基于傳感器技術(shù)的施工升降機(jī)防墜安全器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種防墜安全器的檢測(cè)裝置，特別是施工升降機(jī)防墜安全器使用的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]施工升降機(jī)的防墜安全器需要每年進(jìn)行一次定期檢驗(yàn)與標(biāo)定，目前最普遍的檢測(cè)方式為試驗(yàn)臺(tái)方法，每次對(duì)安全器進(jìn)行檢測(cè)，均需拆卸送至實(shí)驗(yàn)室，不僅造成周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)、工作效率低下等問題，而且試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)是基于模擬檢測(cè)方法，可能會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況存在較大誤差。有文章提到利用旋轉(zhuǎn)編碼器作為傳感器的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法，但該方法中旋轉(zhuǎn)編碼器由齒輪與齒條嚙合傳動(dòng)帶動(dòng)，因此需要現(xiàn)場(chǎng)對(duì)齒輪齒條嚙合的順暢性進(jìn)行調(diào)整，使用非常不方便。也有文章提到利用拉繩式距離傳感器通過測(cè)量距離變化來得到其他相關(guān)參數(shù)，該方法需要固定傳感器在導(dǎo)軌上，校準(zhǔn)鋼索的角度，對(duì)于關(guān)鍵參數(shù)的檢測(cè)精度不高，且受環(huán)境因素影響大，在現(xiàn)場(chǎng)使用的局限性較大。因此，目前在使用現(xiàn)場(chǎng)無法對(duì)防墜器制動(dòng)距離、動(dòng)作速度、減速度作用時(shí)間進(jìn)行精確的檢測(cè)，而這些參數(shù)是判斷防墜安全器是否合格的關(guān)鍵指標(biāo)；基于這種情況，研制一種方便、精度高、高效的防墜安全器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置顯得尤為重要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便并且精度高的施工升降機(jī)防墜安全器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:施工升降機(jī)防墜安全器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置，包括依次連接的傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊和帶有分析模塊的電腦，傳感器與數(shù)據(jù)采集模塊通過導(dǎo)線連接；其特征在于；傳感器為三軸數(shù)字加速度計(jì)，傳感器與數(shù)據(jù)采集模塊固定安放在升降機(jī)吊籠內(nèi)的底部。
[0005]所述數(shù)據(jù)采集模塊包括微控制器、電源模塊和通訊接口模塊，傳感器和通訊接口模塊直接與微控制器相連，電腦通過通訊接口模塊外接輸出設(shè)備，電源模塊的輸出端分別與傳感器、微控制器和通訊接口模塊連接。
[0006]所述微控制器為CorteX-M3系列單片機(jī)；微控制器作為數(shù)據(jù)采集模塊的核心單元，其他模塊都在其控制下運(yùn)行，并且進(jìn)行部分的數(shù)據(jù)算法以及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)；電源模塊為AMSl 117系列IC芯片，為各個(gè)模塊進(jìn)行供電；通訊接口模塊為ESP8266串口 Wifi無線模塊和SD卡，完成數(shù)據(jù)采集模塊和分析軟件平臺(tái)之間的通信。
[0007]所述輸出設(shè)備包括打印機(jī)。
[0008]所述分析模塊包括數(shù)字信號(hào)濾波模塊、參數(shù)計(jì)算模塊、曲線顯示模塊以及數(shù)據(jù)庫模塊，可以將檢測(cè)結(jié)果通過打印機(jī)進(jìn)行報(bào)告打印。
[0009]本實(shí)用新型可更加精確地獲得速度、位移等關(guān)鍵參數(shù)，通過通訊接口模塊以無線模式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒治瞿K上顯示關(guān)鍵參數(shù)、運(yùn)行曲線以及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并且打印檢測(cè)報(bào)告。
[0010]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果:
[0011]1、首次提出基于加速度傳感器技術(shù)的測(cè)量方法研究，選取經(jīng)優(yōu)化處理后的加速度曲線突降點(diǎn)作為動(dòng)作時(shí)刻，使得動(dòng)作速度的獲取更加精準(zhǔn)，相比現(xiàn)有方法對(duì)動(dòng)作時(shí)刻的判斷更加科學(xué)；
