CN113682987B - 一种起重机作业安全监测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及起重机械领域，具体涉及一种起重机作业安全监测装置。包括中心轴、中心齿轮、行星架、行星轮、收缩机构和二联传动件，二联传动件包括相连接的收缩齿轮和传动齿轮，传动齿轮设置于收缩机构，收缩机构收缩至预设位置后收缩齿轮与行星轮啮合。本发明起吊重物时收缩机构转动，在重物超载后，钢绳对收缩机构的束紧力增加收缩机构向内收缩，在收缩机构收缩至预设位置后收缩齿轮和行星轮啮合，后通过行星轮驱动收缩齿轮使得收缩机构继续收缩至极限位置，触发压敏传感器，切断起升机构，使得起升机构切断前重物在收缩机构的作用下已经做减速运动，制动时不急停，减小重物反向下落的冲击力，使得重物能够平稳停止，安全性高。

Description

一种起重机作业安全监测装置
技术领域
本发明涉及起重机械领域，具体涉及一种起重机作业安全监测装置。
背景技术
起重机是在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械，因能够极大的减轻人力劳动且使用便捷，在市场上的应用也越来越广泛。起重机在起吊重物的过程中，因钢索磨损、设备疲劳、突发状况等因素的影响，可能出现起吊负载超过额定负载的情况，此时应停止起吊工作，在起重器的起升机构停止前重物有向上的速度，突然停止后重物向上做减速运动后向下加速，对钢索和起重臂产生冲击载荷，容易导致钢索断裂、重物脱落，引发安全事故。
现有的起重器通常在起升用电机或起升用减速器的轴端设置制动器，在监测到异常后紧急制动，冲击力大，导致重物无法停稳。
发明内容
根据现有技术的至少一个不足之处，本发明提出了一种起重机作业安全监测装置，以解决现有的的问题。
本发明的一种起重机作业安全监测装置采用如下技术方案：包括中心轴、中心齿轮、行星架、行星轮、收缩机构和二联传动件；
中心轴垂直设置于起重机的起重臂且向上延伸，中心齿轮设置于中心轴的顶端，行星架可转动地设置于中心轴，行星轮可转动地安装于行星架且通过移位装置能够沿行星架的周向移动，行星轮与中心齿轮啮合；
收缩机构安装于行星架的上方且能够沿行星架的径向方向有阻力地收缩，起重机的钢绳在收缩机构的外侧缠绕预设圈数，起吊重物时收缩机构顺时针转动，当重物超载后，钢绳逐渐束紧使得收缩机构收缩，收缩机构上设置有压敏传感器；
二联传动件包括从上至下相连接的收缩齿轮和传动齿轮，传动齿轮设置于收缩机构且在收缩机构的收缩驱动下逆时针自转，收缩机构收缩至预设位置后收缩齿轮与行星轮啮合，此后收缩机构在行星轮和传动齿轮的驱动下继续收缩至极限并触发压敏传感器，以控制起重机的起升机构停止工作。
可选地，移位装置包括滑块和弹簧，行星架的上表面设置有若干周向延伸的滑槽，滑块设置在滑槽内且位于滑槽顺时针方向侧的前端，弹簧连接在滑槽的另一端和滑块之间且促使滑块与滑槽顶压配合，行星轮的安装轴设置在滑块上，在收缩齿轮与行星轮啮合后，行星轮克服弹簧的弹力相对于行星架逆时针偏转。
可选地，弹簧配置成在收缩机构收缩至极限位置时具有压缩余量。
可选地，收缩机构包括沿圆周方向围合一周的若干收缩件，每个收缩件均包括挡柱和位于挡柱两侧的第一插装部和第二插装部；
第一插装部包括在径向方向间隔设置的第一板套和第一板销，第一板套位于第一板销的外侧，第二插装部包括在径向方向间隔设置的第二板套和第二板销，第二板套位于第二板销的内侧；相邻两个收缩件中对应设置的第一插装部和第二插装部有阻力地滑动插装，且插装后第一板套和第二板套之间具有间隙，第一板套和第二板套相对设置的侧面有齿牙，传动齿轮传动连接在第一板套和第二板套之间，挡柱可径向移动地设置在行星架上，钢绳在第一板套的外侧缠绕。
可选地，第一板套的上下两侧均设置有挡板。
可选地，行星架的外周壁设置有若干径向延伸的支撑臂，若干支撑臂沿行星架的圆周方向均匀分布，支撑臂上设置有径向延伸的导向槽，挡柱滑动插装于导向槽内。
