專利名稱：施工升降機(jī)安全保護(hù)和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及升降機(jī)安全監(jiān)控的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種升降機(jī)安全保護(hù)和運(yùn) 行監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
在升降機(jī)中，為了能避免事故的發(fā)生，通常提供安全保護(hù)和運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控裝置， 以便監(jiān)控升降機(jī)的運(yùn)行行為是否正常。目前，大多數(shù)升降機(jī)的安全監(jiān)控，都是采用電鈴或者 有線對(duì)講機(jī)上下通信聯(lián)系，也有些升降機(jī)是將攝像機(jī)安裝在吊籠的提升裝置上，從地面用 一條電源線提供電源，攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)通過一條信號(hào)線與電視監(jiān)控器連接，給電視 監(jiān)控器提供圖像信號(hào)。前兩種通信方式，操作人員不能對(duì)升降裝置的安全狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，容易發(fā)生 失誤操作。后者，樓層較高的時(shí)候，傳輸圖像較差，嚴(yán)重影響對(duì)施工安全的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種施工升降機(jī)安全保護(hù)和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控裝置，要解決 操作人員不能對(duì)升降裝置的安全狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，容易發(fā)生失誤操作，當(dāng)樓層較高的時(shí) 候，傳輸圖像較差，不能對(duì)施工安全進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的技術(shù)問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種施工升降機(jī)安全保護(hù)和運(yùn) 行狀態(tài)監(jiān)控裝置，它包括可編程序控制器、變頻器、控制主板、拉力傳感器、稱重控制器、防 沖頂傳感器、安全限位、操作鍵盤、液晶顯示器、語音提示裝置組成。拉力傳感器的信號(hào)輸出端與稱重控制器的信號(hào)輸入端相連接，可編程序控制器的 信號(hào)輸入端與變頻器、稱重控制器、防沖頂傳感器、安全限位、操作鍵盤的信號(hào)輸出端相連 接，可編程控制器的串行通訊接口與控制主板的信號(hào)輸入端相連接，控制主板信號(hào)輸出端 與液晶顯示器、語音提示裝置的信號(hào)輸入端相連接。所述拉力傳感器為兩個(gè)環(huán)板式拉力傳感器，環(huán)板式拉力傳感器的兩環(huán)分別與施工 升降機(jī)的驅(qū)動(dòng)板銷軸和吊籠銷軸連接。拉力傳感器將物理信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的電信號(hào)輸出的裝置。變頻器用于將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置?？刂浦靼鍖踩禂?shù)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行的計(jì)算，并輸出結(jié)果。操作鍵盤為0-9數(shù)字鍵盤，選定要達(dá)到的樓層。液晶顯示器用于顯示載荷比例、目標(biāo)層、當(dāng)前層、升降機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、吊籠位置比例 顯示和限位開關(guān)的狀態(tài)。語音提示裝置用于在設(shè)備超載、超速、限位開關(guān)故障、冒頂開關(guān)故障、選層錯(cuò)誤、 設(shè)備運(yùn)行故障或人員誤操作的情況下輸出報(bào)警和真人語音提示。所述防沖頂傳感器的信號(hào)輸出端與信號(hào)放大器連接，信號(hào)放大器的信號(hào)輸出端與 磁場(chǎng)線圈的信號(hào)輸入端相連接，磁場(chǎng)線圈的信號(hào)輸出端與振蕩電路的信號(hào)輸入端相連接，振蕩電路的信號(hào)輸出端與調(diào)解器的信號(hào)輸入端相連接，調(diào)解器的信號(hào)輸出端與觸發(fā)器的信 號(hào)輸入端相連接，觸發(fā)器的信號(hào)輸出端通過輸出驅(qū)動(dòng)端子與施工升降機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電源 控制系統(tǒng)連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)和有益效果本實(shí)用新型包括液晶顯示 器、控制主板、可編程序控制器和各種傳感器組成?？