CN104101454A - 测量线缆中机械张力的传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测量线缆中机械张力的传感器，其由平行六面体形的体（1）组成，所述体（1）具有用于伸缩仪的机械设计（4），支撑和固定元件（2,2’）从所述机械设计（4）的一个或两个表面突出，且所述支撑和固定元件（2,2’）具有周圈缺口。所述支撑元件为设置在相对于所述体的纵轴的圣十图形的节点上的三个刚性枢轴，其中的一个支撑元件（2’）通过向前和向后移动而收缩，从而允许将所述支撑元件（2’）带回其操作位置。在后表面上具有隔离表面部分（6），所述隔离表面部分（6）允许与扳手（8）配合，使用所述扳手（8）施加杠杆作用。

Description

测量线缆中机械张力的传感器

技术领域

如在本说明书的标题中所表达的，本发明涉及一种测量线缆中机械张力的传感器。更特别地，本发明的目的围绕一种为了测量线缆中的张力而改进的传感器，该传感器允许称重悬挂其上的重物，使操作者在提升悬挂在线缆上的重物时能够限制料面（charge level），这种提升例如可发生在负载块或诸如起卸机的提升设备的情况下，起卸机尤其适用于本装置的实施。

本发明的适用范围限于致力于制造测量装置的工业范畴，更特别地，该测量设备为那些旨在用于测量线缆上的机械张力的测量设备。

背景技术

目前使用的传感器具有因由单位模体（unimodular bodies）构造而产生的问题，该单位模体借助于位移来保持必须进行机械张力的测量或检查的线缆。由于线缆自然地倾向于恢复其自然状态，必须朝向各线缆彼此最接近的点推动该传感器；其中，该自然状态在之前是强制性的，为了使各线缆靠近该传感器。

所以，具有一些可用的传感器是必要的，每当需要接近不同的线缆时，这些传感器将在每个线缆的底部上提供一个位置，因此避免强力操作。

参照本领域的现状，已知几篇文档中透露了在此涉及的那种被设计用于测量线缆中张力的传感器，在这几篇文档中，在理念上最接近本案而被视为最相关的是专利US3653258A、DE19605036A1、US4118978A、GB2063494A。但是，不论是单独或结合考虑，其中没有一个可被认为与如所要求的在此提出的传感器等同。

发明内容

因此，本发明提出的改进的、测量线缆中机械张力的传感器被配置为在其特定的适用范围内具有明显的新颖性，一方面允许将所述传感器构造得具有足够小的尺寸，以使一个传感器可放在每个线缆上，即使这样的线缆彼此紧挨着；且由于所述传感器本身的简易性，不会导致高成本的安装。

本发明还具有允许快速安置的优势，这方便了在相当短的时间内极大数量的传感器的安装，这也相当于降低了潜在的安装成本。

同时，从所述传感器的配置和其对于每个线缆的安装能够推断出，本发明允许操作者比较不同线缆之间的负载差异，这甚至使检测损坏线缆的损失的可能性成为可能，并使基于安全理由自动中断服务成为可能。

所述传感器可具有内置电子元件，这将允许借助于安置在所述传感器本身上的闪烁LED、通过信号通知损坏的线缆的出现，为实现此功能，可对形成总线配置的各传感器进行设置。

为此，本发明提出的测量线缆中机械张力的所述传感器由平行六面体形的体组成，各种地面支撑和线缆支撑结构从所述平行六面体形的体伸出，在所述体内实施内部机械设计，该机械设计限定对机械应力敏感的区域，伸缩仪（extensometric gauges）安装在所述区域中，每当材料块在上述敏感区域上遭受应力时，所述伸缩仪改变自身的电阻，由此允许确定所述材料的形变力。

更特别地，所述传感器的上述体将优选地包括与必须固定住所述传感器的所述线缆的各支撑点相适应的三个杆或枢轴，设置在所述传感器的同一表面上并沿其分布的这样的枢轴，在与相对于所述体的纵轴的圣十图形（tetractys pattern）的各节点对应的位置中，相对于所述枢轴所伸出的表面所限定的平面，正交伸出。此外，每个枢轴占用其自由端附近的开口，张紧的线缆必须穿过所述开口。

