起重机及其钢丝绳状态监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种钢丝绳状态监测装置，设置有力传感器和/或角度检测装置，力传感器可以实时检测均衡滑轮的中心转轴的受力情况，进而根据受力情况判断钢丝绳是否松弛；角度检测装置可以实时检测均衡滑轮的转动情况，进而根据均衡滑轮的转动情况来判断钢丝绳的偏载情况；因此，本实用新型可以对钢丝绳的状态进行实时监测，一旦出现松弛或偏载至一定程度，操作人员可以及时采取措施，进而防止安全事故的发生。在此基础上，本实用新型还提出一种具有上述钢丝绳状态监测装置的起重机。
【专利说明】起重机及其钢丝绳状态监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及起重技术，具体涉及一种起重机及其钢丝绳状态监测装置。
【背景技术】
[0002]目前，钢丝绳和滑轮组成的传动机构广泛应用于各类机械设备中，尤其是起重机；鉴于钢丝绳在传递动力过程中的重要作用，确保钢丝绳稳定工作，并在出现状况时即刻解除风险成为了这类机械设备的开发人员需要面对的重要课题。
[0003]以岸边集装箱起重机为例，岸边集装箱起重机广泛应用于港口的集装箱吊装作业中；它通常包括大车行驶机构、龙门支架、前大梁、后大梁、小车行驶机构和吊具，龙门支架设置于大车行驶机构上，后大梁固定设置在龙门支架上，前大梁与后大梁铰接并可相对龙门支架俯仰，小车行驶机构可移动地设置于前大梁上，吊具悬挂在小车行驶机构下方；在大车行驶机构的带动下，岸边集装箱起重机可沿码头上的预定轨道移动；作业时，前大梁伸出并延伸至货船的甲板上方，在非工作状态，为保证航道和船舶的安全，通常需将前大梁仰起。为了使前大梁俯仰，岸边集装箱起重机设置有俯仰机构，俯仰机构包括俯仰卷筒、钢丝绳、动滑轮和定滑轮，俯仰卷筒和定滑轮通常设置在龙门支架上，动滑轮设置在前大梁上，钢丝绳按照预定规律缠绕在俯仰卷筒、动滑轮和定滑轮上，当俯仰卷筒卷入或放出钢丝绳时，前大梁向上或向下翻转，进而实现俯仰。
[0004]在前大梁俯仰到位后，钢丝绳容易出现松弛，而钢丝绳松弛容易引发安全事故，t匕如松弛的钢丝绳在风力或振动作用下缠绕至某些零部件(比如杠杆式限位支架)上，一旦再次绷紧，就会存在安全隐患；另外，为了提供足够大的拉力，俯仰机构通常采用两组动滑轮、两组定滑轮加均衡滑轮的结构形式，钢丝绳的两端分别缠绕在俯仰卷筒上，为了保证作业安全及动作协调，在传动过程中需要监测钢丝绳两端是否存在偏载。
实用新型内容
[0005]有鉴于此，本实用新型提出一种钢丝绳状态监测装置，利用该钢丝绳状态监测装置可以有效提高钢丝绳传动的安全性。
[0006]作为第一方面，本实用新型提出一种钢丝绳状态监测装置，包括卷筒、钢丝绳、两个动滑轮组、两个定滑轮组、两个均衡滑轮和数据处理单元；所述钢丝绳缠绕在所述动滑轮组、定滑轮组和均衡滑轮上，且其两端固定在所述卷筒上；
[0007]至少一个所述均衡滑轮的中心转轴上设置有力传感器，所述力传感器与数据处理单元电连接，所述数据处理单元可以根据所述力传感器的检测结果判断钢丝绳是否松弛；
[0008]和/或，至少一个所述均衡滑轮上设置有角度检测装置，所述角度检测装置与数据处理单元电连接，所述数据处理单元可以根据角度检测装置的检测结果判断钢丝绳的偏载情况。
[0009]在优选地技术方案中，所述角度检测装置包括角位移传感器和从动齿轮，所述均衡滑轮上设置有与从动齿轮啮合的主动齿轮，所述从动齿轮设置于角位移传感器和主动齿轮之间，用于将均衡滑轮的转动传递至角位移传感器。
