專利名稱：一種承載鋼絲繩運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種承載鋼絲繩運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置及方法，尤其適用于不同承載繩索運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的檢測以及施工立井吊桶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的檢測。
背景技術(shù)：
目前對(duì)鋼絲繩承載狀態(tài)的檢測主要是靜載荷下的性能檢測與動(dòng)載荷下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測。靜載荷下的性能檢測主要通過拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸加載測試，并通過引申計(jì)來進(jìn)行測量；而動(dòng)載荷下鋼絲繩的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測量，一般將軸編碼器與頂部的導(dǎo)向輪進(jìn)行連接來測量下放的位移，但無法測量鋼絲繩運(yùn)動(dòng)過程的振動(dòng)狀態(tài)；現(xiàn)有鋼絲繩末端加速度、速度與位移的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測僅局限于采用加速度傳感器來進(jìn)行確定，且只能近似評(píng)估縱向與橫向的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?？梢姡壳艾F(xiàn)有的鋼絲繩的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置無法準(zhǔn)確測量鋼絲繩縱向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，更沒有鋼絲繩扭動(dòng)狀態(tài)的檢測裝置與方法，從而無法掌握鋼絲繩在提升與下放過程中的運(yùn)動(dòng)變化情況，更無法評(píng)估一些重要工況，如超深施工立井升降吊桶提升繩的運(yùn)行狀態(tài)、起重機(jī)提升重物過程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及直升機(jī)懸掛繩索承載重物升降過程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)情況。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、測量準(zhǔn)確的承載鋼絲繩運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置及方法。技術(shù)方案本發(fā)明的承載鋼絲繩運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置，包括套裝在檢測鋼絲繩上的滑架裝置，滑架裝置上設(shè)有信號(hào)采集器，滑架裝置的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有兩根導(dǎo)向繩，兩根導(dǎo)向繩上分別設(shè)有固定在滑架裝置上的縱向運(yùn)動(dòng)檢測裝置，滑架裝置的上方設(shè)有固定在檢測鋼絲繩上的扭動(dòng)檢測裝置，扭動(dòng)檢測裝置的兩側(cè)經(jīng)螺栓固定在滑架裝置上，檢測鋼絲繩的末端連接有配重；
所述的滑架裝置包括滑架、設(shè)在滑架上的兩個(gè)上、下鋼絲繩夾塊，上、下夾塊與滑架之間設(shè)有上、下止推軸承，下夾塊與下止推軸承之間設(shè)有預(yù)緊彈簧；
所述的縱向運(yùn)動(dòng)檢測裝置由抱合在導(dǎo)向繩上的主、副導(dǎo)向滑輪，主、副導(dǎo)向滑輪的前后兩側(cè)分別設(shè)有長螺桿，長螺桿設(shè)在連接板上，連接板與固定在滑架上的固定板相連；長螺桿上設(shè)有固定主、副導(dǎo)向滑輪的主、副擋塊，主、副擋塊上設(shè)有主、副導(dǎo)向滑輪軸的滾動(dòng)軸承； 主、副擋塊的外側(cè)分別設(shè)有主、副預(yù)緊彈簧，主擋塊上設(shè)有縱向軸編碼器和固定縱向軸編碼器的連接塊；
所述的扭動(dòng)檢測裝置包括夾緊在檢測鋼絲繩的三個(gè)摩擦輪組，三個(gè)摩擦輪組上下兩側(cè)分別設(shè)有環(huán)形連接板，環(huán)形連接板的兩側(cè)分別設(shè)有穿套螺栓的條形孔，三個(gè)摩擦輪組之一的摩擦輪軸上設(shè)有扭動(dòng)軸編碼器；扭動(dòng)軸編碼器和縱向軸編碼器經(jīng)導(dǎo)線與信號(hào)采集器相連接。所述的滑架呈Π形，滑架上下兩端對(duì)稱形穿過導(dǎo)向繩的通孔；所述的主、副導(dǎo)向滑輪的外緣上開有與導(dǎo)向繩相吻合的凹槽。本發(fā)明的承載鋼絲繩運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測方法
