RU2483016C2 - Climbing crane load limiter - Google Patents
Climbing crane load limiter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2483016C2 RU2483016C2 RU2011135375/11A RU2011135375A RU2483016C2 RU 2483016 C2 RU2483016 C2 RU 2483016C2 RU 2011135375/11 A RU2011135375/11 A RU 2011135375/11A RU 2011135375 A RU2011135375 A RU 2011135375A RU 2483016 C2 RU2483016 C2 RU 2483016C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- load
- load sensor
- microcontroller
- crane
- limiter according
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области подъемно-транспортной техники и может быть использовано в системах управления и защиты от перегрузок грузоподъемных кранов мостового, стрелового или иного типа.The invention relates to the field of material handling equipment and can be used in control systems and overload protection of overhead cranes, jib or other type.
Известен ограничитель нагрузки грузоподъемного крана, содержащий управляющее устройство на основе микроконтроллера и тензорезисторный датчик усилия, установленный в шарнирном узле крюковой подвески и подключенный к управляющему устройству с помощью общего проводного или беспроводного последовательного интерфейсного канала. Датчик усилия состоит из двух силоизмерительных блоков с силовоспринимающими элементами, образующими опору концов оси блоков крюковой подвески [1].Known load limiter crane containing a control device based on a microcontroller and a strain gauge force sensor installed in the hinge node of the hook suspension and connected to the control device using a common wired or wireless serial interface channel. The force sensor consists of two load-measuring blocks with power-sensing elements forming the support of the ends of the axis of the blocks of the hook suspension [1].
При вращении блоков на оси крюковой подвески возникают дополнительные неконтролируемые нагрузки на силовоспринимающие элементы датчика усилия вследствие наличия сил трения в подшипниках. Это приводит к погрешности ограничения нагрузки. Расположение двух силоизмерительных блоков на наружных поверхностях щек увеличивает габаритные размеры крюковой подвески и затрудняет реализацию их защиты от повреждений.When the blocks rotate on the axis of the hook suspension, additional uncontrolled loads arise on the force-sensing elements of the force sensor due to the presence of friction in the bearings. This leads to a load limitation error. The location of the two load cells on the outer surfaces of the cheeks increases the overall dimensions of the hook suspension and makes it difficult to protect them from damage.
Известен также ограничитель нагрузки грузоподъемных машин, содержащий датчик силы в виде упругого элемента, установленного на поверхности какого-либо конструктивного элемента грузоподъемной машины в зоне действия измеряемых нагрузок. На внутренней поверхности упругого элемента, выполненного в форме полого цилиндра, закреплены тензорезисторы, сигнал с которых поступает на электронное пороговое устройство [2].A load limiter of hoisting machines is also known, comprising a force sensor in the form of an elastic element mounted on the surface of a structural element of a hoisting machine in the range of measured loads. On the inner surface of the elastic element made in the form of a hollow cylinder, strain gages are fixed, the signal from which is fed to an electronic threshold device [2].
Размещение тензопреобразователей на внутренней поверхности полого цилиндра усложняет и удорожает изготовление и ремонт датчика силы, так как требует применения специального приспособления для прижатия тензопреобразователей к внутренней поверхности цилиндра в процессе их наклейки. Использование полой оси снижает ее прочность и, соответственно, безопасность работы грузоподъемной машины.Placing strain gauges on the inner surface of the hollow cylinder complicates and increases the cost of manufacturing and repairing the force sensor, since it requires the use of special devices to press the strain gauges to the inner surface of the cylinder during their sticker. The use of a hollow axis reduces its strength and, accordingly, the safety of a lifting machine.
Наиболее близким к заявленному изобретению является ограничитель нагрузки грузоподъемного крана, содержащий управляющее устройство на основе микроконтроллера и тензорезисторный датчик нагрузки с упругим силовоспринимающим элементом в виде пустотелой оси блоков крюковой подвески. Ось включает в себя концевые опорные части и расположенную между ними силовоспринимающую часть с закрепленными на ней тензопреобразователями. Датчик снабжен расположенным в полости оси блоком обработки сигналов с тензопреобразователей, выполненным на основе микроконтроллера, снабженного аналого-цифровым преобразователем [3].Closest to the claimed invention is a load limiter of a crane containing a control device based on a microcontroller and a strain gauge load sensor with an elastic force sensing element in the form of a hollow axis of the blocks of the hook suspension. The axis includes end support parts and a force-sensing part located between them with strain gauges fixed to it. The sensor is equipped with a signal processing unit from strain gauges located in the axis cavity, made on the basis of a microcontroller equipped with an analog-to-digital converter [3].
