CN109941887A - 一种基于轮压检测的起重机预警系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于轮压检测的起重机预警系统及其使用方法，包括刹车模块和轮压报警模块；所述刹车模块包括刹车卡钳、截面形状为土字形轨道、制动泵，所述刹车卡钳安装在所述起重机支腿的底部；所述刹车卡钳卡在所述土字形轨道短横的两侧，所述制动泵安装在所述起重机支腿内；所述轮压报警模块包括轴承传感器和报警组件，所述轴承传感器安装在所述起重机大车车轮轴轴承上；所述警报组件包括MCU、显示器、警报指示灯、扬声器、控制面板；实时检测大车轮压，当轴承传感器的测量的同侧大车车轮轮压数据均出现大幅度下降时，系统自动发出警报提示司机和起重机周围的工作人员注意安全，并立即停下起重机的所有动作，防止起重机发生倾覆。

Description

一种基于轮压检测的起重机预警系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及起重设备技术领域，特别是一种基于轮压检测的起重机预警系统及其使用方法。

技术背景

起重机特别是具有外悬功能的门式起重机、塔式起重机等，倾覆是最危险的事故之一；一些用于施工工地的门式起重机，例如地铁施工、高速公路和高铁施工等施工场合，施工工期较短，且设备经常移装使用，为了使起重机在移装时能适应现场不同的跨度要求，降低成本，越来越多起重机制造单位将该类起重机设计为跨度可变。随着社会经济的迅猛发展，市政等基础建设项目增多，这类跨度可变的门式起重机越来越得到使用单位的青睐，广泛使用。然而，这些跨度可变的门式起重机在设计上往往并不完善，个别起重机制造单位为了适应客户需求，起重机跨度变化范围惊人，导致在小跨度安装时，外悬非常大。在外悬吊装作业时，特别是吊装大起重量物体时，其外悬力矩有可能超过自重力矩，导致起重机发生车轮悬空，严重的将发生倾覆事故。有些起重机制造和安装单位通过加挂配重来平衡倾覆力矩，但其在安装调试和检验过程中，依然存在着倾覆风险。目前，为防止起重机倾翻力矩超限所采用的方法主要是借助起重力矩限制器对起重力矩进行检测并加以限制，但力矩限制器不能检测到除起重力矩之外的导致倾翻力矩超限的因素，且在检验过程中，起重力矩限制器失效的情况也时有发现，而且标准和检测规定均未对门式起重机力矩限制器进行要求，仅要求起重量限制器，这对于一些设计计算缺陷的跨度可变的门式起重机将非常危险。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种基于轮压检测的起重机预警系统及其使用方法，可以实现轮压的实时监测和提供倾覆预警与超载提示。

本发明实施例中采用以下方案实现：

一种基于轮压检测的起重机预警系统，包括刹车模块和轮压报警模块；所述刹车模块包括刹车卡钳、截面形状为土字形轨道、制动泵，所述刹车卡钳安装在所述起重机支腿的底部，沿所述轨道的两侧对称安装；所述刹车卡钳卡在所述土字形轨道短横的两侧，所述刹车卡钳与所述制动泵之间通过油路连接；所述制动泵安装在所述起重机支腿内，为所述刹车卡钳提供作用力，卡紧轨道上部短横实现刹车减速；所述轮压报警模块包括轴承传感器和报警组件，所述轴承传感器安装在所述起重机大车车轮轴轴承上；所述警报组件包括MCU、显示器、警报指示灯、扬声器、控制面板，所述控制面板安装在所述起重机的驾驶室内，所述显示器安装在所述控制面上，所述警报指示灯安装在所述控制面板的左上角，所述扬声器安装在所述控制面板左侧的中部，所述控制面板的下部分别设置有手动报警按钮、手动刹车按钮、自动手动切换按钮；所述MCU分别与所述轴承传感器、所述显示器驱动电路、所述警报指示灯驱动电路、所述扬声器驱动电路、所述按钮和所述制动泵驱动电路连接。

