CN110862015B - 一种桥门式起重机安全监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥门式起重机安全监控系统，包括第一数据采集器、第二数据采集器、数据传输模块、控制终端、显示模块、时钟模块和报警模块；第一数据采集器和第二数据采集器分别连接数据传输模块，数据传输模块连接控制终端，控制终端分别连接显示模块、时钟模块和报警模块；第一数据采集器包括温度传感器、吊重传感器、声发射传感器、振动传感器、高度传感器和图像传感器，第二数据采集器包括大车限位器和小车限位器；报警模块用于在时钟模块设定时间阈值内，未收到第二数据采集器采集的触发信号时输出报警信号。本发明的桥门式起重机安全监控系统，能够定时发出报警信号，以提醒检修人员对个别不常使用的传感器进行检修，避免检修人员的漏检。

Description

一种桥门式起重机安全监控系统

技术领域

本发明属于起重安全技术领域，具体涉及一种桥门式起重机安全监控系统。

背景技术

桥门式起重机为桥式起重机和门式起重机的总称，桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。门式起重机是桥式起重机的一种变形，又叫龙门吊。主要用于室外的货场、料场货、散货的装卸作业。门式起重机具有场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强等特点，在港口货场得到广泛使用。

无论是桥式起重机还是门式起重机，设备运行安全状态，一直是人们关注的焦点，但是现有的起重机安全监控系统，一般都是设置各种传感器，对各个位置的部件进行监控，例如吊重传感器，能够实时监控起吊重量，当超过设定阈值时，可通过报警信号报警。各种传感器能实时传输数据，保证设备安全运行，但是针对某些特殊位置的传感器，例如极限位置传感器，通常情况下，是不会触发的，只在违规操作时，才有可能触发，但是由于这类传感器长时间不使用，一般只能通过定时检修的方式来判断传感器是否正常，但是，经常会存在漏检、不检等情况，导致在事故发生时，无法实现即时停车。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术中存在的问题，提供一种桥门式起重机安全监控系统，能够定时发出报警信号，以提醒检修人员对个别不常使用的传感器进行检修，避免检修人员的漏检。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种桥门式起重机安全监控系统，包括第一数据采集器、第二数据采集器、数据传输模块、控制终端、显示模块、时钟模块和报警模块；所述第一数据采集器和所述第二数据采集器分别连接所述数据传输模块，所述数据传输模块连接所述控制终端，所述控制终端分别连接显示模块、时钟模块和报警模块；

其中，所述第一数据采集器包括温度传感器、吊重传感器、声发射传感器、振动传感器、高度传感器和图像传感器，所述第二数据采集器包括大车限位器和小车限位器；

所述温度传感器用于采集减速机温度信号；

所述吊重传感器用于采集吊钩吊重信号；

所述声发射传感器用于采集减速机声发射信号；

所述振动传感器用于采集减速机的振动信号；

所述高度传感器用于采集吊钩上升高度信号；

所述图像传感器用于采集操作室操作人员操作视频信号；

所述大车限位器用于采集大车端部极限位置触发信号；

所述小车限位器用于采集小车端部极限位置触发信号；

所述显示模块用于显示各种信号；

所述时钟模块用于提供设定时间阈值；

所述报警模块用于在所述时钟模块设定时间阈值内，未收到第二数据采集器采集的触发信号时输出报警信号。

可选地，所述小车限位器包括极限位置检测机构和极限位置防撞机构；

所述极限位置检测机构包括支撑板、位置传感器和停车组件，所述支撑板的底部设置有折叠式滚轮，所述支撑板能够通过所述折叠式滚轮在小车运行的轨道上滑动，所述支撑板还设置有紧固件，所述支撑板能够在折叠式滚轮折叠后通过紧固件固定于主梁设定位置；所述位置传感器与停车组件设置于所述支撑板的底部，并具有预定间隔；所述停车组件包括卡块和第一限位块，所述卡块通过第一弹性部件可转动地连接于所述支撑板的底部，所述卡块设置有一与小车的滚轮的外圆轮廓贴合的圆弧部和一凸起部，小车的滚轮与所述圆弧部接触后，能够带动所述卡块转动、以使得所述凸起部能够插入小车的两个滚轮之间的间隙中，所述第一限位块固定于所述支撑板的底部，且能够限制插入间隙中的凸起部的尾端，而停止所述卡块转动；

