專利名稱：用于起重機(jī)的電子高度限位器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于起重機(jī)的電子高度限位器。
背景技術(shù)：
目前，起重機(jī)公知的高度限位器是由行程限位器和重錘用鐵絲連接組成。行程限位器裝在臂桿頂部，而重錘則沿鋼絲繩而下，當(dāng)?shù)蹉^起升到一定高度撞擊到重錘，重錘撞擊后導(dǎo)致行程開關(guān)輸出一個(gè)開關(guān)量信號(hào)給起重機(jī)電氣控制中心，從而達(dá)到限制吊鉤起升的作用。但是，一是由于行程限位器里面是機(jī)械開關(guān)，經(jīng)過多次撞擊會(huì)發(fā)生形變會(huì)造成機(jī)械開關(guān)失靈。ニ是重錘是通過鐵絲沿起升鋼絲繩走的，由于鋼絲繩的旋轉(zhuǎn)很容易和連接重錘的鐵絲纏繞在一起，從而造成行程限位器不能正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種能夠避免因撞擊導(dǎo)致開關(guān)失靈影響行程限位器正常工作的用于起重機(jī)的電子高度限位器。用于起重機(jī)的電子高度限位器，包括能夠連續(xù)不斷地發(fā)射調(diào)制信號(hào)的光電開關(guān)，對(duì)準(zhǔn)光電開關(guān)的反光板，和與光電開關(guān)連接的主機(jī)；光電開關(guān)與反光板之間的實(shí)際距離達(dá)到檢測(cè)距離時(shí)、反光板將來自光電開關(guān)發(fā)射的調(diào)制信號(hào)發(fā)射回光電開關(guān)，光電開關(guān)接受到反射信號(hào)后向主機(jī)輸出連續(xù)規(guī)律的解調(diào)信號(hào)，主機(jī)收到解調(diào)信號(hào)控制繼電器停止提升吊鉤；
光電開關(guān)和主機(jī)安裝于臂桿上，反光板固定在吊鉤上；該檢測(cè)距離決定起重機(jī)的上限高度；
光電開關(guān)設(shè)置有能夠改變檢測(cè)距離的數(shù)字電位器，主機(jī)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的實(shí)際電阻值，數(shù)字電位器的實(shí)際電阻值與檢測(cè)距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系為L(zhǎng)X= L0 +(Rx- Rffl) (Lffl -L0)/ (R0 -Rffl )；L0為檢測(cè)距離下限即最近距離，Lm為檢測(cè)距離上限即最遠(yuǎn)距離，Lx為實(shí)時(shí)檢測(cè)距離，Rx為數(shù)字電位器調(diào)整實(shí)時(shí)阻值，Rtl為數(shù)字電位器最小阻值，Rm為數(shù)字電位器最大阻值，其中U、Lm ,R0和Rm對(duì)于某一固定的被測(cè)參數(shù)來說它們是常數(shù)。進(jìn)ー步，光電開關(guān)和主機(jī)固定在安裝板上，安裝板頂部與萬向節(jié)一端固定，萬向節(jié)的另一端與臂桿焊接固定；
光電開關(guān)的發(fā)射口和接收ロ對(duì)準(zhǔn)反光板。光電開關(guān)米用BS-20DN型號(hào)的光電開關(guān),這種型號(hào)的光電開關(guān)具有EMI濾波涉及，能夠有效消除變頻器等干擾源產(chǎn)生的諧波干擾。光電開關(guān)為紅外光調(diào)制發(fā)射、解調(diào)接受，能夠有效防止雜散光干擾，能夠在強(qiáng)陽光及強(qiáng)日光燈下正?？煽康毓ぷ?。進(jìn)一歩，反光板固定安裝在方形的固定板上，固定板固定于吊鉤頂部，固定板的四角和中心分別固定一塊反光板。固定板為鐵板，固定板焊接固定于吊鉤上。吊鉤鋼絲繩采用黒色鋼絲繩，反光板采用TD-02型白色鏡面反光板，是反饋反射型光電用反射板，這種型號(hào)的發(fā)光板實(shí)惠且容易購買。
進(jìn)ー步，主機(jī)包括采集光電開關(guān)的輸出信號(hào)的信號(hào)采集電路，判斷信號(hào)采集電路獲取的信號(hào)是否規(guī)律連續(xù)信號(hào)并過濾脈沖式的錯(cuò)誤信號(hào)的CPU處理電路，當(dāng)信號(hào)采集電路獲取的信號(hào)是規(guī)律連續(xù)信號(hào)時(shí)控制繼電器停止吊鉤上升的控制輸出電路，和給信號(hào)采集電路、CPU處理電路及控制輸出電路提供電源的電源電路；
