多功能變輻塔吊無極變化超載限制器，(簡易電腦模擬計算器)的製作方法

2024-04-08 02:02:05 1

專利名稱：多功能變輻塔吊無極變化超載限制器，(簡易電腦模擬計算器)的製作方法
我們發明這種簡易電腦模擬計算器，是一種防止塔吊超載的安全保護裝置，即「多功能變輻塔吊無極變化超載限制器」。這種監測儀器，結構簡單，造價低廉，抗矽抗震，不怕風吹雨淋，是一種堅固耐用的監測裝置。
由於我國工業的飛速發展，建築塔吊與日俱增，但是這些起重設備，無論是國內還是國外，都沒有防止變輻超載的安全保護裝置，即使過去有的單位試裝過機械結構的限制器，和分檔次單一測重的限制器，但是這些產品，基本都沒有起過安全保護作用，實質是配搭，所以翻吊斷吊等事故時有發生，每起事故都要給人民生命財產造成重大的經濟損失，因此近些年來已引起了國內外各有關部門的重視，都在集中力量解決塔吊的變輻問題，但是至今毫無進展，其主要原因是監測數據複雜，用一般儀器解決不了如此複雜的計算數據，用複雜的電腦，造價太高，在經濟上划不來，同時也沒有必要用這麼昴貴的儀器放在塔吊上，因此這種監測儀器至今仍是空白點。
目前所有研製單位，都在解決角度、力矩和噸米重量變化三者之間的關係，但均未成功，所以無奈也只好定出幾個角度，以點代面分檔次限制，但是這是毫無作用的，因為塔吊的吊臂變化是無極的，以無極變化的塔吊，用有極的儀器去保護它的安全，是不能解決任何問題的，因為除了這幾個固定角度之外，其他任何一個角度，都存在不安全因素，那怕改變點點角度，都在威脅塔吊有翻吊斷吊的危險，所以這種儀器即使研製成功，也不起安全保護作用。何況到目前止，單純監測重量的儀器尚未過關，沒有一家產品能夠使住，所以要想達到全方位角度、力矩、噸米重量三者變化關係的監測，那就更力所難及了。
我們發明的這種簡易電腦計算器，是無極的，可以監測吊臂變化內的所有角度，不分檔次保障全方位角度的安全生產，其測量精度和堅固耐用性能，是一般測量儀器根本達不到的。
這種儀器的全部結構是由以下幾部組成的1、信息獲得是由傳感器(1)，(2)，阻值為600Ω;測量電橋(3)阻值為10Ω;信號反饋平衡電位器RG(4)阻值220Ω;調零電位器RT(5)阻值為220Ω;定值電位器RX(6)阻值為10～300Ω;角輻信號電位器RM(7)阻值為220Ω;傳感器電壓為36至54伏;供橋電壓為0.5伏。
2、信息轉換是由放大器(8)(本放大器是由電晶體和電子管混合組成的，其優點是功率大，穩定性好，不怕震動，便於維修和更換管子，氣溫變化影響較小，適應於南、北方和冬、夏季全年使用)，和儀表電機ND30(9)組成的。
3、信息顯示是由計重齒輪(10);計重指針(11);計重軸(12);儀錶盤(13)等部件組成的。
4、信息處理是由儀表電機(9);電機主軸(14);電機齒輪(15);執行凸輪(16);繼電器(17)、(18);步進開關(19);工作燈(20);報警燈(21);報警鈴(22);與吊車構成斷電迴路等部件組成的。
其工作原理是當傳感器受重之後(見電橋平衡原理圖一)，獲得的U重信號，經過測量電橋，送入放大器，經過放大器放大的信號，驅動儀表電機(9)工作，帶動計重指針旋轉，而在測量電橋裡又接一反饋平衡電位器RG(4)，其阻值的變化靠與儀表電機同步轉動而位移，這樣由於儀表電機旋轉，測量電橋由平衡狀態變為非平衡狀態，從而又有一微弱的電壓信號U橋輸出，不過它與U重相位相反，當在數量上相等時，即U重＝U橋，這時放大器接受的信號U重+U橋＝0，工作電機(9)與計重指針，就停止在某個角度位置，但是這個角度位置並非是U重的真實重量，而是橋路平衡之值，為了標定真實重量，必須在反饋平衡信號RG(4)上，再並聯一個定值電位器RX(6)，用以調整RX的阻值大小而定值。當卸載時，傳感器橋路將恢復原來的平衡狀態，U重即消除。但是測量電橋裡的U橋信號依然作用於電子放大器，由於相位與U重相反，所以電子放大器又工作，驅動儀表電機反轉，計重指針亦隨之向零位回趨。在此過程中U橋亦隨之減小，直至U橋＝0時，這時測量電橋也恢復原來的平衡狀態，此時U重＝0，U橋＝0，則電子放大器所接受的信號為零，因而整個測量系統處於原始的平衡狀態。
在工作時，當傳感器受力之後，這時司機可在顯示儀表上清晰的看到每吊的重量，當被吊重量接近額定載荷95%時，這時儀表電機(9)，驅動執行凸輪推動步進開關(19)，切斷工作燈(20)，接通報警燈(21)，閉合報警鈴(22)，開始報警，這時如果司機仍不注意繼續起吊，當重物達到額定載荷100%時，儀表電機繼續驅動執行凸輪(16)前進，切繼提升電源或變輻電源，採取安全保護措施。
