CN105486238B - 一种测量起重机构制动下滑量的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种测量起重机构制动下滑量的方法及系统，属于起重机械测量技术领域。所述方法包括：当载荷下降至位移测量设备的预设阈值时，位移测量设备输出控制信号，使起重机构进入制动下滑状态；当载荷停止时，将位移测量设备的测量值与预设阈值进行差值计算，所得差值为制动下滑量。所述系统包括：激光测距仪、起重机构、计算机、试验载荷和下降电路。本发明通过具有预设触发功能的激光测距仪，精准确定制动开始位置，从而实现制动下滑量的自动测量，节省了人力，提高了测量效率，可适用于不同类型、不同规格的起重机构制动下滑量的测量，具有测量准确、精度高、重复性好等优点。

Description

一种测量起重机构制动下滑量的方法及系统
技术领域
本发明涉及起重机械测量技术领域，特别涉及一种测量起重机构制动下滑量的方法及系统。
背景技术
起重机械是一种空间运输设备，主要是用于完成重物的转移；它可以降低劳动强度，提高劳动生产率。起重机械是现代化生产不可缺少的组成部分，有些起重机械还能在生产过程中进行某些特殊的工艺操作，使生产过程实现机械化和自动化。通常情况下，起重机在制动后会由于负载自重而向下滑动一定距离，这个距离被称为制动下滑量。制动下滑量是衡量起重机械性能的一个重要指标，过大的制动下滑量会直接影响现场工作人员的安全。目前对于制动下滑量的测量，主要采用如下两种方法：
1)机械行业标准JB/T9008.2-2004《钢丝绳电动葫芦第2部分：试验方法》
该测量制动下滑量的方法为：采用直径为1mm的钢丝绳，将该钢丝绳一端系一小砣，另一端与固定的微动开关相连，微动开关的常闭触点接在用接触器控制的下降回路中，砣的质量应足以使微动开关动作，切断下降电路；测量时将小砣放在载荷(砝码)上，当载荷下降到某一位置时，小砣与载荷分离，此时下降电路立即被切断，载荷随即开始下滑运动，测得小砣与载荷之间的垂直距离，即为制动下滑量，连测三次，取其平均值。由于微动开关动作过程依然需要一段行程，因此造成了测量出的制动开始点比实际制动开始点滞后，影响了测量结果的准确性。测量过程需要试验人员使用钢板尺手动测量得出结果，使得测量结果的精度受到了限制，极大地影响了测量效率，同时还增加了试验人员的劳动强度。由于测量过程必须要有试验人员参与才能测量出最终结果，因此这种试验方式规定的方法无法满足计算机自动控制测量下滑量的需求，以及对测量结果进行数据信息化管理的需求。
2)利用激光测距仪连续测量，绘制载荷位置与时间曲线的方法。
该方法利用激光测距仪测量制动下滑量。在试验时，将激光测距仪放置于载荷正上方或正下方，实时采集起重机从匀速下降到匀减速制动至停止过程中额定载荷到激光测距测量基准的高度H，通过计算获得函数H＝H(t)，并对其求导，得到速度关于时间的函数V＝V(t)，在V＝V(t)的函数曲线中从拐点处的时间点到制动停止V＝0之间的直线时间段t为制动作用时间，拐点处的速度为匀减速制动的起始速度V，系统根据匀减速运动距离公式
Figure BDA0000890016950000021
计算出制动下滑量S。但该种方法对测量系统的精度要求很高，通常会由于激光测距仪通讯速度不够快，而造成数据采集量不够或者滞后，从而大大影响了曲线绘制的真实性，尤其是对于高速下降的起重设备(比如冶金葫芦)，测量误差会随着下降速度的增加而增大。
发明内容
为了解决现有起重机构制动下滑量测量不准确、精度低、效率差等问题，本发明提供了一种测量起重机构制动下滑量的方法，包括：当载荷下降至位移测量设备的预设阈值时，所述位移测量设备输出控制信号，使所述起重机构进入制动下滑状态；当所述载荷停止时，将所述位移测量设备的测量值与所述预设阈值进行差值计算，所得差值为制动下滑量。
所述位移测量设备安装在所述载荷的正上方。
所述位移测量设备为激光测距仪。
本发明还提供了一种用于实现上述方法的系统，包括：位移测量设备、起重机构、计算机、试验载荷和下降电路；其中，所述位移测量设备安装在所述试验载荷的正上方；所述试验载荷与起重机构挂载；所述计算机通过串口数据线与位移测量设备的通讯接口电连接；所述位移测量设备的控制信号输出端与所述下降电路的控制输入端电连接，所述下降电路的控制输出端与所述起重机构的控制输入端电连接。
所述位移测量设备为激光测距仪。
本发明提供的测量起重机构制动下滑量的方法及系统，通过具有预设触发功能的激光测距仪，输出用于切断起重机构下降电路的控制信号，精准确定制动开始位置，从而实现制动下滑量的自动测量，节省了人力，提高了测量效率，可适用于不同类型、不同规格的起重机构制动下滑量的测量，具有测量准确、精度高、重复性好等优点。
附图说明
图1是本发明实施例提供的测量起重机构制动下滑量的方法流程图；
图2是本发明实施例提供的测量起重机构制动下滑量的系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明技术方案作进一步描述。
参见图1，本发明实施例提供了一种测量起重机构制动下滑量的方法，包括如下步骤：