梢酝ㄟ^液晶顯示器實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示升降 機(jī)的各種運(yùn)行參數(shù)并將其儲(chǔ)存記憶，顯示各安全限位開關(guān)的工作狀態(tài)，還可以記錄并顯示 電氣控制系統(tǒng)的故障并發(fā)出真人語音報(bào)警提示等。所述的工升降機(jī)安全保護(hù)和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控裝置通過液晶顯示器可圖文并茂的實(shí) 時(shí)動(dòng)態(tài)顯示吊籠實(shí)際的載重量、運(yùn)行速度、運(yùn)行高度、各個(gè)限位開關(guān)的狀態(tài)和所處的層站等 信息，并將各種運(yùn)動(dòng)參數(shù)記憶儲(chǔ)存。本實(shí)用新型可在實(shí)現(xiàn)上述顯示內(nèi)容的基礎(chǔ)上，在設(shè)備超載、超速、限位開關(guān)故障、 冒頂開關(guān)故障、選層錯(cuò)誤、設(shè)備運(yùn)行故障或人員誤操作等情況下輸出報(bào)警和真人語音提示， 方便操作人員了解故障位置和原因，同時(shí)其記錄存儲(chǔ)的信息便于事后分析研究設(shè)備的工作 時(shí)數(shù)及故障。所述的施工升降機(jī)安全保護(hù)和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控裝置可以記錄升降機(jī)出現(xiàn)的故障和 操作者的誤操作的內(nèi)容，以便查詢和監(jiān)控。升降機(jī)控制單元(PLC)通過各種傳感器、監(jiān)測(cè)儀表、限位開關(guān)、選層鍵盤等設(shè)備獲 取升降機(jī)自身的各種安全系數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)測(cè)裝置控制單元(MCU)，監(jiān)測(cè) 裝置控制單元(MCU)將安全系數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，并把最終結(jié)果顯示到液晶顯 示模組上面，同時(shí)對(duì)于升降機(jī)自身的錯(cuò)誤和誤操作等信息，監(jiān)測(cè)裝置控制單元(MCU)根據(jù)重 要性級(jí)別采用高級(jí)別優(yōu)播技術(shù)進(jìn)行真人語音告警。本實(shí)用新型可應(yīng)用于各種施工升降機(jī)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本實(shí)用新型的液晶顯示器在升降機(jī)運(yùn)行時(shí)顯示狀態(tài)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的液晶顯示器在升降機(jī)靜止時(shí)顯示狀態(tài)示意圖。圖3是本實(shí)用新型的裝置示意圖。圖4是本實(shí)用新型的原理示意圖。圖5是本實(shí)用新型控制主板的語音電路。圖6是本實(shí)用新型控制主板的主控電路。圖7是本實(shí)用新型控制主板的單片機(jī)的串口電平轉(zhuǎn)換電路。圖8是防超載及稱重保護(hù)器的安裝位置示意圖。圖9是圖5的A點(diǎn)放大圖。圖10是拉力傳感器、驅(qū)動(dòng)板與吊籠之間的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是防冒頂裝置的安裝位置側(cè)視示意圖。圖12是防冒頂裝置的工作原理示意圖。附圖標(biāo)記1 一驅(qū)動(dòng)板銷軸、2 —環(huán)板式拉力傳感器、3 —吊籠銷軸、4 一升降機(jī)導(dǎo) 軌、5 —驅(qū)動(dòng)板、6 —驅(qū)動(dòng)電機(jī)、7 —升降機(jī)吊籠、8 —交流型接近開關(guān)。
具體實(shí)施方式
