专利名称：一种拉紧机构的拉伸刚度测量装置、超起装置及起重机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械领域，特别涉及一种拉紧机构的拉伸刚度测量装置、超起装置及起重机。
背景技术：
随着我国经济建设的快速发展，市场对于工程机械尤其是各种起重机的需求日益增大。为了使起重机具有较大的起升高度，大型的起重机的主臂一般较长，副起重臂的臂长也相应地较长，同时，被起吊的重物在垂直于起重臂向下的方向上的分力较大，使得起重臂在变幅平面和回转平面上的挠度均较大，而该挠度使得起重臂的受力情况较差，从而限制了起重机的起重量和承载能力。为解决上述问题，目前，大吨位全地面起重机中均设置有超起装置，以改善起重臂的受力状态，提高起重机的起重量和承载能力。该超起装置是在主臂与主臂头部之间设置超起桅杆，以改善主臂与超起钢丝绳单元的平行几何关系，同时超起桅杆与超起拉板单元相连，形成双三角稳固形式，增加了整机吊臂稳定性，从而提高起重机的性能。大吨位全地面起重机的超起装置如图I所示，包括超起桅杆100、超起钢丝绳单元210、以及超起拉板单元220。其中，超起桅杆100垂直于起重机的主臂300，且内端与起重机的主臂300连接；超起钢丝绳单元210的两端分别与超起桅杆100的外端和主臂300的头部连接；超起拉板单元220的两端分别与超起桅杆100的外端和主臂300的尾部连接。上述带超起装置的主臂系统是一个超静定结构，在吊重作用下主臂的受力状况与超起钢丝绳单元的拉伸刚度直接相关，超起钢丝绳单元的拉伸刚度是上述带超起装置的臂架系统性能研究和仿真分析的重要参数，其准确性直接影响分析精度。目前，从超起钢丝绳单元中截取几段钢丝绳作为样本，然后，采用钢丝绳拉伸机对单根钢丝绳样本进行拉伸刚度测量，多次重复后取其平均值获得单根钢丝绳的拉伸刚度。可见，现有的超起装置中，对于拉伸刚度的测量，只能获得单根钢丝绳的拉伸刚度，还不能直接测量整个超起钢丝绳单元的拉伸刚度。另外，需要从超起钢丝绳单元中截取几段钢丝绳，造成了材料的损耗。
实用新型内容本实用新型实施例提供一种拉紧机构的拉伸刚度测量装置、超起装置及起重机，用以简化拉紧机构的拉伸刚度测量过程，提高起重机的安全性能。本实用新型实施例提供一种拉紧机构的拉伸刚度测量装置，包括受力测量单元和位置测量单元，其中，所述受力测量单元与所述拉紧机构连接，用以获取所述拉紧机构受到 的作用力；所述位置测量单元分别装在所述拉紧机构的两端，用以获取所述拉紧机构在所述作用力下产生的形变。本实用新型实施例提供一种起重机的超起装置，包括拉紧机构和上述拉紧机构的拉伸刚度测量装置。[0011]本实用新型实施例提供一种起重机，包括上述超起装置。本实用新型实施例中，拉紧机构与受力测量单元连接，并在拉紧机构的两端分别装有位置测量单元，这样，可通过受力测量单元获取拉紧机构受到的作用力，通过位置测量单元获得拉紧机构的两端的位置坐标，进一步可获得拉紧机构在所述作用力下产生的形变，从而，确定拉紧机构的拉伸刚度。因此，大大简化了拉紧机构的拉伸刚度测量过程，并且通过监控拉紧机构的拉力，提高包括该拉紧机构的设备的安全性。
图I为相关技术中超起装置的结构示意图；图2为本实用新型实施例一中超起装置的结构示意图；图3为本实用新型实施例二中超起装置的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型实施例中，以超起装置为例，在超起装置增加拉紧机构的拉伸刚度测量装置，即增加受力测量单元和位置测量单元。这样，通过受力测量单元获取超起装置中拉紧机构受到的作用力，以及通过位置测量单元获取该超起装置中拉紧机构两端的位置坐标，进而可获得起重机工作过程中，拉紧机构在该作用力下产生的形变，然后，根据作用力和形变即可确定超起装置中拉紧机构的拉伸刚度，从而，大大简化了超起装置的拉伸刚度测量过程，并且通过监控拉紧机构的拉力，提高起重机的安全性。因此，本实用新型提供了一种拉紧机构的拉伸刚度测量装置，包括受力测量单元和位置测量单元，其中，受力测量单元与拉紧机构连接，用以获取拉紧机构受到的作用力；位置测量单元分别装在拉紧机构的两端，用以获取拉紧机构在该作用力下产生的形变。本实用新型中，拉紧机构包括超起钢丝绳单元或超起拉板单元。这样，通过该测量装置能够测量超起钢丝绳单元、或、超起拉板单元、或、钢丝绳单元和超起拉板单元的拉伸刚度。下面结合说明书附图对本实用新型实施例作进一步详细描述。实施例一，参见图2，本实施例中起重机的超起装置包括一个超起桅杆100，两个拉紧机构200，和拉紧机构的拉伸刚度测量装置。其中，两个拉紧机构200分别为超起钢丝绳单元210和超起拉板单元220 ;拉紧机构的拉伸刚度测量装置包括受力测量单元400和位置测量单元500。