В этом техническом решении также используется пустотелая ось блоков крюковой подвески. Это приводит к снижению прочности оси и к возможным авариям грузоподъемного крана при его перегрузках, поскольку излом оси приводит к падению грузозахватного органа (крюка) с грузом. Причем устранение этого недостатка путем применения оси с высоким запасом прочности невозможно, поскольку при повышении ее жесткости происходит уменьшение деформации силовоспринимающей части оси и, соответственно, выходного сигнала тензопреобразователей.This technical solution also uses the hollow axis of the hook suspension blocks. This leads to a decrease in the strength of the axis and to possible accidents of the crane during its overloads, since a kink of the axis leads to the fall of the load-gripping body (hook) with the load. Moreover, the elimination of this drawback by using the axis with a high margin of safety is impossible, since with an increase in its rigidity, the deformation of the force-sensing part of the axis and, accordingly, the output signal of the strain gauges decrease.
Недостатком известного технического решения является также пониженная точность ограничения нагрузки, поскольку на результат ее измерения влияет неравенство и непостоянство сил натяжения отдельных ветвей грузового каната и сил воздействия отдельных блоков крюковой подвески на силовоспринимающую часть оси. Это обусловлено, в частности, наличием сил трения в подшипниках блоков.A disadvantage of the known technical solution is also the low accuracy of the load limitation, since the result of its measurement is affected by the inequality and inconstancy of the tensile forces of individual branches of the cargo rope and the forces of the action of individual blocks of the hook suspension on the power-receiving part of the axis. This is due, in particular, to the presence of friction forces in the bearings of the blocks.
В оси блоков крюковой подвески у грузоподъемных кранов, находящихся в настоящее время в эксплуатации, нет отверстий. Для того чтобы сделать ось пустотелой, ее необходимо демонтировать с грузоподъемного крана и выполнить сверление в производственных условиях. Кроме того, оси блоков изготавливаются из обычной стали, не обладающей стабильными свойствами упругости. Это затрудняет реализацию известного ограничителя нагрузки на грузоподъемных кранах, находящихся в эксплуатации.In the axis of the hook suspension blocks, the hoisting cranes currently in operation have no openings. In order to make the axis hollow, it is necessary to dismantle it from the crane and perform drilling in production conditions. In addition, the axis of the blocks are made of ordinary steel, which does not have stable elastic properties. This complicates the implementation of the known load limiter on cranes in operation.
Замена или ремонт датчика усилия приводит к необходимости разборки крюковой подвески, что затрудняет техническое обслуживание ограничителя нагрузки и приводит к увеличению простоев грузоподъемного крана.Replacement or repair of the force sensor leads to the need to disassemble the hook suspension, which complicates the maintenance of the load limiter and leads to an increase in downtime of the crane.
Задачами, на решение которых направлено заявленное изобретение, являются:The tasks to be solved by the claimed invention is directed are:
- повышение безопасности работы грузоподъемного крана путем предотвращения его аварий в случае разрушения силовоспринимающей части датчика нагрузки и повышения помехозащищенности и надежности передачи данных;- improving the safety of the crane by preventing its accidents in the event of the destruction of the power-sensing part of the load sensor and increasing the noise immunity and reliability of data transmission;
- повышение точности работы ограничителя нагрузки;- improving the accuracy of the load limiter;
- обеспечение возможности дооборудования грузоподъемного крана ограничителем нагрузки без доработки его силовых элементов;- providing the possibility of retrofitting a crane with a load limiter without finalizing its power elements;
- снижение времени простоя грузоподъемного крана при техническом обслуживании и ремонте ограничителя нагрузки (его датчика усилия);- reducing the downtime of the crane during maintenance and repair of the load limiter (its force sensor);
- упрощение технического обслуживания и ремонта ограничителя нагрузки.- simplification of maintenance and repair of the load limiter.
В ограничителе нагрузки грузоподъемного крана, содержащем датчик нагрузки, установленный на крюковой подвеске, и управляющее устройство, соединенное с датчиком нагрузки с помощью беспроводного, или проводного, или комбинированного канала передачи данных, и выполненное на основе микроконтроллера с возможностью формирования предупреждающих сигналов для машиниста и/или сигналов управления приводом подъема крюка, направленных на предотвращение превышения измеренной нагрузки крана ее предельно допустимой величины, поставленные технические задачи решаются тем, что по меньшей мере один силовоспринимающий и/или чувствительный элемент датчика нагрузки размещается на траверсе крюковой подвески под упорным подшипником крюка, или под гайкой крюка, или на поверхности траверсы, или на внутренней или внешней поверхности щеки в зоне действия нагрузок от траверсы, или под опорой траверсы.In the load limiter of a crane containing a load sensor mounted on a hook suspension and a control device connected to the load sensor using a wireless, or wired, or combined data transmission channel, and based on a microcontroller with the possibility of generating warning signals for the driver and / or control signals of the hook lifting drive, aimed at preventing the measured crane load from exceeding its maximum permissible value, The tasks are solved by the fact that at least one force-sensing and / or sensitive element of the load sensor is placed on the traverse of the hook suspension under the thrust bearing of the hook, or under the nut of the hook, or on the surface of the traverse, or on the inner or outer surface of the cheek in the area of action of loads from traverse, or under the support of the traverse.
