专利名称：一种起重机制动下滑量检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及起重机，特别是涉及起重机制动下滑量的检测系统。
背景技术：
作为特种设备的起重机，其制动下滑量是安全生产的重要性能指标之一。在实际生产中需要定期对起重机的制动下滑量进行检测；特种设备检测检验机构可依据所检测出的起重机的制动下滑量来判定是否超出标准范围(精度要求±2mm)，若超出规定范围，则应停止起重机的起重作业并进行检修，以保证安全生产。目前起重机安全检定规范中给出两种常规检测方法，这两种方法不仅测量精度差，且不易于操作。方法1:采用直径为Imm钢丝绳，一端系一小砣，另一端与固定的微动开关(触点常闭)相连，常闭触点接在用接触器控制的下降回路中，砣的重量应足以使开关动作，切断下降电路，测量时小砣放在载荷(砝码)上，当额定载荷以慢速档下降到某一位置时，小砣与载荷分离，此时下降电路立即被切断，载荷随即开始下降制动，待额定载荷停住后，测得小砣与载荷之间的垂直距离，即为下降制动距离，连测几次，取其平均值。方法2:将测量仪的计数线路与控制器相连，保证额定载荷以慢速下降，控制器回到零位控制线路断电的同时计数器从零开始计数。检测时将测量轮触在(触力宜不大于60N)卷筒端部外径处，当额定载荷以慢速下降制动停止后，读取计数器的计数值K，作为折算制动距离的原始数据。专利申请号为201110203937.5、公开号为CN102285591的起重机制动下滑检测仪的检测技术方案，采用贴附于起重机制动施力位置上的压力传感器来识别制动的开始时亥IJ，通过固定于载荷侧面的测量挡板和其下方的激光测距仪来测距，待载荷停止后再求出制动下滑量；该发明采用压力传感器等电子元件存在响应延时或误差，Ims就可能使下滑量测量结果产生大于Imm的误差；同时必须采用量程范围为数米、高测量频率的激光测距仪，不仅精度很难控制在±2mm，而且价格不菲(一般为数万元/个)。专利申请号为201210165751.X、公开号为CN102679886的起重机制动下滑量检测方法及装置，包括安置在载荷正下方的激光测距仪和与其相连接的自动计算模块，根据速度函数曲线得到匀速下降时起重机的运行速度K和制动过程的制动时间 ，通过公式^=0.5ΚΧ 求出制动下滑量S ;该发明采用了价格不菲、精度频率较难满足下滑量检测工况的激光测距仪，且假设制动过程为理想的匀减速制动与实际情况有所差别，其精度有待于进一步提高，成本有待于进一步优化；且激光测距仪位于载荷正下方，若载荷坠落会对人或仪器产生危险。专利申请号为201020560174.0的起重机制动下滑量检测仪，该方法所测量精度与受所采用的高速图像捕捉设备的精度影响极大，而标尺基准在现场实际测试中不易安装，同时整套测试设 备价格不菲。专利申请号为201020650657.X的一种起重机制动下滑测试仪，结构比较复杂，机械、电子元件较多，存在响应延时和成本的控制问题。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种电子元件使用更少(仅采用一个拉线位移传感器)、结构简单、操作便捷、价格低、更精确的起重机制动下滑量检测系统。