專利名稱：起重機(jī)綜合限制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種起重機(jī)的安全裝置。
為防止起重機(jī)作業(yè)過程中出現(xiàn)超負(fù)荷傾翻事故，常采用安全防護(hù)裝置，如微機(jī)力矩限制器，壓力、拉力信息的采集采用應(yīng)變橋式傳感器，角度、長度信息的采集采用精密電位計(jì)，數(shù)據(jù)處理采用八位微機(jī)，處理結(jié)果采用數(shù)字顯示?，F(xiàn)有的起重機(jī)安全裝置存在以下缺陷1、具有微機(jī)的二次儀表，對采集點(diǎn)離該儀表較遠(yuǎn)時，因抗干擾能力低，所采集的數(shù)據(jù)誤差大；2、由于精密電位計(jì)動作頻繁，接點(diǎn)容易磨損，從而增加數(shù)據(jù)誤差，甚至影響儀器的使用；3、采用數(shù)字顯示在工程操作中不如模擬量指示直觀；4、不能直觀地顯示出起重量與幅度之間起重特性曲線的變化關(guān)系。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種抗干擾能力強(qiáng)、誤差小、多功能、顯示直觀的起重機(jī)綜合限制器，該限制器尤其是能直觀地顯示出起重量與幅度之間起重特性曲線的變化關(guān)系。
本設(shè)計(jì)的起重機(jī)綜合限制器是一種用于塔式起重機(jī)的安全防護(hù)裝置，按照國標(biāo)GB6067－85起重機(jī)械安全規(guī)程，有機(jī)地組合了超載限制器、力矩限制器、上升極限位置限制器、下降極限位置限制器以及幅度指示器，同時設(shè)有重量指示器、吊具高度指示器及幅度上下極限位置限制裝置。
圖面說明圖1為起重機(jī)綜合限制器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中標(biāo)記為Z－主機(jī)F－副機(jī)1－稱重傳感器2－幅度運(yùn)行采樣發(fā)送機(jī)3－吊具高度運(yùn)行采樣發(fā)送機(jī)4－前置變換器5、6－脈沖整形辨向計(jì)數(shù)器／譯碼器7－RS－232C／20mA電流環(huán)隔離驅(qū)動器8－帶串行口的單片微機(jī)系統(tǒng)9－功能開關(guān)檢測口線91－運(yùn)行／調(diào)整92－自檢93－空鉤置零94－幅度置數(shù)95－高度置數(shù)10－擴(kuò)展1／0口11－起重量G顯示器12－幅度L顯示器13－吊具高度H顯示器14、15、16－起重量分級輸出端17－起重量限制提示性輸出端
18－起重量限制禁止性輸出端19－起重力矩限止提示性輸出端20－起重力矩限止禁止性輸出端21－幅度上限限止輸出端22－幅度下限限止輸出端23－吊具高度上限限止輸出端24－吊具高度下限限止輸出端25－提示性音響器26－禁止性音響器27－故障顯示器圖2為前置變換器4的工作原理圖，圖中標(biāo)記為1－稱重傳感器41－濾波器42－多路開關(guān)43－數(shù)據(jù)放大器44－A／D轉(zhuǎn)換器45－單片微機(jī)系統(tǒng)46－RS－232C／20mA電流環(huán)隔離驅(qū)動器47－供橋電源48－滿度基準(zhǔn)電壓源圖3為起重特性G＝f(F)曲線。圖中
曲線為起重力矩限止值曲線，Gi、Gi－1、Gi－2……Gi－n為不同的起重量G值，Li、Li＋1、Li＋2……Li＋n為不同的幅度L值。
圖4為G－L條形對接式發(fā)光顯示畫面圖，圖中Ⅰ－幅度L發(fā)光顯示行陣，下標(biāo)尺上Li～Li＋n為幅度L讀數(shù)；Ⅱ－起重量G發(fā)光顯示行陣，上標(biāo)尺上Gi～Gi－n為起重量G讀數(shù)，刻度呈非線性。圖中陰影表示G、L實(shí)時值NG、NL的發(fā)光帶寬。
圖5為吊具高度H發(fā)光行陣顯示畫面圖。圖中N－表示吊具高度顯示行陣全長No－初始高度Ni－實(shí)時高度，陰影表示實(shí)時高度時發(fā)光帶寬。
Ho、Hi、Hn－吊具高度標(biāo)尺刻度讀數(shù)圖6為主機(jī)、副機(jī)、前置變換器以及檢測裝置現(xiàn)場布置示意圖。圖中標(biāo)記與圖1相同。副機(jī)F具有與主機(jī)Z相同的顯示功能，且可與主機(jī)Z進(jìn)行應(yīng)答式通信。
以下結(jié)合
詳細(xì)描述本設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容。
如圖1、圖2所示，本設(shè)計(jì)的起重機(jī)綜合限制器由稱重傳感器1、幅度運(yùn)行采樣發(fā)送機(jī)2、吊具高度運(yùn)行采樣發(fā)送機(jī)3、前置變換器4、主機(jī)Z及副機(jī)F組成。主機(jī)Z包括脈沖整形辨向計(jì)數(shù)器／譯碼器5、6，RS－232C／20mA電流環(huán)隔離驅(qū)動器7，帶串行口的單片微機(jī)系統(tǒng)8，功能開關(guān)檢測口線9，它設(shè)有運(yùn)行／調(diào)整91、自檢92、空鉤置零93、幅度置數(shù)94、高度置數(shù)95等，擴(kuò)展1／0口10，以及各有關(guān)數(shù)據(jù)顯示器、音響器、輸出端11～27。
前置變換器4由濾波器41、多路開關(guān)42、數(shù)據(jù)放大器43、A／D轉(zhuǎn)換器44、單片微機(jī)系統(tǒng)45、RS－232C／20mA電流環(huán)隔離驅(qū)動器46、供橋電源47以及滿基準(zhǔn)電壓源48構(gòu)成。前置變換器4實(shí)質(zhì)上是在主機(jī)Z管理下的一個工作站，它將來自稱重傳感器1的起重量信號變換成可供長距離傳輸?shù)臄?shù)字信號。圖2是前置變換器4的工作原理框圖，稱重傳感器1的信號經(jīng)濾波器41、數(shù)據(jù)放大器43、A／D轉(zhuǎn)換器44，由單片微機(jī)系統(tǒng)45作數(shù)據(jù)處理后送串行口，再經(jīng)RS－232C／20mA電流環(huán)隔離驅(qū)動器46輸出與主機(jī)Z通信。為了消除轉(zhuǎn)換放大器43的零漂和溫漂等，電路中加入多路開關(guān)42，隨時采集滿度基準(zhǔn)電壓源48的滿度電壓及零點(diǎn)信號供微機(jī)處理。
由稱重傳感器1檢測的起重量信號，通過前置變換器4變換成高抗干擾的電流信號，經(jīng)RS－232C／20mA電流環(huán)隔離驅(qū)動器7送入單片微機(jī)8，微機(jī)接收到起重量數(shù)據(jù)后經(jīng)標(biāo)定系數(shù)修正、零位修正，按預(yù)先存入的起重特性曲線表格查找相應(yīng)的發(fā)光顯示帶寬，通過擴(kuò)展1／0口10送起重量G顯示器11，同時單片微機(jī)8判別起重量，通過擴(kuò)展1／0口10送到起重量分級輸出端14／15／16；起重量限制提示性輸出端17／起重量限制禁止性輸出端18；提示性音響器25／禁止性音響器26。單片微機(jī)8以MCS－51系列單片微機(jī)作主要芯片。
幅度運(yùn)行采樣發(fā)送機(jī)2和吊具高度運(yùn)行采樣發(fā)送機(jī)3采集的信號，分別經(jīng)過脈沖整形辨向計(jì)數(shù)器／譯碼器5、6送入單片微機(jī)8，單片微機(jī)8對來自幅度通道的數(shù)據(jù)經(jīng)抗干擾判別與原數(shù)據(jù)運(yùn)算后，按幅度指示表格查取相應(yīng)的發(fā)光顯示帶寬，通過擴(kuò)展1／0口10，送幅度L指示器12，對于來自高度通道的數(shù)據(jù)經(jīng)抗干擾判別及與原數(shù)據(jù)運(yùn)算后查取相應(yīng)高度的發(fā)光顯示帶寬初值。再由幅度實(shí)時值查取相應(yīng)的高度修正值，經(jīng)初值與修正值運(yùn)算后的數(shù)據(jù)，由擴(kuò)展1／0口10送吊具高度H顯示器13顯示。
各顯示數(shù)據(jù)經(jīng)相應(yīng)設(shè)定的極限值判斷，由擴(kuò)展1／0口10輸出到相應(yīng)的音響器和輸出端，每一輸出端設(shè)有發(fā)光管顯示及繼電器接點(diǎn)輸出。
圖3為起重特性曲線圖，以幅度L為橫座標(biāo)，起重量G為縱座標(biāo)，
為起重力矩限止值曲線，對某一個L值相應(yīng)有一個允許最大的G值。
圖4為本限制器的起重量G顯示器11及吊具幅度L顯示器12的發(fā)光顯示畫面圖，即G－L條形對接式發(fā)光顯示畫面圖，包括幅度L顯示行陣Ⅰ，起重量G顯示行陣Ⅱ，行陣全長為K。標(biāo)有刻度Li～Li＋n幅度值的為下標(biāo)尺，呈線性；標(biāo)有刻度Gi－n～Gi起重量值的為上標(biāo)尺，呈非線性。上標(biāo)尺按圖3
曲線繪制，即對應(yīng)于L標(biāo)尺的每一示值為允許最大起重量。NG、NL表示G、L的實(shí)時值，畫面陰影部份表示該實(shí)時值的發(fā)光帶寬，或稱光尺，兩光尺之間的間距顯示裕量，當(dāng)兩光尺對接到位時，間距為零，則顯示起重力矩達(dá)到了限止值。
單片微機(jī)8將NG＋NL與0.95K、1.0K比較后通過擴(kuò)展1／0口10送起重力矩限止提示性輸出端19／起重力矩限止禁止性輸出端20。
圖5顯示吊具高度。Ho、Hi、Hn為高度標(biāo)尺刻度，高度用條形發(fā)光行陣顯示。No－Nj區(qū)間為發(fā)光帶寬，圖面上用陰影表示，與Nj相對應(yīng)的Hi為吊具實(shí)時高度值。反之，每一個高度值Hi有一個相應(yīng)的帶寬。
圖6為本限制器的現(xiàn)場布置示意圖。
應(yīng)用本限制器可為塔式起重機(jī)提供必要的安全保護(hù)，且顯示直觀簡便。
同現(xiàn)有技術(shù)比較，本方案具有下列優(yōu)點(diǎn)1、具有吊具高度指示及限制；2、起重量、幅度及吊具高度采用條形行陣發(fā)光顯示，這種顯示方式能直接判別起重機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，比單純的數(shù)字顯示更為直觀；3、起重力矩由起重量和吊具幅度組成的雙因子條形對接式接合到位(極限值)顯示，起重量與幅度的標(biāo)尺相互構(gòu)成起重特性曲線；4、起重量具有多級接點(diǎn)輸出，各限制值設(shè)有提示性和禁止性燈光、音響及其相應(yīng)的接點(diǎn)組輸出；5、應(yīng)用微機(jī)多機(jī)通信方式通過串行口輸出，能擴(kuò)展完全相同的指示、燈光及音響報警作多機(jī)顯示，如供遠(yuǎn)距離的副操作室使用，也可供各類數(shù)據(jù)記錄儀表記錄；6、采用具有前置A／D工作站方式的前置變換器解決長線傳輸技術(shù)，傳感器可置于塔機(jī)的任何位置，并以最短距離與前置變換相互連接，再用串行口與主機(jī)交換信息。
7、采用非接觸式數(shù)字輸出的位置發(fā)送器，克服了已有的力矩限制器采用電位器采樣易磨損及模擬量傳輸易受干擾的缺陷；8、具有內(nèi)設(shè)撥碼開關(guān)配合傳感器進(jìn)行標(biāo)定，設(shè)專用按鈕消除傳感器長期工作的零漂；9、具有掉電數(shù)據(jù)保持及事故記錄。
權(quán)利要求1.一種起重機(jī)綜合限制器，包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，微機(jī)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)指示系統(tǒng)及電氣控制端，其特征在于該限制器由稱重傳感器1、幅度運(yùn)行采樣發(fā)送機(jī)2、吊具高度運(yùn)行采樣發(fā)送機(jī)3、前置變換器4、主機(jī)Z及副機(jī)F組成，其中主機(jī)Z包含脈沖整形辨向計(jì)數(shù)器/譯碼器5、6，RS-232C/20mA電流環(huán)隔離驅(qū)動器7，單片微機(jī)系統(tǒng)8，功能開關(guān)檢測口線9，擴(kuò)展1/0口10，以及起重量G顯示器11、幅度L顯示器12、吊具高度H顯示器13、音響器、輸出端14～27；稱重傳感器1檢測的起重量信號通過前置變換器4變換成高抗干擾的電流信號，經(jīng)RS-232C/20mA電流環(huán)隔離驅(qū)動器7送入單片微機(jī)8處理；幅度運(yùn)行采樣發(fā)送機(jī)2和吊具高度運(yùn)行采樣發(fā)送機(jī)3采集的幅度運(yùn)行信號和吊具高度運(yùn)行信號，分別經(jīng)過脈沖整形辨向計(jì)數(shù)器/譯碼器5、6送入單片微機(jī)8處理；單片微機(jī)8處理后的信號經(jīng)擴(kuò)展1/0口10分別送到起重量G顯示器11、幅度L顯示器12、吊具高度H顯示器13以及各有關(guān)的音響器、輸出端14～27，與主機(jī)Z進(jìn)行應(yīng)答式通信的副機(jī)F顯示與主機(jī)Z相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的限制器，其特征在于起重量G顯示器11采用條形發(fā)光行陣Ⅱ顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的限制器，其特征在于幅度L顯示器12采用條形發(fā)光行陣Ⅰ顯示。
4.根據(jù)權(quán)利要條形對求2和3的限制器，其特征在于起重量G顯示器11和幅度L顯示器12構(gòu)成接式接合到位發(fā)光顯示行陣，該行陣的上下方分別設(shè)有依據(jù)起重特性曲線刻制的上標(biāo)尺和下標(biāo)尺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的限制器，其特征在于吊具高度H顯示器13采用條形發(fā)光行陣顯示。
專利摘要一種適用于塔式起重機(jī)的起重機(jī)綜合限制器、由主機(jī)Z、副機(jī)F、稱重傳感器1、幅度和吊具高度運(yùn)行采樣發(fā)送機(jī)2和3、前置變換器4構(gòu)成。起重量G、幅度L及高度H采用條形發(fā)光行陣顯示，其中雙因子G-L依據(jù)起重特性構(gòu)成條形對接式接合到位(極限值)方式顯示，其上下方分別設(shè)有上標(biāo)尺和下標(biāo)尺。本限制器功能齊全，具有顯示直觀、多級輸出、多機(jī)通信、運(yùn)行可靠、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B66C23/00GK2065187SQ90202518
公開日1990年11月7日 申請日期1990年3月5日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月5日
發(fā)明者薛正禮 申請人:水利電力部杭州機(jī)械設(shè)計(jì)研究所