Достижению технических результатов способствуют также частные признаки изобретения:The achievement of technical results also contribute to the private features of the invention:
- реализация силовоспринимающего элемента датчика нагрузки в виде упругого элемента или преобразователя силы в давление, а чувствительного элемента, соответственно, в виде тензорезисторного, емкостного, оптического, индуктивного или магнитоупругого преобразователя деформации упругого элемента или преобразователя давления в электрический сигнал;- the implementation of the power-sensing element of the load sensor in the form of an elastic element or a force-to-pressure transducer, and a sensing element, respectively, in the form of a strain gauge, capacitive, optical, inductive or magnetoelastic transducer of deformation of an elastic element or pressure transducer into an electrical signal;
- выполнение силовоспринимающего элемента датчика нагрузки кольцевым с возможностью пропуска через него хвостовика крюка;- the implementation of the power-sensing element of the load sensor annular with the possibility of passing through it the shank of the hook;
- размещение по меньшей мере одного чувствительного и/или силовоспринимающего элемента датчика нагрузки на внутренней или внешней поверхности щеки крюковой подвески с возможностью измерения усилий в щеке, или его реализация в виде опоры траверсы;- placing at least one sensing and / or power-sensing element of the load sensor on the inner or outer surface of the cheek of the hook suspension with the possibility of measuring forces in the cheek, or its implementation in the form of a support beam;
- включение в состав канала передачи данных между датчиком нагрузки и управляющим устройством двух приемопередающих модулей (автономных или входящих в их состав, в том числе в состав их микроконтроллеров);- the inclusion in the composition of the data transmission channel between the load sensor and the control device of two transceiver modules (stand-alone or included in their composition, including their microcontrollers);
- реализация приемопередающих модулей беспроводного канала передачи данных радиочастотными с антеннами и микроконтроллерами, обеспечивающими хранение в энергонезависимой памяти их индивидуальных адресов и/или адресов приемопередатчиков, которым предназначена передаваемая информация, а также с возможностью приема и формирования пакетов данных по беспроводному каналу;- implementation of transceiver modules of a wireless radio-frequency data channel with antennas and microcontrollers, providing storage in non-volatile memory of their individual addresses and / or addresses of transceivers to which the information is intended, as well as with the possibility of receiving and generating data packets over a wireless channel;
- включение в состав датчика нагрузки блока обработки выходных сигналов чувствительных элементов, выполненного на основе микроконтроллера со встроенным или внешним аналого-цифровым преобразователем, с возможностью суммирования их выходных сигналов или определения нагрузки в двух или более плоскостях в случае необходимости;- inclusion in the load sensor of the processing unit of the output signal of the sensitive elements, made on the basis of a microcontroller with an integrated or external analog-to-digital converter, with the possibility of summing their output signals or determining the load in two or more planes, if necessary;
- оснащение датчика нагрузки автономным источником питания (гальванической батареи или аккумулятором, снабженным устройством его подзарядки от внешнего источника питания, и/или от напряжения, подаваемого на механизмы грузоподъемного крана, и/или от солнечного элемента), устройством для контроля его разряда, подключенным к микроконтроллеру или встроенным в него, с возможностью передачи соответствующего сигнала в управляющее устройство;- equipping the load sensor with an autonomous power source (galvanic battery or battery equipped with a device for recharging it from an external power source, and / or from the voltage supplied to the mechanisms of the crane, and / or from the solar cell), a device for controlling its discharge, connected to microcontroller or integrated into it, with the possibility of transmitting the corresponding signal to the control device;
- оснащение датчика нагрузки датчиком движения крюковой подвески, выполненным на основе акселерометра и/или гироскопа, с возможностью изменения периода и/или момента измерения нагрузки и/или передачи данных о величине нагрузки крана в зависимости от выходного сигнала датчика движения, в том числе по сигналам прерывания, выводящим микроконтроллер из «спящего» режима;- equipping the load sensor with a hook suspension movement sensor based on the accelerometer and / or gyroscope, with the possibility of changing the period and / or the moment of measuring the load and / or transmitting data about the crane load value depending on the output signal of the motion sensor, including signals interrupts that bring the microcontroller out of sleep mode;
- применение дополнительного активного или пассивного ретранслятора в беспроводном канале передачи данных;- the use of an additional active or passive repeater in a wireless data channel;
- оснащение ограничителя устройством позиционирования и передачи информации о положении крюковой подвески в управляющее устройство с последующим формированием предупреждающих сигналов для машиниста и/или сигналов управления приводами грузоподъемного крана из условия ограничения зоны допустимых положений крюковой подвески, и/или с изменением предельно допустимой величины нагрузки крана в зависимости от этого положения.- equipping the limiter with a device for positioning and transmitting information about the position of the hook suspension to the control device, with the subsequent generation of warning signals for the driver and / or control signals for the drives of the crane from the condition of limiting the zone of permissible positions of the hook suspension, and / or with changing the maximum allowable load of the crane in depending on this situation.