可选地，中心轴的外周壁突出设置有限位台，限位台位于行星架的上方且位于中心齿轮的下方，行星轮设置在限位台的上方。
可选地，中心轴上套设有挡环，挡环位于行星架的下方以阻碍行星架向下运动。
可选地，行星轮、移位装置以及二联传动件均设置有三个。
本发明还提供了一种起重作业安全监测方法，使用了上述起重机作业安全监测装置，具体包括以下步骤：
(1)将本发明的起重机作业安全监测装置安装于起重臂的中部；
(2)将钢绳从起升机构拉出并在起重机作业安全监测装置的收缩机构外侧缠绕预设圈数，然后从起重臂的悬臂端的端部下落起吊重物；
(3)启动起升机构，收缩机构转动收卷钢绳起吊重物；
(5)在重物超过额定载荷时，收缩机构收缩使得重物减速上升，待收缩机构收缩至极限位置后触发压敏传感器，传递超载信号，切断起升机构。
本发明的有益效果是：本发明的一种起重机作业安全监测装置，钢绳在收缩机构上缠绕预设圈数，起吊重物时收缩机构转动，避免钢绳和收缩机构之间产生摩擦造成的钢绳磨损，安全性高。在重物超载后，钢绳对收缩机构的束紧力增加，束紧力克服对应的第一插装部和第二插装部之间的阻力使收缩机构向内收缩，在收缩机构收缩至预设位置后收缩齿轮和行星轮啮合，后通过行星轮驱动收缩齿轮使得收缩机构继续收缩至极限位置，触发压敏传感器，切断起升机构，使得起升机构切断前重物在收缩机构的作用下已经做减速运动(减速上升)，制动时不急停，减小重物反向下落的冲击力，使得重物能够平稳停止。同时在收缩齿轮和行星轮啮合后，不再依靠钢绳的束紧力驱动收缩机构收缩，以此使得在重物停止超重后(也就起重载荷不再持续增加)，收缩机构依然能够收缩至极限，触发压敏传感器，安全性高，更加可靠。
进一步地，发明中将弹簧设置成在收缩机构收缩至极限位置时仍然存在压缩余量，以此使得收缩机构收缩至极限位置后，如果起升机构继续工作，收缩齿轮和行星轮能够发生打滑，避免机构卡死，延长设备使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。
图1为本发明的一种起重机作业安全监测装置安装于起重机的使用示意图；
图2为本发明的一种起重机作业安全监测装置的结构示意图(初始状态)；
图3为本发明的一种起重机作业安全监测装置的俯视图(初始状态)；
图4为图3中A-A剖视图；
图5为本发明的一种起重机作业安全监测装置的仰视图(初始状态)；
图6为本发明中收缩件的结构示意图；
图7为本发明的一种起重机作业安全监测装置行星轮和收缩齿轮啮合后的俯视图；
图8为本发明的一种起重机作业安全监测装置收缩机构收缩至极限位置后的俯视图；
图9为本发明的一种起重机作业安全监测装置收缩机构收缩至极限位置后的仰视图。
图中：1、车体；2、起重臂；3、起重机作业安全监测装置；4、钢绳；5、重物；6、中心齿轮；7、行星轮；8、收缩齿轮；9、安装轴；10、行星架；11、限位台；12、弹簧；13、导向槽；14、挡板；15、第一板套；16、第一板销；17、第二板销；18、第二板套；19、传动齿轮；20、挡环；21、挡柱；22、滑块；23、中心轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图9所示，本发明的一种起重机作业安全监测装置3用于起重机在起吊重物5时的安全监测，起重机由车体1搭载且包括起重臂2、起升机构(图中未示出)和钢绳4，本发明安装于起重臂2的中部，钢绳4从起升机构的卷筒拉出在本发明上缠绕，然后在起重臂2的悬臂端下垂悬吊重物5。
本发明的一种起重机作业安全监测装置3包括中心轴23、中心齿轮6、行星架10、行星轮7、收缩机构和二联传动件。
中心轴23垂直于起重臂2设置且向上延伸，中心齿轮6设置于中心轴23的顶端，行星架10可转动地设置于中心轴23，行星轮7可转动地安装于行星架10且通过移位装置能够沿行星架10的周向移动，行星轮7与中心齿轮6啮合传动。
