CN203474354U - 一种强夯机自动刹车保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种强夯机自动刹车的保护装置，拉力开关分别与拉力传感器、信号隔离单元相连，单片机的I/O口分别与信号隔离单元、刹车开关相连，拉力传感器顶端接第三钢丝绳，拉力传感器末端接钢丝绳，拉力传感器放入圆柱形铁皮盒内，钢丝绳分别从铁皮盒的圆形孔中伸出，拉力传感器接通信数据线从圆形孔中伸出，铁皮盒上螺栓用以卡紧拉力传感器定位，钢丝绳通过连接件与强夯机的钢丝绳连接，钢丝绳通过连接件与钢丝绳连接，钢丝绳下部接夯锤。结构简单，使用方便，提高了强夯机工作过程中的安全性、稳定性和工作效率，提高了强夯机工作过程中钢丝绳的使用寿命，减轻了工人的劳动强度，节约用工，功效高，保证了施工安全。

Description

一种强夯机自动刹车保护装置

技术领域

本实用新型涉及一种保护装置，尤其是涉及一种强夯机自动刹车的保护装置，特别涉及一种保护夯锤下落过程中可能出现的多余出绳对力臂损害以及对施工人员安全威胁的装置。

背景技术

强夯法是一种应用非常广泛的地基处理方法，它是用大型的起重机将8-40吨的重锤从6-40米的高度下落，对土进行强力夯实。在强夯机作业过程中经常会出现夯锤落地后，若无法及时停止卷扬机工作，粗大的钢丝绳在惯性作用下可能会向起吊机的臂杆方向撞击，通常的做法是用旧轮胎绑在吊臂上以减轻撞击力，但吊臂被撞坏在所难免。不仅如此，如果钢丝绳砸向强夯机附近的施工人员会有极大的安全威胁。为了避免此现象发生，一般采用两种措施：一是有操作人员根据肉眼观察夯锤高度，或经验判断夯锤落地时间进行手工刹车；二是强夯机生产商固定离合器压力和制动点刹车。其中第一种措施的缺点在于如果强夯机阻挡操作人员视线或夜间施工，无法准确观察夯锤起落高度，过度依赖操作人员经验也是不可取的，例如，提前刹车会造成提前制动而拉动翻车的危险，滞后刹车则出绳量过多，降低夯击效率，无法避免钢丝绳下落偏离对施工人员的安全威胁；第二种措施则需要制造商调试每台强夯机的制动压力和制动点，需要投入大量的人力，且不易维护。虽然近年来，一些专利报道了强夯机的自动控制或自动刹车装置，如强夯机刹车自动调节器（申请号：201110065736.3）、强夯机自动控制装置（申请号：201210151355.1），但这些装置仍存在造价昂贵，不易维护等缺点。

强夯过程中极易出现的另一问题是，当夯坑内有积水或是夯击土体为饱和粘土时，会导致夯锤吸力增大，在夯锤提升过程中，如果强行提锤会导致强夯机前身重量加大，出现前倾现象，发生翻车的危险。类似问题的解决方法同样要依靠操作人员经验，对人员的操作技术要求较高。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种强夯机自动刹车的保护装置，该保护装置主要解决针对夯锤下落过程中可能出现的多余出绳对力臂损害以及对施工人员安全威胁的问题，同时还针对强行提锤引起的机车前倾翻车问题，结构简单，使用方便，提高了强夯机工作过程中的安全性、稳定性和工作效率，提高了强夯机工作过程中钢丝绳的使用寿命，降低了强夯机提升装置的成本和故障率，减轻了工人的劳动强度，节约用工，功效高，保证了施工安全。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种强夯机自动刹车的保护装置，包括拉力传感器1、拉力开关2、信号隔离单元3、单片机4、刹车开关5，其特征在于：拉力开关2分别与拉力传感器1、信号隔离单元3相连，单片机4的I/O口分别与信号隔离单元3、刹车开关5相连，信号隔离单元3主要器件是光电耦合器，作用是隔离拉力传感器1和单片机4之间的连接，避免干扰信号传入单片机4引起误动作。

