基于加速度传感器的起重机制动下滑量测量仪及测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于检测起重机下滑量的设备,具体地说,设及一种基于加速度传感 器的起重机制动下滑量测量仪及测量方法。
【背景技术】
[0002] 起重机制动下滑量是衡量起重机安全性能的一项重要指标。在起重机安装验收及 使用过程中都需要对起重机制动下滑量进行检测,W保证生产安全。按照国家起重机相关 检测标准,如果制动下滑量超出允许的范围,则需要对起重机进行停产维修,直至符合相关 标准。快速、准确检测制动下滑量是提高检验效率及保证起重机安全运行的重要手段。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于,提供一种基于加速度传感器的起重机制动下滑量测量仪及测 量方法,W解决上述的技术问题。
[0004] 为解决上述问题,本发明所采用的技术方案是:
[0005] -种基于加速度传感器的起重机制动下滑量测量仪,其特征在于:包括可吸附在 起重机吊钩滑轮保护罩上的磁力座、连接机构、设有加速度采集电路的单轴加速度传感器、 制动下滑量分析系统和制动下滑量结果表达模块;所述单轴加速度传感器通过连接机构固 定在磁力座上;所述单轴加速度传感器实时采集吊钩运动加速度数值,并通过无线方式将 吊钩运动加速度数值传输至制动下滑量分析系统;所述制动下滑量分析系统与制动下滑量 结果表达模块相连接,并将通过对吊钩运动加速度数值分析、计算得出的制动下滑量结果 传输给制动下滑量结果表达模块。
[0006] 上述起重机制动下滑量测量仪的测量方法,包括如下步骤:
[0007] -、准备工作:将磁力座吸附在起重机吊钩滑轮保护罩上,起重机吊钩上悬挂额定 负载;调整连接机构,使单轴加速度传感器方向保持竖直;
[000引二、测量:操作起重机,使其在额定负载的作用下,从静止开始匀速下降,直至制动 停止;单轴加速度传感器实时采集吊钩的运动加速度数值,并通过无线方式传输至制动下 滑量分析系统;起重机制动停止后,单轴加速度传感器停止采集;
[0009] Ξ、计算:
[0010] I.制动下滑量分析系统将实时采集的吊钩的运动加速度数值,自动计算出加速度 随时间变化函数A=A(t),得出吊钩运行的加速度曲线图;
[0011] Π .制动下滑量分析系统将获得的A(t)函数进行积分,得到起重机的运行速度函 数:
[0012] Wt)=jA(t)化
[0013] 虹.制动下滑量分析系统根据起重机的运行速度函数V(t)分析出起重机下降前静 止速度区域AB、起重机匀加速下降速度区域BC、起重机匀速下降速度区域CD、起重机下降制 动速度区域DE、起重机制动停止速度区域EF;
[0014] IV.采用最小二乘法对获得实际速度曲线,并进行分段拟合W获得各速度区域的 速度函数,其中:
[0015] ①起重机下降前静止速度区域AB的速度拟合曲线表达为:
[0016] Wt)AB = Ki,Ki为静止前负载速度拟合后数值为零
[0017] ②起重机匀加速下降速度区域BC的速度拟合曲线表达为:
[001 引 V(t)BC = K2*t+K3
[0019] ③起重机匀速下降速度区域CD的速度拟合曲线表达为:
[0020] V(t)CD = K4,K4为匀速下降速度
[0021] ④起重机下降制动速度区域DE的速度拟合曲线表达为:
[0022] V(t)DE = Ks*t+K6
[0023] ⑤起重机制动停止速度区域EF的速度拟合曲线表达为:
[0024] VEF(t)=K7,K7为制动停止后负载速度拟合后数值为零
[0025] 根据所测量的速度曲线数据拟合后,可分别求出Κι、Κ2、拉、K4、Ks、Κ6和K7数值大小;
[0026] V.起重机制动下滑量就是起重机在下降制动速度区域DE中匀减速下降过程中移 动的距离,根据上述CD、DE、EF阶段拟合方程制动下滑量Η可表达为:
[0027]
[0028] 根据现场检测所获得的实验数据表明:Κ7结果为制动停止后起重机运行速度为0, 制动下滑量Η结果表达为:
[0029]
