CN102530673B - 数字式拉力报警装置 - Google Patents
数字式拉力报警装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102530673B CN102530673B CN201110460141.8A CN201110460141A CN102530673B CN 102530673 B CN102530673 B CN 102530673B CN 201110460141 A CN201110460141 A CN 201110460141A CN 102530673 B CN102530673 B CN 102530673B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pulling force
- circuit
- alarm device
- digital
- output voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 5
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000010338 mechanical breakdown Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000007634 remodeling Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000005211 surface analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Alarm Systems (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
Abstract
针对现有机械式拉力报警装置(专利申请号为201020003228.3)存在的技术问题和不足，本发明提供了一种结构简单，便于生产组装及调试，控制精确度更高，性能更加稳定的数字式拉力报警装置。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种数字式拉力报警装置，其特征是具有：传感器：其根据建筑机械电缆末端拉力获取电信号；放大电路：其将所述电信号放大后送给控制单元；控制单元：其对所述放大电路的输出电压进行检测，在所述输出电压从匀速升高的状态转变为急剧升高的状态并且升高的速度超出限定值时输出报警控制信号，以所述转变发生瞬间记录的所述输出电压的具体值为参考值，其再次检测到所述输出电压持续低于或等于所述参考值时输出解除报警的控制信号；执行单元：其根据所述控制单元输出的控制信号而动作，对建筑机械内的电路进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及建筑领域，具体地说，涉及一种防止建筑机械的电缆被拉断的数字式拉力报警装置。
背景技术
施工升降机，高处作业吊篮等建筑机械的电缆经常会被拉断，现有防止电缆被拉断的拉力报警装置是一种由弹簧和动作部件构成的机械式装置(专利申请号为201020003228.3)，该装置存在以下技术问题和不足之处：
1、该装置结构复杂，许多部件需要模具生产，生产及组装成本较高。
2、该装置利用螺纹结构调整弹簧弹力设定部分参数，设定值误差较大因而控制精确度很低，而且调试过程非常复杂。
3、该装置调试完成后承重弹簧始终处于压缩状态，长期使用面临由于机械疲劳导致弹簧弹力持续下降的问题，并且该装置发生机械动作的过程比较复杂，各个动作部件有多处会产生摩擦，润滑不够容易出现运转不到位或卡死等机械故障，所以该装置需要定期重新调试和保养维护，使用不便。
4、安装该装置后，在建筑机械因电缆挂住而被迫停车的瞬间，突然停止运动的工作平台在自身重力和其它各种力的作用下会剧烈颤动(尤其是电动吊篮的工作平台动作幅度很大)，导致电缆末端所受拉力会产生骤然减小的瞬间，继而导致该装置瞬间复位，由于操作人员手指在停车瞬间无法随即松开上行控制按钮，所以建筑机械容易再次启动发生危险。该装置中阻力弹簧的弹力无法准确设定并且调整范围很小，它能够解决因为建筑机械停车后工作平台轻微晃动导致的自身频繁报警复位问题，而无法彻底解决建筑机械在停车瞬间由于电缆末端所受拉力骤然减小导致的再次启动问题。
发明内容
针对现有机械式拉力报警装置存在的技术问题和不足，本发明提供了一种结构简单，便于生产组装及调试，控制精确度更高，性能更加稳定的数字式拉力报警装置。数字式拉力报警装置能够解决建筑机械由于安装机械式拉力报警装置导致的停车瞬间再次启动问题。
为实现上述目的，本发明采用的以下技术方案：
一种数字式拉力报警装置，其特征是具有：
传感器：其根据建筑机械电缆末端拉力获取电信号；
放大电路：其将所述电信号放大后送给控制单元；
控制单元：其对所述放大电路的输出电压进行检测，在所述输出电压从匀速升高的状态转变为急剧升高的状态并且升高的速度超出限定值时输出报警控制信号，以所述转变发生瞬间记录的所述输出电压的具体值为参考值，其再次检测到所述输出电压持续低于或等于所述参考值时输出解除报警的控制信号；
执行单元：其根据所述控制单元输出的控制信号而动作，对建筑机械内的电路进行控制。
所述放大电路输入端设置调零电路。
所述控制单元包括模数转换电路和单片机电路，所述模数转换电路将所述放大电路的输出电压转换为数字信号后送给所述单片机电路。
所述控制单元设置按键显示电路，通过所述按键显示电路设置并显示数字式拉力报警装置的管理信息。
所述执行单元包括报警电路和继电器。
下面以电动吊篮为例分析本发明中电路的设定方式及工作过程，以下简称吊篮。