所述极限位置防撞机构设置于主梁的端部，包括减速组件和防撞组件，所述减速组件包括支撑件，所述支撑件中设置有至少两组能够沿垂直于小车移动方向伸缩移动的减速块，所述减速块设置有与小车的滚轮的外圆轮廓贴合的圆弧部，所述支撑件中设置有伸缩气缸，所述伸缩气缸的缸杆端与减速块之间连接有第二弹性部件；所述支撑件的末端还设置有停车块，所述停车块设置有一圆弧槽，所述圆弧槽的槽口朝向小车的滚轮设置，停车块与支撑件之间设置有第三弹性部件，停车块的收缩位置还设置有行程开关；所述防撞组件包括容纳箱，容纳箱内设置有小车保护气囊，小车保护气囊的气体发生装置连接所述行程开关，停车块形式到收缩位置触碰到行程开关时，触发小车保护气囊。

可选地，所述卡块通过第一弹性部件与支撑板的底部采用可拆卸连接。

可选地，所述伸缩气缸的缸杆端部设置有第二限位块，所述伸缩气缸的杠杆端部与所述第二限位块抵接时，伸缩部件与缸杆的连接点越过垂直点。

可选地，所述第二弹性部件采用气弹簧。

可选地，所述第三弹性部件采用螺旋弹簧。

可选地，所述温度传感器采用PT100。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的桥门式起重机安全监控系统，能够将数据分成两类，一类是第一数据采集器采集的数据，能够实现实时监控；另外一类是第二数据采集器采集的数据，也能够实现实时监控，同时还设置有时钟模块，能够定时检测是否接收到第二数据采集器的数据，如果未接收到时，触发报警模块，实现报警提示。

附图说明

图1是本发明的桥门式起重机安全监控系统的系统原理框图；

图2是本发明的桥门式起重机的主视图；

图3是图2的a部放大图；

图4是本发明的极限位置检测机构固定状态下的示意图；

图5是图2的b部放大图。

附图标记：

111-第一数据采集器，112-第二数据采集器，120-数据传输模块，130-控制终端，150-显示模块，150-时钟模块，160-报警模块，300-极限位置检测机构，310-支撑板，311-折叠式滚轮，320-位置传感器，330-停车组件，331-第一限位块，332-卡块，333-第一弹性部件，400-极限位置防撞机构，410-支撑件，420-减速组件，421-伸缩气缸，422-第二限位块，423-第二弹性部件，424-减速块，430-防撞组件，431-停车块，432-第三弹性部件，433-形成开关，434-小车保护气囊。

具体实施方式

参照图1-5，本发明的桥门式起重机安全监控系统，能够用于桥式起重机，也可以用于门式起重机，该系统包括第一数据采集器111、第二数据采集器112、数据传输模块120、控制终端130、显示模块150、时钟模块150和报警模块160；第一数据采集器111和第二数据采集器112分别连接数据传输模块120，数据传输模块120连接控制终端130，控制终端130分别连接显示模块150、时钟模块150和报警模块160。第一数据采集器111主要用于采集经常使用的实时数据，例如吊钩的吊重重量以及吊钩的上升高度等等，在超过额定阈值时，能够实现报警以及停机等安全动作。

其中，第一数据采集器111包括温度传感器、吊重传感器、声发射传感器、振动传感器、高度传感器和图像传感器，温度传感器用于采集减速机温度信号，本实施例中，温度传感器采用PT100，通过温度传感器采集减速机温度，当出现冷却故障时，可通过温度传感器即使传输温度数据，超过设定的温度阈值时，可通过报警模块160实现报警，同时在显示模块150上进行提醒显示。吊重传感器用于采集吊钩吊重信号；声发射传感器用于采集减速机声发射信号，减速机发出的声音，可以通过声发射传感器能够获取声音信号，当超过设定分贝时，可以通过报警模块160进行报警，提醒减速机可能存着故障；振动传感器用于采集减速机的振动信号，通过检测减速机振动的频率来判断减速机是否存在故障，通过振动传感器能够检测到振动频率，超过设定的振动频率时，可以通过报警模块160进行报警；高度传感器用于采集吊钩上升高度信号；图像传感器用于采集操作室操作人员操作视频信号。各传感器型号，根据实际选用即可。

第二数据采集器112采集不经常使用的传感器数据，以实现报警以及停机等安全动作，但是，由于经常不使用，所以需要进行定时检修，但是通常情况下，传感器的检修，不是十分方便，一旦出现因检修人员的疏忽，导致漏检的话，当传感器出现故障，在事故发生时，传感器很难起到应有的检测效果。本实施例中，第二数据采集器112包括大车限位器和小车限位器，当然不局限于大车限位器和小车限位器。其中，大车限位器用于采集大车端部极限位置触发信号；小车限位器用于采集小车端部极限位置触发信号。当大车和小车超过极限位置时，触发极限位置的传感器，能够实现小车或大车的停车。而极限位置的传感器一般在端部行程开关出现故障的时候，才起到作用，所以，一般情况下，不会使用到，所以，不经常使用的传感器，一旦出现问题，就很难起到安全保障的作用。

