CN203497970U - 一种抱杆起重机力矩限制器 - Google Patents

Abstract

一种抱杆起重机力矩限制器，包括1个主站和2个从站：1号从站、2号从站。所述主站包括第一微处理器，第一微处理器连接数传模块、显示器、报警器，所述主站连接起升控制继电器、牵引控制继电器。本实用新型主站可以随着司机的操作位置任意安放，力矩限制器的从站通过无线数传方式将报警信号送往主站，司机在1200米范围内任何地方均可以监控抱杆起重机工作信息，确保对起重机安全操作。

Description

一种抱杆起重机力矩限制器

技术领域

本实用新型涉及一种力矩限制器，特别是一种抱杆起重机力矩限制器。 

背景技术

随着国家电力事业的高速发展，电力输送高压线架设越来越长，铁塔也越做越高。过去人工架线工艺已经不能适应现代施工的需要，为了减轻工人的劳动强度，提高施工效益。现有技术中存在一种抱杆起重机，利用抱杆起重机辅助立塔架线施工可以大大提高铁塔施工及架线的工作效益。由于电力输送高压线架设一般都在高山峡谷，施工场地及环境特殊，所以使用一般的起重机力矩限制器无法满足其工况需要，必须依据其环境条件及工况需要研发一种新型起重机力矩限制器，即抱杆起重机力矩限制器。它可以有效适应抱杆起重机施工环境及施工工况，有效保护抱杆起重机施工安全，是一种比较理想的安全保护装置。 

论文《输电线路跨越塔抱杆组立在线动态智能监测系统开发与应用》，公开的技术方案，利用便携式计算机及串口服务器，数据无线收发机及各类仪表组成的一个庞大系统，其系统构成复杂，可靠性低，成本高，难以推广。该拉力传感器安装在牵引钢丝绳与地锚结合处，取力数据误差大，难以计算，同时施工场地到处是钢管铁架极易砸断传感器线缆，设备故障率高，可靠性低。此外，该系统未设有睡眠模式电路、起升高度限位保护电路。 

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种抱杆起重机力矩限制器，包括主站、从站，从站不断采集各个传感器信号，并且经过整理后通过无线数传电台送给主站，由主站进行分析计算处理，然后将显示信息送往显示器进行显示、报警信号送往报警器进行报警，存储信息送往存储器存储，以供事后查询。该装置能有效确保监视抱杆起重机工作信息，确保对起重机安全操作。 

本实用新型的上述目的是通过这样的技术方案来实现的：一种抱杆起重机力矩限制器，包括1个主站和2个从站：1号从站、2号从站， 

所述主站包括第一微处理器，第一微处理器连接数传模块、显示器、报警器，所述主站连接起升控制继电器、牵引控制继电器；

所述1号从站包括第二微处理器、睡眠电路，所述睡眠电路包括第三微处理器；

多个牵引拉力传感器连接第二微处理器，第二微处理器通过CAN总线与睡眠电路的第三微处理器连接，睡眠电路的第三微处理器与数传模块连接；所述睡眠电路的第三微处理器与第一睡眠控制继电器、第二睡眠控制继电器连接，第一睡眠控制继电器与开关电源输出的电源端连接，第二睡眠控制继电器与开关电源输出的电源端连接，所述开关电源与锂电池连接。

所述2号从站包括：重量传感器、角度传感器、风速传感器、水平传感器、高度限位开关，所述重量传感器、角度传感器、风速传感器、水平传感器、限位开关通过接口电路与睡眠电路的第三微处理器连接，睡眠电路的第三微处理器与数传模块连接。 

所述牵引拉力传感器为4个，所述重量传感器为2个，牵引拉力传感器安装在牵引钢丝绳与摇杆头部与牵引钢丝绳结合处，用于检测牵引钢丝绳拉力。 

起升重量传感器安装在起升钢丝绳与摇杆头部的结合处，用于检测起升钢丝绳拉力。 

所述角度传感器安装在摇杆底部，根据摇杆的角度计算抱杆起重机的起升力矩。 

所述1号从站及2号从站均设有无线信号传输模块，为信号采集从站，所述1号从站及2号从站把信号采集后通过无线信号传输模块实时传送给主站，由主站进行比较、计算、分析和处理，当起升超载或者超力矩时主站均会向起升卷扬机及牵引卷扬机发出控制指令，禁止起升及摇杆增幅。 

当起升吊钩超载、超力矩或者牵引钢丝绳超载时，主站的第一微处理器会发出蜂鸣报警及指示灯报警；同时向起升控制继电器及牵引控制继电器发出控制指令，自动禁止起升卷扬机起升及牵引卷扬机继续增加摇杆幅度；从而达到保护抱杆起重机安全生产的目的； 