步骤101：将位移测量设备安装在载荷的正上方，并设置该位移测量设备的控制信号输出阈值。
本实施例的位移测量设备采用激光测距仪，以便用于测量激光测距仪与载荷之间的垂直距离。该激光测距仪具有预设触发功能，其功能原理是：当激光测距仪的测量值达到控制信号输出阈值时，激光测距仪将输出控制信号。对于本实施例而言，激光测距仪将输出用于切断起重机构动力电源的控制信号。本实施例的激光测距仪安装在试验载荷的正上方，在具体应用中激光测距仪也可安装在试验载荷的正下方，其测量原理与本实施例相同。
步骤102：当激光测距仪的测量值达到控制信号输出阈值时，激光测距仪向起重机构下降电路输出控制信号，切断起重机构下降电路，使起重机构进入制动下滑状态。
激光测距仪输出的控制信号串接入起重机构下降电路，这样当载荷下降至激光测距仪的控制信号输出阈值时(控制信号输出阈值对应的位置为载荷制动开始位置)，激光测距仪输出的控制信号会及时地切断下降电路，起重机构随即进入制动下滑状态。
步骤103：当载荷停止时，记录此时激光测距仪的测量值，并计算该测量值与控制信号输出阈值之间的差值，得到制动下滑量。
当载荷停止时，激光测距仪的测量值为载荷停止时所在位置与激光测距仪之间的垂直距离；将该测量值与控制信号输出阈值进行差值计算，所得差值即为制动下滑量。
为了更加充分地证明本发明实施例测量起重机构制动下滑量方法的准确性，在此提供一组试验数据对本发明实施例的方法与背景技术中所描述的现有两种典型应用方法进行比较。对比试验中设置本发明实施例的方法为试验组，《钢丝绳电动葫芦第2部分：试验方法》中的方法为比较组1，现行业中普遍采用的激光测距仪法为比较组2。在试验过程中，起重机构挂载同样重量的载荷，从相同的起升高度开始下降，下降至同一指定位置开始制动。分别采用上述三种方法对制动下滑量进行测量；测量5次，记录制动下滑量数据和测量所用时间，如下表1所示：
表1
Figure BDA0000890016950000051
由上述试验数据可以看出：试验组与比较组1比较，试验组的测量结果相比于比较组1的测量结果小1mm-2mm，这是由传统测量方法在测量时微动开关的行程造成的，在进行修正后两组试验数据基本一致，因此证明通过本发明实施例方法所得到的制动下滑量真实可信；同时，试验组的试验数据精度相比于比较组1的试验数据精度高一个数量级(试验组测量结果的精度为0.1mm级，比较组1测量结果的精度为1mm级)；相比于比较组1，本发明实施例方法所用的测量时间有较大幅度缩短。由上述试验数据还可以看出：比较组2的数据离散性极大，数据准确性极低。通过试验组与两个比较组的比较，可以看出本发明实施例的方法具有测量准确、精度高、测量时间短等优点。
参见图2，本发明实施例还提供了一种用于实现上述方法的系统，该系统包括：激光测距仪201、起重机构202、计算机203、试验载荷204和下降电路205。其中，激光测距仪201安装在试验载荷204的正上方；试验载荷204通过钢丝绳或链条与起重机构202挂载；计算机203通过串口数据线与激光测距仪201的通讯接口电连接；激光测距仪201的控制信号输出端与下降电路205的控制输入端电连接，下降电路205的控制输出端与起重机构202的控制输入端电连接。在具体应用中，计算机主要用于设定激光测距仪的参数(包括控制信号输出阈值)、数据计算和数据存储等；起重机构用于实现对试验载荷的起升和下降吊装；下降电路用于对起重机构进行启动和停止控制。本实施例的激光测距仪安装在试验载荷的正上方，用于测量激光测距仪与载荷之间的垂直距离；此外，激光测距仪也可安装在试验载荷的正下方，其测量原理与本实施例相同。
本发明实施例提供的测量起重机构制动下滑量的方法及系统，通过具有预设触发功能的激光测距仪，输出用于切断起重机构下降电路的控制信号，精准确定制动开始位置，从而实现制动下滑量的自动测量，节省了人力，提高了测量效率，可适用于不同类型、不同规格的起重机构制动下滑量的测量，具有测量准确、精度高、重复性好等优点。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种测量起重机构制动下滑量的方法，其特征在于，包括：当载荷下降至位移测量设备的预设阈值时，所述位移测量设备输出用于切断所述起重机构的下降电路的控制信号，使所述起重机构进入制动下滑状态；当所述载荷停止时，将所述位移测量设备的测量值与所述预设阈值进行差值计算，所得差值为制动下滑量；所述位移测量设备安装在所述载荷的正上方；所述位移测量设备为激光测距仪。
2.一种用于实现如权利要求1所述方法的系统，其特征在于，包括：位移测量设备、起重机构、计算机、试验载荷和下降电路；其中，所述位移测量设备安装在所述试验载荷的正上方；所述试验载荷与起重机构挂载；所述计算机通过串口数据线与位移测量设备的通讯接口电连接；所述位移测量设备的控制信号输出端与所述下降电路的控制输入端电连接，所述下降电路的控制输出端与所述起重机构的控制输入端电连接；所述位移测量设备为激光测距仪。
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