參見圖1、圖2所示，本實(shí)用新型的監(jiān)控的液晶顯示器的顯示內(nèi)容1、用圖形和數(shù) 字顯示載重量顯示器左側(cè)有載重量示意圖，用圖形直觀顯示目前吊籠的重量負(fù)荷，同時(shí) 顯示詳細(xì)的總載重量的精確數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)竭_(dá)最大載重量時(shí)，輸出報(bào)警并真人語音提示。2、用圖形和數(shù)字顯示升降機(jī)的運(yùn)行高度到達(dá)最大高度時(shí)，輸出報(bào)警并真人語音 提示。3、顯示升降機(jī)的運(yùn)行速度值在該裝置上設(shè)置一個(gè)超速值，該超速值小于升降機(jī) 防墜安全器的動(dòng)作速度值，大于額定運(yùn)行速度值。當(dāng)升降機(jī)的運(yùn)行速度值達(dá)到超速值時(shí)，該 裝置可以控制吊籠停止運(yùn)行并真人語音報(bào)警。4、顯示安全限位開關(guān)的狀態(tài)用圖形給操作者清晰的顯示進(jìn)口門、出口門、天窗 門、冒頂裝置、上下限位、上下減速限位和變頻器等狀態(tài)。在操作人員未關(guān)門或開關(guān)故障時(shí)， 輸出報(bào)警并真人語音提示。如圖2所示，天窗門顯示為打開，升降機(jī)的大圖顯示其頂端的天 窗門處于打開狀態(tài)。左門顯示為關(guān)閉，升降機(jī)的大圖顯示其左門處于關(guān)閉狀態(tài)。5、顯示選層數(shù)字采用0 9數(shù)字鍵盤，可以任意選定要到達(dá)的目標(biāo)樓層并顯示。6、顯示當(dāng)前樓層用大字體顯示升降機(jī)的當(dāng)前樓層數(shù)字。預(yù)先設(shè)定可選的最大樓 層數(shù)，在自動(dòng)平層時(shí)，操作者選擇的樓層數(shù)如果超過設(shè)置最大的樓層數(shù)時(shí)，該裝置可進(jìn)行選 層無效報(bào)警并真人語音提示。7、顯示當(dāng)前升降機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)上升箭頭表示升降機(jī)處于上升的狀態(tài)，等號(hào)表示 升降機(jī)處于停止的狀態(tài)。8、顯示吊籠位置顯示器右側(cè)按比例顯示吊籠正處于樓層的位置?？捎涗浬禉C(jī)出現(xiàn)的故障和操作者的誤操作的內(nèi)容。參見圖3所示，這種施工升降機(jī)安全保護(hù)和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控裝置，它包括可編程序 控制器、變頻器、控制主板、拉力傳感器、稱重控制器、防沖頂傳感器、安全限位、操作鍵盤、 液晶顯示器、語音提示裝置組成。拉力傳感器的信號(hào)輸出端與稱重控制器的信號(hào)輸入端相連接，可編程序控制器的 信號(hào)輸入端與變頻器、稱重控制器、防沖頂傳感器、安全限位、操作鍵盤的信號(hào)輸出端相連 接，可編程控制器的串行通訊接口與控制主板的信號(hào)輸入端相連接，控制主板信號(hào)輸出端 與液晶顯示器、語音提示裝置的信號(hào)輸入端相連接。所述拉力傳感器2為兩個(gè)環(huán)板式拉力傳感器，環(huán)板式拉力傳感器的兩環(huán)分別與施 工升降機(jī)的驅(qū)動(dòng)板銷軸1和吊籠銷軸3連接。拉力傳感器將物理信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的電信號(hào)輸出的裝置。變頻器用于將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置?？刂浦靼鍖踩禂?shù)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行的計(jì)算，并輸出結(jié)果。操作鍵盤為0-9數(shù)字鍵盤，選定要達(dá)到的樓層。液晶顯示器；用于顯示載荷比例、目標(biāo)層、當(dāng)前層、升降機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、吊籠位置比例 顯示和限位開關(guān)的狀態(tài)。語音提示裝置用于在設(shè)備超載、超速、限位開關(guān)故障、冒頂開關(guān)故障、選層錯(cuò)誤、 設(shè)備運(yùn)行故障或人員誤操作的情況下輸出報(bào)警和真人語音提示。參見圖4所示，本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)原理框圖，升降機(jī)控制單元(PLC)通過各種傳感器、編碼器、稱重儀表、限位開關(guān)、選層鍵盤等設(shè)備獲取升降機(jī)自身的各種安全系數(shù)和運(yùn)行 狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)測(cè)裝置控制單元(MCU)，監(jiān)測(cè)裝置控制單元將安全系數(shù)和運(yùn)行狀態(tài) 進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，并把最終結(jié)果顯示到液晶顯示模組上面，同時(shí)對(duì)于升降機(jī)自身的錯(cuò)誤和 誤操作等信息，監(jiān)測(cè)裝置控制單元根據(jù)重要性級(jí)別采用高級(jí)別優(yōu)播技術(shù)，將信號(hào)傳給聲音 告警裝置并進(jìn)行真人語音告警。