[0030] 有益效果:与现有技术相比,本发明能克服现有起重机制动下滑量测量仪存在的 不足,使起重机制动下滑量的检测更为方便、准确、高效。
【附图说明】
[0031] 图1为本发明的原理示意图;
[0032] 图2为本发明中所述起重机运行的加速度曲线图;
[0033] 图3为本发明中所述起重机运行的速度曲线图;
[0034] 图4为本发明中所述起重机运行的理想速度曲线图;
[0035] 图5为本发明中所述起重机运行的速度拟合曲线图。
【具体实施方式】
[0036] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
[0037] 参照图1,本发明所述基于加速度传感器的起重机制动下滑量测量仪,包括可吸附 在起重机吊钩滑轮保护罩上的磁力座1、连接机构2、设有加速度采集电路的单轴加速度传 感器3、制动下滑量分析系统5和制动下滑量结果表达模块4;所述单轴加速度传感器3通过 连接机构2固定在磁力座1上;所述单轴加速度传感器3实时采集吊钩运动加速度数值,并通 过无线方式将吊钩运动加速度数值传输至制动下滑量分析系统5;所述制动下滑量分析系 统5与制动下滑量结果表达模块4相连接,并将通过对吊钩运动加速度数值分析、计算得出 的制动下滑量结果传输给制动下滑量结果表达模块4。
[0038] 本发明所述的起重机制动下滑量测量仪的测量方法,包括如下步骤:
[0039] 1、准备工作:将磁力座1吸附在起重机吊钩滑轮保护罩上,起重机吊钩上悬挂额定 负载6;调整连接机构2,使单轴加速度传感器3方向保持竖直;
[0040] 2、测量:操作起重机,使其在额定负载6的作用下,从静止开始匀速下降,直至制动 停止;单轴加速度传感器3实时采集吊钩运动加速度数值,并通过无线方式传输至制动下滑 量分析系统5;起重机制动停止后,单轴加速度传感器3停止采集;
[0041 ] 3、计算:
[0042] (1)制动下滑量分析系统5将实时采集的吊钩运动加速度a数值自动计算出加速度 a随时间变化函数A=A(t),得出吊钩运行的加速度曲线图,如图2所示;
[
0043] (2)制动下滑量分析系统5将获得的A(t)函数进行积分,得到起重机运行速度函 数:
[0044] V(t)=jA(t)dt
[0045] 由此,得出起重机运行的速度曲线图,如图3所示;
[0046] 从图3中可W看出,AB阶段为额定负载6运动前的静止阶段,B邱介段为额定负载6匀 加速下降的加速阶段,CD阶段为额定负载6匀速下降阶段,DE阶段为额定负载6从匀减速下 降阶段、EF阶段为制动停止后额定负载6静止阶段。
[0047] 起重机运动的理想过程为:静止一匀加速下降一匀速下降一匀减速下降一停止, 其理想速度曲线如图4所示。
[004引通过比较图3和图4,实际测量速度曲线与理想速度曲线有一定差异,其原因主要 是受起重机下降过程中钢丝绳振动影响W及单轴加速度传感器3采集误差影响。
[0049] (3)制动下滑量分析系统5根据起重机运行速度函数V(t)分析出起重机下降前静 止速度区域AB、起重机匀加速下降速度区域BC、起重机匀速下降速度区域CD、起重机下降制 动速度区域DE、起重机制动停止速度区域EF。
[0050] (4)采用最小二乘法对所获得的实际速度曲线进行分段拟合W获得各速度区域的 速度函数,其中:
[0051] ①起重机下降前静止速度区域AB的速度拟合曲线表达为:
[0052] Wt)AB = Ki,Ki为静止前负载速度拟合后数值为零
[0053] ②起重机匀加速下降速度区域BC的速度拟合曲线表达为:
[0化4] V(t)BC = K2*t+K3
[0055] ③起重机匀速下降速度区域CD的速度拟合曲线表达为:
[0056] V(t)CD = K4,K4为匀速下降速度
[0057] ④起重机下降制动速度区域DE的速度拟合曲线表达为:
[0化引 V(t)DE = K5*t+Ke
[0059] ⑤起重机制动停止速度区域EF的速度拟合曲线表达为:
[0060] VEF(t)=K7,K7为制动停止后负载速度拟合后数值为零
[0061 ]根据所测量的速度曲线数据拟合后,可分别求出Κι、Κ2、拉、K4、Ks、Κ6和K7数值大小;