主機(jī)內(nèi)置于能夠防止電場(chǎng)和磁場(chǎng)干擾的金屬屏蔽殼中。進(jìn)ー步，所述的信號(hào)采集電路由與光電開關(guān)的輸出端連接的RC電路、傳輸光耦、和與傳輸光耦的陽極端連接以保護(hù)該傳輸光耦的上拉電阻組成。進(jìn)ー步，控制輸出電路通過第二光耦與繼電器連接，繼電器繞組兩端分別反向連接ニ極管以避免繼電器動(dòng)作時(shí)造成反向干擾。使用第二光耦能夠防止繼電器對(duì)CPU處理電路造成干擾。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是將吊鉤與臂桿之間的最短距離設(shè)置為光電開關(guān)的檢測(cè)距 離，當(dāng)?shù)蹉^到達(dá)上限高度時(shí)即反光板與光電開關(guān)之間的距離達(dá)到檢測(cè)距離，此時(shí)，光電開關(guān)能夠接受到反光板返回的解調(diào)信號(hào)，并將該連續(xù)規(guī)律的解調(diào)信號(hào)輸送到主機(jī)中，主機(jī)控制繼電器切斷吊鉤的上升回路，使吊鉤停止上升，達(dá)到限位的目的。本發(fā)明具有能夠避免因撞擊導(dǎo)致開關(guān)失靈影響行程限位器正常工作的優(yōu)點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明的原理框圖。圖2是本發(fā)明的安裝示意圖。圖3是反光板的安裝示意圖。圖4是信號(hào)采集電路圖。圖5是控制輸出電路圖。圖6是光電開關(guān)和主機(jī)固定在安裝板的示意圖。圖7是DS3501高電壓數(shù)字電位器芯片電路。
具體實(shí)施例方式參照附圖，進(jìn)ー步說明本發(fā)明
用于起重機(jī)的電子高度限位器，包括能夠連續(xù)不斷地發(fā)射調(diào)制信號(hào)的光電開關(guān)2，對(duì)準(zhǔn)光電開關(guān)的反光板3,和與光電開關(guān)2連接的主機(jī)I ;光電開關(guān)2與反光板3之間的實(shí)際距離達(dá)到檢測(cè)距離時(shí)、反光板3將來自光電開關(guān)2發(fā)射的調(diào)制信號(hào)發(fā)射回光電開關(guān)2，光電開關(guān)2接受到反射信號(hào)后向主機(jī)I輸出連續(xù)規(guī)律的解調(diào)信號(hào)，主機(jī)I收到解調(diào)信號(hào)控制繼電器停止提升吊鉤4;
光電開關(guān)2和主機(jī)I安裝于臂桿5上，反光板3固定在吊鉤4上；該檢測(cè)距離決定起重機(jī)的上限高度。光電開關(guān)2和主機(jī)I固定在安裝板6上,安裝板6頂部與萬向節(jié)8 一端固定,萬向節(jié)8的另一端與臂桿5焊接固定；
光電開關(guān)2的發(fā)射口和接收ロ對(duì)準(zhǔn)反光板3。光電開關(guān)2采用BS-20DN型號(hào)的光電開關(guān)，這種型號(hào)的光電開關(guān)具有EMI濾波涉及，能夠有效消除變頻器等干擾源產(chǎn)生的諧波干擾。光電開關(guān)2為紅外光調(diào)制發(fā)射、解調(diào)接受，能夠有效防止雜散光干擾，能夠在強(qiáng)陽光及強(qiáng)日光燈下正?？煽康毓ぷ?。光電開關(guān)的檢測(cè)距離通常為20米，可發(fā)散角度小于5度。光電開關(guān)是通過調(diào)節(jié)激勵(lì)電流從而調(diào)整發(fā)射電流的強(qiáng)弱，激勵(lì)電流是通過調(diào)整電位器的大小改變，由于原光電開關(guān)距離調(diào)試是通過鑲嵌在光電開關(guān)殼體中的模擬電位器調(diào)整進(jìn)行的，并且此電位器的出現(xiàn)有可能會(huì)造成沁水的現(xiàn)象，并且電位器長(zhǎng)時(shí)間裸露在空氣中容易變形失靈，還有光電開關(guān)固定鉄板上后調(diào)試極為不便?，F(xiàn)把原光電開關(guān)內(nèi)電位器改為數(shù)字電位器，把電位器控制端和電子高度限位器主機(jī)連接，主機(jī)進(jìn)行軟件計(jì)算，通過按鍵可以準(zhǔn)確調(diào)整距離的遠(yuǎn)近。數(shù)字電位器選用DS3501高電壓，128抽頭數(shù)字電位器。數(shù)字電位器芯片電路如圖(7)所示。電位器阻值的大小決定發(fā)射電流的大小,發(fā)射電流的大小又決定光電開關(guān)的發(fā)射距離。阻值越大電流越小，電流越小距離就越小，所以阻值越大光電開關(guān)發(fā)射距尚越小。