專(zhuān)利名稱(chēng)：提升機(jī)天輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)方法及裝置，尤其是一種適用于輪輻兩側(cè)面平行度較高的提 升機(jī)天輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)方法及裝置。
背景技術(shù)：
提升機(jī)素有“礦井咽喉”之稱(chēng)，擔(dān)負(fù)著提升煤炭矸石、下放材料、升降人員和設(shè)備的 任務(wù)，其運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到煤礦的安全高效生產(chǎn)。天輪作為提升機(jī)的一個(gè)重要組成部分， 它的運(yùn)行狀態(tài)好壞可以直接反應(yīng)提升機(jī)是否正常運(yùn)行。當(dāng)提升機(jī)發(fā)生高速過(guò)卷、斷繩、打 滑等惡性事故時(shí)，天輪的主要運(yùn)行參數(shù)包括轉(zhuǎn)動(dòng)角度、轉(zhuǎn)速、角加速度等會(huì)有相關(guān)的信息反 饋。通過(guò)對(duì)天輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度的檢測(cè)，可以間接計(jì)算出天輪的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)位置、轉(zhuǎn)速、角加速度等 運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)而可以監(jiān)測(cè)出提升機(jī)是否正常運(yùn)行。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)天輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)的研究和應(yīng)用較少，多采用在天輪主軸的端蓋上 打孔安裝編碼器的方式?；谔燧喍松w因工作環(huán)境惡劣而多采用封閉形式的現(xiàn)狀，當(dāng)對(duì)其 進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)角度測(cè)量時(shí)，需要重新設(shè)計(jì)和加工端蓋。這不僅破壞了天輪端蓋原來(lái)的完整性，而 且在改造期間，也影響了提升機(jī)的正常生產(chǎn)。并且，因部分摩擦式提升機(jī)的天輪與天輪輻軸 采用軸承進(jìn)行聯(lián)接，當(dāng)天輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，天輪主軸不跟隨輪輻同步旋轉(zhuǎn)，以至無(wú)法利用在主軸上 安裝軸編碼器的方式來(lái)測(cè)量天輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。由于天輪在正常運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的徑向 和軸向振動(dòng)，也對(duì)編碼器的聯(lián)軸器造成了一定的沖擊影響。因此，目前對(duì)天輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度測(cè)量主要存在以下問(wèn)題第一，當(dāng)采用在天輪端蓋上 安裝編碼器的方式時(shí)，需要對(duì)天輪端蓋進(jìn)行改造，在一定程度上影響了提升機(jī)的正常工作； 第二，部分提升機(jī)天輪的主軸不與輪輻同步旋轉(zhuǎn)，無(wú)法利用在其主軸上安裝編碼器的方式 來(lái)測(cè)量其轉(zhuǎn)動(dòng)角度；第三，提升機(jī)天輪在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的徑向和軸向振動(dòng)，給編碼器的 安裝帶來(lái)一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝 方便，測(cè)量效果好的提升機(jī)天輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)方法及裝置。