CN117268620A - 起重机制动力矩智能检测装置 - Google Patents

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单迎歌
吴军
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Abstract

起重机制动力矩智能检测装置，包括制动器应力检测装置，制动器应力检测装置设置在制动力矩检测电路中，制动力矩检测电路将检测到的应力数据传送至处理器，处理器中执行制动下滑量检测算法；所述的制动器应力检测装置包括设置在连接轴A和连接轴B上的应变片，每个应变片均测量出制动轮的摩擦力大小，由此得出制动力矩；所述的制动力矩检测电路包括处理器，处理器通过系统总线连接数据接口，每个应变片均连接至数据接口上；本发明可以准确测量制动器制动力矩、制动时间的装置，通过该装置的测量，可以实现起重机下滑量检测、起重机制动器健康监测等功能。

Description

起重机制动力矩智能检测装置
技术领域
本发明属于是基于起重机控制系统技术领域，对起重机制动力矩及制动时间进行检测分析，以此判制动距离。
背景技术
起重机起升机构运行过程中，由于重力作用，在起重机停止运行之后，会存在一定距离的下滑量，该下滑量的大小，是决定起重机能否安全运行的重要指标。
目前随着技术的发展，已经有一些对起重机下滑量进行保护的装置如通过电压电流进行下滑量检测、通过检测制动磨损进行及时补偿等装置，但其都无法实际测量出制动力矩，会使得对制动器的状况判断不够准确。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对现有技术无法实际测量出制动力矩，导致对制动器状况判断不够准确的问题，提供一种起重机制动力矩智能检测装置。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
起重机制动力矩智能检测装置，其特征在于：包括制动器应力检测装置，制动器应力检测装置设置在制动力矩检测电路中，制动力矩检测电路将检测到的应力数据传送至处理器，处理器中执行制动下滑量检测算法；
所述的制动器应力检测装置包括设置在连接轴A和连接轴B上的应变片，每个应变片均测量出制动轮的摩擦力大小，由此得出制动力矩；
所述的制动力矩检测电路包括处理器，处理器通过系统总线连接数据接口，每个应变片均连接至数据接口上；
所述的制动下滑量检测算法为：在起重机起升机构停止动作时，吊钩受到向下的重力和钢丝绳向上的拉力 />，由于此时起升电机已经停止工作，所以钢丝绳拉力主要由制动力矩提供，可以通过制动器周围的应变片采集到；制动器夹紧的过程中，重力 />保持不变，拉力/>则逐渐增大到达到制动力矩最大值，直到起升机构完全停止，此时/>，运行速度V=0；
系统合力为： ；
系统加速度：；
运行过程中，由于重力保持不变，拉力 />则在从0开始逐渐增大，直至停止运行，所以加速度a也会逐渐变大，直至系统停止运行；
运行距离：；
系统合力F可以通过应变片的测量得出，所以通过对时间平方t²和系统合力F进行积分，即可计算出起升机构下滑量。
数据接口包括模拟量采集接口和通讯接口；模拟量采集接口用于将制动器应变片受力信息进行采集，通过内部运算放大器进行信号调理，调整为ADC可以识别的信号进行处理，对采集到的受力信息进行叠加运算得出制动器实际力矩；数据通讯接口用于人机交互界面的通讯，通过RS-485通讯或以太网接口进行数据传输，将采集到数据可以传输至大数据平台或控制室显示器中。
存储单元包括内存储器和非易失性存储器。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：可以准确测量制动器制动力矩、制动时间的装置，通过该装置的测量，可以实现起重机下滑量检测、起重机制动器健康监测等功能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中制动力矩检测电路的原理图。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，起重机制动力矩智能检测装置，包括制动器应力检测装置，制动器应力检测装置设置在制动力矩检测电路中，制动力矩检测电路将检测到的应力数据传送至处理器，处理器中执行制动下滑量检测算法；
