电缆卷盘导向架检测装置及电缆卷盘电缆状态检测方法与流程

本发明涉及控制工程技术领域，具体涉及一种电缆卷盘导向架检测装置及一种电缆卷盘电缆状态检测方法。

背景技术：

在港口行业中，取料机、装船机、堆料机等大型设备目前大部分均采用盘式电缆卷筒，在盘式电缆卷筒下方安装有电缆导向架，导向架内安装有检测装置，该检测装置可以检测电缆过松和过紧状态，同时也为设备提供行走所需的方向信号。

目前单机导向架内的检测装置均采用小型行程开关，但这种接触式行程开关会随着单机行走动作而频繁的与接触物接触，长期往往会造成行程开关的损坏，造成电缆损坏或者脱缆现象，威胁人员和设备安全。

技术实现要素：

本发明提供一种电缆卷盘导向架检测装置及一种电缆卷盘电缆状态检测方法，所述导向架检测装置不易损坏，避免了电缆损坏或者脱缆事故的发生，所述电缆状态检测方法采用本发明提供的导向架检测装置进行电缆状态检测，该检测装置在应用的过程中不影响电缆卷盘正常的收缆和放缆工作，能够准确判断电缆故障，保证了操作人员和设备的安全运行。

具体地，本发明提供一种电缆卷盘导向架检测装置，所述导向架包括相对设置的第一支架板和第二支架板，在所述第一支架板与所述第二支架板之间设置有以所述第一支架板的中垂线为垂线两侧摆动的换向轮杆，在所述换向轮杆两侧对称设置有两个止挡器，在靠近所述第一支架板底边两侧对称设置有两个导向轮杆，电缆穿入所述第一支架板与所述第二支架板之间从所述换向轮杆中心穿过，所述检测装置包括：两个非接触式换向限位开关，相距预定距离对称设置在第一支架板的中垂线的两侧，用于在所述换向轮杆摆动进入到其感应区域内的情况下发出感应信号，所述两个非接触式换向限位开关的设置位置使得所述两个非接触式换向限位开关无法同时感应到所述换向轮杆；非接触式过松限位开关，设置在所述换向轮杆的摆动垂线位置上，用于在所述换向轮杆摆动进入到其感应区域内的情况下发出感应信号；两个非接触式过紧限位开关，分别对应设置在所述两个导向轮杆的朝向所述换向轮杆一侧，用于在对应的导向轮杆进入到其感应区域内的情况下发出感应信号；处理器，与所述两个非接触式换向限位开关、所述非接触式过松限位开关和所述两个非接触式过紧限位开关电连接，用于确定电缆卷盘是否处于中间换向点，并根据电缆卷盘是否处于中间换向点以及接收到的感应信号判断是否发生电缆操作故障。

优选地，所述处理器在下列情况下判断发生电缆操作故障，并执行相应的控制操作：确定电缆卷盘不处于中间换向点，且没有接收到来自任一非接触式换向限位开关的感应信号的情况下，判断发生电缆操作故障，控制卷盘电机停止动作；确定电缆卷盘不处于中间换向点，在接收到来自非接触式过松限位开关的感应信号的情况下，判断发生电缆操作故障，输出过松报警信号，并控制卷盘电机停止动作；在接收到来自任一非接触式过紧限位开关的感应信号的情况下，判断发生电缆操作故障，输出过紧报警信号，并控制卷盘电机停止动作。

优选地，所述检测装置还包括警报器，所述警报器与所述处理器电连接，用于在接收到过紧报警信号或过松报警信号的情况下进行报警提示。

优选地，所述处理器在下列情况下判断未发生电缆操作故障，并执行相应的控制操作：确定所述电缆卷盘不处于中间换向点，且仅接收到来自非接触式换向限位开关的感应信号的情况下，判断未发生电缆操作故障，根据操作人员输入的行走指令控制卷盘电机动作；确定电缆卷盘处于中间换向点，接收到来自非接触式过松限位开关的感应信号和来自非接触式换向限位开关的感应信号的情况下，触发旁路指令屏蔽来自非接触式过松限位开关的感应信号，根据来自非接触式换向限位开关的感应信号和操作人员输入的行走指令控制卷盘电机动作；确定电缆卷盘处于中间换向点，接收到来自非接触式过松限位开关的感应信号但未接收到来自非接触式换向限位开关的感应信号的情况下，触发旁路指令屏蔽来自非接触式过松限位开关的感应信号且屏蔽方向限位，仅根据操作人员输入的行走指令控制卷盘电机动作。

