專利名稱：多功能變輻塔吊無(wú)極變化超載限制器，(簡(jiǎn)易電腦模擬計(jì)算器)的制作方法
我們發(fā)明這種簡(jiǎn)易電腦模擬計(jì)算器，是一種防止塔吊超載的安全保護(hù)裝置，即“多功能變輻塔吊無(wú)極變化超載限制器”。這種監(jiān)測(cè)儀器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，抗硅抗震，不怕風(fēng)吹雨淋，是一種堅(jiān)固耐用的監(jiān)測(cè)裝置。
由于我國(guó)工業(yè)的飛速發(fā)展，建筑塔吊與日俱增，但是這些起重設(shè)備，無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，都沒(méi)有防止變輻超載的安全保護(hù)裝置，即使過(guò)去有的單位試裝過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制器，和分檔次單一測(cè)重的限制器，但是這些產(chǎn)品，基本都沒(méi)有起過(guò)安全保護(hù)作用，實(shí)質(zhì)是配搭，所以翻吊斷吊等事故時(shí)有發(fā)生，每起事故都要給人民生命財(cái)產(chǎn)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，因此近些年來(lái)已引起了國(guó)內(nèi)外各有關(guān)部門(mén)的重視，都在集中力量解決塔吊的變輻問(wèn)題，但是至今毫無(wú)進(jìn)展，其主要原因是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)復(fù)雜，用一般儀器解決不了如此復(fù)雜的計(jì)算數(shù)據(jù)，用復(fù)雜的電腦，造價(jià)太高，在經(jīng)濟(jì)上劃不來(lái)，同時(shí)也沒(méi)有必要用這么昴貴的儀器放在塔吊上，因此這種監(jiān)測(cè)儀器至今仍是空白點(diǎn)。
目前所有研制單位，都在解決角度、力矩和噸米重量變化三者之間的關(guān)系，但均未成功，所以無(wú)奈也只好定出幾個(gè)角度，以點(diǎn)代面分檔次限制，但是這是毫無(wú)作用的，因?yàn)樗醯牡醣圩兓菬o(wú)極的，以無(wú)極變化的塔吊，用有極的儀器去保護(hù)它的安全，是不能解決任何問(wèn)題的，因?yàn)槌诉@幾個(gè)固定角度之外，其他任何一個(gè)角度，都存在不安全因素，那怕改變點(diǎn)點(diǎn)角度，都在威脅塔吊有翻吊斷吊的危險(xiǎn)，所以這種儀器即使研制成功，也不起安全保護(hù)作用。何況到目前止，單純監(jiān)測(cè)重量的儀器尚未過(guò)關(guān)，沒(méi)有一家產(chǎn)品能夠使住，所以要想達(dá)到全方位角度、力矩、噸米重量三者變化關(guān)系的監(jiān)測(cè)，那就更力所難及了。
我們發(fā)明的這種簡(jiǎn)易電腦計(jì)算器，是無(wú)極的，可以監(jiān)測(cè)吊臂變化內(nèi)的所有角度，不分檔次保障全方位角度的安全生產(chǎn)，其測(cè)量精度和堅(jiān)固耐用性能，是一般測(cè)量?jī)x器根本達(dá)不到的。
這種儀器的全部結(jié)構(gòu)是由以下幾部組成的1、信息獲得是由傳感器(1)，(2)，阻值為600Ω;測(cè)量電橋(3)阻值為10Ω;信號(hào)反饋平衡電位器RG(4)阻值220Ω;調(diào)零電位器RT(5)阻值為220Ω;定值電位器RX(6)阻值為10～300Ω;角輻信號(hào)電位器RM(7)阻值為220Ω;傳感器電壓為36至54伏;供橋電壓為0.5伏。
2、信息轉(zhuǎn)換是由放大器(8)(本放大器是由晶體管和電子管混合組成的，其優(yōu)點(diǎn)是功率大，穩(wěn)定性好，不怕震動(dòng)，便于維修和更換管子，氣溫變化影響較小，適應(yīng)于南、北方和冬、夏季全年使用)，和儀表電機(jī)ND30(9)組成的。
3、信息顯示是由計(jì)重齒輪(10);計(jì)重指針(11);計(jì)重軸(12);儀表盤(pán)(13)等部件組成的。
4、信息處理是由儀表電機(jī)(9);電機(jī)主軸(14);電機(jī)齒輪(15);執(zhí)行凸輪(16);繼電器(17)、(18);步進(jìn)開(kāi)關(guān)(19);工作燈(20);報(bào)警燈(21);報(bào)警鈴(22);與吊車構(gòu)成斷電回路等部件組成的。
