本实用新型涉及起重设备技术领域，尤其涉及一种联轴器断轴检测保护系统及起重机。
背景技术：
起重设备中由起升机构来完成吊重的提升与下降，起升机构是起重设备中最基本、最重要的工作机构之一，其好坏直接影响起重设备的整体工作性能。为了达到传动系统结构简单，自调节量大，装配工艺要求低等特点，联轴器成为起升机构传动系统的重要部件。
目前的起重设备中，当起升机构部件发生机械失效导致吊具失去起升力自由下落时，普遍措施是依靠人员手动按下急停按钮，实现制动器紧急制动。当起升高度不大时，人员的判断和反应时间往往大于吊具落地时间，从而造成人员和财产损伤，特别是当起重设备的起升机构中有联轴器时，联轴器的突然失效使得整个下游的传动系统失去提升扭矩，并且其本身的失效很不容易被人用肉眼发现，导致人员需要更长的急停判断时间。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
本实用新型的第一目的是：提供一种结构简单、设计合理且能有效检测联轴器运行状态、并当联轴器处于断轴状态时能进行即刻紧急制动的联轴器断轴检测保护系统，以解决现有的人工判断联轴器失效及手动制动的方式存在判断延后造成人员和财产损伤的问题。
本实用新型的第二目的是：提供一种包括结构简单、设计合理且能有效检测联轴器运行状态、并当联轴器处于断轴状态时能进行即刻紧急制动的联轴器断轴检测保护系统的起重机，以解决现有人工判断联轴器失效及手动制动的方式存在判断延后造成人员和财产损伤的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，一方面，本实用新型提供了一种联轴器断轴检测保护系统，包括联轴器结构、控制单元及制动装置，所述制动装置用于将所述联轴器结构制动；所述联轴器结构的两端均设有检测盘，所述控制单元包括控制器及两个与所述检测盘电信号连接的测速器，所述测速器与所述检测盘一一对应设置；所述控制器与所述制动装置连接。
优选的，所述联轴器结构包括联轴器和分别与所述联轴器的两端连接的主动轴及从动轴，两个所述检测盘分别设于所述联轴器的两端。
优选的，所述制动装置包括制动轮及制动器，所述制动轮安装在所述从动轴上，所述制动器与所述控制器连接。
优选的，所述检测盘包括中间设有通孔的安装座及多个从所述安装座的边缘延伸出的检测臂，多个所述检测臂围成用于与所述联轴器的端部卡接的环抱空间，所述通孔的尺寸、形状与对应的所述主动轴或从动轴的尺寸、形状相适配。
优选的，所述检测臂的数量为六个，六个所述检测臂以所述安装座的中心为中心对称设置在所述安装座的边缘处；且六个所述检测臂的安装方向均指向所述联轴器的中心。
优选的，所述控制单元还包括分别与所述控制器连接的通讯接口、IO口及人机界面中的一个或多个。
优选的，所述测速器为霍尔元件。
另一方面，本实用新型还提供了一种起重机，包括所述的联轴器断轴检测保护系统。
(三)有益效果
本实用新型的上述技术方案具有如下优点：
本实用新型提供了一种联轴器断轴检测保护系统，包括联轴器结构、控制单元及制动装置，制动装置用于将联轴器结构制动；联轴器结构的两端均设有检测盘，控制单元包括控制器及两个与检测盘电信号连接的测速器，测速器与检测盘一一对应设置，控制器与制动装置连接。使用时，两个检测盘分别采集联轴器结构两端的转速脉冲信号，并将转速脉冲信号发送至对应的测速器中，经计算，当两个转速脉冲信号的时差值大于预设的容许值时，控制器即刻发出制动信号，并控制制动装置将联轴器结构制动，以有效实现联轴器的失效自动检测及紧急制动，进而避免造成人员和财产损伤，利于提高机械设备的使用安全性。同时，本申请提供的检测保护系统，结构简单，所需部件易采购且装配简便，生产成本低，检测精度高、故障率低，可靠性强，实用性强，利于进行标准化生产及推广。
