卷扬装置和起重机的制作方法

本实用新型涉及起重设备技术领域，特别涉及一种卷扬装置和起重机。

背景技术：

卷扬装置是起重机的重要组成部分，在进行吊装作业时，通过收放缠绕于卷扬滚筒上的钢丝绳可以适应不同工况下的高度要求。作为卷扬运动的重要状态参数，钢丝绳的放出速度和放出长度是卷扬随动及钢丝绳过放保护功能实现的基础。然而，基于目前的卷扬装置，通常无法同时获知钢丝绳的放出速度和放出长度，且钢丝绳放出速度或放出长度的测量精度较低，其中尤其钢丝绳放出长度的测量精度偏低。

图1示出了一种现有的卷扬装置。如图1所示，该卷扬装置，其包括卷扬滚筒1’和设置在卷扬滚筒1’轴向相对两侧的马达转速传感器2’和过放保护装置3’，其中：马达转速传感器2’用于检测卷扬马达的转速，并与起重机的控制器配合，计算得到钢丝绳的放出速度；过放保护装置3’用于实现钢丝绳过放保护功能，防止钢丝绳全部放完，其在钢丝绳剩余设定圈数(通常为3圈)时发出报警信号，以便于停止放绳动作，保证吊装作业的安全性。

由于上述马达转速传感器2’只能发出脉冲信号，其发出的脉冲信号必须经控制器二次处理之后，才能得到钢丝绳的放出速度，而无法直接检测获得钢丝绳的放出速度，因此，存在累积误差，钢丝绳放出速度测量精度较低。

而上述过放保护装置3’完全独立于马达转速传感器2’设置，其仅能识别钢丝绳是否剩余设定圈数，而无法检测钢丝绳的实时放出长度，在钢丝绳剩余圈数仍多余设定圈数时，钢丝绳的放出长度是未知的。

可见，该现有卷扬装置只能实现对钢丝绳放出速度的检测，但检测精度较低。并且，需要单独设置专门的过放保护装置来防止钢丝绳过放。

进一步地，基于该现有卷扬装置，即使将控制器设置为可以对计算得到的钢丝绳放出速度做进一步处理，而得到钢丝绳的放出长度，但由于放出长度信息依赖于放出速度的测量，而放出速度的测量精度较低，因此，获得的钢丝绳放出长度也仍然存在测量精度较低的问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的一个技术问题是：现有的卷扬装置，通常无法同时实现对钢丝绳放出速度和放出长度的测量，且钢丝绳放出速度或放出长度的测量精度较低。

为了解决上述技术问题，本实用新型第一方面提供了一种卷扬装置，其包括卷扬滚筒，卷扬滚筒用于缠绕钢丝绳并控制钢丝绳收放，并且，其还包括检测装置，检测装置包括总线型旋转编码器，总线型旋转编码器用于检测钢丝绳在卷扬滚筒带动下的放出速度和放出长度。

可选地，总线型旋转编码器为绝对值总线型旋转编码器；和/或，总线型旋转编码器为多圈总线型旋转编码器。

可选地，卷扬装置包括用于驱动卷扬滚筒转动的滚筒驱动装置，总线型旋转编码器与滚筒驱动装置驱动连接。

可选地，滚筒驱动装置包括卷扬减速机，总线型旋转编码器与卷扬减速机驱动连接。

可选地，检测装置还包括中间传动机构，总线型旋转编码器通过中间传动机构与卷扬减速机驱动连接。

可选地，中间传动机构包括轴套和连接轴，总线型旋转编码器通过连接轴与轴套驱动连接，轴套与卷扬减速机驱动连接。

可选地，检测装置还包括同轴调整装置，同轴调整装置用于调整总线型旋转编码器与卷扬减速机的同轴度。

可选地，同轴调整装置包括柔性安装板，总线型旋转编码器安装于柔性安装板上；和/或，同轴调整装置包括联轴器，总线型旋转编码器通过联轴器与卷扬减速机驱动连接。

可选地，检测装置还包括罩壳，总线型旋转编码器设置在罩壳内部。

本实用新型第二方面还提供了一种起重机，其包括本实用新型的卷扬装置。

本实用新型通过在卷扬装置中设置总线型旋转编码器，可以同时实现对钢丝绳放出速度和放出长度的检测输出，且测量精度较高。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例进行详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出现有技术中卷扬装置的结构示意图。

图2示出本实用新型一实施例卷扬装置的检测装置的结构示意图。

图3示出图1所示实施例中卷扬滚筒缠绕钢丝绳的状态示意图。

图中：

1’、卷扬滚筒；2’、马达转速传感器；3’、过放保护装置；

1、卷扬滚筒；

2、检测装置；21、总线型旋转编码器；22、连接轴；23、轴套；24、柔性安装板；25、罩壳；26、法兰；

3、钢丝绳。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

图2-图3示出了本实用新型卷扬装置的一个实施例。参照图2-3，本实用新型所提供的卷扬装置，包括卷扬滚筒1，卷扬滚筒1用于缠绕钢丝绳3并控制钢丝绳3收放，并且，还包括检测装置2，检测装置2包括总线型旋转编码器21，总线型旋转编码器21用于检测钢丝绳3在卷扬滚筒1带动下的放出速度和放出长度。