而显示模块150用于显示各种信号，时钟模块150用于提供设定时间阈值。

报警模块160用于在时钟模块150设定时间阈值内，未收到第二数据采集器112采集的触发信号时输出报警信号，当然也可以在第一数据采集器111采集到的触发信号时发出报警信号。

小车限位器包括极限位置检测机构300和极限位置防撞机构400，其中：

极限位置检测机构300包括支撑板310、位置传感器320和停车组件330，支撑板310的底部设置有折叠式滚轮311，支撑板310能够通过折叠式滚轮311在小车运行的轨道上滑动，支撑板310还设置有紧固件，支撑板310能够在折叠式滚轮311折叠后通过紧固件固定于主梁设定位置；位置传感器320与停车组件330设置于支撑板310的底部，并具有预定间隔；停车组件330包括卡块332和第一限位块331，卡块332通过第一弹性部件333可转动地连接于支撑板310的底部，卡块332设置有一与小车的滚轮的外圆轮廓贴合的圆弧部和一凸起部，小车的滚轮与圆弧部接触后，能够带动卡块332转动、以使得凸起部能够插入小车的两个滚轮之间的间隙中，第一限位块331固定于支撑板310的底部，且能够限制插入间隙中的凸起部的尾端，而停止卡块332转动。

极限位置检测机构300一般布置在小车运行轨道的端部位置，本实施例采用可移动式结构，通过折叠式滚轮311，能够将整个极限位置检测机构300移动到主梁靠中间一点的位置，然后固定下来，通过驱动小车来触发极限位置检测机构300，避免了再原来的端部位置触发情况下，一旦出现故障，容易导致小车直接撞向极限位置防撞机构400。而留有足够的距离，能够控制小车停下来。

具体地，通过支撑板310底部的折叠式滚轮311能够将整个极限位置检测机构300移动到主梁的中部位置，然后将折叠式滚轮311收起，然后将支撑板310放下，然后将支撑板310固定在主梁上，可以是螺钉固定，也可以是其他固定方式。然后控制小车移动，使其触发位置传感器320，然后可以通过控制器控制小车停车，如果小车能够及时停车，说明位置传感器320没有故障，检修完毕；如果位置传感器320出现故障，首先经过停车组件330，小车的滚轮会带动停车组件330中的卡块332围绕转轴转动，同时压缩第一弹性部件333，当卡块332转动到两个滚轮之间时，通过端部的第一限位块331限制卡块332继续转动，保证卡块332卡入到两个滚轮之间的位置，实现停车。

如果小车行驶速度较快，吊重较多，增加了小车的冲击力，停车组件330可能会被破坏掉，这时就需要依靠设置端部的极限位置防撞机构400来实现停车。卡块332通过第一弹性部件333与支撑板310的底部采用可拆卸连接，可以方便地更换卡块332及第一弹性部件333。

极限位置防撞机构400设置于主梁的端部，包括减速组件420和防撞组件430，减速组件420包括支撑件410，支撑件410中设置有至少两组能够沿垂直于小车移动方向伸缩移动的减速块424，减速块424设置有与小车的滚轮的外圆轮廓贴合的圆弧部，支撑件410中设置有伸缩气缸421，伸缩气缸421的缸杆端与减速块424之间连接有第二弹性部件423；支撑件410的末端还设置有停车块431，停车块431设置有一圆弧槽，圆弧槽的槽口朝向小车的滚轮设置，停车块431与支撑件410之间设置有第三弹性部件432，停车块431的收缩位置还设置有行程开关；防撞组件430包括容纳箱，容纳箱内设置有小车保护气囊434，小车保护气囊434的气体发生装置连接行程开关，停车块431形式到收缩位置触碰到行程开关时，触发小车保护气囊434。

小车冲破极限位置检测机构300后，首先接触的是减速块424，减速块424采用弹性布置，能够通过圆弧部接触滚轮，而挤压减速块424，从而实现降速。而减速块424通过第二弹性部件423支撑，可以再圆弧部设置增加摩擦力的结构，从而能够将小车速度降低。伸缩气缸421的缸杆端部设置有第二限位块422，伸缩气缸421的杠杆端部与第二限位块422抵接时，伸缩部件与缸杆的连接点越过垂直点。伸缩气缸421伸出到端部位置时，刚好越过垂直点，这样第二弹性部件423的支撑，依靠到第二限位块422来受力，从而不会依靠气缸来受力。后面，解除安全故障后，又可以通过将气缸收缩，将减速块424退回，使得小车能够回到中间轨道上。小车退出后，又可以重新伸出，以备下次防撞降速。第二弹性部件423采用气弹簧，能够方便两端的铰接连接。

