PL235784B1 - Układ monitorowania oraz sygnalizacji zużycia nakrętki - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ monitorowania oraz sygnalizacji zużycia nakrętki przeznaczonej do unoszenia pokładów autotransporterów.

Nakrętki tego typu mają szerokie zastosowania w tego typu pojazdach. Składają się z dwóch części, z których jedna pracuje pod obciążeniem, druga zaś przesuwa się swobodnie po gwintowanej śrubie. Zużycie nakrętki powoduje zmniejszenie się szczeliny pomiędzy jej elementami. Tak zbudowane nakrętki unoszą pokłady, na których znajdują się transportowane pojazdy. Ze względu na duże obciążenia konieczna jest ich okresowa wymiana, aby nie nastąpiło zerwanie znajdującego się w nich gwintu i w konsekwencji uszkodzenie przewożonego ładunku. Nakrętkę do wymiany kwalifikuje osiągnięcie minimalnej szczeliny kontrolnej, której wartość graniczna pomiędzy jej elementami wynosi 1,5 mm.

Z opisu patentowego JPS5585012 znane jest zabezpieczenie przed spadkiem podnośnika pionowej maszyny wyciągowej z powodu zużycia wałka gwintowanego poprzez zastosowanie wyłącznika krańcowego sterowanego przez zmianę odstępu między ruchomą nakrętką a podnoszoną w pionie nakrętką zabezpieczającą zaczepioną na wale przy nakrętce zabezpieczającej. Sworzeń wystaje z bocznej powierzchni nakrętki i jest sprzęgnięty z długą szczeliną perforowaną pionowo w ograniczniku obrotu przymocowanym do dolnej powierzchni elementu. Wyłącznik krańcowy zamontowany na drugiej powierzchni końcowej nakrętki, uruchamiany jest, gdy odstęp G staje się krótszy niż z góry określona długość. Uruchomiany jest wyłącznik krańcowy w celu wygenerowania alarmu. Przełącznik zapobiega dalszemu wzrostowi zużycia wału, aby w ten sposób zapobiec spadnięciu windy.

Z opisu wzoru użytkowego CN202296980 znany jest mechanizm zabezpieczający nakrętkę podnoszącą spiralnego podnośnika. Mechanizm ochronny składa się z korpusu skrzynki podnoszącej i śruby pociągowej; nakrętka podnosząca jest umieszczona na śrubie pociągowej; nakrętka podnosząca może napędzać ładunek, wykonując ruchy posuwisto-zwrotne; nakrętka podnosząca jest połączona wypukłymi rowkami nakrętek zabezpieczających poprzez wklęsłe rowki umieszczone na nakrętce podnoszącej; a grubość zęba nakrętek zabezpieczających jest mniejsza niż grubość nakrętki podnoszącej. Zgodnie z mechanizmem ochronnym zabezpieczającym nakrętkę podnoszącą spiralnego podnośnika, można uniknąć zjawiska, że nakrętka podnosząca zsuwa się na śrubę pociągową z powodu nadmiernego zużycia. Można wykryć stopień zużycia nakrętki podnoszącej i w przypadku dużego zużycia, nakrętka podnosząca może zostać wymieniona tak szybko, jak to możliwe by zagwarantować bezpieczeństwo działania urządzenia.

Istota wynalazku polega na tym, że nakrętka została doposażona w układ pomiarowy, który monitoruje oraz informuje o jej zużyciu. Układ został zamontowany w gnieździe wykonanym metodą frezowania a następnie zalewany jest masą która chroni go przed dostaniem się wilgoci. Układ monitorowania oraz sygnalizacji zużycia nakrętki przeznaczonej do unoszenia pokładów autotransporterów posiada trzpień, kontrolujący wartość graniczną szczeliny między częścią nośną nakrętki a nieobciążoną częścią nakrętki, zamontowano do nieobciążonej części nakrętki, który połączony jest ze stycznikiem krańcowym oraz nadajnikiem i układem odbiorczym znajdującym się w kabinie kierowcy.

Układ odbiorczy składa się z odbiorników sparowanych z poszczególnymi nakrętkami, z mikrokontrolera przetwarzającego sygnały oraz wyświetlacza sygnałów świetlnych.

Przedmiot wynalazku pokazano na rysunkach, gdzie fig. 1 przedstawia nakrętkę, na fig. 2 pokazano sposób montażu układu we wyfrezowanym gnieździe, fig. 3 przedstawia schemat blokowy działania urządzenia, zdjęcie poglądowe urządzenia odbiorczego zostało przedstawione na fig. 4, rozmieszczenie nakrętek w autotransporterze przedstawia fig. 5, schemat elektroniczny połączeń i zasilania urządzenia przedstawiono na fig. 6, zaś wyświetlacz przedstawiono na fig. 7.

Sposób montażu układu we wyfrezowanym gnieździe został przedstawiony na fig. 2 gdzie kolejno umiejscowiono: 1 - trzpień uruchamiający stycznik (związany na stałe z nieobciążoną częścią nakrętki), 2 - stycznik krańcowy, 3 - nadajnik, 4 - bateria.

