[实用新型]一种制动下滑量软测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于起重机运行状态参数检测领域，尤其涉及一种针对起重机制动下滑量的软测量装置。

背景技术

起重运输机械，是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备。随着现代社会的发展，起重运输机械已被广泛应用于物料的起重、运输、装卸、安装和人员输送等领域。它不仅大大减少了劳动强度，还有效提高了劳动效率。然而，在为人们创造利益和提供便利的同时，起重运输机械的安全问题也日益凸现。如何使得起重运输机械安全高效的运行，成为安全生产的重中之重。

起重机的作用是把货物快速高效安全的吊运至目标位置，起重机的吊重与小车通过钢丝绳柔性连接，该连接方式不但可以承受起吊和搬运重物时的瞬时冲击，还可以承受不同种类交变负载的作用。但该方式也会导致在起升、搬运和制动过程中，由于钢丝绳自身形变出现落点不准确的情况。实际生产中，起升机构制动性能的优劣对起重机安全运行起着决定性作用，而起重机制动下滑量是评价制动性能优劣的一项重要指标。另外，在柔性钢丝绳的作用下，吊重系统做起升和制动动作时会出现摆动现象，这不仅严重影响生产效率，甚至威胁周边工作人员和其他起重机的安全作业。

目前，对制动下滑量的检测一般是在对起重机定期检测时进行。主要是通过基于行程开关控制的检测装置、基于光控继电器的检测装置或者是通过基于压力传感器和非接触测距传感器的在线检测装置进行测量。检测装置在每次起重机制动下滑量检测使用时，均需重复对起重机载荷、制动控制器进行机械和电路改造，安装较复杂、不易拆卸与携带，操作繁琐、效率低下，难以满足高效率的起重机制动下滑量定期检测需求；同时对起重机机械和电路改造，也造成了安全隐患，一直备受诟病。而且，定期检测的周期通常较长，在这期间如果因制动性能劣化出现安全隐患就不能及时地发现，会严重威胁起重机的安全运行。另外，起重机的数据不能远距离传输，操作人员也不能在操作间实时的了解到起重机的运行状况。

虽然当前也有利用加速度计的软测量方法，这类方法主要将吊钩和重物运动信息作为测试对象，由过上位机作为控制、计算和运行平台。系统向起重机起升机构发送控制吊钩和重物运动指令的同时，利用加速度计测量重物运动过程中的线加速度值。上位机在接收数据之后对其进行积分运算，获得重物的速度信息，随后再次进行一次积分运算，方可获取重物的位置信息。该方法智能化程度高，易于实现。虽然加速度计的测量精度较高，但是由于积分过程中受到“平移项”和“趋势项”的影响，本方法所得结果常常会在两次积分后出现失真。

因此，目前急需一套能够及时甚至实时地对起重机制动性能进行精确测量、评价的方法，以便及时发现运行过程中的问题。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于动力学模型的起重机制动下滑量软测量装置。

首先，为了实现上述目的，提供一种起重机制动下滑量软测量装置，包括放置在起重机吊钩上与重物接触位置的数据采集器和与所述数据采集器连接的数据处理模块，数据采集器由顺序串联的MEMS传感器、主控制模块和通信管理模块组成，通信管理模块作为数据采集器的输出端与数据处理模块连接；

所述MEMS传感器用以对起重机吊重系统的吊重瞬间加速度和角速度信息进行采样；

所述主控制模块用以控制MEMS传感器并存储采集到的加速度和角速度信息；

所述通信管理模块用以在主控制模块控制，负责将加速度和角速度信息传输至数据处理模块；

数据处理模块用以根据MEMS传感器采集到的起重机吊重系统的吊重瞬间加速度和角速度信息进行非线性动力学微分方程组的求解运算，得到绳长变化值和角度变化值，即得到起重机制动下滑量。

进一步的，本实用新型装置中，所述的MEMS传感器采用MPU-9255数据采集芯片，MPU-9255数据采集芯片输出端通过IIC总线(即Inter-Integrated Circuit，集成电路总线)与主控制模块连接，MPU-9255数据采集芯片的时钟总线与主控制模块连接，两者时钟保持同步。

进一步的，本实用新型装置中，所述的主控制模块采用MSP430单片机芯片，MSP430单片机芯片外设有时钟电路、复位电路和JTAG接口(即Joint Tes t Action Group；联合测试工作组接口)，MSP430单片机芯片通过IIC总线与ME MS传感器连接，通过UART串口(即Universal Asynchronous Receiver/Trans mitter，通用异步收发传输器)与通信管理模块连接。