作为负载的结果，这样的线缆将经受变化的张力，所述张力作用在所述枢轴上并将所述形变的作用传递给所述传感器的所述体，引发所述伸缩仪生成对应的电信号，读取所述电信号允许操作者评估所述负载的强度。另一方面，为了使之前描述的传感器的固定成为容易、舒适且快速执行的操作，也为了避免使用特殊的工具，这样的固定可借助于广泛普及的工具进行，例如具有适当的尺寸的、可调节或不可调节的扳手，所提出的传感器具有以下额外的特征：

一方面，用于保持所述线缆穿过其各自的开口的三个枢轴中的两个相对于所述传感器的所述体固定，而第三个是非固定的且相对于所述传感器的所述体伸缩；即，所述第三个枢轴可由操作者向前或向后移动，以使将所述传感器贴附于所述线缆时，所述第三个枢轴能够根据需要“消失”，由此便于组装操作；而当所述线缆已位于所述固定的枢轴或凸缘的开口中且所述传感器的所述体已经相对于所述线缆略微旋转以使所述线缆不会阻塞供该移动的枢轴或凸缘穿过的位置时，所述第三个枢轴可再次“出现”。

同时，所述凸缘的所述体在其后表面上出现了表面区域的隔离伸展(isolated stretch)，由已相对于所述体的剩余部分而减少了厚度的凸缘来限定其上边界和下边界，此表面区域的大小和配置允许使用适当种类的传统扳手，在组装期间，操作者在该传统的扳手上执行相应的动作，用于通过杠杆作用将所述传感器的所述体带入正确的位置，从而可朝向第三枢轴或凸缘的操作位置向前推动所述第三枢轴或凸缘。

容易看出两个特征怎样显著简化了操作条件和将所述传感器组装在想要测量其机械张力的所述线缆上所花的时间。

最后，可预想的是增加防护罩，所述防护罩将为所述传感器提供更好的精加工。

附图说明

为了补足本说明并有助于获得对本发明更好的理解，我们在此说明书后放了一组设计图作为其组成部分；且已经通过使用应理解为示意性的而不是限制性的特征示出了以下内容：

图1-相当于显示了测量机械张力的传感器的部分截面的侧立视图，而测量机械张力正是本发明的目的。

图2-描绘了图1中所示的传感器的平面图。

图3-描绘了在前面各图中示出的传感器较小的侧面中的一侧的正视图。

具有标号4a、4b、4c和4d的图-显示了从根据本发明的说明书的传感器的不同位置看到的连续视图。

具有标号5a至5j的图-显示了对应于构成与本发明的传感器在线缆上的组装相关的操作步骤的十个位置的不同描绘。

发明的详细描述

根据上述各附图且根据所采用的标号，我们能够将它们理解为测量线缆中机械张力的传感器的实施方式的一种示例，而测量线缆中的机械张力正是本发明的目的，在下文中将详细指明并描述该传感器的各不同部分和元件。

因此，如能够在图1至3中看到的，所讨论的该传感器由平行六面体形的体（1）组成，该体（1）构建于金属材料中，为了将其贴附于线缆（3），支撑元件（2,2’）从该体（1）突出，该体（1）具有存在于对机械应变敏感的区域中的机械设计（4），伸缩仪（未描绘也未参考）放置在所述区域内，必须指明，每当组成该体（1）的材料块在前述机械设计（4）所在的区域附近遭受机械应力时，伸缩仪改变自身的电阻。凭此，我们能够确定该材料上的变形力。

前述各支撑元件（2,2’）优选地为三个杆或刚性枢轴，尽管明显地可存在更多；各支撑元件（2,2’）穿过该平行六面体形的体（1）的各表面中的一个表面而伸出，尽管为了将该传感器贴附于一对线缆，它们还能穿过这一表面并且穿过相对的表面，甚至这样的刚性枢轴还可扩展至另一个类似的传感器，以能够测量放置在两个传感器之间的任意数量的依次排开的线缆上的机械张力。