收缩机构安装于行星架10的上方且能够沿行星架10的径向方向有阻力地收缩，钢绳4在收缩机构的外侧缠绕预设圈数，起吊重物5时收缩机构随行星架10一起顺时针转动，当重物5超载后，钢绳4逐渐束紧使得收缩机构沿行星架10的径向向内收缩，收缩机构上设置有压敏传感器。
二联传动件包括从上至下相连接的收缩齿轮8和传动齿轮19，传动齿轮19设置于收缩机构且在收缩机构的收缩驱动下逆时针自转，收缩机构收缩至预设位置后收缩齿轮8与行星轮7啮合，此后收缩机构在行星轮7和传动齿轮19的驱动下继续收缩至极限并触发压敏传感器，控制起升机构停止工作。
在本实施例中，移位装置包括滑块22和弹簧12，行星架10的上表面设置有若干周向延伸的滑槽，若干滑槽沿行星架10的沿圆周方向均匀间隔设置，滑块22设置在滑槽内且位于滑槽顺时针方向侧的前端，弹簧12连接在滑槽的另一端和滑块22之间且促使滑块22与滑槽顶压配合，行星轮7的安装轴9设置在滑块22上，在收缩齿轮8与行星轮7啮合后，行星轮7克服弹簧12的弹力相对于行星架10逆时针偏转，以确保收缩机构能够继续收缩。
弹簧12配置成在收缩机构收缩至极限位置时仍然存在压缩余量(也就是弹簧12在收缩机构收缩至极限位置时没有被压缩至极限)，以在收缩机构收缩至极限位置后，如果起升机构继续工作，收缩齿轮8和行星轮7能够发生打滑，避免机构卡死。
在本实施例中，收缩机构包括沿圆周方向围合一周的若干收缩件，每个收缩件均包括挡柱21和位于挡柱21两侧的第一插装部和第二插装部，第一插装部包括在径向方向间隔设置的第一板套15和第一板销16，第一板套15位于第一板销16的外侧，第二插装部包括在径向方向间隔设置的第二板套18和第二板销17，第二板套18位于第二板销17的内侧。相邻两个收缩件中对应设置的第一插装部和第二插装部有阻力地滑动插装，且插装后第一板套15和第二板套18之间具有间隙，第一板套15和第二板套18相对设置的侧面有齿牙，传动齿轮19传动连接在第一板套15和第二板套18之间，挡柱21可径向移动地设置在行星架10上，钢绳4在第一板套15的外侧缠绕，第一板套15的上下两侧均设置有挡板14，避免钢绳4脱出第一板套15。
在本实施例中，行星架10的外周壁设置有若干径向延伸的支撑臂，若干支撑臂沿行星架10的圆周方向均匀分布，支撑臂上设置有径向延伸的导向槽13，挡柱21滑动插装于导向槽13内，以使得收缩机构沿行星架10的径向向内收缩。
在本实施例中，中心轴23的外周壁突出设置有限位台11，限位台11位于行星架10的上方且位于中心齿轮6的下方，行星轮7设置在限位台11的上方，设置限位台11能够对行星轮7进行位置限定，以保证行传动可靠进行。需要说明的是，为便于加工制造，中心轴23、中心齿轮6以及限位台11可以是一体成型的结构。
在本实施例中，中心轴23上套设有挡环20，挡环20位于行星架10的下方以对行星架10进行限位，阻碍行星架10向下运动。
在本实施例中，优选的收缩机构围合成六边形结构，行星轮7、移位装置以及二联传动件设置有三个，二联传动件间隔设置在六边形结构的其中三条边上。
初始状态如图2、3和5所示，收缩齿轮8和行星轮7之间有一定间距，两者处于脱离状态。正常起吊重物5时，收缩机构因为自身阻力不会收缩，起升机构收卷钢绳4通过行星架10带动收缩机构顺时针转动起吊重物5，起升机构工作的过程中行星架10顺时针转动，其上的行星轮7绕中心齿轮6顺时针公转和自转。
当重物5超载或者起重现场偶遇突发状况，致使起重的载荷增大超过额定负载，收缩机构被钢绳4束紧向内收缩，传动齿轮19在第一板套15和第二板套18的靠近作用下逆时针自转，同时收缩齿轮8随传动齿轮19一起逆时针自转。随着收缩机构的不断收缩，收缩齿轮8随收缩机构向内运动不断靠近行星轮7直至与行星轮7啮合(如图7所示)。此后收缩机构可以不再靠钢绳4的束紧力收缩，而是依靠行星轮7的转动带动收缩齿轮8逆时针转动，进而带动收缩机构继续收缩，在行星轮7和收缩齿轮8传动的过程中，行星轮7克服弹簧12的弹力沿滑槽相对于行星架10逆时针转动，直至收缩机构收缩至极限(如图8和9所示)，此时安装于第一板销16和第二板销17靠近挡柱21一端的压敏传感器触发，起升机构接收到信号后停止收卷钢绳4。
