CN205634665U - 吊重检测装置及具有该装置的塔机起重量限制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种吊重检测装置及具有该装置的塔机起重量限制器，该吊重检测装置包括测力环本体，测力环本体设有固定端及用于承载拉力的受力端，固定端与受力端对称分布在沿径向经过测力环本体中心的轴线的两端，测力环本体内沿轴线固定有两个相向安装的弹片，测力环本体内设有基于弹片的变形量对测力环本体受到的拉力进行实时连续监测的电涡流检测单元。通过在测力环本体内加装电涡流检测单元，实现对弹片在测力环本体受拉力作用时变形量的连续非接触式检测，从而为拉力载荷监控提供依据，该安装方式简单便捷，加装方便，尤其适用对已有塔机进行大面积改造，应用价值高。

Description

吊重检测装置及具有该装置的塔机起重量限制器

技术领域

本实用新型涉及塔机吊重检测领域，特别地，涉及一种吊重检测装置。此外，本实用新型还涉及一种包括上述吊重检测装置的塔机起重量限制器。

背景技术

随着我国建筑业的不断发展，建筑施工机械化水平的不断提高，对塔机的制造质量和整机技术水平的要求也越来越高。随着周边技术的不断提升，对塔机的智能化水平要求也越来越高，特别是塔机运行工况参数的检测和显示尤为重要。塔机在运行过程中，主要的工况参数包括：起重量、工作力矩、重物高度、工作半径(幅度)、回转角度和当时风速等，这些参数决定了塔机是否能安全运行的条件，如果能在操作者面前实时显示塔机运行状态，让操作者对塔机的运行工况充分了解，对塔机的安全运行有极大的好处。其中，最为重要的参数是吊重和工作力矩，一旦这两项指标出现过载，塔机就会有事故发生，轻则机构或结构损坏，重则造成倒塔的事故。

虽然业内也有一些吊重的检测方法，但都存在结构复杂、成本较高、可靠性低等缺陷，故目前在用塔机中，少有装配工况参数显示系统的。现有的塔机为了对重量进行限制，在塔机上配有起重量限制器，参照图1及图2，该起重量限制器包括两个测力环，两个测力环的一头固定到塔机的吊臂根部，两个测力环的另一头固定安装一滑轮2，塔机的起重钢丝绳3绕过滑轮2，钢丝绳3的一端固定到塔机的起升机构卷筒上，另一端固定塔机吊钩。当塔机起吊重物时，钢丝绳3将受到等比例的拉力，通过测量钢丝绳3的拉力值即可检测塔机吊重的重量。参照图2，两个测力环中，一个测力环1’是空环，用于起对称配重作用；另一个测力环1用于测量钢丝绳3的拉力大小，该测力环1的内部结构如图3所示，当塔机吊重后，吊重的重量会成比例地变成测力环1上的拉力，如图3所示，测力环1受拉后，环状的测力环本体4会产生上下方向拉升的形变，而在测力环本体4的上下顶点固定有两片相向安装的弧形弹片6，在两片弧形弹片6上分别安装有限位开关5和碰头7，当在吊重的作用下，测力环本体4产生上下方向拉升形变时，两片弧形弹片6的相对距离将变小，通过调节碰头7与限位开关5的相对距离，就可使某些固定吊重值触发限位开关5动作，塔机的电控系统通过检测不同的限位开关5的通断状态，即可知道当前的吊重，进而采取不同的控制策略。由于其结构的限制，一般测力环中只能安装几个限位开关5，也就是说重量的检测只能做到有限的分段检测而无法做到重量的连续测量。

除以上介绍的常规的分段检测外，业内也有通过安装不同位置的测力传感器来测量钢丝绳拉力的方法来测量吊重大小，这种方法可以做到连续的吊重检测，但安装麻烦，成本高。

CN 203794473U公开了一种非接触式吊重检测方式，其采用测力环的两弹片上对称设置光电头与反光板，反光板将光电头发射出来的光线反射回光电头，光电头根据反射回来的光线实现对测力环本体受到的拉力载荷的连续检测，由于受限于测力环内狭小的空间，且需在两个弹片上进行对称安装，安装较为繁琐，且对安装精度要求高。

