CN102642785B - 用于起重机的电子高度限位器 - Google Patents
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Abstract
用于起重机的电子高度限位器，包括能够连续不断地发射调制信号的光电开关，对准光电开关的反光板，和与光电开关连接的主机；光电开关与反光板之间的实际距离达到检测距离时、反光板将来自光电开关发射的调制信号发射回光电开关，光电开关接受到反射信号后向主机输出连续规律的解调信号，主机收到解调信号控制继电器停止提升吊钩；光电开关和主机安装于臂杆上，反光板固定在吊钩上；该检测距离决定起重机的上限高度。本发明具有能够避免因撞击导致开关失灵影响行程限位器正常工作的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于起重机的电子高度限位器。
技术背景
目前，起重机公知的高度限位器是由行程限位器和重锤用铁丝连接组成。行程限位器装在臂杆顶部，而重锤则沿钢丝绳而下，当吊钩起升到一定高度撞击到重锤，重锤撞击后导致行程开关输出一个开关量信号给起重机电气控制中心，从而达到限制吊钩起升的作用。但是，一是由于行程限位器里面是机械开关，经过多次撞击会发生形变会造成机械开关失灵。二是重锤是通过铁丝沿起升钢丝绳走的，由于钢丝绳的旋转很容易和连接重锤的铁丝缠绕在一起，从而造成行程限位器不能正常工作。
发明内容
为克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种能够避免因撞击导致开关失灵影响行程限位器正常工作的用于起重机的电子高度限位器。
用于起重机的电子高度限位器，包括能够连续不断地发射调制信号的光电开关，对准光电开关的反光板，和与光电开关连接的主机；光电开关与反光板之间的实际距离达到检测距离时、反光板将来自光电开关发射的调制信号发射回光电开关，光电开关接受到反射信号后向主机输出连续规律的解调信号，主机收到解调信号控制继电器停止提升吊钩；
光电开关和主机安装于臂杆上，反光板固定在吊钩上；该检测距离决定起重机的上限高度；
光电开关设置有能够改变检测距离的数字电位器，主机调节数字电位器的实际电阻值，数字电位器的实际电阻值与检测距离的对应关系为：Lx = L0 +（Rx — Rm）（Lm —L0）/（R0 —Rm ）；L0 为检测距离下限即最近距离，Lm为检测距离上限即最远距离，Lx 为实时检测距离，Rx为数字电位器调整实时阻值，R0为数字电位器最小阻值，Rm为数字电位器最大阻值，其中L0、Lm 、R0 和Rm对于某一固定的被测参数来说它们是常数。
进一步，光电开关和主机固定在安装板上，安装板顶部与万向节一端固定，万向节的另一端与臂杆焊接固定；
光电开关的发射口和接收口对准反光板。光电开关采用BS-20DN型号的光电开关，这种型号的光电开关具有EMI滤波涉及，能够有效消除变频器等干扰源产生的谐波干扰。光电开关为红外光调制发射、解调接受，能够有效防止杂散光干扰，能够在强阳光及强日光灯下正常可靠地工作。
进一步，反光板固定安装在方形的固定板上，固定板固定于吊钩顶部，固定板的四角和中心分别固定一块反光板。固定板为铁板，固定板焊接固定于吊钩上。吊钩钢丝绳采用黑色钢丝绳，反光板采用TD-02型白色镜面反光板，是反馈反射型光电用反射板，这种型号的发光板实惠且容易购买。
进一步，主机包括采集光电开关的输出信号的信号采集电路，判断信号采集电路获取的信号是否规律连续信号并过滤脉冲式的错误信号的CPU处理电路，当信号采集电路获取的信号是规律连续信号时控制继电器停止吊钩上升的控制输出电路，和给信号采集电路、CPU处理电路及控制输出电路提供电源的电源电路；
主机内置于能够防止电场和磁场干扰的金属屏蔽壳中。
进一步，所述的信号采集电路由与光电开关的输出端连接的RC电路、传输光耦、和与传输光耦的阳极端连接以保护该传输光耦的上拉电阻组成。
