CN103318793B - 绞车综合监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及绞车综合监测装置，所要解决的技术问题是，提供一种结构简单，成本低廉的绞车综合监测装置，能够通过实时监测牵引绞车的钢丝绳的运行距离、运行速度、牵引力大小对绞车的运行状况进行实时监测；采用的技术方案为：绞车综合监测装置，包括外壳、计数装置、测力轮、测力杆、传感器、牵引力运算单片机、长度运算单片机、速度运算单片机，钢丝绳的运动带动计数装置的计数轮转动，产生计数信号分别输送到长度运算单片机和速度运算单片机进行运算得到钢丝绳的运行距离、运行速度；牵引力作用在钢丝绳上并通过测力轮、测力杆传递给传感器，传感器将信号输送到牵引力运算单片机运算得到牵引力大小。
Description
技术领域
本发明属矿用设备技术领域，具体涉及绞车综合监测装置。
背景技术
在斜井矿中，绞车一般用于牵引轨道小车运送矿物。绞车的运行一般靠井下和井上的指挥人员发出指令，绞车司机控制绞车运行。指挥人员和绞车司机联系一般用信号器或对讲机。绞车司机对绞车的运行状态有较大的盲动性，轨道车是否要到达指定位置、绞车牵引是否过载、绞车的运行速度是多少等等，只能靠估计或听井下、井口指挥人员指挥。当信号器故障或指挥人员指令稍有失误时，绞车的运行就会出现事故，特别是绞车牵引负载过大，绞车司机也不会及时发现，极易造成绞车损坏或牵引钢丝绳断裂等重大事故。
目前，在其他行业领域关于牵引力、速度和缆绳长度等的监测和控制方法各有千秋，采用的设备也各擅胜场，有单独监测其中一项的，也有多项综合监测的，但却没有能够适用于矿用绞车的牵引力、速度和钢丝绳长度三者综合监测的装置。如公告号为CN101723273B的发明公开的一种铺管绞车钢丝绳测量方法及测量装置，可以实现长度、速度和拉力的综合测量，但是其构造不适用于矿用绞车的监测，而且该发明对长度和速度的测量分别采用了两种感应器，成本较高。
发明内容
本发明克服现有技术的不足，所要解决的技术问题是，提供一种结构简单，成本低廉的绞车综合监测装置，能够通过实时监测牵引绞车的钢丝绳的运行距离、运行速度、牵引力大小对绞车的运行状况进行实时监测。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：绞车综合监测装置，包括外壳、计数装置、辅助轮、测力轮、测力杆、传感器、传感器外壳、牵引力运算单片机、长度运算单片机、速度运算单片机和显示器，所述计数装置和辅助轮安装在外壳内部且计数装置中的计数轮与辅助轮的轴线平行，钢丝绳贯穿外壳，且钢丝绳与计数轮和辅助轮的顶部接触，所述的测力轮位于计数轮和辅助轮之间、其底部与钢丝绳接触且向下压迫钢丝绳，所述传感器外壳固定在外壳的顶部且内部固定安装有传感器，所述测力杆的一端与测力轮铰接，测力杆的另一端与传感器连接，所述传感器的输出端与牵引力运算单片机的输入端连接；所述长度运算单片机和速度运算单片机安装在外壳内部，所述计数装置的输出端分成两路分别与长度运算单片机和速度运算单片机的输入端连接，所述长度运算单片机、速度运算单片机、牵引力运算单片机的输出端分别连接显示器的对应输入端。
所述计数装置为对射式光电开关式或磁力接近开关式。
所述长度运算单片机、速度运算单片机和牵引力运算单片机均为为ATmega16单片机。
所述显示器为3组4位数码显示器，每位数码管为8段共阳极数码管。
所述传感器为直线位移传感器或压力传感器。
所述直线位移传感器的伸缩头定在限位板上，所述限位板位于传感器外壳内且固定在测力杆上，所述测力杆上套有弹簧，所述弹簧的一端固定在传感器外壳的顶部，弹簧的另一端固定在限位板上。
所述压力传感器固定在传感器外壳的顶部，所述测力杆位于传感器外壳内的一端顶在压力传感器的测力端。
本发明和现有技术相比具有的有益效果为：本发明以简单的结构、低廉的成本实现了对绞车运行距离、运行速度和牵引力的实时监测，从而可以控制绞车准确的调整运行状态或自动停车，而且操作简单，极大的避免了人工指挥绞车运行的盲目性，大大降低了绞车运行的事故风险，有效的保证了员工的人身安全和企业的财产安全，同时减少了员工的工作量，提高了工作质量和效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为本发明实施例2的结构示意图。
