CN113824932B - 一种缆绳实时状态监测系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种缆绳实时状态监测系统及其使用方法，该系统包括：牵引绞盘、导向轮以及缆绳状态监测装置；所述的导向轮水平设置；所述的牵引绞盘设置在所述的导向轮正上方；所述缆绳状态监测装置设置在所述导向轮和所述牵引绞盘的中部位置；缆绳被设置为通过牵引绞盘垂直穿过所述缆绳状态监测装置，并进入导向轮的垂直导向器从而经由所述垂直导向器进入导向轮。本发明通过摄像机、红外线感应器和温度传感器，实时监测缆绳的形变、温度和磨损情况，并判别缆绳的使用寿命，提高合成纤维缆的故障诊断效率与综合使用效率。

Description

一种缆绳实时状态监测系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及缆绳监测技术领域，具体而言，尤其涉及一种缆绳实时状态监测系统及其使用方法。

背景技术

随着技术的发展和科技的进步，缆绳的发展也有很大的进步。从传统的缆绳大都是钢索、麻和棉绳，大多用锦纶、丙纶、维纶、涤纶等制做，合成纤维缆出现以后，合成纤维缆绳除了具备抗拉、抗冲击、耐磨损、柔韧轻软等基本特性以外，还具有比重轻、强度高、抗冲击和耐磨性好、耐腐蚀、耐霉烂、耐虫蛀等优点。化纤缆绳按加工结构分为3股、多股拧绞缆绳和8股、多股编绞缆绳两类。3股缆绳一般直径为4～50毫米，8股缆绳一般直径为35～120毫米。化纤缆绳除用于船舶系缆外，还广泛用于起重机、绞车等交通运输、工业、矿山、体育和渔业方面。

为了推动交通运输、工业、矿山、体育和渔业等方面的发展，同时考虑到缆绳作业安全对这些行业的影响，开展针对缆绳实时状态监测技术的研究，是推动这些行业开发和利用中必不可少的环节。

发明内容

根据现有技术中缆绳实时状态监测系统存在监测不全面、监测所得结果不理想等缺陷，本发明提供了一种缆绳实时状态监测系统及其使用方法，通过牵引绞盘垂直导向轮和导向轮垂直导向轮将所要监测的合成纤维缆放置在合成纤维缆绳实时状态监测器中心处，减少对中操作，使得监测更加准确，操作更加简单。

