CN102701079A - 基于旋锁称重的集装箱起重机负载监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种基于旋锁称重的集装箱起重机负载监测系统，由测力单元、系统内通讯总线、司机室报警显示单元、系统对外通讯总线和数据存储单元组成。用于测量和监视集装箱起重机吊具的起吊重量，将测力单元的光纤光栅传感器集成在集装箱起重机的旋锁里面，实现从“真正源头”测量负载，克服了传统测量方法响应慢、精度差、可靠性低、易损坏的缺点，真正给起重机装上了敏感、可靠的神经末梢。同时该负载监测系统可以实时监测、显示吊具每个旋锁（吊点）上的载荷，通过安装在司机室的数码显示管实时显示起吊总重量，并将重量数据存储起来。在监测到旋锁载荷异常的情况下，可以迅速声光报警，或者直接锁定吊具驱动电机，阻止非正常起吊，及时预防事故，提高集装箱起重机的安全性。

Description

基于旋锁称重的集装箱起重机负载监测系统

技术领域

本发明属起重机械、港口机械与工程机械设备领域，具体涉及集装箱起重机械。

背景技术

目前集装箱起重机负载监测方法比较简单，例如检测超载的主要方式是采用直接检测钢丝绳上的受力，来判断是否超重。这种监测方法不能检测到四个旋锁上吊重分配是否合理、吊钩是否脱落钢丝绳是否缠绕等情况。传统负载监控响应慢、精度差、可靠性低、易损坏，存在以下几个主要问题：

（1）测量的是吊具上的合力，无法判断吊重在四个旋锁上分配是否均匀，同时也无法判断吊钩在集装箱吊装过程中是否脱钩，对钢丝绳的缠绕方式敏感；

（2）由于钢丝绳的弹性，传感器检测的速度不快，并不能实现实时监测；

（3）检测出异常信息不能够进行及时的报警；

由于集装箱起重机传统负载监测方法存在上述缺陷，构建一个基于旋锁称重重的集装箱起重机负载监测系统，这样就能非常有效的解决了传统监测系统的缺陷。该监测系统有以下优点：

（1）可以单独判断每个旋锁上的受力，从而判断出吊具的受力情况及及时检测出是否脱钩，且这对钢丝绳的缠绕方法不敏感；

（2）由于直接布置在前端，可以方便快速的测量受力，以及采用总线传输，可以保证报警传感器响应速度，实现实时监测；

（3）在监测到旋锁载荷异常的情况下，可以迅速声光报警或者直接锁定吊具驱动电机，阻止非正常起吊，及时预防事故。

发明内容

本发明的目的在于设计一种实时性好、可靠性强的基于旋锁称重的集装箱起重机负载监测系统，能保证在复杂的电磁环境和恶劣的气候环境下实时监测集装箱起重机的起吊过程，确保旋锁可靠工作。监测到异常情况时，及时报警或者采取措施阻止非正常起吊，及时预防事故，提高集装箱起重机的安全性。

本发明提出的基于旋锁称重的集装箱起重机负载监测系统，由测力单元1、系统内通讯总线2、司机室内报警显示单元3、系统对外通讯总线4和数据存储单元5组成。测力单元1的输出端分别通过系统内通讯总线2连接司机室报警显示单元3和数据存储单元5，司机室报警显示单元3通过系统对外通讯总线4与外部信息进行双向连接，数据存储单元5连接司机室报警显示单元3；测力单元1由旋锁6、光纤光栅传感器7、解调仪8和载荷处理器9组成，光纤光栅传感器7固定于旋锁6尾部的开槽部位，光纤光栅传感器7的输出端连接解调仪8的输入端，解调仪8的输出端连接载荷处理器9的输入端；，光纤光栅传感器7安装于集装箱起重机的旋锁6上，司机室内报警显示单元3安装于起重机司机室内，两者的信息交流通过系统内通讯总线2来实现；数据存储单元5实现重量数据的存储，系统对外通讯总线4实现系统与外部信息的交换。

本发明中，所述司机室报警显示单元3采用声光报警系统。

本发明中，所述测力单元1集成在吊具旋锁上，采用光纤光栅传感器实时监测吊具旋锁上的受力情况，由光纤光栅传感器、解调仪和荷载处理系统组成。分布式的测力单元具有响应速度快、精度高、可靠性强等优点。

本发明中，所述司机室报警显示单元3采用声光报警系统，包括报警闪烁灯、报警蜂鸣器和数码显示管（或显示屏），显示单元可以显示起吊重量。

本发明中，采用系统内通讯总线2以及系统对外通讯总线4实现系统内部信息传递以及与系统对外信息交换，具有较高的分布性、互动性和环境适应性。

本发明中，所述数据存储单元5用于存储测力单元的重量数据，需要时可以随时读取里面的信息，如同起重机的“黑匣子”和“服务器”。可以采用计算机数据存储服务器或者数据存储硬盘作为数据存储单元。

