專利名稱：橋門式起重機(jī)用萬能式位置、速度測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測量裝置，具體是橋門式起重機(jī)位置、速度測量裝置。
背景技術(shù)：
電動機(jī)作為一種拖動動力設(shè)備，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)，在起重行業(yè)中，電動機(jī)作為主要的動力設(shè)備，有著極其重要的地位。近些年來，我們經(jīng)?？梢栽趫?bào)紙、新聞上看到 在不同行業(yè)的起重設(shè)備中，因?yàn)槟承┎煌脑颍斐扇藛T傷亡的事故報(bào)道，這引起了人們 對起重設(shè)備安全運(yùn)行的倍加關(guān)注。位置和速度是起重機(jī)械中兩個重要的數(shù)據(jù)，也是起重設(shè)備安全運(yùn)行的兩個重要標(biāo) 識。由于事故的多發(fā)，人們對位置、速度的檢測控制也越來越重視，很多廠家想對行車等起 重老設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的改造，提升設(shè)備的安全性能。在市場上，有多種檢測速度的方法，其中最常見的是編碼器測速和速度繼電器測 速。采用編碼器測速可以實(shí)現(xiàn)分辨率高，響應(yīng)時間短等特點(diǎn)，采用編碼器配備儀表可以實(shí)時 顯示當(dāng)前電機(jī)的速度，并且可以對多段速度都進(jìn)行失速保護(hù)。采用速度繼電器檢測速度時， 只能控制一種速度的失速保護(hù)，而且速度繼電器為一個開關(guān)型觸點(diǎn)，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時顯示功 能。以上兩種方法都比較適用于在設(shè)計(jì)、制造時就考慮了速度檢測的新設(shè)備；而在對已經(jīng)成 型的舊設(shè)備改造中，由于電動機(jī)已經(jīng)存在，電動機(jī)軸位置已經(jīng)確定，再安裝編碼器或速度繼 電器就有極大的麻煩，而且有些設(shè)備根本就無法進(jìn)行改造安裝；此外，如果更換電動機(jī)或改 變機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)又要增加改造成本，這使得有些廠家放棄了改造的念頭。位置實(shí)時顯示情況與速度相似，在當(dāng)時的老起重設(shè)備設(shè)計(jì)中，都沒有考慮到過實(shí) 時顯示這一功能，如果采用位移傳感器，光柵尺等元件來改造設(shè)備，測量位置，因?yàn)榘惭b位 置、價格等原因，也很難實(shí)現(xiàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可在現(xiàn)有設(shè)備上安裝運(yùn)行的測量裝 置，該裝置應(yīng)能有效檢測位置和速度，保護(hù)起重設(shè)備安全運(yùn)行；并具有結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、 通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是橋門式起重機(jī)用萬能式位置、速度測量裝置，包括 一脈沖信號發(fā)生裝置以及通過信號線接通脈沖信號發(fā)生裝置的控制系統(tǒng)；所述的脈沖信號 發(fā)生裝置包括一個接近傳感器或光電開關(guān)，以及與接近傳感器或光電開關(guān)進(jìn)行感應(yīng)的檢測 齒盤；所述的檢測齒盤安裝在機(jī)構(gòu)的傳動軸上或驅(qū)動電機(jī)的自冷風(fēng)葉上，以實(shí)現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn) 速的測定和位置的測量。所述的檢測齒盤上制有與接近傳感器或光電開關(guān)作用的檢測點(diǎn)；該檢測點(diǎn)是規(guī)則 排列在檢測齒盤圓周的若干個感應(yīng)齒或者是規(guī)則排列在齒盤圓周邊沿的若干個感應(yīng)孔。所述的接近傳感器是電感式接近開關(guān)或電容式接近開關(guān)。所述的測量裝置上還配置有顯示模塊。[0011]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，適用范圍廣，特別是用于舊行車設(shè)備改造時，改造成本低，無須改變設(shè)備原有的機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、檢測齒盤安裝在傳動軸或電機(jī)的風(fēng) 葉上，通用性極強(qiáng)(故稱萬能式)，因?yàn)槿魏我慌_行車設(shè)備的任何一個機(jī)構(gòu)(起升、大車、小 車)，總能找到相應(yīng)機(jī)構(gòu)的傳動軸(通常是電機(jī)主軸)；另外本實(shí)用新型也考慮了在驅(qū)動電 機(jī)的自冷風(fēng)葉上安裝檢測齒盤的方法；結(jié)合二種方式，檢測齒盤在任何一臺設(shè)備上均能安 裝；2、檢測齒盤、接近傳感器(光電開關(guān))安裝簡單、方便；3、接近傳感器(光電開關(guān))頻率 可以達(dá)到1000HZ以上，能夠滿足對電機(jī)速度檢測的響應(yīng)速度需要，而且用戶可以根據(jù)自己 需要，通過改變檢測齒盤的感應(yīng)齒數(shù)或感應(yīng)孔數(shù)，得到用戶自己想要的測量精度；4、只要一 個裝置就能實(shí)現(xiàn)速度、位置兩種參數(shù)測量，實(shí)現(xiàn)兩種保護(hù)(位置的測量適用于類似行車的 鋼絲繩轉(zhuǎn)筒上鋼絲繩為單層排列的設(shè)備)；5、價格便宜，改造成本低。