优选地，所述检测装置还包括设置在中间换向点区域内的定位装置，用于在所述电缆卷盘处于中间换向点区域的情况下输出定位信号；所述处理器与所述定位装置连接，用于在接收到所述定位信号的情况下，确定所述电缆卷盘处于中间换向点。

另一方面，本发明还提供一种电缆卷盘电缆状态检测方法，采用本发明提供的电缆卷盘导向架检测装置进行电缆状态检测，所述方法包括：确定电缆卷盘是否处于中间换向点，并根据电缆卷盘是否处于中间换向点以及接收到的感应信号判断是否发生电缆操作故障。

优选地，所述方法包括在下列情况下判断发生电缆操作故障，并执行相应的控制操作：确定电缆卷盘不处于中间换向点，且没有接收到来自任一非接触式换向限位开关的感应信号的情况下，判断发生电缆操作故障，控制卷盘电机停止动作；确定电缆卷盘不处于中间换向点，在接收到来自非接触式过松限位开关的感应信号的情况下，判断发生电缆操作故障，输出过松报警信号，并控制卷盘电机停止动作；在接收到来自任一非接触式过紧限位开关的感应信号的情况下，判断发生电缆操作故障，输出过紧报警信号，并控制卷盘电机停止动作。

优选地，该方法包括在下列情况下判断未发生电缆操作故障，并执行相应的控制操作：确定所述电缆卷盘不处于中间换向点，且仅接收到来自非接触式换向限位开关的感应信号的情况下，判断未发生电缆操作故障，根据操作人员输入的行走指令控制卷盘电机动作；确定电缆卷盘处于中间换向点，接收到来自非接触式过松限位开关的感应信号和来自非接触式换向限位开关的感应信号的情况下，触发旁路指令屏蔽来自非接触式过松限位开关的感应信号，根据来自非接触式换向限位开关的感应信号和操作人员输入的行走指令控制卷盘电机动作；确定电缆卷盘处于中间换向点，接收到来自非接触式过松限位开关的感应信号但未接收到来自非接触式换向限位开关的感应信号的情况下，触发旁路指令屏蔽来自非接触式过松限位开关的感应信号且屏蔽方向限位，仅根据操作人员输入的行走指令控制卷盘电机动作。

本发明提供的电缆卷盘导向架检测装置及电缆状态检测方法，所述导向架检测装置不易损坏，避免了电缆损坏或者脱缆事故的发生，所述电缆状态检测方法采用本发明提供的导向架检测装置进行电缆状态检测，该检测装置在应用的过程中不影响电缆卷盘正常的收缆和放缆工作，能够准确判断电缆故障，保证了操作人员和设备的安全运行。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是根据本发明实施方式的电缆卷盘导向架检测装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施方式的电缆卷盘处于中间换向点的示意图。

附图标记说明

1 第一支架板 2 换向轮杆

3 止挡器 4 导向轮杆

5 非接触式换向限位开关 6 非接触式过松限位开关

7 非接触式过紧限位开关

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。

港口物料运输取料机、堆料机和装船机的动力电缆及控制电缆由地面电缆桥架通过卷盘装置连接到设备上，导向架是电缆卷盘的重要组成部分，电缆穿过所述导向架卷在所述卷盘装置上，通过所述导向架上的检测装置能够检测电缆过松和过紧状态，同时也为设备提供行走所需的方向信号，目前单机导向架内的检测装置均采用小型行程开关，但这种接触式行程开关会随着单机行走动作而频繁的与接触物接触，长期往往会造成行程开关的损坏，造成电缆损坏或脱缆现象，威胁人员和设备安全。

