往復式索道鋼繩纏繞故障檢測方法及裝置的製作方法
2023-11-01 03:36:22 2
專利名稱：往復式索道鋼繩纏繞故障檢測方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種往復式索道鋼繩纏繞故障檢測方法及裝置，檢測承重鋼索與牽引鋼索是否發生纏繞故障並給控制臺發送停車報警信號，屬於檢測技術領域。
背景技術：
索道作為現代化的空中交通運輸工具，具有複雜地形適應性強、克服地面障礙、爬坡能力大等優點，廣泛適用於旅遊、水電、礦山、煤炭、林業、農業、建築、冶金等多種行業。在提供方便的同時，索道也伴隨著危險。如發生事故，人民生命財產安全將遭受慘重的損失，對當地經濟和索道的發展影響很大。因此對於索道的安全檢測提出了較高的要求。往復式索道使用多條鋼索，其中用作支持吊車重量的兩條承載索是不動的，牽引鋼索則負責拉動吊車。受惡劣氣候影響或其他原因影響，索道鋼繩擺動嚴重時，致使牽引索與承載索發生纏繞故障，如果不能及時診斷停車，會造成運行失控、繩索拉斷、剪切甚至墜落等嚴重事故。因此針對往復式索道鋼繩纏繞故障的檢測是必不可少的。GB12352-2007《客運架空索道安全規範》一文關於電氣設備中防雷和接地的規定索道站房、線路支架、未絕緣的鋼繩、機械設備及所有金屬構件應直接接地。GB12141-2008《貨運架空索道安全規範》一文中也明確規定除通訊索、信號索之外，其他金屬部件都應接地。國外對於雙索纏繞檢測的裝置並不適用於國內鋼繩接地的情況，國內針對雙索纏繞故障的專用檢測裝置尚未出現。
發明內容
根據目前國內的實際情況和要求，本發明提供一種往復式索道鋼繩纏繞故障檢測方法及裝置，可方便的連接在現有索道的承載索和牽引索上，其信號發生部分施加信號，通過檢測接收信號的變化來判斷出牽引索與承載索是否發生纏繞，並向索道控制臺發送停車
報警信號。在現有往復式索道的承載索和牽引索一端接地或兩端的前提下，為實現上述目的，本發明採用下述技術方案
一種往復式索道鋼繩纏繞故障檢測裝置，包括信號產生裝置和信號接收裝置；所述的信號產生裝置包括第一箱體，第一箱體的外殼上設有第一進線口和第一出線孔，第一箱體的內部設有產生信號處理電路；所述的信號接收裝置包括第二箱體，第二箱體的外殼上設有第二進線口和第二出線孔，所述的箱體內部設有接收信號處理電路。所述的產生信號處理電路包括第一電壓轉換電路、信號產生電路、信號調製電路、功率放大電路和信號輸出電路；所述的第一電壓轉換電路把轉換後的電壓輸送給信號產生電路、信號調製電路、功率放大電路，所述的信號產生電路、信號調製電路、功率放大電路、信號輸出電路依次相連；
所述的接收信號處理電路包括第二電壓轉換電路、信號接收電路、信號濾波電路、調製放大電路、去噪聲電路和單片機；所述的第二電壓轉換電路把轉換後的電壓輸送給信號濾波電路、調製放大電路、去噪聲電路和單片機，所述的依次相連信號接收電路、信號濾波電路、調製放大電路、去噪聲電路和單片機；
所述的第一電壓轉換電路通過第一進線口與第一控制臺相連，所述的信號輸出電路的輸出信號經第一出線孔與索道承載索或牽引索相連，給索道鋼繩施加信號。所述的單片機和第二電壓轉換電路通過第二進線口與索道的第二控制臺相連，所述的信號接收電路經第二出線孔與索道承載索或牽引索相連。所述的檢測裝置的檢測方法，分為三種連接方式，其包括檢測裝置的信號產生裝置和信號接收裝置的不同連接方式，兩端位置可互換，如下