檢測鋼絲繩運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，一方面，滑架裝置隨檢測鋼絲繩上下運(yùn)動(dòng)，檢測鋼絲繩的縱向運(yùn)動(dòng)使縱向運(yùn)動(dòng)檢測裝置內(nèi)的主導(dǎo)輪沿導(dǎo)向繩轉(zhuǎn)動(dòng)，通過與主導(dǎo)向滑輪軸連接的縱向軸編碼器測量主導(dǎo)向輪的縱向轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，并將測量的縱向轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)采集器內(nèi)；另一方面，檢測鋼絲繩的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使扭動(dòng)檢測裝置內(nèi)的三個(gè)摩擦輪組轉(zhuǎn)動(dòng)，通過三個(gè)摩擦輪組之一的摩擦輪軸上設(shè)置的扭動(dòng)軸編碼器測量該摩擦輪的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，并將測量的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)采集器內(nèi)；信號(hào)采集器將采集到的縱向轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)與扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)輸出至工控機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測鋼絲繩運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的檢測。有益效果本發(fā)明能夠檢測鋼絲繩的縱向與扭動(dòng)狀態(tài)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、 測量準(zhǔn)確，尤其適用于不同承載繩索運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的檢測，主要優(yōu)點(diǎn)有
1)采用沿導(dǎo)向繩的滾動(dòng)測量替代現(xiàn)有的加速度傳感器測量，解決了加速度傳感器積分產(chǎn)出的誤差，使鋼絲繩縱向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測量更加準(zhǔn)確；
2)采用環(huán)向壓緊鋼絲繩進(jìn)行鋼絲繩扭動(dòng)狀態(tài)的檢測，克服了目前鋼絲繩扭動(dòng)狀態(tài)無法測量問題；
3)采用具有止推軸承和夾塊的滑架，實(shí)現(xiàn)了鋼絲繩任意位置的縱向與扭動(dòng)狀態(tài)檢測。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的滑架裝置結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明的縱向運(yùn)動(dòng)檢測裝置結(jié)構(gòu)圖。圖中導(dǎo)向繩-1，滑架_2，縱向運(yùn)動(dòng)檢測裝置_3，摩擦輪_4，配重_5，信號(hào)采集器_6，檢測鋼絲繩-7，螺栓一 8，扭動(dòng)軸編碼器_9，環(huán)形連接板-10，滑架-2-1，上、下鋼絲繩夾塊-2-2、2-6，上、下止推軸承-2-3、2-4，鋼絲繩預(yù)緊彈簧-2-5 ；主、副預(yù)緊彈簧_3_1、3_7， 主、副擋塊擋塊_3-2、3-5，主、副導(dǎo)向滑輪_3-3、3-8，長螺桿_3_4，主、副導(dǎo)向滑輪軸_3_10、 3-6，滾動(dòng)軸承-3-9，縱向軸編碼器-3-11，連接塊-3-12，連接板_3_13，固定板_3_14。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的描述
本發(fā)明的鋼絲繩運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置，主要由用于縱向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測的導(dǎo)向繩1、信號(hào)采集器6、沿導(dǎo)向繩1運(yùn)動(dòng)的滑架裝置2、固定在滑架裝置2上并沿導(dǎo)向繩1滑行的縱向運(yùn)動(dòng)檢測裝置3、固定在滑架2上并夾持在檢測鋼絲繩7上的扭動(dòng)檢測裝置4、以及固定在檢測鋼絲繩7末端的配重裝置5構(gòu)成。所述的滑架裝置2包括滑架2-1、設(shè)在滑架2-1上的兩個(gè)上、下鋼絲繩夾塊2-2、2-6，上、下夾塊2-2、2-6與滑架2_1之間設(shè)有上、下止推軸承2_3、 2-4，下夾塊2-6與下止推軸承2-4之間設(shè)有預(yù)緊彈簧2-5 ；所述的滑架2-1呈Π形，滑架2-1 上下兩端對(duì)稱形穿過導(dǎo)向繩1的通孔?；苎b置2套裝在檢測鋼絲繩7上，信號(hào)采集器6 設(shè)在滑架裝置2上，滑架裝置2的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置兩根導(dǎo)向繩1，兩根導(dǎo)向繩1上分別安裝有固定在滑架裝置2上的縱向運(yùn)動(dòng)檢測裝置3，所述的縱向運(yùn)動(dòng)檢測裝置3由抱合在導(dǎo)向繩1 上的主、副導(dǎo)向滑輪3-3、3-8，主、副導(dǎo)向滑輪3-3、3-8的前后兩側(cè)分別設(shè)有長螺桿3_4，長螺桿3-4設(shè)在連接板3-13上，連接板3-13與固定在滑架2_1上的固定板3_14相連；長螺桿3-4上設(shè)有固定主、副導(dǎo)向滑輪3-3、3-8的主、副擋塊3-2、3-5，主、副擋塊3_2、3_5上設(shè)有主、副導(dǎo)向滑輪軸3-10、3-6的滾動(dòng)軸承3-9 ；主、副擋塊3-2、3-5的外側(cè)分別設(shè)有主、副預(yù)緊彈簧3-1、3-7，主擋塊3-2上設(shè)有縱向軸編碼器3-11和固定縱向軸編碼器3-11的連接塊3-12 ；所述的主、副導(dǎo)向滑輪3-3、3-8的外緣上開有與導(dǎo)向繩1相吻合的凹槽?；苎b置2的上方安裝固定在檢測鋼絲繩7上的扭動(dòng)檢測裝置，扭動(dòng)檢測裝置的兩側(cè)經(jīng)螺栓8固定在滑架裝置2上，檢測鋼絲繩7的末端連接有配重5 ；所述的扭動(dòng)檢測裝置包括夾緊在檢測鋼絲繩7的三個(gè)摩擦輪組4，三個(gè)摩擦輪組4上下兩側(cè)分別設(shè)有環(huán)形連接板10，環(huán)形連接板的兩側(cè)分別設(shè)有穿套螺栓8的條形孔，三個(gè)摩擦輪組4之一的摩擦輪軸上設(shè)有扭動(dòng)軸編碼器9 ；扭動(dòng)軸編碼器9和縱向軸編碼器3-11經(jīng)導(dǎo)線與信號(hào)采集器6相連接。本發(fā)明的承載鋼絲繩運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測方法
