專利名稱：一種起重機(jī)制動下滑量檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及起重機(jī)，特別是涉及起重機(jī)制動下滑量的檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為特種設(shè)備的起重機(jī)，其制動下滑量是安全生產(chǎn)的重要性能指標(biāo)之一。在實(shí)際生產(chǎn)中需要定期對起重機(jī)的制動下滑量進(jìn)行檢測；特種設(shè)備檢測檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)可依據(jù)所檢測出的起重機(jī)的制動下滑量來判定是否超出標(biāo)準(zhǔn)范圍(精度要求±2mm)，若超出規(guī)定范圍，則應(yīng)停止起重機(jī)的起重作業(yè)并進(jìn)行檢修，以保證安全生產(chǎn)。目前起重機(jī)安全檢定規(guī)范中給出兩種常規(guī)檢測方法，這兩種方法不僅測量精度差，且不易于操作。方法1:采用直徑為Imm鋼絲繩，一端系一小砣，另一端與固定的微動開關(guān)(觸點(diǎn)常閉)相連，常閉觸點(diǎn)接在用接觸器控制的下降回路中，砣的重量應(yīng)足以使開關(guān)動作，切斷下降電路，測量時小砣放在載荷(砝碼)上，當(dāng)額定載荷以慢速檔下降到某一位置時，小砣與載荷分離，此時下降電路立即被切斷，載荷隨即開始下降制動，待額定載荷停住后，測得小砣與載荷之間的垂直距離，即為下降制動距離，連測幾次，取其平均值。方法2:將測量儀的計數(shù)線路與控制器相連，保證額定載荷以慢速下降，控制器回到零位控制線路斷電的同時計數(shù)器從零開始計數(shù)。檢測時將測量輪觸在(觸力宜不大于60N)卷筒端部外徑處，當(dāng)額定載荷以慢速下降制動停止后，讀取計數(shù)器的計數(shù)值K，作為折算制動距離的原始數(shù)據(jù)。專利申請?zhí)枮?01110203937.5、公開號為CN102285591的起重機(jī)制動下滑檢測儀的檢測技術(shù)方案，采用貼附于起重機(jī)制動施力位置上的壓力傳感器來識別制動的開始時亥IJ，通過固定于載荷側(cè)面的測量擋板和其下方的激光測距儀來測距，待載荷停止后再求出制動下滑量；該發(fā)明采用壓力傳感器等電子元件存在響應(yīng)延時或誤差，Ims就可能使下滑量測量結(jié)果產(chǎn)生大于Imm的誤差；同時必須采用量程范圍為數(shù)米、高測量頻率的激光測距儀，不僅精度很難控制在±2mm，而且價格不菲(一般為數(shù)萬元/個)。專利申請?zhí)枮?01210165751.X、公開號為CN102679886的起重機(jī)制動下滑量檢測方法及裝置，包括安置在載荷正下方的激光測距儀和與其相連接的自動計算模塊，根據(jù)速度函數(shù)曲線得到勻速下降時起重機(jī)的運(yùn)行速度K和制動過程的制動時間 ，通過公式^=0.5ΚΧ 求出制動下滑量S ;該發(fā)明采用了價格不菲、精度頻率較難滿足下滑量檢測工況的激光測距儀，且假設(shè)制動過程為理想的勻減速制動與實(shí)際情況有所差別，其精度有待于進(jìn)一步提高，成本有待于進(jìn)一步優(yōu)化；且激光測距儀位于載荷正下方，若載荷墜落會對人或儀器產(chǎn)生危險。專利申請?zhí)枮?01020560174.0的起重機(jī)制動下滑量檢測儀，該方法所測量精度與受所采用的高速圖像捕捉設(shè)備的精度影響極大，而標(biāo)尺基準(zhǔn)在現(xiàn)場實(shí)際測試中不易安裝，同時整套測試設(shè) 備價格不菲。