CN108373089B - 毂式制动器制动力矩真值检测传感器以及制动力矩真值检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种毂式制动器制动力矩真值检测传感器以及制动力矩真值检测方法。制动力矩真值检测传感器包括用于固定在制动器底座上的基板以及附着在所述基板上的拉压传感器；所述基板分为底边悬空的悬空延伸部以及与制动器底座固定连接的固定连接部，在基板的所述悬空延伸部上开有横向过孔，所述横向过孔用于穿接毂式制动器的制动臂铰接轴，以将制动臂制动时产生的垂直作用力通过制动臂铰接轴转化成对基板的拉压作用力；所述拉压传感器附着在基板上介于横向过孔与固定连接部之间的悬空延伸部上，用以检测基板所受到的拉压作用力，再结合安装毂式制动器的起重设备上的制动鼓的几何尺寸，通过计算得到毂式制动器的制动力矩真值。

Description

毂式制动器制动力矩真值检测传感器以及制动力矩真值检测 方法

技术领域

本发明涉及一种传感器，具体地说是一种毂式制动器制动力矩真值检测传感器以及制动力矩真值检测方法。

背景技术

在目前城市建设中，高楼大厦如雨后春笋般的出现在广袤无垠的大地上，而在每栋高楼大厦中都必须安装若干台电梯用于运输人员和货物，而电梯上的牵引装置——电梯曳引机多是采用毂式制动器进行牵引和制动的。

毂式制动器工作性能稳定的一个重要指标是制动力矩。只要制动器能够保持足够的制动力矩，就可以实施有效的制动。而一旦制动力矩不足，就会使毂式制动器的制动作用失效，其后果就是直接导致梯毁人亡的恶性事件的发生。目前，电梯的定期专业维护和保养，并不必然导致毂式制动器制动力矩的保有，而现有的检测装置也都不能实时检测制动力矩的大小和变化，因为目前还没有相应的力矩传感器面世，所以，毂式制动器制动力矩的实时检测还属于本领域技术人员迫切希望解决的一个技术难题。

发明内容

本发明的目的之一就是提供一种毂式制动器制动力矩真值检测传感器，以解决毂式制动器制动力矩不能进行实时检测的难题。

本发明的目的之二就是提供一种毂式制动器制动力矩真值检测方法，以实现毂式制动器制动力矩的实时检测。

本发明的目的之一是这样实现的：一种毂式制动器制动力矩真值检测传感器，包括用于固定在制动器底座上的基板以及附着在所述基板上的拉压传感器；所述基板分为底边悬空的悬空延伸部以及与制动器底座固定连接的固定连接部，在基板的所述悬空延伸部上开有横向过孔，所述横向过孔用于穿接毂式制动器的制动臂铰接轴，以将制动臂制动时产生的垂直作用力通过制动臂铰接轴转化成对基板的拉压作用力；所述拉压传感器附着在基板上介于横向过孔与固定连接部之间的悬空延伸部上，用以检测基板所受到的拉压作用力，再结合安装毂式制动器的起重设备上的制动鼓的几何尺寸，通过计算得到毂式制动器的制动力矩真值。

将本发明动力矩真值检测传感器安装在毂式制动器的底座上，传感器基板上的横向过孔与毂式制动器底座联接耳板上的销轴穿接孔相对，联接耳板上的销轴穿接孔为竖直孔口，制动臂铰接轴穿过联接耳板的销轴穿接孔、基板的横向过孔以及制动臂的轴孔，将制动臂铰接在毂式制动器的底座上。在毂式制动器的制动过程中，制动臂因受制动力矩的作用会带动制动臂下端的制动臂铰接轴在铰接处产生微小位移，这个微小位移包括横向位移和竖向位移。所产生的横向位移由联接耳板予以限位和吸收，由于基板上的横向过孔而对基板不产生横向作用力，即制动臂铰接轴的横向位移对基板不产生横向作用力。所产生的竖向位移由于联接耳板上的竖向长孔的设置，而对联接耳板不产生竖向作用力，即制动臂铰接轴的竖向位移只作用于基板的横向过孔，只对基板产生竖直方向的拉压作用力，该拉压作用力在基板上产生竖向的上拉变形或下压变形（视制动鼓的转动方向而定）。这样，拉压传感器通过检测基板的拉伸变形，即可测取拉压作用力的大小，再结合安装毂式制动器的起重设备上的制动鼓的几何尺寸，从而通过计算得到毂式制动器的制动力矩真值。