首選將滑架2-1穿過檢測鋼絲繩7與導(dǎo)向繩1，并通過上、下夾塊2-2、2-6固定在檢測鋼絲繩1上，滑架2-1的預(yù)緊力通過預(yù)緊彈簧2-5施加，滑架2-1與檢測鋼絲繩7之間的相對(duì)扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過上、下夾塊2-2、2-6與滑架2-1之間設(shè)有的上、下止推軸承2-3、2-4實(shí)現(xiàn)； 縱向運(yùn)動(dòng)檢測裝置3通過主、副導(dǎo)向滑輪3-3、3-8抱合在導(dǎo)向繩1上，并通過固定板3-14 固定在滑架2-1上；扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)檢測裝置通過三組摩擦輪組4夾緊在檢測鋼絲繩7上，并通過螺旋8固定在滑架2-1上。檢測鋼絲繩7運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，一方面，滑架裝置2隨檢測鋼絲繩7上下運(yùn)動(dòng)，檢測鋼絲繩7的縱向運(yùn)動(dòng)使縱向運(yùn)動(dòng)檢測裝置3內(nèi)的主導(dǎo)輪3-3沿導(dǎo)向繩1轉(zhuǎn)動(dòng)，通過與主導(dǎo)向滑輪軸3-10連接的縱向軸編碼器3-11測量主導(dǎo)向輪3-3的縱向轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，并將測量的縱向轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)采集器6內(nèi)，即主導(dǎo)向輪3-3的轉(zhuǎn)動(dòng)量通過與其連接的縱向軸編碼器3-11測量，從而通過縱向軸編碼器3-11測量檢測鋼絲繩7的縱向運(yùn)動(dòng)；另一方面，檢測鋼絲繩7的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)扭動(dòng)檢測裝置內(nèi)的三個(gè)摩擦輪組4轉(zhuǎn)動(dòng)，通過三個(gè)摩擦輪組4之一的摩擦輪軸上設(shè)置的扭動(dòng)軸編碼器9測量該摩擦輪的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，即通過扭動(dòng)軸編碼器9測量檢測鋼絲繩7的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并將測量到的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)采集器6內(nèi)，最終由信號(hào)采集器6將采集到的縱向轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)與扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)輸出至工控機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測鋼絲繩7運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的檢測。
權(quán)利要求
1.一種承載鋼絲繩運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置，其特征在于它包括套裝在檢測鋼絲繩(7)上的滑架裝置(2 )，滑架裝置(2 )上設(shè)有信號(hào)采集器(6 )，滑架裝置(2 )的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有兩根導(dǎo)向繩(1)，兩根導(dǎo)向繩(1)上分別設(shè)有固定在滑架裝置(2)上的縱向運(yùn)動(dòng)檢測裝置(3)，滑架裝置(2)的上方設(shè)有固定在檢測鋼絲繩(7)上的扭動(dòng)檢測裝置，扭動(dòng)檢測裝置的兩側(cè)經(jīng)螺栓(8)固定在滑架裝置(2)上，檢測鋼絲繩(7)的末端連接有配重(5)；所述的滑架裝置(2)包括滑架(2-1)、設(shè)在滑架(2-1)上的兩個(gè)上、下鋼絲繩夾塊(2-2、 2-6)，上、下夾塊(2-2、2-6)與滑架(2-1)之間設(shè)有上、下止推軸承(2-3,2-4),下夾塊(2-6) 與下止推軸承(2-4)之間設(shè)有預(yù)緊彈簧(2-5)；所述的縱向運(yùn)動(dòng)檢測裝置(3)由抱合在導(dǎo)向繩(1)上的主、副導(dǎo)向滑輪(3-3、3-8)，主、 副導(dǎo)向滑輪(3-3、3-8)的前后兩側(cè)分別設(shè)有長螺桿(3-4)，長螺桿(3-4)設(shè)在連接板(3-13) 上，連接板(3-13)與固定在滑架(2-1)上的固定板(3-14)相連；長螺桿(3-4)上設(shè)有固定主、副導(dǎo)向滑輪(3-3、3-8 )的主、副擋塊(3-2、3-5 )，主、副擋塊(3-2、3-5 )上設(shè)有主、副導(dǎo)向滑輪軸(3-10、3-6)的滾動(dòng)軸承(3-9)；主、副擋塊(3-2、3-5)的外側(cè)分別設(shè)有主、副預(yù)緊彈簧(3-1、3-7)，主擋塊(3-2)上設(shè)有縱向軸編碼器(3-11)和固定縱向軸編碼器(3-11)的連接塊(3-12);所述的扭動(dòng)檢測裝置包括夾緊在檢測鋼絲繩(7)的三個(gè)摩擦輪組(4)，三個(gè)摩擦輪組 (4)上下兩側(cè)分別設(shè)有環(huán)形連接板(10)，環(huán)形連接板的兩側(cè)分別設(shè)有穿套螺栓(8)的條形孔，三個(gè)摩擦輪組(4)之一的摩擦輪軸上設(shè)有扭動(dòng)軸編碼器(9)；扭動(dòng)軸編碼器(9)和縱向軸編碼器(3-11)經(jīng)導(dǎo)線與信號(hào)采集器(6)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承載鋼絲繩運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置，其特征在于所述的滑架 (2-1)呈Π形，滑架(2-1)上下兩端對(duì)稱形穿過導(dǎo)向繩(1)的通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承載鋼絲繩運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置，其特征在于所述的主、副導(dǎo)向滑輪(3-3、3-8)的外緣上開有與導(dǎo)向繩(1)相吻合的凹槽。
4.一種如上述權(quán)利要求所述裝置的承載鋼絲繩運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測方法，其特征在于檢測鋼絲繩(7)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，一方面，滑架裝置(2)隨檢測鋼絲繩(7)上下運(yùn)動(dòng)，檢測鋼絲繩(7)的縱向運(yùn)動(dòng)使縱向運(yùn)動(dòng)檢測裝置(3)內(nèi)的主導(dǎo)輪(3-3)沿導(dǎo)向繩(1)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過與主導(dǎo)向滑輪軸(3-10)連接的縱向軸編碼器(3-11)測量主導(dǎo)向輪(3-3)的縱向轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，并將測量的縱向轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)采集器(6)內(nèi)；另一方面，檢測鋼絲繩(7)的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使扭動(dòng)檢測裝置內(nèi)的三個(gè)摩擦輪組(4)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過三個(gè)摩擦輪組(4)之一的摩擦輪軸上設(shè)置的扭動(dòng)軸編碼器(9)測量該摩擦輪的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，并將測量的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)采集器(6)內(nèi)；信號(hào)采集器(6)將采集到的縱向轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)與扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)輸出至工控機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測鋼絲繩(7)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的檢測。
全文摘要
一種承載鋼絲繩運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置及方法，包括導(dǎo)向繩、信號(hào)采集器、沿導(dǎo)向繩運(yùn)動(dòng)的滑架裝置、固定在滑架裝置上并沿導(dǎo)向繩滑行的縱向運(yùn)動(dòng)檢測裝置、固定在滑架上并夾持在檢測鋼絲繩上的扭動(dòng)檢測裝置、以及固定在檢測鋼絲繩末端的配重。檢測鋼絲繩在運(yùn)動(dòng)過程中，滑架通過夾塊固定在檢測鋼絲繩上進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，鋼絲繩縱向檢測裝置內(nèi)的導(dǎo)向輪沿導(dǎo)向繩高速滾動(dòng)，滾動(dòng)狀態(tài)通過軸編碼器進(jìn)行測量；鋼絲繩的扭動(dòng)帶動(dòng)扭動(dòng)檢測裝置內(nèi)的摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，摩擦輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)通過與其連接的軸編碼器進(jìn)行測量；測量數(shù)據(jù)由信號(hào)采集器進(jìn)行采集，并將信號(hào)輸出至工控機(jī)，從而對(duì)檢測鋼絲繩的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行檢測。
文檔編號(hào)G01P13/00GK102495233SQ20111041776
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者吳榮華, 周公博, 宋靜, 彭玉興, 彭維紅, 曹國華, 曹永光, 朱真才, 李偉, 王東亮, 王淼, 王進(jìn)杰 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)