專利申請?zhí)枮?01020650657.X的一種起重機(jī)制動下滑測試儀，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，機(jī)械、電子元件較多，存在響應(yīng)延時和成本的控制問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種電子元件使用更少(僅采用一個拉線位移傳感器)、結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷、價格低、更精確的起重機(jī)制動下滑量檢測系統(tǒng)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種起重機(jī)制動下滑量檢測系統(tǒng)，其要點(diǎn)在于它包括位移傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、計算模塊、報告模塊，四者間通過數(shù)據(jù)線依次相接，位移傳感器與起重機(jī)的額定載荷相連接，由位移傳感器中的增量編碼器將額定載荷的高度變化轉(zhuǎn)化成脈沖信號，計算模塊內(nèi)儲存有標(biāo)準(zhǔn)制動下滑量Hs，由數(shù)據(jù)采集模塊對代表高度變化的脈沖信號進(jìn)行增量處理并加入時鐘信號T,進(jìn)而傳遞給計算模塊得出高度位移//關(guān)于時間T的一一對應(yīng)關(guān)系的離散函數(shù)//⑴，計算模塊根據(jù)公式對//⑴進(jìn)行求導(dǎo)，得到速度關(guān)于時間r的函數(shù)KU)，通過公式對「⑴進(jìn)行求導(dǎo)，得到加速度J U)，如果加速度&持續(xù)為負(fù)號，也就是^持續(xù)減小，表明拐點(diǎn)出現(xiàn)，取連續(xù)為負(fù)號的第一點(diǎn)T1為制動開始點(diǎn)；如果速度Ki和加速度*續(xù)為ο時，連續(xù)為ο的第一點(diǎn)T2作為制動結(jié)束點(diǎn)；根據(jù)Τχ、τ在HiX)函數(shù)分別取得制動開始點(diǎn)對應(yīng)的K、額定載荷(I)停止時點(diǎn)對應(yīng)的高度盡，計算出制動下滑量N H二 H2- 3，計算模塊將與內(nèi)存的標(biāo)準(zhǔn)制動下滑量Hs進(jìn)行比較，結(jié)果小于等于Hs時為合格，并由報告模塊給出是否合格的結(jié)論。所述的位移傳感器為拉線位移傳感器，在額定載荷上固定有測量連接頭，測量連接頭下方連接有拉線位移傳感器。利用放置在測量連接頭下方的拉線位移傳感器內(nèi)的增量編碼器(脈沖信號可以達(dá)到10000脈沖/圈和0.0lmm/脈沖的分辨率)，全過程不間斷輸出起重機(jī)從勻速下降至停止過程中額定載荷到拉線位移傳感器測量基準(zhǔn)的高度變化的脈沖信號；由數(shù)據(jù)采集模塊對代表高度變化的脈沖信號進(jìn)行增量處理并加入時鐘信號r，進(jìn)而傳遞給計算模塊得出高度位移//關(guān)于時間r的一一對應(yīng)關(guān)系的離散函數(shù)//U)，計算模塊對//( )進(jìn)行求導(dǎo)，得到速度關(guān)于時間r的函數(shù)KU)，通過對KU)進(jìn)行求導(dǎo)，得到加速度J( )，找到制動開始點(diǎn)T1和制動結(jié)束點(diǎn)T2;能精確得到起 重 機(jī)制動下滑量。將計算數(shù)據(jù)傳給報告模塊，報告模塊根據(jù)計算模塊的處理結(jié)果形成制動下滑量報告，包括高度//U)、速度Κ( )以及加速度J( )曲線、AZT=ZT1-ZZ2，并直接給出合格或不合格的評價，整個過程由設(shè)備自動完成，不摻雜人為因素，客觀、精確。為了便于對測量連接頭、拉線位移傳感器進(jìn)行固定和位置調(diào)整，本發(fā)明的起重機(jī)制動下滑量檢測系統(tǒng)所述測量連接頭固定在磁力座A上，磁力座A固定在載荷的側(cè)面上；所述拉線位移傳感器固定在磁力座A上，磁力座固定在地面的金屬質(zhì)量塊上。即:測量接頭固定在額定載荷的側(cè)面，拉線位移傳感器垂直連接于測量接頭。所述測量接頭通過磁力座A進(jìn)行固定于額定載荷上。所述拉線位移傳感器一端與測量接頭相接，另一端通過磁力座固定于地面的金屬質(zhì)量塊上，金屬質(zhì)量塊下端有調(diào)整水平的固定腳，并調(diào)整金屬質(zhì)量塊表面為水平。