如图1-图2所示，本发明提供一种电缆卷盘导向架检测装置，所述导向架包括相对设置的第一支架板1和第二支架板，在所述第一支架板1与所述第二支架板之间设置有以所述第一支架板1的中垂线为垂线两侧摆动的换向轮杆2，在所述换向轮杆2两侧对称设置有两个止挡器3，在靠近所述第一支架板1底边两侧对称设置有两个导向轮杆4，电缆穿入所述第一支架板1与所述第二支架板之间从所述换向轮杆2中心穿过，所述检测装置包括：两个非接触式换向限位开关5，相距预定距离对称设置在第一支架板1的中垂线的两侧，用于在所述换向轮杆2摆动进入到其感应区域内的情况下发出感应信号，所述两个非接触式换向限位开关5的设置位置使得所述两个非接触式换向限位开关5无法同时感应到所述换向轮杆2；非接触式过松限位开关6，设置在所述换向轮杆2的摆动垂线位置上，用于在所述换向轮杆2摆动进入到其感应区域内的情况下发出感应信号；两个非接触式过紧限位开关7，分别对应设置在所述两个导向轮杆4的朝向所述换向轮杆2一侧，用于在对应的导向轮杆4进入到其感应区域内的情况下发出感应信号；处理器，与所述两个非接触式换向限位开关5、所述非接触式过松限位开关6和所述两个非接触式过紧限位开关7电连接，用于确定电缆卷盘是否处于中间换向点，并根据电缆卷盘是否处于中间换向点以及接收到的感应信号判断是否发生电缆操作故障。

根据本发明的技术方案，所述检测装置包括：两个非接触式换向限位开关5，相距预定距离对称设置在第一支架板1的中垂线的两侧，用于在所述换向轮杆2摆动进入到其感应区域内的情况下发出感应信号，所述两个非接触式换向限位开关5的设置位置使得所述两个非接触式换向限位开关5无法同时感应到所述换向轮杆2。

在安装所述电缆卷盘的设备行走时，所述电缆卷盘的电机正转或反转带动电缆卷盘转动，从而实现电缆卷盘的收缆和放缆，可以将所述换向轮杆2的顶端固定在所述第一支架板1的中垂线上，使得所述换向轮杆2能够以所述第一支架板1的中垂线为垂线两侧摆动；所述换向轮杆2下端具有两个对称设置的导向轮，电缆从两个对称设置的导向轮之间穿过，所述换向轮杆2能够随着所述电缆的收缆和放缆状态以顶端固定点为圆心、以所述第一支架板1的中垂线为垂线两侧摆动。

根据本发明的技术方案，所述检测装置包括：两个非接触式换向限位开关5，两个非接触式换向限位开关5相距预定距离对称设置在第一支架板1的中垂线的两侧，当设备运动时电缆受到拉力而绷紧，在电缆的作用下所述换向轮杆2摆动至其中一侧的所述非接触式换向限位开关5的感应区域内时，所述非接触式换向限位开关5发出相应的方向感应信号，使得处理器获取到电缆的偏转方向，所述两个非接触式换向限位开关5相距预定距离对称设置在第一支架板1的中垂线的两侧，避免了同时感应到所述换向轮杆2，以免干扰对所述电缆的偏转方向的判断，影响电缆卷盘的正常工作。

根据本发明的技术方案，所述检测装置还包括：非接触式过松限位开关6，设置在所述换向轮杆2的摆动垂线位置上，用于在所述换向轮杆2摆动进入到其感应区域内的情况下发出感应信号；所述电缆过松时，电缆受力较小，使得电缆对所述换向轮杆2的牵拉力较小，所述换向轮杆2的摆动进入到设置在所述第一支架板1的中垂线上的所述非接触式过松限位开关6的感应区域内时，所述非接触式过松限位开关6感应到所述换向轮杆2从而发出感应信号。

根据本发明的技术方案，所述检测装置还包括：两个非接触式过紧限位开关7，分别对应设置在所述两个导向轮杆4的朝向所述换向轮杆2一侧，用于在对应的导向轮杆4进入到其感应区域内的情况下发出感应信号。