本实施例中，起重机的主臂300是固定长度的，不能伸缩的，超起钢丝绳单元210也不用伸缩，可包括一、二，或多股钢丝绳。其中，超起桅杆100有两端，其中，靠近起重机的主臂300的一端为内端，远离起重机的主臂300的一端为外端，超起桅杆100的内端与起重机的主臂300连接。较佳地，超起桅杆100的与起重机的主臂300垂直连接，如图2所示。为增加起重机的起重能力，超起桅杆100 —般靠近主臂300的尾部。两个拉紧机构200分别位于超起桅杆100的外端与主臂300的端部之间。[0025]本实施例中，受力测量单元400用以获取超起钢丝绳单元210受到的作用力，因此，超起钢丝绳单元210的第一端A通过一个受力测量单元400与主臂300的头部连接，第二端B与超起桅杆100的外端连接。或者,超起钢丝绳单元210上直接安装受力测量单元400。具体地，超起钢丝绳单元210的钢丝绳绕设在滑轮上，滑轮通过受力测量单元400连接到主臂300。当受力测量单元400为拉力传感器时，滑轮直接通过拉力传感器连接到主臂300。或者，当受力测量单元400包括拉力传感器，第一拉板和第二拉板时，滑轮与第一拉板连接，而第二拉板与主臂200，该拉力传感器位于两拉板之间。当然，本实用新型另一实施例中，受力测量单元400还可以直接装在在钢丝绳上。超起拉板单元220的第一端与主臂300的尾部连接，第二端与超起桅杆100的外端连接。本实施例中，超起钢丝绳单元210的第一端A与第二端B处还分别安装有位置测量单元500。这里，位置测量单元500为GPS定位仪。上述起重机的超起装置中，可通过受力测量单元400测量超起钢丝绳单元210受到的拉力。参见图2，在超起钢丝绳单元210的第一端A与适当量程的拉力传感器400连接，测量任意时刻该超起钢丝绳单元210受到的拉力，拉力传感器400的原理为当拉力传感器400承受拉力时，内部的敏感弹性体会产生变形，电阻值发生改变从而导致电信号发生变化，通过电信号的变化可以得到超起钢丝绳单元210受到的拉力F。通过位置测量单元500可测量超起钢丝绳单元210的两端之间的距离。图2中，位置测量单元500为GPS定位仪，分别安装在超起钢丝绳单元210的两端，这样，通过GPS定位仪分别获得超起钢丝绳单元210的第一端A的坐标(XA，Ya, Ca)，以及第二端B的坐标(XB, Yb, Cb)，然后根据两点间距离公式即可获得钢丝绳单元210的两端A、B之间的距离Lab = ^(Xa-XBf+(Ya-Yb)2+ (Za-Zb)2有了上述测量的拉力F和距离Lab的过程后，即可测量超起钢丝绳单元210的拉伸刚度，具体过程包括(I)、将起重机调整至工作状态，自重作用下超起钢丝绳单元210会被拉直，测量并记录此时刻超起钢丝绳单元210的拉力F和A、B之间的距离Lab ;具体的拉力F和A、B之间的距离Lab测量过程如上，不再累述了。(2)、起吊适当重量的砝码或物体，起重机稳定后测量并记录此时刻超起钢丝绳单元210的拉力F'和A、B之间的距离A4/ ；(3)、根据前后两次的测量值，计算超起钢丝绳系统的拉力变化值和A、B之间的距离变化值，即钢丝绳系统在该拉力下的形变AF = F' -F^LAb = Lab ~ Lab并按照I = 计算超起钢丝绳单元210的拉伸刚度；
^AB(4)、重复测量三至五次，取平均值作为超起钢丝绳单元210的拉伸刚度值。[0042]至此，通过由上述受力测量单元400和位置测量单元500可直接测量到整个超起钢丝绳单元210的拉伸刚度，大大简化超起装置的拉伸刚度测量过程，并且，不需要破坏超起装置的结构，不需要造成材料的损耗。在本实施例中，超起钢丝绳单元210的第一端A通过一个受力测量单元400与主臂300的头部连接，第二端B与超起桅杆100的外端连接。但是，本实用新型实施例不限于此，还可超起钢丝绳单元210的第一端A与主臂300的头部连接，第二端B通过一个受力测量单元400与超起桅杆100的外端连接。或，超起钢丝绳单元210上安装受力测量单元400。另外，本实施例中，超起钢丝绳单元210为至少一股钢丝绳。但是对于主臂300可伸缩的起重机，超起钢丝绳单元210可包括 卷扬机，以及尾端卷在卷扬机上的至少一股钢丝绳，这样，至少一股钢丝绳的起始端通过受力测量单元400与主臂300的头部连接；卷扬机与超起桅杆100的外端连接,或者,钢丝绳上直接安装受力测量单元400。实施例二、参见图3，本实施例中起重机的超起装置包括一个超起桅杆100，两个拉紧机构200，和拉紧机构的拉伸刚度测量装置。其中，两个拉紧机构200分别为超起钢丝绳单元210和超起拉板单元220。拉紧机构的拉伸刚度测量装置包括受力测量单元400和位置测量单元500。