本发明的目的之二是这样实现的：一种毂式制动器制动力矩真值检测方法，包括以下步骤：

a、设置本发明制动力矩真值检测传感器，改造毂式制动器底座上用于连接制动臂的联接耳板，将联接耳板上的销轴穿接孔制为竖向孔；

b、将制动力矩真值检测传感器安装在毂式制动器的底座上，基板悬空延伸部上的横向过孔与联接耳板上的销轴穿接孔相对，制动臂铰接轴穿过联接耳板的销轴穿接孔、基板的横向过孔以及制动臂的轴孔，将制动臂铰接在毂式制动器的底座上；

c、将毂式制动器安装到起重设备上，起重设备的制动鼓穿过两制动瓦之间的空当，将拉压传感器与检测装置电连接，进行设备调试；

d、在起重设备和检测装置可以正常运行后，启动起重设备运行，然后按下刹车按钮，毂式制动器的制动瓦抱紧制动鼓，产生相应的制动力矩，对起重设备予以制动；

e、在制动过程中，制动臂以及连接在制动臂下端的制动臂铰接轴因受制动力矩的作用会产生微小位移，包括横向位移和竖向位移；所产生的横向位移由联接耳板吸收和限位，对基板不产生横向作用力；所产生的竖向位移作用于基板的横向过孔，对基板产生竖直方向的拉压作用力，并使基板产生相应的拉伸变形；

f、贴附在基板上的拉压传感器测取基板所产生的拉伸变形量，并转化为受力大小的检测数据，该检测数据即为毂式制动器制动过程中制动臂所受到的拉压作用力；

g、将测取的拉压作用力结合制动鼓的几何尺寸，通过计算即可得到毂式制动器的制动力矩真值。

本发明实现了毂式制动器制动力矩的实时检测，解决了毂式制动器制动力矩无法实时检测的技术难题，检测数据准确性高，且稳定可靠，因而可以及时发现起重设备使用的毂式制动器的故障隐患，提醒监管和维修人员及时消除故障隐患，从而有利于实现安全生产，保障生命财产安全。

附图说明

图1是安装有本发明制动力矩真值检测传感器的毂式制动器的结构示意图。

图2是图1所示毂式制动器的A—A向剖视图。

图3是图1所示毂式制动器中的C处局部放大图。

图4是制动力矩真值检测传感器安装方式的变换图。

图5是联接耳板的结构示意图。

图6是本发明制动力矩真值检测传感器实施例1的结构示意图。

图7是实施例1中拉压传感器的另一贴附位置示意图。

图8是本发明制动力矩真值检测传感器实施例2的结构示意图。

图9是图8所示制动力矩真值检测传感器的B—B向剖视图。

图10是实施例2中拉压传感器的另一贴附位置示意图。

图11是图10所示制动力矩真值检测传感器的俯视图。

图12是本发明制动力矩真值检测传感器实施例3的结构示意图。

图13是实施例3中拉压传感器的另一贴附位置示意图。

图14是本发明制动力矩真值检测传感器实施例4的结构示意图。

图15是本发明制动力矩真值检测传感器实施例5的结构及安装示意图。

图中：1、基板，2、拉压传感器，3、下凸沿，4、横向过孔，5、上下通槽，6、盲孔，7、上平槽，8、螺孔，9、下平槽，10、制动臂铰接轴，11、底座，12、制动臂，13、联接耳板，14、销轴穿接孔，15、制动瓦，16、制动鼓。

具体实施方式

如图1所示，毂式制动器是在底座11上设置有两对儿联接耳板13（图2），在每对儿联接耳板13上开有孔口相对的销轴穿接孔14（图5），该销轴穿接孔14特制成竖直方向的椭圆孔或长圆孔。制动臂铰接轴10穿过联接耳板13上的销轴穿接孔14和制动臂12上的轴孔，将制动臂12的下端铰接在底座11上。在两个制动臂12的内侧面的中部分别铰接有制动瓦15，两个制动瓦15受安装在制动臂上部的制动弹簧的控制，合抱住起重设备上的制动鼓16，即可对起重设备实施制动。制动时，合抱的制动瓦15对制动鼓16产生制动力矩。本发明就是对该制动力矩进行实时监测。

如图7所示，本发明制动力矩真值检测传感器包括基板1和贴附在基板1上的拉压传感器2两部分。在基板1的底部设有一段下凸沿3，基板1上带下凸沿的部分构成基板的固定连接部。在固定连接部的底面开有竖直向上的螺孔8，螺钉从底座11的下部穿入并螺纹连接在基板1的螺孔8中，以将基板1固定在底座11上。基板1上的底部悬空的部分为悬空延伸部，使基板1构成一种立式悬臂态结构。在基板1的悬空延伸部上开有横向过孔4。横向过孔4的作用是穿接毂式制动器的制动臂铰接轴10（图2），以在毂式制动器制动时，将制动臂制动时的垂直作用力通过制动臂铰接轴10转化成对基板悬空延伸部进行上拉或者下压的拉压作用力。

