一种修正摩擦力影响的三滑轮测重装置及测重方法与流程

本发明涉及一种测重装置及测重方法，具体涉及一种修正摩擦力影响的三滑轮测重装置及测重方法，属于起重机技术领域。

背景技术：

在起重机测量吊重重物重量时，三滑轮测力是常见的方法，它是通过将起升钢丝绳穿入三滑轮内部的悬臂梁传感器，当起吊重物时，钢丝绳受力下压并将分力传递至悬臂梁，传感器通过对悬臂梁的受力测量，可计算出钢丝绳的张力。

由于传统的悬臂梁传感器仅采样悬臂梁受力，对于钢丝绳起升或下落时其与滑轮之间的摩擦力因素并未做修正，因此采样精度难以得到保证。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种修正摩擦力影响的三滑轮测重装置及测重方法，该装置能够检测钢丝绳的运动方向，从而为控制器根据不同的运动方向选择引入摩擦力修正因子的公式进行数据计算提供条件，提高采样精度；该测重方法能够对三滑轮的测重中产生的摩擦力进行修正，提高重物测量的精度。

为了实现上述目的，本发明提供一种修正摩擦力影响的三滑轮测重装置，包括三滑轮组件和悬臂梁式传感器，所述的三滑轮组件包括设置于两侧板之间的三个滑轮，其中，两侧的导向滑轮对称设置于两侧板的两端；两侧板的内侧壁之间设置有支板,支板的上端一侧通过销轴与侧板对应处开设的纵向长条孔滑动连接，支板的上端另一侧与悬臂梁式传感器的一端固定连接；悬臂梁式传感器的另一端与侧板固定连接；中部的受力滑轮设置于两支板之间；两侧板之间还设有齿轮，所述齿轮与其中一个导向滑轮同轴安装，与齿轮同侧的侧板内壁上相对应地安装有接近开关一和接近开关二，所述接近开关一和接近开关二纵向布置；齿轮上的各个齿牙均为感应块，且各齿牙的运行轨迹落入接近开关一和接近开关二的感应区内。

进一步地，所述的两侧导向滑轮中心轴位置高度相同，所述导向滑轮中心轴位置高度大于或小于所述受力滑轮中心轴的位置高度，导向滑轮和受力滑轮环设沟槽。

进一步地，所述的支板形状为三角形，受力滑轮设置于三角底部的夹角处。

一种利用如权利要求1所述的测重装置进行测重的方法，包括如下步骤：

步骤一，得到根据钢丝绳运动方向进行摩擦力修正的计算公式：

(1)将钢丝绳穿入导向滑轮和受力滑轮，吊起标准砝码，接近开关一和接近开关二分别对感应块进行信号接收，并将采集到的信号相位差发送至控制器进行钢丝绳运动方向的确认；

(2)采集钢丝绳起升时标准砝码的重量数据并记为a，下落时重量数据记为b，将a和b分别与标准砝码的实际重量作差得到μ1和μ2；

(3)将μ1和μ2写入控制器中作为修正参数；

(4)再次起吊标准砝码进行验证，完成对摩擦力的修正，并得到修正后的悬臂梁式传感器采样的力f的计算公式：

当起升钢丝绳时，f＝(g+μ1)*cos(a)；

当下落钢丝绳时，f＝(g-μ2)*cos(a)；

式中，重物质量为g，悬臂梁式传感器采样的力为f，钢丝绳和包络受力滑轮的包络角平分线的夹角为a，修正参数和摩擦力等同，即μ1为起升钢丝绳时钢丝绳和滑轮之间的摩擦力，μ2为下落钢丝绳时钢丝绳和滑轮之间的摩擦力；

步骤二，将步骤一中得到的传感器采样的力f的计算公式写入控制器，起吊重物时控制器根据信号相位差对钢丝绳的运动方向进行判断后，自动选择相匹配的计算公式，最终得出重物的重量值。

本发明通过在导向滑轮上安装随其转动的从动齿轮，并与齿轮相对应设置上下布置的接近开关一和接近开关二，当钢丝绳的一端起升或落下重物时，对中间的受力轮产生向下的压力，支板受压沿长条孔下滑，继而带动悬臂梁式传感器下移，悬臂梁式传感器对此拉力进行测量；同时，钢丝绳的运动带动滑轮组与钢丝绳的运动方向作同向转动，齿轮随其所在的导向轮进行同向转动，上下布置的接近开关一和接近开关二分别对齿牙发出的信号先后进行接收，控制器通过对分别采集到的两个接近开关的信号相位差进行分析，确认钢丝绳的运动方向后，控制器根据确认的运动方向自动选择修正后的悬臂梁式传感器采样的力的计算公式，有效修正了摩擦力对起重重量检测的影响，提高了重物测量的精度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是齿轮和接近开关的配合结构示意图；