图3为对射式光电开关式计数装置的结构示意图。
图4为磁力接近开关式计数装置的结构示意图。
图5为本发明信号传递部分的结构示意图。
图中：1为外壳，2为传感器外壳，3为计数装置，4为计数轮，5为测力轮，6为测力杆，7为辅助轮，8为钢丝绳，9为光电耦合发射器，10为光电耦合接收器，11为磁铁，12为磁力接近感应器，13为直线位移传感器，14为限位板，15为弹簧，16为压力传感器，17为长度运算单片机，18为速度运算单片机，19为显示器。
具体实施方式
实施例1
如图1、图5所示，绞车综合监测装置，包括外壳1、传感器外壳2、计数装置3、测力轮5、测力杆6、辅助轮7、直线位移传感器13、牵引力运算单片机、长度运算单片机17、速度运算单片机18和显示器19，所述计数装置3和辅助轮7安装在外壳内部且计数装置3中的计数轮4与辅助轮7的轴线平行，钢丝绳8贯穿外壳，且钢丝绳8与计数轮4和辅助轮7的顶部接触，所述的测力轮5位于计数轮4和辅助轮7之间、其底部与钢丝绳8接触且向下压迫钢丝绳8，所述传感器外壳2固定在外壳1的顶部且内部固定安装有直线位移传感器13，所述测力杆6的一端与测力轮5铰接，测力杆6的另一端伸出外壳1的外部并贯穿传感器外壳2，所述直线位移传感器13的伸缩头定在限位板14上，所述限位板14位于传感器外壳2内且固定在测力杆6上，所述测力杆6上套有弹簧15，所述弹簧15的一端固定在传感器外壳2的顶部，弹簧15的另一端固定在限位板14上；所述直线位移传感器13的输出端与牵引力运算单片机的输入端连接；所述长度运算单片机17和速度运算单片机18安装在外壳1内部，所述计数装置3的输出端分别与长度运算单片机17和速度运算单片机18的输入端连接，所述长度运算单片机17、速度运算单片机18、牵引力运算单片机的输出端分别连接显示器19的对应输入端。
所述计数装置3为对射式光电开关式或磁力接近开关式。
述长度运算单片机17、速度运算单片机18和牵引力运算单片机均为为ATmega16单片机。
所述显示器19为3组4位数码显示器，每位数码管为8段共阳极数码管。
在使用时，钢丝绳8在牵引力的作用下移动，带动计数轮4转动，并对测力轮5施加一个向上的力；
当计数装置3为对射式光电开关式时，如图3所示，随着计数轮4转动，光电耦合发射器9发射的信号周期性的通过计数轮4上呈环形阵列的圆孔，光电耦合接收器10接收到脉冲信号并通过光电信号线将所接收的脉冲信号传输到长度运算单片机17的模拟信号采集卡，经过长度运算单片机17的运算处理，输出钢丝绳8运行距离显示信号，进入显示器19，显示钢丝绳运行的距离；
同样的，当计数装置3为磁力接近开关式时，如图4所示，随着计数轮4转动，磁力接近感应器12将由于磁铁11周期性的接近而产生的信号通过光电信号线传输到长度运算单片机17的模拟信号采集卡，经过长度运算单片机17的运算处理，输出钢丝绳8运行距离显示信号，进入显示器19，显示钢丝绳8运行的距离；
同时，测力轮5带动测力杆6即带动限位板14产生向上的位移，这个位移被直线位移传感器13监测到，并转换成位移电信号输送到牵引力运算单片机，牵引力运算单片机对位移电信号进行运算得到相应的牵引力大小，并将牵引力大小显示信号输送到显示器19，显示牵引力的大小。
实施例2
如图2、图5所示，绞车综合监测装置，包括外壳1、传感器外壳2、计数装置3、测力轮5、测力杆6、辅助轮7、直线位移传感器13、牵引力运算单片机、长度运算单片机17、速度运算单片机18和显示器19，所述计数装置3和辅助轮7安装在外壳内部且计数装置3中的计数轮4与辅助轮7的轴线平行，钢丝绳8贯穿外壳，且钢丝绳8与计数轮4和辅助轮7的顶部接触，所述的测力轮5位于计数轮4和辅助轮7之间、其底部与钢丝绳8接触且向下压迫钢丝绳8，所述传感器外壳2固定在外壳1的顶部且内部固定安装有压力传感器16，所述测力杆6的一端与测力轮5铰接，测力杆6的另一端伸出外壳1的外部位于传感器外壳2的内部并顶在压力传感器16的测力端，所述压力传感器16固定在传感器外壳2的顶部且其输出端与牵引力运算单片机的输入端连接；所述长度运算单片机17和速度运算单片机18安装在外壳1内部，所述计数装置3的输出端分别与长度运算单片机17和速度运算单片机18的输入端连接，所述长度运算单片机17、速度运算单片机18、牵引力运算单片机的输出端分别连接显示器19的对应输入端。
