CN104803250B - 升降机防坠监测装置、监测系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种升降机防坠监测装置、监测系统及其方法，所述监测系统包括升降机防坠监测装置、数据采集卡、计算机，其中升降机防坠监测装置选用增量式磁栅传感器，当待检测设备下坠时，带动磁栅传感器的感应带和磁感应头同时工作，所述数据采集卡实时采集传感器的数据，并通过屏蔽数据线传送至计算机中，计算机对收到的信息进行分析并生成速度‑制度距离曲线，形象地反映出施工升降机的运行状态。本发明的监测系统克服了检测设备自身缺陷和人为操作因素引起的测试误差，准确度高，测试速度和距离范围广，无测试局限，监测装置易于安装拆卸，同样适用于电梯等具有相似结构设备的安全监测，适用范围广。

Description

升降机防坠监测装置、监测系统及其方法

技术领域

本发明涉及施工升降机安全检测领域，具体涉及一种升降机防坠监测装置、监测系统及其方法。

背景技术

施工升降机是一种可分层输送材料和人员的客货两用垂直运输机械，按传动形式分为齿轮齿条式、钢丝绳式和混合式。其中SC型齿轮齿条式施工升降机是目前国内建筑施工企业中使用较多的人货两用升降机，该机采用电动齿轮齿条传动方式进行升降驱动，以实现升降吊笼垂直运输，具有结构简单、使用方便、升降快捷、传动平稳等特点，在高层建筑施工中被普遍采用。

施工升降机是施工现场的户外大型设备，工况条件恶劣，操作人员一般不会完全按照规范操作升降机，有一定的危险性，与塔式起重机(龙门架、井架)物料提升机相比，施工升降机吊笼内人员集中，一旦发生事故导致伤亡危害程度更大。2007年11月14日江苏无锡发生施工升降机吊笼坠落事故，造成11死6伤；2008年10月5日成都市发生一起升降机坠落事故，造成升降机内8人中6名当场死亡，2名受伤；2008年10月30日福建霞浦一架施工升降机突然坠落，造成升降机内12名民工当场死亡；2008年12月27日在湖南长沙发生施工升降吊笼坠落事故造成17死1重伤；2010年8月16日吉林河口事故，死亡11人。为遏制建筑施工重特大事故的发生，应特别加强施工升降机的安全管理和施工升降机的监督检验。根据JG121-2000《施工升降机齿轮锥鼓形渐进式防坠安全器》标准要求，防坠安全器必须进行出厂检验并在使用过程中进行定期检验。然而，随着国内施工升降机数量日益增长，防坠安全器检测数量也随之大幅增长，检验机构现有的防坠安全器检测设备适应不了检验数量的大幅增长。

目前国内对施工升降梯防坠安全器的检测方法有两种：一种是试验台法，另外一种是试验架法。现在几乎所有的安全器生产厂家和检测机构都采用试验台法出具设备出厂报告和检测报告。试验台法的检测原理是：采用调速电机加速激发安全器制动，利用飞轮装置的惯性或电动机的转矩对安全器加载，通过传感器检测安全器的动作转速与制动转矩，经换算得到安全器的动作速度与制动距离。它的缺点是：由于试验台试验法是一种模拟检测，试验工况环境与安全器实际坠落时的制动过程是不同的，导致试验结果与实际情况差异较大；对连续多次制动达到制动的安全器，制动距离较难确定，且变化因素较多，这种方法只能检测制动过程中的动态载荷，无静态载荷作为测量基准，不能全面、准确地反映防坠安全器的实际工作性能。因此，这种检测方法只能用作对安全器动作速度与极限承载能力的检验，而不能用于定量地判定安全器的制动性能。