附图说明
图1是本实用新型一种联轴器断轴检测保护系统实施例的联轴器结构、控制单元及制动装置的连接方式示意图；
图2是本实用新型一种联轴器断轴检测保护系统实施例的检测盘的正视图；
图3是本实用新型一种联轴器断轴检测保护系统实施例的检测盘的俯视图。
图中：1：检测盘；2：测速器；3：通讯接口；4：控制器；5：人机界面；6：制动轮；7：IO口；8：制动器；9：主动轴；10：从动轴；11：外接电源。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
一方面，如图1至图3所示，本实用新型提供了一种联轴器断轴检测保护系统，包括联轴器结构、控制单元及制动装置，制动装置用于将联轴器结构制动；联轴器结构的两端均设有检测盘1，控制单元包括控制器4及两个与检测盘1电信号连接的测速器2，测速器2与检测盘1一一对应设置；控制器4与制动装置连接。
在本实施例中，本申请提供的联轴器断轴检测保护系统，用于起重机起升机构上，主要对联轴器结构是否处于断轴状态进行有效检测并能提供相应的紧急制动措施。具体地，在联轴器结构在运行过程中，通过设于联轴器结构的两端的检测盘1检测其两端的转速并将测得的转速信号发送至对应设置的测速器2，控制器4根据测速器2接收到的转速信号，计算联轴器结构的两端的转速差值，并将计算得到的转速差值与预设的容许值比较，根据比较结果来控制制动装置是否对联轴器结构进行制动。
其中，当联轴器结构的两端的转速差值大于预设的容许值，此时，联轴器结构处于断轴状态，控制器4发出制动信号，以使得制动装置制动联轴器结构；当联轴器结构的两端的转速差小于等于预设的容许值，此时，联轴器结构处于正常运行状态。
在本实施例中，测速器2优选用霍尔元件，霍尔元件具有精度高、结构牢固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便、功耗小及频率高的优选，在保证采集联轴器结构的两端的转速的检测精度，确保能及时发现联轴器的断轴状态，避免造成人员和财产损失；同时，利于减小整个检测保护系统的总重量，也利于支持检测保护系统能长期、有效且稳定的工作。
优选的，联轴器结构包括联轴器和分别与联轴器的两端连接的主动轴9及从动轴10，两个检测盘1分别设于联轴器的两端。
联轴器结构包括联轴器、主动轴9及从动轴10，主动轴9和从动轴10分别设于联轴器的两端，检测盘1设于联轴器的两端，用于检测联轴器的端部的转速，其中，检测盘1与联轴器的安装方式可为卡接或螺纹连接或粘接或其它连接方式，只需满足检测盘1与其所在联轴器端部对应的传动轴没有相对位移，以保证检测结果的准确性。
优选的，制动装置包括制动轮6及制动器8，制动轮6安装在从动轴10上，制动器8与控制器4连接。
具体地，当控制器4通过检测到的联轴器的两端的转速判断出联轴器处于断轴状态下时，控制器4控制制动器8抱紧安装在从动轴10上的制动轮6，以实现制动联轴器。采用这种结构形式的制动装置，结构简单、设计合理，装配方便且故障率低，能有效保证制动装置的顺利进行。其中，制动轮6也可用制动盘替代，只需满足能起到与制动器8抱紧或松开的作用即可。