所述计数装置3为对射式光电开关式或磁力接近开关式。
所述长度运算单片机17、速度运算单片机18和牵引力运算单片机均为为ATmega16单片机。
所述显示器19为3组4位数码显示器，每位数码管为8段共阳极数码管。
在使用时，钢丝绳8在牵引力的作用下移动，带动计数轮4转动，并对测力轮5施加一个向上的力；
当计数装置3为对射式光电开关式时，如图3所示，随着计数轮4转动，光电耦合发射器9发射的信号周期性的通过计数轮4上呈环形阵列的圆孔，光电耦合接收器10接收到脉冲信号并通过光电信号线将所接收的脉冲信号传输到长度运算单片机17的模拟信号采集卡，经过长度运算单片机17的运算处理，输出钢丝绳8运行距离显示信号，进入显示器19，显示钢丝绳运行的距离；
同样的，当计数装置3为磁力接近开关式时，如图4所示，随着计数轮4转动，磁力接近感应器12将由于磁铁11周期性的接近而产生的信号通过光电信号线传输到长度运算单片机17的模拟信号采集卡，经过长度运算单片机17的运算处理，输出钢丝绳8运行距离显示信号，进入显示器19，显示钢丝绳8运行的距离；
同时，钢丝绳7在牵引力的作用下施加给测力轮5的一个向上的力，并通过力的传递作用将该向上的力依次经过测力轮5、测力杆4传递到压力传感器3的测力端，产生压力信号，压力传感器3将该压力信号转换成压力电信号输送到牵引力运算单片机，牵引力运算单片机对压力电信号进行运算得到相应的牵引力大小，并将牵引力大小显示信号输送到显示器19，显示牵引力的大小。
上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.绞车综合监测装置，其特征在于：包括外壳、计数装置、辅助轮、测力轮、测力杆、传感器、传感器外壳、牵引力运算单片机、长度运算单片机、速度运算单片机和显示器，所述计数装置和辅助轮安装在外壳内部且计数装置中的计数轮与辅助轮的轴线平行，钢丝绳贯穿外壳，且钢丝绳与计数轮和辅助轮的顶部接触，所述的测力轮位于计数轮和辅助轮之间、其底部与钢丝绳接触且向下压迫钢丝绳，所述传感器外壳固定在外壳的顶部且内部固定安装有传感器，所述测力杆的一端与测力轮铰接，测力杆的另一端与传感器连接，所述传感器的输出端与牵引力运算单片机的输入端连接；所述长度运算单片机和速度运算单片机安装在外壳内部，所述计数装置的输出端分成两路分别与长度运算单片机和速度运算单片机的输入端连接，所述长度运算单片机、速度运算单片机、牵引力运算单片机的输出端分别连接显示器的对应输入端。
2.根据权利要求1所述的绞车综合监测装置，其特征在于：所述计数装置为对射式光电开关式或磁力接近开关式。
3.根据权利要求1所述的绞车综合监测装置，其特征在于：所述长度运算单片机、速度运算单片机和牵引力运算单片机均为为ATmega16单片机。
4.根据权利要求1所述的绞车综合监测装置，其特征在于：所述显示器为3组4位数码显示器，每位数码管为8段共阳极数码管。
5.根据权利要求1所述的绞车综合监测装置，其特征在于：所述传感器为直线位移传感器或压力传感器。
6.根据权利要求5所述的绞车综合监测装置，其特征在于：所述直线位移传感器的伸缩头定在限位板上，所述限位板位于传感器外壳内且固定在测力杆上，所述测力杆上套有弹簧，所述弹簧的一端固定在传感器外壳的顶部，弹簧的另一端固定在限位板上。
7.根据权利要求5所述的绞车综合监测装置，其特征在于：所述压力传感器固定在传感器外壳的顶部，所述测力杆位于传感器外壳内的一端顶在压力传感器的测力端。
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