通过减速组件420减速后，小车的滚轮会触碰到停车块431，通过第三弹性部件432支撑，实现停车，同时停车块431碰触到行程开关后，行程开关发出信号，然后驱动小车保护气囊434的气体发生装置瞬间将小车保护气囊434充满，以保护小车的其他部件，比如减速机、电动葫芦等等。第三弹性部件432采用螺旋弹簧，具有较高的承受力。

Claims (6)

1.一种桥门式起重机安全监控系统，其特征在于，包括第一数据采集器、第二数据采集器、数据传输模块、控制终端、显示模块、时钟模块和报警模块；所述第一数据采集器和所述第二数据采集器分别连接所述数据传输模块，所述数据传输模块连接所述控制终端，所述控制终端分别连接显示模块、时钟模块和报警模块；

其中，所述第一数据采集器包括温度传感器、吊重传感器、声发射传感器、振动传感器、高度传感器和图像传感器，所述第二数据采集器包括大车限位器和小车限位器；

所述温度传感器用于采集减速机温度信号；

所述吊重传感器用于采集吊钩吊重信号；

所述声发射传感器用于采集减速机声发射信号；

所述振动传感器用于采集减速机的振动信号；

所述高度传感器用于采集吊钩上升高度信号；

所述图像传感器用于采集操作室操作人员操作视频信号；

所述大车限位器用于采集大车端部极限位置触发信号；

所述小车限位器用于采集小车端部极限位置触发信号；

所述显示模块用于显示各种信号；

所述时钟模块用于提供设定时间阈值；

所述报警模块用于在所述时钟模块设定时间阈值内，未收到第二数据采集器采集的触发信号时输出报警信号；

所述小车限位器包括极限位置检测机构和极限位置防撞机构；

所述极限位置检测机构包括支撑板、位置传感器和停车组件，所述支撑板的底部设置有折叠式滚轮，所述支撑板能够通过所述折叠式滚轮在小车运行的轨道上滑动，所述支撑板还设置有紧固件，所述支撑板能够在折叠式滚轮折叠后通过紧固件固定于主梁设定位置；所述位置传感器与停车组件设置于所述支撑板的底部，并具有预定间隔；所述停车组件包括卡块和第一限位块，所述卡块通过第一弹性部件可转动地连接于所述支撑板的底部，所述卡块设置有一与小车的滚轮的外圆轮廓贴合的圆弧部和一凸起部，小车的滚轮与所述圆弧部接触后，能够带动所述卡块转动、以使得所述凸起部能够插入小车的两个滚轮之间的间隙中，所述第一限位块固定于所述支撑板的底部，且能够限制插入间隙中的凸起部的尾端，而停止所述卡块转动；

所述极限位置防撞机构设置于主梁的端部，包括减速组件和防撞组件，所述减速组件包括支撑件，所述支撑件中设置有至少两组能够沿垂直于小车移动方向伸缩移动的减速块，所述减速块设置有与小车的滚轮的外圆轮廓贴合的圆弧部，所述支撑件中设置有伸缩气缸，所述伸缩气缸的缸杆端与减速块之间连接有第二弹性部件；所述支撑件的末端还设置有停车块，所述停车块设置有一圆弧槽，所述圆弧槽的槽口朝向小车的滚轮设置，停车块与支撑件之间设置有第三弹性部件，停车块的收缩位置还设置有行程开关；所述防撞组件包括容纳箱，容纳箱内设置有小车保护气囊，小车保护气囊的气体发生装置连接所述行程开关，停车块形式到收缩位置触碰到行程开关时，触发小车保护气囊。

2.根据权利要求1所述的桥门式起重机安全监控系统，其特征在于，所述卡块通过第一弹性部件与支撑板的底部采用可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的桥门式起重机安全监控系统，其特征在于，所述伸缩气缸的缸杆端部设置有第二限位块，所述伸缩气缸的杠杆端部与所述第二限位块抵接时，伸缩部件与缸杆的连接点越过垂直点。

4.根据权利要求1所述的桥门式起重机安全监控系统，其特征在于，所述第二弹性部件采用气弹簧。

5.根据权利要求1所述的桥门式起重机安全监控系统，其特征在于，所述第三弹性部件采用螺旋弹簧。

6.根据权利要求1所述的桥门式起重机安全监控系统，其特征在于，所述温度传感器采用PT100。

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