對於索道承載索和牽引索一端接地的情況，所述的故障檢測裝置都連接在接地的一端，信號產生裝置施加到靠近索道控制臺承載索接地端的一段鋼繩上，信號接收裝置連接到靠近索道控制臺牽引索接地端的一段鋼繩上；檢測裝置工作後，當承載索和牽引索沒有纏繞發生時，牽引索上的信號接收裝置接收不到信號；當發生纏繞故障時，信號接收裝置能夠接收到信號，判斷有效後向索道控制臺發送停車報警信號。對於索道承載索和牽引索兩端接地的情況，所述的故障檢測裝置分別連接在接地兩端的承載索和牽引索上，信號產生裝置施加到靠近索道控制臺承載索接地端的一段鋼繩上，信號接收裝置連接到靠近另一端索道控制臺牽引索接地端的一段鋼繩上；故障檢測裝置工作後，當承載索和牽引索沒有纏繞發生時，牽引索上的信號接收裝置能夠接收到信號；當發生纏繞故障時，信號接收裝置接收到的信號減小，判斷有效後向索道控制臺發送停車報警信號。對於索道承載索和牽引索兩端接地的情況，所述的故障檢測裝置分別連接到接地兩端的承載索上，信號產生裝置施加到靠近索道控制臺承載索接地端的一段鋼繩上，信號接收裝置連接到靠近另一端索道控制臺承載索接地端的一段鋼繩上；故障檢測裝置工作後，當承載索和牽引索沒有纏繞發生時，牽引索上的接收端能夠接收到信號；當發生纏繞故障時，信號接收裝置接收到的信號減小，判斷有效後向索道控制臺發送停車報警信號。所述的信號產生裝置和信號接收裝置內部的模塊電路是一塊PCB電路板。本發明的有益效果本發明的檢測方法及裝置利用鋼繩纏繞前後的信號變化來實現判斷承載索和牽引索是否纏繞，反應速度快，成本較低，容易實現，有很大的發展前景。經實驗證明可直接應用於現有索道上，不影響已有的控制系統及索道運行，該裝置連接在靠近索道控制端的鋼繩上，方便信號施加和信號提取。進一步提升了往復式索道的安全性能，有效防止了纏繞過程中因發現處理不及時對鋼繩磨損及破壞，降低了因鋼繩纏繞引發事故的機率，減少了傳統人工觀測雙索纏繞故障的勞動強度，填補了此項技術國內空白。索道控制臺通過進線口連接到電壓轉換電路為檢測裝置提供電源。信號產生裝置過出線孔連接到索道控制臺從動端的鋼繩上施加信號，信號接收裝置通過出線孔連接到靠近索道控制臺動力端的鋼繩上拾取信號。當牽引索和承載索發生纏繞故障時，通過區分信號接收裝置接收到的信號變化判斷是否發生纏繞故障並傳送報警信號到索道控制臺的控制臺，提醒相關操作人員及時停車並搶修。所述的往復式索道纏繞故障檢測裝置，不僅僅局限於應用在往復式索道，其適用於任何多條鋼繩以承載索和牽引索為支撐及牽引方法的索道纏繞故障檢測。所述的往復式索道纏繞故障檢測方法及裝置的信號產生裝置和信號接收裝置的連接方法，即在鋼繩的接地端軸向取一段鋼繩，檢測裝置連接該段鋼繩的兩端，其中有一端是接地的。所述的信號接收裝置連接到索道控制臺動力端的承載索上，不局限在索道高處是動力端或者低處是動力端的情況，僅僅是為了方便信號拾取。同理信號產生裝置施加在索道控制臺的從動端也是如此。兩端互換的連接方法也包含在本發明保護之內。所述的電壓轉換模塊是指將索道電氣系統常用的24V電壓轉換成可供檢測裝置的信號產生裝置和信號接收裝置電路使用的電壓轉換電路。
圖1為本發明的檢測裝置信號產生裝置的結構示意圖。圖2為本發明的檢測裝置信號接收裝置的結構示意圖。圖3為本發明的檢測裝置應用檢測方法三的實際情況示意圖。圖4為本發明的檢測裝置連接後的等效分布參數電路。圖中I第一箱體、2第一控制臺、3第一進線口、4第一電壓轉換電路、5信號產生電路、6信號調製電路、7功率放大電路、8信號輸出電路、9第一出線孔、10第二箱體、11第二出線孔、12第二進線口、13第三進線口、14第二電壓轉換電路、15信號接收電路、16信號濾波電路、17調製放大電路、18去噪聲電路、19單片機、20第二控制臺、21-1承載索、22_1牽引索，21-2承載索，22-2牽引索，23吊車，24信號產生裝置，25信號接收裝置。
具體實施例方式基於目前國內的實際情況，即牽引索和承載索必須至少有一端接地的強制性要求，以承載索和牽引索兩端接地的情況，敘述本發明裝置連接在承載索上的具體實施方式
如下
