專利名稱：橋門式起重機用萬能式位置、速度測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量裝置，具體是橋門式起重機位置、速度測量裝置。
背景技術：
電動機作為一種拖動動力設備，已經廣泛應用到各行各業(yè)，在起重行業(yè)中，電動機作為主要的動力設備，有著極其重要的地位。近些年來，我們經?？梢栽趫蠹?、新聞上看到 在不同行業(yè)的起重設備中，因為某些不同的原因，造成人員傷亡的事故報道，這引起了人們 對起重設備安全運行的倍加關注。位置和速度是起重機械中兩個重要的數(shù)據(jù)，也是起重設備安全運行的兩個重要標 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 重老設備進行相應的改造，提升設備的安全性能。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現(xiàn)分辨率高，響應時間短等特點，采用編碼器配備儀表可以實時 顯示當前電機的速度，并且可以對多段速度都進行失速保護。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，而且速度繼電器為一個開關型觸點，不能實現(xiàn)實時顯示功 能。以上兩種方法都比較適用于在設計、制造時就考慮了速度檢測的新設備；而在對已經成 型的舊設備改造中，由于電動機已經存在，電動機軸位置已經確定，再安裝編碼器或速度繼 電器就有極大的麻煩，而且有些設備根本就無法進行改造安裝；此外，如果更換電動機或改 變機構結構又要增加改造成本，這使得有些廠家放棄了改造的念頭。位置實時顯示情況與速度相似，在當時的老起重設備設計中，都沒有考慮到過實 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備，測量位置，因為安裝位 置、價格等原因，也很難實現(xiàn)。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種可在現(xiàn)有設備上安裝運行的測量裝 置，該裝置應能有效檢測位置和速度，保護起重設備安全運行；并具有結構簡單、制作方便、 通用性強的特點。本實用新型提供的技術方案是橋門式起重機用萬能式位置、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，以及與接近傳感器或光電開關進行感應的檢測 齒盤；所述的檢測齒盤安裝在機構的傳動軸上或驅動電機的自冷風葉上，以實現(xiàn)對電機轉 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作用的檢測點；該檢測點是規(guī)則 排列在檢測齒盤圓周的若干個感應齒或者是規(guī)則排列在齒盤圓周邊沿的若干個感應孔。所述的接近傳感器是電感式接近開關或電容式接近開關。所述的測量裝置上還配置有顯示模塊。[0011]本實用新型結構簡單，安裝方便，適用范圍廣，特別是用于舊行車設備改造時，改造成本低，無須改變設備原有的機構和結構。本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點1、檢測齒盤安裝在傳動軸或電機的風 葉上，通用性極強(故稱萬能式)，因為任何一臺行車設備的任何一個機構(起升、大車、小 車)，總能找到相應機構的傳動軸(通常是電機主軸)；另外本實用新型也考慮了在驅動電 機的自冷風葉上安裝檢測齒盤的方法；結合二種方式，檢測齒盤在任何一臺設備上均能安 裝；2、檢測齒盤、接近傳感器(光電開關)安裝簡單、方便；3、接近傳感器(光電開關)頻率 可以達到1000HZ以上，能夠滿足對電機速度檢測的響應速度需要，而且用戶可以根據(jù)自己 需要，通過改變檢測齒盤的感應齒數(shù)或感應孔數(shù)，得到用戶自己想要的測量精度；4、只要一 個裝置就能實現(xiàn)速度、位置兩種參數(shù)測量，實現(xiàn)兩種保護(位置的測量適用于類似行車的 鋼絲繩轉筒上鋼絲繩為單層排列的設備)；5、價格便宜，改造成本低。

圖1為本實用新型實施例之一的安裝結構示意圖。圖2為圖1中的A-A向的結構示意圖。圖3為實施例之一中的檢測齒盤的主視放大結構示意圖。圖4為實施例之一中的檢測齒盤的右視放大結構示意圖。圖5為實施例之一中的接近傳感器安裝底座的主放大結構視示意圖。圖6為本實用新型實施例之二的安裝結構示意圖。圖7為圖6中B-B向的結構示意圖。圖8為實施例之二中的檢測齒盤的主視放大結構示意圖。圖9為實施例之二中的檢測齒盤的右視放大結構示意圖。圖10為本實用新型控制系統(tǒng)的電路原理圖。圖11為本實用新型控制系統(tǒng)的工作流程框圖。
具體實施方式
本實用新型實施例之一(參見圖1)包括接近開關2或光電開關；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)則排列的感應齒 7-2作為檢測點。工作原理感應檢測盤包括檢測齒盤7、緊固螺栓7-1、定位孔7-3、感應齒 7-2 (即檢測點；該檢測點可以根據(jù)實際的頻率需要定制)。兩片相同的半圓狀檢測齒盤7， 卡抱在電機主軸的聯(lián)軸器3上(根據(jù)實際情況，也可以將檢測盤抱緊在電機主軸上)，通過 緊固螺栓7-1 (配套墊片和防松彈簧墊片)進行連接并夾緊，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可能產生的軸向和徑向的相對竄動。接近開關 安裝底座4固定(焊接或螺絲固定)在電機1的基座上，其接近開關安裝孔4-1高度與接 近開關感應檢測齒盤上的感應齒7-2同高；接近開關2或光電開關穿過安裝孔4-1，通過自 身所帶的螺紋螺母夾緊固定在接近開關安裝底座上。當電機旋轉時，電機主軸連同聯(lián)軸器 一起旋轉，同時帶動固定在聯(lián)軸器檢測齒盤轉動；當檢測齒盤上的感應齒通過固定在電機 基座上的接近開關時，接近開關導通，形成上升沿脈沖信號(構成脈沖信號發(fā)生裝置)；脈沖信號輸送至記數(shù)及換算裝置(控制系統(tǒng))，即可得出電機的即時轉速以及起重設備的位 置數(shù)據(jù)(通過標定可以計算出單個脈沖設備移動的行程，再通過計算累計脈沖數(shù)的增減， 可以得到設備運行的位置)。根據(jù)電機轉速的不同，可以改變檢測點數(shù)量的多少，以到達最 適合的脈沖頻率，實現(xiàn)檢測的高精度要求。本實用新型實施例之二(參見圖6)包括接近開關2或光電開關、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孔12-1作為檢測點。工作原理根據(jù)電機風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套在電機主軸伸出端上，前端與電 機的自冷風葉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2安裝在電機風扇外殼6上，通過接近開關自 身所帶的螺紋螺母夾緊固定在電機風扇外殼上。當電機旋轉時，電機主軸同時帶動固定在 軸端的檢測齒盤一起旋轉；當檢測齒盤上的感應孔通過固定在電機風扇外殼上的接近開關 時，接近開關關斷，形成下降沿脈沖信號(構成脈沖信號發(fā)生裝置)。根據(jù)電機轉速的不同， 可以改變檢測點數(shù)量的多少，以到達最適合的脈沖頻率，實現(xiàn)檢測的高精度要求。以上所述的接近開關可以是電感式接近開關，或電容式接近開關；也可采用光電 開關，或霍爾開關。本實用新型兩種結構所產生的脈沖信號通過控制系統(tǒng)的計算處理，換算成速度及 位置數(shù)據(jù)，并進行實時顯示。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)，具有40個數(shù)字I/O引腳，片內采用51內核。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 圍內的速度和位移。電源模塊U3包括一個開關電源、一片電源芯片及保護電路，負責整個系統(tǒng)的供 電。產生的電壓為隔離的+5V電壓。本實用新型的脈沖信號發(fā)生器中U5為無源信號點，其脈沖信號產生的電源由電 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。本實用新型產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行數(shù)據(jù)處理，計算得到當前速度，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， 來驅動顯示模塊，并進行數(shù)據(jù)傳遞顯示。
權利要求橋門式起重機用萬能式速度、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，以及與接近傳感器或光電開關進行感應的檢測齒盤(7，12)；所述的檢測齒盤安裝在機構的傳動軸上或驅動電機的自冷風葉(13)上，以實現(xiàn)對電機轉速的測定和位移的測量。
2.根據(jù)權利要求1所述的橋門式起重機用萬能式速度、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作用的檢測點；該檢測點是規(guī)則排列在檢測 齒盤圓周的若干個感應齒(7-2)或者是規(guī)則排列在齒盤圓周邊沿的若干個感應孔(12-1)。
3.根據(jù)權利要求1所述的橋門式起重機用萬能式速度、位置測量裝置，其特征在于所 述的接近傳感器(2)是電感式接近開關或電容式接近開關。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的橋門式起重機用萬能式速度、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。
專利摘要本實用新型涉及一種測量裝置，具體是橋門式起重機位置、速度測量裝置。所要解決的技術問題是提供的測量裝置能有效檢測位置和速度，保護起重設備安全運行；并具有結構簡單、制作方便、通用性強的特點。本實用新型采用的技術方案是橋門式起重機用萬能式位置、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，以及與接近傳感器或光電開關進行感應的檢測齒盤；所述的檢測齒盤安裝在機構的傳動軸上或驅動電機的自冷風葉上，以實現(xiàn)對電機轉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)先權日2009年11月18日
發(fā)明者丁守寶, 王漢煒, 蔣劍鋒, 陸紀法, 韓連奎 申請人:浙江省特種設備檢驗研究院;浙江建機科技研發(fā)有限公司