其工作原理是當(dāng)傳感器受重之后(見(jiàn)電橋平衡原理圖一)，獲得的U重信號(hào)，經(jīng)過(guò)測(cè)量電橋，送入放大器，經(jīng)過(guò)放大器放大的信號(hào)，驅(qū)動(dòng)儀表電機(jī)(9)工作，帶動(dòng)計(jì)重指針旋轉(zhuǎn)，而在測(cè)量電橋里又接一反饋平衡電位器RG(4)，其阻值的變化靠與儀表電機(jī)同步轉(zhuǎn)動(dòng)而位移，這樣由于儀表電機(jī)旋轉(zhuǎn)，測(cè)量電橋由平衡狀態(tài)變?yōu)榉瞧胶鉅顟B(tài)，從而又有一微弱的電壓信號(hào)U橋輸出，不過(guò)它與U重相位相反，當(dāng)在數(shù)量上相等時(shí)，即U重＝U橋，這時(shí)放大器接受的信號(hào)U重+U橋＝0，工作電機(jī)(9)與計(jì)重指針，就停止在某個(gè)角度位置，但是這個(gè)角度位置并非是U重的真實(shí)重量，而是橋路平衡之值，為了標(biāo)定真實(shí)重量，必須在反饋平衡信號(hào)RG(4)上，再并聯(lián)一個(gè)定值電位器RX(6)，用以調(diào)整RX的阻值大小而定值。當(dāng)卸載時(shí)，傳感器橋路將恢復(fù)原來(lái)的平衡狀態(tài)，U重即消除。但是測(cè)量電橋里的U橋信號(hào)依然作用于電子放大器，由于相位與U重相反，所以電子放大器又工作，驅(qū)動(dòng)儀表電機(jī)反轉(zhuǎn)，計(jì)重指針亦隨之向零位回趨。在此過(guò)程中U橋亦隨之減小，直至U橋＝0時(shí)，這時(shí)測(cè)量電橋也恢復(fù)原來(lái)的平衡狀態(tài)，此時(shí)U重＝0，U橋＝0，則電子放大器所接受的信號(hào)為零，因而整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)處于原始的平衡狀態(tài)。
在工作時(shí)，當(dāng)傳感器受力之后，這時(shí)司機(jī)可在顯示儀表上清晰的看到每吊的重量，當(dāng)被吊重量接近額定載荷95%時(shí)，這時(shí)儀表電機(jī)(9)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行凸輪推動(dòng)步進(jìn)開(kāi)關(guān)(19)，切斷工作燈(20)，接通報(bào)警燈(21)，閉合報(bào)警鈴(22)，開(kāi)始報(bào)警，這時(shí)如果司機(jī)仍不注意繼續(xù)起吊，當(dāng)重物達(dá)到額定載荷100%時(shí)，儀表電機(jī)繼續(xù)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行凸輪(16)前進(jìn)，切繼提升電源或變輻電源，采取安全保護(hù)措施。
我們發(fā)明這種簡(jiǎn)易電腦模擬計(jì)算器的核心部分有以下幾點(diǎn)第一，在測(cè)量電橋里，把吊臂角度變輻器輸入信號(hào)RM，直接加在測(cè)量電橋RT的一端(不能顛到)，其具體結(jié)構(gòu)是將RM三根信號(hào)線并聯(lián)在RT三根線上，構(gòu)成新的測(cè)量電路(如圖二所示)。第二，在配上由我們研制的二次儀表，這個(gè)儀表的結(jié)構(gòu)機(jī)心，是由一個(gè)執(zhí)行凸輪和兩個(gè)圓錐齒輪組成的，執(zhí)行凸輪是裝在電機(jī)主軸(14)上，圓錐齒輪一個(gè)裝在電機(jī)主軸(14)的執(zhí)行凸輪(16)的上面，另一個(gè)裝在計(jì)重齒輪(12)的一端，傳動(dòng)角為90度，這樣結(jié)構(gòu)的儀表機(jī)心，就能準(zhǔn)確的完成測(cè)重、報(bào)警、斷電三種功能(見(jiàn)圖三)。第三，在把重量值和變角值統(tǒng)一在一塊表盤(pán)上，重量值為順時(shí)針，變角值為逆時(shí)針(如圖四所示)。第四，各部數(shù)據(jù)是特定的，重量值的角度范圍為320度，變角值的角度范圍為160度，重量值與角度值之比為1∶2，吊臂變輻角度為56度是常數(shù)，表盤(pán)角度值為160度也是常數(shù)，它們之間的關(guān)系比為1∶2.86度。RM的變輻角度值是未知數(shù)，它是根據(jù)測(cè)量范圍RG并聯(lián)電阻RX的大小來(lái)決定的，RX的阻值大，RM的變輻角度就大，RX阻值小，RM變輻角度就小，如以16噸米塔吊為例，在上述元件值和參數(shù)不變的條件下，吊臂變輻角度為56度，RM的變輻角度近似56度，等于1∶1，RM的變角值為56＊220Ω/3600＝3.36Ω。如以25噸米塔吊為例，在上述一切元件值和參數(shù)不變的條件下，吊臂變輻角度仍為56度，RM的變輻角度近似82度，等于1∶1.46，RM的變角值為82＊220Ω/3600＝5.01Ω。以上計(jì)算是測(cè)試值，而不是絕對(duì)值，它是受元件誤差和溫度而影響的，但是可以通過(guò)器件而調(diào)整的。