其中，在本实施例中，制动装置还包括与制动器8连接的外接电源11，一般的，制动器8处于常通电状态，此时，制动器8与制动轮6处于松开状态；当外接电源11停止为制动器8供电时，制动器8处于断电状态，此时，制动器8与制动轮6抱紧，以制动联轴器。当然，也可使得制动器8处于常断电状态，此时，制动器8与制动轮6处于松开状态，相应的，当外接电源11为制动器8供电时，制动器8与制动轮6抱紧，以制动联轴器。具体地，可根据实际实施条件来合理设置制动器8处于常通电状态或常断电状态。
优选的，检测盘1包括中间设有通孔的安装座及多个从安装座的边缘延伸出的检测臂，多个检测臂围成用于与联轴器的端部卡接的环抱空间，通孔的尺寸、形状与对应的主动轴9或从动轴10的尺寸、形状相适配，结构简单，安装简便且固定效果好。
在本实施例中，检测盘1包括安装座及六个从安装座的边缘延伸出的检测臂，六个检测臂共同构成用于与联轴器的端部卡接配合的卡合部。其中，安装座的中部设有通孔，以便与传动轴相配合。具体安装时，设于靠近主动轴9端的检测盘1穿过主动轴9后，通过六个检测臂构成的环抱空间与联轴器的第一端卡合，以实现检测盘1与联轴器的第一端固定连接；相应的，设于靠近从动轴10端的检测盘1穿过从动轴10后，通过六个检测臂构成的环抱空间与联轴器的第二端卡合，以实现检测盘1与联轴器的第二端固定连接。
其中，检测臂的数量不局限于上述的六个，也可为其它数量，只需满足能精确地测得联轴器的端部的转速即可；在上述技术方案中，检测臂的安装方向是指向联轴器的中心，也可将检测臂背向联轴器的中心设置，只需满则能精确地测得联轴器的端部的转速即可。具体可根据实际实施条件来对检测臂的指向进行合理的设置。
优选的，控制单元还包括分别与控制器4连接的通讯接口3、IO口7及人机界面5中的一个或多个。
具体地，通讯接口3可用于接收起重机控制系统的信号，比如当前速度给定速度信号，当给定速度信号与实际速度相差较大的时候，控制器4可输出报警或停车信号，如此，使得检测保护系统的控制器4具有多重任务处理功能。
特别的，本申请提供的检测保护系统也可通过上述通讯接口3来接收起重机的其他结构上的控制系统的信号(比如位置信号、速度信号或载荷脉冲信号)，并通过控制器4判断当前的状态，实现自检功能，当各个控制系统的信号表征无误后，控制器4发出启动信号，若无该信号，则起重机不可启动。
具体地，IO口7用于与制动器8连接，其中，控制器4通过IO口7连接有控制制动器8动作的继电器，当控制器4判断出联轴器处于断轴状态下时，控制器4向继电器发出制动信号，继电器控制制动器8抱紧制动轮6，以将联轴器制动。当然，控制器4也可自带有继电器的功能，可直接控制制动器8抱紧或松开制动轮6，具体可根据实际实施条件来选择适宜的控制器4的类型。
具体地，人机界面5为一个可输入参数的显示屏，具备联轴器的运行记录功能，可循环记录一段时间的速度和故障信号，可记录起升机构运行时间及次数。其中，人机界面5可以为一个触摸屏，可在触摸屏上直接输入相关参数，比如预设的容许值。或人机界面5可以为一个显示屏加一个键盘，通过键盘的方式输入相关参数。或人机界面5为一个具有接收语音输入指令的显示屏，具体可根据实际实施条件来选择适宜的人机界面5的类型。
另一方面，本实用新型还提供了一种起重机，包括上述的联轴器断轴检测保护系统。本申请提供的起重机，因设有上述技术方案中的联轴器断轴检测保护系统，因而具有上述技术方案中的全部有益效果，为避免重复，不再赘述。
需说明的是，为便于表述，以图1中的图示方向为准，将联轴器的左端称之为联轴器的第一端，相应的，将设在联轴器的左端的检测盘称之为第一检测盘，将对应于第一检测盘设置的测速器称之为第一测速器；同时，将联轴器的右端称之为联轴器的第二端，相应的，将设在联轴器的右端的检测盘称之为第二检测盘，将对应于第二检测盘设置的测速器称之为第二测速器。
