齿轮检测装置、施工升降机及检测方法与流程

本发明涉及升降机监测领域，特别地，涉及一种齿轮检测装置。此外，本发明还涉及一种包括上述齿轮检测装置的施工升降机及其检测方法。

背景技术：

施工升降机中的齿轮齿条机构能否可靠地工作，不仅关系到设备的正常运转及使用，更直接关系到建设施工现场的施工安全。升降机因安装在施工现场的特殊环境中，齿轮齿条时常在非常恶劣的工况中运行，若判别与处理不当，将影响齿轮齿条式的正常寿命和升降机的安全使用。

由于施工升降机的日常维护保养不当、检验检查不及时等原因，升降机齿轮经常出现过度磨损的情况，这给升降机的使用造成安全隐患，而目前对于齿轮的磨损的检测还停留在人工测量的程度，行业内还没有一种科学可靠的自动检测齿轮磨损的方式。

技术实现要素：

本发明提供了一种齿轮检测装置、施工升降机及检测方法，以解决现有的齿轮磨损检测无法实现实时在线监测、可靠性有待提高的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种齿轮检测装置，用于对与齿条配合以传动的齿轮进行在线监测，包括由齿轮带动的传动板及固设于传动板上用于对齿轮上各端齿的磨损程度进行实时监测的电涡流检测装置。

进一步地，电涡流检测装置包括：

电涡流芯片，用于产生高频信号并检测感应区域的电气参数；

线圈，连接电涡流芯片且与齿轮的端齿正对，用于将电涡流芯片产生的高频信号转换为电磁场并感应齿轮的电涡流场；

处理器，连接电涡流芯片，用于生成激励信号给电涡流芯片并接收及处理电涡流芯片生成的检测数据；

电源，用于供电给处理器及电涡流芯片。

进一步地，处理器内配置有第一程序模块，用于根据检测数据判断齿轮的端齿面积和/或端齿间距的变化量是否超过设定阈值，若是则生成磨损超标的提示信息。

进一步地，处理器内配置有第二程序模块，用于根据检测数据统计齿轮转动的齿数，进而生成传动板对应的高度数据。

进一步地，处理器连接有通信模块，用于将检测数据、提示信息及高度数据中的至少一种上传给远程监测终端。

根据本发明的另一方面，还提供一种施工升降机，包括齿条及与齿条配合的齿轮，齿轮连接由其带动的升降机传动板，升降机传动板上位于齿轮轮缘之外处固设上述的电涡流检测装置。

根据本发明的另一方面，还提供一种施工升降机齿轮磨损检测方法，包括：

利用电涡流检测原理在线监测齿轮的端齿面积和/或端齿间距的变化量；

判断变化量是否超过设定阈值，若是则判定齿轮磨损超标。

进一步地，利用电涡流检测原理在线监测齿轮的端齿面积和/或端齿间距的变化量为采样齿轮各端齿在磁场中的等效阻抗。

进一步地，变化量取齿轮一周循环后各端齿对应变化量的平均值。

根据本发明的另一方面，还提供一种施工升降机高度检测方法，包括：

利用电涡流检测原理在线监测齿轮的旋转齿数；

根据统计的旋转齿数得到施工升降机当前的高度值。

本发明具有以下有益效果：

本发明齿轮检测装置，通过在传动板上设置对齿轮上各端齿的磨损程度进行实时监测的电涡流检测装置，实现了对齿轮磨损程度的实时检测与判定，提高了机构运行的可靠性。

本发明施工升降机，通过设置电涡流检测装置，可以实现对齿轮磨损的在线监测，避免因维护保养不当、检查不及时导致的安全隐患，提高了运行安全性及可靠性。且本发明施工升降机检测方法可以实现对齿轮磨损的检测及判定，从而在施工升降机生命周期内提供持续的测量及安全保障；此外，本发明检测方法还能实现施工升降机高度的实时检测，智能化程度高。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例齿轮检测装置的结构示意图；