本发明采用的技术手段如下：

一种缆绳实时状态监测系统，其特征在于，该系统包括牵引绞盘、导向轮以及缆绳状态监测装置；

所述的导向轮水平设置；

所述的牵引绞盘设置在所述的导向轮正上方；

所述缆绳状态监测装置设置在所述导向轮和所述牵引绞盘的中部位置；

缆绳被设置为通过牵引绞盘垂直穿过所述缆绳状态监测装置，并进入导向轮的垂直导向器从而经由所述垂直导向器进入导向轮。

进一步地，所述的牵引绞盘包括牵引卷筒和垂直导向器；

所述的垂直导向器固定在牵引卷筒侧边出口处，使得缆绳在离开牵引绞盘时是保持垂直向下状态。

进一步地，所述的导向轮包括导向卷筒、垂直导向器和导向轮支架；

所述的垂直导向器固定在导向卷筒入口处，使得缆绳在进入导向轮前保持垂直状态；

所述的导向轮支架用于将导向轮固定在水平面。

进一步地，所述缆绳状态监测装置包括：LED灯组、红外线感应器组、高清摄像机组、温度传感器组和监测器外壳；

所述的LED灯组包括以缆绳为中心环绕方式设置在监测器外壳内部的若干个LED灯；

所述红外线感应器组包括以缆绳为中心环绕方式设置在监测器外壳内部的若干个红外线感应器；

所述高清摄像机组包括以缆绳为中心环绕方式设置在监测器外壳内部的若干个高清摄像机；

所述温度传感器组包括以缆绳为中心环绕方式设置在监测器外壳内部的若干个温度传感器。

进一步地，所述监测器外壳外部设置有监测器固定孔和信号处理器，所述信号处理器用于接收红外线感应器组、高清摄像机组以及温度传感器组采集的缆绳状态数据；

所述是监测外壳呈八棱柱状。

本发明还提供了一种如上述任意一项所述的缆绳实时状态监测系统的使用方法，包括以下步骤：

在缆绳工作时，将缆绳通过牵引绞盘，垂直进入缆绳状态监测装置，再从缆绳状态监测装置底部穿出，使得缆绳在穿过缆绳状态监测装置的过程中保持在垂直方向上延伸；

开启LED灯组、红外线感应器、高清摄像机以及温度传感器，周向采集缆绳的形变数据、图像数据以及温度数据，将上述各数据采集至信号处理器；

通过信号处理器对上述数据进行分析识别，并依据识别结果，给出缆绳状态监测结果。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明中缆绳经过牵引绞盘垂直导向轮至导向轮垂直导向轮处，使得缆绳保持垂直状态穿过缆绳状态监测装置，有利于缆绳放置在合成纤维缆绳实时状态监测器中心处，减少对中操作，使得监测更加准确，操作更加简单。

2、本发明中缆绳状态监测装置包括红外线感应器、高清摄像头、温度传感器和LED灯在内的监测和照明设备都设置多组，同时多种监测设备监测的信息相互补充。利用光学传感器与温度传感器，实时测得缆绳工作状态信息，实现缆绳状态监控的可视化与数字化。

3、基于本发明所设置的缆绳实时状态监测系统所得到的图像信息与温度信息，通过信息后处理技术手段，可对缆绳工作状态进行实时故障诊断，实现故障预警以及故障类型甄别。对于作业风险的预防与化解具有很强的前瞻性表现，可极大提升对于缆绳的综合使用效率。

4、本发明所设置的缆绳实时状态监测系统，具有很强的普适性。不局限于用于监测合成纤维缆绳，对于监测包括钢缆在内的其它材料缆绳仍具有很好的适用性。

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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。

图1为本发明缆绳实时状态监测系统的原理结构示意图。

图2为本发明缆绳实时状态监测系统中缆绳状态监测装置外部俯视图。

图3为本发明合成纤维缆绳实时状态监测系统中缆绳状态监测装置内部示意图。

其中：1、缆绳，2、牵引绞盘，3、第一垂直导向轮，4、缆绳状态监测装置，401、监测器顶盖，402、监测器固定孔，403、信号处理器，404、监测器外壳，405、LED灯，406、红外线感应器，407、高清摄像机，408、温度传感器，409、监测器底座；5、第二垂直导向轮，6、导向轮，7、导向轮支架。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1至图3所示，本发明提供了一种缆绳实时状态监测系统，包括：牵引绞盘2、导向轮6和缆绳实时状态监测装置4。导向轮6设置在水平处，牵引绞盘2放置在导向轮6上方，所述的缆绳实时状态监测装置4放置在导向轮6和牵引绞盘2中间；缆绳1通过牵引绞盘2垂直穿入缆绳实时状态监测装置4，垂直从缆绳实时状态监测装置4底部409穿出，进入导向轮6的垂直导向器5从而进入导向轮6。

缆绳1经过牵引绞盘2和导向轮6，使得缆绳2在穿过缆绳实时状态监测装置4时保持垂直状态，有利于缆绳实时状态监测装置4监测的准确性，同时缆绳实时状态监测装置4中设置有摄像机407、红外线感应器406和温度传感器408，可以更加清晰的监测合成纤维缆绳1的状态。

进一步地，缆实时状态监测装置4包括LED灯405、红外线感应器406、高清摄像机407、温度传感器408和监测器外壳404其中，LED灯405、红外线感应器406、高清摄像机407、温度传感器408在监测器外壳404内部，且优选每种都设置四个。LED灯405为高清摄像头407提供照明作用。监测器外壳404设置有监测器固定孔402和信号处理器403，优选地，监测外壳404是八棱柱状。