本发明所采用的技术方案为一种起重机制动下滑量检测系统，其要点在于它包括位移传感器、数据采集模块、计算模块、报告模块，四者间通过数据线依次相接，位移传感器与起重机的额定载荷相连接，由位移传感器中的增量编码器将额定载荷的高度变化转化成脉冲信号，计算模块内储存有标准制动下滑量Hs，由数据采集模块对代表高度变化的脉冲信号进行增量处理并加入时钟信号T,进而传递给计算模块得出高度位移//关于时间T的一一对应关系的离散函数//⑴，计算模块根据公式对//⑴进行求导，得到速度关于时间r的函数KU)，通过公式对「⑴进行求导，得到加速度J U)，如果加速度&持续为负号，也就是^持续减小，表明拐点出现，取连续为负号的第一点T1为制动开始点；如果速度Ki和加速度*续为ο时，连续为ο的第一点T2作为制动结束点；根据Τχ、τ在HiX)函数分别取得制动开始点对应的K、额定载荷(I)停止时点对应的高度尽，计算出制动下滑量N H二 H2- 3，计算模块将与内存的标准制动下滑量Hs进行比较，结果小于等于Hs时为合格，并由报告模块给出是否合格的结论。所述的位移传感器为拉线位移传感器，在额定载荷上固定有测量连接头，测量连接头下方连接有拉线位移传感器。利用放置在测量连接头下方的拉线位移传感器内的增量编码器(脉冲信号可以达到10000脉冲/圈和0.0lmm/脉冲的分辨率)，全过程不间断输出起重机从匀速下降至停止过程中额定载荷到拉线位移传感器测量基准的高度变化的脉冲信号；由数据采集模块对代表高度变化的脉冲信号进行增量处理并加入时钟信号r，进而传递给计算模块得出高度位移//关于时间r的一一对应关系的离散函数//U)，计算模块对//( )进行求导，得到速度关于时间r的函数KU)，通过对KU)进行求导，得到加速度J( )，找到制动开始点T1和制动结束点T2;能精确得到起 重 机制动下滑量。将计算数据传给报告模块，报告模块根据计算模块的处理结果形成制动下滑量报告，包括高度//U)、速度Κ( )以及加速度J( )曲线、AZT=ZT1-ZZ2，并直接给出合格或不合格的评价，整个过程由设备自动完成，不掺杂人为因素，客观、精确。为了便于对测量连接头、拉线位移传感器进行固定和位置调整，本发明的起重机制动下滑量检测系统所述测量连接头固定在磁力座A上，磁力座A固定在载荷的侧面上；所述拉线位移传感器固定在磁力座A上，磁力座固定在地面的金属质量块上。即:测量接头固定在额定载荷的侧面，拉线位移传感器垂直连接于测量接头。所述测量接头通过磁力座A进行固定于额定载荷上。所述拉线位移传感器一端与测量接头相接，另一端通过磁力座固定于地面的金属质量块上，金属质量块下端有调整水平的固定脚，并调整金属质量块表面为水平。由于起重机制动下滑测量多数情况是在室外完成，难以保证拉线位移传感器的固定端水平，利用金属质量块的可调性来实现拉线位移传感器固定端的水平，同时金属质量块的亲磁性也使拉线位移传感器的连接快捷简单。本发明与现有技术相比所具有的有益效果是:(I)采用技术成熟的拉线位移传感器测量起重机下滑制动全过程中测量连接头的高度，成本较低(拉线位移传感器一般为几千元/个，同等精度和频率的激光测距传感器则为几万元/个)；(2)通过加速度的持续为负，准确识别制动开始点，通过速度和加速度的持续为O，准确识别制动结束点，制动下滑量检测结果只与制动起点和终点有关，不受制动过程是否为均匀减速的影响，可得到更精确的起重机制动下滑量和成本较低的检测系统；(3)测量连接头固定在额定载荷的侧面，避免因载荷坠落而损坏位移传感器；使检测人员避开载荷，测量过程更安全；(4)电子元件使用少、结构简单，克服了其他测量方法中电子元件的延时或误差对制动下滑量检测的影响，保障了检测精度，整个过程由设备自动完成，不掺杂人为因素，客观、精确。
图1为本发明具体实施方式
的结构示意图。图2为本发明中报告模块中所包含的高度位移//⑴、速度F(i)、加速度J⑴曲线以及下滑量Λ//。其中:I额定载荷2磁力座A 3测量连接头 4位移传感器5磁力座6金属质量块7数据采集模块8计算模块9报告模块。