Układ monitorowania oraz sygnalizacji zużycia nakrętki przeznaczonej do unoszenia pokładów autotransporterów składa się z części nośnej 8 nakrętki, wyposażonej w stycznik krańcowy 2 oraz umieszczonej poniżej nieobciążonej części 9 nakrętki z zamontowanym trzpieniem 1, kontrolującym wartość graniczną szczeliny między częścią nośną 8 nakrętki a nieobciążoną częścią 9 nakrętki. Część nośna 8 nakrętki wyposażona jest w baterię oraz nadajnik 3 sygnału alarmowego, odbieranego przez układ odbiorczy 7, znajdujący się w kabinie kierowcy.

Układ elektroniczny zamontowany w nakrętce został podłączony w sposób przedstawiony na fig. 6, na której pokazano umiejscowienie mikrokontrolera 5 i układu odbiorczego 7.

PL 235 784 B1

W wyniku zużycia się gwintu obciążonej części nakrętki jej druga część wywiera nacisk na stycznik krańcowy za pomocą trzpienia. Poprzez zwarcie styków zostaje uruchomiony układ elektroniczny z wbudowanym nadajnikiem radiowym, który wysyła sygnał do odbiornika w kabinie kierowcy. Układ elektroniczny zamontowany w nakrętce pozostaje w trybie uśpienia do momentu załączenia stycznika, oszczędzając tym samym zużycie baterii. Układ nadajnika ma powszechne zastosowanie na rynku między innymi w dzwonkach bezprzewodowych, pilotach zdalnego (radiowego) sterowania. Rozmieszczenie tak skonstruowanych nakrętek w autotransporterze przedstawia fig. 5, gdzie kolejno rozmieszczono pary śrub A, B, C, D na słupach unoszących pokłady górne.

Elektronika nakrętki, w której skład wchodzi stycznik oraz nadajnik jest kompatybilna z odbiornikiem znajdującym się w kabinie kierowcy. Każdy odbiornik współpracuje z nadajnikiem na innej częstotliwości fal radiowych. Oznacza to, że nadajnik z pojedynczej nakrętki tworzy parę z odbiornikiem w kabinie kierowcy. Wiąże się to z tym, że jest tyle samo nadajników w nakrętkach co odbiorników zamontowanych w urządzeniu w kabinie. Rozwiązanie to umożliwia identyfikowanie zużycia pojedynczych nakrętek.

Zdjęcie poglądowe urządzenia odbiorczego zostało przedstawione na fig. 4. Układ odbiorczy znajdujący się w kabinie kierowcy składa się z odbiorników sparowanych z nakrętkami, mikrokontrolera przetwarzającego sygnały oraz zasilacza uniwersalnego 12/24V. Schemat blokowy działania urządzenia przedstawiono na fig. 3. Zastosowanie mikrokontrolera do obsługi odbiorników umożliwiło przekazanie kierowcy informacji o zużyciu nakrętek. W układzie odbiornika zastosowano wyświetlacz lcd (2x16 znaków) fig. 7, na którym wyświetlane są komendy związane z wymianą poszczególnych nakrętek w formie czytelnego komunikatu. Dodatkowo zastosowano sygnały świetlne, które są przyporządkowane do poszczególnych nakrętek. Wyświetlacze sygnałów świetlnych (diody) 6 widoczne są na pokrywie urządzenia fig. 4, które emitują sygnał ciągły do momentu wymiany zużytej nakrętki. Sygnały świetlne działają niezależnie od wyświetlacza lcd, informacja na wyświetlaczu znika i pojawia się okresowo a sygnał świetlny emitowany za pomocą diody lcd zostaje. Urządzenie posiada również funkcje rozbudowy, gdyż zastosowano mikrokontroler z rodziny ATmega, który jest w pełni programowalny. Możliwe jest tym samym dowolne konfigurowanie systemu par nadajnik (nakrętka) - odbiornik. Schemat elektroniczny połączeń i zasilania urządzenia przedstawiono na fig. 6. Rozwiązanie opisane powyżej pozwala na jeszcze szybszą reakcje w naprawie danego pojazdu. Dzięki takiemu rozwiązaniu osoby obsługujące autotransporter zwolnione są z okresowego sprawdzania stanu zużycia nakrętek. Jednocześnie zminimalizowane zostaje ryzyko uszkodzenia przewożonego ładunku z powodu zbyt późnego wykrycia zużytych nakrętek. Opis zastosowanego mikrokontrolera (specyfikacja portów) wraz z kodem źródłowym, który został do niego wpisany przedstawiono poniżej.