[0010]在优选地技术方案中，所述均衡滑轮设置在两个动滑轮组之间，或，所述均衡滑轮设置在两个定滑轮组之间。
[0011]在优选地技术方案中，所述角位移传感器为旋转编码器或倾角传感器或电位器。
[0012]在优选地技术方案中，所述力传感器为销轴式传感器或压式传感器或拉式传感器。
[0013]在优选地技术方案中，所述力传感器和角度检测装置均设置于同一均衡滑轮上。
[0014]在优选地技术方案中，所述钢丝绳状态监测装置还设置有报警装置，所述报警装置用于在所述钢丝绳出现松弛和/或偏载时发出警报。
[0015]本实用新型提出的钢丝绳状态监测装置设置有力传感器和/或角度检测装置，力传感器可以实时检测均衡滑轮的中心转轴的受力情况，进而根据受力情况判断钢丝绳是否松弛；角度检测装置可以实时检测均衡滑轮的转动情况，进而根据均衡滑轮的转动情况来判断钢丝绳的偏载情况；因此，本实用新型可以对钢丝绳的状态进行实时监测，一旦出现松弛或偏载至一定程度，操作人员可以及时采取措施，进而防止安全事故的发生。
[0016]作为第二方面，本实用新型提出一种起重机，包括龙门支架、外伸臂、动力装置及上述任一项的钢丝绳状态监测装置，所述外伸臂铰接在龙门支架上，所述动力装置与卷筒连接，所述动滑轮组设置在外伸臂上，所述动力装置、定滑轮组、卷筒均设置在龙门支架上。
[0017]在优选地技术方案中，所述起重机还包括两个辅动滑轮，所述辅动滑轮设置在外伸臂上且位于定滑轮组和动滑轮组之间，所述钢丝绳按预定顺序缠绕在动滑轮组、定滑轮组和辅动滑轮上。
[0018]在优选地技术方案中，两个均衡滑轮之间顺序设置有第一缓冲器、夹绳板和第二缓冲器，所述钢丝绳依次穿过所述第一缓冲器、夹绳板和第二缓冲器，且所述第一缓冲器、第二缓冲器固定设置在龙门支架上。
[0019]与现有技术相比，通过采用上述的钢丝绳状态监测装置，本实用新型提出的起重机的可靠性和安全性更高。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0021]图1为本实用新型具体实施例提供的岸边集装箱起重机的部分结构示意图；
[0022]图2为本实用新型具体实施例提供的俯仰机构的传动原理图；
[0023]图3为本实用新型具体实施例提供的定滑轮组、均衡滑轮等部件的布置示意图；
[0024]图4为图3中的A方向视图；
[0025]图5为图4中的均衡滑轮的放大图。
[0026]附图标记说明:
[0027]I 一卷筒2—钢丝绳3—定滑轮组4 一动滑轮组5—辅动滑轮
[0028]6—均衡滑轮7—龙门支架8—外伸臂9 一滑轮支架
[0029]10—销轴式传感器11一角位移传感器12—保护壳
[0030]13—从动齿轮14 一主动齿轮15—第一缓冲器16—夹绳板
[0031]17—第二缓冲器
【具体实施方式】
[0032]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0033]如图2所示，本实用新型具体实施例提出的钢丝绳状态监测装置包括卷筒1、钢丝绳2、两个动滑轮组4、两个定滑轮组3、两个均衡滑轮6、两个辅动滑轮5和数据处理单元(图中未示出)；其中，钢丝绳2缠绕在动滑轮组4、定滑轮组3、辅动滑轮5和均衡滑轮6上，且其两端固定在卷筒I上；具体设置在起重机上时，如图1所示，在岸边集装箱起重机上，外伸臂8 (俗称前大梁)铰接在龙门支架7上，动滑轮组4设置在外伸臂8上相对靠右的一侦牝辅动滑轮5设置在外伸臂8上且位于龙门支架7和动滑轮组4之间的位置，定滑轮组3和均衡滑轮6设置在龙门支架7的顶部，卷筒I设置在龙门支架7上，且动滑轮组4和卷筒I分别位于定滑轮组3的两侧；如图3所示，两个均衡滑轮6设置在龙门支架7上并位于两个定滑轮组3之间(即钢丝绳2从一个定滑轮组3出来后经两个均衡滑轮6再到另一个定滑轮组3)。