进一步，控制输出电路通过第二光耦与继电器连接，继电器绕组两端分别反向连接二极管以避免继电器动作时造成反向干扰。使用第二光耦能够防止继电器对CPU处理电路造成干扰。
本发明的技术构思是：将吊钩与臂杆之间的最短距离设置为光电开关的检测距离，当吊钩到达上限高度时即反光板与光电开关之间的距离达到检测距离，此时，光电开关能够接受到反光板返回的解调信号，并将该连续规律的解调信号输送到主机中，主机控制继电器切断吊钩的上升回路，使吊钩停止上升，达到限位的目的。
本发明具有能够避免因撞击导致开关失灵影响行程限位器正常工作的优点。
附图说明
图1是本发明的原理框图。
图2是本发明的安装示意图。
图3是反光板的安装示意图。
图4是信号采集电路图。
图5是控制输出电路图。
图6是光电开关和主机固定在安装板的示意图。
图7是DS3501高电压数字电位器芯片电路。
具体实施方式
参照附图，进一步说明本发明：
用于起重机的电子高度限位器，包括能够连续不断地发射调制信号的光电开关2，对准光电开关的反光板3，和与光电开关2连接的主机1；光电开关2与反光板3之间的实际距离达到检测距离时、反光板3将来自光电开关2发射的调制信号发射回光电开关2，光电开关2接受到反射信号后向主机1输出连续规律的解调信号，主机1收到解调信号控制继电器停止提升吊钩4；
光电开关2和主机1安装于臂杆5上，反光板3固定在吊钩4上；该检测距离决定起重机的上限高度。
光电开关2和主机1固定在安装板6上，安装板6顶部与万向节8一端固定，万向节8的另一端与臂杆5焊接固定；
光电开关2的发射口和接收口对准反光板3。光电开关2采用BS-20DN型号的光电开关，这种型号的光电开关具有EMI滤波涉及，能够有效消除变频器等干扰源产生的谐波干扰。光电开关2为红外光调制发射、解调接受，能够有效防止杂散光干扰，能够在强阳光及强日光灯下正常可靠地工作。光电开关的检测距离通常为20米，可发散角度小于5度。光电开关是通过调节激励电流从而调整发射电流的强弱，激励电流是通过调整电位器的大小改变，由于原光电开关距离调试是通过镶嵌在光电开关壳体中的模拟电位器调整进行的，并且此电位器的出现有可能会造成沁水的现象，并且电位器长时间裸露在空气中容易变形失灵，还有光电开关固定铁板上后调试极为不便。现把原光电开关内电位器改为数字电位器，把电位器控制端和电子高度限位器主机连接，主机进行软件计算，通过按键可以准确调整距离的远近。数字电位器选用DS3501高电压，128抽头数字电位器。数字电位器芯片电路如图(7)所示。电位器阻值的大小决定发射电流的大小，发射电流的大小又决定光电开关的发射距离。阻值越大电流越小，电流越小距离就越小，所以阻值越大光电开关发射距离越小。这样我们根据标度变换公式Lx = L0 +（Rx — Rm）（Lm —L0）/（R0 —Rm ）计算距离长度。L0 为检测距离下限即最近距离，Lm为检测距离上限即最远距离，Lx 为实时检测距离，Rx为数字电位器调整实时阻值，R0为数字电位器最小阻值，Rm为数字电位器最大阻值，其中L0、Lm 、R0 和Rm对于某一固定的被测参数来说它们是常数。所以调整数字电位器Rx就可以算出此刻的距离Lx。
反光板3固定安装在方形的固定板7上，固定板7固定于吊钩4顶部，固定板7的四角和中心分别固定一块反光板3。这样可以保证光电开关2从5个方向接受发光板3反射的信号，又能尽可能地节约反光板的开支，节约成本。
固定板7为铁板，固定板7焊接固定于吊钩4上。吊钩钢丝绳采用黑色钢丝绳，反光板3采用TD-02型白色镜面反光板，是反馈反射型光电用反射板，这种型号的发光板实惠且容易购买。光电开关2只能识别白色反光板反射胡来的信号，并且5个反光板安装在固定板上，能够保证吊钩在高度极限位置时，漫反射型号能够可靠地反射回光电开关中，5个方向的反光板只要有一个方向能将信号反射回光电开关，就能使的保护有效。
