CN209727318U - 一种检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及塔式起重机检测技术领域，具体来说是一种检测装置，所述的前盖的外表面设有安装凹槽，安装凹槽处设有开口，使得与前盖相连接的存储器安装板的存储器连接卡槽能从开口处露置于容置腔室的外侧，所述的开口的周向外侧设有密封槽，所述的密封槽内设有密封条，所述的安装凹槽处通过安装孔连接外盖板，以遮蔽所述的安装凹槽及存储器安装板的存储器连接卡槽。本实用新型同现有技术相比，组合结构简单可行，易于安装与拆卸，其优点在于：采用分体式、模块式的设计，整体的拼接与拆卸简单方便且可靠，在部件发生损坏时，易于对损坏的部件进行拆换，而无需对整机进行更换，并且整体结构紧凑，在集多种功能于一体的同时保证了检测装置的小巧。

Description

一种检测装置

技术领域

本实用新型涉及塔式起重机检测技术领域，具体来说是一种检测装置。

背景技术

对于塔式起重机的各项运行参数的检测，通常同时分别在塔式起重机的外部设置多个传感器，从而实现检测功能，需要安装的传感器数量较多，且传感器需要安装在塔式起重机外部，在高空运行时容易发生损坏，且需要在塔式起重机外部设置专门的安装结构，较为不便。而将传感器集成于一体，则使得设备较大。因此，需要设计一种新型的检测装置，集多种传感功能于一体、且结构紧凑，尤其适用于塔式起重机的各项参数检测。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的不足，提供一种检测装置，采用便于安装与拆卸的分体式、模块式设计，结构也十分紧凑。

为了实现上述目的，设计一种检测装置，所述的检测装置包括前盖和后面板，所述的前盖向后面板方向设有环向的外延伸段，所述的前盖四角内侧分别设有第一导向柱，所述的后面板四角内侧分别对应于所述的第一导向柱设有第二导向柱，所述的第二导向柱中部设有贯穿后面板的通孔，且所述的第一导向柱中部设有与所述的第二导向柱中部设有的通孔相对应的螺纹孔，以使螺栓能穿过第二导向柱中部设有的贯穿后面板的通孔后与第一导向柱中部设有的螺纹孔相配合从而在前盖和后面板之间形成一容置腔室。

所述的后面板内侧设有若干安装定位柱用于与通过螺栓连接元器件安装板，所述的前盖内侧设有若干定位孔，用于通过螺栓连接存储器安装板，存储器安装板上设有存储器连接卡槽，所述的前盖的外表面设有安装凹槽，安装凹槽处设有开口，使得与前盖相连接的存储器安装板的存储器连接卡槽能从开口处露置于容置腔室的外侧，所述的开口的周向外侧设有密封槽，所述的密封槽内设有密封条，所述的安装凹槽处通过安装孔连接外盖板，以遮蔽所述的安装凹槽及存储器安装板的存储器连接卡槽。

本实用新型还具有如下优选的技术方案：

所述的后面板两侧设有凸出段，所述的前盖两侧对应于所述的凸出段设有开槽，以供所述的凸出段向外伸出，所述的凸出段上设置有腰型孔。

所述的存储器连接卡槽为SD卡槽。

所述的安装凹槽呈L形，由所述的前盖的上表面延伸至前盖一侧的侧表面，所述的外盖板同样呈与所述的安装凹槽相适应的L形。

所述的元器件安装板四角设有四个用于安装的通孔，两个通孔用于与安装定位柱相配合，另两个通孔用于与第二导向柱相配合。

所述的元器件安装板包括第一安装板、第二安装板、第三安装板，所述的第一安装板用于安装主处理器、所述的第二安装板用于安装GPS芯片，所述的第三安装板用于安装通讯芯片。

所述的第一安装板上设有两处方形孔，所述的后面板上设有两处延伸段，所述的延伸段穿过所述的方形孔，所述的延伸段的相对一侧设有定位卡槽，定位开槽用于配合连接数据处理器安装板。

