专利名称：一种用于检测钢丝绳卷筒机构出绳速度的系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及起重机设备技术领域，特别涉及一种用于检测钢丝绳卷筒机构出绳速度的系统。
技术背景钢丝绳卷筒机构作为一种起重设备的主要提升机构被广泛应用于各行各业，例如港口、矿山、化工、建材等各个领域。凡是需要卷扬提升的设备，往往首先想到的就是钢绳卷筒提升机构。通常情况下，需要获知钢丝绳卷筒机构的出绳速度，以便及时调整驱动卷筒转动的电动机的转速。现有钢丝绳卷筒提升机构多采用如下结构形式通过单固定点的定滑轮通过钢丝绳连接卷筒，卷筒的回转带动钢丝绳沿卷筒回转缠绕，同时又沿卷筒轴向移动，而卷筒的任一轴端与大齿轮连接，大齿轮与一个小齿轮相互啮合，小齿轮的轴端与绝对值旋转编码器连接。卷筒的转动动能通过大齿轮和小齿轮传递到绝对值旋转编码器上，绝对值旋转编码器的输出信号可以识别出卷筒运转时的角速度，利用简单的数学计算可以得知钢丝绳卷筒机构的出绳长度，进而控制卷筒的出绳速度。但是，由于钢丝绳的出绳方向瞬时变化，因而所需测量的沿卷筒中心线方向的出绳速度也是瞬时变化的，这种只单独利用绝对值旋转编码器测量的沿卷筒中心线方向的出绳速度并不是准确的。
发明内容为了解决现有单固定点定滑轮钢丝绳卷筒机构出绳速度检测准确性差等问题，本实用新型提供了一种用于检测钢丝绳卷筒机构出绳速度的系统，包括卷筒、大齿轮、绝对值旋转编码器、小齿轮、拉绳编码器、移动滑块、拨叉、滚动直线导轨副、接近开关、钢丝绳和改向定滑轮；所述卷筒的任一轴端与大齿轮连接，所述大齿轮与小齿轮相互啮合，所述小齿轮的轴端与绝对值旋转编码器连接；所述滚动直线导轨副设置于所述卷筒出绳方向一侧，且平行于所述卷筒；所述滚动直线导轨副上设置有移动滑块，所述移动滑块上设置有固定拨叉；所述钢丝绳的一端固定在所述卷筒上，所述钢丝绳的另一端穿过所述拨叉上的槽口，延伸至所述改向定滑轮；所述滚动直线导轨副的两端设置有所述接近开关；所述拉绳编码器与移动滑块连接。所述卷筒上设置有绳槽，所述钢丝绳缠绕在所述绳槽内。本实用新型提供的用于检测钢丝绳卷筒机构出绳速度的系统，可以准确地测量出钢丝绳卷筒机构的出绳长度，进而计算出出绳速度，并且结构简单、成本低廉、维修方便；同时，本实用新型还可广泛应用于各种类似机构，实现对长度、距离、角度、位置等进行实时的监测和准确的定位。
图I是本实用新型实施例提供的用于检测钢丝绳卷筒机构出绳速度的系统结构示意图；[0008]图2是本实用新型实施例提供的滚动直线导轨副上的组件结构示意图；[0009]图3是本实用新型实施例提供的钢丝绳卷筒机构出绳速度的理论计算模型。
具体实施方式
[0010]
以下结合附图和实施例，对本实用新型技术方案作进一步描述。[0011]参见图1，本实用新型实施例提供了一种用于检测钢丝绳卷筒机构出绳速度的系统，该系统包括卷筒I、大齿轮2、绝对值旋转编码器3、小齿轮4、拉绳编码器5、移动滑块6、 拨叉7、滚动直线导轨副8、接近开关9、钢丝绳10和改向定滑轮11。其中，卷筒I的任一轴端与大齿轮2连接，大齿轮2与小齿轮4相互啮合，小齿轮4的轴端与绝对值旋转编码器3 连接；滚动直线导轨副8设置于卷筒I出绳方向一侧，且平行于卷筒I ;滚动直线导轨副8 上设置有移动滑块6，移动滑块6可以沿着滚动直线导轨自由滑动；移动滑块6上设置有固定拨叉7，固定拨叉7的内表面为耐磨软材料，如 聚四氟乙烯，固定拨叉7具有导向和保护钢丝绳的作用，如图2所示；钢丝绳的10 —端固定在卷筒I上，钢丝绳10的另一端穿过拨叉 7上的槽口，延伸至改向定滑轮11，钢丝绳10缠绕在卷筒I上的绳槽内；滚动直线导轨副8 的两端设置有接近开关9，该接近开关可以控制钢丝绳到达滚动直线导轨副8的两端极限位置时使系统停止运行；拉绳编码器5与移动滑块6连接，拉绳编码器5可以测量出钢丝绳 10沿卷筒I轴向的位移量。