设运动部分的吊篮电缆的质量为m，全部吊篮电缆的质量为M，吊篮上行启动时的最大加速度为a，吊篮匀速上行的速度为v，重力加速度为g。
设吊篮电缆所受重力与自身长度的比值为k1。
设定放大电路和传感器工作在线性区间，则放大电路的输出电压u0与传感器所受拉力f(即电缆末端拉力)的比值是一常数，设为k2。
在吊篮匀速上行时，上行的距离s与运动部分的吊篮电缆的长度1是相等的，传感器所受拉力f与运动部分的电缆的重力mg是相等的，则：
s/t＝v，mg/1＝k1，uo/f＝k2，1＝s，f＝mg
将以上各式进行代换，可以得出
uo/t＝k1k2v
因为k1，k2，v都是固定值，则可以得出以下结论：
吊篮匀速上行时，单位时间内uo的变化量是一定的，即uo的变化速度vu是一定的，此时vu＝k1k2v。
吊篮中途启动瞬间，受最大加速度a的影响，vu会有一个增大的瞬间，设其最大增幅为Δvu1，对于同一品牌的建筑机械，Δvu1是确定的一个数值。
在吊篮上行的过程中，如果电缆被下方障碍物挂住，则传感器所受拉力f会急剧增大，uo急剧升高，因而vu急剧增大，在很短的时间内vu的增幅会超过Δvu1，所以通过对uo进行检测，继而检测vu的增幅，可以对吊篮电缆是否被挂住做出判断。
通过以上分析得知：设定一个参考值vB，vB＝Δvu1+k1k2v，在vu＞vB时即输出一组报警控制信号使吊篮停止上行，可以避免电缆被拉断。
吊篮上行因电缆被障碍物挂住而被迫停车时，工作平台会剧烈颤动，导致u0剧烈变化，暂时出现vu＜vB的状态，此时应该锁定上述报警控制信号防止吊篮再次启动。
采取上述措施后，工作平台经过剧烈颤动后逐渐平稳，u0经过烈变化后逐渐稳定，vu变为0，但电缆仍然处于拉紧状态，所以vu＜vB或vu＝0的状态并不能确定电缆下方的障碍已经被排除。
下面分析一下电缆被障碍物挂住时u0的变化情况：在吊篮上行时，电缆被障碍物挂住的瞬间，即是u0从匀速变化到急剧升高的转变瞬间，也是电缆从自然下垂状态到拉紧状态的转变瞬间，设这个转变瞬间u0对应的具体值为u01。
电缆下方的障碍被排除有两种情况：一种情况是工作人员没有操纵吊篮下行而是借助其它外力将障碍排除了，这样就没有改变对传感器施加作用力的电缆的长度，这段电缆所受外力在静止和匀速运动时是相等的，所以此时u0＝u01(风力和工作人员走动产生的力可能会导致工作平台轻微晃动，从而使u0在u01的上下浮动，但此时u0的平均值必然等于或非常接近u01，这种状况可视为u0＝u01)；另一种情况是工作人员操纵吊篮下行后将障碍排除了，则此时u0＜u01。所以只有u0≤u01的状态持续出现，才可以确定电缆下方的障碍被排除了，这时才可以输出解除报警的一组控制信号。
通过以上分析可以得知，在本发明中电路的设定方式为：
第一步，当传感器所受拉力FL＝0时，调试放大电路的调零电路，使放大电路输入端电位差为零。
第二步，吊篮运行时，模数转换电路将放大电路的输出电压转换为数字信号，输入单片机进行计算，得出实际输出电压值u0和u0的变化速度值vu。
第三步，将以下程序写入单片机：vu＞vB时，输出驱动继电器和报警电路的控制信号，进入报警锁定状态，并从u0的检测结果计算得出一个准确的具体值u01。直到u0≤u01的状态持续出现，第一次报警解除，之后的第二次报警动作重复上述过程。其中vB可通过按键进行手动设定。
完成上述设定后，可以得知：吊篮上行时，如果电缆被障碍物挂住，单片机会输出一组报警控制信号，驱动继电器和报警电路，使吊篮停止上行；当电缆下方的障碍物被排除后，单片机会输出一组解除报警的控制信号，使吊篮恢复正常运行。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：
1、数字式拉力报警装置的结构非常简单，利于生产组装，主要部分电路板的生产不需要模具，生产费用很低，更利于降低成本，推广使用。
2、数字式拉力报警装置的传感器可以输出非常精确的电信号，控制单元的控制精确度很高，调试也非常简单易行，这就决定了数字式拉力报警装置的应用范围必然更加广阔。
3、数字式拉力报警装置内部无机械动作(传感器的动作幅度很小可以忽略)，不会产生机械故障，所以无需定期调试和保养维护，加上传感器使用周期比弹簧要长许多，更换也很容易，所以数字式拉力报警装置使用更加方便。
4、数字式拉力报警装置中，控制单元可以将报警参数在限定范围内自由调节和设定，调试非常简便。它在建筑机械停车后不会产生频繁报警复位问题，也能够彻底解决建筑机械在停车瞬间容易再次启动的问题。
5、如果吊篮在运行途中电缆被障碍物挂住，数字式拉力报警装置能够在电缆末端拉力远低于Mg+Ma时完成报警动作，对电缆的保护效果更佳。
附图说明
图1是本发明的功能框图；
图2是本发明放大电路的调零示意图。
图1中所示：
1、控制单元；2执行单元；
图2中所示：
3、调零电位器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，一种数字式拉力报警装置，其特征是具有：
传感器根据建筑机械电缆末端拉力获取电信号，放大电路将所述电信号放大后送给控制单元1，控制单元1对所述放大电路的输出电压进行检测，在所述输出电压从匀速升高的状态转变为急剧升高的状态并且升高的速度超出限定值时输出报警控制信号，以所述转变发生瞬间记录的所述输出电压的具体值为参考值，其再次检测到所述输出电压持续低于或等于所述参考值时输出解除报警的控制信号，执行单元2根据控制单元1输出的控制信号而动作，对建筑机械内的电路进行控制。
控制单元1包括模数转换电路和单片机电路，所述模数转换电路将所述放大电路的输出电压转换为数字信号后送给所述单片机电路。
控制单元1设置按键显示电路，通过所述按键显示电路设置并显示数字式拉力报警装置的管理信息。
执行单元2包括报警电路和继电器。