Сущность предложенного технического решения заключается в том, что в предлагаемом ограничителе нагрузки грузоподъемного крана построение датчика нагрузки базируется на прямом измерении усилия в хвостовике крюка либо в траверсе, на которой он закреплен.The essence of the proposed technical solution lies in the fact that in the proposed load limiter of the crane, the construction of the load sensor is based on a direct measurement of the force in the shank of the hook or in the traverse on which it is fixed.
Такое исполнение датчика нагрузки исключает необходимость применения пустотелой оси, что позволяет исключить ее ослабление и тем самым обеспечивает повышение безопасности работы грузоподъемного крана. Позволяет исключить падение груза в случае разрушения силовоспринимающей части датчика.This design of the load sensor eliminates the need for a hollow axis, which eliminates its weakening and thereby improves the safety of the crane. Allows to exclude falling of the load in case of destruction of the power-sensitive part of the sensor.
Реализация кольцевого датчика нагрузки (усилия), подкладываемого под упорный подшипник или под гайку крюка, обеспечивает простоту монтажа, замены и ремонта ограничителя. Позволяет получить максимально возможную точность работы ограничителя нагрузки, поскольку в этом случае датчик нагрузки обеспечивает прямое измерение веса груза с крюком.The implementation of an annular load (force) sensor, placed under the thrust bearing or under the hook nut, provides ease of installation, replacement and repair of the limiter. It allows you to get the maximum possible accuracy of the load limiter, since in this case the load sensor provides a direct measurement of the weight of the load with a hook.
Такое техническое решение позволяет осуществить дооборудование грузоподъемного крана ограничителем нагрузки без доработки его силовых элементов, обеспечивает снижение времени простоя грузоподъемного крана при техническом обслуживании и ремонте ограничителя (датчика) нагрузки.This technical solution allows for the additional equipping of the crane with a load limiter without finalizing its power elements, and reduces the downtime of the crane during maintenance and repair of the load limiter (sensor).
Выполнение линии связи между датчиком нагрузки и управляющим устройством комбинированной, с проводной и беспроводной передачей данных, повышает надежность передачи данных за счет исключения возможности механического повреждения линии связи во время монтажа на грузоподъемном кране и при его эксплуатации. При этом сохраняется высокая помехозащищенность датчика нагрузки и управляющего устройства от электромагнитных наводок за счет гальванической развязки между указанными элементами, установленными на разнесенных узлах конструкции грузоподъемного крана. Это повышает безопасность работы грузоподъемного крана за счет более точного и своевременного срабатывания ограничителя нагрузки.The implementation of the communication line between the load sensor and the control device combined, with wired and wireless data transmission, increases the reliability of data transmission by eliminating the possibility of mechanical damage to the communication line during installation on a crane and during its operation. At the same time, high noise immunity of the load sensor and control device from electromagnetic interference due to galvanic isolation between these elements installed on spaced nodes of the design of the crane is maintained. This increases the safety of the crane due to a more accurate and timely operation of the load limiter.
Упругий силовоспринимающий элемент датчика нагрузки имеет простую геометрическую форму и конструкцию, что упрощает его изготовление, эксплуатацию и ремонт (замену). Его повышенная защита от повреждений, ввиду расположения внутри крюковой подвески, а также отсутствие необходимости разборки крюковой подвески при замене этого датчика, приводит как к повышению надежности работы ограничителя (безопасности работы крана), так и к упрощению технического обслуживания и ремонта ограничителя.The elastic force-sensing element of the load sensor has a simple geometric shape and design, which simplifies its manufacture, operation and repair (replacement). Its increased protection against damage, due to the location inside the hook suspension, as well as the absence of the need to disassemble the hook suspension when replacing this sensor, leads to both increased reliability of the limiter (safety of the crane) and simplified maintenance and repair of the limiter.
Формирование с помощью микроконтроллера приемопередающего модуля пакетов для передачи данных позволяет сократить время работы приемопередатчика в режиме, как передачи, так и приема, и тем самым уменьшить энергопотребление от автономного источника питания и увеличить срок его службы без замены, что упрощает техническое обслуживание ограничителя.Formation of packets for data transmission using the microcontroller of the transceiver module reduces the time of the transceiver operation in both transmission and reception modes, thereby reducing power consumption from an autonomous power source and increasing its service life without replacement, which simplifies maintenance of the limiter.