一種往復式索道纏繞故障檢測裝置，分為信號產生裝置和信號接收裝置兩部分。信號產生裝置如圖1所示，其包含第一箱體1，第一箱體I外殼設有第一進線口 3和第一出線孔9，內部含有第一電壓轉換電路4、信號產生電路5、信號調製電路6、功率放大電路7和信號輸出電路8。所述的信號產生電路5、信號調製電路6、功率放大電路7、信號輸出電路8依次相連；索道第一控制臺2通過第一進線口 3連接到第一電壓轉換電路4為信號產生裝置內各個電路提供電源，信號輸出電路8通過第一出線口 9連接到索道承載索鋼繩上施加信號。信號接收裝置如圖2所示，其包括第二箱體10，第二箱體10外殼設有第二出線孔11、第二進線口 12、第三進線口 13，內部設有第二電壓轉換電路14、信號接收電路15、濾波電路16、調製放大電路17、去除噪聲電路18及單片機19，索道第二控制臺20通過第二進線口 3連接到第二電壓轉換電路14為信號接收裝置內各個電路提供電源，信號接收電路15通過第二出線口 11連接到索道鋼繩上拾取信號，經過信號處理後由單片機19檢出信號並判斷有效信號後輸出給索道第二控制臺20。該檢測裝置應用於往復式索道兩端公共接地的情況，如圖3所示，每條鋼索都對應一個接地電阻，承載索21-1、牽引索22-1、牽引索21-2和承載索22_2，兩端加上接地電阻凡、R2> R3> R4> R5> R6O牽引索22-1和牽引索21-2是一個閉合的鋼繩圈，因此在索道第一控制臺2的動力端和第二控制臺20的從動端的轉動滑輪輪軸接地。索道第一控制臺2和第二控制臺20之間架設有承載索21-1和承載索21-2，牽引索22-1和牽引索22_2是一根閉合的鋼繩，纏繞在兩個控制臺的滑輪上，動力端架設在第一控制臺2中拉動牽引索運行，從動端在第二控制臺20中，整個牽引索帶動吊車23往復運行。具體實施以承載索21-1和牽引索22-1發生纏繞為例，如圖3中，承載索21_1的靠近第一控制臺2 —端取長度L的鋼繩阻抗為X1，在X1兩端施加上檢測裝置的信號產生裝置24，在承載索22-1的靠近第二控制臺20 —端取長度I的鋼繩阻抗為Xn，在Xn兩端施加上檢測裝置的信號接收裝置25。當承載索21-1和牽引索22-1無纏繞時，將承載索21-1、牽引索22-1和對應的接地電阻&、R2> R3> R4組成的電路等效成分布參數電路，將Xp R1^ R2的等效阻抗視為信號產生源的內阻Z1,Xn、R3、R4的等效阻抗等效為信號接收裝置的電阻Z2,設牽引索22-1的阻抗為Y，信號產生源的Z1兩端電壓為Vtl，對該分布參數電路進一步等效如圖4所示，信號拾取的電壓V2 (即信號接收裝置的電壓)可看作整個承載索21-1和牽引索22-1組成的迴路在Z2分壓所得。當承載索21-1和牽引索22-1發生纏繞時，由於索道上鋼繩發生纏繞的位置不同，其等效電路也不同。設纏繞的發生點在承載索21-1上Q處，承載索21-1和牽引索22-1之間有接觸電阻其等效阻值為Zq，且Zq使得原來的閉合迴路變為2個閉合迴路，信號拾取電壓V2』的數值可看作Zq的壓降Uq在Z2分壓所得，其中Uq要遠小於Vtl, V2』要遠小於V2。即當承載索21-1和牽引索22-1發生纏繞時，信號接收裝置25的拾取信號發生了明顯的衰減，纏繞時的拾取信號要遠小於未發生纏繞時接收裝置25收到的信號。上述信號產生端和信號接收端的鋼繩長L和I不固定，可根據具體實際應用的效果來選擇。接收到的信號經過信號處理及噪聲去除後由單片機檢出信號並判斷是否有效，給發送停車報警信號給索道控制系統，提醒相關操作人員及時停車並搶修。承載索21-1和牽引索22-1的實施方式與上述一致。所述的信號產生裝置24和信號接收裝置25的連接，即在鋼繩的接地端軸向取一段鋼繩，檢測裝置通過出線孔連接該段鋼繩的兩端。取出的鋼繩長度根據實際應用情況而定。所述的信號產生裝置24連接到索道第一控制臺2動力端的承載索21-1上，不局限在索道高處是動力端或者低處是動力端的情況，僅僅是為了方便信號拾取。同理信號產生裝置24施加在索道第二控制臺20的從動端也是如此。兩端互換的連接方法也包含在本發明保護之內。以上是索道鋼繩纏繞故障檢測裝置應用於檢測方法三的具體實施方式
，其他兩種方法設施方式的原理基本相同，但因牽引索是運行的，在牽引索上施加裝置時需採用彈簧連接的上下多個導電滑輪來實現在運動的牽引索鋼繩上的導電連接，彈簧的拉力確保多個滑輪隨著牽引索運行而在鋼繩上滑動並保持緊密接觸。上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式