[0012]2、以加速度作為基礎(chǔ)參數(shù)，首次獲取減速度峰值及其作業(yè)時(shí)間，彌補(bǔ)現(xiàn)有檢測(cè)方法的不足，進(jìn)一步加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)體系的執(zhí)行力，并提升人機(jī)工程安全學(xué)的應(yīng)用；
[0013]3、開發(fā)的分析模塊可全程監(jiān)測(cè)安全器墜落過程(包括安全器動(dòng)作前與動(dòng)作后)的性能參數(shù)及變化，并建立安全器關(guān)鍵參數(shù)數(shù)據(jù)庫，存取近2年來的數(shù)據(jù)，安全器在下次進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，可提供歷史參考。
[0014]4、本實(shí)用新型裝置簡(jiǎn)單、檢測(cè)方便且精度高，同時(shí)具有追溯功能。除了適用施工升降機(jī)，同時(shí)也可適用類似安全設(shè)備的監(jiān)測(cè)。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型在施工升降機(jī)防墜安全器現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)狀態(tài)示意圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型中數(shù)據(jù)采集模塊的系統(tǒng)框架圖。
[0017]圖3為本實(shí)用新型中分析模塊的軟件流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不僅限于此。
[0019]本實(shí)施例為一種施工升降機(jī)防墜安全器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置，如圖1所示，包括傳感器4、數(shù)據(jù)采集模塊3和分析模塊5。傳感器為三軸數(shù)字加速度計(jì)，通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集模塊3相連，并通過焊接技術(shù)固定在數(shù)據(jù)采集模塊上；數(shù)據(jù)采集模塊3通過外部的金屬外殼固定在升降機(jī)的吊籠I內(nèi)(通過螺栓固定在吊籠的底部)，吊籠沿著升降機(jī)井架6的軌道上下滑動(dòng)。
[0020]如圖2所示，數(shù)據(jù)采集模塊3包括微控制器、電源模塊和通訊接口模塊。由于傳感器為數(shù)字信號(hào)輸出，因此傳感器直接與數(shù)據(jù)采集模塊3上的微控制器相連，傳感器與微控制器之間通過I2C協(xié)議進(jìn)行通信；電源模塊用于整個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊3、傳感器和通訊接口模塊的供電；通信接口模塊與微控制器通信。
[0021 ] 其中，微控制器為Cortex-M3系列單片機(jī)，本實(shí)例中采用型號(hào)為STM32F103系列的微控制器，內(nèi)部集成13個(gè)通信接口，512k大小的FLASH，微控制器控制各個(gè)模塊之間的工作，并實(shí)現(xiàn)一定的數(shù)據(jù)算法和實(shí)時(shí)存儲(chǔ)；電源模塊為AMS1117系列穩(wěn)壓芯片，輸出3.3V、5V電壓為各個(gè)模塊供電；通訊接口模塊為ESP8266串口 Wif i無線模塊和SD卡，承擔(dān)數(shù)據(jù)采集模塊3和分析模塊5之間的通信。
[0022]分析模塊(即分析軟件平臺(tái))5包括數(shù)字信號(hào)濾波模塊、參數(shù)計(jì)算模塊、曲線顯示模塊以及數(shù)據(jù)庫模塊，具有數(shù)字信號(hào)濾波、參數(shù)計(jì)算、數(shù)據(jù)補(bǔ)償和歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能；其軟件運(yùn)行流程如圖3所示。
[0023]分析模塊通過接收通信接口模塊發(fā)出的實(shí)時(shí)加速度信號(hào)，生成時(shí)間-加速度的離散點(diǎn)圖。數(shù)字信號(hào)濾波部分(軟件)利用五點(diǎn)三次線性平滑方法對(duì)加速度信號(hào)進(jìn)行濾波。
[0024]參數(shù)計(jì)算部分根據(jù)物理中加速度積分為速度，速度積分為位移的定理進(jìn)行計(jì)算。由于傳感器輸出數(shù)字信號(hào)，得到的加速度信號(hào)為一組離散的點(diǎn)，因此采用復(fù)化梯形積分公式對(duì)進(jìn)行濾波后的加速度信號(hào)進(jìn)行一次和二次積分來獲得速度和位移參數(shù)，同時(shí)通過判斷相鄰兩點(diǎn)之差是否超過閾值來確定動(dòng)作時(shí)刻。