本发明一实施例中，所述驾驶室的外侧也设置有扬声器与所述警报模块连接；用于提示起重机周围的施工人员。

本发明一实施例中，所述刹车卡钳为可拆装结构，使用紧固件安装在所述起重机支腿的底部，所述油路也为分体式结构，以利于起重机和刹车卡钳的拆装和运输。

提供一种基于所述轮压检测的起重机预警系统的使用方法，按照以下步骤使用：

步骤S1：按下自动按钮启动所述起重机预警系统；

步骤S2：在起重机运行的过程中，所述轴承传感器实时监测大车车轮压力的变化来判断所述起重机的工作状态，所述轴承传感器将测量数据实时发送给所述MCU；

步骤S3：所述MCU将收到的轮压数据发送给所述显示器显示，所述显示器实时显示轮压；

步骤S4： 当所述MCU根据所述轴承传感器传回的测量数据检测判断发现同侧大车车轮压力均出现大幅度下降，即下降到设计值的10%时，所述MCU发出警报指令控制所述显示器显示红色感叹号的标志并不断闪烁，控制所述警报指示灯亮起，控制所述扬声器发出报警铃声，以此告知司机，此时外悬端吊重物可能超重；所述轮压检测系统，还可以检测大车轨道是否存在高低不平，即同一侧大车车轮上的轴承传感器测得轮压变化值达到20%时，即可判断大车轨道出现高低不平，MCU发送指令控制驾驶室内的所述显示器发送报警，提醒驾驶员要求维修人员对所述轨道进行校正；当所述轴承传感器检测出某一车轮的轮压为0时，而其他的车轮轮压在设计值范围内，则大车的行走机构出现三条腿现象，MCU发送指令控制司机室内所述显示器的显示提示信息提醒司机，要求维修人员进行大车行走机构或者所述轨道校正；当检测出轮压明显大于设计值（两侧轮压均出现），MCU发送指令控制司机室内显示器显示提示信息提醒司机已超载；

步骤S5：当所述轴承传感器检测到轮压为设计值的5%时，立即切断上升或向外悬继续扩大方向的工作，起到力矩保护作用，有所述步骤S4任一警报的出现所述MCU立即发送指令切断所述大车车轮的动力,所述MCU发送指令控制所述起重机支腿下的所述刹车卡钳卡住轨道，立即制动控制大车停下。

本发明的有益效果：本发明提供一种基于轮压检测的起重机预警系统及其使用方法，在起重机运行的过程中，通过大车车轮轴上设置的轴承传感器来检测大车车轮的轮压，实时检测大车轮压的变化来判断起重机的工作状态，当轴承传感器的测量的同侧大车车轮轮压数据均出现大幅度下降时候，系统自动发出警报提示司机和起重机周围的工作人员注意安全，并立即停下起重机的所有动作，防止起重机发生倾覆，同时监测起重机车轮结构、大车轨道以及是否出现超载的情况。

附图说明

图1是一种基于轮压检测的起重机预警系统的使用方法的结构示意图。

图2是一种基于轮压检测的起重机预警系统的使用方法的侧视图。

图3是一种基于轮压检测的起重机预警系统的使用方法刹车卡钳的安装位置示意图。

图4是一种基于轮压检测的起重机预警系统的使用方法的控制面示意图。

图5是一种基于轮压检测的起重机预警系统的使用方法的电路原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

请参阅图1至图5，本发明提供一种基于轮压检测的起重机预警系统，包括刹车模块和轮压报警模块；所述刹车模块包括刹车卡钳、截面形状为土字形轨道4、制动泵7，所述刹车卡钳6安装在所述起重机1支腿的底部，沿所述轨道4的两侧对称安装；所述刹车卡钳6卡在所述土字形轨道4短横的两侧，所述刹车卡钳6与所述制动泵7之间通过油路10连接；所述制动泵7安装在所述起重机1支腿内，为所述刹车卡钳6提供作用力，卡紧轨道4上部短横实现刹车减速，所述制动泵7为液压油泵；卡在滑轨两侧卡钳，每一个支退3下设置若干个所述刹车卡钳，在有发生倾覆时可以起到一定的支撑作用，降低倾覆的风险，每两个刹车卡钳配一个制动泵；