不同于转速传感器或其他编码器，总线型旋转编码器自身即集成有信号采集、数据处理和故障诊断等多种功能，其能够同时输出速度、长度和加速度等信息，且测量精度较高，通常能够达到转速传感器测量精度的1000倍以上。

本实用新型将总线型旋转编码器21应用于卷扬装置中，并利用其对缠绕于卷扬滚筒1上的钢丝绳3进行检测，可以实现对钢丝绳3放出速度和放出长度的同时检测输出，且测量精度较高，便于更准确地获知钢丝绳3的运动状态，实现更加方便且安全可靠的吊装作业过程。

而且，由于基于本实用新型的总线型旋转编码器21可以实时获知钢丝绳3的放出长度，因此，还可以省去现有技术中单独设置的过放保护装置，而只需在总线型旋转编码器21检测到钢丝绳3剩余设定圈数时停止卷扬滚筒1的放绳动作，即可实现相应的过放保护功能。可见，本实用新型的检测装置还可以将钢丝绳运动状态检测功能和过放保护功能集成于一体，使卷扬装置的结构更加简单紧凑。

在本实用新型中，总线型旋转编码器21可以进一步采用绝对值总线型旋转编码器。由于不同于增量型编码器，绝对值型编码器的输出由光电码盘的机械位置决定，每次并非只输出旋转变化增量，而是在原有位置基础上进行加减计算，无需记忆，无需找参考点，且不用一直计数，只需在需要获取信息时直接进行读取即可，不受停电及外部干扰等的影响，因此，本实用新型采用绝对值总线型旋转编码器，可以进一步提高检测过程的抗干扰性以及所测得钢丝绳放出长度和放出速度的数据可靠性，获得更高精度的检测结果。

另外，在本实用新型中，总线型旋转编码器21也可以进一步采用多圈总线型旋转编码器。由于相对于单圈编码器，多圈编码器可以直接测量旋转多圈时的位置信息，在旋转超过一圈时，无需重新从零计算，因此，本实用新型采用多圈总线型旋转编码器，可以有效扩大测量范围并简化安装调试难度，从而实现对钢丝绳放出长度和放出速度更方便且更高精度的检测。

其中更优选地，本实用新型的总线型旋转编码器21可以为多圈绝对值总线型旋转编码器，这样可以集合多圈型编码器、绝对值型编码器和总线型编码器的优点，实现对钢丝绳3放出速度和放出长度更方便且高精度的测量。

下面结合图2-3所示的实施例来对本实用新型进行进一步地说明。

如图2和图3所示，在该实施例中，卷扬装置包括卷扬滚筒1、卷扬驱动装置(图中未示出)和检测装置2，其中：卷扬滚筒1用于缠绕钢丝绳3；卷扬驱动装置用于驱动卷扬滚筒1转动，以控制钢丝绳3收放，实现对重物的升降，其通常包括卷扬减速机和卷扬马达等；检测装置2用于检测钢丝绳3在卷扬滚筒1带动下的放出速度和放出长度。

如图3所示，钢丝绳3在卷扬滚筒1上紧密而规则的缠绕。当第一层的钢丝绳缠绕完毕时，钢丝绳进入第二层继续缠绕，直至所有钢丝绳缠绕完毕。通常情况下，钢丝绳3能够在卷扬滚筒1上缠绕多层且不乱绳。

由于卷扬滚筒1和卷扬驱动装置均可直接采用现有结构，因此，此处不再对其过多描述，以下仅重点对检测装置2进行说明。

如图2所示，该实施例的检测装置2包括总线型旋转编码器21、连接轴22、轴套23、罩壳25和法兰26。

由图2可知，在该实施例中，总线型旋转编码器21设置在罩壳25内部。由于罩壳25罩设在总线型旋转编码器21外部，可以对总线型旋转编码器21起到一定的保护作用，因此，设置罩壳25，有助于延长总线型旋转编码器21的使用寿命，提高检测装置2的工作可靠性。罩壳25上可以设置外部电气接口(图中未示出)，以便于实现总线型旋转编码器21的电气联接。

法兰26设置在罩壳25敞开的一端(在图2中即为左端)。利用法兰26对罩壳25进行封闭，可以使罩壳25内部形成密闭空间，进一步增强对总线型旋转编码器21的保护。该法兰26可以通过自身周向分布的多个螺纹孔直接固定在卷扬滚筒1的轴向一端，不随卷扬滚筒1转动，始终保持静止。

