[發明專利]一種基于傾角傳感器的高空吊籃安全鎖測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201811364085.6
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN109406121A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 季國彪;高重陽
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

1.一種基于傾角傳感器的高空吊籃安全鎖測量裝置，其特征在于：模擬吊籃(6)一端通過鉸鏈(5)固定于支架(4)之上，另一端分別與備用繩(8)一端和工作繩(10)一端相連；其中工作繩(10)另一端通過滑輪(3)纏繞在卷揚(2)的卷筒上，卷揚(2)則通過電動機(1)帶動；備用繩(8)另一端與支架(4)相連，且處于松弛狀態；安全鎖(9)固定于模擬吊籃(6)的自由端；安全繩(11)垂直穿過待檢測的安全鎖(9)并與支架(4)相連；傾角傳感器(7)固定于模擬吊籃(6)上；當工作繩(10)張緊且不發生斷裂時，只有工作繩(10)受力；當工作繩(10)發生斷裂時，安全鎖(9)鎖住安全繩(11)時，只有安全繩(11)受力；若安全鎖(9)未能鎖住安全繩(11)，則備用繩(8)受力。

2.如權利要求1所述的一種基于傾角傳感器的高空吊籃安全鎖測量裝置，其特征在于：所述傾角傳感器(7)采用質量較小的傾角傳感器，在高過載或者大沖擊的情況產生較小的慣性力。

3.如權利要求1所述的一種基于傾角傳感器的高空吊籃安全鎖測量裝置，其特征在于：所述備用繩(8)、工作繩(10)、安全繩(11)均為鋼絲繩。

4.如權利要求1所述的一種基于傾角傳感器的高空吊籃安全鎖測量裝置，其特征在于：所述電動機(1)的輸出軸與卷揚(2)通過鏈條傳動。

5.一種如權利要求1所述的基于傾角傳感器的高空吊籃安全鎖測量裝置的測量方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟一：利用電動機(1)帶動卷揚(2)轉動，根據傾角傳感器(7)的度數顯示，提升模擬吊籃(6)上升至于地面平行，并設模擬吊籃(6)的長度為L，此時僅有工作繩(10)受力，突然剪斷工作繩(10)，模擬吊籃墜落情況，此時安全鎖(9)發生作用，鎖住安全繩(11)，從而防止模擬吊籃(6)繼續下落；若安全鎖(9)無法鎖住安全繩(11)，則備用繩(8)發揮作用，防止模擬吊籃撞擊地面造成損傷；

步驟二：若安全鎖(9)鎖住安全繩，則可通過傾角傳感器(7)讀出安全鎖鎖繩角度θ；

步驟三：計算安全鎖滑移量H＝L*tanθ；

步驟四：將斷繩實驗中懸吊平臺下降過程簡化為自由落體運動，根據運動學原理，求出安全鎖(9)的速度

步驟五：安全鎖(9)鎖住安全繩(11)之后，將安全鎖(9)的運動簡化為單自由度線性振動問題，根據機械動力學原理公式：

式中m為模擬吊籃(6)的等效載荷，x為安全鎖(9)的振動位移，k為安全繩(11)的剛度，為模擬吊籃(6)的加速度；

求解得其中A為安全鎖(9)的振幅，ω_n為安全鎖(9)的固有頻率，

通過能量守恒求得式中δ_st為靜載時安全繩(11)的變形量，δ_st＝mg/k，V_o為振動的初速度，

最后通過胡克定律求出安全繩最大沖擊力F_max＝kδ_max＝k(δ_st+A)。