К этому же результату приводит оснащение ограничителя датчиком движения крюковой подвески, выполненным на основе акселерометра и/или гироскопа, позволяющим реализовать энергосберегающие режимы работы датчика нагрузки.Equipping the limiter with a hook suspension motion sensor based on the accelerometer and / or gyroscope, which allows implementing energy-saving operation of the load sensor, leads to the same result.
Использование ретранслятора в беспроводной линии связи между датчиком нагрузки и управляющим устройством позволяет увеличить надежность передачи данных без увеличения мощности приемопередатчика.The use of a repeater in a wireless communication line between the load sensor and the control device allows to increase the reliability of data transmission without increasing the power of the transceiver.
Оснащение датчика нагрузки устройством позиционирования и передача информации о положении крюковой подвески в управляющее устройство позволяет повысить безопасность работы крана путем реализации координатной защиты по положению крюковой подвески крана.Equipping the load sensor with a positioning device and transmitting information about the position of the hook suspension to the control device improves the safety of the crane by implementing coordinate protection for the position of the hook suspension of the crane.
На фиг.1 показан мостовой грузоподъемный кран с указанием на нем мест расположения датчика нагрузки и управляющего устройства; на фиг.2 - общий вид крюковой подвески с установленным в ней датчиком нагрузки; на фиг.3 - функциональная схема ограничителя нагрузки.Figure 1 shows a bridge crane with an indication of the location of the load sensor and the control device; figure 2 is a General view of the hook suspension with a load sensor installed in it; figure 3 is a functional diagram of a load limiter.
Предлагаемый ограничитель нагрузки грузоподъемного крана 1, например мостового типа, содержит управляющее устройство 2, установленное в кабине 3 крана, датчик нагрузки 4, установленный на крюковой подвеске 5, и приемопередающие модули 6, 7, образующие проводной, беспроводной или комбинированный канал передачи (обмена) данных (фиг.1).The proposed load limiter of a crane 1, for example a bridge type, contains a control device 2 installed in the crane cabin 3, a load sensor 4 mounted on a
Управляющее устройство 2 в общем случае содержит микроконтроллер, запоминающее устройство, дисплей и световые индикаторы предупредительной и аварийной сигнализации, модуль звуковой сигнализации, регистратор параметров работы крана и исполнительный блок, выходы которого соединены с входами управления приводов грузоподъемного крана. Установка управляющего устройства 2 в кабине 3 машиниста (крановщика, оператора) грузоподъемного крана 1 обеспечивает его информацией о величине поднятого груза и других рабочих параметрах грузоподъемного крана 1, позволяет машинисту устанавливать различные режимы работы ограничителя и грузоподъемного крана, а также считывать информацию из регистратора параметров.The control device 2 in the General case contains a microcontroller, a storage device, a display and warning and alarm indicators, an audible alarm module, a crane operation parameters recorder and an executive unit, the outputs of which are connected to the control inputs of the crane drives. The installation of the control device 2 in the cab 3 of the driver (crane operator, operator) of the crane 1 provides it with information about the size of the lifted load and other operating parameters of the crane 1, allows the driver to set various operating modes of the limiter and crane, as well as read information from the parameter logger.
Силовоспринимающий и/или чувствительный элемент 8 датчика нагрузки 4 размещен на траверсе 9 крюковой подвески 5 под упорным подшипником 10 крюка 11, или под гайкой 12 крюка 11, или на поверхности траверсы 9, или на внутренней или внешней поверхности щеки 13 в зоне действия нагрузок от траверсы, или под опорой 14 траверсы 9 (фиг.2).The power-sensing and / or
Силовоспринимающий элемент датчика нагрузки 4 выполнен в виде упругого элемента или преобразователя силы в давление, а его чувствительный элемент, соответственно, в виде тензометрического, емкостного, оптического, индуктивного или магнитоупругого преобразователя деформации упругого элемента или давления в электрический сигнал.The force-sensing element of the load sensor 4 is made in the form of an elastic element or a force-to-pressure transducer, and its sensitive element, respectively, in the form of a tensometric, capacitive, optical, inductive or magnetoelastic transducer of deformation of an elastic element or pressure into an electrical signal.