拉力传感器1在强夯机中的设计是：将拉力传感器1顶端接第三钢丝绳7c，拉力传感器1末端接第二钢丝绳7b，将拉力传感器1放入圆柱形铁皮盒9内，第三钢丝绳7c与第二钢丝绳7b分别从铁皮盒的第一圆形孔12a与第二圆形孔12b中伸出，拉力传感器1接通信数据线11从第一圆形孔12a中伸出，铁皮盒上第一螺栓10a、第二螺栓10b、第三螺栓10c、第四螺栓10d用以卡紧拉力传感器1定位，第三钢丝绳7c通过第二连接件8b与强夯机的第四钢丝绳7d连接，第二钢丝绳7b通过第一连接件8a与第一钢丝绳7a连接，第一钢丝绳7a下部接夯锤6。

上述一种强夯机自动刹车的保护装置的主要部件作用为：

信号隔离单元3作用是隔离拉力传感器1和单片机4之间的连接，避免干扰信号传入单片机4引起误动作。

铁皮盒9的作用是保护拉力传感器1，延长拉力传感器1的使用寿命。

第一螺栓10a、第二螺栓10b、第三螺栓10c、第四螺栓10d的作用是用以卡紧拉力传感器1定位，保持拉力传感器1的垂直状态，提高拉力测量准确度。

上述一种强夯机自动刹车的保护装置的主要工作原理为：

拉力传感器1测定的是卷扬机的提升拉力F1与夯锤的重力F2的合力F3。系统正常状态下处于闭合状态，整个保护装置引线回路闭合为“0”信号，经隔离单元2光耦合器耦合并反相加到单片机4一个固定“1”信号，单片机处于休眠状态。只要拉力合力F3非常小（设定为小于夯锤重力的10%）或超过强夯机的倾覆力，拉力传感器1触发拉力开关2，数据信号传递至信号隔离单元2中光电耦合放大反相后送入至单片机4的I/O口发送“0”信号，单片机4立即启动触动刹车开关5阻止电机运转，强夯机自动刹车停止工作。

本实用新型具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型简单易用，性能安全可靠，操作使用极其方便，便于维护，成本低。

2、有效防止夯锤下落过程中可能出现的多余出绳对力臂损害以及对施工人员安全威胁，以及避免强行提锤引起的机车前倾翻车的现象，提高强夯机使用的安全性与稳定性。

3、在强夯机提升过程中钢丝绳拉力过大会自动刹车，提高了钢丝绳的使用寿命，降低强夯机提升装置的成本和故障率。

4、保护装置减轻了强夯机操作人员的劳动强度，同时有效控制强夯机的提升与下落，提高强夯机的工作效率。

附图说明

图1为一种强夯机自动刹车的保护装置本的结构示意图。

图2为一种强夯机自动刹车的保护装置本中的拉力传感器连接示意图。

其中：1－拉力传感器（型号：EL20－485）、2－拉力开关(型号：KL-8807C）、3－信号隔离单元（型号：SFG-1104）、4－单片机（型号：STC11/10）、5－刹车开关（型号：FLY125）、6－夯锤、7a－第一钢丝绳、7b－第二钢丝绳、7c－第三钢丝绳、7d－第四钢丝绳、8a－第一连接件、8b－第二连接件、9－铁皮盒、10a－第一螺栓、10b－第二螺栓、10c－第三螺栓、10d－第四螺栓、11－通信数据线、12a－第一圆形孔、12b－第二圆形孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型发明的强夯机自动刹车保护装置作进一步详细说明。

如图1所示，一种强夯机自动刹车的保护装置本包括拉力传感器1、拉力开关2、信号隔离单元3、单片机4、刹车开关5，其特征在于：拉力开关2分别与拉力传感器1、信号隔离单元3相连，单片机4的I/O口分别与信号隔离单元3、刹车开关5相连，信号隔离单元3主要器件是光电耦合器，作用是隔离拉力传感器1和单片机4之间的连接，避免干扰信号传入单片机4引起误动作。