主机1包括采集光电开关的输出信号的信号采集电路，判断信号采集电路获取的信号是否规律连续信号并过滤脉冲式的错误信号的CPU处理电路，当信号采集电路获取的信号是规律连续信号时控制继电器停止吊钩上升的控制输出电路，和给信号采集电路、CPU处理电路及控制输出电路提供电源的电源电路；
主机1内置于能够防止电场和磁场干扰的金属屏蔽壳中。
CPU处理电路采用STC 89C516RD+,CPU处理电路中包含有能够辨识规律连续信号和脉冲信号的辨识单元，当偶尔有外来物靠近光电开关时，反射给光电开关的为脉冲信号，该辨识单元能过滤该脉冲信号，保证控制的准确性。
所述的信号采集电路由与光电开关2的输出端连接的RC电路、传输光耦TLR521-1、和与传输光耦TLR521-1的阳极端连接以保护该传输光耦TLR521-1的上拉电阻RB3组成。
控制输出电路通过第二光耦TIL113与继电器连接，继电器绕组两端分别反向连接二极管D3以避免继电器动作时造成反向干扰。使用第二光耦TIL113能够防止继电器对CPU处理电路造成干扰。
本发明的技术构思是：将吊钩4与臂杆5之间的最短距离设置为光电开关2的检测距离，当吊钩4到达上限高度时即反光板3与光电开关2之间的距离达到检测距离，此时，光电开关2能够接受到反光板3返回的解调信号，并将该连续规律的解调信号输送到主机1中，主机1控制继电器切断吊钩4的上升回路，使吊钩4停止上升，达到限位的目的。
本发明具有能够避免因撞击导致开关失灵影响行程限位器正常工作的优点。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (6)
1.用于起重机的电子高度限位器，其特征在于：包括能够连续不断地发射调制信号的光电开关，对准光电开关的反光板，和与光电开关连接的主机；光电开关与反光板之间的实际距离达到检测距离时、反光板将来自光电开关发射的调制信号发射回光电开关，光电开关接受到反射信号后向主机输出连续规律的解调信号，主机收到解调信号控制继电器停止提升吊钩；
光电开关和主机安装于臂杆上，反光板固定在吊钩上；该检测距离决定起重机的上限高度；
光电开关设置有能够改变检测距离的数字电位器，主机调节数字电位器的实际电阻值，数字电位器的实际电阻值与检测距离的对应关系为：Lx = L0 +（Rx — Rm）（Lm —L0）/（R0 —Rm ）；L0 为检测距离下限即最近距离，Lm为检测距离上限即最远距离，Lx 为实时检测距离，Rx为数字电位器调整实时阻值，R0为数字电位器最小阻值，Rm为数字电位器最大阻值，其中L0、Lm 、R0 和Rm对于某一固定的被测参数来说它们是常数。
2.如权利要求1所述的用于起重机的电子高度限位器，其特征在于：光电开关和主机固定在安装板上，安装板顶部与万向节一端固定，万向节的另一端与臂杆焊接固定；
光电开关的发射口和接收口对准反光板。
3.如权利要求2所述的用于起重机的电子高度限位器，其特征在于：反光板固定安装在方形的固定板上，固定板固定于吊钩顶部，固定板的四角和中心分别固定一块反光板。
4.如权利要求1-3之一所述的用于起重机的电子高度限位器，其特征在于：主机包括采集光电开关的输出信号的信号采集电路，判断信号采集电路获取的信号是否规律连续信号并过滤脉冲式的错误信号的CPU处理电路，当信号采集电路获取的信号是规律连续信号时控制继电器停止吊钩上升的控制输出电路，和给信号采集电路、CPU处理电路及控制输出电路提供电源的电源电路；
主机内置于能够防止电场和磁场干扰的金属屏蔽壳中。
5.如权利要求4所述的用于起重机的电子高度限位器，其特征在于：所述的信号采集电路由与光电开关的输出端连接的RC电路、传输光耦、和与传输光耦的阳极端连接以保护该传输光耦的上拉电阻组成。
6.如权利要求5所述的用于起重机的电子高度限位器，其特征在于：控制输出电路通过第二光耦与继电器连接，继电器绕组两端分别反向连接二极管以避免继电器动作时造成反向干扰。
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