參見圖5所示，控制主板的Ul和U3構(gòu)成語音電路。語音芯片采用ISD4002，采用 5. Ov的工作電壓，經(jīng)過用做電源指示燈的發(fā)光二極管后接到18、27腳，并添加0. IuF的去耦 電容，地線(VSSA、VSSD)直接接地。音頻輸入采用單端輸入，故此將ISD400217腳經(jīng)電容C8 接地，16腳經(jīng)電容C9和P7的2腳相連，作為音頻輸入。不使用外部時(shí)鐘，所以XCLK腳直接 接地。Ul為L(zhǎng)M386用作音頻功放，采用單端輸入，故同相輸入腳3通過電位器R2和耦合電 容C4接到ISD4002的輸出端，Ul的反相輸入腳2直接接到地即可。增益腳GAIN和BYP腳 懸空即可輸出腳5經(jīng)耦合電容C3接到音頻輸出口 P2上。參見圖6所示，U2為主控芯片，采用宏晶科技的STC89C52芯片。U2的9腳RESET 為復(fù)位引腳，按照上電復(fù)位思路接電阻電容復(fù)位電路。電源腳VCC接到+5，并通過0. IuF去 耦電容到地。單片機(jī)的Pl 口用于驅(qū)動(dòng)ISD4002芯片發(fā)聲和模擬RS232串口。PO 口和P2 口 作為預(yù)留擴(kuò)展備用。外部中斷INTO和INTl用于獲取ISD4002的中斷。RXD和TXD作為程 序燒錄引腳和主串口引腳接到MAX232上。參見圖7所示，U5用MAX232ESE作為單片機(jī)的串口電平轉(zhuǎn)換電路，用于燒錄程序 和串口通信，這里電容均為0. luF，不同232芯片應(yīng)該參照芯片資料的典型應(yīng)用電路。P9為 擴(kuò)展232 口，P8為單片機(jī)編程引腳。參見圖8-圖10所示，這種施工升降機(jī)防超載及稱重保護(hù)器，包括安裝于施工升降 機(jī)的拉力傳感器和控制器，所述拉力傳感器為兩個(gè)環(huán)板式拉力傳感器2，環(huán)板式拉力傳感器 的兩環(huán)分別與施工升降機(jī)的驅(qū)動(dòng)板銷軸1和吊籠銷軸3連接。吊籠銷軸與升降機(jī)吊籠的吊 耳固定連接，驅(qū)動(dòng)板5上連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)6，驅(qū)動(dòng)板5和升降機(jī)吊籠7與升降機(jī)導(dǎo)軌4導(dǎo)向連 接，驅(qū)動(dòng)齒輪固定在升降機(jī)導(dǎo)軌的齒條上，吊籠通過2個(gè)拉力傳感器板懸掛在驅(qū)動(dòng)板上。這 樣懸掛方式和安裝位置，安裝簡(jiǎn)單，克服了銷軸式傳感器的需要方向的缺點(diǎn)，在拆裝后不需 要重新校正和設(shè)定，可以前后左右移動(dòng)，變成單一的拉力。參見圖11所示，這種施工升降機(jī)防冒頂裝置，包括一個(gè)電開關(guān)，該電開關(guān)位于升 降機(jī)導(dǎo)軌4的上端附近，其輸出端子與驅(qū)動(dòng)電機(jī)6的電源控制系統(tǒng)連接。交流型接近開關(guān) 感應(yīng)到導(dǎo)軌時(shí)，交流型接近開關(guān)閉合，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)升降機(jī)上下運(yùn)行；當(dāng)監(jiān)測(cè)到升降機(jī)最上部超 出導(dǎo)軌架頂端后，交流型接近開關(guān)感應(yīng)不到導(dǎo)軌時(shí)，交流型接近開關(guān)立即斷開，切斷升降機(jī) 的主電源，電機(jī)不能運(yùn)轉(zhuǎn)，升降機(jī)停止運(yùn)行。防冒頂裝置填補(bǔ)了升降機(jī)除常設(shè)的上限位、上 極限保護(hù)裝置之外的另一種安全裝置的空白，是目前升降機(jī)現(xiàn)有安全裝置的有效補(bǔ)充。參見圖12所示，電開關(guān)是交流型接近開關(guān)2，交流型接近開關(guān)8包括防沖頂傳感 器、信號(hào)放大器、磁場(chǎng)線圈、振蕩電路、調(diào)解器、觸發(fā)器和輸出驅(qū)動(dòng)端子。所述防沖頂傳感器 的信號(hào)輸出端與信號(hào)放大器連接，信號(hào)放大器的信號(hào)輸出端與磁場(chǎng)線圈的信號(hào)輸入端相連 接，磁場(chǎng)線圈的信號(hào)輸出端與振蕩電路的信號(hào)輸入端相連接，振蕩電路的信號(hào)輸出端與調(diào) 解器的信號(hào)輸入端相連接，調(diào)解器的信號(hào)輸出端與觸發(fā)器的信號(hào)輸入端相連接，觸發(fā)器的 信號(hào)輸出端通過輸出驅(qū)動(dòng)端子與施工升降機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)6的電源控制系統(tǒng)連接。