图2是本发明优选实施例电涡流检测装置的结构示意图；

图3是本发明优选实施例中对齿轮的端齿进行检测的结构示意图；

图4是图3对应的采样值示意图；

图5是本发明优选实施例中新齿轮检测的结构示意图；

图6是本发明优选实施例中磨损齿轮检测的结构示意图；

图7是本发明优选实施例中新齿轮及磨损齿轮检测对应的采样值示意图。

附图标记说明：

1、齿条；

2、齿轮；21、端齿；

3、传动板；

4、电涡流检测装置；

41、电涡流芯片；

42、线圈；

43、处理器；

44、电源；

45、通信模块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1，本发明的优选实施例提供了一种齿轮检测装置，用于对与齿条1配合以传动的齿轮2进行在线监测，包括由齿轮2带动的传动板3及固设于传动板3上用于对齿轮2上各端齿21的磨损程度进行实时监测的电涡流检测装置4。

本实施例通过在传动板3上设置对齿轮2上各端齿21的磨损程度进行实时监测的电涡流检测装置4，实现了对齿轮磨损程度的实时检测与判定，提高了机构运行的可靠性。本实施例中，电涡流检测装置4通过对齿轮2上各端齿21的面积及端齿间距进行测量，实现对齿轮磨损程度的实时检测与判定。

参照图2及图3，本实施例中，电涡流检测装置4包括：

电涡流芯片41，用于产生高频信号并检测感应区域z的电气参数；

线圈42，连接电涡流芯片41且与齿轮2的端齿21正对，用于将电涡流芯片41产生的高频信号转换为电磁场并感应齿轮2的电涡流场；

处理器43，连接电涡流芯片41，用于生成激励信号给电涡流芯片41并接收及处理电涡流芯片41生成的检测数据；

电源44，用于供电给处理器43及电涡流芯片41。

本实施例电涡流检测装置4的检测原理如下：

在处理器43的控制下，电涡流芯片41产生一个高频的信号通过后端的线圈42产生一个交变的磁场，当磁场范围内有金属导体(即齿轮2的端齿21进入感应区域z)时，金属的表层会产生一个电涡流场，该电涡流场又产生一个与原磁场相反的磁场，由于该反向磁场的作用，原磁场的电感和等效阻抗均会发生改变。被测金属面积越大或距离越近反作用就越强，面积越小或距离越远反作用则越弱，电涡流芯片41检测出等效阻抗大小并转换成数字信号即采样值，故采样值的变化量可以反应出金属导体与检测单元距离的变化量和金属导体面积的变化量。本实施例中，电涡流芯片41检测的电气参数即感应区域z对应的等效阻抗和/或电感，从而反映齿轮2的端齿21的面积及间距的变化量。本实施例齿轮检测装置可根据相应距离下检测到的齿轮金属产生一个采样值(如图4所示)。由于齿轮各端齿的齿顶、齿根等距离电涡流检测装置不同的位置，当齿轮转动后，电涡流检测装置会根据检测到的面积和距离的变化产生一组对应的采样值，当齿轮转过一齿后，采样值完成一个齿循环；当齿轮转动一周后，采样值组成一个周循环。图5示出了本发明优选实施例中新齿轮检测的结构示意图；图6示出了本发明优选实施例中磨损齿轮检测的结构示意图；图7示出了本发明优选实施例中新齿轮及磨损齿轮检测对应的采样值示意图。如果是未经磨损的齿轮，则该组采样值每个循环中变化的幅值会相同。当齿轮磨损后，感应到的金属面积和距离会会变小，该组采样值的变化幅值也会变小，图7中系列1对应新齿轮的采样值周期循环示意图；系列2对应磨损齿轮的采样值周期循环示意图，由该图可以得出：当齿轮磨损一定程度后，采样值相对于初始状态的变化幅度会超过设定阈值，从而可以据此判定齿轮的磨损是否超标。