技術(shù)方案本發(fā)明的提升機(jī)天輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)方法，包括采用聯(lián)軸器、編碼器、單 片機(jī)、工控機(jī)，其步驟如下a、在提升機(jī)天輪平臺(tái)上安裝導(dǎo)向裝置，將導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向主軸和導(dǎo)向副軸對(duì)稱(chēng)夾 持在天輪的輪輻兩側(cè)，再將聯(lián)軸器和編碼器連接在導(dǎo)向主軸的尾部，編碼器連接單片機(jī)，單 片機(jī)依次連接RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換器、RS485電纜、RS485轉(zhuǎn)USB轉(zhuǎn)換器，最后連接工控機(jī)；b、當(dāng)天輪運(yùn)行時(shí)，對(duì)稱(chēng)夾持在天輪輪輻兩側(cè)的導(dǎo)向主軸和導(dǎo)向副軸在摩擦力的作 用下轉(zhuǎn)動(dòng)，連接在導(dǎo)向主軸尾部的編碼器將導(dǎo)向主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)傳送給單片機(jī)，單片 機(jī)將采集的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)依次通過(guò)RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換器、RS485電纜、RS485轉(zhuǎn)USB轉(zhuǎn)換 器，最后傳送至工控機(jī)分析處理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提升機(jī)天輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
本發(fā)明的提升機(jī)天輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置，包括架設(shè)天輪的天輪平臺(tái)、聯(lián)軸器、編 碼器、單片機(jī)、工控機(jī)，所述的天輪平臺(tái)上設(shè)有位于天輪側(cè)面的導(dǎo)向裝置，導(dǎo)向裝置包括支 架、設(shè)在支架上的滑動(dòng)裝置，滑動(dòng)裝置上對(duì)稱(chēng)設(shè)有其軸線與天輪中心線呈夾角α布置的導(dǎo) 向主軸和導(dǎo)向副軸，導(dǎo)向主軸和導(dǎo)向副軸的前端對(duì)稱(chēng)設(shè)有夾持在天輪輪輻兩側(cè)的滾輪，導(dǎo) 向主軸和導(dǎo)向副軸之間設(shè)有連接軸，連接軸的兩側(cè)分別設(shè)有彈簧和壓緊彈簧的螺母；所述 的聯(lián)軸器和編碼器設(shè)在導(dǎo)向主軸的尾部，編碼器與單片機(jī)相連接，經(jīng)單片機(jī)連接RS232轉(zhuǎn) RS485轉(zhuǎn)換器，RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換器經(jīng)RS485電纜連接RS485轉(zhuǎn)USB轉(zhuǎn)換器，再由RS485 轉(zhuǎn)USB轉(zhuǎn)換器連接工控機(jī)。所述的滑動(dòng)裝置包括設(shè)在支架上的滑槽板，滑槽板的前后兩側(cè)分別開(kāi)有主導(dǎo)向槽 和副導(dǎo)向槽，主導(dǎo)向槽內(nèi)設(shè)有可沿主導(dǎo)向槽內(nèi)滑動(dòng)的主軸滑動(dòng)平臺(tái)和副軸滑動(dòng)平臺(tái)，副導(dǎo) 向槽內(nèi)設(shè)有可沿副導(dǎo)向槽內(nèi)滑動(dòng)的編碼器滑動(dòng)平臺(tái)；所述的夾角α為0 30°。有益效果本發(fā)明將測(cè)點(diǎn)設(shè)在天輪的輪輻兩側(cè)，避免了對(duì)天輪端蓋的改造和加工， 降低了天輪的徑向和軸向振動(dòng)對(duì)編碼器的影響，適用于輪輻兩側(cè)面平行度較高的天輪角度 檢測(cè)，并能應(yīng)用于天輪輪輻與主軸不能同步旋轉(zhuǎn)的天輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)。其方法及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 操作及安裝方便，便于對(duì)天輪的調(diào)整，測(cè)量效果好，在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有廣泛的實(shí)用性。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的導(dǎo)向裝置工作位置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1_RS485轉(zhuǎn)USB轉(zhuǎn)換器，2-工控機(jī)，3-天輪平臺(tái)，4-天輪，5-RS485電纜， 6-RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換器，7-單片機(jī)，8-導(dǎo)向裝置，9-支架，10-編碼器滑動(dòng)平臺(tái)，11-編碼 器，12-聯(lián)軸器，13-滑動(dòng)平臺(tái)支架，14-導(dǎo)向主軸，15-副導(dǎo)向槽，16-導(dǎo)向副軸，17-連接軸， 18-主導(dǎo)向槽，19-彈簧，20-主軸滑動(dòng)平臺(tái)，21-副軸滑動(dòng)平臺(tái)，22-螺母。