上述现有技术的吊重检测，存在以下不足：

其一，采用测力环的方式作为吊重检测，存在不能连续测量的缺陷，只且能分段检测，分段量只能3-5个，数量受到限制，现在一般配备在塔机上只配两段，轻载和重载。而目前随着技术的发展和施工要求不断提高，塔机吊重连续测量和实时显示已经逐渐成为塔机行业的必备功能，所以常规的测力环已经无法满足对载荷连续测量的要求。

其二，为了连续测量塔机吊重，目前都是通过测力传感器测量钢丝绳拉力的方法，测力传感器位置多样，多半安装在钢丝绳的绳头上或钢丝绳穿过的各个滑轮轴上，但这种方法成本较高，安装要求也高，且各个主机厂生产的塔机结构和尺寸多样，使得传感的安装尺寸也非常多样，这样对已经使用的塔机要进行改造难度较大，成本高；

其三，光电式检测方式受限于测力环内狭小的空间，且需在两个弹片上进行对称安装，安装较为繁琐，且对安装精度要求高，导致安装麻烦，成本高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种吊重检测装置及具有该装置的塔机起重量限制器，以解决现有的塔机采用测力环导致的吊重量不能连续测量、安装麻烦、成本高或者采用测力传感器安检测钢丝绳拉力导致的安装困难、成本高的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

根据本实用新型的一个方面，提供一种吊重检测装置，包括测力环本体，测力环本体设有固定端及用于承载拉力的受力端，固定端与受力端对称分布在沿径向经过测力环本体中心的轴线的两端，测力环本体内沿轴线固定有两个相向安装的弹片，测力环本体内设有基于弹片的变形量对测力环本体受到的拉力进行实时连续监测的电涡流检测单元。

进一步地，电涡流检测单元包括：微处理器、电涡流芯片及线圈；其中，

微处理器与电涡流芯片连接，用于生成控制信号给电涡流芯片并接收电涡流芯片生成的检测数据；

电涡流芯片用于在微处理器的控制下产生高频信号给线圈，并检测生成电涡流芯片所处的等效磁场对应的检测数据；

线圈，用于将高频信号转换为电磁场。

进一步地，电涡流检测单元还包括为其提供工作电源的电源模块。

进一步地，电涡流检测单元还包括：

通讯接口，与微处理器连接，用于与外部设备进行数据传输。

进一步地，电涡流检测单元经安装底座固定至测力环本体内。

进一步地，电涡流检测单元经安装底座固定至任一弹片上。

进一步地，电涡流检测单元经安装底座固定至设有限位开关的第一弹片上，第一弹片上设有用于安装限位开关的安装柱，安装底座经安装孔、紧固件固定至安装柱上。

进一步地，相向安装的两个弹片均呈弧形状，且相向安装的两个弹片在中心处的间距最大，电涡流检测单元设于第一弹片的中心处且朝向第二弹片。

根据本实用新型的另一方面，还提供一种塔机起重量限制器，包括用于穿过起重钢丝绳的滑轮，滑轮的一侧设置吊重检测装置。

进一步地，本实用新型塔机起重量限制器还包括与吊重检测装置中的电涡流检测单元通信连接的显示装置，用于显示电涡流检测单元输出的监测值。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型吊重检测装置及具有该装置的塔机起重量限制器，通过在测力环本体内加装电涡流检测单元，实现对弹片在测力环本体受拉力作用时变形量的连续非接触式检测，从而为拉力载荷监控提供依据，该安装方式简单便捷，加装方便，尤其适用对已有塔机进行大面积改造，应用价值高。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中起重量限制器结构示意图；

图2是图1的侧视示意图；

图3是现有技术中限位开关式测力环的结构示意图；

图4是本实用新型优选实施例吊重检测装置的结构示意图；

图5是本实用新型优选实施例电涡流检测单元的结构示意图。

附图标记说明：

10、测力环本体；11、固定端；12、受力端；13、弹片；

20、电涡流检测单元；

21、微处理器；22、电涡流芯片；23、线圈；

24、电源模块；25、通讯接口；26、安装底座；

30、限位开关。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请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实用新型。