[0025]數(shù)據(jù)補(bǔ)償部分通過最小二乘法對(duì)得到的制動(dòng)距離和動(dòng)作速度進(jìn)行補(bǔ)償，利用擬合多項(xiàng)式的方法獲得加速度積分的一次趨勢(shì)項(xiàng)和二次趨勢(shì)項(xiàng)，消除積分后所產(chǎn)生的誤差，使得速度和位移信號(hào)更加精確。
[0026]分析模塊內(nèi)帶有的數(shù)據(jù)庫模塊用于存儲(chǔ)每次測(cè)量得到的結(jié)果，并生成報(bào)告表用于打印。
[0027]本便攜式現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置應(yīng)用于施工升降機(jī)防墜安全器時(shí)，操作方法是:將升降機(jī)停在導(dǎo)軌底部，把帶有傳感器的數(shù)據(jù)采集模塊固定在吊籠內(nèi)的底部并且打開電源，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后取出數(shù)據(jù)采集模塊。其檢測(cè)原理是:數(shù)據(jù)采集模塊采集吊籠在整個(gè)檢測(cè)過程中吊籠加速度的信號(hào)，然后利用積分方法分別得到速度和位移參數(shù)。
[0028]如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用來限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍；即凡依本【實(shí)用新型內(nèi)容】所作的均等變化與修飾，都為本實(shí)用新型權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.施工升降機(jī)防墜安全器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置，包括依次連接的傳感器(4)、數(shù)據(jù)采集模塊(3)和帶有分析模塊(5)的電腦，傳感器與數(shù)據(jù)采集模塊通過導(dǎo)線連接；其特征在于；所述傳感器為三軸數(shù)字加速度計(jì)，傳感器與數(shù)據(jù)采集模塊固定安放在升降機(jī)吊籠(I)內(nèi)的底部； 所述數(shù)據(jù)采集模塊包括微控制器、電源模塊和通訊接口模塊，傳感器和通訊接口模塊直接與微控制器相連，電腦通過通訊接口模塊外接輸出設(shè)備，電源模塊的輸出端分別與傳感器、微控制器和通訊接口模塊連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述施工升降機(jī)防墜安全器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于；所述微控制器為Cortex-M3系列單片機(jī)；電源模塊為AMSl117系列IC芯片，為各個(gè)模塊進(jìn)行供電；通訊接口模塊為ESP8266串口 Wifi無線模塊和SD卡，完成數(shù)據(jù)采集模塊和分析軟件平臺(tái)之間的通?目O3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述施工升降機(jī)防墜安全器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出設(shè)備包括打印機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述施工升降機(jī)防墜安全器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述分析模塊包括數(shù)字信號(hào)濾波模塊、參數(shù)計(jì)算模塊、曲線顯示模塊以及數(shù)據(jù)庫模塊。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及基于傳感器技術(shù)的施工升降機(jī)防墜安全器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置。目的是提供的檢測(cè)裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便并且精度高的特點(diǎn)。技術(shù)方案是：施工升降機(jī)防墜安全器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置，包括依次連接的傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊和帶有分析模塊的電腦，傳感器與數(shù)據(jù)采集模塊通過導(dǎo)線連接；其特征在于；傳感器為三軸數(shù)字加速度計(jì)，傳感器與數(shù)據(jù)采集模塊固定安放在升降機(jī)吊籠內(nèi)的底部。
【IPC分類】G01M13/00
【公開號(hào)】CN204788927
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520509651
【發(fā)明人】馬溢堅(jiān), 黃勝紅, 凌張偉, 陳巍, 伍蔣軍, 王皓, 王央央, 王松華, 吳亢
【申請(qǐng)人】浙江省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月14日