Силовоспринимающий и чувствительный элементы датчика нагрузки 4, как правило, конструктивно совмещены. В отдельных случаях они могут быть разделены. Например, в случае, когда силовоспринимающий элемент реализован в виде гидравлического преобразователя силы в давление жидкости, а чувствительный элемент 8 выполнен в виде датчика давления и соединен с ним при помощи трубопровода.Force-sensing and sensitive elements of the load sensor 4, as a rule, are structurally combined. In some cases, they can be divided. For example, in the case when the force-sensing element is implemented as a hydraulic transducer of force to liquid pressure, and the
Силовоспринимающий элемент датчика нагрузки 4 с совмещенным или вынесенным чувствительным элементом 8, воспринимающий осевую нагрузку, может иметь кольцевую форму для пропуска через него хвостовика 15 крюка 11.The power-sensing element of the load sensor 4 with a combined or
Чувствительный 8 и/или силовоспринимающий элемент датчика нагрузки 4 может быть выполнен также в виде опоры 14 траверсы 9 или размещен на внутренней или внешней поверхности щеки 13 крюковой подвески 5 с возможностью измерения усилий в щеке 13. Например, на внутреннюю поверхность щеки 13 могут быть наклеены тензорезисторы, с помощью которых осуществляется изменение деформации и, соответственно, силы растяжения, создаваемой нагруженной траверсой 9.The sensitive 8 and / or power-sensing element of the load sensor 4 can also be made in the form of a
Аналогичным образом, тензорезисторы могут быть наклеены на поверхность траверсы 9. В этом случае нагрузка крана определяется по величине деформации изгиба траверсы 9.Similarly, strain gages can be glued to the surface of the
Каждый из приемопередающих модулей 6, 7 беспроводного канала передачи данных содержит радиочастотный приемопередатчик TX/RX 16 с антенной 17 и микроконтроллер 18 с блоком энергонезависимой памяти. Эти модули соединены с датчиком нагрузки и с управляющим устройством с помощью локальных линий связи 20, 21 (фиг.3).Each of the
Датчик нагрузки 4 содержит блок обработки выходных сигналов 22 по меньшей мере одного чувствительного элемента 8, выполненный на основе микроконтроллера со встроенным или внешним аналого-цифровым преобразователем и, при необходимости, автономный источник питания 23 - гальванический элемент, гальваническую батарею, или аккумулятор. Если применен аккумулятор, то он оснащен устройством его подзарядки от внешнего источника питания, от напряжения, подаваемого на механизмы грузоподъемного крана, и/или от солнечного элемента.The load sensor 4 contains an output
Датчик нагрузки 4 может также дополнительно содержать устройство контроля электрического напряжения автономного источника питания 23, подключенное к микроконтроллеру или встроенное в него.The load sensor 4 may also further comprise a device for monitoring the electrical voltage of an
С целью увеличения времени автономной работы датчика нагрузки 4 без подзарядки автономного источника питания 23, датчик нагрузки может быть дополнительно оснащен датчиком движения крюковой подвески, выполненным на основе акселерометра и/или гироскопа и подключенным к микроконтроллеру блока обработки сигналов 22. В этом случае с помощью микроконтроллера осуществляется изменение периода измерения нагрузки и/или передачи данных о величине этой нагрузки в зависимости от выходного сигнала датчика движения. В частности, в начале движения крюковой подвески по сигналам прерывания, выводящим микроконтроллер из «спящего» режима.In order to increase the battery life of the load sensor 4 without recharging an
Модуль приемопередатчика беспроводного или проводного канала передачи данных 6 датчика нагрузки 4 может быть встроен в его микроконтроллер (в блок обработки сигналов 22), а модуль приемопередатчика 7 управляющего устройства 2 - в микроконтроллер управляющего устройства. В этом случае линии связи 20, 21 образованы внутренними соединениями в микроконтроллерах.The transceiver module of the wireless or wired
Беспроводный канал передачи данных между датчиком нагрузи 4 и управляющим устройством 2 может дополнительно включать в себя активный или пассивный ретранслятор (на чертежах условно не показан).A wireless data transmission channel between the load sensor 4 and the control device 2 may further include an active or passive repeater (not shown conditionally in the drawings).
Датчик нагрузки 4 может быть также оснащен устройством определения его пространственного положения, выполненным, например, с использованием радиочастотных измерителей расстояния приемопередающего модуля 6 до точек с известными координатами, в которых размещены дополнительные приемопередатчики, соединенные с управляющим устройством 2 (с определением расстояний по времени прохождения или амплитуде сигнала).The load sensor 4 may also be equipped with a device for determining its spatial position, made, for example, using radio frequency meters of the distance of the
В этом случае управляющее устройство 2 выполнено с возможностью ограничения зоны допустимых положений крюковой подвески 5 путем формирования предупреждающих сигналов для машиниста и/или сигналов управления приводами грузоподъемного крана, направленных на предотвращение столкновения крюковой подвести 5 и груза 24 с препятствиями.In this case, the control device 2 is configured to limit the zone of permissible positions of the
Ограничитель нагрузки работает следующим образом.The load limiter works as follows.