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述本發(fā)明的提升機(jī)天輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)方法，具體實(shí)施步驟如下步驟一在提升機(jī)天輪平臺(tái)3上安裝導(dǎo)向裝置8，將導(dǎo)向裝置8的導(dǎo)向主軸14和 導(dǎo)向副軸16對(duì)稱(chēng)夾持在天輪4的輪輻兩側(cè)，再將聯(lián)軸器12和編碼器11連接在導(dǎo)向主軸 14的尾部，編碼器11連接單片機(jī)7，單片機(jī)7依次連接RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換器6、RS485電 纜5、RS485轉(zhuǎn)USB轉(zhuǎn)換器1，最后連接工控機(jī)2 ；若編碼器11的工作模式為單圈角度測(cè)量， 4 20mA的輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)角度0 360°時(shí)，編碼器11的4 20mA的電流信號(hào)線，通過(guò)串 接120 Ω的電阻轉(zhuǎn)化為0. 48 2. 4V的電壓信號(hào)后，連接單片機(jī)7的I/O 口 ；步驟二 將導(dǎo)向主軸14與導(dǎo)向副軸16通過(guò)連接軸17連接，且在連接軸17兩端分 別套上彈簧19和擰上螺母22，使導(dǎo)向主軸14和導(dǎo)向副軸16的摩擦面在彈簧19彈力的作 用下壓在天輪4輪輻上；步驟三當(dāng)天輪4轉(zhuǎn)到標(biāo)定的零位置時(shí)，對(duì)編碼器11進(jìn)行調(diào)零；步驟四對(duì)稱(chēng)夾持在天輪4輪輻兩側(cè)的導(dǎo)向主軸14和導(dǎo)向副軸16在摩擦力的作
4用下轉(zhuǎn)動(dòng)，連接在導(dǎo)向主軸14尾部的編碼器11將導(dǎo)向主軸14的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)傳送給單片 機(jī)7，單片機(jī)7通過(guò)I/O 口采集編碼器11的輸出信號(hào)，并經(jīng)RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換器6、RS485 電纜5、RS485轉(zhuǎn)USB轉(zhuǎn)換器1將采集到的編碼器11轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)傳送到工控機(jī)2 ；步驟五工控機(jī)2利用VB6. 0提供的MsComm通訊控件，讀取單片機(jī)傳送的轉(zhuǎn)動(dòng)角 度信號(hào)，分析處理獲得提升機(jī)天輪4的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)天輪4轉(zhuǎn)動(dòng)角度的實(shí)時(shí)監(jiān) 測(cè)。如圖1所示，提升機(jī)天輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置主要由RS485轉(zhuǎn)USB轉(zhuǎn)換器1、工控機(jī) 2、架設(shè)天輪4的天輪平臺(tái)3、RS485電纜5、RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換器6、單片機(jī)7、導(dǎo)向裝置8、 編碼器11、聯(lián)軸器12、工控機(jī)2構(gòu)成。其中天輪平臺(tái)3上安裝位于天輪4側(cè)面的導(dǎo)向裝置 8，導(dǎo)向裝置8包括支架9、設(shè)在支架9上的滑動(dòng)裝置，滑動(dòng)裝置包括設(shè)在支架9上的滑槽板， 滑槽板的前后兩側(cè)分別開(kāi)有主導(dǎo)向槽18和副導(dǎo)向槽15，主導(dǎo)向槽18內(nèi)設(shè)有可沿主導(dǎo)向槽 內(nèi)滑動(dòng)的主軸滑動(dòng)平臺(tái)20和副軸滑動(dòng)平臺(tái)21，副導(dǎo)向槽15內(nèi)設(shè)有可沿副導(dǎo)向槽內(nèi)滑動(dòng)的 編碼器滑動(dòng)平臺(tái)10，編碼器滑動(dòng)平臺(tái)10上設(shè)在固定導(dǎo)向主軸14尾部的滑動(dòng)平臺(tái)支架13 ； 滑動(dòng)裝置上對(duì)稱(chēng)設(shè)有其軸線與天輪中心線呈夾角α布置的導(dǎo)向主軸14和導(dǎo)向副軸16，夾 角α為0 30°。導(dǎo)向主軸14和導(dǎo)向副軸16的軸線與天輪輪輻側(cè)面采用相同夾角α， 使天輪4輪輻與導(dǎo)向主軸14接觸面相互摩擦?xí)r，不會(huì)因輪輻在天輪4半徑方向上線速度不 同，造成導(dǎo)向主軸14、導(dǎo)向副軸16產(chǎn)生額外的扭矩。