CN113865759A - 一种用于d形卸扣的力检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于D形卸扣的力检测装置，包括底座和外壳；底座外壁设置有与D形卸扣底部形状匹配的凹槽，凹槽上方对应底座宽度方向中心面处设置有测量孔，测量孔的上表面固定有传感器模块、下表面固定有信号补偿放大模块；外壳将底座和D形卸扣底部包覆，外壳上固定有芯片处理模块、无线模块和电源模块；传感器模块与信号补偿放大模块、信号补偿放大模块与芯片处理模块之间通过导线连接。将底座和外壳作为D形卸扣钢丝绳连接段的附加套件，在附加套件上设置智能模块，通过智能模块检测并反馈整个承力系统的工作情况。不用开孔植入传感器，保证卸扣结构强度；同类型的传感器之间相互匹配，便于更换。智能模块的设置可提供系统工作模式选择。
Description
技术领域
本发明涉及一种D形卸扣，具体为一种用于D形卸扣的力检测装置。
背景技术
随着工业技术的迅速发展，卸扣广泛适用于电力、冶金、石油、机械、铁路、化工、港口、矿山、建筑等各行各业，其与钢丝绳连接时受力情况对工作安全至关重要。但是现阶段对卸扣受力情况没有引起足够的重视，同时也缺乏有效的手段，目前的方案为在卸扣固定销轴上开孔植入传感器检测，此方法不仅加工困难，而且会降低原有结构强度，对现有卸扣不方便大规模改造。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不用改变D形卸扣的结构，但能有效检测卸扣受力情况，并反映整个承力系统工作状态的装置。
本发明提供的这种用于D形卸扣的力检测装置，包括底座和外壳；底座外壁设置有与D形卸扣底部形状匹配的凹槽，凹槽上方对应底座宽度方向中心面处设置有测量孔，测量孔的上表面固定有传感器模块、下表面固定有信号补偿放大模块；外壳将底座和D形卸扣底部包覆，外壳上固定有芯片处理模块、无线模块和电源模块；传感器模块与信号补偿放大模块、信号补偿放大模块与芯片处理模块之间通过导线连接。
上述技术方案的一种实施方式中，所述底座为C形体，包括通过插接方式连接的两部分，且连接处位于C形体宽度中心面的一侧。
上述技术方案的一种实施方式中，所述底座为金属座，其两部分之间通过楔形槽和楔形凸条插接后胶接为一体。
上述技术方案的一种实施方式中，所述测量孔为桥形孔。
上述技术方案的一种实施方式中，所述底座的外弧面中间位置处与所述外壳的内壁接触，外壳的宽度方向两侧与底座宽度方向两侧套合后形成包覆D形卸扣的圆孔。
上述技术方案的一种实施方式中，所述外壳的材质为工程塑料，它沿厚度方向中心面对称分成两部分，两部分胶接为一体。
上述技术方案的一种实施方式中，所述外壳的宽度方向两侧高于所述底座的宽度方向两侧，高出段的底面卡接于底座两侧顶面。
本发明设置包覆D形卸扣钢丝绳连接段的底座和外壳，在底座上设置测量孔，在测量孔的上表面固定传感器模块、下表面固定信号补偿放大模块，通过传感器模块反馈测量孔上表面的变形来检测卸扣的受力情况，在外壳上设置接收处理传感器模块检测数据的芯片处理模块和无线模块。即将底座和外壳作为D形卸扣钢丝绳连接段的附加套件，在附加套件上设置智能模块，通过智能模块检测并反馈整个承力系统的工作情况。不用在原有卸扣结构中开孔植入传感器，保证卸扣结构强度；另外同类型的传感器之间可以相互匹配，便于更换。智能模块的设置可提供系统工作模式选择，针对于实际复杂多变情况，设计出不同的工作模式，以达到检测、处理储存数据、上报数据的目的，为监测卸扣受力状态提供行之有效的办法。
附图说明
图1为本发明一个优选实施例的使用状态示意图。
图2为图1中外壳去掉一半的示意图。
图3为图1去掉整个外壳的示意图。
图4为图1至图3中的底座结构示意图。
图5为图4中左座体的结构示意图。
图6为图4中右座体的结构示意图。
图7为本实施例不同工作模式对应的模块工作状态示意图。
具体实施方式
结合图1至图3可以看出：
本实施例公开的这种用于D形卸扣的力检测装置，包括底座1和外壳2。
底座1为C形体，其外壁有与D形卸扣底部形状匹配的凹槽，D形卸扣的底部套于底座上的凹槽中后，通过外壳将C形体包覆。即底座和外壳作为附加套件，包覆固定于D形卸扣的钢丝绳连接段外。
结合图3至图6可以看出，底座1包括插接连接的左座体11和右座体12，左座体11的插接端设置有楔形凸条，右座体12的插接端设置有楔形凹槽，两者通过楔形凸条和楔形凹槽插接装配，装配线在C形体宽度方向中心面的一侧，这样便于在C形体的宽度方向中心面处设置测量孔111，测量孔位于C形体外壁凹槽的上方，为贯穿C形体厚度的桥形孔。
底座1采用金属材料制作，本实施例优选国标标准钢号40Cr合金。底座1的两部分插接后通过工程胶水胶接，以保证底座1的整体性。
从图2可以看出，外壳2的高宽度方向两侧高于底座1的宽度方向两侧，底座1的最低位置处与外壳2的内腔底面接触，底座1的宽度方向两侧与外壳1宽度方向两侧内壁接触，底座1的厚度方向两侧与外壳2的厚度方向内壁接触，外壳2两侧的高出段底面卡接于底座1两侧的顶面。
即外壳2贴合包覆于底座1外，而为了便于装配及保证外壳与底座之间的接触，将外壳2按其厚度方向中心面设置有对称的前后两部分。