Усилие, действующее на грузозахватный орган 11 (крюк) со стороны груза 24, воспринимается силовоспринимающим и чувствительным элементом 8 датчика нагрузки 4 без каких-либо пересчетов его величины. Результат измерения не зависит от состояния механизмов и узлов грузоподъемного крана и от его кинематической схемы. Сигнал с выхода датчика нагрузки 4 по радиоканалу поступает на вход управляющего устройства 2.The force acting on the load-gripping body 11 (hook) from the load 24 is perceived by the force-sensing and
Беспроводная передача и прием данных осуществляется, преимущественно, на частоте 2,4 ГГц на основе международного стандарта IEEE 802.15.4. Этот стандарт в настоящее время является наиболее предпочтительным для работы с датчиками с низким энергопотреблением. Для увеличения дальности связи в условиях ограниченной мощности радиочастотного приемопередатчика 16 может быть использован ретранслятор.Wireless data transmission and reception is carried out mainly at a frequency of 2.4 GHz based on the international standard IEEE 802.15.4. This standard is currently the most preferred for use with low-power sensors. To increase the communication range in conditions of limited power of the
На входы управляющего устройства 2 могут поступать также сигналы с других датчиков параметров работы грузоподъемного крана, например, от датчика предельной высоты подъема крюковой подвески, а также сигналы управления машиниста.The inputs of the control device 2 can also receive signals from other sensors of the parameters of the crane, for example, from the sensor of the maximum height of the hook suspension, as well as control signals of the driver.
В управляющем устройстве 2 производится сравнение фактической нагрузки на грузозахватном органе 11 крана 1 с паспортной величиной грузоподъемности. Далее микроконтроллер управляющего устройства 2, в зависимости от результатов этого сравнения, выдает на исполнительный блок крана (на его привода), сигнал разрешения или запрещения движений грузоподъемного крана (подъема крюка). Одновременно микроконтроллер формирует предупреждающие и информационные сигналы для машиниста, которые выводятся на дисплей и на модуль звуковой сигнализации.In the control device 2, the actual load on the load-gripping
При наличии на крюковой подвеске датчика ее пространственного положения, управляющее устройство 2 дополнительно осуществляет ограничение сигналов управления приводами крана, обеспечивая реализацию защиты крюковой подвески 5 с грузом 24 от столкновений с препятствиями. При этом зона допустимых положений крюковой подвести предварительно задается машинистом крана с органов управления управляющего устройства 2 и сохраняется в энергонезависимой памяти его микроконтроллера.If there is a sensor of its spatial position on the hook suspension, the control device 2 additionally restricts the control signals of the crane drives, ensuring the protection of the
Наличие датчика пространственного положения крюковой подвески дополнительно позволяет определить величину вылета стрелового крана или положение тележки мостового или козлового крана. Это обеспечивает реализацию управляющим устройством 2 ограничителя нагрузки для крана, грузоподъемность зависит от вылета или положения тележки по длине моста.The presence of the sensor of the spatial position of the hook suspension additionally allows you to determine the magnitude of the departure of the jib crane or the position of the cart bridge or gantry crane. This ensures that the control device 2 load limiter for the crane, the load capacity depends on the departure or position of the truck along the length of the bridge.
При работе грузоподъемного крана периодически контролируется напряжение автономного источника питания 23. При снижении его величины ниже допустимого значения блоком обработки сигналов 22 и микроконтроллером 18 приемопередающего модуля 6 формируется сигнал, передаваемый в управляющее устройство 2, для отображения сигнала тревоги на дисплее.When the crane is operating, the voltage of the
Беспроводная линия связи может быть также использована и для передачи управляющих сигналов в датчик нагрузки 4 для изменения его настроечных параметров, присвоения адреса, калибровки, подстройки т.д.A wireless communication line can also be used to transmit control signals to the load sensor 4 to change its settings, assign an address, calibrate, adjust etc.
Описанный ограничитель нагрузки грузоподъемного крана является лишь частным примером осуществления изобретения. Изобретение допускает также иные варианты реализации ограничителя при сохранении общего изобретательского замысла, изложенного в формуле изобретения.The described crane load limiter is only a particular embodiment of the invention. The invention also allows other options for implementing the limiter while maintaining the general inventive concept set forth in the claims.
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011135375/11A RU2483016C2 (en) | 2011-08-24 | 2011-08-24 | Climbing crane load limiter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011135375/11A RU2483016C2 (en) | 2011-08-24 | 2011-08-24 | Climbing crane load limiter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011135375A RU2011135375A (en) | 2013-02-27 |
| RU2483016C2 true RU2483016C2 (en) | 2013-05-27 |
Family
ID=48792109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011135375/11A RU2483016C2 (en) | 2011-08-24 | 2011-08-24 | Climbing crane load limiter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2483016C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2679942C1 (en) * | 2015-08-25 | 2019-02-14 | ЭксСиЭмДжи ЮРОПИАН РЕСЕРЧ СЕНТЕР ГМБХ | Hydraulic controller for hydraulically controlled raised and lowered crane hook |
| RU196670U1 (en) * | 2019-11-30 | 2020-03-11 | Виктор Юрьевич Боушев | DEVICE FOR MONITORING POSITIONS OF LOAD ROPES AND LOAD OF A LOADING CRANE |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU587089A1 (en) * | 1975-10-21 | 1978-01-05 | Предприятие П/Я В-2156 | Crane load-limiting device |
| EP1236980A1 (en) * | 2001-03-02 | 2002-09-04 | Ppm Societe Anonyme: | Strain gauge for lifting devices and lifting device with such a gauge |
| EP2236450A1 (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-06 | Sapelem | Lifting device having a motion sensor |
| RU99473U1 (en) * | 2010-08-26 | 2010-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ЭГО" | LOAD CRANE LOAD LIMITER |
| JP2011102167A (en) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Ohbayashi Corp | Hanging load position monitoring system for crane, and hanging tool |
-
2011
- 2011-08-24 RU RU2011135375/11A patent/RU2483016C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU587089A1 (en) * | 1975-10-21 | 1978-01-05 | Предприятие П/Я В-2156 | Crane load-limiting device |
| EP1236980A1 (en) * | 2001-03-02 | 2002-09-04 | Ppm Societe Anonyme: | Strain gauge for lifting devices and lifting device with such a gauge |
| EP2236450A1 (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-06 | Sapelem | Lifting device having a motion sensor |
| JP2011102167A (en) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Ohbayashi Corp | Hanging load position monitoring system for crane, and hanging tool |
| RU99473U1 (en) * | 2010-08-26 | 2010-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ЭГО" | LOAD CRANE LOAD LIMITER |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Конюхов Н.Е., Медников Ф.М., Нечаевский М.Л. Электромагнитные датчики механических величин. - М.: Машиностроение, 1987, с.99-103, фиг.58-61, 256 с. ил. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2679942C1 (en) * | 2015-08-25 | 2019-02-14 | ЭксСиЭмДжи ЮРОПИАН РЕСЕРЧ СЕНТЕР ГМБХ | Hydraulic controller for hydraulically controlled raised and lowered crane hook |
| RU196670U1 (en) * | 2019-11-30 | 2020-03-11 | Виктор Юрьевич Боушев | DEVICE FOR MONITORING POSITIONS OF LOAD ROPES AND LOAD OF A LOADING CRANE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011135375A (en) | 2013-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201882830U (en) | Anti-overturning moment limiter system and traveling crane | |
| CN102464270B (en) | Overturning-preventing torque limiter and movable crane | |
| EP3096119B1 (en) | Measurement system for determining support force | |
| CN202346663U (en) | Roll-over protective monitoring device for luffing jib tower cranes | |
| CN102602832B (en) | Method, device and system for movable hoisting machinery rollover protection | |
| CN204474169U (en) | A kind of for multiple stage overhead and gantry cranes security monitoring and early warning systems in region | |
| CN202880777U (en) | Fork truck weighing device with offset load function | |
| CN201610353U (en) | Automatic feeding system for garbage grab bucket crane | |
| WO2019139469A1 (en) | Lifting device, such as a forklift truck and pallet truck, provided with a sensor system, and method therefor | |
| RU2483016C2 (en) | Climbing crane load limiter | |
| CN107651547A (en) | The detection method and system of a kind of coal mine lifting system running state and lifting tension force | |
| CN201694705U (en) | Overload protecting and weighing protector of construction lifter | |
| CN101628692A (en) | Moment limiter for mini engineering crane | |
| CN201999642U (en) | Operating network security monitoring device for crane | |
| CN203079604U (en) | System capable of preventing tower cranes from impacting | |
| KR101904359B1 (en) | State Monitoring and Control System of Apparatus for Telescopic Boom | |
| CN103601076A (en) | Crane safety monitoring system based on wireless network | |
| CN201458610U (en) | Moment limiter for small-sized engineering crane | |
| CN103569871A (en) | Method and device for limiting torque of hoisting equipment and hoisting equipment | |
| CN204823856U (en) | Hoist overload restraining device | |
| CN102295224A (en) | Shackle possessing overload protection function | |
| CN202265293U (en) | Discharging buckle with overload protection function | |
| CN201961979U (en) | Novel weighting device structure of shipbuilding gantry crane | |
| KR200230363Y1 (en) | Load and current detector for crane and truck | |
| CN212799357U (en) | Transformer carrying gantry crane capable of preventing steel cable from shaking |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180825 |