[發(fā)明專利]起重吊裝協(xié)作柔索并聯(lián)構(gòu)型裝備實(shí)時(shí)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310079453.3
• 申請(qǐng)日: 2013-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN103231989A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 訾斌;張龍;朱真才;錢森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B66C13/16
• 分類號(hào): B66C13/16;B66C15/00;B66C15/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種起重吊裝協(xié)作柔索并聯(lián)構(gòu)型裝備實(shí)時(shí)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是：監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括感知單元、信號(hào)處理單元和控制中心三大部分；所述的感知單元包括并聯(lián)構(gòu)型裝備外部感知單元和內(nèi)部感知單元兩部分，其中裝備外部感知單元由超聲波傳感器組成；裝備內(nèi)部感知單元包括光電編碼器、位移傳感器、加速度傳感器、斷絲檢測(cè)傳感器、測(cè)力傳感器和溫度傳感器；所述的信號(hào)處理單元包括信號(hào)調(diào)理電路、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)采集和處理ARM處理器；所述的控制中心包括主控制ARM處理器、故障處理ARM處理器、人機(jī)交互設(shè)備、聲光報(bào)警電路和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重吊裝協(xié)作柔索并聯(lián)構(gòu)型裝備實(shí)時(shí)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是：所述的并聯(lián)構(gòu)型裝備外部感知單元由超聲波傳感器組成；其中超聲波傳感器有多個(gè)，按照節(jié)點(diǎn)布置分別安裝在并聯(lián)構(gòu)型裝備的每臺(tái)起重吊裝設(shè)備和重物上，在裝備工作時(shí)對(duì)每臺(tái)起重吊裝設(shè)備、重物和障礙物進(jìn)行測(cè)距和定位。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重吊裝協(xié)作柔索并聯(lián)構(gòu)型裝備實(shí)時(shí)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是：所述的并聯(lián)構(gòu)型裝備內(nèi)部感知單元包括光電編碼器、位移傳感器、三軸加速度傳感器、斷絲檢測(cè)器、測(cè)力傳感器和溫度傳感器；光電編碼器有多個(gè)，分別安裝在各起重吊裝設(shè)備的起升馬達(dá)和回轉(zhuǎn)馬達(dá)上，測(cè)量馬達(dá)的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速；位移傳感器有多個(gè)，分別安裝在各起重吊裝設(shè)備變幅裝置的油缸上，測(cè)量油缸的位移和速度；1個(gè)三軸加速度傳感器安裝在所吊裝的重物上，測(cè)量重物在吊裝過程中的姿態(tài)；3個(gè)斷絲檢測(cè)器和3個(gè)測(cè)力傳感器分別安裝在三根柔索上，每一組結(jié)構(gòu)相同，分別監(jiān)測(cè)柔索的斷絲情況和測(cè)量柔索的拉力；溫度傳感器有多個(gè)，分別安裝在每臺(tái)起重吊裝設(shè)備的液壓系統(tǒng)中，監(jiān)測(cè)液壓系統(tǒng)溫度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重吊裝協(xié)作柔索并聯(lián)構(gòu)型裝備實(shí)時(shí)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是：所述的信號(hào)處理單元包括信號(hào)調(diào)理電路、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)采集和處理ARM處理器、無線收發(fā)模塊、看門狗電路、時(shí)鐘芯片和外部擴(kuò)展電路接口；其中，所述的信號(hào)調(diào)理電路輸出端接入模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸出端接入信號(hào)采集和處理ARM處理器，信號(hào)采集和處理ARM處理器接有無線收發(fā)模塊，用以與控制中心的主控制ARM處理器進(jìn)行通信，同時(shí)還接有看門狗電路、時(shí)鐘芯片和外部擴(kuò)展電路接口。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重吊裝協(xié)作柔索并聯(lián)構(gòu)型裝備實(shí)時(shí)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是：所述的控制中心包括主控制ARM處理器、故障處理ARM處理器、無線收發(fā)模塊、人機(jī)交互設(shè)備、聲光報(bào)警電路和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備；其中，所述的無線收發(fā)模塊與信號(hào)處理單元的無線收發(fā)模塊配套，并與主控制ARM處理器連接，主控制ARM處理器還分別與人機(jī)交互設(shè)備、聲光報(bào)警電路和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備連接，故障處理ARM處理器通過通信裝置與主控制ARM處理器相連。

6.一種起重吊裝協(xié)作柔索并聯(lián)構(gòu)型裝備實(shí)時(shí)故障監(jiān)測(cè)方法，其特征是：所述故障監(jiān)測(cè)方法步驟如下：

（1）、起重吊裝協(xié)作柔索并聯(lián)構(gòu)型裝備開始吊裝重物時(shí)，故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)初始化，載入預(yù)先設(shè)定的故障監(jiān)測(cè)指標(biāo)和閥值；

（2）、故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，安裝在設(shè)備上的內(nèi)部感知單元和外部感知單元開啟，對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采集到的信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路和模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，傳送給信號(hào)采集和處理ARM處理器；

（3）、信號(hào)采集和處理ARM處理器得到信號(hào)后，進(jìn)行預(yù)處理，采用內(nèi)置算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析后作出初步判斷，若有故障發(fā)生，則將判斷結(jié)果和相應(yīng)的監(jiān)測(cè)信號(hào)經(jīng)無線收發(fā)模塊傳送給控制中心的主控制ARM控制器；

（4）、主控制ARM控制器對(duì)接收到的判斷結(jié)果和信號(hào)進(jìn)行更詳盡的分析和處理，若確定有故障發(fā)生，則一方面控制聲光報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警，另一方面分析出故障發(fā)生點(diǎn)和故障發(fā)生原因等信息，通過人機(jī)交互設(shè)備提供給現(xiàn)場(chǎng)工程人員查看，同時(shí)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中，并傳送相應(yīng)故障處理控制信號(hào)給故障處理ARM處理器；若無故障發(fā)生，主控制ARM控制器則將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)通過人機(jī)交互設(shè)備提供給現(xiàn)場(chǎng)工程人員查看。

（5）、故障處理ARM處理器根據(jù)接收到的信號(hào)，依照預(yù)先內(nèi)置的故障處理算法，對(duì)柔索并聯(lián)構(gòu)型裝備進(jìn)行控制系統(tǒng)解算，得到反饋控制信號(hào)，并將信號(hào)傳送至起重吊裝協(xié)作柔索并聯(lián)構(gòu)型裝備的控制系統(tǒng)中進(jìn)行反饋控制，以達(dá)到快速處理故障的目的。