在任意情况下，这样的枢轴形支撑元件（2,2’）正交地延伸至上面指出的该传感器的体（1）的表面的平面，并沿这样的表面从其纵轴两侧处的预定位置伸出。

为了将该传感器贴附于一对非常紧密的线缆，本发明能够允许各支撑元件（2,2’）呈现不同的尺寸，这两个线缆都放置于相对于该传感器的同一侧。

各支撑元件（2,2’）最低限度地改变该线缆的方向，按照“V”形强压该线缆，每当该机械张力增加时，该”V”形所限定的角也增大，这减小了该传感器上对形变敏感的该机械设计（4）所在位置处的形变。

为了获得该传感器在各线缆上的足够贴附，已在贴附支撑元件（2,2’）上设置了周圈缺口，该周圈缺口的功能是引导该线缆。

为了方便安装，该支撑元件中的两个元件（2）固定至该传感器的该体（1），而第三个元件（2’）是非固定的，并且在各实施选择中的一个选择中，将借助于在安装时在注定是其位置的位置处钻孔来放置该第三个元件；或者，在另一个选择性的选择中，如将在下面解释的，该第三个元件是收缩性的。

用于线缆导引的该周圈缺口确保第三支撑元件（2’）不能从其位置移动，因为剩余的支撑元件（2）与该线缆（3）一起将唯一的第三支撑元件限定在与该平行六面体形的体（1）的表面平行的平面内，在该平面上放置全部支撑元件（2,2’）。

为了使该传感器实际上被支撑在该线缆上，最小化这样的线缆上的机械张力是必要的，这样的线缆总是出现在起卸机等中。

传感器（1）的体（2）的内部顺应于集成电子元件的内含物，该集成电子元件允许信号放大，或该体（2）的内部甚至连接具有多个微处理电子元件的总线型配置中的几个传感器。

关于图4a至4d中的描绘，可以理解的是，在本发明的一个实施选择中，各图中用参考标记（2’）表示的各支撑元件或各外部枢轴中的一个的位置是移动的；也就是说，为了使该传感器的组装更容易，如前面已经指出的，其可相对于该传感器的该体（1）前后移动。

因此，在图4a中，我们能够看到该非固定的支撑元件（2’）处于向前移动的位置；即，对应于各固定的支撑元件（2）的位置，而在图4b中，其已被描绘为向后移动，相对于该体（1）的后部伸出。按照惯例，为了容纳对应的伸缩仪，该体（1）包含机械设计（4），该伸缩仪负责生成电信号并借助于电线（5）的将该电信号发送至控制设备。另外，图4d显示了各支撑元件（2,2’）之间的机械线缆3的轨迹是通过以下现有的传感器中的同样的路径实现的。

关于图4c，我们能将对应于该体（1）的后侧的立视图的描绘理解为显示隔离表面部分（6）的组成的效果，该效果是由两个表面凹陷（7a,7b）的形成而产生的，这两个表面凹陷（7a,7b）限定了隔离表面部分（6）上的上限和下限。这恰好是打算借助于任意传统的可调或不可调的扳手而操作的部分，在将该传感器组装并连接至该线缆（3）的期间，使用该扳手施加旋转动作，该旋转动作抵抗与该线缆（3）的张力相反的阻力。

在图5a至5j的各描绘中，可理解将根据本发明的传感器组装至线缆的过程中的操作步骤，我们想要测量的正是该线缆上的机械张力。

在图5a中，我们能够看到该传感器的该体（1）的前侧-立视图的示意性描绘，该传感器的该体具有在底部的固定支撑元件（2）和非固定支撑元件（2’）。

在图5b中，我们能够看到该传感器和该线缆（3）已经被放置在该支撑元件（2,2’）之间，且能看到从该体（1）的后侧伸出的扳手8，该扳手8在组装期间使用。

为了达到这样的连接条件，图5c显示了该传感器的该体（1）的一个侧面的立视图，该传感器的该体（1）具有向后移动的非固定支撑元件（2’），这允许容易且舒适地放置该传感器并使线缆（3）借助于该传感器的该体（1）的轻微倾斜而从两个固定的支撑元件（2）之间穿过，如按图5d中的顺序所示的。