底座1和外壳2制作好后，在底座1上的测量孔上表面中间位置处固定传感器模块、下表面固定信号补偿放大模块。本实施例的传感器模块优选电阻应变片传感器，信号补偿放大木苦熬优选惠斯通电桥。
外壳其表面固定芯片处理模块、无线模块和电源模块，传感器模块与信号补偿放大模块之间，信号补偿放大模块与芯片处理模块之间分别通过导线连接。
外壳2采用工程塑料制作，以保证无线模块的信号传输。
本装置的具体装配流程如下：
(1)将已贴好传感器模块与信号补偿放大模块的底座1凹槽涂好胶水与卸扣底部贴合；
(2)在底座1的外壁凹槽和插接楔形结构处涂好胶水，将D形卸扣底部套合于底座1外壁的凹槽中；
(3)信号补偿放大模块与芯片处理模块通过导线连接
(4)在外壳内壁涂好胶水，将底座和D形卸扣底部包覆，使底座和外壳形成D形卸扣的附加套件。
本装置的工作原理如下：
芯片处理模块中芯片进入待机模式后，芯片工作电流下降，节省电源消耗，但RAM、定时器、中断系统和串行口依然正常工作。
芯片处理模块可对传感器模块、无线模块、电源模块进行管理，确保整个系统正常工作。
芯片处理模块设置系统的工作模式，无线模块将经过芯片处理的传感器信号传送至上位机，电源模块可由太阳能和电池组合供电，电源模块为传感器模块、信号补偿模块、芯片处理模块、无线模块供电。
整个系统可根据实际情况，可以采用如下工作模式：
模式一：在整个承力系统起重工作过程中，卸扣动态受力，传感器模块、芯片处理模块和无线模块正常工作，实时检测，实时处理数据，实时上报数据；
模式二：在整个承力系统承重过程中，卸扣小范围浮动受力，整个系统可以间歇性工作，根据实际情况做到1小时上报一次检测数据，或12小时上报一次检测数据，或24小时上报一次检测数据等；
模式三，在整个承力系统承重过程中，卸扣小范围浮动受力，传感器模块正常工作，芯片处理模块正常工作，处理记录数据，无线模块间歇性工作，根据实际情况做到1小时上报一次检测数据，或12小时上报一次检测数据，或24小时上报一次检测数据等；
模式四，在整个承力系统承重过程中，卸扣小范围浮动受力，传感器模块正常工作，芯片处理模块正常工作，处理记录数据。无异常情况，无线模块不工作，不上报检测数据；有异常情况，无线模块工作，上报异常检测数据；
模式五，在整个承力系统承重过程中，卸扣小范围浮动受力，传感器模块正常工作，无异常情况，芯片处理模块进入待机模式，无线模块不工作，不上报检测数据；有异常情况，芯片处理模块正常工作，处理记录数据，无线模块工作，上报异常检测数据。
在工作过程中，经过标定后的检测装置，检测卸扣与钢丝绳连接的受力情况，在底座因承受拉力而发生形变，选用电阻应变片的传感器模块通过检测这种微小形变来计算力大小，经过放大补偿电路后，将信号传输至芯片处理模块，处理后的数据通过无线模块传输到上位机进行处理，上位机也可通过无线模块对检测装置进行控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明运用加载U形传感器底座和外壳组合附件的方式，不需要在原有D形卸扣结构中开孔植入传感器，保证结构强度的同时附加套件尽可能轻便，同类型的传感器之间可以相互匹配，方便损坏结构更换。本发明以附加配件的形式加载于现有D形卸扣结构中，便于能够市场化推广、大规模使用。
(2)本发明提供系统工作模式选择，针对于实际复杂多变情况，设计出不同的工作模式，以达到检测、处理储存数据、上报数据的目的，为监测卸扣受力状态提供行之有效的办法。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。
Claims (7)
1.一种用于D形卸扣的力检测装置，其特征在于：
本装置包括底座和外壳；
底座外壁设置有与D形卸扣底部形状匹配的凹槽，凹槽上方对应底座宽度方向中心面处设置有测量孔，测量孔的上表面侧固定有传感器模块、下表面固定有信号补偿放大模块；
外壳将底座和D形卸扣底部包覆，外壳上固定有芯片处理模块、无线模块和电源模块；
传感器模块与信号补偿放大模块、信号补偿放大模块与芯片处理模块之间通过导线连接。
2.如权利要求1所述的用于D形卸扣的力检测装置，其特征在于：所述底座为C形体，包括通过插接方式连接的两部分，且连接处位于C形体宽度方向中心面的一侧。
3.如权利要求2所述的用于D形卸扣的力检测装置，其特征在于：所述底座为金属座，其两部分之间通过楔形槽和楔形凸条插接后胶接为一体。
4.如权利要求1所述的用于D形卸扣的力检测装置，其特征在于：所述测量孔为桥形孔。
5.如权利要求2所述的用于D形卸扣的力检测装置，其特征在于：所述底座的外弧面中间位置处与所述外壳的内壁接触，外壳的宽度方向两侧与底座宽度方向两侧套合后形成包覆D形卸扣的圆孔。
6.如权利要求1所述的用于D形卸扣的力检测装置，其特征在于：所述外壳的材质为工程塑料，它沿厚度方向中心面对称分成两部分，两部分胶接为一体。
7.如权利要求6所述的用于D形卸扣的力检测装置，其特征在于：所述外壳的宽度方向两侧高于所述底座的宽度方向两侧，高出段的底面卡接于底座两侧顶面。
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