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例之一的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中的A-A向的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為實(shí)施例之一中的檢測齒盤的主視放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為實(shí)施例之一中的檢測齒盤的右視放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為實(shí)施例之一中的接近傳感器安裝底座的主放大結(jié)構(gòu)視示意圖。圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例之二的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為圖6中B-B向的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為實(shí)施例之二中的檢測齒盤的主視放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為實(shí)施例之二中的檢測齒盤的右視放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的電路原理圖。圖11為本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的工作流程框圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型實(shí)施例之一(參見圖1)包括接近開關(guān)2或光電開關(guān)；檢測齒盤7 ；安 裝底座4 ；減速器5 ；定位螺釘8。檢測齒盤7的周邊均勻分布著若干個規(guī)則排列的感應(yīng)齒 7-2作為檢測點(diǎn)。工作原理感應(yīng)檢測盤包括檢測齒盤7、緊固螺栓7-1、定位孔7-3、感應(yīng)齒 7-2 (即檢測點(diǎn)；該檢測點(diǎn)可以根據(jù)實(shí)際的頻率需要定制)。兩片相同的半圓狀檢測齒盤7， 卡抱在電機(jī)主軸的聯(lián)軸器3上(根據(jù)實(shí)際情況，也可以將檢測盤抱緊在電機(jī)主軸上)，通過 緊固螺栓7-1 (配套墊片和防松彈簧墊片)進(jìn)行連接并夾緊，然后在檢測齒盤的定位孔7-3 中旋入定位螺釘，消除檢測齒盤因高速旋轉(zhuǎn)可能產(chǎn)生的軸向和徑向的相對竄動。接近開關(guān) 安裝底座4固定(焊接或螺絲固定)在電機(jī)1的基座上，其接近開關(guān)安裝孔4-1高度與接 近開關(guān)感應(yīng)檢測齒盤上的感應(yīng)齒7-2同高；接近開關(guān)2或光電開關(guān)穿過安裝孔4-1，通過自 身所帶的螺紋螺母夾緊固定在接近開關(guān)安裝底座上。當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時，電機(jī)主軸連同聯(lián)軸器 一起旋轉(zhuǎn)，同時帶動固定在聯(lián)軸器檢測齒盤轉(zhuǎn)動；當(dāng)檢測齒盤上的感應(yīng)齒通過固定在電機(jī) 基座上的接近開關(guān)時，接近開關(guān)導(dǎo)通，形成上升沿脈沖信號(構(gòu)成脈沖信號發(fā)生裝置)；脈沖信號輸送至記數(shù)及換算裝置(控制系統(tǒng))，即可得出電機(jī)的即時轉(zhuǎn)速以及起重設(shè)備的位 置數(shù)據(jù)(通過標(biāo)定可以計(jì)算出單個脈沖設(shè)備移動的行程，再通過計(jì)算累計(jì)脈沖數(shù)的增減， 可以得到設(shè)備運(yùn)行的位置)。根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速的不同，可以改變檢測點(diǎn)數(shù)量的多少，以到達(dá)最 適合的脈沖頻率，實(shí)現(xiàn)檢測的高精度要求。本實(shí)用新型實(shí)施例之二(參見圖6)包括接近開關(guān)2或光電開關(guān)、檢測齒盤12、定 位螺栓11。檢測齒盤12圓周邊沿規(guī)則排列著若干個感應(yīng)孔12-1作為檢測點(diǎn)。工作原理根據(jù)電機(jī)風(fēng)葉后面主軸伸出端的長短，定做檢測齒盤12 ；并在伸出端 的軸端鉆制兩個定位和固定用的螺紋孔，將檢測齒盤12套在電機(jī)主軸伸出端上，前端與電 機(jī)的自冷風(fēng)葉13頂牢，而后將定位螺栓11穿過檢測齒盤的定位孔12-3旋入主軸伸出端上 的螺紋孔并連接固定，消除檢測齒盤的軸向竄動；同時通過兩個定位螺栓和鍵槽12-2與鍵 的配合消除檢測齒盤的徑向竄動。接近開關(guān)2安裝在電機(jī)風(fēng)扇外殼6上，通過接近開關(guān)自 身所帶的螺紋螺母夾緊固定在電機(jī)風(fēng)扇外殼上。當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時，電機(jī)主軸同時帶動固定在 軸端的檢測齒盤一起旋轉(zhuǎn)；當(dāng)檢測齒盤上的感應(yīng)孔通過固定在電機(jī)風(fēng)扇外殼上的接近開關(guān) 時，接近開關(guān)關(guān)斷，形成下降沿脈沖信號(構(gòu)成脈沖信號發(fā)生裝置)。根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速的不同， 可以改變檢測點(diǎn)數(shù)量的多少，以到達(dá)最適合的脈沖頻率，實(shí)現(xiàn)檢測的高精度要求。以上所述的接近開關(guān)可以是電感式接近開關(guān)，或電容式接近開關(guān)；也可采用光電 開關(guān)，或霍爾開關(guān)。本實(shí)用新型兩種結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的脈沖信號通過控制系統(tǒng)的計(jì)算處理，換算成速度及 位置數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實(shí)時顯示。該控制系統(tǒng)可用通用元器件，用常規(guī)方式組合而成；其中所需 的監(jiān)控軟件可由普通程序員配合編寫?？刂葡到y(tǒng)(即記數(shù)及換算裝置；由圖10所示)由主控芯片U1、邏輯芯片U2、電源 模塊U3、顯示模塊U4組成；U5是脈沖信號發(fā)生器(傳感器)。主控芯片Ul采用AT89C51 ；AT89C51是完全集成的混合信號片上系統(tǒng)MCN (微控制 器或單片機(jī))，具有40個數(shù)字I/O引腳，片內(nèi)采用51內(nèi)核。每個MCU都可以在工業(yè)溫度范 圍(_45°C至+85 °C )工作，工作電壓4. 5V至5. 5V。邏輯芯片U2采用74LS14。顯示模塊U4采用5個數(shù)碼管及5個8位靜態(tài)移位寄存器組成，可顯示0-99999范 圍內(nèi)的速度和位移。電源模塊U3包括一個開關(guān)電源、一片電源芯片及保護(hù)電路，負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的供 電。產(chǎn)生的電壓為隔離的+5V電壓。本實(shí)用新型的脈沖信號發(fā)生器中U5為無源信號點(diǎn)，其脈沖信號產(chǎn)生的電源由電 源模塊U3提供。在工作工程中，電源模塊還分別通過顯示模塊的電源線、主控芯片Ul的7 號、14號引腳以及邏輯芯片U2的20號、40號引腳，提供工作電源。本實(shí)用新型產(chǎn)生的脈沖信號通過信號線將有效信號傳入控制系統(tǒng)，連接到邏輯芯片U2的1號腳，通過邏輯芯片U2的2號腳將信號傳入到主控芯片Ul的1號腳。主控芯片 Ul對采集到的脈沖信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算得到當(dāng)前速度，或者位移的數(shù)值。主控芯片Ul 通過34、35、36、37四個引腳分別連接到5位數(shù)碼管顯示模塊的0E、STR、DATA、CP四個引腳， 來驅(qū)動顯示模塊，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞顯示。
權(quán)利要求橋門式起重機(jī)用萬能式速度、位置測量裝置，包括一脈沖信號發(fā)生裝置以及通過信號線接通脈沖信號發(fā)生裝置的控制系統(tǒng)；其特征在于所述的脈沖信號發(fā)生裝置包括一個接近傳感器(2)或光電開關(guān)，以及與接近傳感器或光電開關(guān)進(jìn)行感應(yīng)的檢測齒盤(7，12)；所述的檢測齒盤安裝在機(jī)構(gòu)的傳動軸上或驅(qū)動電機(jī)的自冷風(fēng)葉(13)上，以實(shí)現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的測定和位移的測量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋門式起重機(jī)用萬能式速度、位置測量裝置，其特征在于所 述的檢測齒盤上制有與接近傳感器或光電開關(guān)作用的檢測點(diǎn)；該檢測點(diǎn)是規(guī)則排列在檢測 齒盤圓周的若干個感應(yīng)齒(7-2)或者是規(guī)則排列在齒盤圓周邊沿的若干個感應(yīng)孔(12-1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋門式起重機(jī)用萬能式速度、位置測量裝置，其特征在于所 述的接近傳感器(2)是電感式接近開關(guān)或電容式接近開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的橋門式起重機(jī)用萬能式速度、位置測量裝置，其特征在于 所述的測量裝置上還配置有顯示模塊。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種測量裝置，具體是橋門式起重機(jī)位置、速度測量裝置。所要解決的技術(shù)問題是提供的測量裝置能有效檢測位置和速度，保護(hù)起重設(shè)備安全運(yùn)行；并具有結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是橋門式起重機(jī)用萬能式位置、速度測量裝置，包括一脈沖信號發(fā)生裝置以及通過信號線接通脈沖信號發(fā)生裝置的控制系統(tǒng)；所述的脈沖信號發(fā)生裝置包括一個接近傳感器或光電開關(guān)，以及與接近傳感器或光電開關(guān)進(jìn)行感應(yīng)的檢測齒盤；所述的檢測齒盤安裝在機(jī)構(gòu)的傳動軸上或驅(qū)動電機(jī)的自冷風(fēng)葉上，以實(shí)現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的測定和位置的測量。
文檔編號G01P3/486GK201569664SQ20092026807
公開日2010年9月1日 申請日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者丁守寶, 王漢煒, 蔣劍鋒, 陸紀(jì)法, 韓連奎 申請人:浙江省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院;浙江建機(jī)科技研發(fā)有限公司