所述的前盖上设有显示灯外露孔，所述的存储器安装板上还安装有LED显示灯，所述的LED显示灯通过显示灯外露孔露置于检测装置的表面。

所述的检测装置还包括主处理芯片，主处理芯片与用于提供定位服务的GPS芯片、用于对数据进行处理的数据处理芯片信号相连，数据处理芯片的SCL1接口连接至9轴传感器芯片的SCL接口及电阻R1一端，数据处理芯片的SDA1接口连接至9轴传感器芯片的SDA接口及电阻R2一端，数据处理芯片的SCL2接口连接至气压温度传感器芯片的SCL接口及电阻R3一端，数据处理芯片的SDA2接口连接至气压温度传感器芯片的SDA接口及电阻R4一端，电阻R1和电阻R2的另一端相连后连接至9轴传感器芯片的VCC端及电阻R3的另一端、电阻R4的另一端，和电容C1的一端并共同连接至气压温度传感器芯片的VCC端，电容C1的一端与数据处理芯片的VCC端和电容C2的一端，电容C1的另一端与电容C2的另一端相连后与数据处理芯片的GND端相连并接地；电源管理芯片的OUT端与电容C2的一端、电容C3的一端、主处理芯片的VCC端及电容C4的一端相连，电源管理芯片的GND端连接电容C3的另一端和电容C6的一端后接地，电源管理芯片的IN端连接至电容C6的另一端并共同与12V电源相连接；GPS芯片的VCC端连接电容C5的一端后与电容C4的一端相连，GPS芯片的GND端与电容C5的另一端、电容C4的另一端相连后共同接地；所述的主处理芯片上还设有数据总线接口CTRL Bus及若干扩展UART接口。

本实用新型同现有技术相比，组合结构简单可行，易于安装与拆卸，其优点在于：采用分体式、模块式的设计，整体的拼接与拆卸简单方便且可靠，在部件发生损坏时，易于对损坏的部件进行拆换，而无需对整机进行更换，并且整体结构紧凑，在集多种功能于一体的同时保证了检测装置的小巧。进一步地，还有优选地公开了检测装置的电路结构，集9轴传感器芯片、气压温度传感器芯片及GPS芯片于一体，通过一台设备即可实现参数检测，无需设置多个不同传感器，使得安装和维护都更为便捷，且优选地还能设置双向2线通讯隔离芯片和转换芯片以隔离外部干扰并将电平信号转换为RS232信号，设置RS485电平转换隔离芯片用于将主处理芯片输出的UART信号转换为差分RS485信号并同时实现干扰隔离，适用性强和抗干扰能力强。

附图说明

图1是一实施例中本实用新型检测装置的正面爆炸示意图。

图2是一实施例中本实用新型检测装置的背面爆炸示意图。

图3是一实施例中本实用新型检测装置的结构示意图。

图4是一实施例中本实用新型的电原理图1。

图5是一实施例中本实用新型的电原理图2。

图中：1.前盖 2.外延伸段 3.定位孔 4.开槽 5.第一导向柱 6.第一安装板7.第二安装板 8.第三安装板 9.后面板 10.凸出段 11.腰型孔 12.第二导向柱13.定位卡槽 14.第一安装定位柱 15.第二安装定位柱 16.数据处理器安装板 17.存储器安装板 18.外盖板 19.密封条 20.密封槽 21.安装凹槽 22.安装孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1和图2，所述的检测装置包括前盖和后面板，所述的前盖向后面板方向设有环向的外延伸段，所述的前盖四角内侧分别设有第一导向柱，所述的后面板四角内侧分别对应于所述的第一导向柱设有第二导向柱，所述的第二导向柱中部设有贯穿后面板的通孔，且所述的第一导向柱中部设有与所述的第二导向柱中部设有的通孔相对应的螺纹孔，以使螺栓能穿过第二导向柱中部设有的贯穿后面板的通孔后与第一导向柱中部设有的螺纹孔相配合从而在前盖和后面板之间形成一容置腔室。所述的后面板两侧设有凸出段，所述的前盖两侧对应于所述的凸出段设有开槽，以供所述的凸出段向外伸出，所述的凸出段上设置有腰型孔，所述的腰型孔用于供螺栓或连接结构进行连接，从而将检测装置固定在待检测物上，例如固定于塔式起重机的驾驶舱内。