试验架法与设备现场使用条件一致，数据更加真实可靠。目前国内的试验架法监测装置有两种：一种是拉绳式距离传感器检测(中国专利201210330726.2)，使用拉线式传感器进行测量，以拉绳的回程段进行数据测试采集。该监测装置的缺陷是：1)安装传感器拉绳时,须注意水平角度,需尽量使拉绳由出线口至移动部位之间,处于水平滑动，要求保持最小角度(容许偏差±3°)以确保测量精度及钢索的寿命，增加了安装的难度；然而，被检测设备在检测运行过程中都会有明显的各方向窜动产生，很难保证拉线式传感器要求的容许最小角度，会造成拉线式传感器拉绳回缩时快时慢，影响测量的准确性。2)根据JG121-2000标准，检测设备需要升高到离地距离大于10米之上，也就是说拉绳初次拉升就是10米，虽然用的是拉绳的回程，但拉线式传感器自身的回缩能力也将影响测试数据的准确性，若设备下降速度大于拉线式传感器自身的回缩速度，那么将引起测试误差。另一种是编码器传感检测(中国专利201110295081.9)，其采用了编码器、加速度传感器、位移传感器。编码器传感监测装置的缺陷：1)脉冲编码器通过十字联轴器与设备相连，十字联轴器损坏与磨损，将会导致轴转速与检测速度不同步，编码器内部脏污、太脏，会影响信号的正确接收。2)脉冲编码器无法直接读出转动轴的绝对位置信息。3)非接触位移传感器布置于设备的位置，增加了安装拆卸工作量、费事，测量位移的方法不合理，容易造成累积误差和数据失真，如果当制动带上沾有油污、水、磨损打滑、蝶形弹簧片失效、锥鼓形制动器大螺母与锥鼓螺杆间隙过大等因数都会直接影响位移传感器的数据采集，最后反映在制动距离的结果上，数据不一定等于真实制动距离。

发明内容

本申请通过提供一种升降机防坠监测装置、监测系统及其方法，以解决现有技术中因人为操作原因或者检测设备自身方案原因而导致的检测误差的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：

一种升降机防坠监测装置，包括磁栅传感器感应带、感应带安装盘、齿轮、转轴以及安装座，其中所述磁栅传感器感应带安装在所述感应带安装盘上，该感应带安装盘与所述齿轮同轴设置在所述转轴上，所述转轴安装在安装座上，安装座与升降机架中的吊笼锁附在一起，转轴上的齿轮与升降机架上的齿条啮合，在所述安装座上还安装有磁感应头，且该磁感应头正对所述磁栅传感器感应带。当升降机架中的吊笼自由下坠时，与之锁附在一起的升降机防坠监测装置也随之下坠，此时磁栅传感器的磁栅传感器感应带和磁感应头同时工作。

进一步地，所述安装座上设置有轴承座，所述转轴通过轴承安装在所述轴承座中。

进一步地，在所述轴承座上固定有一块磁感应头安装板，所述磁感应头安装在磁感应头安装板上。

作为一种优选的技术方案，所述转轴为花键轴，该转轴的一个端部设置有轴向键槽，所述齿轮与所述转轴通过该轴向键槽卡接固定，在所述转轴与齿轮的连接端设置有卡环，在所述转轴与轴承的连接端设置有卡环和轴承端盖。

进一步地，所述感应带安装盘通过螺钉固定在所述齿轮靠近安装座一侧的侧壁上。

一种由升降机防坠监测装置构成的升降机防坠监测系统，还包括数据采集卡和计算机，所述数据采集卡用于采集磁感应头的检测数据，当所述升降机防坠监测装置中磁栅传感器工作时，传感器数据被所述数据采集卡实时采集，并通过屏蔽数据线传送到所述计算机中，通过所述计算机的分析处理得到防坠安全器的速度-制动距离关系曲线，将分析结果存储于所述计算机的数据库中，有利于检测报告的管理、查询、统计。

进一步地，升降机防坠监测系统还包括打印机，由该打印机打印监测结果。

一种升降机防坠监测系统的监测方法，包括以下步骤：

S1：启动采集设置定时器；

S2：采集磁栅传感器数据；

S3：定时器触发；

S4：保存采集数据；

S5：判断施工升降机是否停止下坠，如果是，则继续进入步骤S6，如果否，则跳转到步骤S2；

S6：分析保存数据，找出相邻两次数据变化最大值，即：相同间隔时间最大下坠距离；

S7：通过采集数据变化最大值，以及定时器触发时间，计算出下坠过程中最大速度；

S8：计算从采集数据最大变化值起，到施工升降机停止下坠的制动位移，并根据该制动位移指导防坠控制。

数据采集卡是按时间片段记录磁栅脉冲信号个数的，每个脉冲代表0.25mm。计算机在数据分析完成后，得出施工升降梯下坠制动距离和下坠过程中速度变化情况，自动描述出速度-制动距离的曲线图，将上述速度-制动距离曲线图存储于计算机的数据库中，使得测试数据具有可追溯性，同时，也可通过与计算机相连的打印机对检测结果进行打印输出。