图3是两接近开关时间与信号输出的相关图。

图中：1、悬臂梁式传感器，2、导向滑轮，3、侧板，4、支板，5、长条孔，6、受力滑轮，7、齿轮，8、接近开关一，9、接近开关二，10、齿牙。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，一种修正摩擦力影响的三滑轮测重装置，包括三滑轮组件和悬臂梁式传感器1，所述的三滑轮组件包括设置于两侧板之间的三个滑轮，其中，两侧的导向滑轮2对称设置于两侧板3的两端；两侧板3的内侧壁之间设置有支板4,支板4的上端一侧通过销轴与侧板3对应处开设的纵向长条孔5滑动连接，支板4的上端另一侧与悬臂梁式传感器1的一端固定连接；悬臂梁式传感器1的另一端与侧板3固定连接；中部的受力滑轮6设置于两支板4之间；两侧板3之间还设有齿轮7，所述齿轮7与其中一个导向滑轮2同轴安装，与齿轮7同侧的侧板3内壁上相对应地安装有接近开关一8和接近开关二9，所述接近开关一8和接近开关二9纵向布置；齿轮7上的各个齿牙10均为感应块，且各齿牙10的运行轨迹落入接近开关一8和接近开关二9的感应区内。

为保证受力滑轮6两侧受力平衡，所述的两侧导向滑轮2中心轴位置高度相同，即所述导向滑轮2中心轴位置高度同时大于或小于所述受力滑轮6中心轴的位置高度；为防止钢丝绳受力侧滑，导向滑轮2和受力滑轮6均环设与钢丝绳直径相适配的沟槽。

支板4可设为任意形状，为方便安装同时节省原料，本发明中的支板4形状为三角形，受力滑轮6设置于三角底部的夹角处。

如图1至图3所示，一种利用如权利要求1所述的测重装置进行测重的方法，包括如下步骤：

步骤一，得到根据钢丝绳运动方向进行摩擦力修正的计算公式：

(1)将钢丝绳穿入导向滑轮2和受力滑轮6，吊起标准砝码，接近开关一8和接近开关二9分别对感应块进行信号接收，并将采集到的信号相位差发送至控制器进行钢丝绳运动方向的确认；

(2)采集钢丝绳起升时标准砝码的重量数据并记为a，下落时重量数据记为b，将a和b分别与标准砝码的实际重量作差得到μ1和μ2；

(3)将μ1和μ2写入控制器中作为修正参数；

(4)再次起吊标准砝码进行验证，完成对摩擦力的修正，并得到修正后的悬臂梁式传感器采样的力f的计算公式：

当起升钢丝绳时，f＝(g+μ1)*cos(a)；

当下落钢丝绳时，f＝(g-μ2)*cos(a)；

式中，重物质量为g，悬臂梁式传感器采样的力为f，钢丝绳和包络受力滑轮6的包络角平分线的夹角为a，修正参数和摩擦力等同，即μ1为起升钢丝绳时钢丝绳和滑轮之间的摩擦力，μ2为下落钢丝绳时钢丝绳和滑轮之间的摩擦力；

步骤二，将步骤一中得到的传感器采样的力f的计算公式写入控制器，起吊重物时控制器根据信号相位差对钢丝绳的运动方向进行判断后，自动选择相匹配的计算公式，最终得出重物的重量值。

使用时，钢丝绳分别与导向轮的下部沟槽和受力轮的上部沟槽接触，当钢丝绳的一端起升或落下重物时，对中间的受力轮产生向下的压力，支板受压沿长条孔下滑，继而带动悬臂梁式传感器下移，悬臂梁式传感器对此拉力进行测量；同时，钢丝绳的运动带动滑轮组与钢丝绳的运动方向作同向转动，齿轮随其所在的导向轮进行同向转动，上下布置的接近开关一和接近开关二分别对齿轮发出的信号先后进行接收，控制器通过对分别采集到的两个接近开关的信号相位差进行分析，确认钢丝绳的运动方向后，控制器根据确认的运动方向自动选择修正后的悬臂梁式传感器采样的力的计算公式，最终得出重物的重量值，有效修正了摩擦力对起重重量检测的影响，提高了重物测量的精度。