一般电缆出现过紧状态时，导向架中所述第一支架板1底边出缆口附近受力相比较大，因此将所述两个非接触式过紧限位开关7安装在距离出缆口较近的位置，此处的开关检测更能反映现场电缆的受力情况；在靠近所述第一支架板1底边两侧对称设置有两个导向轮杆4，所述电缆在受力过大时，会造成电缆紧绷从而使得电缆触碰到其中一个导向轮杆4，并使得该导向轮杆4偏转，因此将两个非接触式过紧限位开关7分别对应设置在所述两个导向轮杆4的朝向所述换向轮杆2一侧，在所述两个导向轮杆4发生偏转进入到其对应的所述非接触式过紧限位开关7的感应区域内的情况下，所述非接触式过紧限位开关7感应到所述导向轮杆4从而发出感应信号；所述两个非接触式过紧限位开关7的位置可以根据现场使用情况进行调整，以保证电缆受力过大时能够及时触发。

设置在所述第一支架板1上的所述两个止挡器3能够防止所述换向轮杆2摆动过大产生碰撞和损伤，起到安全保护作用。

根据本发明的技术方案，所述检测装置还包括：处理器，与所述两个非接触式换向限位开关5、所述非接触式过松限位开关6和所述两个非接触式过紧限位开关7电连接，用于确定电缆卷盘是否处于中间换向点，并根据电缆卷盘是否处于中间换向点以及接收到的感应信号判断是否发生电缆操作故障。

本发明的技术方案中，两个非接触式换向限位开关5、所述非接触式过松限位开关6和两个非接触式过紧限位开关7均为非接触式开关，其感应面采用非金属材质，无需与被测物接触，避免了因碰撞造成的损坏；非接触式开关较接触式开关反应更为灵敏和快捷，使用安全、使用寿命长、且灵敏有效。

在实际应用中，如图2所示，设备的电缆长度通常是其行走距离的一半，地面电缆的起始位置在行走距离的中间位置I，我们称之为中间换向点，设备在其他位置向中间换向点运动时，卷盘均为收缆状态，从中间换向点向其他位置运动时，卷盘均为放缆状态，因此长距离运动时，过中间换向点时卷盘旋转方向及电缆的偏转方向都会发生改变，因此在电缆卷筒处于中间换向点位置时，可能触发所述非接触式过松限位开关6，也可能出现所述两个非接触式换向限位开关5均未检测到所述换向轮杆2的情况，使得处理器无法正常驱动所述电缆卷盘电机工作。

根据本发明的一种实施方式，所述处理器在下列情况下判断发生电缆操作故障，并执行相应的控制操作：确定电缆卷盘不处于中间换向点，且没有接收到来自任一非接触式换向限位开关5的感应信号的情况下，判断发生电缆操作故障，控制卷盘电机停止动作；确定电缆卷盘不处于中间换向点，在接收到来自非接触式过松限位开关6的感应信号的情况下，判断发生电缆操作故障，输出过松报警信号，并控制卷盘电机停止动作；在接收到来自任一非接触式过紧限位开关7的感应信号的情况下，判断发生电缆操作故障，输出过紧报警信号，并控制卷盘电机停止动作。

根据本发明的一种实施方式，所述检测装置还包括警报器，所述警报器与所述处理器电连接，用于在接收到过紧报警信号或过松报警信号的情况下进行报警提示。优选地，所述警报器为声光警报器，能够发出警报音和闪烁警报灯。

根据本发明的一种实施方式，所述处理器在下列情况下判断未发生电缆操作故障，并执行相应的控制操作：确定所述电缆卷盘不处于中间换向点，且仅接收到来自非接触式换向限位开关5的感应信号的情况下，判断未发生电缆操作故障，根据操作人员输入的行走指令控制卷盘电机动作；确定电缆卷盘处于中间换向点，接收到来自非接触式过松限位开关6的感应信号和来自非接触式换向限位开关5的感应信号的情况下，触发旁路指令屏蔽来自非接触式过松限位开关6的感应信号，根据来自非接触式换向限位开关5的感应信号和操作人员输入的行走指令控制卷盘电机动作；确定电缆卷盘处于中间换向点，接收到来自非接触式过松限位开关6的感应信号但未接收到来自非接触式换向限位开关5的感应信号的情况下，触发旁路指令屏蔽来自非接触式过松限位开关6的感应信号且屏蔽方向限位，仅根据操作人员输入的行走指令控制卷盘电机动作。

