本發(fā)明涉及一種高空作業(yè)吊籃安全鎖的檢測(cè)試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法，應(yīng)用于高空作業(yè)吊籃安全鎖安全性能檢測(cè)，屬于安全檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

安全鎖是高處作業(yè)吊籃最重要的安全保護(hù)裝置，在高處作業(yè)吊籃（簡(jiǎn)稱(chēng)TSAE）的提升鋼絲繩強(qiáng)度失效或其他構(gòu)件出現(xiàn)故障時(shí)，可以自動(dòng)鎖緊安全鋼絲繩，保障吊籃上人員的安全，是高處作業(yè)吊籃避免事故的最后一道防線。

隨著我國(guó)高層建筑的日益增加，用于高層建筑外維護(hù)、裝修和外墻清洗等工作的高處作業(yè)吊籃也越來(lái)越多。目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上流通的吊籃約有120萬(wàn)臺(tái)，安全鎖240萬(wàn)把左右，吊籃制造企業(yè)總量也有近400家，中國(guó)是全球吊籃制造、銷(xiāo)售和使用的第一大國(guó)，中國(guó)制造的吊籃已經(jīng)在50多個(gè)國(guó)家和地區(qū)使用。

高處作業(yè)吊籃由于其特殊的工作條件和環(huán)境，其安全性受到國(guó)家管理部門(mén)的高度重視。我國(guó)發(fā)布的強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB19155-2003《高處作業(yè)吊籃》取代了原來(lái)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中，對(duì)高處作業(yè)吊籃安全鎖的結(jié)構(gòu)和各項(xiàng)性能指標(biāo)都有明確的規(guī)定，并結(jié)合相應(yīng)的計(jì)量指標(biāo)對(duì)安全鎖的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)方法進(jìn)行了具體細(xì)致的要求，并將安全鎖相關(guān)的故障如鎖繩失效定義為最高故障等級(jí)的致命故障。所以，安全鎖的試驗(yàn)檢測(cè)，保障其安全可靠性，是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。

目前，對(duì)高處作業(yè)吊籃安全鎖的檢測(cè)中靜載荷和沖擊載荷的測(cè)量一般采用測(cè)力傳感器，這樣會(huì)帶來(lái)幾個(gè)問(wèn)題：其一，每把安全鎖加載荷檢測(cè)一般都要進(jìn)行數(shù)十次加載，特別是沖擊載荷對(duì)測(cè)力傳感器的損害，會(huì)極大的縮短測(cè)力傳感器的使用周期，增加檢測(cè)成本；其二，準(zhǔn)確測(cè)量沖擊力值要選用動(dòng)態(tài)響應(yīng)比較靈敏的測(cè)力傳感器，其成本比較昂貴。所以，目前大都只測(cè)量靜載荷，不測(cè)量沖擊力，或者采用測(cè)量靜載荷的測(cè)力傳感器來(lái)測(cè)量沖擊力，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性大打折扣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種高空作業(yè)吊籃安全鎖的檢測(cè)試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法，延長(zhǎng)測(cè)力傳感器的使用周期，降低檢測(cè)成本，并提高沖擊載荷測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種高空作業(yè)吊籃安全鎖的檢測(cè)試驗(yàn)裝置，特征是：包括設(shè)置在橫梁兩側(cè)能夠沿橫梁左右移動(dòng)的提升機(jī)，左右兩側(cè)的提升機(jī)分別通過(guò)鋼絲吊繩連接懸吊平臺(tái)，在懸吊平臺(tái)的中心設(shè)置配重箱；所述橫梁與安全鋼絲繩的上端相連，安全鋼絲繩的下端穿過(guò)安全鎖，安全鎖固定在懸吊平臺(tái)一端的中心；所述懸吊平臺(tái)的一端通過(guò)吊繩離合器連接鋼絲吊繩；在所述懸吊平臺(tái)上固定速度位移傳感器和能夠作用在安全鋼絲繩上的力傳感器，在懸吊平臺(tái)的底部固定加速度傳感器，加速度傳感器與安全鋼絲繩的中心線一致；在所述懸吊平臺(tái)一端的側(cè)面中心固定用于測(cè)試懸吊平臺(tái)傾斜角度的角度傳感器。