本实用新型一种抱杆起重机力矩限制器，有益效果如下：

1）、牵引拉力传感器安装在牵引钢丝绳与摇杆头部结合处，起升钢丝绳传感器安装在起升钢丝绳与摇杆头部结合处，这样信号线缆不易损坏，设备故障率低，可靠性高。

2）、直流电源供电模式：由于铁塔建设均在高山峡谷，设备无法直接获取交流电源，因此本实用新型采用锂电池供电，一个铁塔的高压线安装完毕充电一次，可以保证设备正常工作。由于锂电池容量有限，睡眠及信号传输模块能在起重机不工作时，力矩限制器自动进入睡眠状态，消耗极少电能，从而可以延长电池工作时间。 

3）、无线数传报警：由于铁塔建设均在高山峡谷，现场条件多变，司机的操作位置难以确定。因此，本实用新型力矩限制器从站与主站分开。主站可以随着司机的操作位置任意安放，力矩限制器的从站通过无线数传方式将报警信号送往主站，司机在1200米范围内任何地方均可以监控抱杆起重机工作信息，确保对起重机安全操作。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明： 

图1为本实用新型主站与从站工作拓扑图。

图2为本实用新型1号从站信号处理电路图。 

图3为本实用新型2号从站信号处理电路图。 

图4为本实用新型主站工作原理图。 

具体实施方式

一种抱杆起重机力矩限制器，包括1个主站和2个从站：1号从站、2号从站，所述主站包括第一微处理器ATMRGAL1280，第一微处理器ATMRGAL1280连接数传模块JZ871，显示器，报警器，所述主站连接起升控制继电器J1、牵引控制继电器J2。所述1号从站包括第二微处理器ATMRGAL1280、睡眠电路，所述睡眠电路包括第三微处理器ATMRGAL1280； 

多个牵引拉力传感器连接第二微处理器ATMRGAL1280，第二微处理器ATMRGAL1280通过CAN总线与睡眠电路的第三微处理器ATMRGAL1280连接，睡眠电路的第三微处理器ATMRGAL1280与数传模块JZ871连接；所述睡眠电路的第三微处理器ATMRGAL1280与第一睡眠控制继电器、第二睡眠控制继电器连接，第一睡眠控制继电器与开关电源输出的5V电源连接，第二睡眠控制继电器与开关电源输出的12V电源连接，所述开关电源与锂电池连接。

所述2号从站包括：重量传感器、角度传感器、风速传感器、水平传感器、高度限位开关，所述的重量传感器、角度传感器、风速传感器、水平传感器、限位开关通过接口电路与睡眠电路的第三微处理器连接，睡眠电路的第三微处理器与数传模块连接；所述睡眠电路的第三微处理器与第一睡眠控制继电器、第二睡眠控制继电器连接；第一睡眠控制继电器与开关电源输出的5V电源连接，第二睡眠控制继电器与开关电源输出的12V电源连接，所述开关电源与锂电池KS-24V连接。所述牵引拉力传感器为4个，所述重量传感器为2个，牵引拉力传感器安装在牵引钢丝绳与摇杆头部与牵引钢丝绳结合处，用于检测牵引钢丝绳拉力；起升重量传感器安装在起升钢丝绳与摇杆头部结合处，用于检测起升钢丝绳拉力。 

所述角度传感器安装在摇杆底部，根据摇杆的角度计算抱杆起重机的起升力矩。 

所述1号从站及2号从站均设有无线信号传输模块，为信号采集从站，所述1号从站及2号从站把信号采集后通过无线信号传输模块实时传送给主站，由主站进行比较、计算、分析和处理，当起升超载或者超力矩时主站均会向起升卷扬机及牵引卷扬机发出控制指令，禁止起升及摇杆增幅。 

主站可以随卷扬机操作控制台放置在任意地方，从站位于桅杆及摇杆上。两个从站将各个传感器信号采集处理后经过数传模块将信号发给主站，由主站数传模块接收后进行计算、分析及处理，然后将显示信息送往显示器进行显示、报警信号送往报警器进行报警，存储信息送往存储器存储，以供事后查询。 

工作原理： 

1号从站是由信号采集电路的4个牵引拉力传感器：BH-2-15，以及传感器接口电路LM324，ADC模数转换器TCL2543，微处理器ATMRGAL1280，CAN通讯电路，睡眠及信号传输模块等组成。工作时，4个牵引拉力传感器BH-2-15不断将采集的拉力信号通过接口电路LM324，ADC模数转换器TCL2543送给微处理器CPU ATMRGAL1280，微处理器CPU ATMRGAL1280将信号采集整理后，经过CAN通讯电路SN65HVD230送入睡眠电路中的微处理器CPU ATMRGAL1280，由睡眠电路中的微处理器CPU ATMRGAL1280打包经数传模块JZ871发送给主站进行运算处理；牵引拉力传感器信号处理电路图如图2所示。