權(quán)利要求一種施工升降機(jī)安全保護(hù)和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于它包括可編程序控制器、變頻器、控制主板、拉力傳感器、稱重控制器、防沖頂傳感器、安全限位、操作鍵盤、液晶顯示器、語音提示裝置組成；拉力傳感器(2)的信號(hào)輸出端與承重控制器的信號(hào)輸入端相連接，可編程序控制器的信號(hào)輸入端與變頻器、稱重控制器、防沖頂傳感器、安全限位、操作鍵盤的信號(hào)輸出端相連接，可編程控制器的串行通訊接口與控制主板的信號(hào)輸入端相連接，控制主板信號(hào)輸出端與液晶顯示器、語音提示裝置的信號(hào)輸入端相連接；所述拉力傳感器(2)為兩個(gè)環(huán)板式拉力傳感器，環(huán)板式拉力傳感器的兩環(huán)分別與施工升降機(jī)的驅(qū)動(dòng)板銷軸(1)和吊籠銷軸(3)連接；拉力傳感器將物理信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的電信號(hào)輸出的裝置；變頻器用于將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置；控制主板將安全系數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行的計(jì)算，并輸出結(jié)果；操作鍵盤為0 9數(shù)字鍵盤，選定要達(dá)到的樓層；液晶顯示器用于顯示載荷比例、目標(biāo)層、當(dāng)前層、升降機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、吊籠位置比例顯示和限位開關(guān)的狀態(tài)；語音提示裝置用于在設(shè)備超載、超速、限位開關(guān)故障、冒頂開關(guān)故障、選層錯(cuò)誤、設(shè)備運(yùn)行故障或人員誤操作的情況下輸出報(bào)警和真人語音提示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工升降機(jī)安全保護(hù)和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于所 述防沖頂傳感器的信號(hào)輸出端與信號(hào)放大器連接，信號(hào)放大器的信號(hào)輸出端與磁場(chǎng)線圈的 信號(hào)輸入端相連接，磁場(chǎng)線圈的信號(hào)輸出端與振蕩電路的信號(hào)輸入端相連接，振蕩電路的 信號(hào)輸出端與調(diào)解器的信號(hào)輸入端相連接，調(diào)解器的信號(hào)輸出端與觸發(fā)器的信號(hào)輸入端相 連接，觸發(fā)器的信號(hào)輸出端通過輸出驅(qū)動(dòng)端子與施工升降機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6)的電源控制系 統(tǒng)連接。
專利摘要一種施工升降機(jī)安全保護(hù)和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控裝置，包括可編程序控制器、變頻器、控制主板、拉力傳感器、稱重控制器、防沖頂傳感器、安全限位、操作鍵盤、液晶顯示器、語音提示裝置組成；拉力傳感器的信號(hào)輸出端與承重控制器的信號(hào)輸入端相連接，可編程序控制器的信號(hào)輸入端與變頻器、稱重控制器、防沖頂傳感器、安全限位、操作鍵盤的信號(hào)輸出端相連接，可編程控制器的串行通訊接口與控制主板的信號(hào)輸入端相連接，控制主板信號(hào)輸出端與液晶顯示器、語音提示裝置的信號(hào)輸入端相連接。本實(shí)用新型的顯示器圖文并茂的顯示吊籠的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，記錄并顯示電氣控制系統(tǒng)的故障并發(fā)出真人語音報(bào)警提示，方便操作人員了解故障位置和原因，適用于各種施工升降機(jī)。
文檔編號(hào)B66B3/02GK201737546SQ201020242848
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者何勸云, 何明, 孫紅巖, 龐桂新, 李育平, 牛雅靜, 田學(xué)坤, 石有, 肖洪濤, 趙濤, 陳浩, 鮑會(huì)麗 申請(qǐng)人:中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研究分院;廊坊凱博建設(shè)機(jī)械科技有限公司