所述的制动器应力检测装置包括设置在连接轴A和连接轴B上的应变片，每个应变片均测量出制动轮的摩擦力大小，由此得出制动力矩；
所述的制动力矩检测电路包括处理器，处理器通过系统总线连接数据接口，每个应变片均连接至数据接口上；
所述的制动下滑量检测算法为：在起重机起升机构停止动作时，吊钩受到向下的重力 和钢丝绳向上的拉力/>，由于此时起升电机已经停止工作，所以钢丝绳拉力主要由制动力矩提供，可以通过制动器周围的应变片采集到；制动器夹紧的过程中，重力 />保持不变，拉力/>则逐渐增大到达到制动力矩最大值，直到起升机构完全停止，此时/>，运行速度V=0；
系统合力为：；
系统加速度：；
运行过程中，由于重力保持不变，拉力/>则在从0开始逐渐增大，直至停止运行，所以加速度a也会逐渐变大，直至系统停止运行；
运行距离：；
系统合力F可以通过应变片的测量得出，所以通过对时间平方t²和系统合力F进行积分，即可计算出起升机构下滑量。
如图1所示轮式制动器，当制动期间，由于惯性作用，制动轮会和制动器产生一定的相对位移，则在制动片A和制动片B上将会产生反方向的摩擦力，与此同时，也将会在连接轴A和连接轴B处产生相应的压力，所以，通过在连接轴A和连接轴B上添加应变片，则可以测量出制动轮的摩擦力大小，由此可以判断制动力矩。
制动力矩检测电路框图如图2所示，制动力矩检测电路由处理器、存储器、通信接口、系统总线等组成。数据接口包括模拟量采集接口和通讯接口。模拟量采集接口用于将制动器应变片受力信息进行采集，通过内部运算放大器进行信号调理，调整为模数转换器（ADC）可以识别的信号进行处理，对采集到的受力信息进行叠加运算得出制动器实际力矩；数据通讯接口用于人机交互界面的通讯，通过RS-485通讯或以太网接口进行数据传输，将采集到数据可以传输至大数据平台或控制室显示器中，并可以在后台对设备进行参数设置、标定等操作。
处理器具有一定的运算能力，提供本地运算和基本控制的能力，在本地对制动器受力情况进行分析处理，计算出实际下滑量和制动器制动力矩，并将数据传输至通讯接口；
存储单元包括内存储器和非易失性存储器，为处理器提供运算环境和数据储存空间，保存一定时间的原始数据，方便后期维护及故障检查。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.起重机制动力矩智能检测装置，其特征在于：包括制动器应力检测装置，制动器应力检测装置设置在制动力矩检测电路中，制动力矩检测电路将检测到的应力数据传送至处理器，处理器中执行制动下滑量检测算法；
所述的制动器应力检测装置包括设置在连接轴A和连接轴B上的应变片，每个应变片均测量出制动轮的摩擦力大小，由此得出制动力矩；
所述的制动力矩检测电路包括处理器，处理器通过系统总线连接数据接口，每个应变片均连接至数据接口上；
所述的制动下滑量检测算法为：在起重机起升机构停止动作时，吊钩受到向下的重力和钢丝绳向上的拉力/>，由于此时起升电机已经停止工作，所以钢丝绳拉力主要由制动力矩提供，可以通过制动器周围的应变片采集到；制动器夹紧的过程中，重力/>保持不变，拉力则逐渐增大到达到制动力矩最大值，直到起升机构完全停止，此时/>，运行速度V=0；
系统合力为：；
系统加速度：；
运行过程中，由于重力保持不变，拉力/>则在从0开始逐渐增大，直至停止运行，所以加速度a也会逐渐变大，直至系统停止运行；
运行距离：；
系统合力F可以通过应变片的测量得出，所以通过对时间平方t²和系统合力F进行积分，即可计算出起升机构下滑量。
2.根据权利要求1所述的起重机制动力矩智能检测装置，其特征在于：数据接口包括模拟量采集接口和通讯接口；模拟量采集接口用于将制动器应变片受力信息进行采集，通过内部运算放大器进行信号调理，调整为模数转换器可以识别的信号进行处理，对采集到的受力信息进行叠加运算得出制动器实际力矩；数据通讯接口用于人机交互界面的通讯，通过RS-485通讯或以太网接口进行数据传输，将采集到数据可以传输至大数据平台或控制室显示器中。
3.根据权利要求1所述的起重机制动力矩智能检测装置，其特征在于：存储单元包括内存储器和非易失性存储器。
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