一种架空乘人装置性能试验台及进行测试的方法与流程

1.本发明涉及一种架空乘人装置性能试验台及进行测试的方法，属于矿用设备测试设备。


背景技术：

2.架空乘人装置，俗称“猴车”，是目前广泛应用于矿山井下实现运人作业的重要机械设备。架空乘人装置主要由驱动装置、尾轮及张紧装置、钢丝绳、托（压）轮、吊椅、电控及保护装置组成。其机械部件及运载环节多，导致其安全性和稳定性存在较大的不确定性，直接影响着设备和人员安全。因此，如何在架空乘人装置使用之初获得其运载性能对工程应用以及设计阶段的性能提升和结构改良等具有重要意义。
3.为了提升架空乘人装置运行安全性和稳定性，生产和研究单位需要对其进行实验及性能评估，同时借助实验手段为设备优化设计和性能提升提供基础数据。但由于架空乘人装置使用环境的复杂性，在实际工程应用中进行数据的获取存在较大困难。现有文献资料显示，目前架空乘人装置实验设备多用于测试牵引力和制动力以满足出厂检测要求，尚无法进行生产场景模拟、电机性能测试等的模拟实验，实验效果存在较大局限性。因此，开展架空乘人装置运载性能测试实验台研究具有良好的理论研究意义和工程实践价值。