图2展示了拉力传感器1在强夯机中的布置是：其特征在于：将拉力传感器1顶端接第二钢丝绳7c，拉力传感器1末端接第三钢丝绳7b，将拉力传感器1放入圆柱形铁皮盒9内，铁皮盒9起到保护拉力传感器1的作用，延长拉力传感器1的使用寿命，第二钢丝绳7c与第三钢丝绳7b分别从铁皮盒的第一圆形孔12a与第二圆形孔12b中伸出，拉力传感器1接通信数据线11从第一圆形孔12a中伸出，铁皮盒上第一螺栓10a、第二螺栓10b、第三螺栓10c、第四螺栓10d用以卡紧拉力传感器1定位，第三钢丝绳7c通过第二连接件8b与强夯机的第四钢丝绳7d连接，第三钢丝绳7b通过第一连接件8a与第一钢丝绳7a连接，第一钢丝绳7a下部接夯锤6。

本实用新型的工作原理为：

拉力传感器1分别通过第三钢丝绳7c、第二连接件8b、第四钢丝绳7d以及第三钢丝绳7b、第一连接件8a、第一钢丝绳7a与强夯机的卷扬机和夯锤连接，拉力传感器1测定的是卷扬机的提升拉力F1与夯锤的重力F2的合力F3=F2-F1。

本强夯机自动刹车保护装置正常状态下处于闭合状态，整个保护装置引线回路闭合为“0”信号，经信号隔离单元3光耦合器耦合并反相加到单片机4一个固定“1”信号，单片机处于休眠状态。只要拉力合力F3为零或超过强夯机的倾覆力，拉力传感器1触发拉力开关2，数据信号传递至信号隔离单元3中光电耦合放大反相后送入至单片机4的I/O口发送“0”信号，单片机4立即启动触孔刹车开关5阻止电机运转，强夯机自动刹车。

当夯锤下行，至落地时，钢丝绳不在承担夯锤重量，卷扬机会继续带动钢丝绳下行，钢丝绳呈松弛状态，此时拉力传感器测得拉力F3非常小，可以假定为夯锤重力的10%，当F3非常小时拉力传感器1触发拉力开关2，数据信号传递至信号隔离单元2中光电耦合放大反相后送入至单片机4的I/O口发送“0”信号，单片机4立即启动触动刹车开关5阻止电机运转，强夯机自动刹车，有效防止夯锤下落过程中可能出现的多余出绳对力臂损害以及对施工人员安全威胁。

当夯锤上行时，如果夯锤难以从夯击物中拔出，卷扬机提升力非常大，一旦拉力传感器1测得拉力F3大于强夯机的倾覆力时，触发拉力开关2，数据信号传递至信号隔离单元2中光电耦合放大反相后送入至单片机4的I/O口发送“0”信号，单片机4立即启动触动刹车开关5阻止电机运转，强夯机自动刹车，有效防止强行提锤引起的机车前倾翻车问题。

应当指出的是，上述内容是本实用新型的强夯机自动刹车保护装置的一个列举，此强夯机自动刹车保护装置同样可以适用于带有夯击性能的桩机、起重机等机械，亦应在本实用新型专利的保护范围内。

Claims (1)

1.一种强夯机自动刹车的保护装置，包括拉力传感器（1）、信号隔离单元（3）、单片机（4），其特征在于：拉力开关（2）分别与拉力传感器（1）、信号隔离单元（3）相连，单片机（4）的I/O口分别与信号隔离单元（3）、刹车开关（5）相连，拉力传感器（1）顶端接第三钢丝绳（7c），拉力传感器（1）末端接第二钢丝绳（7b），拉力传感器（1）放入圆柱形铁皮盒（9）内，第三钢丝绳（7c）与第二钢丝绳（7b）分别从铁皮盒的第一圆形孔（12a）与第二圆形孔（12b）中伸出，拉力传感器（1）接通信数据线（11）从第一圆形孔（12a）中伸出，铁皮盒上第一螺栓（10a）、第二螺栓（10b）、第三螺栓（10c）、第四螺栓（10d）用以卡紧拉力传感器（1）定位，第三钢丝绳（7c）通过第二连接件（8b）与强夯机的第四钢丝绳（7d）连接，第二钢丝绳（7b）通过第一连接件（8a）与第一钢丝绳（7a）连接，第一钢丝绳（7a）下部接夯锤（6）。

Images