拉压传感器2贴附在基板1上的介于横向过孔与固定连接部之间的悬空延伸部上，用以检测基板1制动时对基板的拉压作用力对基板产生的拉伸变形，将该拉伸变形量转化成拉压作用力，计算该作用力与制动鼓的半径的乘积，即可得到毂式制动器的制动力矩真值。

基板1的固定连接部可位于两个制动臂12的内侧（图1），也可位于制动臂12的外侧（图4），只要使悬空延伸部上的横向过孔4的中心与制动臂铰接轴10的中心重合或对齐即可。

以下给出本发明制动力矩真值检测传感器的五个具体实施例。

实施例1

如图6、图7所示，基板1为刀把形板材，基板1上带下凸沿3的部分为固定连接部，底部悬空的部分为悬空延伸部。在悬空延伸部的偏下部位开有长圆形的横向过孔4（还可以是椭圆形或长条形的孔型），用以穿接制动臂铰接轴10。拉压传感器2分别贴附在悬空延伸部的基板上、下沿上（图6），最好是靠近刀把根部的位置，以检测基板在制动器制动时所受到的拉压作用力。拉压传感器2也可分别贴附在悬空延伸部的基板板面上（图7）。

实施例2

如图8—图11所示，基板1的形状类同实施例1，在基板1的悬空延伸部上靠近固定连接部的板体上开有竖直的上下通槽5，上下通槽5可以是在板体的单面开槽，也可以是在板体的双面对称开槽。拉压传感器2分别贴附在上下通槽槽口处的板体上下沿上（图8、图9），以检测基板1在制动器制动时所受到的拉压作用力。拉压传感器2也可分别贴附在上下通槽5的槽底面的上下端（图10、图11）。

实施例3

如图12、图13所示，基板1的形状类同实施例1，在基板悬空延伸部的靠近固定连接部的板体上开有上平槽7和下平槽9，上平槽7和下平槽9上下相背。拉压传感器2分别贴附在上平槽7的槽底面和下平槽9的槽底面（图12），以检测基板1在制动器制动时所受到的拉压作用力。拉压传感器2也可分别贴附在靠近上平槽端口处和靠近下平槽端口处的基板板体上，拉压传感器2与上平槽和下平槽在一条垂线上（图13）。

实施例4

如图14所示，在基板1的悬空延伸部的板面中部开有垂直于板面的盲孔6。盲孔6是在板体的单面开孔，也可以是在板体的双面对称开孔，使两面开出的盲孔的位置相对，深度相等。在盲孔6上方的基板板体上开有开口朝上的上平槽7，在盲孔6下方的基板板体上开有开口朝下的下平槽9，上平槽7和下平槽9分别以盲孔6的垂直中心线为左右对称中心线，上平槽7和下平槽9以盲孔6的水平中心线为上下对称中心线，上平槽7与下平槽9的槽口宽度为盲孔直径的1/3~2/3。这样就可使盲孔6内端的板体构成基板1的应力集中区。拉压传感器2贴附在基板1的该应力集中区上，以检测基板在制动器制动时所受到的拉压作用力。

以上实施例均为在每个制动臂下设置一个力矩传感器的双传感器配置模式。

实施例5

如图15所示，带下凸沿3的固定连接部设在基板1的中部，悬空延伸部位于基板1的两端，在每个悬空延伸部的偏下部位开有长圆形或长条形的横向过孔，每个横向过孔穿接一个制动臂铰接轴，形成两个制动臂共用一个力矩传感器的单传感器配置模式。

在该实施例中，可按照实施例1—4的任一方式设置基板的应力集中区，并可按照对应方式和位置贴附拉压传感器，从而形成一个复合传感器，以测取两个制动臂上所受到的拉压作用力。

参看图1—图5，本发明毂式制动器制动力矩真值检测方法如下：

一、设置本发明制动力矩真值检测传感器，对毂式制动器底座11上的用于连接制动臂12的联接耳板13进行改造，即将联接耳板13上的销轴穿接孔14由圆形改变成为竖直方向的椭圆孔、长条孔或长圆孔（图3、图5）。

二、将制动力矩真值检测传感器安装在毂式制动器的底座11上，基板1的悬空延伸部上的横向过孔4与联接耳板13上的销轴穿接孔14相对，制动臂铰接轴10穿过销轴穿接孔14、横向过孔4和制动臂轴孔（图3），将制动臂12铰接在毂式制动器的底座11上（图1、图2）。

三、将毂式制动器安装到起重设备的制动鼓16上，将拉压传感器2与检测装置电连接，进行设备调试。

四、在起重设备和检测装置可以正常运行后，启动起重设备运行，然后按下刹车按钮，毂式制动器的制动瓦15抱紧起重设备的制动鼓16，产生相应的制动力矩，对起重设备予以制动。