[0012]在实际应用中，卷筒I的转动动能通过大齿轮2和小齿轮4传递到绝对值旋转编码器3上，绝对值旋转编码器3的输出信号可以识别出卷筒运转时的角速度，进而达到两个目的①在卷筒失速的情况下(此时的角速度超出预先设定的范围)，便紧急停车、上制动钳，以保证系统的安全；②根据Λ C=C/i，其中，C表示根据绝对值旋转编码器测得的绳长，i 为小、大齿轮之间的传动比，测算出输出的实际绳长AC。钢丝绳沿着卷筒上的绳槽缠绕方向移动，绷紧的钢丝绳拨动滚动直线导轨副上的移动滑块移动，进而带动与移动滑块连接的拉绳编码器5，拉绳编码器5的输出信号可以识别出钢丝绳沿卷筒轴向的位移量ΛΒ。将绝对值旋转编码器3和拉绳编码器5的输出信号经过PLC计算整理，根据AA2=AC2-AB2 计算出钢丝绳沿卷筒中心线输出的实际距离ΛΑ，如图3所示。最后，再根据公式v=s/t，即 v=s/t=AA/t,计算出钢丝绳沿卷筒中心线方向的出绳速度，其中出绳时间t可以但不限于通过计时秒表获得。[0013]本实施例通过采用双编码器，即绝对值旋转编码器和拉绳编码器，其中，绝对值旋转编码器用于测量卷筒的角速度，拉绳编码器用于测量钢丝绳沿卷筒轴向的位移，通过计算这两个参数得出钢丝绳沿卷筒中心线方向(定滑轮中心线)的实际出绳长度，进而确定出钢丝绳沿卷筒中心线方向(定滑轮中心线)的实际出绳速度。[0014]在具体生产实践中，本实施例中的绝对值旋转编码器可以选用库伯勒公司的现场总线型9080系列产品，拉绳编码器可以选用CLMSl系列位移传感器，滚动直线导轨副可以选用山东济宁丝杠厂的滚动直线导轨副系列，大齿轮的直径可以为1500_，小齿轮的直径可以为600mm。[0015]本实用新型实施例提供的用于检测钢丝绳卷筒机构出绳速度的系统，可以准确地测量出钢丝绳卷筒机构的出绳长度，进而计算出出绳速度，并且结构简单、成本低廉、维修方便；同时，本实用新型实施例还可广泛应用于各种类似机构，实现对长度、距离、角度、位置等进行实时的监测和准确的定位。以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是， 以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种用于检测钢丝绳卷筒机构出绳速度的系统，其特征在于，包括卷筒、大齿轮、绝对值旋转编码器、小齿轮、拉绳编码器、移动滑块、拨叉、滚动直线导轨副、接近开关、钢丝绳和改向定滑轮；所述卷筒的任一轴端与大齿轮连接，所述大齿轮与小齿轮相互啮合，所述小齿轮的轴端与绝对值旋转编码器连接；所述滚动直线导轨副设置于所述卷筒出绳方向一侧，且平行于所述卷筒；所述滚动直线导轨副上设置有移动滑块，所述移动滑块上设置有固定拨叉；所述钢丝绳的一端固定在所述卷筒上，所述钢丝绳的另一端穿过所述拨叉上的槽口，延伸至所述改向定滑轮；所述滚动直线导轨副的两端设置有所述接近开关；所述拉绳编码器与移动滑块连接。
2.如权利要求I所述的用于检测钢丝绳卷筒机构出绳速度的系统，其特征在于，所述卷筒上设置有绳槽，所述钢丝绳缠绕在所述绳槽内。
专利摘要本实用新型公开了一种用于检测钢丝绳卷筒机构出绳速度的系统，属于起重机设备技术领域。所述系统包括卷筒、大齿轮、绝对值旋转编码器、小齿轮、拉绳编码器、移动滑块、拨叉、滚动直线导轨副、接近开关、钢丝绳和改向定滑轮；卷筒的任一轴端与大齿轮连接，大、小齿轮相互啮合，小齿轮的轴端与绝对值旋转编码器连接；滚动直线导轨副设置于卷筒出绳方向一侧，且平行于卷筒；滚动直线导轨副上设置有移动滑块，移动滑块上设置有固定拨叉；钢丝绳的一端固定在卷筒上，钢丝绳的另一端穿过拨叉上的槽口，延伸至改向定滑轮；滚动直线导轨副的两端设置有接近开关；拉绳编码器与移动滑块连接。本实用新型结构简单、成本低廉、维修方便。
文档编号G01P3/64GK202748375SQ201220457278
公开日2013年2月20日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者王丹玉, 张维钧, 李启申 申请人:北京起重运输机械设计研究院