2号从站工作原理与1号从站基本相同，所不同的是，增加了风速传感器，角度传感器，水平传感器及两个高度限位开关等，2号从站工作原理如图3所示。 

主站工作时，微处理器ATMRGAL1280不断通过数传模块JZ871采集1号和2号从站送来的信号，然后根据程序设定进行计算、分析和处理，然后将显示信息送往显示器AG320240显示，声音报警信号通过9014进入蜂鸣报警器报警；显示信号是通过74LS04送往各个指示灯进行显示；报警信息是通过存储器24C256存储的；控制信号是通过74LS04进入起升控制继电器J1或者牵引控制继电器J2，自动控制吊钩在超载状态下起升或者自动禁止牵引卷扬机在超载状态下牵引钢丝绳继续下放，从而达到保护吊车安全生产的目的。 

睡眠电路及信号传输模块：由：1个SN65HVD230CAN通讯电路，1个 ATMRGAL1280CPU，1个JZ871数传模块及2个74LS04，2个继电器J1和J2，及1个DC24V开关电源和1组KS-24V锂电池所组成。 

为了延长1号2号从站工作时间，当起重机不工作时间超过10秒钟时，睡眠电路的第三微处理器ATMRGAL1280就会发一个控制指令给74LS04，令控制继电器J1、控制继电器J2动作，从而切断信号采集电路的工作电源，信号采集电路全部进入睡眠状态，只有睡眠电路在工作，消耗极少电池能量。同时睡眠电路里的微处理器ATMRGAL1280及主站的微处理器ATMRGAL1280也会向数传模块JZ871发一个睡眠指令，令数传模块JZ871也进入睡眠状态。每隔3秒钟睡眠电路里的微处理器ATMRGAL1280及主站的微处理器ATMRGAL1280会向74LS04发一个控制指令，令继电器J1和J2闭合一次，检测起重机工作状态，如果起重机开始工作，即令所有电路进入工作状态，否则继续进入睡眠状态，从而减少电池能量消耗。数传模块JZ871每隔3秒钟会与主站联系一次，如果主站主动要求各个从站立即工作，可以通过主站的复位/启动键发出工作命令，此时各个从站会立即进入工作状态，进行正常工作。 

抱杆起重机有4根牵引钢丝绳，在牵引钢丝绳与摇杆头部结合处各安装1个牵引拉力传感器，以便检测4根牵引钢丝绳拉力；在起升钢丝绳尾端与摇杆头部结合处各安装1个起升拉力传感器，以便检测起升钢丝绳钢丝绳拉力；角度传感器安装在摇杆底部1米处，从而可以根据摇杆的不同角度计算出抱杆起重机的起升力矩，当实际起重力矩超过额定力矩时，主站就会立即报警及控制，从而保护抱杆起重机安全生产。 

Claims (2)

1.一种抱杆起重机力矩限制器，包括1个主站和2个从站：1号从站、2号从站，其特征在于，所述主站包括第一微处理器，第一微处理器连接数传模块（JZ871）、显示器、报警器，所述主站连接起升控制继电器、牵引控制继电器；所述1号从站包括第二微处理器、睡眠电路，所述睡眠电路包括第三微处理器；多个牵引拉力传感器连接第二微处理器，第二微处理器通过CAN总线与睡眠电路的第三微处理器连接，睡眠电路的第三微处理器与数传模块（JZ871）连接；所述睡眠电路的第三微处理器与第一睡眠控制继电器、第二睡眠控制继电器连接，第一睡眠控制继电器与开关电源输出的电源端连接，第二睡眠控制继电器与开关电源输出的电源端连接，所述开关电源与锂电池连接；所述2号从站包括：重量传感器、角度传感器、风速传感器、水平传感器、高度限位开关，所述重量传感器、角度传感器、风速传感器、水平传感器、限位开关通过接口电路与睡眠电路的第三微处理器连接，睡眠电路的第三微处理器与数传模块（JZ871）连接。

2.根据权利要求1所述一种抱杆起重机力矩限制器，其特征在于，所述牵引拉力传感器为4个，所述重量传感器为2个，牵引拉力传感器安装在牵引钢丝绳与摇杆头部与牵引钢丝绳结合处，用于检测牵引钢丝绳拉力；起升重量传感器安装在起升钢丝绳与摇杆头部结合处，用于检测起升钢丝绳拉力。

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