五、在制动过程中，制动臂12因受制动力矩的作用会带动制动臂下端的制动臂铰接轴10产生微小位移，该微小位移包括横向位移和竖向位移。所产生的横向位移由联接耳板13予以吸收和限位，由于基板1上的横向过孔4的设计而对基板不产生横向作用力，即制动臂铰接轴10的横向位移对基板1不产生横向作用力。所产生的竖向位移由于联接耳板上的竖向长孔的设计，而对联接耳板不产生竖向作用力，即制动臂铰接轴10的竖向的位移只作用于基板1的横向过孔4，只对基板1产生竖直方向的拉压作用力，该拉压作用力在基板1的应力集中区产生相应的拉伸变形。

六、贴附在基板上的拉压传感器2测取基板所产生的拉伸变形量，并转化为受力大小的检测数据，该检测数据即为毂式制动器制动过程中制动臂12所受到的拉压作用力，也就对应于制动瓦对制动鼓实施的竖向制动力。

七、将测取的拉压作用力乘以制动鼓的半径，即可等效得到毂式制动器的制动力矩真值。

Claims (6)

1.一种毂式制动器制动力矩真值检测方法，其特征是，包括以下步骤：

a、设置制动力矩真值检测传感器，改造毂式制动器底座上用于连接制动臂的联接耳板，将联接耳板上的销轴穿接孔制为竖向孔；

所述制动力矩真值检测传感器包括用于固定在制动器底座上的基板以及附着在所述基板上的拉压传感器；所述基板分为底边悬空的悬空延伸部以及与制动器底座固定连接的固定连接部，在基板的所述悬空延伸部上开有横向过孔，所述横向过孔用于穿接毂式制动器的制动臂铰接轴，以将制动臂制动时产生的垂直作用力通过制动臂铰接轴转化成对基板的拉压作用力；所述拉压传感器附着在基板上介于横向过孔与固定连接部之间的悬空延伸部上，用以检测基板所受到的拉压作用力，再结合安装毂式制动器的起重设备上的制动鼓的几何尺寸，通过计算得到毂式制动器的制动力矩真值；

b、将制动力矩真值检测传感器安装在毂式制动器的底座上，基板悬空延伸部上的横向过孔与联接耳板上的销轴穿接孔相对，制动臂铰接轴穿过联接耳板的销轴穿接孔、基板的横向过孔以及制动臂的轴孔，将制动臂铰接在毂式制动器的底座上；

c、将毂式制动器安装到起重设备上，起重设备的制动鼓穿过两制动瓦之间的空当，将拉压传感器与检测装置电连接，进行设备调试；

d、在起重设备和检测装置可以正常运行后，启动起重设备运行，然后按下刹车按钮，毂式制动器的制动瓦抱紧制动鼓，产生相应的制动力矩，对起重设备予以制动；

e、在制动过程中，制动臂以及连接在制动臂下端的制动臂铰接轴因受制动力矩的作用会产生微小位移，包括横向位移和竖向位移；所产生的横向位移由联接耳板吸收和限位，所产生的竖向位移作用于基板的横向过孔，对基板产生竖直方向的拉压作用力，并使基板产生相应的拉伸变形；

f、贴附在基板上的拉压传感器测取基板所产生的拉伸变形量，并转化为受力大小的检测数据，该检测数据即为毂式制动器制动过程中制动臂所受到的拉压作用力；

g、将测取的拉压作用力结合制动鼓的几何尺寸，通过计算即可得到毂式制动器的制动力矩真值。

2.根据权利要求1所述的毂式制动器制动力矩真值检测方法，其特征是，所述基板为刀把形板材，所述拉压传感器分别贴附在基板悬空延伸部上的上下沿上，或是分别贴附在基板悬空延伸部上的板面上。

3.根据权利要求1所述的毂式制动器制动力矩真值检测方法，其特征是，在基板的悬空延伸部上的板体上开有竖直的上下通槽，所述拉压传感器分别贴附在上下通槽槽口处的基板上下沿上，或是分别贴附在上下通槽的槽底面的上下端。

4.根据权利要求1所述的毂式制动器制动力矩真值检测方法，其特征是，在基板的悬空延伸部的板体上开有上平槽和下平槽，所述上平槽和所述下平槽上下相背，所述拉压传感器分别贴附在上平槽的槽底面和下平槽的槽底面，或是分别贴附在靠近上平槽端口处和靠近下平槽端口处的基板板体上。

5.根据权利要求1所述的毂式制动器制动力矩真值检测方法，其特征是，在基板的悬空延伸部的板面中部开有垂直于板面的盲孔，在盲孔上方的基板上开有上平槽，在盲孔下方的基板上开有下平槽，所述拉压传感器贴附在盲孔内端的板体上。

6.根据权利要求1所述的毂式制动器制动力矩真值检测方法，其特征是，基板的中部为带下凸沿的固定连接部，悬空延伸部位于基板的两端，在每个悬空延伸部上开有穿接制动臂铰接轴的横向过孔。