具体工作过程是:当卷筒I卷入钢丝绳2时，钢丝绳2的拉力传递至动滑轮组4及辅动滑轮5，进而驱使外伸臂8相对龙门支架7向上转动；当卷筒I放出钢丝绳2时，在重力作用下，外伸臂8相对龙门支架7向下转动，图1所示为岸边集装箱起重机在正常作业时的状态，此时外伸臂8处于水平状态。
[0034]为了检测钢丝绳2的松弛状况，在均衡滑轮6上设置有力传感器，力传感器具体可以是销轴式传感器10或压式传感器或拉式传感器，这些传感器用于检测均衡滑轮6的中心转轴所受到的力，当钢丝绳2绷紧时，钢丝绳2能够在均衡滑轮6上产生作用力，当钢丝绳2松弛时，这个作用力会减小到相当程度，因此，数据处理单元可以根据中心转轴的受力情况判断钢丝绳2是否松弛；具体设置时，以销轴式传感器10为例，如图4和图5所示，销轴式传感器10设置在均衡滑轮6的中心转轴上，销轴式传感器10可以检测中心转轴受到的弯矩，数据处理单元可以根据弯矩的大小来判断钢丝绳2的松弛状况。
[0035]为了检测钢丝绳2是否出现偏载，如图4和图5所示，在其中一个均衡滑轮6上设置有角度检测装置，用于检测均衡滑轮6的转动角度；具体地，角度检测装置包括角位移传感器11和从动齿轮13，角位移传感器11是能够直接或间接获取转动物体的转动角度的传感器，具体可以是旋转编码器或倾角传感器或电位器；具体设置方式如图4和图5所示，均衡滑轮6通过滑轮支架9可转动地支撑在龙门支架7上，角位移传感器11设置于滑轮支架9上且与从动齿轮13的转轴连接；均衡滑轮6上设置有主动齿轮14，主动齿轮14与从动齿轮13啮合，进而将均衡滑轮6的转动传递至角位移传感器11。理论上，两个均衡滑轮6之间的钢丝绳2在外伸臂8的转动过程中是不会左右移动的，但是，当两个动滑轮组4的受力出现不一致时(往往因外伸臂8上的载荷不均引起)，两个均衡滑轮6之间的钢丝绳2会出现向某一均衡滑轮6移动的情况，反之，当钢丝绳2向某一均衡滑轮6移动时，就意味着钢丝绳2存在偏载。当两个均衡滑轮6之间的钢丝绳2移动时，均衡滑轮6也会相应地转动，当角位移传感器11检测到均衡滑轮6的转动情况(包括转动角度和/或转动方向)时，数据处理单元根据转动情况可以判断出钢丝绳2是否存在偏载、偏载的程度及偏载方向，从而使操作人员能够及时采取合理措施规避风险。
[0036]为了防止角位移传感器11受到外界损坏，在滑轮支架9上还设置有保护壳12，保护壳12覆盖在角位移传感器11的外周。
[0037]为了及时提醒操作人员采取安全措施(比如停止作业或者降低作业速度等)，在岸边集装箱起重机上还设置有报警装置，报警装置用于在钢丝绳2出现松弛和/或偏载时发出警报。
[0038]为了防止钢丝绳2偏载超出最大范围或突然断裂，两个均衡滑轮6之间还顺序设置有第一缓冲器15、夹绳板16和第二缓冲器17，钢丝绳2依次穿过第一缓冲器15、夹绳板16和第二缓冲器17，且第一缓冲器15、第二缓冲器17固定设置在龙门支架7上；夹绳板16设置在钢丝绳2上，当钢丝绳2左右移动时，夹绳板16随钢丝绳2移动，偏载比较严重时，夹绳板16撞击在第一缓冲器15或第二缓冲器17上，第一缓冲器15和第二缓冲器17减缓夹绳板16冲击的同时，限制夹绳板16的移动，进而防止钢丝绳2过度偏载。