参照图4，本实用新型的优选实施例提供了一种吊重检测装置，包括测力环本体10，测力环本体10设有固定端11及用于承载拉力的受力端12，固定端11与受力端12对称分布在沿径向经过测力环本体10中心的轴线的两端。本实施例中，测力环本体10为圆环状，固定端11位于测力环本体10的底端，受力端12位于测力环本体10的顶端，固定端11用于将测力环本体10固定至基座上，受力端12用于将测力环本体固定至滑轮上，从而承受拉力载荷。测力环本体10内沿轴线固定有两个相向安装的弹片13，测力环本体10内设有基于弹片13的变形量对测力环本体10受到的拉力进行实时连续监测的电涡流检测单元20。本实施例通过在测力环本体10内加装电涡流检测单元，实现对弹片13在测力环本体10受拉力作用时变形量的连续非接触式检测，从而为拉力载荷监控提供依据，该安装方式简单便捷，加装方便，无论对新建的塔机或者是在用的旧塔机，不用改变任何部件的安装结构，只需在现有的起重量限制器的测力环内加装一个电涡流检测单元20，即可实现对塔机的吊重量的连续监测，尤其适用对已有塔机进行大面积改造，应用价值高。

参照图5，本实施例中，电涡流检测单元20包括：微处理器21、电涡流芯片22及线圈23；其中，微处理器21与电涡流芯片22连接，用于生成控制信号给电涡流芯片22并接收电涡流芯片22生成的检测数据；电涡流芯片22用于在微处理器21的控制下产生高频信号给线圈23，并检测生成电涡流芯片22所处的等效磁场对应的检测数据；线圈23，用于将高频信号转换为电磁场。

电涡流检测单元20工作时，电涡流芯片22产生一个高频的信号通过后端的线圈23产生一个交变的磁场，当磁场范围内有金属导体时，金属的表层会产生一个电涡流场，该电涡流场又产生一个与原磁场相反的磁场，由于该反向磁场的作用，原磁场的电感和等效阻抗均会发生改变。距离越近反作用就越强，距离越远反作用则越弱，电涡流芯片22检测出等效阻抗大小并转换成数字信号即采样值，故采样值的变化量可以反应出金属导体与电涡流检测单元20距离的变化量。在一定范围内，采样值与距离为线性关系，故微处理器21通过接收电涡流芯片22的采样值(即检测数据)，就可以实现对弹片13变形量实时监测，由于弹片13的变形受测力环本体10受到的拉力载荷的影响，进而实现对测力环本体10受到的拉力载荷的连续监测。因此，本实施例只需在测力环本体10内设置电涡流检测单元20即可实现对拉力载荷变化的连续监测。

参照图5，优选地，电涡流检测单元20还包括：通讯接口25，与微处理器21连接，用于与外部设备进行数据传输，以将微处理器21生成的监测信号传递给外部设备做进一步处理，譬如通过报警装置进行智能报警等，进而提高塔机起重监控的自动化水平。本实施例电涡流检测单元20还包括为其提供工作电源的电源模块24。电源模块24连接微处理器21、电涡流芯片22及通讯接口25，为其提供工作所需电源。

优选地，为了方便安装，电涡流检测单元20经安装底座26固定至测力环本体10内。更优选地，为了更加精确地检测弹片13的变形量，电涡流检测单元20经安装底座26固定至任一弹片13上，由于本实施例两个弹片13均同时受到拉力载荷影响而变形，故通过将电涡流检测单元20安装至任一弹片13上，从而实现了通过电涡流检测单元20监测两弹片13间相对距离的变化量，相对于单个弹片13的变形量，由于变形量被放大，故监测更为灵敏。当塔机吊重时，测力环本体10发生应力变化，两个弹片13的距离随之发生变化，电涡流检测单元20能根据电涡流效应测出另一片弧形弹片到检测单元的距离变化，然后根据弹片间距离与重量的函数关系就可以计算出吊重值。