本实施例中，起重机的主臂300是可伸缩的，因此，超起钢丝绳单元210可具体为包括卷扬机，以及尾端卷在卷扬机上的至少一股钢丝绳。同样，两个拉紧机构200分别位于超起桅杆100的外端与主臂300的端部之间。超起钢丝绳单元210中的至少一股钢丝绳的起始端通过滑轮与主臂300的头部连接，卷扬机与超起桅杆100的外端连接。本实例中，受力测量单元400用以获取超起拉板单元220受到的作用力，因此，超起拉板单元220的第一端C通过受力测量单元400与主臂300的尾部连接，第二端D与超起桅杆100的外端连接。或者,超起拉板单元220上直接安装受力测量单元400。当然，受力测量单元400的具体结构可以如实施例一所述，就不再累述了。本实施例中，超起拉板单元220的第一端C与第二端D处还分别安装有位置测量单元500。这里，位置测量单元500为全站仪的反射片。因此，该超起装置还包括位于起重机附近的全站仪。即本实施例中，可采用全站仪测量超起拉板单元220两端之间的距离，全站仪是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，可以集水平角、垂直角，距离(斜距、平距)、高差测量于一体的测绘仪器系统。它主要基于激光测距和角度测量的一种非接触测量技术，精度能够控制在Imm以内。其主要测量步骤包括(I)、布置全站仪站点做控制点，可在起重机附近空旷场地布置两个以上的点，其中一个作为全站仪仪器安置位置，另外一个作为全站仪定向控制点，原则是全站仪站点与需测量的点之间的距离控制在400米范围以内，这样，仪器能够观测到需测量的点；(2)、在超起拉板单元220两端C、D处布置和全站仪相配套的反射片。(3)、进行仪器定向确定坐标系，并测量C、D两点坐标，如((Xc，Yc, Zc)和(XD，Yd,Zd)，根据两点间距离公式即可得到C、D点之间的距离
权利要求1.一种拉紧机构的拉伸刚度测量装置，其特征在于，包括受力测量单元(400)和位置测量单元(500)，其中，所述受力测量单元(400)与所述拉紧机构(200)连接，用以获取所述拉紧机构(200) 受到的作用力；所述位置测量单元(500)分别装在所述拉紧机构(200)的两端，用以获取所述拉紧机构(200)在所述作用力下产生的形变。
2.如权利要求I所述的测量装置，其特征在于，所述受力测量单元(400)的一端与所述拉紧机构(200)的一端连接；或，所述受力测量单元(400)安装在所述拉紧机构(200)上。
3.如权利要求I所述的测量装置，其特征在于，所述受力测量单元(400)包括拉力传感器；则所述拉力传感器一端与所述拉紧机构(200)的一端连接；或，所述拉力传感器安装在所述所述拉紧机构(200)上。
4.如权利要求I所述的测量装置，其特征在于，所述受力测量单元(400)包括拉力传感器、第一拉板和第二拉板；其中，所述拉力传感器的一端与所述第一拉板的一端连接，所述第一拉板的另一端与所述拉紧机构(200)的一端连接；所述拉力传感器的另一端与所述第二拉板连接。
5.如权利要求I所述的测量装置，其特征在于，所述位置测量单元(500)包括全站仪的反射片，或GPS定位仪。
6.如权利要求5所述的测量装置，其特征在于，当所述位置测量单元(500)为全站仪的反射片时，还包括位于所述拉紧机构(200)附近的全站仪，通过所述全站仪的反射片分别获取连接有所述受力测量单元(400)的拉紧机构(200)两端的位置坐标。
7.如权利要求I或6所述的测量装置，其特征在于，还包括控制单元，分别与所述受力测量单元(400)，以及位置测量单元(500)连接，通过所述受力测量单元(400)获取所述拉紧机构(200)所受的作用力，以及通过所述位置测量单元(500)获取所述拉紧机构(200) 在所述作用力下产生的形变，并根据获取的作用力和形变，确定所述拉紧机构(200)的拉伸刚度。
8.—种起重机的超起装置，其特征在于，包括拉紧机构(200)和上述权利要求1-7中任一权利要求所述的拉紧机构的拉伸刚度测量装置。
9.一种起重机，其特征在于，包括上述权利要求8中所述的超起装置。
10.如权利要求9所述的起重机，其特征在于，所述起重机包括全地面起重机。
专利摘要本实用新型公开了一种拉紧机构的拉伸刚度测量装置、超起装置及起重机，用以简化拉紧机构的拉伸刚度测量过程。该测量装置包括受力测量单元和位置测量单元，其中，所述受力测量单元与所述拉紧机构连接，用以获取所述拉紧机构受到的作用力，所述位置测量单元分别装在所述拉紧机构的两端，用以获取所述拉紧机构在所述作用力下产生的形变。
文档编号G01M13/00GK202372345SQ20112052883
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者姚孝国, 戴呈豪 申请人:中联重科股份有限公司