另外，本实用新型实施例提供的联轴器断轴检测保护系统的检测保护方法，包括：
检测步骤：通过第一测速器采集联轴器的第一端的第一转速脉冲信号，通过第二测速器采集联轴器的第二端的第二转速脉冲信号；
计算步骤：计算第一转速脉冲信号与第二转速脉冲信号的时差值；
在本实施例中，可通过逻辑运算器(包括且不限于PLC和单片机)对第一转速脉冲信号和第二转速脉冲信号的时差值进行计算。
需说明的是，在本实施例中，根据第一转速脉冲信号与第二转速脉冲信号的时差值来判断联轴器是否处于断轴状态，还可以根据第一转速脉冲信号与第二脉冲信号的比值或其他计算方式来判断联轴器的当前状态，具体可根据实际实施条件来选择合理的计算方式。
判断步骤：判断时差值是否大于预设的容许值，若是，则发出制动信号以将联轴器制动；若否，则返回至检测步骤。
具体地，当计算出的第一转速脉冲信号与第二转速脉冲信号的时差值大于预设的容许值时，判断出联轴器处于断轴状态，即刻发出制动信号以将联轴器紧急制动，提高整个起重设备的使用安全性，进而以避免人员和财产的损失；当计算出的第一转速脉冲信号与第二转速脉冲信号的差值小于等于预设的容许值，判断联轴器处于正常运行状态，则返回至检测步骤，继续检测联轴器的两端的转速。
优选的，联轴器的第一端设有第一检测盘，第二端设有第二检测盘，检测步骤包括：第一检测盘检测联轴器的第一端的第一转速脉冲信号，并将第一转速脉冲信号发送至第一测速器；第二检测盘检测联轴器的第二端的第二转速脉冲信号，并将第二转速脉冲信号发送至第二测速器。
在本实施例中，分别在联轴器的第一端和第二端设有第一检测盘和第二检测盘，第一测速器与第一检测盘对应设置，以能测得联轴器在运行过程中的第一端的有效转速信号；同样的，第二测速器与第二检测盘对应设置，以能测得联轴器在运行过程中的第二端的有效转速信号，结构简单，所需部件易采购且故障率低，维护保养量小，检测精度高且经济性好。
优选的，预设的容许值为人工设定或基于联轴器的第一端与第二端的转速的固有时差值计算；固有时差值基于联轴器在一段运行时间内的第一端转速和第二端转速计算。
在本实施例中，预设的容许值有两种不同的设定方式，其一、可手动设定，具体地，可根据经验值或根据实际运行需要来设定具体的预设的容许值；其二、可通过固有时差值来进行自动设定，具体地，将联轴器运行一段时间，分别检测该联轴器在该运行时间内的第一端和第二端的转速，并计算出此段运行时间的第一端和第二端的转速差值，即为固有时差值，在固有差值的基础上，通过将预设的容许值设为固有差值的倍数或增加一些经验值。具体地，可根据实际实施条件来选择合理的设定预设的容许值的方式。
综上所述，本实用新型提供了一种联轴器断轴检测保护系统，包括联轴器结构、控制单元及制动装置，制动装置用于将联轴器结构制动；联轴器结构的两端均设有检测盘，控制单元包括控制器及两个与检测盘电信号连接的测速器，测速器与检测盘一一对应设置，控制器与制动装置连接。使用时，两个检测盘分别采集联轴器结构两端的转速脉冲信号，并将转速脉冲信号发送至对应的测速器中，经计算，当两个转速脉冲信号的时差值大于预设的容许值时，控制器即刻发出制动信号，并控制制动装置将联轴器结构制动，以有效实现联轴器的失效自动检测及紧急制动，进而避免造成人员和财产损伤，利于提高机械设备的使用安全性。同时，本申请提供的检测保护系统，结构简单，所需部件易采购且装配简便，生产成本低，检测精度高、故障率低，可靠性强，实用性强，利于进行标准化生产及推广。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。