所述轮压报警模块包括轴承传感器和报警组件，所述轴承传感器安装在所述起重机1大车车轮8轴轴承上，每个大车车轮8上均有安装，较佳的所述轴承传感器可采用CFBPJ高精度压力传感器；所述警报组件包括MCU、显示器12、警报指示灯11、扬声器5、控制面板16，所述控制面板16安装在所述起重机1的驾驶室2内，所述显示器12安装在所述控制面上，所述警报指示灯11安装在所述控制面板16的左上角，所述扬声器5安装在所述控制面板16左侧的中部，所述控制面板16的下部分别设置有手动报警按钮13、手动刹车按钮14、自动手动切换按钮15；所述MCU分别与所述轴承传感器、所述显示器驱动电路、所述警报指示灯驱动电路、所述扬声器驱动电路、所述按钮和所述制动泵驱动电路连接，均采用有线连接，较佳的MCU可采用87C51型传感器，所述刹车卡钳和所述制动泵均采用现有技术，不作为本发明的保护范围。

请继续参阅图1，本发明一实施例中，所述驾驶室2的外侧也设置有扬声器5与所述警报模块连接，用于提示起重机1周围的施工人员，向其告知危险。

请继续参阅1至图3本发明一实施例中，由于地铁施工、高速公路和高铁施工工地等场合，由于施工工期较短，设备经常移装使用，所以所述刹车卡钳6为可拆装结构，使用紧固件9安装在所述起重机1的支腿3的底部，所述油路10也为分体式结构，以利于起重机1和刹车卡钳6的拆装和运输。

请继续参阅图1至图5，一种基于轮压检测的起重机预警系统的使用方法：包括以下步骤：

步骤S1：按下自动按钮启动所述起重机预警系统；

步骤S2：在起重机运行的过程中，所述轴承传感器实时监测大车车轮8压力的变化来判断所述起重机的工作状态，所述轴承传感器将测量数据实时发送给所述MCU；

步骤S3：所述MCU将收到的轮压数据发送给所述显示器12显示，所述显示器12实时显示轮压的变化；

步骤S4：当MCU根据轴承传感器传回的测量数据检测判断发现同侧大车轮压（同侧大车车轮轮压）均出现大幅度下降，减低到一定数值（为设计值的10%），所述MCU发出警报指令控制所述显示器12显示红色感叹号的标志并不断闪烁，控制所述警报指示灯11亮起，控制所述扬声器5发出报警铃声，以此告知司机和施工工地上的其他作业人员，此时外悬端吊重物可能超重；所述轮压检测系统，还可以检测大车轨道是否存在高低不平，即同一侧大车车轮上的轴承传感器测得轮压变化值达到20%时，即可判断大车轨道出现高低不平，MCU发送指令给驾驶室内的所述显示器，显示警报提醒驾驶员要求维修人员对所述轨道进行校正；当所述轴承传感器检测出某一车轮的轮压为0时，而其他车轮的轮压在仍然在设计值范围内，这样就能够判断大车的行走机构出现三条腿现象，MCU发送指令控制司机室内显示器12显示提示信息提醒司机，出现危险信息立即停车，此时也可进行手动停车，对装置进行检修，即对大车行走机构或者轨道4校正；当轴承传感器检测出所有大车车轮的轮压明显大于设计值（两侧轮压均出现），MCU发送指令控制司机室内显示器12的显示提示信息提醒司机已超载；