性能特点  本发明是一种基于旋锁称重的集装箱起重机负载监测系统，用于测量和监视集装箱起重机吊具的起吊重量。

该系统集成了测力单元、通讯总线、司机室报警显示单元、数据存储单元，共同构成了集装箱起重机监测系统。将测力单元集成在集装箱起重机的吊具旋锁里面，实现从“真正源头”测量负载，克服了传统测量方法响应慢、精度差、可靠性低、易损坏的缺点，真正给起重机装上了敏感、可靠的神经末梢。    

该负载监测系统可以实时监测、显示吊具每个旋锁（吊点）上的载荷，通过安装在司机室的数码显示管实时显示起吊总重量，并将重量数据存储起来。

在监测到旋锁载荷异常的情况下（如：有旋锁出现载荷为零）可以迅速声光报警，或者直接锁定吊具驱动电机，阻止非正常起吊，及时预防事故，提高集装箱起重机的安全性。

附图说明

图1是本发明的系统示意图。

图2是本发明测力单元1结构示意图。

图中标号：1为测力单元；2为系统内通讯总线；3为司机室报警显示单元；4为系统对外通讯总线；5为数据存储单元；6为旋锁；7为光纤光栅传感器；8为解调仪；9为载荷处理器。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。

实施例1：

如图1所示，本系统由集成在吊具旋锁内的测力单元1、系统内通讯总线2、司机室报警显示单元3、系统对外通讯总线4、数据存储单元5组成。如图2所示测力单元2，所述测力单元2由旋锁6、光纤光栅传感器7、解调仪8和载荷处理器9组成，光纤光栅传感器7一端固定于旋锁6底部轴线处，光纤光栅传感器7的输出端伸出旋锁6上端部，光纤光栅传感器7的输出端通过导线连接解调仪8的输入端，解调仪8的输出端将解调后的信号输出给载荷处理器9，载荷处理器9将解调仪8的数字信号处理为旋锁6上的载荷结果输出。对应于四个旋锁的四个测力单元1实时检测旋锁的载荷信息，并通过系统内通讯总线2将该信号传递到司机室报警显示系统3，安装在司机室的数码显示管实时显示起吊重量，并通过数据存储单元5将重量数据存储起来。在监测到旋锁载荷异常的情况下可以迅速声光报警，或者直接锁定吊具驱动电机，阻止非正常起吊。此外，该系统还可以通过系统对外通讯总线4，实现系统与外部信息的交换。

集成在集装箱起重机吊具旋锁内部的测力单元1实时监测每个吊点上的载荷， 并将各吊点载荷以及总起吊重量的信息通过系统内通讯总线2及时传输到司机室的司机室报警显示单元3，司机可以直观的了解吊具起吊情况；同时，载荷及重量信息也通过内部通讯总线2记录到数据存储单元5；当系统监测到非正常起吊时，安装在司机室内的司机室报警显示单元3将发出声光报警，提醒司机停止操作，报警信息通过系统内通讯总线2传输；系统对外通讯总线4可以实现系统与外部信息的交换，比如存储单元中的数据读取、系统监测等。

Claims (2)

1.一种基于旋锁称重的集装箱起重机负载监测系统，由测力单元(1)、系统内通讯总线(2)、司机室内报警显示单元(3)、系统对外通讯总线(4)和数据存储单元(5)组成，其特征在于：测力单元(1)的输出端分别通过系统内通讯总线(2)连接司机室报警显示单元(3)和数据存储单元(5)，司机室报警显示单元(3)通过系统对外通讯总线(4)与外部信息进行双向连接，数据存储单元(5)连接司机室报警显示单元(3)；测力单元(1)由旋锁(6)、光纤光栅传感器(7)、解调仪(8)和载荷处理器(9)组成，光纤光栅传感器(7)固定于旋锁(6)尾部的开槽部位，光纤光栅传感器(7)的输出端连接解调仪(8)的输入端，解调仪(8)的输出端连接载荷处理器(9)的输入端；，光纤光栅传感器(7)安装于集装箱起重机的旋锁(6)上，司机室内报警显示单元(3)安装于起重机司机室内，两者的信息交流通过系统内通讯总线(2)来实现；数据存储单元(5)实现重量数据的存储，系统对外通讯总线(4)实现系统与外部信息的交换。

2.根据权利要求1所述的基于旋锁称重的集装箱起重机负载监测系统，其特征在于所述司机室报警显示单元(3)采用声光报警系统。

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