与现有技术相比，本申请提供的技术方案，具有的技术效果或优点是：该监测系统克服了检测设备自身缺陷和人为操作因素引起的测试误差，准确度高，测试速度和距离范围广，无测试局限，监测装置易于安装拆卸，同样适用于电梯等具有相似结构设备的安全监测，适用范围广。

附图说明

图1为本发明的监测装置的零部件展开图；

图2为图1的左视图；

图3为本发明的监测装置的组装示意图；

图4为本发明的监测装置的安装全局图；

图5为本发明的监测系统的结构框图；

图6为本发明的监测方法的流程图；

图7为本发明的速度-制动距离曲线图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种升降机防坠监测装置、监测系统及其方法，以解决现有技术中因人为操作原因或者检测设备自身方案原因而导致的检测误差的技术问题。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式，对上述技术方案进行详细的说明。

实施例

一种升降机防坠监测装置，如图1所示，包括磁栅传感器感应带1、感应带安装盘2、齿轮3、转轴4以及安装座11，其中所述磁栅传感器感应带1安装在所述感应带安装盘2上，该感应带安装盘2与所述齿轮3同轴设置在所述转轴4上，所述转轴4安装在安装座11上，如图4所示，安装座11与升降机架中的吊笼13锁附在一起，转轴4上的齿轮3与升降机架上的齿条12啮合，在所述安装座11上还安装有磁感应头5，且该磁感应头5正对所述磁栅传感器感应带1。当升降机架中的吊笼13自由下坠时，与之锁附在一起的升降机防坠监测装置也随之下坠，此时磁栅传感器的磁栅传感器感应带2和磁感应头5同时工作。

进一步地，所述安装座11上设置有轴承座7，所述转轴4通过轴承8安装在所述轴承座7中。

进一步地，在所述轴承座7上固定有一块磁感应头安装板6，所述磁感应头5安装在磁感应头安装板6上。

作为一种优选的技术方案，所述转轴4为花键轴，该转轴4的一个端部设置有轴向键槽，所述齿轮3与所述转轴4通过该轴向键槽卡接固定，在所述转轴4与齿轮3的连接端设置有卡环10，在所述转轴4与轴承8的连接端设置有卡环和轴承端盖9。

进一步地，所述感应带安装盘2通过螺钉固定在所述齿轮3靠近安装座11一侧的侧壁上。

图2为图1的左视图，图3为升降机防坠监测装置组装示意图。

一种由升降机防坠监测装置构成的升降机防坠监测系统，如图5所示，还包括数据采集卡和计算机，所述数据采集卡用于采集磁感应头5的检测数据，当所述升降机防坠监测装置中磁栅传感器工作时，传感器数据被所述数据采集卡实时采集，并通过屏蔽数据线传送到所述计算机中，通过所述计算机的分析处理得到防坠安全器的速度-制动距离关系曲线，将分析结果存储于所述计算机的数据库中，有利于检测报告的管理、查询、统计。

进一步地，升降机防坠监测系统还包括打印机，由该打印机打印监测结果。

一种升降机防坠监测系统的监测方法，如图6所示，包括以下步骤：

S1：启动采集设置定时器；

S2：采集磁栅传感器数据；

S3：定时器触发；

S4：保存采集数据；

S5：判断施工升降机是否停止下坠，如果是，则继续进入步骤S6，如果否，则跳转到步骤S2；

S6：分析保存数据，找出相邻两次数据变化最大值，即：相同间隔时间最大下坠距离；

S7：通过采集数据变化最大值，以及定时器触发时间，计算出下坠过程中最大速度；

S8：计算从采集数据最大变化值起，到施工升降机停止下坠的制动位移，并根据该制动位移指导防坠控制。

数据采集卡是按时间片段记录磁栅脉冲信号个数的，每个脉冲代表0.25mm。计算机在数据分析完成后，得出施工升降梯下坠制动距离和下坠过程中速度变化情况，自动描述出速度-制动距离的曲线图，如图7所示，将上述速度-制动距离曲线图存储于计算机的数据库中，使得测试数据具有可追溯性，同时，也可通过与计算机相连的打印机对检测结果进行打印输出。