由于起重機(jī)制動下滑測量多數(shù)情況是在室外完成，難以保證拉線位移傳感器的固定端水平，利用金屬質(zhì)量塊的可調(diào)性來實(shí)現(xiàn)拉線位移傳感器固定端的水平，同時金屬質(zhì)量塊的親磁性也使拉線位移傳感器的連接快捷簡單。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果是:(I)采用技術(shù)成熟的拉線位移傳感器測量起重機(jī)下滑制動全過程中測量連接頭的高度，成本較低(拉線位移傳感器一般為幾千元/個，同等精度和頻率的激光測距傳感器則為幾萬元/個)；(2)通過加速度的持續(xù)為負(fù)，準(zhǔn)確識別制動開始點(diǎn)，通過速度和加速度的持續(xù)為O，準(zhǔn)確識別制動結(jié)束點(diǎn)，制動下滑量檢測結(jié)果只與制動起點(diǎn)和終點(diǎn)有關(guān)，不受制動過程是否為均勻減速的影響，可得到更精確的起重機(jī)制動下滑量和成本較低的檢測系統(tǒng)；(3)測量連接頭固定在額定載荷的側(cè)面，避免因載荷墜落而損壞位移傳感器；使檢測人員避開載荷，測量過程更安全；(4)電子元件使用少、結(jié)構(gòu)簡單，克服了其他測量方法中電子元件的延時或誤差對制動下滑量檢測的影響，保障了檢測精度，整個過程由設(shè)備自動完成，不摻雜人為因素，客觀、精確。


圖1為本發(fā)明具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明中報告模塊中所包含的高度位移//⑴、速度F(i)、加速度J⑴曲線以及下滑量Λ//。其中:I額定載荷2磁力座A 3測量連接頭 4位移傳感器5磁力座6金屬質(zhì)量塊7數(shù)據(jù)采集模塊8計算模塊9報告模塊。
具體實(shí)施例方式如圖1所示,本發(fā)明的起重機(jī)制動下滑量檢測系統(tǒng),包括懸掛于起重機(jī)吊鉤上的額定載荷I和固定在起重機(jī)的額定載荷I上的測量連接頭3，還包括放置在測量連接頭3下方的位移傳感器4、數(shù)據(jù)采集模塊7、計算模塊8、報告模塊9，通常位移傳感器為拉線位移傳感器，所述報告模塊9、計算模塊8、數(shù)據(jù)采集模塊7和拉線位移傳感器4通過數(shù)據(jù)線依次相連，計算模塊8內(nèi)儲存有標(biāo)準(zhǔn)制動下滑量Hs。所述測量接頭3固定在額定載荷I的側(cè)面，拉線位移傳感器4垂直連接于測量接頭3，若拉線位移傳感器4的量程不足，可外加延長線；所述測量接頭3固定在磁力座A2上，磁力座A2固定在額定載荷I側(cè)面上；所述拉線位移傳感器4固定在磁力座5上，磁力座5固定在地面的金屬質(zhì)量塊6上，金屬質(zhì)量塊下端有調(diào)整水平的固定腳，并調(diào)整金屬質(zhì)量塊表面為水平，金屬質(zhì)量塊的重量大于等于2.5公斤。由位移傳感器4中的增量編碼器將額定載荷I的高度變化轉(zhuǎn)化成脈沖信號，由數(shù)據(jù)采集模塊7對代表高度變化的脈沖信號進(jìn)行增量處理并加入時鐘信號Λ進(jìn)而傳遞給計算模塊8得出高度位移//關(guān)于時間T的一一對應(yīng)關(guān)系的離散函數(shù)//( )，計算模塊(8)根據(jù)公式vd/o/n)對//⑴進(jìn)行求導(dǎo)，得到速度關(guān)于時間Γ的函數(shù)K⑴，通過公式Sj=(Vj^-Vj)/對K⑴進(jìn)行求導(dǎo),得到加速度W(t),如果加速度Sj持續(xù)為負(fù)號,也就是^持續(xù)減小，表明拐點(diǎn)出現(xiàn)，取連續(xù)為負(fù)號的第一點(diǎn)T1為制動開始點(diǎn)；如果速度Ki和加速度A續(xù)為O時，連續(xù)為O的第一點(diǎn)T2作為制動結(jié)束點(diǎn)；根據(jù)τχ、τ2在扒t)函數(shù)分別取得制動開始點(diǎn)對應(yīng)的S、額定載荷I停止時點(diǎn)對應(yīng)的高度盡，計算出制動下滑量LH= H2- H,。