如图2所示，调试放大电路的调零电位器3，可以使放大电路输入端的电位差变为零。
本技术方案采用的器件：
单片机：AT89C51，AD芯片：ADC0832。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (5)
1.一种数字式拉力报警装置，其特征是具有：
传感器：其根据建筑机械电缆末端拉力获取电信号；
放大电路：其将所述电信号放大后送给控制单元；
控制单元：其对所述放大电路的输出电压进行检测，在所述输出电压从匀速升高的状态转变为急剧升高的状态并且升高的速度超出限定值时输出报警控制信号，以所述转变发生瞬间记录的所述输出电压的具体值为参考值，其再次检测到所述输出电压持续低于或等于所述参考值时输出解除报警的控制信号；
执行单元：其根据所述控制单元输出的控制信号而动作，对建筑机械内的电路进行控制。
2.根据权利要求1所述的数字式拉力报警装置，其特征在于，所述放大电路输入端设置调零电路。
3.根据权利要求1所述的数字式拉力报警装置，其特征在于，所述控制单元包括模数转换电路和单片机电路，所述模数转换电路将所述放大电路的输出电压转换为数字信号后送给所述单片机电路。
4.根据权利要求1所述的数字式拉力报警装置，其特征在于，所述控制单元设置按键显示电路，通过所述按键显示电路设置并显示数字式拉力报警装置的管理信息。
5.根据权利要求1所述的数字式拉力报警装置，其特征在于，所述执行单元包括报警电路和继电器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110460141.8A CN102530673B (zh) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 数字式拉力报警装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110460141.8A CN102530673B (zh) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 数字式拉力报警装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102530673A CN102530673A (zh) | 2012-07-04 |
| CN102530673B true CN102530673B (zh) | 2014-09-03 |
Family
ID=46338925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110460141.8A Expired - Fee Related CN102530673B (zh) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 数字式拉力报警装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102530673B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103420240A (zh) * | 2013-07-26 | 2013-12-04 | 许宾 | 智能式拉力报警装置 |
| CN114354047A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-04-15 | 中国商用飞机有限责任公司 | 一种电磁按键锁紧力检测系统及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201145584Y (zh) * | 2008-01-24 | 2008-11-05 | 伊玛精密电子（苏州）有限公司 | 压力变送器 |
| CN201280926Y (zh) * | 2008-08-29 | 2009-07-29 | 濮阳市东昊机械电子有限公司 | 联合作业车超限保护装置 |
| CN201627354U (zh) * | 2010-01-15 | 2010-11-10 | 许宾 | 拉力报警装置 |
| CN201665482U (zh) * | 2010-03-04 | 2010-12-08 | 大连理工大学 | 塔式起重机防倾覆安全监控装置 |
| CN201694705U (zh) * | 2010-06-30 | 2011-01-05 | 中国建筑科学研究院建筑机械化研究分院 | 施工升降机防超载及称重保护器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03230710A (ja) * | 1990-01-31 | 1991-10-14 | Fujita Corp | 高圧線隣接作業の警報装置 |
-
2011
- 2011-12-26 CN CN201110460141.8A patent/CN102530673B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201145584Y (zh) * | 2008-01-24 | 2008-11-05 | 伊玛精密电子（苏州）有限公司 | 压力变送器 |
| CN201280926Y (zh) * | 2008-08-29 | 2009-07-29 | 濮阳市东昊机械电子有限公司 | 联合作业车超限保护装置 |
| CN201627354U (zh) * | 2010-01-15 | 2010-11-10 | 许宾 | 拉力报警装置 |
| CN201665482U (zh) * | 2010-03-04 | 2010-12-08 | 大连理工大学 | 塔式起重机防倾覆安全监控装置 |