本发明还提供了一种起重作业安全监测方法，使用了上述起重机作业安全监测装置3，具体包括以下步骤：
(1)将本发明的起重机作业安全监测装置3安装于起重臂2的中部；
(2)将钢绳4从起升机构拉出并在起重机作业安全监测装置3的收缩机构外侧缠绕预设圈数，然后从起重臂2的悬臂端的端部下落起吊重物5；
(3)启动起升机构，收缩机构转动收卷钢绳4起吊重物5；
(5)在重物5超过额定载荷时，收缩机构收缩使得重物5减速上升，待收缩机构收缩至极限位置后触发压敏传感器，传递超载信号，切断起升机构。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种起重机作业安全监测装置，其特征在于：包括中心轴、中心齿轮、行星架、行星轮、收缩机构和二联传动件；
中心轴垂直设置于起重机的起重臂且向上延伸，中心齿轮设置于中心轴的顶端，行星架可转动地设置于中心轴，行星轮可转动地安装于行星架且通过移位装置能够沿行星架的周向移动，行星轮与中心齿轮啮合；
收缩机构安装于行星架的上方且能够沿行星架的径向方向有阻力地收缩，起重机的钢绳在收缩机构的外侧缠绕预设圈数，起吊重物时收缩机构顺时针转动，当重物超载后，钢绳逐渐束紧使得收缩机构收缩，收缩机构上设置有压敏传感器；
二联传动件包括从上至下相连接的收缩齿轮和传动齿轮，传动齿轮设置于收缩机构且在收缩机构的收缩驱动下逆时针自转，收缩机构收缩至预设位置后收缩齿轮与行星轮啮合，此后收缩机构在行星轮和传动齿轮的驱动下继续收缩至极限并触发压敏传感器，以控制起重机的起升机构停止工作。
2.根据权利要求1所述的一种起重机作业安全监测装置，其特征在于：移位装置包括滑块和弹簧，行星架的上表面设置有若干周向延伸的滑槽，滑块设置在滑槽内且位于滑槽顺时针方向侧的前端，弹簧连接在滑槽的另一端和滑块之间且促使滑块与滑槽顶压配合，行星轮的安装轴设置在滑块上，在收缩齿轮与行星轮啮合后，行星轮克服弹簧的弹力相对于行星架逆时针偏转。
3.根据权利要求2所述的一种起重机作业安全监测装置，其特征在于：弹簧配置成在收缩机构收缩至极限位置时具有压缩余量。
4.根据权利要求1所述的一种起重机作业安全监测装置，其特征在于：收缩机构包括沿圆周方向围合一周的若干收缩件，每个收缩件均包括挡柱和位于挡柱两侧的第一插装部和第二插装部；
第一插装部包括在径向方向间隔设置的第一板套和第一板销，第一板套位于第一板销的外侧，第二插装部包括在径向方向间隔设置的第二板套和第二板销，第二板套位于第二板销的内侧；相邻两个收缩件中对应设置的第一插装部和第二插装部有阻力地滑动插装，且插装后第一板套和第二板套之间具有间隙，第一板套和第二板套相对设置的侧面有齿牙，传动齿轮传动连接在第一板套和第二板套之间，挡柱可径向移动地设置在行星架上，钢绳在第一板套的外侧缠绕。
5.根据权利要求4所述的一种起重机作业安全监测装置，其特征在于：第一板套的上下两侧均设置有挡板。
6.根据权利要求4所述的一种起重机作业安全监测装置，其特征在于：行星架的外周壁设置有若干径向延伸的支撑臂，若干支撑臂沿行星架的圆周方向均匀分布，支撑臂上设置有径向延伸的导向槽，挡柱滑动插装于导向槽内。
7.根据权利要求1所述的一种起重机作业安全监测装置，其特征在于：中心轴的外周壁突出设置有限位台，限位台位于行星架的上方且位于中心齿轮的下方，行星轮设置在限位台的上方。
8.根据权利要求1所述的一种起重机作业安全监测装置，其特征在于：中心轴上套设有挡环，挡环位于行星架的下方以阻碍行星架向下运动。
9.根据权利要求1所述的一种起重机作业安全监测装置，其特征在于：行星轮、移位装置以及二联传动件均设置有三个。
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