夾角α的大小可根據(jù)天輪4的直徑、 輪輻的最大線速度和編碼器11的允許轉(zhuǎn)速，利用摩擦接觸面線速度相同的原理計(jì)算確定。 導(dǎo)向主軸14和導(dǎo)向副軸16分別固定在主軸滑動(dòng)平臺(tái)20和副軸滑動(dòng)平臺(tái)21上，以限定主 軸滑動(dòng)平臺(tái)20和副軸滑動(dòng)平臺(tái)21的豎直自由度，以便測(cè)量天輪4的順時(shí)針和逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 角度。導(dǎo)向主軸14和導(dǎo)向副軸16的前端對(duì)稱(chēng)設(shè)有夾持在天輪4輪輻兩側(cè)的滾輪，導(dǎo)向主 軸14和導(dǎo)向副軸16之間設(shè)有連接軸17，連接軸17的兩側(cè)分別設(shè)有彈簧19和壓緊彈簧的 螺母22 ；聯(lián)軸器12和編碼器11連接在導(dǎo)向主軸14的尾部，編碼器11與單片機(jī)7相連接， 經(jīng)單片機(jī)7連接RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換器6，RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換器6經(jīng)RS485電纜5連接 RS485轉(zhuǎn)USB轉(zhuǎn)換器1，再由RS485轉(zhuǎn)USB轉(zhuǎn)換器1連接工控機(jī)2。導(dǎo)向主軸14與導(dǎo)向副軸 16夾持著天輪4的輪輻，借助主軸滑動(dòng)平臺(tái)20和副軸滑動(dòng)平臺(tái)21，可沿開(kāi)槽方向與天輪4 軸向平行的主導(dǎo)向槽18同步滑動(dòng)。導(dǎo)向主軸14和導(dǎo)向副軸16的軸向沿天輪4輻條方向 指向天輪4中心。當(dāng)天輪4發(fā)生徑向振動(dòng)時(shí)，其振動(dòng)方向與導(dǎo)向主軸14和導(dǎo)向副軸16所 受摩擦力方向垂直，或者其振動(dòng)位移沿導(dǎo)向主軸14所受摩擦力方向的分位移較小，帶動(dòng)導(dǎo) 向主軸14旋轉(zhuǎn)較小，因而降低了天輪4的徑向振動(dòng)對(duì)編碼器11的影響。同時(shí)，編碼器滑動(dòng) 平臺(tái)10通過(guò)滑動(dòng)平臺(tái)支架13與導(dǎo)向主軸14連接，可沿開(kāi)槽方向與主導(dǎo)向槽18平行的副導(dǎo) 向槽15與主軸滑動(dòng)平臺(tái)20同步滑動(dòng)，從而降低了天輪4的軸向振動(dòng)對(duì)編碼器11的影響。
權(quán)利要求
一種提升機(jī)天輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)方法，包括采用聯(lián)軸器(12)、編碼器(11)、單片機(jī)(7)、工控機(jī)(2)，其特征在于，步驟如下a、在提升機(jī)天輪平臺(tái)(3)上安裝導(dǎo)向裝置(8)，將導(dǎo)向裝置(8)的導(dǎo)向主軸(14)和導(dǎo)向副軸(16)對(duì)稱(chēng)夾持在天輪(4)的輪輻兩側(cè)，再將聯(lián)軸器(12)和編碼器(11)連接在導(dǎo)向主軸(14)的尾部，編碼器(11)連接單片機(jī)(7)，單片機(jī)(7)依次連接RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換器(6)、RS485電纜(5)、RS485轉(zhuǎn)USB轉(zhuǎn)換器(1)，最后連接工控機(jī)(2)；b、當(dāng)天輪(4)運(yùn)行時(shí)，對(duì)稱(chēng)夾持在天輪(4)輪輻兩側(cè)的導(dǎo)向主軸(14)和導(dǎo)向副軸(16)在摩擦力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，連接在導(dǎo)向主軸(14)尾部的編碼器(11)將導(dǎo)向主軸(14)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)傳送給單片機(jī)(7)，單片機(jī)(7)將采集的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)依次通過(guò)RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換器(6)、RS485電纜(5)、RS485轉(zhuǎn)USB轉(zhuǎn)換器(1)，最后傳送至工控機(jī)(2)分析處理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提升機(jī)天輪(4)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
