一种矿用超载检测报警装置制造方法
【专利摘要】本实用新型的矿用超载检测报警装置，包括左导绳轮、右导绳轮、压力感应轮、上夹板、下夹板以及左导轨和右导轨，特征在于：上夹板和下夹板通过连接板固定有滑动套，上夹板和下夹板通过滑动套可滑动地固定于左导轨和右导轨上；所述感应轮轴内设置有用于测量形变量大小的应变桥，左导绳轮和右导绳轮的下边沿处于同一水平线上。本实用新型的矿用超载检测报警装置，通过在上夹板和下夹板上设置左导绳轮、压力感应轮和右导绳轮，实现了对钢丝绳上张力大小的测量。由于上夹板和下夹板通过滑动套设置于左导轨和右导轨上，可随牵引钢丝绳的摆动而摆动，而不会对钢丝绳张力的测量产生影响。当钢丝绳张力超过设定值时，可产生报警信号，进行有效提醒。
【专利说明】一种矿用超载检测报警装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种矿用超载检测报警装置，更具体的说，尤其涉及一种在钢丝 绳牵引作业的同时可进行张力测量的矿用超载检测报警装置。
【背景技术】
[0002] 绞车作为煤矿井下辅助运输的主要运输工具之一，确保其正常的安全运输是煤矿 安全管理的重要任务。绞车运输操作人员安全意识的缺失以及侥幸心理的存在，导致绞车 可能在超载的情况下运行，从而导致断绳、跑车等安全事故的发生，对煤矿安全运输及矿工 人身安全造成极大的安全隐患。当前矿用绞车均为钢丝绳牵引的运输方式，而对绞车牵引 钢丝绳的张力检测和实现绞车超载检测、报警及控制缺乏有效的技术手段，这就造成了绞 车超载运输而导致的安全事故的发生。如何有效的检测出一直处于运动中的绞车牵引钢丝 绳上的张力，进而实现判断绞车是否超载，成为一个亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0003] 本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种在钢丝绳牵引作业的同时 可进行张力测量的矿用超载检测报警装置。
[0004] 本实用新型的矿用超载检测报警装置，包括左导绳轮、右导绳轮、压力感应轮、上 夹板、下夹板以及左导轨和右导轨，所述上夹板与下夹板、左导轨与右导轨均平行设置，左 导绳轮、右导绳轮和压力感应轮处于同一平面内；其特别之处在于：左导绳轮和右导绳轮 通过固定板分别固定于上夹板和下夹板的左右两侧，压力感应轮通过感应轮轴转动地设置 于上夹板与下夹板之间；上夹板和下夹板通过连接板固定有滑动套，上夹板和下夹板通过 滑动套可滑动地固定于左导轨和右导轨上；所述感应轮轴内设置有用于测量形变量大小的 应变桥，左导绳轮和右导绳轮的下边沿处于同一水平线上，压力感应轮上边沿的高度高于 右导绳轮下边沿的高度，以使穿过左导绳轮下边沿、压力感应轮上边沿和右导绳轮下边沿 的钢丝绳形成包角α。
[0005] 压力感应轮位于上、下夹板之间，左、右导绳轮设置于上、下夹板的两侧，上夹板和 下夹板通过滑动套设置于左导轨和右导轨上，以使整个装置的测量部分可沿左、右导轨的 长度方向滑动。左、右导绳轮的下边沿与压力感应轮的上边沿不在同一直线上，以使钢丝绳 可形成包角，通过应变桥测量感应轮轴的形变，实现对钢丝绳上张力的测量。在使用的过程 中，以上夹板和下夹板平行于地面的形式设置，在利用钢丝绳进行牵引作业时，会产生一定 幅度的摆动，通过滑动套在左、右导轨上的移动，可使检测部分随钢丝绳的摆动而发生相应 的位移。
[0006] 本实用新型的矿用超载检测报警装置，包括用于对应变桥输出信号进行测量的电 路部分，所述电路部分包括信号调理电路、A/D转换电路、单片机、按键输入电路、报警输出 电路和数码管显示电路，应变桥的输出信号经信号调理电路的处理后输入至A/D转换电路 中，单片机对A/D转换电路的输出进行读取；按键输入电路与单片机的输入端相连接，数码 管显示电路和报警输出电路与单片机的输出端相连接。