具体实施例方式如图1所示,本发明的起重机制动下滑量检测系统,包括悬挂于起重机吊钩上的额定载荷I和固定在起重机的额定载荷I上的测量连接头3，还包括放置在测量连接头3下方的位移传感器4、数据采集模块7、计算模块8、报告模块9，通常位移传感器为拉线位移传感器，所述报告模块9、计算模块8、数据采集模块7和拉线位移传感器4通过数据线依次相连，计算模块8内储存有标准制动下滑量Hs。所述测量接头3固定在额定载荷I的侧面，拉线位移传感器4垂直连接于测量接头3，若拉线位移传感器4的量程不足，可外加延长线；所述测量接头3固定在磁力座A2上，磁力座A2固定在额定载荷I侧面上；所述拉线位移传感器4固定在磁力座5上，磁力座5固定在地面的金属质量块6上，金属质量块下端有调整水平的固定脚，并调整金属质量块表面为水平，金属质量块的重量大于等于2.5公斤。由位移传感器4中的增量编码器将额定载荷I的高度变化转化成脉冲信号，由数据采集模块7对代表高度变化的脉冲信号进行增量处理并加入时钟信号Λ进而传递给计算模块8得出高度位移//关于时间T的一一对应关系的离散函数//( )，计算模块(8)根据公式vd/o/n)对//⑴进行求导，得到速度关于时间Γ的函数K⑴，通过公式Sj=(Vj^-Vj)/对K⑴进行求导,得到加速度W(t),如果加速度Sj持续为负号,也就是^持续减小，表明拐点出现，取连续为负号的第一点T1为制动开始点；如果速度Ki和加速度A续为O时，连续为O的第一点T2作为制动结束点；根据τχ、τ2在扒t)函数分别取得制动开始点对应的S、额定载荷I停止时点对应的高度尽，计算出制动下滑量LH= H2- H,。计算模块8将Λ//与外#游标准制动下滑量Hs进行比较，结果小于等于Hs时为合格，并由报告模块9给出是否合格的结论。具体测量的时候，按照上述方式将起重机制动下滑量检测系统搭建好，操作起重机使额定载荷I下降而后制动，利用放置在测量连接头3下方的拉线位移传感器4内的增量编码器(脉冲信号可以达到10000脉冲/圈和0.0lmm/脉冲的分辨率)，全过程不间断输出起重机从匀速下 降至停止过程中额定载荷I到拉线位移传感器测量基准的高度变化的脉冲信号；由位移传感器4中的增量编码器将额定载荷I的高度变化转化成脉冲信号，由数据采集模块7对代表高度变化的脉冲信号进行增量处理并加入时钟信号Λ进而传递给计算模块8得出高度位移//关于时间T的一一对应关系的离散函数//( )，计算模块8根据公式vd/o/n)对//⑴进行求导，得到速度关于时间Γ的函数K⑴，通过公式Sj=(Vj^-Vj)/对K⑴进行求导,得到加速度W(t),如果加速度Sj持续为负号,也就
是^持续减小，表明拐点出现，取连续为负号的第一点T1为制动开始点；如果速度Ki和加速度A续为O时，连续为O的第一点T2作为制动结束点；根据τχ、τ2在扒t)函数分别取得制动开始点对应的S、额定载荷I停止时点对应的高度尽，计算出制动下滑量LH=H2-Hlo将计算数据传给报告模块9，报告模块9根据计算模块8的处理结果形成制动下滑量报告，包括高度"U)、速度Κ( )以及加速度J(i)曲线，并在曲线图中绘出制动下滑量LH=H2-H1H图2)。计算模块8将ΛΗ与内存的标准制动下滑量Hs进行比较，结果小于等于Hs时为合格，并由报告模块9给出是否合格的结论。一般计算模块、和报告模块的工作由计算机(或单片机)完成，检测系统能精确得到起重机制动下滑量，而且整个过程由设备自动完成，不掺杂人为因素，客观、精确。本发明可以用通用计算机来完成计算模块和报告模块的工作，也可以将拉线位移传感器、计算模块芯片、报告模块芯片装在一个壳体中制成起重机制动下滑量的专用检测设备。