計算模塊8將Λ//與外#游標(biāo)準(zhǔn)制動下滑量Hs進(jìn)行比較，結(jié)果小于等于Hs時為合格，并由報告模塊9給出是否合格的結(jié)論。具體測量的時候，按照上述方式將起重機(jī)制動下滑量檢測系統(tǒng)搭建好，操作起重機(jī)使額定載荷I下降而后制動，利用放置在測量連接頭3下方的拉線位移傳感器4內(nèi)的增量編碼器(脈沖信號可以達(dá)到10000脈沖/圈和0.0lmm/脈沖的分辨率)，全過程不間斷輸出起重機(jī)從勻速下 降至停止過程中額定載荷I到拉線位移傳感器測量基準(zhǔn)的高度變化的脈沖信號；由位移傳感器4中的增量編碼器將額定載荷I的高度變化轉(zhuǎn)化成脈沖信號，由數(shù)據(jù)采集模塊7對代表高度變化的脈沖信號進(jìn)行增量處理并加入時鐘信號Λ進(jìn)而傳遞給計算模塊8得出高度位移//關(guān)于時間T的一一對應(yīng)關(guān)系的離散函數(shù)//( )，計算模塊8根據(jù)公式vd/o/n)對//⑴進(jìn)行求導(dǎo)，得到速度關(guān)于時間Γ的函數(shù)K⑴，通過公式Sj=(Vj^-Vj)/對K⑴進(jìn)行求導(dǎo),得到加速度W(t),如果加速度Sj持續(xù)為負(fù)號,也就
是^持續(xù)減小，表明拐點(diǎn)出現(xiàn)，取連續(xù)為負(fù)號的第一點(diǎn)T1為制動開始點(diǎn)；如果速度Ki和加速度A續(xù)為O時，連續(xù)為O的第一點(diǎn)T2作為制動結(jié)束點(diǎn)；根據(jù)τχ、τ2在扒t)函數(shù)分別取得制動開始點(diǎn)對應(yīng)的S、額定載荷I停止時點(diǎn)對應(yīng)的高度盡，計算出制動下滑量LH=H2-Hlo將計算數(shù)據(jù)傳給報告模塊9，報告模塊9根據(jù)計算模塊8的處理結(jié)果形成制動下滑量報告，包括高度"U)、速度Κ( )以及加速度J(i)曲線，并在曲線圖中繪出制動下滑量LH=H2-H1H圖2)。計算模塊8將ΛΗ與內(nèi)存的標(biāo)準(zhǔn)制動下滑量Hs進(jìn)行比較，結(jié)果小于等于Hs時為合格，并由報告模塊9給出是否合格的結(jié)論。一般計算模塊、和報告模塊的工作由計算機(jī)(或單片機(jī))完成，檢測系統(tǒng)能精確得到起重機(jī)制動下滑量，而且整個過程由設(shè)備自動完成，不摻雜人為因素，客觀、精確。本發(fā)明可以用通用計算機(jī)來完成計算模塊和報告模塊的工作，也可以將拉線位移傳感器、計算模塊芯片、報告模塊芯片裝在一個殼體中制成起重機(jī)制動下滑量的專用檢測設(shè)備。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本 的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的改進(jìn)、替換和潤飾，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種起重機(jī)制動下滑量檢測系統(tǒng)，其特征在于:它包括位移傳感器(4)、數(shù)據(jù)采集模塊(7)、計算模塊(8)、報告模塊(9)，四者間通過數(shù)據(jù)線依次相接，位移傳感器(4)與起重機(jī)的額定載荷相連接，計算模塊(8)內(nèi)儲存有標(biāo)準(zhǔn)制動下滑量Hs，由位移傳感器(4)中的增量編碼器將額定載荷(I)的高度變化轉(zhuǎn)化成脈沖信號，由數(shù)據(jù)采集模塊(7)對代表高度變化的脈沖信號進(jìn)行增量處理并加入時鐘信號r，進(jìn)而傳遞給計算模塊(8)得出高度位移//關(guān)于時間r的一一對應(yīng)關(guān)系的離散函數(shù)//( )，計算模塊(8)根據(jù)公式Ki= (Aw-Ai)/(h-G)對_進(jìn)行求導(dǎo)，得到速度關(guān)于時間Γ的函數(shù)m’通過公Saj=Ov1-Kj)/( 