[0007] 本实用新型的矿用超载检测报警装置，所述信号调理电路由稳压电路U1和U4、运 算放大器U2和U3、PNP型三极管Q1组成，所述应变桥（12)的输出信号经电阻R5接于U3的 同相输入端，U3的反相输入端经电阻R11接地；应变桥的输出信号经电阻R3和电阻R6后 接于U2的反向输入端，U2的同相输入端经电阻R8和R9接地；运算放大器U3的输出端经 电阻R18后形成处理后的输出信号。
[0008] 本实用新型的有益效果是：本实用新型的矿用超载检测报警装置，通过在上夹板 和下夹板上设置左导绳轮、压力感应轮和右导绳轮，感应轮轴上设置有应变桥，且左、右导 绳轮的下边沿与压力感应轮的上边沿不在同一直线上，使得通过的钢丝绳形成包角〇'，使 设置应变桥的感应轮轴发生形变，实现对钢丝绳上张力大小的测量。由于上夹板和下夹板 通过滑动套设置于左导轨和右导轨上，使得整个装置的测量部分可沿左导轨和右导轨的长 度方向移动，使得其可随牵引钢丝绳的摆动而摆动，而不会对钢丝绳张力的测量产生影响。
[0009] 本实用新型的矿用超载检测报警装置的电路部分由单片机、信号调理电路、A/D转 换电路、按键输入电路、数码显示管和报警输出电路组成，且信号调理电路由稳压电路U1 和U4、运算放大器U2和U3、PNP型三极管Q1组成，将应变桥输出的电流信号转化为电压信 号，保证了测量精度；数码管显示电路可对测得的钢丝绳张力进行显示，当钢丝绳的张力超 过设定值时，可通过报警输出电路产生报警信号，以对工作人员进行有效提醒。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为本实用新型的矿用超载检测报警装置的主视图；
[0011] 图2为图1中A-A截面的剖视图；
[0012] 图3为本实用新型的矿用超载检测报警装置的工作原理图；
[0013] 图4为本实用新型的矿用超载检测报警装置中电路部分的原理图；
[0014] 图5和图6给出了电路部分的具体电路图。
[0015] 图中：1左导绳轮，2压力感应轮，3右导绳轮，4钢丝绳，5左导轨，6右导轨，7上夹 板，8下夹板，9滑动套，10连接板，11感应轮轴，12应变桥，13固定板。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
[0017] 如图1和图2所示，给出了本实用新型的矿用超载检测报警装置的主视图和A-A 截面的剖视图，其包括左导绳轮1、右导绳轮3、压力感应轮2、左导轨5、右导轨6、上夹板7、 下夹板8、滑动套9、连接板10和固定板13,所示的上夹板7与下夹板8平行设置，压力感应 轮2通过感应轮轴11可转动地设置于上夹板7与下夹板8之间。左导绳轮1可转动地设 置于左侧的固定板13上，并通过固定板13固定于上夹板7和下夹板8的左侧；右导绳轮3 转动设置于右侧的固定板13上，并通过固定板13固定于上夹板7和下夹板8的右侧。
[0018] 所示的上夹板7和下夹板8的左右两侧均通过连接板10固定有滑动套9,左右两 侧的滑动套9的数量均为2个。左、右两侧的滑动套9分别贯穿于左导轨5和右导轨6上， 在滑动套9与左导轨5和右导轨6的配合作用下，可使其沿左、右导轨的长度方向来回运 动。所示的感应轮轴11内设置有应变桥12,应变桥12用于测量感应轮轴11的形变量。