2.一種提升機(jī)天輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置，包括架設(shè)天輪(4)的天輪平臺(tái)(3)、聯(lián)軸器 (12)、編碼器(11)、單片機(jī)(7)、工控機(jī)(2)，其特征在于所述的天輪平臺(tái)(3)上設(shè)有位于 天輪(4)側(cè)面的導(dǎo)向裝置(8)，導(dǎo)向裝置(8)包括支架(9)、設(shè)在支架(9)上的滑動(dòng)裝置，滑 動(dòng)裝置上對(duì)稱(chēng)設(shè)有其軸線與天輪中心線呈夾角α布置的導(dǎo)向主軸(14)和導(dǎo)向副軸(16)， 導(dǎo)向主軸(14)和導(dǎo)向副軸(16)的前端對(duì)稱(chēng)設(shè)有夾持在天輪(4)輪輻兩側(cè)的滾輪，導(dǎo)向主 軸(14)和導(dǎo)向副軸(16)之間設(shè)有連接軸(17)，連接軸(17)的兩側(cè)分別設(shè)有彈簧(19)和壓 緊彈簧的螺母(22)；所述的聯(lián)軸器(12)和編碼器(11)設(shè)在導(dǎo)向主軸(14)的尾部，編碼器 (11)與單片機(jī)(7)相連接，經(jīng)單片機(jī)(7)連接RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換器(6)，RS232轉(zhuǎn)RS485 轉(zhuǎn)換器(6)經(jīng)RS485電纜(5)連接RS485轉(zhuǎn)USB轉(zhuǎn)換器(1)，再由RS485轉(zhuǎn)USB轉(zhuǎn)換器(1) 連接工控機(jī)(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提升機(jī)天輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置，其特征在于所述的滑動(dòng)裝 置包括設(shè)在支架(9)上的滑槽板，滑槽板的前后兩側(cè)分別開(kāi)有主導(dǎo)向槽(18)和副導(dǎo)向槽 (15)，主導(dǎo)向槽(18)內(nèi)設(shè)有可沿主導(dǎo)向槽內(nèi)滑動(dòng)的主軸滑動(dòng)平臺(tái)(20)和副軸滑動(dòng)平臺(tái) (21)，副導(dǎo)向槽(15)內(nèi)設(shè)有可沿副導(dǎo)向槽內(nèi)滑動(dòng)的編碼器滑動(dòng)平臺(tái)(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提升機(jī)天輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置，其特征在于所述的夾角α 為0 30°。
全文摘要
一種提升機(jī)天輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)方法及裝置，包括架設(shè)天輪的天輪平臺(tái)、聯(lián)軸器、編碼器、單片機(jī)、工控機(jī)，在天輪平臺(tái)上安裝導(dǎo)向裝置，當(dāng)天輪運(yùn)行時(shí)，對(duì)稱(chēng)夾持在天輪輪輻兩側(cè)的導(dǎo)向主軸和導(dǎo)向副軸在摩擦力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)連接在導(dǎo)向主軸尾部的編碼器將接收的導(dǎo)向主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)傳送給單片機(jī)，單片機(jī)連接編碼器，并將采集的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)依次通過(guò)RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換器、RS485電纜、RS485轉(zhuǎn)USB轉(zhuǎn)換器，最后傳送至工控機(jī)處理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提升機(jī)天輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。該方法避免了對(duì)天輪端蓋的改造和加工，降低了天輪的徑向和軸向振動(dòng)對(duì)編碼器的影響，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于輪輻兩側(cè)面平行度較高的天輪角度檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01B21/22GK101929855SQ20101024296
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者彭玉興, 曹?chē)?guó)華, 朱真才, 李一磊, 李偉, 王重秋, 訾斌, 陳光柱, 陳國(guó)安 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)