Mikrokontroler ma następujące parametry oraz cechy funkcjonalne:

1. Mały pobór mocy,

2. Zaawansowana architektura RISC charakteryzująca się:

• 130 instrukcjami, z których większość jest wykonana w jednym cyklu maszynowym, • 32 rejestrami 8-bitowymi ogólnego przeznaczenia, • maksymalną wydajnością 16MIPS przy częstotliwości zegara 16MHz,

3. Pamięci:

• 8 kB ulotnej pamięci Flash o trwałości 10 000 zapisów/kasowań, • ma opcjonalne miejsce na Bootlaoder, • 512 B pamięci EEPROM o trwałości 100 000 zapisów/kasowań, • 1 kB pamięci SRAM, • ma programowalne zabezpieczenia pamięci programu przed odczytem.

4. Układy peryferyjne:

• dwa 8-bitowe czasomierze/liczniki z oddzielnymi preskalerami, • jeden 16-bitowy czasomierz/licznik z oddzielnym preskalerem - możliwość pracy w trybach Capture oraz Compare, • zegar czasu rzeczywistego z oddzielnym oscylatorem, • trzy kanały PWM, • 8-kanałowy przetwornik A/C • szeregowy interfejs I2C, • programowany USART do transmisji przez RS232, • szeregowy interfejs Master/Slave SPI, • programowy timer Watchdog z oddzielnym (wbudowanym) oscylatorem, • wbudowany komparator analogowy.

PL 235 784 B1

5. Specjalne wyposażenie mikrokontrolera:

• zerowanie po włączeniu mikrokontrolera oraz programowany układ BOD (Brown Out Detection), • wewnętrzny kalibrowany oscylator RC, • wewnętrzne oraz zewnętrzne źródła sygnałów przerwań, • pięć trybów uśpienia: ADC Nosie Reduction, Power-save, Power-down i Standbay.

6. 23 linie I/0 dowolnego wykorzystania,

7. Zakres napięć zasilających mikrokontroler: 4,5... 5,5 V.

8. Zakres częstotliwości sygnału taktującego mikrokontroler: 0...16 MHz (źródło - www.atmel.com).

Kod źródłowy mikrokontrolera $regfile = m8def.dat $crystal = 1000000

Config Lcd =16 * 2

Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portc.3 , Db5 = Portc.2 , Db6 = Portc.1 , Db7 = Portc.0 , E = Portc.4 , Rs = Portc.5

Portb = &B00000000

Config Portd = Output

Portd = &B0000000

Set Portb.0

Set Portb.1

Do

Cls

Lcd ADAMPOL

Lowerline

Lcd SMNL/V 1/12.2015

Waitms 3000

Cls

Portd.4 = 1

Portd.3 = 1

Portd.2 = 1

Portd.1 = 1

Portd.0 = 1

Waitms 30

Portd.4 = 0

Waitms 30

Portd.4 = 1

Waitms 30

Portd.3 = 0

Waitms 30

Portd.3 = 1

Waitms 30

Portd.2 = 0

Waitms 30

Portd.2 = 1

Waitms 30

Portd.1 = 0

Waitms 30

Portd.1 = 1

Waitms 30

Portd.0 = 0

Waitms 30

Portd.0 = 1

Waitms 30

Portd.0 = 0

PL 235 784 B1

Waitms 30

Portd.0 = 1

Waitms 30

Portd.1 = 0

Waitms 30

Portd.1 = 1

Waitms 30

Portd.2 = 0

Waitms 30

Portd.2 = 1

Waitms 30

Portd.3 = 0

Waitms 30

Portd.3 = 1

Waitms 30

Portd.4 = 0

Waitms 30

Portd.4 = 1

Waitms 30

Do

If Pinb.0 = 0 Then

A=2 OR A=3 OR B>10 THEN

Portd.0 = 0

Elseif Pinb1. = 0 Then

Portd.1 = 0

Else

If Pinb.0 = 0 Then

Lowerline

Lcd SPR. NAKR. NR 4

Waitms 20

Cls

Else

If Pinb.1 = 0 Then

Lcd SPR. NAKR. NR 3

Waitms 20

Cls

End If

End If

End If

Loop

Loop

Claims (2)

1. Układ monitorowania oraz sygnalizacji zużycia nakrętki przeznaczonej do unoszenia pokładów autotransporterów, składający się z części nośnej nakrętki, wyposażonej w stycznik krańcowy oraz umieszczonej poniżej nieobciążonej części nakrętki z zamontowanym trzpieniem, kontrolującym wartość graniczną szczeliny między częścią nośną nakrętki a nieobciążoną częścią nakrętki, znamienny tym, że część nośną nakrętki (8) wyposażona jest w baterię (4) oraz nadajnik (3) sygnału alarmowego, odbieranego przez układ odbiorczy (7), znajdujący się w kabinie kierowcy.

2. Układ monitorowania oraz sygnalizacji zużycia nakrętki według zastrz. 1, znamienny tym, że układ odbiorczy (7) składa się z odbiorników sparowanych z poszczególnymi nakrętkami (8) pokładów autotransportowych, z mikrokontrolera (5) przetwarzającego sygnały oraz wyświetlacza sygnałów świetlnych (6).