[0019] 左导绳轮1、右导绳轮3和压力感应轮2处于同一平面内，在左导轨5和右导轨6 沿坚直方向放置时，左导绳轮1和右导绳轮3的下边沿处于同一水平直线上，压力感应轮2 上边缘的高度高于左导绳轮1下边沿的高度。钢丝绳4依次穿过左导绳轮1的下边沿、压 力感应轮2的上边沿、右导绳轮3的下边沿，就形成了如图3中所示的包角《。在使用的过 程中上夹板7和下夹板8以平行于地面的形式进行放置，左导轨5和右导轨6进行固定，这 样左右导绳轮和压力感应轮2在导轨与滑动套9的配合作用下，可是随钢丝绳的摆动而运 动，而不会影响整个装置对钢丝绳4上张力的测量。
[0020] 如图4所示，给出了本实用新型中电路部分的原理图，其包括信号调理电路、按键 输入电路、A/D转换电路、单片机、本安电源、数码管显示电路、报警输出电路，所示的单片机 具有采集、运算和输出作用，信号调理电路对应变桥12输出的信号进行转化、滤波处理，变 换为可进行A/D转换的模拟信号。A/D转换电路将钢丝绳的张力信号转换为数字信号后，输 入至单片机的输入端。所示的按键输入电路和本安电源均与单片机的输入端相连接，数码 管显示电路与单片机的输出端相连接，用于显示钢丝绳4上的张力数值，报警输出电路与 单片机的输出端相连接，当钢丝绳4上的张力超过设定值时，就会通过报警输出电路发出 报警信号。
[0021] 如图5和图6所示，给出了电路部分的具体电路图，所示的稳压电路U1和U4、运算 放电器U2和U3、PNP型三极管Q1以及外围的电器元件共同组成了信号调理电路，用于将J1 点输出的4?20mA的电流信号转化为0?5V的电压信号。所示的数码管显示电路采用3 位数码管，用于显示所获取的钢丝绳4的张力值。本安电源由稳压芯片LM7805组成。
【权利要求】
1. 一种矿用超载检测报警装置，包括左导绳轮（1)、右导绳轮（3)、压力感应轮（2)、上 夹板（7)、下夹板（8)以及左导轨（5)和右导轨（6)，所述上夹板与下夹板、左导轨与右导轨 均平行设置，左导绳轮、右导绳轮和压力感应轮处于同一平面内；其特征在于：左导绳轮和 右导绳轮通过固定板（13)分别固定于上夹板和下夹板的左右两侧，压力感应轮通过感应轮 轴（11)转动地设置于上夹板与下夹板之间；上夹板和下夹板通过连接板（10)固定有滑动 套（9)，上夹板和下夹板通过滑动套可滑动地固定于左导轨和右导轨上；所述感应轮轴内 设置有用于测量形变量大小的应变桥（12)，左导绳轮和右导绳轮的下边沿处于同一水平线 上，压力感应轮上边沿的高度高于右导绳轮下边沿的高度，以使穿过左导绳轮下边沿、压力 感应轮上边沿和右导绳轮下边沿的钢丝绳（4)形成包角ff。
2. 根据权利要求1所述的矿用超载检测报警装置，其特征在于：包括用于对应变桥输 出信号进行测量的电路部分，所述电路部分包括信号调理电路、A/D转换电路、单片机、按键 输入电路、报警输出电路和数码管显示电路，应变桥的输出信号经信号调理电路的处理后 输入至A/D转换电路中，单片机对A/D转换电路的输出进行读取；按键输入电路与单片机的 输入端相连接，数码管显示电路和报警输出电路与单片机的输出端相连接。
3. 根据权利要求2所述的矿用超载检测报警装置，其特征在于：所述信号调理电路由 稳压电路U1和U4、运算放大器U2和U3、PNP型三极管Q1组成，所述应变桥（12)的输出信 号经电阻R5接于U3的同相输入端，U3的反相输入端经电阻R11接地；应变桥的输出信号 经电阻R3和电阻R6后接于U2的反向输入端，U2的同相输入端经电阻R8和R9接地；运算 放大器U3的输出端经电阻R18后形成处理后的输出信号。
【文档编号】B66D1/54GK204057822SQ201420355176
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】崔笋, 张凯, 丁行伟 申请人:山东世纪矿山机电有限公司