技术实现要素：

4.本发明提供一种架空乘人装置性能试验台及进行测试的方法，解决架空乘人装置性能测试问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：本发明架空乘人装置性能试验台，包括，驱动动力台，设有机架、驱动轮和牵引动力机构，驱动轮横向设置在机架中，牵引动力机构通过传动机构连接于驱动轮的轮轴，传动机构上设有扭矩传感器；调整测试台，包括轮组安装架、轮组轨道、牵引绳抓紧器和牵引拉力传感器，所述轮组安装架设置在轨道上，轮组安装架在轨道上位置可移动，轮组安装架上设有测试支撑轮和测试压紧轮，牵引绳抓紧器设有抓手抓住牵引绳，牵引绳抓紧器通牵引拉力传感器连接于拉紧测试动力机构；牵引绳加载台，设有多个支撑轮、加载轮和加载配重，牵引绳处于支撑轮上，加载轮处于牵引绳上方，加载轮的轮架上设置加载配重，加载配重与轮架之间设置加载压力传感器。
6.根据所述的架空乘人装置性能试验台，还包括牵引绳涨紧台，内部设置涨紧轮架、涨紧滑道、涨紧绳及涨紧绳缠绕机构，卧式或立式的涨紧轮设置在涨紧轮架上，涨紧轮架设置在涨紧滑道上，涨紧绳一端通过拉力传感器固定于涨紧轮架，一端缠绕在涨紧绳缠绕机构上；根据所述的架空乘人装置性能试验台，调整测试台中的轨道设有移动驱动机构，
移动驱动结构在轨道的端部设置电机，所述轮组安装架设置在移动驱动机构上，电机通过移动驱动结构带动轮组安装架沿轨道移动。
7.根据所述的架空乘人装置性能试验台，轮组安装架上的支撑轮和测试压紧轮设有轮组升降机构，轮组升降机构驱动支撑轮和测试压紧轮沿轮组安装架高度上升降，所述牵引绳抓紧器和牵引拉力传感器设置在横向轨道上，横向轨道上设有横向移动机构，横向移动机构驱动拉紧测试动力机构沿横向轨道移动。
8.根据所述的架空乘人装置性能试验台，驱动动力台上的牵引动力机构为两种形式布置，分别为直连以及经传动机构相连，所述牵引动力机构为可拆卸结构，其用于安装待测试的电机。
9.根据所述的架空乘人装置性能试验台，牵引绳加载台的每组加载配重对应设置两组加载轮，加载轮的轮架穿过牵引绳加载台上方设置加载压力传感器及加载配重，加载配重两端延伸出铰接轴铰接于牵引绳加载台。
10.根据所述的架空乘人装置性能试验台，牵引绳涨紧台设置一对涨紧滑道，涨紧轮架的两侧嵌入涨紧滑道中，涨紧轮架通过拉力传感器连接于涨紧绳，所述涨紧绳缠绕机构为绞车。
11.本发明架空乘人装置性能试验台进行测试的方法， 1）将待测试的架空乘人装置各子部分安装在本装置中的驱动动力台、调整测试台、牵引绳加载台和牵引绳涨紧台上；2）调整测试台中的支撑轮和测试压紧轮在轮组升降机构作用下抬升至测试高度，通过移动驱动结构将轮组安装架移动至纵向要求位置；3）将牵引绳抓紧器固定于牵引绳上，要求使用环境通过横向移动机构调整牵引绳抓紧器在横向轨道上位置；4）牵引绳涨紧台的涨紧绳缠绕机构拉紧涨紧绳，涨紧绳拉动涨紧轮在涨紧轨道上移动至最外侧位置；5）启动牵引动力机构，驱动牵引绳循环运行；6）按照环境使用添加加载配重，加载轮对牵引绳进行下压；7）扭矩传感器监测牵引动力机构输出扭矩，牵引绳抓紧器的牵引拉力传感器时时监测侧向拉力，加载压力传感器监测加载受力状态，牵引拉力传感器监测涨紧拉力大小，将上述数据记载；8）移动轮组安装位置，调整支撑轮和测试压紧轮高度，改变牵引绳抓紧器侧向拉力大小，改变加载配重，按照步骤7时时监测，完成实验要求。
12.本发明架空乘人装置性能试验台进行测试的方法，其特征是，包括，1）牵引力测试：牵引绳不动，牵引动力机构的电机不断提高转速直到出现驱动轮与牵引绳间出现滑动，牵引拉力传感器记录牵引绳的最大拉力即为牵引力；2）制动力测试：牵引动力机构的电机不转动，涨紧绳缠绕机构拉伸牵引绳直至牵引绳和驱动轮间出现相对滑动，牵引拉力传感器记录此时的最大拉力即为制动力。
13.本发明能够完成架空乘人装置空载、带载下承载性能、电机性能等测试，为产品出厂检测和产品优化提升提供实验平台。
14.测试项目可进行承载变化，充分模拟现场的使用环境；为新产品的研发提供实验数据，并可针对现有产品进行更加直接的测试，以发明
产品中的问题。
附图说明
15.图1是本发明的整体结构图，图2是本发明的驱动动力台侧面图，图3是本发明的驱动动力台俯视图，图4是本发明的调整测试台侧面图，图5是本发明的调整测试台俯视图，图6是本发明的牵引绳加载台区侧面图，图7是本发明的牵引绳加载台俯视图，图8是本发明的牵引绳涨紧台，区侧面图，图9是本发明的牵引绳涨紧台，俯视图，附图标记：1、驱动动力台，11、动力机架，12、驱动轮，14、牵引动力机构，15、扭矩传感器，16传动机构，2、调整测试台，21、调整机架，22、轮组安装架，221测试支撑轮222测试压紧轮23、轮组轨道，24、牵引绳抓紧器，25、牵引拉力传感器，26、轮组升降机构，27、移动驱动机构， 28、横向轨道， 29横向驱动机构，3、牵引绳加载台，31、加载机架，32、加载支撑轮，33、加载轮，34、加载配重，4、牵引绳涨紧台，41、涨紧架，42、涨紧轮架，43、涨紧滑道，44、涨紧绳，45、涨紧绳缠绕机构，46卧式涨紧轮，47 立式涨紧轮48涨紧拉力传感器，5牵引绳。
具体实施方式
16.下面对本发明的具体内容进行进一步的说明：本发明架空乘人装置性能试验台，用于架空乘人装置运行安全性和稳定性进行实验及性能评估，同时借助实验手段为设备优化设计和性能提升提供基础数据。