我們發明這種簡易電腦模擬計算器的核心部分有以下幾點第一，在測量電橋裡，把吊臂角度變輻器輸入信號RM，直接加在測量電橋RT的一端(不能顛到)，其具體結構是將RM三根信號線並聯在RT三根線上，構成新的測量電路(如圖二所示)。第二，在配上由我們研製的二次儀表，這個儀表的結構機心，是由一個執行凸輪和兩個圓錐齒輪組成的，執行凸輪是裝在電機主軸(14)上，圓錐齒輪一個裝在電機主軸(14)的執行凸輪(16)的上面，另一個裝在計重齒輪(12)的一端，傳動角為90度，這樣結構的儀表機心，就能準確的完成測重、報警、斷電三種功能(見圖三)。第三，在把重量值和變角值統一在一塊錶盤上，重量值為順時針，變角值為逆時針(如圖四所示)。第四，各部數據是特定的，重量值的角度範圍為320度，變角值的角度範圍為160度，重量值與角度值之比為1∶2，吊臂變輻角度為56度是常數，錶盤角度值為160度也是常數，它們之間的關係比為1∶2.86度。RM的變輻角度值是未知數，它是根據測量範圍RG並聯電阻RX的大小來決定的，RX的阻值大，RM的變輻角度就大，RX阻值小，RM變輻角度就小，如以16噸米塔吊為例，在上述元件值和參數不變的條件下，吊臂變輻角度為56度，RM的變輻角度近似56度，等於1∶1，RM的變角值為56＊220Ω/3600＝3.36Ω。如以25噸米塔吊為例，在上述一切元件值和參數不變的條件下，吊臂變輻角度仍為56度，RM的變輻角度近似82度，等於1∶1.46，RM的變角值為82＊220Ω/3600＝5.01Ω。以上計算是測試值，而不是絕對值，它是受元件誤差和溫度而影響的，但是可以通過器件而調整的。
以上發明既簡單又省事，以如此簡單的測量電路，和非常普通的二次儀表，解決如此精密的測量數據，這是不可想像的，當然這不是說，這種儀器今後世界各先進國家不能研製出來，而是說以如此低廉的造價，解決如此複雜的計算數據，看來是難能實現的，即使今後研製出來，造價也要高出我們的十倍以上。
注「圖一」根據電橋平衡原理，橋臂電阻R1、R2、R3、R4，接成如圖一所示全橋電路，A、C兩點接電源，B、D兩點接毫伏計，如果第Ⅰ支路中的電阻R1上的電壓降與第Ⅱ支路中的R4上的電壓降相等，則B、D兩點間的電位差為零，毫伏計裡沒有電流通過。
即 (R1)/(R2) = (R4)/(R3) 或R1·R3＝R2·R4如果破壞了這個平衡條件(R1)/(R2)
(R4)/(R3) 或R1·R3≠R2·R4時毫伏計裡就有電流通過。
權利要求
1.本簡易電腦模擬計算器的核心結構，是把角度控制器RM的輸入信號，直接加在測量電橋RT的一端，其組成的電路是將RM三根信號線，並聯在RT三根信號線上，組成新的測量電路，這是本發明的重點，它與特製的二次儀表配合，就能監測角度、力矩和噸米重量變化三者之間的關係。凡是用上述原理和原件組成的測量電路，都屬於本發明之內，要求受專利法保護。
2.與這種測量電路配合的信息顯示和信息處理，是機電結合的二次儀表，本儀表的執行機構，是由儀表電機、園錐齒輪(傳動角為90度)、執行凸輪、步進開關和繼電器等部件組成的，以電機為動力，驅動計重指針顯示重量，帶動執行凸輪，斷開或閉合各個報警斷電線路。凡是用這種原理或部件組成的二次儀表，都屬本發明之內，要求受專利法保護。
3.凡是把重量值，和角度值統一在一塊錶盤上，重量值為順時針，角度值為逆時針，不管角度範圍多大，只要用以上原理結構的錶盤，都屬本發明之內，要求受專利法保護。
全文摘要
本發明的監測電路，是由測量電橋，RG信號反饋平衡電位器，RX定值電位器，RT調零電位器，RM角度變化電位器等元件組成的測量電路，這種電路能有效的把RM角度變輻信號直接加在RT的一端，這種加法不影響U重信號值的變化，同時在把重量值和角度值，統一在一塊錶盤上，重量值的角度範圍為320度，角度值的角度範圍為160度，重量值為順時針，角度值為逆時針，配上特製的二次儀表，就能完成計重、報警、斷電三種功能。
文檔編號B66D1/58GK1046312SQ89102329
公開日1990年10月24日 申請日期1989年4月14日 優先權日1989年4月14日
發明者高國才, 高治剛, 高治洋, 姜莉, 孫福洪, 溫學民 申請人:高治洋, 高治剛