在图5e的描绘中，我们能够理解该传感器的该体（1）以及作用在其后侧的表面部分（6）上的该扳手（8）。

图5f的描绘显示了已在其操作位置中向前移动的该非固定支撑元件（2’），且该线缆（3）被放置在其缺口中，这是在扳手（8）的帮助下进行的，通过这样的方式，对抗该线缆（3）的张力的杠杆作用被施加到该传感器的该体（1）上并使该体（1）旋转，以便将其带入使得相应的非固定支撑元件（2’）能够容纳该线缆的位置，如在图5g的描绘中能够更清晰地看到的。

一旦已将该线缆与该三个支撑元件（2,2’）连接，优选地，在防护罩（9）的帮助下可完成该设置，该防护罩（9）通过纯粹的耦合压力贴附于该体（1）并由该体（1）固定，例如在该操作步骤的图5h、5i和5j中能够看到的那样。我们不认为有必要对能够理解本发明的范围和相关优势并且能够开发和将其目的投入实践的相关问题的专家进一步反复讨论此说明的内容。

尽管已进行了上面的描述，必须理解的是，已按照本发明的优选实施例描述了本发明，考虑到此，这些实施例是容易修改的而不需要以任何方式暗示基于本发明的基本修改，这样的修改可能涉及形状、大小和/或制造中使用的材料。

Claims (5)

1.一种测量线缆中机械张力的传感器，所述传感器是由金属材料的明显拉长的平行六面体形的体（1）构成的类型，且露出支撑和线缆固定元件（2,2’）；所述支撑和线缆固定元件（2,2’）具有周圈缺口，用以固定所述线缆（3）就位；且所述体（1）在其表面上具有机械设计（4），所述机械设计（4）用于遮蔽伸缩仪，所述伸缩仪用于生成对应于安装有所述体（1）的所述线缆（3）上的负载等级的信号；其特征在于这样的事实：所述支撑元件（2,2’）穿过所述体（1）的表面中的至少一个表面而伸出，且所述支撑元件（2,2’）分布在整个这样的表面上并相对于其露出的所述表面的平面以正交方式伸出。

2.根据权利要求1的测量线缆中机械张力的传感器，其特征在于这样的事实：所述支撑元件（2,2’）为从所述体（1）的表面中的一个表面伸出的三个枢轴的刚性杆，且位于相对于所述体的纵轴的圣十图形的节点上。

3.根据权利要求1或2的测量线缆中机械张力的传感器，其特征在于这样的事实：所述支撑元件（2,2’）具有不同的尺寸。

4.根据权利要求1-3中任一项的测量线缆中机械张力的传感器，其特征在于这样的事实：所述支撑元件中处于极值位置的一个支撑元件（2’）是非固定的，其通过向前和向后移动而伸缩，以这样的方式，在将所述传感器组装在所述线缆（3）上的第一阶段期间，其可通过向后移动来隐藏，且然后，当所述传感器的所述体（1）已通过由这样的线缆（3）上的所述负载引起的机械张力而回到适当的位置以对抗弯曲阻力时，所述支撑元件（2’）返回到所述向前操作位置；因为所述传感器的所述体（1）在其后表面上已具有隔离表面部分（6）并且所述隔离表面部分（6）的上部和下部由降低的凸缘（7a,7b）界定，可设置所述表面部分的大小并将其配置为允许其与工具配合，所述工具为例如可调或不可调的扳手（8）；为了将所述线缆（3）贴附于固定支撑元件（2）和非固定支撑元件（2’），在使所述传感器的所述体（1）旋转的操作期间，使用所述扳手（8）施加杠杆作用。

5.根据权利要求1-4中任一项的测量线缆中机械张力的传感器，其特征在于其包含防护罩（9）这样的设置，所述防护罩（9）可适用于所述传感器的所述体（1）并可通过绝对压力固定于所述传感器的所述体（1）上。