所述的后面板内侧设有若干安装定位柱用于与通过螺栓连接元器件安装板，本实施方式中，所述的元器件安装板包括第一安装板、第二安装板、第三安装板，所述的第一安装板用于安装主处理器、所述的第二安装板用于安装GPS芯片，所述的第三安装板用于安装通讯芯片。优选地，在所述的元器件安装板四角设有四个用于安装的通孔，两个通孔用于与安装定位柱相配合，另两个通孔用于与第二导向柱相配合，从而减少安装定位柱的设置。例如，所述的后面板中部设有左右两个安装定位柱，即第一安装定位柱和第二安装定位柱，对于第一安装板四角的通孔中上部的两个通孔配合连接与第一导向柱和第二导向柱之间，第一安装板四角的通孔中下部的两个通孔与第一安装定位柱和第二安装定位柱相配合连接，并通过螺栓固定。并且在本实施方式中，还在所述的第一安装板上设有两处方形孔，所述的后面板上设有两处延伸段，所述的延伸段穿过所述的方形孔，所述的延伸段的相对一侧设有定位卡槽，定位开槽用于配合连接数据处理器安装板，从而在充分利用容置空间的同时，又使得各芯片和处理器设置于不同的安装板上，实现模块化设计便于替换、安装和检修。

参见图3，在所述的前盖内侧设有若干定位孔，用于通过螺栓连接存储器安装板，存储器安装板上设有存储器连接卡槽，所述的前盖的外表面设有安装凹槽，安装凹槽处设有开口，使得与前盖相连接的存储器安装板的存储器连接卡槽能从开口处露置于容置腔室的外侧，所述的开口的周向外侧设有密封槽，所述的密封槽内设有密封条，所述的安装凹槽处通过安装孔连接外盖板，以遮蔽所述的安装凹槽及存储器安装板的存储器连接卡槽。本实施方式中所述的存储器连接卡槽为SD卡槽。优选地，所述的安装凹槽呈L形，由所述的前盖的上表面延伸至前盖一侧的侧表面，所述的外盖板同样呈与所述的安装凹槽相适应的L形。通过该设计，实现了存储器的简便连接和拆卸，并且通过合理的结构设计，实现了防损伤、防潮湿、防尘，保证了存储器连接卡槽的清洁度，不易因潮湿而损坏。

实施例1

在本实施方式中，第一安装板上焊接的主处理芯片采用STM32F103RC，数据处理器安装板上焊接的数据处理芯片采用STM32F103T8，同时数据处理器安装板上还焊接有9轴传感器芯片，其型号采用MPU9250,及气压温度传感器芯片，其型号采用BMP280，第一安装板上还焊接有电源管理芯片，其型号采用LM1117，第二安装板焊接的GPS芯片的型号采用SIM28L。本实施方式中，所述的存储器连接卡槽处插接有MicroSD卡作为外部记录卡，便于将相关数据信息提取至其他设备中。此外，主处理芯片上的LED端口分别串联一发光二极管和一电阻后接地，用于作为设备的信号提示灯，发光二极管的数量根据实际需求而设置。

参见图4，主处理芯片负责设备整体的工作逻辑，数据处理芯片为传感器数据处理专用处理器，负责对传感器获得的数据进行过滤、判断、计算、打包，主处理芯片的数据接收引脚与用于提供定位服务的GPS芯片的数据发送引脚相连，主处理芯片的数据发送引脚与用于提供定位服务的GPS芯片的数据接收引脚相连，主处理芯片的数据接收引脚与用于对数据进行处理的数据处理芯片的数据发送引脚相连，主处理芯片的数据发送引脚与用于对数据进行处理的数据处理芯片的数据接收引脚相连，数据处理芯片的SCL1接口连接至9轴传感器芯片的SCL接口及电阻R1一端，数据处理芯片的SDA1接口连接至9轴传感器芯片的SDA接口及电阻R2一端，数据处理芯片的SCL2接口连接至气压温度传感器芯片的SCL接口及电阻R3一端，数据处理芯片的SDA2接口连接至气压温度传感器芯片的SDA接口及电阻R4一端，电阻R1和电阻R2的另一端相连后连接至9轴传感器芯片的VCC端及电阻R3的另一端、电阻R4的另一端，和电容C1的一端并共同连接至气压温度传感器芯片的VCC端，电容C1的一端与数据处理芯片的VCC端和电容C2的一端，电容C1的另一端与电容C2的另一端相连后与数据处理芯片的GND端相连并接地。

电源管理芯片用于将12V电源转换为3.3V电源并提供给其他芯片，电源管理芯片的OUT端与电容C2的一端、电容C3的一端、主处理芯片的VCC端及电容C4的一端相连，电源管理芯片的GND端连接电容C3的另一端和电容C6的一端后接地，电源管理芯片的IN端连接至电容C6的另一端并共同与12V电源相连接。

GPS芯片用于提供定位服务，GPS芯片的VCC端连接电容C5的一端后与电容C4的一端相连，GPS芯片的GND端与电容C5的另一端、电容C4的另一端相连后共同接地。

参见图5，本实施方式中，所述的主处理芯片上还设有一处数据总线接口CTRL Bus及三组扩展UART收发接口。第一组扩展UART1收发接口通过数据线与RS485电平转换隔离芯片相连，且主处理芯片上的数据总线接口CTRL Bus也通过数据线与与RS485电平转换隔离芯片相连，RS485电平转换隔离芯片的DE端和RE端相连后与主处理芯片的CTRL Bus端口相连，RS485电平转换隔离芯片的D端与主处理芯片的UART1接收端口相连，RS485电平转换隔离芯片的的R端与主处理芯片的UART1发送端口相连，所述的RS485电平转换隔离芯片的型号采用ISO15，所述的RS485电平转换隔离芯片能将主处理芯片输出的UART信号转换为差分RS485信号并同时实现干扰隔离，RS485电平转换隔离芯片的A端和B端为数据传输端，用于与外部设备通过数据线相连接，从而实现数据传输。

此外，第二组扩展UART2收发接口与双向2线通讯隔离芯片相连，双向2线通讯隔离芯片的A1端为数据发送端，与主处理芯片的UART2接收端口相连，双向2线通讯隔离芯片的B2端为数据接收端，与主处理芯片的UART2的发送端相连，所述的转换芯片的C2+端连接电容C7后与转换芯片的C2-端相连，所述的转换芯片的C1+端连接电容C8后与转换芯片的C1-端相连，所述的转换芯片的VCC端连接5V电源和电容C11的一端，电容C11的另一端接地，转换芯片的V-端连接电容C9后接地，转换芯片的V+端连接电容C10后接地。所述的双向2线通讯隔离芯片的型号为ISO7416，所述的转换芯片的型号为MAX3232。双向2线通讯隔离芯片能隔离外部干扰，而所述的转换芯片能将收到的TTL电平信号转换为RS232信号，转换芯片的232T端和232R端用于通过数据线与外部设备连接，从而实现数据传输。后面板底部可以设置有数据线引出孔，以供数据线引出。

实施例2

本实施方式采用本实用新型的检测装置检测塔式起重机力矩，工作流程如下：

1、塔式起重机无载重时，检测装置通过9轴传感器获得倾斜角度t₀。

2、使塔机吊起额定力矩值20%的载重，检测装置通过9轴传感器获得此时的倾斜角度t₁。

3、持续使塔机吊起额定力矩值的40%、60%、80%、100%，检测装置通过9轴传感器分别获得倾斜角度t₂~t₅。

4、对应0、20%、40%、60%、80%、100%的起吊力矩值，得到6个倾角值：t₀，t₁-t₀，t₂-t₀，…，t₅-t₀。

5、正常操作中，当驾驶员起吊重物时，检测装置与塔式起重机的控制器信号通过第三组UART3扩展接口相连，当塔式起重机开始运作时，通过检测装置通过读取操纵杆动作指令，判定起吊开始，或者塔式起重机的运作开始时，会同时向检测装置发出信号开始记录倾斜角度，从而在运作开始时记录当时的初始倾斜角度t_s。

6、随着起吊进行，重物会被拉起并最终离开地面，倾斜角会产生一个由t_s逐渐增大，并最终稳定的过程，其稳定值为t_e。

7、此次起吊表征力矩的倾斜角t=t_e-t_s。

8、根据第四步中测得的6个数据点，通过线性插值算法可以得到力矩-角度对应曲线，通过此曲线，即可反查得到倾斜角t对应的力矩，此力矩即为此次的起吊力矩值。

此外，通过本检测装置的气压温度传感器，还能获得检测装置处的气压温度，通过GPS芯片可以获得GPS定位坐标，即通过本检测装置的设置，可以获得塔式起重机的各项参数。

Claims (9)

1.一种检测装置，其特征在于所述的检测装置包括前盖和后面板，所述的前盖向后面板方向设有环向的外延伸段，所述的前盖四角内侧分别设有第一导向柱，所述的后面板四角内侧分别对应于所述的第一导向柱设有第二导向柱，所述的第二导向柱中部设有贯穿后面板的通孔，且所述的第一导向柱中部设有与所述的第二导向柱中部设有的通孔相对应的螺纹孔，以使螺栓能穿过第二导向柱中部设有的贯穿后面板的通孔后与第一导向柱中部设有的螺纹孔相配合从而在前盖和后面板之间形成一容置腔室；

所述的后面板内侧设有若干安装定位柱用于与通过螺栓连接元器件安装板，所述的前盖内侧设有若干定位孔，用于通过螺栓连接存储器安装板，存储器安装板上设有存储器连接卡槽，所述的前盖的外表面设有安装凹槽，安装凹槽处设有开口，使得与前盖相连接的存储器安装板的存储器连接卡槽能从开口处露置于容置腔室的外侧，所述的开口的周向外侧设有密封槽，所述的密封槽内设有密封条，所述的安装凹槽处通过安装孔连接外盖板，以遮蔽所述的安装凹槽及存储器安装板的存储器连接卡槽。

2.如权利要求1所述的一种检测装置，其特征在于所述的后面板两侧设有凸出段，所述的前盖两侧对应于所述的凸出段设有开槽，以供所述的凸出段向外伸出，所述的凸出段上设置有腰型孔。

3.如权利要求1所述的一种检测装置，其特征在于所述的存储器连接卡槽为SD卡槽。

4.如权利要求1所述的一种检测装置，其特征在于所述的安装凹槽呈L形，由所述的前盖的上表面延伸至前盖一侧的侧表面，所述的外盖板同样呈与所述的安装凹槽相适应的L形。

5.如权利要求1所述的一种检测装置，其特征在于所述的元器件安装板四角设有四个用于安装的通孔，两个通孔用于与安装定位柱相配合，另两个通孔用于与第二导向柱相配合。

6.如权利要求1所述的一种检测装置，其特征在于所述的元器件安装板包括第一安装板、第二安装板、第三安装板，所述的第一安装板用于安装主处理器、所述的第二安装板用于安装GPS芯片，所述的第三安装板用于安装通讯芯片。

7.如权利要求6所述的一种检测装置，其特征在于所述的第一安装板上设有两处方形孔，所述的后面板上设有两处延伸段，所述的延伸段穿过所述的方形孔，所述的延伸段的相对一侧设有定位卡槽，定位开槽用于配合连接数据处理器安装板。

8.如权利要求1所述的一种检测装置，其特征在于所述的前盖上设有显示灯外露孔，所述的存储器安装板上还安装有LED显示灯，所述的LED显示灯通过显示灯外露孔露置于检测装置的表面。

9.如权利要求1或6或7所述的一种检测装置，其特征在于所述的检测装置还包括主处理芯片，主处理芯片与用于提供定位服务的GPS芯片、用于对数据进行处理的数据处理芯片信号相连，数据处理芯片的SCL1接口连接至9轴传感器芯片的SCL接口及电阻R1一端，数据处理芯片的SDA1接口连接至9轴传感器芯片的SDA接口及电阻R2一端，数据处理芯片的SCL2接口连接至气压温度传感器芯片的SCL接口及电阻R3一端，数据处理芯片的SDA2接口连接至气压温度传感器芯片的SDA接口及电阻R4一端，电阻R1和电阻R2的另一端相连后连接至9轴传感器芯片的VCC端及电阻R3的另一端、电阻R4的另一端，和电容C1的一端并共同连接至气压温度传感器芯片的VCC端，电容C1的一端与数据处理芯片的VCC端和电容C2的一端，电容C1的另一端与电容C2的另一端相连后与数据处理芯片的GND端相连并接地；

电源管理芯片的OUT端与电容C2的一端、电容C3的一端、主处理芯片的VCC端及电容C4的一端相连，电源管理芯片的GND端连接电容C3的另一端和电容C6的一端后接地，电源管理芯片的IN端连接至电容C6的另一端并共同与12V电源相连接；

GPS芯片的VCC端连接电容C5的一端后与电容C4的一端相连，GPS芯片的GND端与电容C5的另一端、电容C4的另一端相连后共同接地；

所述的主处理芯片上还设有数据总线接口CTRL Bus及若干扩展UART接口。