[0062] (5)起重机制动下滑量就是起重机在下降制动速度区域DE中匀减速下降过程中移 动的距离,根据上述CD、DE、EF阶段拟合方程制动下滑量Η可表达为:
[0063]
[0064] 根据现场检测所获得的实验数据表明:Κ7结果为制动停止后起重机运行速度为0, 制动下滑量Η结果表达为:
[00 化]
【主权项】
1. 一种基于加速度传感器的起重机制动下滑量测量仪,其特征在于:包括可吸附在起 重机吊钩滑轮保护罩上的磁力座(1 )、连接机构(2)、设有加速度采集电路的单轴加速度传 感器(3)、制动下滑量分析系统(5)和制动下滑量结果表达模块(4);所述单轴加速度传感器 (3)通过连接机构(2)固定在磁力座(1)上;所述单轴加速度传感器(3)实时采集吊钩运动加 速度数值,并通过无线方式将吊钩运动加速度数值传输至制动下滑量分析系统(5);所述制 动下滑量分析系统(5)与制动下滑量结果表达模块(4)相连接,并将通过对吊钩运动加速度 数值分析、计算得出的制动下滑量结果传输给制动下滑量结果表达模块(4)。2. 如权利要求1所述起重机制动下滑量测量仪的测量方法,其特征在于:包括如下步 骤: (一) 准备工作:将磁力座(1)吸附在起重机吊钩滑轮保护罩上,起重机吊钩上悬挂额定 负载(6);调整连接机构(2 ),使单轴加速度传感器(3)方向保持竖直; (二) 测量:操作起重机,使其在额定负载(6)的作用下,从静止开始匀速下降,直至制动 停止;单轴加速度传感器(3)实时采集吊钩的运动加速度数值,并通过无线方式传输至制动 下滑量分析系统(5);起重机制动停止后,单轴加速度传感器(3)停止采集; (二)计算: (I)制动下滑量分析系统(5)将实时采集的吊钩的运动加速度数值,自动计算出加速度 随时间变化函数A=A(t),得出吊钩运行的加速度曲线图; (Π)制动下滑量分析系统(5)将获得的A(t)函数进行积分,得到起重机的运行速度函 数: V(t) = jA(t)dt (ΙΠ)制动下滑量分析系统(5)根据起重机的运行速度函数V(t)分析出起重机下降前静 止速度区域AB、起重机匀加速下降速度区域BC、起重机匀速下降速度区域CD、起重机下降制 动速度区域DE、起重机制动停止速度区域EF; (IV) 采用最小二乘法对获得实际速度曲线,并进行分段拟合以获得各速度区域的速度 函数,其中: ① 起重机下降前静止速度区域AB的速度拟合曲线表达为: VUKb = !^ ,K1为静止前负载速度拟合后数值为零 ② 起重机匀加速下降速度区域BC的速度拟合曲线表达为: V(t)BC = K2*t+K3 ③ 起重机匀速下降速度区域CD的速度拟合曲线表达为: V(t)CD = K4,K4为匀速下降速度 ④ 起重机下降制动速度区域DE的速度拟合曲线表达为: V(t)DE = K5*t+K6 ⑤ 起重机制动停止速度区域EF的速度拟合曲线表达为: VEF(t)=K7,K7为制动停止后负载速度拟合后数值为零 根据所测量的速度曲线数据拟合后,可分别求出1^、1(2、1(3、1(4、1( 5、1(6和1(7数值大小; (V) 起重机制动下滑量就是起重机在下降制动速度区域DE中匀减速下降过程中移动 的距离,根据上述⑶、DE、EF阶段拟合方程制动下滑量H可表达为:根据现场检测所获得的实验数据表明:K7结果为制动停止后起重机运行速度为0,制动 下滑量H结果表达为:
【专利摘要】本发明涉及用于检测起重机下滑量的设备,具体地说,涉及一种基于加速度传感器的起重机制动下滑量测量仪及测量方法。包括可吸附在起重机吊钩滑轮保护罩上的磁力座、连接机构、设有加速度采集电路的单轴加速度传感器、制动下滑量分析系统和制动下滑量结果表达模块。本发明能克服现有起重机制动下滑量测量仪存在的不足,使起重机制动下滑量的检测更为方便、准确、高效。
【IPC分类】G01B21/02
【公开号】CN105486264
【申请号】CN201610035317
【发明人】祝凤金, 孙富亮, 贾祥正
【申请人】孙富亮
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月19日