進(jìn)一步的，所述配重箱中放置配重砝碼。

進(jìn)一步的，在所述懸吊平臺(tái)的一端連接保險(xiǎn)繩的一端，保險(xiǎn)繩的另一端和橫梁相連。

進(jìn)一步的，所述提升機(jī)、吊繩離合器、速度位移傳感器、力傳感器、安全鎖、加速度傳感器和角度傳感器均接入計(jì)算機(jī)。

一種高空作業(yè)吊籃安全鎖的檢測(cè)試驗(yàn)方法，特征是：包括載荷試驗(yàn)、鎖繩速度試驗(yàn)、鎖繩角度試驗(yàn)、安全鎖靜置滑移量試驗(yàn)和自由墜落鎖繩距離試驗(yàn)；

所述載荷試驗(yàn)由力傳感器測(cè)量靜載荷G、懸吊平臺(tái)的質(zhì)心位置L_C和懸吊平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I，再由加速度傳感器測(cè)量加速度值，根據(jù)動(dòng)載荷平衡方程：（F·L－G·L_C）·cosβ=I·α，得到動(dòng)載荷F，其中，角加速度α通過(guò)加速度傳感器測(cè)量的加速度值/L計(jì)算出，L為懸吊平臺(tái)兩個(gè)懸吊點(diǎn)之間的距離，β為懸吊平臺(tái)與水平面的角度；

所述鎖繩速度試驗(yàn)由速度位移傳感器測(cè)量；所述鎖繩角度試驗(yàn)由角度傳感器測(cè)量；所述安全鎖靜置滑移量試驗(yàn)由速度位移傳感器測(cè)量懸吊平臺(tái)靜置時(shí)斷開(kāi)鋼絲吊繩，安全鎖相對(duì)安全鋼絲繩的滑移量得到；所述自由墜落繩距離試驗(yàn)由速度位移傳感器測(cè)量懸吊平臺(tái)在不同升降速度時(shí)自由墜落過(guò)程中安全鎖相對(duì)安全鋼絲繩的滑移量得到。

進(jìn)一步的，所述載荷試驗(yàn)采用以下步驟：

（1）根據(jù)試驗(yàn)要求安裝配置配重后，根據(jù)懸吊平臺(tái)的尺寸，調(diào)節(jié)提升機(jī)的位置，使鋼絲吊繩處于鉛垂方向，再通過(guò)提升機(jī)將懸吊平臺(tái)調(diào)節(jié)到水平位置；

（2）靜載荷試驗(yàn)：力傳感器作用于安全鋼絲繩，安全鎖鎖住安全鋼絲繩后，通過(guò)吊繩離合器斷開(kāi)鋼絲吊繩，測(cè)量靜載荷G；調(diào)整懸吊平臺(tái)與水平面的角度β，再測(cè)量1次以上靜載荷；根據(jù)稱(chēng)重法確定懸吊平臺(tái)的質(zhì)心C位置L_C，計(jì)算出懸吊平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I；

（3）動(dòng)載荷試驗(yàn)：解除力傳感器對(duì)安全鋼絲繩的約束，動(dòng)載荷F由平衡方程得出，即（F·L－G·L_C）·cosβ=I·α，其中，角加速度α通過(guò)加速度傳感器測(cè)量的加速度值/L計(jì)算出。

進(jìn)一步的，所述鎖繩速度試驗(yàn)具體為：通過(guò)提升機(jī)將懸吊平臺(tái)調(diào)節(jié)到水平位置，通過(guò)吊繩離合器斷開(kāi)鋼絲吊繩，由速度位移傳感器測(cè)量安全鎖的鎖繩速度。

進(jìn)一步的，所述鎖繩角度試驗(yàn)具體為：通過(guò)提升機(jī)將懸吊平臺(tái)調(diào)節(jié)到離地1m的水平位置靜置，然后通過(guò)提升機(jī)使懸吊平臺(tái)逐漸處于傾斜狀態(tài)，角度傳感器測(cè)量安全鎖鎖繩時(shí)懸吊平臺(tái)的傾斜角度。

進(jìn)一步的，所述安全鎖靜置滑移量試驗(yàn)具體為：通過(guò)提升機(jī)將懸吊平臺(tái)調(diào)節(jié)到水平位置，安全鎖鎖住安全鋼絲繩后靜置10min，鋼絲吊繩保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)，由速度位移傳感器測(cè)量安全鎖相對(duì)安全鋼絲繩的滑移量。

進(jìn)一步的，所述自由墜落鎖繩距離試驗(yàn)具體為：調(diào)節(jié)提升機(jī)的升降速度，在不同速度時(shí)，通過(guò)吊繩離合器突然斷開(kāi)鋼絲吊繩，由速度位移傳感器測(cè)量安全鎖相對(duì)安全鋼絲繩的滑移量。