[0039]需要说明的是，钢丝绳2的缠绕方式、动滑轮和定滑轮的布置形式，不限于上述实施例所描述的形式；比如，在其它实施例中，可以不设置辅动滑轮5，均衡滑轮6可以设置在两个动滑轮组4之间等等；在钢丝绳2与滑轮构成的传动机构中，具体的布置形式已有多种方式，尤其是起重机领域，比如符敦鉴主编的《岸边集装箱起重机》一书中就公开了多种钢丝绳2与滑轮的布置形成，因此本文不再对此详细叙述。
[0040]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种钢丝绳状态监测装置，其特征在于，包括卷筒(I)、钢丝绳(2)、两个动滑轮组(4)、两个定滑轮组(3)、两个均衡滑轮(6)和数据处理单元；所述钢丝绳(2)缠绕在所述动滑轮组(4)、定滑轮组(3)和均衡滑轮(6)上，且其两端固定在所述卷筒(I)上； 至少一个所述均衡滑轮出)的中心转轴上设置有力传感器，所述力传感器与数据处理单元电连接，所述数据处理单元可以根据所述力传感器的检测结果判断钢丝绳(2)是否松她； 和/或，至少一个所述均衡滑轮(6)上设置有角度检测装置，所述角度检测装置与数据处理单元电连接，所述数据处理单元可以根据角度检测装置的检测结果判断钢丝绳(2)的偏载情况。
2.根据权利要求1所述的钢丝绳状态监测装置，其特征在于，所述角度检测装置包括角位移传感器(11)和从动齿轮(13)，所述均衡滑轮(6)上设置有与从动齿轮(13)啮合的主动齿轮(14)，所述从动齿轮(13)设置于角位移传感器(11)和主动齿轮(14)之间，用于将均衡滑轮￠)的转动传递至角位移传感器(11)。
3.根据权利要求1所述的钢丝绳状态监测装置，其特征在于，所述均衡滑轮(6)设置在两个动滑轮组(4)之间，或，所述均衡滑轮(6)设置在两个定滑轮组(3)之间。
4.根据权利要求2所述的钢丝绳状态监测装置，其特征在于，所述角位移传感器(11)为旋转编码器或倾角传感器或电位器。
5.根据权利要求1至4任一项所述的钢丝绳状态监测装置，其特征在于，所述力传感器为销轴式传感器(10)或压式传感器或拉式传感器。
6.根据权利要求1至4任一项所述的钢丝绳状态监测装置，其特征在于，所述力传感器和角度检测装置设置于同一均衡滑轮(6)上。
7.根据权利要求1至4任一项所述的钢丝绳状态监测装置，其特征在于，还设置有报警装置，所述报警装置用于在所述钢丝绳(2)出现松弛和/或偏载时发出警报。
8.—种起重机，其特征在于，包括龙门支架(7)、外伸臂(8)、动力装置及权利要求1至7任一项所述的钢丝绳状态监测装置，所述外伸臂(8)铰接在龙门支架(7)上，所述动力装置与卷筒⑴连接，所述动滑轮组⑷设置在外伸臂⑶上，所述动力装置、定滑轮组(3)、卷筒⑴均设置在龙门支架⑵上。
9.根据权利要求8所述的起重机，其特征在于，还包括两个辅动滑轮(5)，所述辅动滑轮(5)设置在外伸臂⑶上且位于定滑轮组(3)和动滑轮组⑷之间，所述钢丝绳(2)按预定顺序缠绕在动滑轮组(4)、定滑轮组(3)和辅动滑轮(5)上。
10.根据权利要求8所述的起重机，其特征在于，两个均衡滑轮(6)之间顺序设置有第一缓冲器(15)、夹绳板(16)和第二缓冲器(17)，所述钢丝绳(2)依次穿过所述第一缓冲器(15)、夹绳板(16)和第二缓冲器(17)，且所述第一缓冲器(15)、第二缓冲器(17)固定设置在龙门支架⑵上。
【文档编号】B66D1/28GK204096985SQ201420502610
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】吕国振, 郝伟, 张寒 申请人:珠海三一港口机械有限公司