」+1- ρ對K⑴進(jìn)行求導(dǎo)，得到加速度J⑴，如果加速度&持續(xù)為負(fù)號，也就是Ki持續(xù)減小，表明拐點(diǎn)出現(xiàn)，取連續(xù)為負(fù)號的第一點(diǎn)T1為制動開始點(diǎn)；如果速度Ki和加速度*續(xù)為O時，連續(xù)為O的第一點(diǎn)T2作為制動結(jié)束點(diǎn)；根據(jù)T1' T2在"(t)函數(shù)分別取得制動開始點(diǎn)對應(yīng)的0、額定載荷(I)停止時點(diǎn)對應(yīng)的高度H2，計算出制動下滑量LH=H2-H1，計算模塊(8 )將與內(nèi)存的標(biāo)準(zhǔn)制動下滑量Hs進(jìn)行比較，結(jié)果小于等于Hs時合格，并由報告模塊(9)給出是否合格的結(jié)論。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機(jī)制動下滑量檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的位移傳感器(4)為拉線位移傳感器，在額定載荷(I)上固定有測量連接頭(3)，測量連接頭(3)下方連接有拉線位移傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的起重機(jī)制動下滑量檢測系統(tǒng)，其特征在于:測量接頭(3)固定在額定載荷(I)的側(cè)面，拉線位移傳感器(4 )垂直連接于測量接頭(3 )上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機(jī)制動下滑量檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述測量接頭(3)通過磁力座A (2)進(jìn)行固定于額定載荷(I)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機(jī)制動下滑量檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述拉線位移傳感器(4)一端與測量接頭(3) 相接，另一端通過磁力座(5)固定于地面的金屬質(zhì)量塊(6)上，金屬質(zhì)量塊下端有調(diào)整水平的固定腳，并調(diào)整金屬質(zhì)量塊表面為水平。
全文摘要
一種起重機(jī)制動下滑量檢測系統(tǒng)，包括測量接頭、拉線位移傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、計算模塊、報告模塊，利用放置在測量連接頭下方的拉線位移傳感器將額定載荷的高度變化轉(zhuǎn)化成脈沖信號，由數(shù)據(jù)采集模塊對脈沖信號進(jìn)行增量處理并加入時鐘信號T，進(jìn)而傳遞給計算模塊得出高度位移H關(guān)于時間T的函數(shù)H(t)，對H(t)進(jìn)行求導(dǎo)，得到V(t),對V(t)求導(dǎo)，得到加速度A(t)，加速度aj持續(xù)為負(fù)號，取連續(xù)為負(fù)號的第一點(diǎn)T1為制動開始點(diǎn)；如果速度vi和加速度aj續(xù)為0時，連續(xù)為0的第一點(diǎn)T2作為制動結(jié)束點(diǎn)；計算出制動下滑量ΔH=H2-H1。將ΔH與內(nèi)存的標(biāo)準(zhǔn)制動下滑量Hs進(jìn)行比較，結(jié)果小于等于Hs時合格，并由報告模塊給出是否合格的結(jié)論。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、價格低，操作安全便捷，整個過程由設(shè)備自動完成，不摻雜人為因素，客觀、精確。
文檔編號G01B21/02GK103245316SQ20131016282
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月7日
發(fā)明者張樹忠, 曾欽達(dá), 鄭祥盤, 鄭仲浪, 黃祥聲, 張沖, 李曉寧, 魏曦光 申請人:福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院