具体来说，红外线感应器406、高清摄像机407、温度传感器408依次安置在一个面上，每隔一个面再设置一组，所述的LED灯405设置在每两组监测设备中间面处，具体布置如图3所示，所述的监测器固定孔402可以固定在固定物体上，也可以固定在移动的物体上，只需使缆绳能垂直穿过合成纤维缆绳实时状态监测器4即可。所述的信号处理器403安置在监测器外壳404外部，用于收集数据、提供电源和传递数据。

进一步地，牵引绞盘2包括牵引卷筒和第一垂直导向轮3，其中垂直导向轮3固定在牵引卷筒2侧边出口处，使得缆绳在离开牵引绞盘2时是保持垂直向下状态。所述的导向轮6包括导向卷筒、第二垂直导向轮5和导向轮支架7，第二垂直导向轮5固定在导向卷筒6入口处，使得缆绳1在进入导向轮6前保持垂直状态；所述的导向轮支架7用于将导向轮固定在水平面。

本发明还公开了一种上述缆绳实时状态监测系统的使用方法，包括：

在缆绳1工作时，缆绳1通过牵引绞盘2，从垂直导向轮3输出，垂直进入缆绳实时状态监测器4，再从合成纤维缆绳实时状态监测器底部409穿出，进入导向轮6的垂直导向轮5，使得缆绳1垂直穿过合成纤维缆绳实时状态监测器4，缆绳1从合成纤维缆绳实时状态监测器4中心穿过，首先经过红外线感应406区域、再由高清摄像头407拍照，最后经过温度传感器408区域，使得合成纤维缆绳实时状态监测器4能够准确的监测缆绳1的实时状态和多种监测信息。最后由信号处理器403收集数据和传输数据。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种缆绳实时状态监测系统，其特征在于，该系统包括牵引绞盘、导向轮以及缆绳状态监测装置；

所述的导向轮水平设置，包括导向卷筒、垂直导向器和导向轮支架，所述的垂直导向器固定在导向卷筒入口处，使得缆绳在进入导向轮前保持垂直状态；所述的牵引绞盘设置在所述的导向轮正上方，包括牵引卷筒和垂直导向器，所述的垂直导向器固定在牵引卷筒侧边出口处，使得缆绳在离开牵引绞盘时是保持垂直向下状态；

所述缆绳状态监测装置设置在所述导向轮和所述牵引绞盘的中部位置；

缆绳通过牵引绞盘从第一垂直导向轮输出，垂直进入缆绳状态监测装置，再从缆绳状态监测装置底部穿出，进入第二垂直导向轮，使得缆绳由缆绳状态监测装置的中心垂直穿过；

所述缆绳状态监测装置包括：LED灯组、红外线感应器组、高清摄像机组、温度传感器组和监测器外壳，

所述的LED灯组包括以缆绳为中心环绕方式设置在监测器外壳内部的若干个LED灯，

所述红外线感应器组包括以缆绳为中心环绕方式设置在监测器外壳内部的若干个红外线感应器，

所述高清摄像机组包括以缆绳为中心环绕方式设置在监测器外壳内部的若干个高清摄像机，

所述温度传感器组包括以缆绳为中心环绕方式设置在监测器外壳内部的若干个温度传感器；

所述监测器外壳外部设置有信号处理器，所述信号处理器用于接收红外线感应器组、高清摄像机组以及温度传感器组采集的缆绳状态数据，以对缆绳工作状态进行实时故障诊断，实现故障预警以及故障类型甄别；所述缆绳状态数据包括缆绳的形变数据、图像数据以及温度数据。

2.根据权利要求1所述的缆绳实时状态监测系统，其特征在于，所述监测器外壳外部设置有监测器固定孔，所述监测器外壳呈八棱柱状。

3.一种如上述权利要求1所述的缆绳实时状态监测系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

在缆绳工作时，将缆绳通过牵引绞盘，垂直进入缆绳状态监测装置，再从缆绳状态监测装置底部穿出，使得缆绳在穿过缆绳状态监测装置的过程中保持在垂直方向上延伸；

开启LED灯组、红外线感应器、高清摄像机以及温度传感器，周向采集缆绳的形变数据、图像数据以及温度数据，将上述各数据采集至信号处理器；

通过信号处理器对上述数据进行分析识别，并依据识别结果，给出缆绳状态监测结果。

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