在电缆卷盘处于中间换向点时，可能触发所述非接触式过松限位开关6，但这种情况下对所述非接触式过松限位开关6的触发是电缆卷盘的换向导致的，并不是电缆过松的异常状况，因此在这种情况下需要触发旁路指令屏蔽来自非接触式过松限位开关6的感应信号；另外，在电缆卷盘处于中间换向点时，由于电缆卷盘换向的影响，也可能出现所述两个非接触式换向限位开关5均未检测到所述换向轮杆2的情况，并不是出现收缆或放缆故障，因此在这种情况下需要触发旁路指令屏蔽方向限位，使得处理器仅根据操作人员输入的行走指令控制卷盘电机动作，保证了电缆卷盘的正常工作。

根据本发明的一种实施方式，所述检测装置还包括设置在中间换向点区域内的定位装置，用于在所述电缆卷盘处于中间换向点区域的情况下输出定位信号；所述处理器与所述定位装置连接，用于在接收到所述定位信号的情况下，确定所述电缆卷盘处于中间换向点。例如，可以将所述电缆卷盘换向的两侧各1米范围内设置为换向区域，在所述定位装置检测到所述电缆卷盘处于该区域内的情况下，触发旁路指令，所述定位装置可以采用GPS定位器。

根据本发明的另一种实施方式，还可以在所述电缆卷盘的减速机的输出轴上安装限位检测开关，减速机的输出轴与电缆卷盘同步转动，设定电缆卷盘正向或反向转动预定的圈数以触发该检测开关，通过设定电缆卷盘正向或反向转动预定的圈数确定中间换向点的位置，以触发旁路指令。

另一方面，本发明还提供一种电缆卷盘电缆状态检测方法，采用本发明提供的电缆卷盘导向架检测装置进行电缆状态检测，所述方法包括：确定电缆卷盘是否处于中间换向点，并根据电缆卷盘是否处于中间换向点以及接收到的感应信号判断是否发生电缆操作故障。

根据本发明的一种实施方式，优选地，所述方法包括在下列情况下判断发生电缆操作故障，并执行相应的控制操作：确定电缆卷盘不处于中间换向点，且没有接收到来自任一非接触式换向限位开关5的感应信号的情况下，判断发生电缆操作故障，控制卷盘电机停止动作；确定电缆卷盘不处于中间换向点，在接收到来自非接触式过松限位开关6的感应信号的情况下，判断发生电缆操作故障，输出过松报警信号，并控制卷盘电机停止动作；在接收到来自任一非接触式过紧限位开关7的感应信号的情况下，判断发生电缆操作故障，输出过紧报警信号，并控制卷盘电机停止动作。

根据本发明的一种实施方式，优选地，该方法包括在下列情况下判断未发生电缆操作故障，并执行相应的控制操作：确定所述电缆卷盘不处于中间换向点，且仅接收到来自非接触式换向限位开关5的感应信号的情况下，判断未发生电缆操作故障，根据操作人员输入的行走指令控制卷盘电机动作；确定电缆卷盘处于中间换向点，接收到来自非接触式过松限位开关6的感应信号和来自非接触式换向限位开关5的感应信号的情况下，触发旁路指令屏蔽来自非接触式过松限位开关6的感应信号，根据来自非接触式换向限位开关5的感应信号和操作人员输入的行走指令控制卷盘电机动作；确定电缆卷盘处于中间换向点，接收到来自非接触式过松限位开关6的感应信号但未接收到来自非接触式换向限位开关5的感应信号的情况下，触发旁路指令屏蔽来自非接触式过松限位开关6的感应信号且屏蔽方向限位，仅根据操作人员输入的行走指令控制卷盘电机动作。

本发明提供的电缆卷盘导向架检测装置及电缆卷盘电缆状态检测方法，所述导向架检测装置不易损坏，避免了电缆损坏或者脱缆事故的发生，所述电缆状态检测方法采用本发明提供的导向架检测装置进行电缆状态检测，该检测装置在应用的过程中不影响电缆卷盘正常的收缆和放缆工作，能够准确判断电缆故障，保证了操作人员和设备的安全运行。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。