本申请的上述实施例中，通过提供一种升降机防坠监测装置、监测系统及其方法，监测系统包括监测装置、数据采集卡、计算机，其中监测装置选用增量式磁栅传感器，当待检测设备下坠时，带动磁栅传感器的感应带和磁感应头同时工作，所述数据采集卡实时采集传感器的数据，并通过屏蔽数据线传送至计算机中，计算机对收到的信息进行分析并生成速度-制度距离曲线，形象地反映出施工升降机的运行状态。本发明的监测系统克服了检测设备自身缺陷和人为操作因素引起的测试误差，准确度高，测试速度和距离范围广，无测试局限，监测装置易于安装拆卸，同样适用于电梯等具有相似结构设备的安全监测，适用范围广。

应当指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种升降机防坠监测装置，其特征在于，包括磁栅传感器感应带(1)、感应带安装盘(2)、齿轮(3)、转轴(4)以及安装座(11)，其中所述磁栅传感器感应带(1)安装在所述感应带安装盘(2)上，该感应带安装盘(2)与所述齿轮(3)同轴设置在所述转轴(4)上，所述转轴(4)安装在安装座(11)上，安装座(11)与升降机架中的吊笼(13)锁附在一起，转轴(4)上的齿轮(3)与升降机架上的齿条(12)啮合，在所述安装座(11)上还安装有磁感应头(5)，且该磁感应头(5)正对所述磁栅传感器感应带(1)；

所述安装座(11)上设置有轴承座(7)，所述转轴(4)通过轴承(8)安装在所述轴承座(7)中；

在所述轴承座(7)上固定有一块磁感应头安装板(6)，所述磁感应头(5)安装在磁感应头安装板(6)上；

所述转轴(4)为花键轴，该转轴(4)的一个端部设置有轴向键槽，所述齿轮(3)与所述转轴(4)通过该轴向键槽卡接固定，在所述转轴(4)与齿轮(3)的连接端设置有卡环(10)，在所述转轴(4)与轴承(8)的连接端设置有卡环和轴承端盖(9)。

2.根据权利要求1所述的一种升降机防坠监测装置，其特征在于，所述感应带安装盘(2)通过螺钉固定在所述齿轮(3)靠近安装座(11)一侧的侧壁上。

3.一种由权利要求1所述的升降机防坠监测装置构成的升降机防坠监测系统，其特征在于，还包括数据采集卡和计算机，所述数据采集卡用于采集磁感应头(5)的检测数据，当所述升降机防坠监测装置中磁栅传感器工作时，传感器数据被所述数据采集卡实时采集，并通过屏蔽数据线传送到所述计算机中，通过所述计算机的分析处理得到防坠安全器的速度-制动距离关系曲线，将分析结果存储于所述计算机的数据库中。

4.根据权利要求3所述的升降机防坠监测系统，其特征在于，还包括打印机，由该打印机打印监测结果。

5.如权利要求3所述的升降机防坠监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：启动采集设置定时器；

S2：采集磁栅传感器数据；

S3：定时器触发；

S4：保存采集数据；

S5：判断施工升降机是否停止下坠，如果是，则继续进入步骤S6，如果否，则跳转到步骤S2；

S6：分析保存数据，找出相邻两次数据变化最大值，即：相同间隔时间最大下坠距离；

S7：通过采集数据变化最大值，以及定时器触发时间，计算出下坠过程中最大速度；

S8：计算从采集数据最大变化值起，到施工升降机停止下坠的制动位移，并根据该制动位移指导防坠控制。