本实施例中，处理器43内配置有第一程序模块，用于根据检测数据判断齿轮2的端齿21面积和/或端齿21间距的变化量是否超过设定阈值，若是则生成磨损超标的提示信息。由上述分析可以得知，本实施例中，处理器43根据电涡流芯片41反馈的采样值，根据采样值的变化幅度判定齿轮的磨损是否超标，并在超标时生成提示信息，以提示维护人员及时维护。此处的提示信息可以为本地报警信息或者经通信模块传递至维护人员对应的手持终端或者远程监控室内，在此不做具体限定。

可选地，处理器43内配置有第二程序模块，用于根据检测数据统计齿轮2转动的齿数，进而生成传动板3对应的高度数据。由于采用齿轮齿条的传动结构，通过齿轮检测装置的测量值变化可以计算出传动板及其带动的机构的运行高度，从齿轮检测采用值图中看出，齿轮转动后，所得出的采样值曲线形成一个个循环，每个循环对应齿轮的一个齿，所以通过统计循环的个数，可以计算出齿轮总共转动了多少个齿。根据齿轮齿条的规格参数，即可计算出其上升或下降的实际距离。

优选地，处理器43连接有通信模块45，用于将检测数据、提示信息及高度数据中的至少一种上传给远程监测终端。具体地，处理器43接收电涡流芯片41反馈的采样值后，可以经通信模块45传递至远程服务器，由远程服务器对采样值进行分析处理，从而得出对应传动结构的齿轮磨损是否超标和/或传动机构的运行高度值；或者处理器43本地处理得出磨损是否超标的提示信息和/或高度数据后，再由通信模块45传递至远程监控终端上。从而提升了远程监控水平及智能化水平。

根据本发明的另一方面，还提供一种施工升降机，包括齿条及与齿条配合的齿轮，齿轮连接由其带动的升降机传动板，升降机传动板上位于齿轮轮缘之外处固设上述的电涡流检测装置4。本实施例中，升降机传动板带动升降机本体在齿轮齿条传动机构的作用下做升降运动，齿轮经轴承安装于升降机传动板上，且齿轮连接驱动其转动的驱动机构，齿条固定设置。本实施例施工升降机，通过设置电涡流检测装置4，可以实现对齿轮磨损的在线监测，避免因维护保养不当、检查不及时导致的安全隐患，提高了运行安全性及可靠性。

根据本发明的另一方面，还提供一种施工升降机齿轮磨损检测方法，采用上述的施工升降机，包括：

利用电涡流检测原理在线监测齿轮的端齿面积和/或端齿间距的变化量；

判断变化量是否超过设定阈值，若是则判定齿轮磨损超标。

本实施例中，利用电涡流检测原理在线监测齿轮的端齿面积和/或端齿间距的变化量为采样齿轮各端齿在磁场中的等效阻抗。即通过固设于升降机传动板上的电涡流检测装置4监测检测区域内各端齿的采样值(等效阻抗和/或电感)，通过比较采样值的变化幅度是否超过设定阈值来判定齿轮磨损是否超标。

优选地，变化量取齿轮一周循环后各端齿对应变化量的平均值，即取一周循环后采样值的平均值，从而实现更准确的磨损监测，提高监测的精度及准确性。

根据本发明的另一方面，还提供一种施工升降机高度检测方法，包括：

利用电涡流检测原理在线监测齿轮的旋转齿数；

根据统计的旋转齿数得到施工升降机当前的高度值。

由于施工升降机为齿轮齿条传动，传动齿轮每转动一齿，即升降机按齿条方向上升或下降一齿，根据齿轮齿条的规格参数，即可计算出升降机上升或下降的实际距离。当升降机处于底层时，将当前高度设置为0，当检测单元提取并统计出齿轮转过n齿后，可计算出当前升降机的高度。

本发明施工升降机检测方法可以实现对齿轮磨损的检测及判定，从而在施工升降机生命周期内提供持续的测量及安全保障；此外，本发明检测方法还能实现施工升降机高度的实时检测，智能化程度高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。