(jī)的回轉(zhuǎn)方向控制器上，在微處理機(jī)對(duì)其不斷查詢和處理的情況下，迫使起重機(jī)自行回轉(zhuǎn)到安全位置上工作。圖6所示的電路解決起重機(jī)的超載荷保護(hù)控制。當(dāng)微處理機(jī)檢測(cè)到起重機(jī)回轉(zhuǎn)超載時(shí)，便通過(guò)數(shù)據(jù)總線向觸發(fā)器發(fā)出控制信號(hào)，控制GO203光電管和繼電器有規(guī)律地間斷工作，從而達(dá)到在超載荷情況下，防止回轉(zhuǎn)剎車(chē)慣性沖擊的目的。
本實(shí)用新型的稱(chēng)重裝置安裝成如附圖3和4所示的可調(diào)節(jié)形式。在傳感器座(33)上裝有傳感器位置調(diào)整螺栓(32)，以便對(duì)稱(chēng)重傳感器(1)的稱(chēng)重精度進(jìn)行調(diào)整。在鋼絲繩固定端滑輪(48)與滑輪組(49)之間裝有固定端可調(diào)壓頭(37)以便對(duì)鋼絲繩受力進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)。這樣易于消除安裝振動(dòng)誤差和滾動(dòng)摩擦阻力誤差，加上其輸出端接上了調(diào)零電路，易于獲得一標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，從而提高了稱(chēng)重精度和系統(tǒng)精度。
為了提高稱(chēng)重精度在傳感器輸出端接有調(diào)零／濾波電路，利用迭代原理，在稱(chēng)重過(guò)程中進(jìn)行多次取樣，然后求均值的方法，以減少振動(dòng)誤差。在數(shù)據(jù)處理上采用了數(shù)字濾波，同時(shí)用8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，使起重機(jī)在用八根起重繩時(shí)，以256個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)，按每300公斤為一個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)進(jìn)行迭代來(lái)顯示各種數(shù)據(jù)和報(bào)警指示。作為一種保護(hù)手段，此精度已能對(duì)起重機(jī)起到足夠的保護(hù)作用，系統(tǒng)精度小于5％。
附圖1是整體電原理方框圖。其中〔1〕為稱(chēng)重傳感器，〔2〕為角度檢測(cè)器，〔3〕、〔4〕為調(diào)零／濾波電路，〔5〕為運(yùn)算放大器，〔6〕為8位A／D變換器，〔7〕為8位微處理機(jī)，〔8〕為I／O接口電路，〔9〕為95％音響預(yù)報(bào)器，〔10〕為100％音響報(bào)警器，〔11〕為105％告警／超載荷保護(hù)器，〔12〕為吊臂背翻保護(hù)器〔13〕為工況／功能控制器。
附圖2是面板示意圖。
附圖3、4是稱(chēng)重傳感器安裝示意圖。其中(1)為稱(chēng)重傳感器，(32)為調(diào)整螺栓，(33)為底座，(34)為測(cè)力臂，(35)為力臂支承座，(36)為活動(dòng)頭壓輪，(37)為固定端可調(diào)壓頭，(48)為固定端滑輪，(49)為滑輪組。附圖5是回轉(zhuǎn)方向控制電路。附圖6是超載荷保護(hù)控制電路。附圖7是整體程序流程圖。
本實(shí)用新型實(shí)施例中的主要元器件見(jiàn)下表
本實(shí)用新型所給出的實(shí)施例，在室內(nèi)模擬試驗(yàn)、裝機(jī)性能試驗(yàn)及在安裝葛洲壩二江電廠廠橋機(jī)大梁實(shí)際應(yīng)用中，不僅能直接顯示起重高度、吊臂角度、額定載荷、實(shí)際載荷；而且能對(duì)毛、凈重進(jìn)行判斷計(jì)算；具有系統(tǒng)自檢、預(yù)報(bào)和超載荷告警指示能力；具有特色的是在起重機(jī)控制系統(tǒng)中對(duì)回轉(zhuǎn)提升，變幅過(guò)程中能進(jìn)行超載荷自動(dòng)控制，有利于避免惡性翻車(chē)事故，確保操作人員生命安全，國(guó)家財(cái)產(chǎn)免遭損失。系統(tǒng)綜合精度和超載荷保護(hù)精度均小于5％。此外，系統(tǒng)性能價(jià)格比也很合理，它是履帶式起重機(jī)和其它類(lèi)型起重機(jī)理想的力矩安全裝置，大有普及推廣的價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種由起重載荷檢測(cè)器、吊臂角度檢測(cè)器、吊臂長(zhǎng)度檢測(cè)器、A/D轉(zhuǎn)換器、微處理機(jī)、I/O接口電路和報(bào)警、顯示等電路構(gòu)成的起重機(jī)力矩安全裝置，其特征在于所述的起重載荷檢測(cè)器采用了適合我國(guó)生產(chǎn)的起重機(jī)上配用的單卷筒式測(cè)鋼絲繩張力的稱(chēng)重裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的起重機(jī)力矩安全裝置，其特征在于單卷筒式稱(chēng)重裝置在傳感器座(33)上裝有調(diào)節(jié)傳感器精度的傳感器位置調(diào)整螺栓(32)在鋼絲繩固定端滑輪(48)與滑輪組(49)之間裝有調(diào)節(jié)鋼絲繩受力平衡的固定端可調(diào)壓頭(37)。
專(zhuān)利摘要
本實(shí)用新型屬于起重機(jī)配用的力矩限制器的改進(jìn)。本實(shí)用新型采用使稱(chēng)重傳感器安裝成可調(diào)節(jié)型式的方法，以通用8位微處理機(jī)為核心，用迭代原理分別對(duì)重量、角度等物理量多次取樣、運(yùn)算、比較、處理，并直接顯示毛、凈重、高度、幅度、角度等數(shù)據(jù)和自動(dòng)發(fā)出超載荷告警信號(hào)。具有存貯工況曲線多、保護(hù)范圍寬、控制能力強(qiáng)、系統(tǒng)綜合精度高、性能價(jià)格較好等顯著特點(diǎn)，是履帶式起重機(jī)和其它類(lèi)型起重機(jī)理想的力矩安全裝置。
文檔編號(hào)B66C13/00GK86206057SQ86206057
公開(kāi)日1987年11月7日 申請(qǐng)日期1986年8月16日
發(fā)明者朱輝安 申請(qǐng)人:長(zhǎng)江葛洲壩工程局起安分局導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan