CN216785509U - 用于塔吊吊钩设备的自发电供电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于塔吊吊钩设备的自发电供电装置，包括摩擦轮，摩擦轮滚动面与钢丝绳接触，摩擦轮转动轴与直流发电机机械力输入轴直接同轴连接，摩擦轮在钢丝绳的运动作用下受钢丝绳摩擦发生旋转，以带动直流发电机发电，直流发电机的电力输出端口与充电电池组件的充电电池的充电端口连接。充电电池的电源输出端口分两路，一路直接与处理器和惯性传感器的供电端口连接，另一路经电控开关与用电设备的供电端口连接。惯性传感器的信号端口与处理器的相应信号端口连接，处理器的控制端口与电控开关的受控端口连接。处理器通过通信器与远程中心无线通讯。本实用新型利用钢丝绳动能可实现自行发电来对吊钩设备上的用电设备进行持续供电。

Description

用于塔吊吊钩设备的自发电供电装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于塔吊吊钩设备的自发电供电装置，属于发电与供电设备领域。

背景技术

塔吊，又称“塔式起重机”，是目前建筑工地上常用的一种起重设备，其上用于执行吊装作业的吊钩设备通常包括装配板12，请参考图2来理解，装配板12上安装有吊钩11和滑轮组13，滑轮组13上绕设有与塔吊的塔吊操控设备(图中未示出)连接的钢丝绳14。吊装时，工人通过塔吊操控设备对钢丝绳14的收放等进行控制，以对吊钩11的移动实现控制。由于吊钩具有移动频繁、范围大等特点，因此，为了确保安全施工，吊钩11位置的实时定位显得尤为重要。

目前常用的定位措施是在吊钩11或装配板12上安装可实时反馈吊钩位置的指示灯或定位器等定位设备，而这些定位设备需要持续不断的电力供应才能正常工作。鉴于吊钩设备上难以布设电源线缆的现状，已有的电力供应方式主要有高容量电池和太阳能电池板，但是从实际实施中可以发现，电池受容量限制，容量再高也需要定时更换，给施工管理带来许多困难，且反复拆装电池易产生松动问题，存在一定的安全隐患，而太阳能电池板会受到吊钩所处工况(如高层建筑遮挡等)、天气(如遇到持续阴天的天气)等原因的影响，且易发生损坏(如遇碰撞破损)，无法保障持续供电。另外，基于无线电技术实现的电力供应方式因其实施成本较高、存在电磁干扰及传输效率不佳等原因，也一直未能应用在吊钩设备上。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于塔吊吊钩设备的自发电供电装置，其利用钢丝绳动能可实现自行发电来对吊钩设备上的用电设备进行持续供电，易实现，成本低，适于推广。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种用于塔吊吊钩设备的自发电供电装置，吊钩设备包括装配板，装配板上安装有吊钩和滑轮组，滑轮组上绕设有钢丝绳，钢丝绳的运动受塔吊操控设备控制，其特征在于：用于塔吊吊钩设备的自发电供电装置包括摩擦轮，摩擦轮的滚动面与靠近装配板的钢丝绳接触，摩擦轮的转动轴与直流发电机的机械力输入轴直接同轴连接，摩擦轮在钢丝绳的运动作用下受钢丝绳摩擦发生旋转，以带动直流发电机发电，直流发电机的电力输出端口与充电电池组件的充电电池的充电端口连接；充电电池的电源输出端口分两路，一路直接与处理器和惯性传感器的供电端口连接，另一路经由电控开关与用电设备的供电端口连接；安装在吊钩设备上的惯性传感器的信号端口与处理器的相应信号端口连接，处理器的控制端口与电控开关的受控端口连接；处理器通过通信器与远程中心进行无线通讯。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型无需在吊钩设备上布设任何电源线缆，仅利用吊钩设备所连钢丝绳产生的动能便可实现自行发电，对吊钩设备原有结构不进行改动，不存在反复拆装问题，在塔吊作业期间可对安装在吊钩设备上的用电设备进行持续不断地供电，不受吊钩所处工况(如高层建筑遮挡等)、天气(如遇到持续阴天的天气)等原因影响，提高了施工安全。

2、本实用新型易实现，成本低，不易发生损坏(如遇碰撞破损)，适于推广。

3、本实用新型借由惯性传感器和充电电池控制逻辑的设计，避免了吊钩在低速运行下导致发电电压(或电量)不足而无法供电的工况发生，可在感知吊钩大幅度运动后自行启用充电电池电量来供电。

4、本实用新型特别适用于对定位设备(如指示灯、定位器)的供电，确保了定位设备对处于作业中的吊钩位置的实时反馈。

附图说明

图1是本实用新型自发电供电装置的组成示意图。

图2是本实用新型自发电供电装置用于塔吊吊钩设备上的示意图。

具体实施方式

本实用新型自发电供电装置用于塔吊的吊钩设备，如图2所示，吊钩设备10包括装配板12，装配板12上安装有吊钩11和滑轮组13，滑轮组13上绕设有钢丝绳14，钢丝绳14的运动受塔吊操控设备(图中未示出)控制，即塔吊的塔吊操控设备通过控制钢丝绳14的运动来实现对吊钩11移动的控制，吊钩设备10是塔吊领域的已有设备。

如图1和图2所示，本实用新型用于塔吊吊钩设备的自发电供电装置包括摩擦轮20，摩擦轮20的滚动面与靠近装配板12的钢丝绳14接触，摩擦轮20的转动轴与直流发电机30的机械力输入轴直接同轴连接，摩擦轮20在钢丝绳14的运动作用下受钢丝绳14摩擦发生旋转，以带动直流发电机30发电，从而直流发电机30对充电电池组件50的充电电池51充电，即直流发电机30的电力输出端口与充电电池51的充电端口连接；充电电池51的电源输出端口分两路，一路直接与处理器60和惯性传感器70的供电端口连接，另一路经由电控开关90与用电设备200的供电端口连接，即充电电池51的电源输出分两路，一路直接为处理器60和惯性传感器70供电，另一路经由电控开关90为安装在吊钩设备10上的用电设备200供电；安装在吊钩设备10上的惯性传感器70的信号端口与处理器60的相应信号端口连接，处理器60控制电控开关90的打开与关闭，即处理器60的控制端口与电控开关90的受控端口连接；处理器60通过通信器80与远程中心(图中未示出)进行无线通讯，以将此时本实用新型工作状态(如休眠、供电等)上传给远程中心，以供相关人员查看。

在实际实施时，通信器80可由充电电池51供电，即充电电池51的电源输出端口经由输出接口54与通信器80的供电端口连接。

如图1，充电电池组件50还包括用于监测充电电池51输出电压的电量监测电路53，电量监测电路53的监测端口与充电电池51的检测端口连接，即电量监测电路53的监测端口与充电电池51的电源输出端口连接，电量监测电路53的信号传输端口与处理器60的相应信号端口连接。

在本实用新型中，电量监测电路53为本领域的熟知电路，其组成形式不受局限。

如图2，较佳的设计是，钢丝绳14的两侧各设有一摩擦轮20，两个摩擦轮20通过同一支撑架40与装配板12相固定，两个摩擦轮20中的一个与直流发电机30连接，其中：摩擦轮20与钢丝绳14接触的滚动面为弧形凹面，以增大摩擦力度。

如图1，充电电池组件50还包括充电电路52，充电电路52连接在直流发电机30的电力输出端口与充电电池51的充电端口之间，充电电路52的充电启停控制端口与处理器60的相应信号端口连接。

进一步来说，充电电路52包括滤除信号干扰的滤波器和调节电压值大小的调压器，直流发电机30的电力输出端口依次经由滤波器、调压器与充电电池51的充电端口连接，调压器的控制端口与处理器60的相应信号端口连接。

在本实用新型中，充电电路52为本领域的熟知电路，其还可设计为其它组成形式，不受局限。

如图1，充电电池组件50还包括输出接口54，充电电池51的电源输出端口经由输出接口54与处理器60、惯性传感器70的供电端口及电控开关90的输入端口连接。在本实用新型中，输出接口54为本领域的熟知接口电路，其选用普通接口即可，具体组成不在这里详述。

在实际设计中，充电电池组件50、处理器60、惯性传感器70和电控开关90可设于一安装在装配板12上的保护壳100中。

在本实用新型中，用电设备200可为用于标定吊钩11位置的定位设备，其中，定位设备为指示灯或定位器，指示灯、定位器通常安装在装配板12上即可。当然，用电设备200也可为其它电子设备，不受局限。

本实用新型用于塔吊吊钩设备的自发电供电装置的供电过程为：

1)当摩擦轮20在运动的钢丝绳14产生的摩擦作用下发生旋转时，摩擦轮20的旋转带动直流发电机30发电，于是直流发电机30对充电电池51充电；

2)充电电池51向处理器60和惯性传感器70供电；

3)惯性传感器70将检测到的吊钩状态信息传送给处理器60，同时电量监测电路53将监测到的电池电量信息传送给处理器60；

4)处理器60根据接收到的吊钩状态信息和电池电量信息对电控开关90的打开与关闭进行控制，其中：

若处理器60通过吊钩状态信息判断出吊钩11此时处于运动状态，且通过电池电量信息判断出充电电池51此时可对外供电，则处理器60控制电控开关90打开，于是充电电池51向用电设备200供电，以使用电设备200投入运行，此时本实用新型的工作状态为供电；

若处理器60通过吊钩状态信息判断出吊钩11从运动状态过渡到非运动状态，且通过电池电量信息判断出充电电池51此时可对外供电，则处理器60延时预定时间后控制电控开关90从打开变为关闭，于是充电电池51在预定时间内继续向用电设备200供电，用电设备200在预定时间内继续运行，此时本实用新型的工作状态为供电；

若处理器60通过吊钩状态信息判断出吊钩11在判定时间(如十分钟)内持续处于非运动状态，或者处理器60通过电池电量信息判断出充电电池51此时无法对外供电，则处理器60控制电控开关90关闭，于是充电电池51不向用电设备200供电，用电设备200停止运行，此时本实用新型的工作状态为休眠；

5)返回1)，直至塔吊停止作业，或说吊钩设备停止作业。

在实际实施时，本实用新型特别适用于对定位设备的供电，以在吊钩处于作业状态下，特别是移动状态下，来标定吊钩11的位置，从而确保生产安全。定位设备可为指示灯或定位器。例如，当吊钩11发生移动而向指示灯供电时，指示灯的亮起可以实时标定出吊钩11的位置。又例如，当吊钩11发生移动而向定位器供电时，定位器开始运行，实时向远程中心发出代表吊钩11位置的信号。

在本实用新型中，惯性传感器70可对吊钩11的运动时间及运动幅度等吊钩状态进行检测。当处理器60接收到的吊钩状态信息为吊钩11的运动时间达到设定时间长度或吊钩11的运动幅度达到设定阈值时，处理器60即判断吊钩11处于运动状态，如吊钩11处于吊装物体、空载上下移动中。相反，当处理器60接收到的吊钩状态信息为吊钩11的运动时间未达到设定时间长度且吊钩11的运动幅度未达到设定阈值时，处理器60即判断吊钩11处于非运动状态，如吊钩11因大风产生瞬间摆动(因刮风产生的瞬间摆动不会使吊钩产生诸如吊装物体时带来的大幅度摆动)等。

在本实用新型中，电量监测电路53监测的电池电量信息为充电电池51此时的电量，充电电池51的电量可通过监测充电电池51的输出电压来获得。当充电电池51的电量小于等于下限阈值(如电池总容量的30％，此时充电电池51的输出电压小于等于设定电压值)时，认为充电电池51此时无法对外供电。当充电电池51的电量大于下限阈值时，认为充电电池51此时可对外供电。而当充电电池51的电量达到满电阈值(如电池总容量的90％，此时充电电池51的输出电压达到满电电压值)时，认为充电电池51已充满电，即充电完毕。

在实际实施时，直流发电机30向充电电池51提供12V～36V之间的充电电压。在相同时间内，直流发电机30的发电量和充电电池51的容量要远大于用电设备200的用电量。

在实际实施中，当处理器60通过电池电量信息判断出充电电池51充电完毕时，处理器60控制充电电路52停止向充电电池51充电。

当充电电池51处于无法对外供电状态的时间超过设计时间时，即因吊钩11长期不运动等原因致使充电电池51长时间处于无法对外供电状态时，处理器60通过通信器与远程中心无线通讯，以通知相关人员(如塔司)前来通过主动升降吊钩11来带动直流发电机30发电而使充电电池51充满电。当然，在实际中，相关人员在前来为充电电池51进行充电之外，还可根据实际情况进行充电电池51的更换等。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型无需在吊钩设备上布设任何电源线缆，仅利用吊钩设备所连钢丝绳产生的动能便可实现自行发电，对吊钩设备原有结构不进行改动，不存在反复拆装问题，在塔吊作业期间可对安装在吊钩设备上的用电设备进行持续不断地供电，不受吊钩所处工况(如高层建筑遮挡等)、天气(如遇到持续阴天的天气)等原因影响，提高了施工安全。

2、本实用新型易实现，成本低，不易发生损坏(如遇碰撞破损)，适于推广。

3、本实用新型借由惯性传感器和充电电池控制逻辑的设计，避免了吊钩在低速运行下导致发电电压(或电量)不足而无法供电的工况发生，可在感知吊钩大幅度运动后自行启用充电电池电量来供电。

4、本实用新型特别适用于对定位设备(如指示灯、定位器)的供电，确保了定位设备对处于作业中的吊钩位置的实时反馈。

5、本实用新型用于定位设备时，只要定位设备处于工作状态，本实用新型就可向定位设备持续供电，并且，在相同时间内，直流发电机的发电量势必大于定位设备的耗电量，因此不存在定位设备处于非工作状态下的长时间耗电问题，与吊钩处于工作状态下的定位需求相匹配。

以上所述是本实用新型较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于塔吊吊钩设备的自发电供电装置，吊钩设备包括装配板，装配板上安装有吊钩和滑轮组，滑轮组上绕设有钢丝绳，钢丝绳的运动受塔吊操控设备控制，其特征在于：用于塔吊吊钩设备的自发电供电装置包括摩擦轮，摩擦轮的滚动面与靠近装配板的钢丝绳接触，摩擦轮的转动轴与直流发电机的机械力输入轴直接同轴连接，摩擦轮在钢丝绳的运动作用下受钢丝绳摩擦发生旋转，以带动直流发电机发电，直流发电机的电力输出端口与充电电池组件的充电电池的充电端口连接；充电电池的电源输出端口分两路，一路直接与处理器和惯性传感器的供电端口连接，另一路经由电控开关与用电设备的供电端口连接；安装在吊钩设备上的惯性传感器的信号端口与处理器的相应信号端口连接，处理器的控制端口与电控开关的受控端口连接；处理器通过通信器与远程中心进行无线通讯。

2.如权利要求1所述的用于塔吊吊钩设备的自发电供电装置，其特征在于：

所述钢丝绳的两侧各设有一所述摩擦轮，两个所述摩擦轮通过同一支撑架与所述装配板相固定，两个所述摩擦轮中的一个与所述直流发电机连接。

3.如权利要求2所述的用于塔吊吊钩设备的自发电供电装置，其特征在于：

所述充电电池组件还包括用于监测所述充电电池输出电压的电量监测电路，电量监测电路的监测端口与所述充电电池的检测端口连接，电量监测电路的信号传输端口与所述处理器的相应信号端口连接。

4.如权利要求3所述的用于塔吊吊钩设备的自发电供电装置，其特征在于：

所述充电电池组件还包括充电电路，充电电路连接在所述直流发电机的电力输出端口与所述充电电池的充电端口之间，充电电路的充电启停控制端口与所述处理器的相应信号端口连接。

5.如权利要求4所述的用于塔吊吊钩设备的自发电供电装置，其特征在于：

所述充电电池的电源输出端口经由输出接口与所述处理器、所述惯性传感器的供电端口及所述电控开关的输入端口连接。

6.如权利要求1至5中任一项所述的用于塔吊吊钩设备的自发电供电装置，其特征在于：

所述用电设备为用于标定吊钩位置的指示灯或定位器。

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