以上發(fā)明既簡(jiǎn)單又省事，以如此簡(jiǎn)單的測(cè)量電路，和非常普通的二次儀表，解決如此精密的測(cè)量數(shù)據(jù)，這是不可想象的，當(dāng)然這不是說(shuō)，這種儀器今后世界各先進(jìn)國(guó)家不能研制出來(lái)，而是說(shuō)以如此低廉的造價(jià)，解決如此復(fù)雜的計(jì)算數(shù)據(jù)，看來(lái)是難能實(shí)現(xiàn)的，即使今后研制出來(lái)，造價(jià)也要高出我們的十倍以上。
注“圖一”根據(jù)電橋平衡原理，橋臂電阻R1、R2、R3、R4，接成如圖一所示全橋電路，A、C兩點(diǎn)接電源，B、D兩點(diǎn)接毫伏計(jì)，如果第Ⅰ支路中的電阻R1上的電壓降與第Ⅱ支路中的R4上的電壓降相等，則B、D兩點(diǎn)間的電位差為零，毫伏計(jì)里沒(méi)有電流通過(guò)。
即 (R1)/(R2) = (R4)/(R3) 或R1·R3＝R2·R4如果破壞了這個(gè)平衡條件(R1)/(R2)
(R4)/(R3) 或R1·R3≠R2·R4時(shí)毫伏計(jì)里就有電流通過(guò)。
權(quán)利要求
1.本簡(jiǎn)易電腦模擬計(jì)算器的核心結(jié)構(gòu)，是把角度控制器RM的輸入信號(hào)，直接加在測(cè)量電橋RT的一端，其組成的電路是將RM三根信號(hào)線，并聯(lián)在RT三根信號(hào)線上，組成新的測(cè)量電路，這是本發(fā)明的重點(diǎn)，它與特制的二次儀表配合，就能監(jiān)測(cè)角度、力矩和噸米重量變化三者之間的關(guān)系。凡是用上述原理和原件組成的測(cè)量電路，都屬于本發(fā)明之內(nèi)，要求受專利法保護(hù)。
2.與這種測(cè)量電路配合的信息顯示和信息處理，是機(jī)電結(jié)合的二次儀表，本儀表的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是由儀表電機(jī)、園錐齒輪(傳動(dòng)角為90度)、執(zhí)行凸輪、步進(jìn)開(kāi)關(guān)和繼電器等部件組成的，以電機(jī)為動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)計(jì)重指針顯示重量，帶動(dòng)執(zhí)行凸輪，斷開(kāi)或閉合各個(gè)報(bào)警斷電線路。凡是用這種原理或部件組成的二次儀表，都屬本發(fā)明之內(nèi)，要求受專利法保護(hù)。
3.凡是把重量值，和角度值統(tǒng)一在一塊表盤(pán)上，重量值為順時(shí)針，角度值為逆時(shí)針，不管角度范圍多大，只要用以上原理結(jié)構(gòu)的表盤(pán)，都屬本發(fā)明之內(nèi)，要求受專利法保護(hù)。
全文摘要
本發(fā)明的監(jiān)測(cè)電路，是由測(cè)量電橋，RG信號(hào)反饋平衡電位器，RX定值電位器，RT調(diào)零電位器，RM角度變化電位器等元件組成的測(cè)量電路，這種電路能有效的把RM角度變輻信號(hào)直接加在RT的一端，這種加法不影響U重信號(hào)值的變化，同時(shí)在把重量值和角度值，統(tǒng)一在一塊表盤(pán)上，重量值的角度范圍為320度，角度值的角度范圍為160度，重量值為順時(shí)針，角度值為逆時(shí)針，配上特制的二次儀表，就能完成計(jì)重、報(bào)警、斷電三種功能。
文檔編號(hào)B66D1/58GK1046312SQ89102329
公開(kāi)日1990年10月24日 申請(qǐng)日期1989年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月14日
發(fā)明者高國(guó)才, 高治剛, 高治洋, 姜莉, 孫福洪, 溫學(xué)民 申請(qǐng)人:高治洋, 高治剛