而为了实现对钢丝绳3运动状态的检测，在该实施例中，总线型旋转编码器21采用多圈绝对值总线型旋转编码器，并通过连接轴22与轴套23与卷扬减速机驱动连接。其中，连接轴22和轴套23用作中间传动机构，用于实现卷扬减速机与总线型旋转编码器21的驱动连接，将卷扬减速机的转动传递至旋转编码器21处，使总线型旋转编码器21可以随着卷扬减速机同步转动。具体地，如图2所示，连接轴22可以通过轴承设置在法兰26的中心孔处，同时，一端与轴套23连接，另一端与总线型旋转编码器21的旋转轴连接，以实现总线型旋转编码器21与轴套23的驱动连接。轴套23则一端(左端)与连接轴22连接，另一端(右端)与卷扬减速机连接。其中，连接轴22与轴套23和旋转编码器21之间的连接均可以通过螺栓实现。当然，总线型旋转编码器21也可以采用其他方式与卷扬减速机驱动连接。

并且，如图2所示，在该实施例中，检测装置2还包括柔性安装板24，总线型旋转编码器21安装于柔性安装板24上。柔性安装板24采用柔性材料(如橡胶)制成，其可以直接固定在法兰26上。由于柔性安装板24可以允许安装于其上的总线型旋转编码器21在一定范围内自适应调整，因此，可以有效调整总线型旋转编码器21与卷扬减速机的同轴度，降低对总线型旋转编码器21安装同轴度的要求，减少安装难度，且可以有效避免安装不同轴可能对总线型旋转编码器21造成的损坏，有利于延长总线型旋转编码器21的使用寿命。

由于该实施例的总线型旋转编码器21采用多圈绝对值总线型旋转编码器并与卷扬减速机驱动连接，因此，其可以直接检测获得卷扬滚筒1的旋转圈数(即旋转角度)和旋转速度等信息，并基于自身内部的计算功能获得钢丝绳3放出速度和放出长度信息进行输出。

具体地，结合图3，由于钢丝绳3在不同缠绕层上时，其缠绕的外径不同，同样卷扬滚筒1转速下，对应的钢丝绳3出绳速度不同，若将钢丝绳3在卷扬滚筒1仅缠绕3圈时对应的卷扬滚筒1的旋转角度设定为0度，则卷扬滚筒1旋转3600度时，则表示卷扬滚筒1旋转了10圈，根据卷扬滚筒1旋转圈数及旋转速度，再结合卷扬滚筒1的结构尺寸和钢丝绳3的外径等，可以准确计算得到当前钢丝绳3在卷扬滚筒1上缠绕的圈数及钢丝绳3所处的层数，从而可以精确计算得到钢丝绳3的放出速度和放出长度等信息。

可见，该实施例通过在卷扬减速机处安装为多圈绝对值总线型旋转编码器的总线型旋转编码器21，可以实现对卷扬滚筒1旋转角度及旋转速度的直接精确测量，结合卷扬滚筒1的结构尺寸、钢丝绳3尺寸及当前卷扬滚筒1旋转圈数等，判断钢丝绳3所处的层数，最终能够精确计算得到钢丝绳3的放出速度和放出长度。由于相对于转速传感器和其他类型的编码器，多圈绝对值总线型旋转编码器的测量精度较高，且自身即集成有信号采集、数据处理和故障诊断等多种功能，无需再由控制器二次处理，累积误差较小，因此，测量更加方便，且可以实现对钢丝绳3放出长度和放出速度更精确地检测。

需要说明的是，上述实施例中将总线型旋转编码器21设置为与卷扬减速机驱动连接，但可替代地，总线型旋转编码器21也可以与卷扬马达驱动连接，实际上，只要总线型旋转编码器21与滚筒驱动装置驱动连接，均能够实现对钢丝绳3放出长度和放出速度的测量。而相对于与卷扬马达驱动连接，总线型旋转编码器21与卷扬减速机驱动连接时，无需考虑马达腔体密封的问题，结构更简单，安装更方便。

另外，上述实施例采用柔性安装板24作为同轴调整装置，调整总线型旋转编码器21与卷扬减速机的同轴度，但在其他实施例中，同轴调整装置也可以采用其他结构形式，例如，同轴调整装置还可以包括联轴器，总线型旋转编码器21通过联轴器与卷扬减速机驱动连接。利用联轴器也能够避免安装不同轴对总线型旋转编码器21造成的损坏。

本实用新型采用总线型旋转编码器，可以实现对钢丝绳放出长度和放出速度的直接测量，具有较高的测量精度和信号实时性，且可靠性较高，经过试验验证，能够更好地满足起重机对钢丝绳运动状态的检测要求，便于实现更高精度的卷扬随动控制和钢丝绳过放保护控制等多种功能。所以，本实用新型还提供了一种起重机，其包括本实用新型的卷扬装置。

以上所述仅为本实用新型的示例性实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。