以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本 的实质范围内所做出的改进、替换和润饰，也应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种起重机制动下滑量检测系统，其特征在于:它包括位移传感器(4)、数据采集模块(7)、计算模块(8)、报告模块(9)，四者间通过数据线依次相接，位移传感器(4)与起重机的额定载荷相连接，计算模块(8)内储存有标准制动下滑量Hs，由位移传感器(4)中的增量编码器将额定载荷(I)的高度变化转化成脉冲信号，由数据采集模块(7)对代表高度变化的脉冲信号进行增量处理并加入时钟信号r，进而传递给计算模块(8)得出高度位移//关于时间r的一一对应关系的离散函数//( )，计算模块(8)根据公式Ki= (Aw-Ai)/(h-G)对_进行求导，得到速度关于时间Γ的函数m’通过公Saj=Ov1-Kj)/( 」+1- ρ对K⑴进行求导，得到加速度J⑴，如果加速度&持续为负号，也就是Ki持续减小，表明拐点出现，取连续为负号的第一点T1为制动开始点；如果速度Ki和加速度*续为O时，连续为O的第一点T2作为制动结束点；根据T1' T2在"(t)函数分别取得制动开始点对应的0、额定载荷(I)停止时点对应的高度H2，计算出制动下滑量LH=H2-H1，计算模块(8 )将与内存的标准制动下滑量Hs进行比较，结果小于等于Hs时合格，并由报告模块(9)给出是否合格的结论。
2.根据权利要求1所述的起重机制动下滑量检测系统，其特征在于:所述的位移传感器(4)为拉线位移传感器，在额定载荷(I)上固定有测量连接头(3)，测量连接头(3)下方连接有拉线位移传感器。
3.根据权利要求2所述的起重机制动下滑量检测系统，其特征在于:测量接头(3)固定在额定载荷(I)的侧面，拉线位移传感器(4 )垂直连接于测量接头(3 )上。
4.根据权利要求1所述的起重机制动下滑量检测系统，其特征在于:所述测量接头(3)通过磁力座A (2)进行固定于额定载荷(I)上。
5.根据权利要求1所述的起重机制动下滑量检测系统，其特征在于:所述拉线位移传感器(4)一端与测量接头(3) 相接，另一端通过磁力座(5)固定于地面的金属质量块(6)上，金属质量块下端有调整水平的固定脚，并调整金属质量块表面为水平。
全文摘要
一种起重机制动下滑量检测系统，包括测量接头、拉线位移传感器、数据采集模块、计算模块、报告模块，利用放置在测量连接头下方的拉线位移传感器将额定载荷的高度变化转化成脉冲信号，由数据采集模块对脉冲信号进行增量处理并加入时钟信号T，进而传递给计算模块得出高度位移H关于时间T的函数H(t)，对H(t)进行求导，得到V(t),对V(t)求导，得到加速度A(t)，加速度aj持续为负号，取连续为负号的第一点T1为制动开始点；如果速度vi和加速度aj续为0时，连续为0的第一点T2作为制动结束点；计算出制动下滑量ΔH=H2-H1。将ΔH与内存的标准制动下滑量Hs进行比较，结果小于等于Hs时合格，并由报告模块给出是否合格的结论。本发明结构简单、价格低，操作安全便捷，整个过程由设备自动完成，不掺杂人为因素，客观、精确。
文档编号G01B21/02GK103245316SQ20131016282
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月7日 优先权日2013年5月7日
发明者张树忠, 曾钦达, 郑祥盘, 郑仲浪, 黄祥声, 张冲, 李晓宁, 魏曦光 申请人:福建省特种设备检验研究院