專利名稱：起重機(jī)穩(wěn)定性和剛度智能監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種起重機(jī)械安全性能監(jiān)控裝置，具體地說(shuō)是一種起重機(jī)穩(wěn)定性和剛度智能監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
在建筑、電力、水利、石化、礦山等行業(yè)中普遍需要大量使用起重機(jī)進(jìn)行起重、運(yùn)輸、裝卸，尤其在建設(shè)工程中，起重安裝的工程量相當(dāng)大，需要使用工程起重機(jī)吊裝和搬運(yùn)大體積、大重量的各類設(shè)備和原材料，因而其安全性就相當(dāng)重要，為此，國(guó)家將起重機(jī)械列為安全性、危險(xiǎn)性較大的特種設(shè)備，從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)均制定了嚴(yán)格的規(guī)范和國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)起重機(jī)的安全性做了嚴(yán)格的規(guī)定，規(guī)定了起重機(jī)應(yīng)配備的各種安全裝置，如起重力矩限制器、起重量限制器、高度限位器、幅度限位器等等，這些安全裝置對(duì)保證起重機(jī)的安全工作起到了很好的作用。但作為起重機(jī)安全性的一個(gè)重要指標(biāo)穩(wěn)定性，只是在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)中作了技術(shù)要求，如在塔式起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定在獨(dú)立架設(shè)高度和額定工況下，臂架根部鉸點(diǎn)的位移不得超過(guò)其塔身高度的1％。并且規(guī)定這項(xiàng)指標(biāo)的檢查一般是在起重機(jī)產(chǎn)品型式試驗(yàn)時(shí)用經(jīng)緯儀檢測(cè)。在起重機(jī)實(shí)際使用時(shí)無(wú)法在線進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)剛度指標(biāo)超標(biāo)后，無(wú)法控制，這對(duì)駕駛員和起重設(shè)備本身都帶來(lái)很大的隱患。在實(shí)際使用中，因違章作業(yè)和單純追求經(jīng)濟(jì)效益而不考慮設(shè)備工作極限的情況時(shí)有發(fā)生，而這就很容易造成起重機(jī)倒塌和人員傷亡，重大的安全生產(chǎn)事故時(shí)有發(fā)生。因此，開(kāi)發(fā)一種在線自動(dòng)檢測(cè)起重機(jī)穩(wěn)定性和剛性，并在穩(wěn)定性和剛性超標(biāo)時(shí)能進(jìn)行報(bào)警或使起重機(jī)停止工作的智能化裝置在起重機(jī)行業(yè)就顯得十分迫切。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中迫切需要解決的問(wèn)題，提供一種起重機(jī)穩(wěn)定性和剛性實(shí)時(shí)在線智能監(jiān)控裝置，通過(guò)限制起重機(jī)作業(yè)時(shí)整機(jī)剛度變形量和傾覆極限值，起到預(yù)防整機(jī)傾覆的作用，有效保障起重機(jī)和作業(yè)人員的生命安全。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種起重機(jī)穩(wěn)定性和剛度智能監(jiān)控裝置，包括單片機(jī)3、傳感器1，運(yùn)算放大器2，運(yùn)放2與單片機(jī)3的A/D端口相連，單片機(jī)3與顯示驅(qū)動(dòng)電路6及I/O擴(kuò)展電路7相連，顯示驅(qū)動(dòng)電路6與顯示器相連，I/O擴(kuò)展電路7分別與報(bào)警電路及起重機(jī)控制回路8相連。傳感器1采用剛度傳感器和角度傳感器，角度傳感器反映的是起重機(jī)的傾覆值的變化范圍，從而可準(zhǔn)確地反映起重機(jī)的穩(wěn)定性。傳感器1將測(cè)得的模擬量信號(hào)送入運(yùn)算放大器2放大后送入到單片機(jī)3的A/D端口轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，單片機(jī)3在程序的控制下將該數(shù)字量信號(hào)與單片機(jī)3中存儲(chǔ)的設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算、對(duì)比處理后，分別向與之相連的顯示驅(qū)動(dòng)電路6以及I/O擴(kuò)展電路7輸出數(shù)字量控制信號(hào)，顯示驅(qū)動(dòng)電路6驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示，I/O擴(kuò)展電路7將由單片機(jī)3送來(lái)的數(shù)字量控制信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)與之相連的報(bào)警電路和起重機(jī)控制回路8動(dòng)作。
顯示驅(qū)動(dòng)電路6驅(qū)動(dòng)LED或LCD顯示管顯示輸出。I/O擴(kuò)展電路7接有鍵盤，通過(guò)鍵盤可輸入和修改單片機(jī)3中的設(shè)定值；存儲(chǔ)器4主要用來(lái)儲(chǔ)存和修改單片機(jī)3中的信號(hào)計(jì)算、比較程序，并實(shí)時(shí)記錄并保存起重機(jī)工作過(guò)程中的十組最大剛度值和回轉(zhuǎn)角度值，使本實(shí)用新型具有了“黑匣子”功能。報(bào)警電路8包括聲音報(bào)警電路和燈光報(bào)警電路。
本實(shí)用新型的有益效果1、能實(shí)時(shí)、在線檢測(cè)起重機(jī)穩(wěn)定性參數(shù)和變形剛度值的實(shí)際值并直觀顯示。
2、本實(shí)用新型可在線按實(shí)際測(cè)量值進(jìn)行輸入設(shè)定和校正。
3、可對(duì)測(cè)得的峰值進(jìn)行保存，能保存10組最大值，具有“黑匣子”功能，有利于事故的調(diào)查處理。
4、具有小鍵盤操作功能，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，方便設(shè)定和查詢。
5、體積小，安裝方便，可安裝在駕駛室內(nèi)。
6、適用范圍廣，可適用于各類具有穩(wěn)定性或變形風(fēng)度要求的起重機(jī)。


圖1是本實(shí)用新型的電原理框圖。
圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的電原理框圖。
圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
實(shí)施例，如圖2、圖3所示。
起重機(jī)穩(wěn)定性和剛度智能監(jiān)控裝置，包括單片機(jī)3，型號(hào)為P87LPC767，傳感器1，傳感器1分別為位移傳感器和剛度傳感器，運(yùn)算放大器2、存儲(chǔ)器4，型號(hào)為E2PROM，I/O擴(kuò)展電路7，型號(hào)為PCF8574，時(shí)鐘芯片5、顯示驅(qū)動(dòng)電路6，型號(hào)為SAA1064，采用LED數(shù)碼顯示管顯示。其原理框圖如圖2所示。傳感器1采用剛度傳感器和角度傳感器分別檢測(cè)起重機(jī)的剛度變形量和穩(wěn)定性角度變化量。傳感器1將測(cè)得的模擬量信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器2放大后，送入單片機(jī)3的A/D端口，單片機(jī)3在程序的控制下將該數(shù)字量信號(hào)與單片機(jī)3中存儲(chǔ)的設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算、對(duì)比處理后，分別向與之相連的顯示驅(qū)動(dòng)電路6以及I/O擴(kuò)展電路7輸出數(shù)字量控制信號(hào)，顯示驅(qū)動(dòng)電路6驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管顯示，I/O擴(kuò)展電路7一方面將由單片機(jī)3送來(lái)的數(shù)字量控制信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)與之相連的報(bào)警電路和起重機(jī)控制回路8動(dòng)作，另一方面可以通過(guò)小鍵盤對(duì)本裝置的閾值進(jìn)行設(shè)定與修改。單片機(jī)3送來(lái)的數(shù)據(jù)內(nèi)容由顯示驅(qū)動(dòng)電路6驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼顯示管輸出。E2PROM存儲(chǔ)器4主要用來(lái)儲(chǔ)存和修改單片機(jī)3中的信號(hào)計(jì)算、比較程序，并實(shí)時(shí)記錄、保存10組最大值，使本實(shí)用新型具有了“黑匣子”功能，為故障分析提供有力的依據(jù)。報(bào)警電路8包括聲音報(bào)警電路和燈光報(bào)警電路。
本實(shí)施例中的核心部件單片機(jī)3采用了PHILIPS公司51LPC系列P87LPC767 OTP單片機(jī)，51LPC系列單片機(jī)是PHILIPS公司開(kāi)發(fā)的一種80C51改進(jìn)型MCU，內(nèi)置4KB存儲(chǔ)器和128字節(jié)RAM、RC振蕩器、看門狗、比較器、A/D口等功能單元。具有集成度高，可靠性高，功耗低等特點(diǎn)。P87LPC767與外圍采樣回路、存儲(chǔ)器、擴(kuò)展I/O口、時(shí)鐘芯片、LED驅(qū)動(dòng)及LED顯示、按鍵、報(bào)警輸出控制回路相連，由于P87LPC764的I/O口有限，故采用I2C總線控制方式，其原理框圖如下圖2所示，其電路原理圖如圖3所示。
當(dāng)起重機(jī)運(yùn)行狀況達(dá)到額定指標(biāo)的a％和b％時(shí)分別聲光報(bào)警，c％時(shí)聲光音響報(bào)警同時(shí)禁止起重機(jī)向外變幅、向上提升重物。其中a、b、c可以任意設(shè)定(a＜b＜c)。
權(quán)利要求1.一種起重機(jī)穩(wěn)定性和剛度智能監(jiān)控裝置，包括單片機(jī)(3)、傳感器(1)，其特征是傳感器(1)與運(yùn)算放大電路(2)相連，運(yùn)算放大電路(2)與單片機(jī)(3)的A/D端口相連；單片機(jī)(3)與顯示驅(qū)動(dòng)電路(6)及I/O擴(kuò)展電路(7)相連，顯示驅(qū)動(dòng)電路(6)與顯示器相連，I/O擴(kuò)展電路(7)分別與報(bào)警電路及起重機(jī)控制回路(8)相連；傳感器(1)將測(cè)得量經(jīng)放大后，送入單片機(jī)(3)的A/D端口，在程序的控制下將該數(shù)字量信號(hào)與單片機(jī)(3)中存儲(chǔ)的設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算、對(duì)比處理后，分別向與之相連的顯示驅(qū)動(dòng)電路(6)以及I/O擴(kuò)展電路(7)輸出數(shù)字量控制信號(hào)，顯示驅(qū)動(dòng)電路(6)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示，I/O擴(kuò)展電路(7)將由單片機(jī)(3)送來(lái)的數(shù)字量控制信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)與之相連的報(bào)警電路和起重機(jī)控制回路(8)動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述起重機(jī)穩(wěn)定性和剛度智能監(jiān)控裝置，其特征是所述的顯示驅(qū)動(dòng)電路(6)將單片機(jī)(3)送來(lái)的數(shù)字量控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量控制信號(hào)并驅(qū)動(dòng)LED或LCD顯示輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述起重機(jī)穩(wěn)定性和剛度智能監(jiān)控裝置，其特征是所述的單片機(jī)(3)接有鍵盤和存儲(chǔ)器(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述起重機(jī)穩(wěn)定性和剛度智能監(jiān)控裝置，其特征是所述的報(bào)警電路(8)包括聲音報(bào)警電路和燈光報(bào)警電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種起重機(jī)穩(wěn)定性和剛度智能監(jiān)控裝置，該監(jiān)控裝置采用微機(jī)測(cè)控技術(shù)，其核心部件采用單片機(jī)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)起重機(jī)的重要的穩(wěn)定性和剛度指標(biāo)，一旦超標(biāo)，系統(tǒng)立刻根據(jù)狀況分級(jí)聲光報(bào)警，嚴(yán)重情況下禁止塔吊向外變幅、向上提升重物，甚至切斷主電源。該裝置采用LED或LCD實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的當(dāng)前的運(yùn)行狀況。并可以任意設(shè)定報(bào)警閾值。此外，該裝置具有黑匣子功能，可對(duì)測(cè)得的峰值進(jìn)行保存，能保存10組最大值。
文檔編號(hào)B66C23/88GK2617748SQ0322238
公開(kāi)日2004年5月26日 申請(qǐng)日期2003年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月4日
發(fā)明者張廣明, 唐桂忠 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)