本發(fā)明所述高空作業(yè)吊籃安全鎖的檢測(cè)試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法，讓測(cè)力傳感器僅在需要測(cè)力時(shí)使用，并用加速度傳感器的測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)化為沖擊載荷。另外，本發(fā)明結(jié)構(gòu)布置簡(jiǎn)單、操作便利，采用本發(fā)明可以按GB19155-2003《高處作業(yè)吊籃》的要求進(jìn)行安全鎖鎖繩速度、安全鎖鎖繩角度、安全鎖靜置滑移量和安全鎖模擬懸吊平臺(tái)自由墜落鎖繩距離等安全鎖全部試驗(yàn)項(xiàng)目的檢測(cè)，可以廣泛的應(yīng)用高空吊籃安全鎖的檢測(cè)領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述高空作業(yè)吊籃安全鎖的檢測(cè)試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的A向視圖。

圖3為載荷計(jì)算分析圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1～圖2所示：所述高空作業(yè)吊籃安全鎖的檢測(cè)試驗(yàn)裝置包括提升機(jī)1、橫梁2、保險(xiǎn)繩3、鋼絲吊繩4、安全鋼絲繩5、吊繩離合器6、速度位移傳感器7、力傳感器8、安全鎖9、支撐架10、加速度傳感器11、懸吊平臺(tái)12、配重箱13、配重砝碼14、角度傳感器15等。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明所述高空作業(yè)吊籃安全鎖的檢測(cè)試驗(yàn)裝置，包括安裝在地面上呈左右設(shè)置的支撐架10，支撐架10的頂部固定架設(shè)橫梁2，橫梁2的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)分布提升機(jī)1，提升機(jī)1能夠在橫梁2上左右移動(dòng)，以適應(yīng)懸吊平臺(tái)12尺寸、調(diào)節(jié)鋼絲吊繩4和安全鋼絲繩5的鉛垂方向；所述左右兩側(cè)的提升機(jī)1分別通過(guò)鋼絲吊繩4連接懸吊平臺(tái)12，可以通過(guò)升降調(diào)整懸吊平臺(tái)的高度和角度；所述安全鋼絲繩5的上端和橫梁2相連，安全鋼絲繩5的下端穿過(guò)安全鎖9，安全鎖9固定在懸吊平臺(tái)12一端的中心；所述懸吊平臺(tái)12的一端通過(guò)一根鋼絲吊繩4連接橫梁2，鋼絲吊繩4通過(guò)吊繩離合器6連接懸吊平臺(tái)12，吊繩離合器6與計(jì)算機(jī)連接，由計(jì)算機(jī)發(fā)出指令解除鋼絲吊繩4和懸吊平臺(tái)12的連接；在所述懸吊平臺(tái)12上固定速度位移傳感器7和力傳感器8；所述位移傳感器7用于測(cè)量安全鋼絲繩5相對(duì)懸吊平臺(tái)12的速度和位移；所述力傳感器8能夠作用在安全鋼絲繩5上測(cè)量安全鋼絲繩5的受力，也可以解除對(duì)安全鋼絲繩5的約束；在所述懸吊平臺(tái)12的底部固定加速度傳感器11，加速度傳感器11與安全鋼絲繩5的中心線一致；在所述懸吊平臺(tái)12的中心設(shè)置配重箱13，配重箱13中可以添加配重砝碼14調(diào)節(jié)配重，從而調(diào)整試驗(yàn)力的大小，配重砝碼14采用不同質(zhì)量、不同型號(hào)的若干砝碼組成；在所述懸吊平臺(tái)12一端的側(cè)面中心固定角度傳感器15，用于測(cè)試懸吊平臺(tái)12的傾斜角度。

在所述懸吊平臺(tái)12的一端連接保險(xiǎn)繩3的一端，保險(xiǎn)繩3的另一端和橫梁2相連，在安全鋼絲繩5斷后起到緩沖保護(hù)作用。

所述提升機(jī)1、吊繩離合器6、速度位移傳感器7、力傳感器8、安全鎖9、加速度傳感器11和角度傳感器15均接入計(jì)算機(jī)，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。

所述高空作業(yè)吊籃安全鎖的檢測(cè)試驗(yàn)方法，包括載荷試驗(yàn)、鎖繩速度試驗(yàn)、鎖繩角度試驗(yàn)、安全鎖靜置滑移量試驗(yàn)和自由墜落鎖繩距離試驗(yàn)。