這樣我們根據(jù)標(biāo)度變換公式Lx = L0 + (Rx 一 Rm) (Lm 一L0) / (R0 一Rm )計(jì)算距離長(zhǎng)度。Ltl為檢測(cè)距離下限即最近距離，Lm為檢測(cè)距離上限即最遠(yuǎn)距離，Lx為實(shí)時(shí)檢測(cè)距離，Rx為數(shù)字電位器調(diào)整實(shí)時(shí)阻值，Rtl為數(shù)字電位器最小阻值，Rm為數(shù)字電位器最大阻值，其中U、Lm ,R0和Rm對(duì)于某一固定的被測(cè)參數(shù)來說它們是常數(shù)。所以調(diào)整數(shù)字電位器Rx就可以算出此刻的距離Lx。
反光板3固定安裝在方形的固定板7上，固定板7固定于吊鉤4頂部，固定板7的四角和中心分別固定一塊反光板3。這樣可以保證光電開關(guān)2從5個(gè)方向接受發(fā)光板3反射的信號(hào)，又能盡可能地節(jié)約反光板的開支，節(jié)約成本。固定板7為鐵板，固定板7焊接固定于吊鉤4上。吊鉤鋼絲繩采用黑色鋼絲繩，反光板3采用TD-02型白色鏡面反光板，是反饋反射型光電用反射板，這種型號(hào)的發(fā)光板實(shí)惠且容易購買。光電開關(guān)2只能識(shí)別白色反光板反射胡來的信號(hào)，并且5個(gè)反光板安裝在固定板上，能夠保證吊鉤在高度極限位置時(shí)，漫反射型號(hào)能夠可靠地反射回光電開關(guān)中，5個(gè)方向的反光板只要有ー個(gè)方向能將信號(hào)反射回光電開關(guān)，就能使的保護(hù)有效。主機(jī)I包括采集光電開關(guān)的輸出信號(hào)的信號(hào)采集電路，判斷信號(hào)采集電路獲取的信號(hào)是否規(guī)律連續(xù)信號(hào)并過濾脈沖式的錯(cuò)誤信號(hào)的CPU處理電路，當(dāng)信號(hào)采集電路獲取的信號(hào)是規(guī)律連續(xù)信號(hào)時(shí)控制繼電器停止吊鉤上升的控制輸出電路，和給信號(hào)采集電路、CPU處理電路及控制輸出電路提供電源的電源電路；
主機(jī)I內(nèi)置于能夠防止電場(chǎng)和磁場(chǎng)干擾的金屬屏蔽殼中。CPU處理電路采用STC 89C516RD+，CPU處理電路中包含有能夠辨識(shí)規(guī)律連續(xù)信號(hào)和脈沖信號(hào)的辨識(shí)單元，當(dāng)偶爾有外來物靠近光電開關(guān)吋，反射給光電開關(guān)的為脈沖信號(hào)，該辨識(shí)単元能過濾該脈沖信號(hào)，保證控制的準(zhǔn)確性。所述的信號(hào)采集電路由與光電開關(guān)2的輸出端連接的RC電路、傳輸光耦TLR521-1、和與傳輸光耦TLR521-1的陽極端連接以保護(hù)該傳輸光耦TLR521-1的上拉電阻RB3組成?？刂戚敵鲭娐吠ㄟ^第二光耦TIL113與繼電器連接，繼電器繞組兩端分別反向連接ニ極管D3以避免繼電器動(dòng)作時(shí)造成反向干擾。使用第二光耦TIL113能夠防止繼電器對(duì)CPU處理電路造成干擾。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是將吊鉤4與臂桿5之間的最短距離設(shè)置為光電開關(guān)2的檢測(cè)距離，當(dāng)?shù)蹉^4到達(dá)上限高度時(shí)即反光板3與光電開關(guān)2之間的距離達(dá)到檢測(cè)距離，此時(shí)，光電開關(guān)2能夠接受到反光板3返回的解調(diào)信號(hào)，并將該連續(xù)規(guī)律的解調(diào)信號(hào)輸送到主機(jī)I中，主機(jī)I控制繼電器切斷吊鉤4的上升回路，使吊鉤4停止上升，達(dá)到限位的目的。本發(fā)明具有能夠避免因撞擊導(dǎo)致開關(guān)失靈影響行程限位器正常工作的優(yōu)點(diǎn)。本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。權(quán)利要求