| CN201694705U (zh) * | 2010-06-30 | 2011-01-05 | 中国建筑科学研究院建筑机械化研究分院 | 施工升降机防超载及称重保护器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102530673A (zh) | 2012-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103840432B (zh) | 一种电机堵转检测方法和系统 | |
| CN204462331U (zh) | 真空断路器机械特性在线监测系统 | |
| CN104236840A (zh) | 垂直坠落式冲击测试系统 | |
| CN204165686U (zh) | 一种具有绳长测量装置的三滑轮拉力传感器 | |
| CN102530673B (zh) | 数字式拉力报警装置 | |
| CN103015840B (zh) | 开门机驱动门体遇阻退停检控方法及其系统 | |
| CN105151939A (zh) | 一种电梯抱闸磨耗监测的方法 | |
| CN203624748U (zh) | 电梯轿厢坠落监测装置 | |
| CN202729502U (zh) | 一种电梯制动器检测装置 | |
| CN106976570B (zh) | 一种无人机动力自动化测试系统 | |
| CN104554204A (zh) | 一种新型的拉线式电子驻车系统 | |
| CN204125048U (zh) | 一种汽车起重机伸缩吊臂长度安全保护系统 | |
| CN203991618U (zh) | 基于远程控制的纺织车间除尘系统 | |
| DE102015107552A1 (de) | Zentrale Überwachung einer Luftversorgungsanlage für Schienenfahrzeuge | |
| CN205910003U (zh) | 一种高精度传动检测系统 | |
| CN102583125A (zh) | 电子式拉力报警装置 | |
| CN104527931B (zh) | 一种限速放锚控制系统 | |
| CN204389013U (zh) | 便携式细纱机主轴振动实时监控装置 | |
| CN203422187U (zh) | 一种鼓式制动器的检测装置 | |
| CN2735314Y (zh) | 库容监测系统 | |
| CN203287194U (zh) | 垂直运动部件坠落监测系统 | |
| CN204790485U (zh) | 一种柔性钢索大门电控系统 | |
| CN204332191U (zh) | 一种电机实验教学用磁粉制动器控制系统 | |
| CN203214021U (zh) | 一种变冲程皮带抽油机 | |
| CN102199843B (zh) | 横机撞针检测方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Xu Bin Document name: Notification of Publication of the Application for Invention |
|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Xu Bin Document name: Notification of Patent Invention Entering into Substantive Examination Stage |
|
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 266071 Shandong Province, Qingdao city Shandong Road No. 29 building 2401 room 24 Galaxy Building rain Yan building materials limited company Applicant after: Xu Bin Address before: 266001 Shandong province Qingdao City Taiping Road, No. 29 Oceanwide Elite Hotel Engineering Department Applicant before: Xu Bin |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Xu Bin Document name: Notification to Pay the Fees |
|
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Xu Bin Document name: Notification to Pay the Fees |
|
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Xu Bin Document name: Notification of Termination of Patent Right |
|
| DD01 | Delivery of document by public notice | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140903 Termination date: 20161226 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |