一种钢丝绳升降行程测量装置

技术领域

本发明属于起重测量装置技术领域，具体涉及一种钢丝绳升降行程测量装置。

背景技术

起重行业中常用钢丝绳提升重物，当起重设备在吊运重物时，有必要在操作室中实时显示钢丝绳升降的距离供吊车司机参考，进而能够及时地调整相关操作，更加高效、安全地完成起重作业。例如：塔吊将建筑材料吊运到相应的楼层、龙门吊吊运集装箱等。在上述几类工作场景中，通常需要配备1～2名观测人员观察重物升降情况，并用对讲机实时与操作室中的吊车司机交流，但交流效率较低且有安全隐患。因此在操作室中实时显示钢丝绳升降的距离，吊车司机就可判断出重物的升降情况，提高与观测人员的交流效率及起重作业质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢丝绳升降行程测量装置，解决了起重设备中实时测量钢丝绳升降距离的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种钢丝绳升降行程测量装置，包括一侧开口的箱体，箱体开口一侧侧面盖有箱盖，箱体表面上开有四个螺栓孔，螺栓孔位于箱体四个角点上，箱体开有螺栓孔一面的中间位置开有方孔；

箱体内部固定有传动模块，传动模块通过信号连接有测量模块，测量模块通过信号连接有运算模块，运算模块通过导线连接显示模块。

传动模块包括测量轮轴，测量轮轴两端各自固定安装有一个轴承，测量轮轴表面通过平键连接有测量轮；

箱体内通过螺栓螺母固定有测量轮支座，测量轮支座包括底板以及两个隔板，两个隔板将箱体内部分为三个部分，隔板远离测量轮支座固定端的一端上开有耳孔；轴承卡在隔板的耳孔内，轴承外盖有轴承盖；

测量轮沿侧周面开有凹槽，凹槽内卡有钢丝绳；测量轮支座底板上通过螺栓螺母安装有电机，电机一端固定有转轴，转轴固定连接滚珠丝杆的一端，滚珠丝杆另一端通过螺纹安装有丝杠螺母，丝杠螺母通过螺栓螺母固定安装在压板一侧，压板另一侧与钢丝绳相邻；钢丝绳从箱体表面上的方孔穿出；

测量轮轴一端穿出轴承，穿出端固定安装有导磁齿轮，导磁齿轮远离测量轮轴的一端安装有轴用弹性挡圈。

压板两端固定安装有滚轮，压板通过滚轮卡在测量轮支座的两个隔板之间；靠近导磁齿轮的隔板上固定安装有两个限位开关，限位开关通过导线连接至电机，两个限位开关分别位于压板的两侧；压板与钢丝绳相邻侧粘贴有尼龙片。

测量模块包括霍尔双通道传感器，霍尔双通道传感器与导磁齿轮相邻，霍尔双通道传感器通过传感器支架安装在箱体内，传感器支架通过螺栓螺母安装在箱体上；霍尔双通道传感器通过导线连接有无线数传模块，无线数传模块连接有电池组；无线数传模块通过数字信号连接运算模块。

运算模块包括运算器，升降判断电路及存储器，运算模块连接有电源。

测量轮凹槽内粘贴有尼龙环。

箱体和箱盖外表面喷涂有防锈漆。

本发明的有益效果为：可减少观测人员数量及人为失误，提高交流效率及起重作业质量。同时，整个装置不改变起重设备原有结构及控制方式，易于安装，具有一定的防尘防水功能，可适用于大多数天气状况。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明内部结构示意图；

图3是本发明内部结构示意图；

图4是本发明传动结构简图；

图5是本发明操控系统原理图；

图6是本发明操作面板示意图。

图中，1.滚轮，2.压板，3.钢丝绳，4.尼龙片，5.丝杠螺母，6.滚珠丝杆，7.电机，8.限位开关，9.无线数传模块，10.电池组，11.轴用弹性挡圈，12.导磁齿轮，13.霍尔双通道传感器，14.传感器支座，15.测量轮轴，16.测量轮，17.尼龙环，18.轴承盖，19.轴承，20.测量轮支座，21.箱体，22.箱盖，23.运算模块，24.电源，25.操控面板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明所采用的技术方案如图1、图2、图3所示，一种钢丝绳升降行程测量装置，包括一侧开口的箱体21，箱体21开口一侧侧面盖有箱盖22，箱体21表面上开有四个螺栓孔，螺栓孔位于箱体21四个角点上，箱体21开有螺栓孔一面的中间位置开有方孔；

箱体21内部固定有传动模块，传动模块通过信号连接有测量模块，测量模块通过信号连接有运算模块23，运算模块23通过导线连接显示模块。

传动模块包括测量轮轴15，测量轮轴15两端各自固定安装有一个轴承19，测量轮轴15表面通过平键连接有测量轮16；

箱体21内通过螺栓螺母固定有测量轮支座20，测量轮支座20包括底板以及两个隔板，两个隔板将箱体21内部分为三个部分，隔板远离测量轮支座20固定端的一端上开有耳孔；轴承19卡在隔板的耳孔内，轴承19外盖有轴承盖18；

测量轮16沿侧周面开有凹槽，凹槽内卡有钢丝绳3；测量轮支座20底板上通过螺栓螺母安装有电机7，电机7一端固定有转轴，转轴固定连接滚珠丝杆6的一端，滚珠丝杆6另一端通过螺纹安装有丝杠螺母5，丝杠螺母5通过螺栓螺母固定安装在压板2一侧，压板2另一侧与钢丝绳3相邻；钢丝绳3从箱体21表面上的方孔穿出；

测量轮轴15一端穿出轴承19，穿出端固定安装有导磁齿轮12，导磁齿轮12远离测量轮轴15的一端安装有轴用弹性挡圈11。

压板2两端固定安装有滚轮1，压板2通过滚轮1卡在测量轮支座20的两个隔板之间；靠近导磁齿轮12的隔板上固定安装有两个限位开关8，限位开关8通过导线连接至电机7，两个限位开关8分别位于压板2的两侧；压板2与钢丝绳3相邻侧粘贴有尼龙片4。

测量模块包括霍尔双通道传感器13，霍尔双通道传感器13与导磁齿轮12相邻，霍尔双通道传感器13通过传感器支架14安装在箱体21内，传感器支架14通过螺栓螺母安装在箱体21上；霍尔双通道传感器13通过导线连接有无线数传模块9，无线数传模块9连接有电池组10；无线数传模块9通过数字信号连接运算模块23。

运算模块23包括运算器，升降判断电路及存储器，运算模块23连接有电源24。

测量轮16凹槽内粘贴有尼龙环17。

箱体21和箱盖22外表面喷涂有防锈漆。

本发明的工作过程如图3、图4、图5、图6所示，通过将钢丝绳3的升降移动经由测量轮16变成测量轮轴15末端导磁齿轮12的转动，然后由霍尔双通道传感器13测出导磁齿轮12转过的圈数。无线数传模块9接收霍尔双通道传感器13发出的高电平信号并转换成数字信号，无线传输给安装于操作室中的运算模块23。运算模块23通过公式计算出钢丝绳实际移动距离，储存并发送给操控面板25显示。

本发明的工作原理如图1-6所示，本发明一种钢丝绳升降行程测量装置的整体、内部、传动结构简图及操控系统、操控面板示意图。本发明包括外部箱体21及箱盖22，箱体上开有螺栓孔，通过螺栓螺母安装在钢丝绳竖直升降部分顶端(如牵引钢丝绳的滑动小车上)，箱体21及箱盖22外层喷涂防锈漆。箱体中设置有传动模块及测量模块，运算模块及显示模块安装于操作室中。

所述传动模块包括导磁齿轮12及测量轮16。测量轮16部分设置有测量轮支座20及轴承盖18，测量轮支座20通过螺栓螺母固定于箱体21内，两边耳孔用于安装轴承19，所述测量轮16通过平键与测量轮轴15连接，并由轴承19支撑于测量轮支座20上。

所述测量轮支座20中间安装有电机7(额定电压24V，直流)。电机7带动滚珠丝杠6旋转，推动安装于丝杠螺母5上的压板2沿着滚珠丝杆6的轴线来回移动。压板2将钢丝绳3压向测量轮16，使两者保持紧密接触。此外压板2两侧分别装有滚轮1，可使压板2沿着测量轮支座20内侧的滑槽灵活移动。测量轮支座20内侧装有两个限位开关8，当压板2触碰到限位开关8，电机7停转。压板2及测量轮16与钢丝绳3接触的部分分别贴有尼龙片4和尼龙环17。测量轮支座20内侧喷涂防锈漆。

所述尼龙片4和尼龙环17分别用粘接剂贴在压板2及测量轮16上，可增大钢丝绳3与测量轮16之间的摩擦力，减少打滑，并可有效减少钢丝绳磨损。尼龙片4及尼龙环17可定期更换。

所述测量轮轴15末端安装有用于测量的导磁齿轮12。所述导磁齿轮12旋转一圈，霍尔双通道传感器13的两个通道A和B分别收到对应齿数z个高电平。设定传动过程中不改变转向，钢丝绳3向上(图2)，对应测量轮16及导磁齿轮12转向向下(图3)为正向转动。

所述测量模块包括无线数传模块9、电池组10及霍尔双通道传感器13。无线数传模块9的工作电压为24V，霍尔双通道传感器13的工作电压为5V。电池组10为24V直流电源，为无线数传模块9及电机7供电，霍尔双通道传感器13由无线数传模块9经过降压后供电。

所述霍尔双通道传感器13通过传感器支座14安装于箱体21内。霍尔双通道传感器13内置上、下两个霍尔片，分别对应通道A和B。当导磁齿轮12如图3所示向下正向转动则先触发下霍尔片再触发上霍尔片，即B通道高电平信号领先A通道。反之，当导磁齿轮12如图3所示向上反向转动则先触发上霍尔片再触发下霍尔片，即A通道高电平信号领先B通道，无线数传模块9接受霍尔双通道传感器13的A、B两个通道的高电平信号并将之转换成两组包含高电平信号信息的数字信号，然后无线传输给运算模块23，运算模块23内置的升降判断电路可根据接收的两组数字信号中A、B两个通道高电平领先情况判断出钢丝绳的升降，B通道领先则钢丝绳为上升状态，A通道领先则钢丝绳为下降状态。

所述运算模块23内置有运算器、升降判断电路及存储器，工作电压12V，安装于操作室中，由驾驶室电源24供电。运算模块23接收无线数传模块9发出的包含霍尔双通道传感器13的A和B两个通道的高电平信号信息的数字信号，先由升降判断电路判断出钢丝绳的上升、下降状态，然后运算器再将数据代入以下公式计算出钢丝绳实际移动距离，储存在存储器中并输出到操控面板25中显示。

式中：S为每次钢丝绳实际上升或下降距离，mm；

N为运算模块记录的信号数；

z为导磁齿轮齿数，建议取z≥5；

d为测量轮有效直径，mm。

所述显示模块包括操控面板25，如图6所示操控面板25有电源按钮及测量按钮，对应有电源及测量指示灯，工作电压12V，由驾驶室电源24供电。工作要求如下，电源按钮控制运算模块23及操控面板25的供电，测量按钮控制电机7、无线数传模块9及霍尔双通道传感器13的供电。开始起吊操作时，先按下电源按钮，接着按下测量按钮，然后操作钢丝绳升降，此外，再次按下测量按钮则停止测量并清除操控面板显示的数据。

所述操控面板25能够同时显示运算模块23计算出的本次钢丝绳实际升降距离及钢丝绳累计移动距离。钢丝绳本次移动距离显示框为4位数码管，最后两个数码管之间有外置的小数点“.”，单位为m，量程为0～99.9m(建议最小行程≥0.1m)。运算模块23中的升降判断电路判断出钢丝绳为上升状态，则第一位不显示；若判断出为下降状态，则第一位显示“-”号，后三位显示结果即为钢丝绳本次上升或下降的距离。钢丝绳累计移动距离显示框为5位数码管，最后两个数码管之间有外置的小数点“.”，单位为m，量程为0～999.9m，第一位代表正/负，正值时第一位不显示，负值时第一位显示“-”号。当按下测量按钮时，本次移动距离显示框随着每一次钢丝绳上升或下降不断地更新数据，而累计移动距离显示框也会更新数据并显示出各次上升或下降距离的累加值。再次按下测量按钮时，表示开启新一轮测量，此时两个显示框都清零，等待显示新的测量。

本发明一种钢丝绳升降行程测量装置，可减少观测人员数量及人为失误，提高交流效率及起重作业质量。同时，整个装置不改变起重设备原有结构及控制方式，易于安装，具有一定的防尘防水功能，可适用于大多数天气状况。