所述載荷試驗(yàn)采用以下步驟：

（1）根據(jù)試驗(yàn)要求安裝配置配重后，根據(jù)懸吊平臺(tái)12的尺寸，調(diào)節(jié)提升機(jī)1的位置，使鋼絲吊繩4處于鉛垂方向，再通過(guò)提升機(jī)1將懸吊平臺(tái)12調(diào)節(jié)到水平位置；

（2）靜載荷試驗(yàn)：力傳感器8作用于安全鋼絲繩5，安全鎖9鎖住安全鋼絲繩5后，通過(guò)吊繩離合器6斷開(kāi)鋼絲吊繩4，測(cè)量靜載荷G；調(diào)整懸吊平臺(tái)12與水平面的角度β，再測(cè)量1次以上靜載荷；根據(jù)稱(chēng)重法確定懸吊平臺(tái)（包括配重）的質(zhì)心C位置L_C，計(jì)算出懸吊平臺(tái)對(duì)懸掛點(diǎn)A的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I；如圖3所示，A、B為懸掛點(diǎn)，C為質(zhì)心，L為AB之間的距離，β為懸吊平臺(tái)相對(duì)水平線的夾角；

（3）動(dòng)載荷試驗(yàn)：解除力傳感器8對(duì)安全鋼絲繩5的約束，可以避免載荷試驗(yàn)時(shí)對(duì)力傳感器8的損傷；動(dòng)載荷（沖擊載荷）F可由平衡方程得出，即（F·L－G·L_C）·cosβ=I·α，其中，角加速度α通過(guò)加速度傳感器11測(cè)量的加速度值/L計(jì)算出。

本發(fā)明采用測(cè)量懸吊平臺(tái)12的加速度，計(jì)算出懸吊平臺(tái)12的角加速度，結(jié)合稱(chēng)重法得到懸吊平臺(tái)12及配重的質(zhì)心，由力平衡方程得出試驗(yàn)靜載荷和動(dòng)載荷的大小，替代力傳感器8的直接測(cè)量值，以減少力傳感器8的測(cè)量次數(shù)。在載荷變化后，首次測(cè)量變化后的載荷值時(shí)，需要接入力傳感器測(cè)量8，用稱(chēng)重法確定質(zhì)心位置，然后可以解除力傳感器8對(duì)安全鋼絲繩5的約束，以保護(hù)力傳感器。

所述鎖繩速度試驗(yàn)：通過(guò)提升機(jī)1將懸吊平臺(tái)12調(diào)節(jié)到水平位置，通過(guò)吊繩離合器6斷開(kāi)鋼絲吊繩4，由速度位移傳感器7測(cè)量安全鎖9的鎖繩速度，并記錄存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上。

所述鎖繩角度試驗(yàn)：通過(guò)提升機(jī)1將懸吊平臺(tái)12調(diào)節(jié)到離地1m的水平位置靜置，然后通過(guò)提升機(jī)1使懸吊平臺(tái)12逐漸處于傾斜狀態(tài)，角度傳感器15測(cè)量安全鎖9鎖繩時(shí)懸吊平臺(tái)12的傾斜角度，并記錄存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上。

所述安全鎖靜置滑移量試驗(yàn)：通過(guò)提升機(jī)1將懸吊平臺(tái)12調(diào)節(jié)到水平位置，安全鎖9鎖住安全鋼絲繩5后靜置10min，鋼絲吊繩4保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)，由速度位移傳感器7測(cè)量安全鎖9相對(duì)安全鋼絲繩5的滑移量，并記錄存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上。

所述自由墜落鎖繩距離試驗(yàn)：調(diào)節(jié)提升機(jī)1的升降速度，在不同速度時(shí)，通過(guò)吊繩離合器6突然斷開(kāi)鋼絲吊繩4，可以由速度位移傳感器7測(cè)量安全鎖9相對(duì)安全鋼絲繩5的滑移量，并記錄存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上。

上述試驗(yàn)中如需要調(diào)整試驗(yàn)載荷大小和載荷（質(zhì)心）的偏移量，可以增減配重箱13里面的配重砝碼14的型號(hào)和數(shù)量及改變配置砝碼的位置，并配合改變升降機(jī)1的升降速度可以調(diào)節(jié)動(dòng)載荷的大小，再按上述操作進(jìn)行試驗(yàn)。