1.用于起重機(jī)的電子高度限位器，其特征在于包括能夠連續(xù)不斷地發(fā)射調(diào)制信號(hào)的光電開關(guān)，對(duì)準(zhǔn)光電開關(guān)的反光板，和與光電開關(guān)連接的主機(jī)；光電開關(guān)與反光板之間的實(shí)際距離達(dá)到檢測(cè)距離時(shí)、反光板將來自光電開關(guān)發(fā)射的調(diào)制信號(hào)發(fā)射回光電開關(guān)，光電開關(guān)接受到反射信號(hào)后向主機(jī)輸出連續(xù)規(guī)律的解調(diào)信號(hào)，主機(jī)收到解調(diào)信號(hào)控制繼電器停止提升吊鉤； 光電開關(guān)和主機(jī)安裝于臂桿上，反光板固定在吊鉤上；該檢測(cè)距離決定起重機(jī)的上限高度； 光電開關(guān)設(shè)置有能夠改變檢測(cè)距離的數(shù)字電位器，主機(jī)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的實(shí)際電阻值，數(shù)字電位器的實(shí)際電阻值與檢測(cè)距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系為L(zhǎng)X= L0 +(Rx- Rffl) (Lffl -L0)/ (R0 -Rffl )；L0為檢測(cè)距離下限即最近距離，Lm為檢測(cè)距離上限即最遠(yuǎn)距離，Lx為實(shí)時(shí)檢測(cè)距離，Rx為數(shù)字電位器調(diào)整實(shí)時(shí)阻值，Rtl為數(shù)字電位器最小阻值，Rm為數(shù)字電位器最大阻值，其中U、Lm ,R0和Rm對(duì)于某一固定的被測(cè)參數(shù)來說它們是常數(shù)。
2.如權(quán)利要求I所述的用于起重機(jī)的電子高度限位器，其特征在于光電開關(guān)和主機(jī)固定在安裝板上，安裝板頂部與萬向節(jié)一端固定，萬向節(jié)的另一端與臂桿焊接固定； 光電開關(guān)的發(fā)射口和接收ロ對(duì)準(zhǔn)反光板。
3.如權(quán)利要求2所述的用于起重機(jī)的電子高度限位器，其特征在于反光板固定安裝在方形的固定板上，固定板固定于吊鉤頂部，固定板的四角和中心分別固定一塊反光板。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的用于起重機(jī)的電子高度限位器，其特征在于主機(jī)包括采集光電開關(guān)的輸出信號(hào)的信號(hào)采集電路，判斷信號(hào)采集電路獲取的信號(hào)是否規(guī)律連續(xù)信號(hào)并過濾脈沖式的錯(cuò)誤信號(hào)的CPU處理電路，當(dāng)信號(hào)采集電路獲取的信號(hào)是規(guī)律連續(xù)信號(hào)時(shí)控制繼電器停止吊鉤上升的控制輸出電路，和給信號(hào)采集電路、CPU處理電路及控制輸出電路提供電源的電源電路； 主機(jī)內(nèi)置于能夠防止電場(chǎng)和磁場(chǎng)干擾的金屬屏蔽殼中。
5.如權(quán)利要求4所述的用于起重機(jī)的電子高度限位器，其特征在于所述的信號(hào)采集電路由與光電開關(guān)的輸出端連接的RC電路、傳輸光I禹、和與傳輸光I禹的陽極端連接以保護(hù)該傳輸光稱的上拉電阻組成。
6.如權(quán)利要求5所述的用于起重機(jī)的電子高度限位器，其特征在于控制輸出電路通過第二光耦與繼電器連接，繼電器繞組兩端分別反向連接ニ極管以避免繼電器動(dòng)作時(shí)造成反向干擾。
全文摘要
用于起重機(jī)的電子高度限位器，包括能夠連續(xù)不斷地發(fā)射調(diào)制信號(hào)的光電開關(guān)，對(duì)準(zhǔn)光電開關(guān)的反光板，和與光電開關(guān)連接的主機(jī)；光電開關(guān)與反光板之間的實(shí)際距離達(dá)到檢測(cè)距離時(shí)、反光板將來自光電開關(guān)發(fā)射的調(diào)制信號(hào)發(fā)射回光電開關(guān)，光電開關(guān)接受到反射信號(hào)后向主機(jī)輸出連續(xù)規(guī)律的解調(diào)信號(hào)，主機(jī)收到解調(diào)信號(hào)控制繼電器停止提升吊鉤；光電開關(guān)和主機(jī)安裝于臂桿上，反光板固定在吊鉤上；該檢測(cè)距離決定起重機(jī)的上限高度。本發(fā)明具有能夠避免因撞擊導(dǎo)致開關(guān)失靈影響行程限位器正常工作的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B66C23/90GK102642785SQ201110423050
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者伍社紅, 厲紅婭, 張煜明, 揭建安, 謝亞琴 申請(qǐng)人:杭州江河機(jī)電裝備工程有限公司, 水利部杭州機(jī)械設(shè)計(jì)研究所