由于测力环本体内部空间狭小，为了便于安装，优选地，电涡流检测单元20经安装底座26固定至设有限位开关30的第一弹片上。现有的限位开关式测力环，第一弹片上设有用于安装限位开关30的安装柱，本实施例借助现有的安装结构对电涡流检测单元20进行安装，即安装底座26经安装孔、紧固件固定至安装柱上。优选地，安装底座26利用限位开关的安装螺母进行紧固，此方法安装便捷，且无需对现有的测力环进行改造，非常适用于在现有塔机上安装本实施例吊重检测装置。

优选地，本实施例相向安装的两个弹片13均呈弧形状，且相向安装的两个弹片13在中心处的间距最大，电涡流检测单元20设于第一弹片的中心处且朝向第二弹片。

根据本实用新型的另一方面，还提供一种塔机起重量限制器，包括用于穿过起重钢丝绳的滑轮，滑轮的一侧设置上述吊重检测装置。优选地，本实用新型塔机起重量限制器还包括与吊重检测装置中的电涡流检测单元20通信连接的显示装置，用于显示电涡流检测单元20输出的监测值。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种吊重检测装置，包括测力环本体(10)，所述测力环本体(10)设有固定端(11)及用于承载拉力的受力端(12)，所述固定端(11)与所述受力端(12)对称分布在沿径向经过所述测力环本体(10)中心的轴线的两端，所述测力环本体(10)内沿所述轴线固定有两个相向安装的弹片(13)，其特征在于，

所述测力环本体(10)内设有基于所述弹片(13)的变形量对所述测力环本体(10)受到的拉力进行实时连续监测的电涡流检测单元(20)。

2.根据权利要求1所述的吊重检测装置，其特征在于，

所述电涡流检测单元(20)包括：微处理器(21)、电涡流芯片(22)及线圈(23)；其中，

所述微处理器(21)与所述电涡流芯片(22)连接，用于生成控制信号给所述电涡流芯片(22)并接收所述电涡流芯片(22)生成的检测数据；

所述电涡流芯片(22)用于在所述微处理器(21)的控制下产生高频信号给所述线圈(23)，并检测生成所述电涡流芯片(22)所处的等效磁场对应的检测数据；

所述线圈(23)，用于将所述高频信号转换为电磁场。

3.根据权利要求2所述的吊重检测装置，其特征在于，

所述电涡流检测单元(20)还包括为其提供工作电源的电源模块(24)。

4.根据权利要求2所述的吊重检测装置，其特征在于，

所述电涡流检测单元(20)还包括：

通讯接口(25)，与所述微处理器(21)连接，用于与外部设备进行数据传输。

5.根据权利要求1至4任一所述的吊重检测装置，其特征在于，

所述电涡流检测单元(20)经安装底座(26)固定至所述测力环本体(10)内。

6.根据权利要求5所述的吊重检测装置，其特征在于，

所述电涡流检测单元(20)经所述安装底座(26)固定至任一所述弹片(13)上。

7.根据权利要求6所述的吊重检测装置，其特征在于，

所述电涡流检测单元(20)经所述安装底座(26)固定至设有限位开关(30)的第一弹片上，所述第一弹片上设有用于安装所述限位开关(30)的安装柱，所述安装底座(26)经安装孔、紧固件固定至所述安装柱上。

8.根据权利要求7所述的吊重检测装置，其特征在于，

相向安装的两个弹片(13)均呈弧形状，且相向安装的两个弹片(13)在中心处的 间距最大，所述电涡流检测单元(20)设于第一弹片的中心处且朝向第二弹片。

9.一种塔机起重量限制器，其特征在于，包括用于穿过起重钢丝绳的滑轮，所述滑轮的一侧设置如权利要求1至8任一所述吊重检测装置。

10.根据权利要求9所述的塔机起重量限制器，其特征在于，还包括与所述吊重检测装置中的电涡流检测单元(20)通信连接的显示装置，用于显示所述电涡流检测单元(20)输出的监测值。