17.本发明试验台包括四个主要4部分，各部分为：驱动动力台、调整测试台、牵引绳加载台和牵引绳张紧区。四部分结构功能分别为，驱动动力区用于安装驱动电机、传动机构、驱动轮，以及扭矩传感器；调整测试台用于调整牵引绳抬起高度，以测试牵引力、制动力；牵引绳加载台用于模拟人员乘坐在牵引绳上施加垂直压力；牵引绳张紧台用于拉紧牵引绳，提供架空乘人装置运载的摩擦力。
18.具体的对各部件的结构进行说明：本发明中驱动动力台1外部整体为框架结构的动力机架11，如图2和图3所示，动力机架上设置驱动轮和牵引动力机构14。
19.驱动轮设置在动力机架中，牵引动力机构14处于动力机架11的顶部结构，并通过传动机构连接于驱动轮的轮轴，驱动轮的轮轴通过轴承结构设置在动力机架上。
20.牵引动力机构14为电机，用于带动驱动轮的转动。为了对输出扭矩进行测量，在传动机构上设有扭矩传感器15。牵引动力机构在对不同的产品测试时可以进行更换，为新型电机的使用提供测试环境。
21.驱动动力台1上的牵引动力机构14为两种布置形式，一种是直连结构，一种是经传动机构连接驱动轮。
22.调整测试台2结构如图4和图5所示，包括调整机架21、轮组安装架22、轮组轨道23、牵引绳抓紧器24和牵引拉力传感器25，所述轮组安装架22设置在轨道上，轮组安装架22在轨道上位置可移动，轮组安装架22上设有测试支撑轮和测试压紧轮，牵引绳抓紧器24设有抓手抓住牵引绳，牵引绳抓紧器24通牵引拉力传感器25连接于拉紧测试动力机构。
23.调整测试台2中的轮组轨道23设有移动驱动机构，移动驱动结构在轨道的端部设置电机，所述轮组安装架22设置在移动驱动机构上，电机通过移动驱动结构带动轮组安装架22沿轨道移动。
24.轮组安装架22上的支撑轮和测试压紧轮设有轮组升降机构，轮组升降机构驱动支撑轮和测试压紧轮沿轮组安装架22高度上升降，所述牵引绳抓紧器24和牵引拉力传感器25设置在横向轨道上，横向轨道上设有横向移动机构，横向移动机构驱动拉紧测试动力机构沿横向轨道移动。
25.调整测试台2中的测试支撑轮和测试压紧轮的高度和位置能够变化，高度上通过轮组安装架22上的轮组升降机构来实现，以模拟架空乘人装置在不同高度巷道位置发生倾斜时的状态。移动驱动机构和轮组升降机构共同作业，以真实的模拟牵引绳的倾斜状态下的状态。
26.牵引绳抓紧器24在横向移动机构的做下能够左右移动，模拟牵引绳在转弯位置时的状态。与牵引绳同方向时能够用于测试牵引力的变化，以对不同涨紧情况及巷道倾斜变化时对牵引力的影响。
27.本发明的牵引绳加载台3，如图6和图7所示，用于模拟载人情况。结构上设有加载机架31、多个支撑轮、加载轮33和加载配重34，牵引绳处于支撑轮上，加载轮33处于牵引绳上方，加载轮33的轮架上设置加载配重34，加载配重34与轮架之间设置加载压力传感器。加载压力传感器能够时时监测加载配重的重量。
28.牵引绳加载台3的每组加载配重34对应设置两组加载轮33，加载轮33的轮架穿过牵引绳加载台3上方设置加载压力传感器及加载配重34，加载配重34两端延伸出铰接轴铰接于牵引绳加载台3。
29.通过调节改变加载配重来调整加载轮的下压变化，加载配重34用于模拟使用者的体重变化对牵引绳衡造成的影响。
30.牵引绳涨紧台4如图8和图9所示，包括框架结构的涨紧架41，内部设置涨紧轮架42、涨紧滑道43、涨紧绳44及涨紧绳缠绕机构45。卧式或立式的涨紧轮设置在涨紧轮架42上，涨紧轮架42设置在涨紧滑道43上，涨紧滑道43为对称的两组。
31.涨紧轮的轮轴设置在轴承座中，轴承座设置在滑块上，滑块设置在涨紧滑道中。当涨紧轮为卧式轮时，两涨紧滑道43处于涨紧轮的上方及下方，涨紧滑道固定于涨紧架上。当涨紧轮为立式结构时，涨紧滑道处于涨紧轮的两侧。
32.涨紧绳44一端通过拉力传感器固定于涨紧轮架42，一端缠绕在涨紧绳缠绕机构45上；牵引绳涨紧台4设置一对涨紧滑道43，涨紧轮架42的两侧嵌入涨紧滑道43中，涨紧轮架42通过拉力传感器连接于涨紧绳44，所述涨紧绳缠绕机构45为绞车。涨紧绳缠绕机构45涨紧牵引绳，拉力传感器能够检测到涨紧拉力的大小，以检测牵引绳在不同涨紧程度下的牵引力和制动力情况。
33.具体的本发明测试的内容包括，
1牵引力测试：牵引绳不动，牵引动力机构14的电机不断提高转速直到出现驱动轮与牵引绳间出现滑动，牵引拉力传感器25记录牵引绳的最大拉力即为牵引力；2制动力测试：牵引动力机构14的电机不转动，涨紧绳缠绕机构45拉伸牵引绳直至牵引绳和驱动轮间出现相对滑动，牵引拉力传感器25记录此时的最大拉力即为制动力。
34.本发明架空乘人装置性能试验台进行测试的方法，包括以下测试内容，1)将待测试的架空乘人装置各子部分安装在本装置中的驱动动力台1、调整测试台2、牵引绳加载台3和牵引绳涨紧台4上；2)调整测试台2中的支撑轮和测试压紧轮在轮组升降机构作用下抬升至测试高度，通过移动驱动结构将轮组安装架22移动至纵向要求位置；3)将牵引绳抓紧器24固定于牵引绳上，要求使用环境通过横向移动机构调整牵引绳抓紧器24在横向轨道上位置；4)牵引绳涨紧台4的涨紧绳缠绕机构45拉紧涨紧绳44，涨紧绳44拉动涨紧轮在涨紧轨道上移动至最外侧位置；5)启动牵引动力机构14，驱动牵引绳循环运行；6)按照环境使用添加加载配重34，加载轮33对牵引绳进行下压；7)扭矩传感器15监测牵引动力机构14输出扭矩，牵引绳抓紧器24的牵引拉力传感器25时时监测侧向拉力，加载压力传感器监测加载受力状态，牵引拉力传感器25监测涨紧拉力大小，将上述数据记载；移动轮组安装位置，调整支撑轮和测试压紧轮高度，改变牵引绳抓紧器24侧向拉力大小，改变加载配重34，按照步骤7时时监测，完成实验要求。