步骤S5：当所述轴承传感器检测到轮压为设计值的5%时，立即切断上升或向外悬继续扩大方向的工作，起到力矩保护作用，有所述步骤S4任一警报的出现所述MCU立即发送指令切断所述大车车轮的动力,所述MCU发送指令控制所述起重机支腿下的所述刹车卡钳卡住轨道，立即制动控制大车停下；维修人员起重机进行对应的检测与维修并进行相应的调整。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，不能理解为对本申请的限制，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种基于轮压检测的起重机预警系统，其特征在于：包括刹车模块和轮压报警模块；

所述刹车模块包括刹车卡钳、截面形状为土字形轨道、制动泵，所述刹车卡钳安装在所述起重机支腿的底部，沿所述轨道的两侧对称安装；所述刹车卡钳卡在所述土字形轨道短横的两侧，所述刹车卡钳与所述制动泵之间通过油路连接；所述制动泵安装在所述起重机支腿内，为所述刹车卡钳提供作用力，卡紧轨道上部短横实现刹车减速；所述轮压报警模块包括轴承传感器和报警组件，所述轴承传感器安装在所述起重机大车车轮轴轴承上；所述警报组件包括MCU、显示器、警报指示灯、扬声器、控制面板，所述控制面板安装在所述起重机的驾驶室内，所述显示器安装在所述控制面上，所述警报指示灯安装在所述控制面板的左上角，所述扬声器安装在所述控制面板左侧的中部，所述控制面板的下部分别设置有手动报警按钮、手动刹车按钮、自动手动切换按钮；所述MCU分别与所述轴承传感器、所述显示器驱动电路、所述警报指示灯驱动电路、所述扬声器驱动电路、所述按钮和所述制动泵驱动电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于轮压检测的起重机预警系统，其特征在于：所述驾驶室的外侧也设置有扬声器与所述警报模块连接；用于提示起重机周围的施工人员。

3.根据权利要求1所述的一种基于轮压检测的起重机预警系统，其特征在于：所述刹车卡钳为可拆装结构，使用紧固件安装在所述起重机支腿的底部，所述油路也为分体式结构，以利于起重机和刹车卡钳的拆装和运输。

4.一种根据权利要求1所述的基于轮压检测的起重机预警系统的使用方法，其特征在于：按照以下步骤使用：

步骤S1：按下自动按钮启动所述起重机预警系统；

步骤S2：在起重机运行的过程中，所述轴承传感器实时监测大车车轮压力的变化来判断所述起重机的工作状态，所述轴承传感器将测量数据实时发送给所述MCU；

步骤S3：所述MCU将收到的轮压数据发送给所述显示器显示，所述显示器实时显示轮压；

步骤S4：当所述MCU根据所述轴承传感器传回的测量数据检测判断发现同侧大车车轮压力均出现大幅度下降，即下降到设计值的10%时，所述MCU发出警报指令控制所述显示器显示红色感叹号的标志并不断闪烁，控制所述警报指示灯亮起，控制所述扬声器发出报警铃声，以此告知司机，此时外悬端吊重物可能超重；所述轮压检测系统，还可以检测大车轨道是否存在高低不平，即同一侧大车车轮上的轴承传感器测得轮压变化值达到20%时，即可判断大车轨道出现高低不平，MCU发送指令控制驾驶室内的所述显示器发送报警，提醒驾驶员要求维修人员对所述轨道进行校正；当所述轴承传感器检测出某一车轮的轮压为0时，而其他的车轮轮压在设计值范围内，则大车的行走机构出现三条腿现象，MCU发送指令控制司机室内所述显示器显示提示信息提醒司机，要求维修人员进行大车行走机构或者所述轨道校正；当检测出轮压明显大于设计值（两侧轮压均出现），MCU发送指令控制司机室内显示器显示提示信息提醒司机已超载；

步骤S5：当所述轴承传感器检测到轮压为设计值的5%时，立即切断上升或向外悬继续扩大方向的工作，起到力矩保护作用，有所述步骤S4任一警报的出现所述MCU立即发送指令切断所述大车车轮的动力，所述MCU发送指令控制所述起重机支腿下的所述刹车卡钳卡住轨道，立即制动控制大车停下。