進行了描述，但並非對本發明保護範圍的限制，所屬領域技術人員應 該明白，在本發明的技術方案基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明保護範圍以內。
權利要求
1.一種往復式索道鋼繩纏繞故障檢測裝置，包括信號產生裝置和信號接收裝置；其特徵在於所述的信號產生裝置包括第一箱體，第一箱體的外殼上設有第一進線口和第一出線孔，第一箱體的內部設有產生信號處理電路；所述的信號接收裝置包括第二箱體，第二箱體的外殼上設有第二進線口和第二出線孔，所述的箱體內部設有接收信號處理電路。
2.如權利要求1所述的故障檢測裝置，其特徵在於所述的產生信號處理電路包括第一電壓轉換電路、信號產生電路、信號調製電路、功率放大電路和信號輸出電路；所述的第一電壓轉換電路把轉換後的電壓輸送給信號產生電路、信號調製電路、功率放大電路，所述的信號產生電路、信號調製電路、功率放大電路、信號輸出電路依次相連。
3.如權利要求2所述的故障檢測裝置，其特徵在於所述的接收信號處理電路包括第二電壓轉換電路、信號接收電路、信號濾波電路、調製放大電路、去噪聲電路和單片機；所述的第二電壓轉換電路把轉換後的電壓輸送給信號濾波電路、調製放大電路、去噪聲電路和單片機，所述的信號接收電路、信號濾波電路、調製放大電路、去噪聲電路和單片機依次相連。
4.如權利要求2所述的故障檢測裝置，其特徵在於所述的第一電壓轉換電路通過第一進線口與第一控制臺相連，所述的信號輸出電路的輸出信號經第一出線孔與索道承載索或牽引索相連。
5.如權利要求3所述的故障檢測裝置，其特徵在於所述的單片機和第二電壓轉換電路通過第二進線口與索道的第二控制臺相連，所述的信號接收電路經第二出線孔與索道承載索或牽引索相連。
6.如權利要求1所述的故障檢測裝置的檢測方法，其特徵在於 對於索道承載索和牽引索一端接地的情況，所述的故障檢測裝置都連接在接地的一端，信號產生裝置施加到靠近索道控制臺承載索接地端的一段鋼繩上，信號接收裝置連接到靠近索道控制臺牽引索接地端的一段鋼繩上；檢測裝置工作後，當承載索和牽引索沒有纏繞發生時，牽引索上的信號接收裝置接收不到信號；當發生纏繞故障時，信號接收裝置能夠接收到信號，判斷有效後向索道控制臺發送停車報警信號。
7.如權利要求1所述的故障檢測裝置的檢測方法，其特徵在於 對於索道承載索和牽引索兩端接地的情況，所述的故障檢測裝置分別連接在接地兩端的承載索和牽引索上，信號產生裝置施加到靠近索道控制臺承載索接地端的一段鋼繩上，信號接收裝置連接到靠近另一端索道控制臺牽引索接地端的一段鋼繩上；故障檢測裝置工作後，當承載索和牽引索沒有纏繞發生時，牽引索上的信號接收裝置能夠接收到信號；當發生纏繞故障時，信號接收裝置接收到的信號減小，判斷有效後向索道控制臺發送停車報警信號。
8.如權利要求1所述的故障檢測裝置的檢測方法，其特徵在於 對於索道承載索和牽引索兩端接地的情況，所述的故障檢測裝置分別連接到接地兩端的承載索上，信號產生裝置施加到靠近索道控制臺承載索接地端的一段鋼繩上，信號接收裝置連接到靠近另一端索道控制臺承載索接地端的一段鋼繩上；故障檢測裝置工作後，當承載索和牽引索沒有纏繞發生時，牽引索上的信號接收裝置能夠接收到信號；當發生纏繞故障時，信號接收裝置接收到的信號減小，判斷有效後向索道控制臺發送停車報警信號。
全文摘要
本發明具體公開了往復式索道鋼繩纏繞故障檢測方法及裝置，包括信號產生裝置和信號接收裝置；所述的信號產生裝置包括第一箱體，第一箱體的外殼上設有第一進線口和第一出線孔，第一箱體的內部設有產生信號處理電路；所述的信號接收裝置包括第二箱體，第二箱體的外殼上設有第二進線口、第二出線孔，所述的箱體內部設有接收信號處理電路。本發明的檢測方法及裝置利用鋼繩纏繞前後的信號變化來實現判斷承載索和牽引索是否纏繞，反應速度快，成本較低，容易實現，有很大的發展前景。
文檔編號B61B12/06GK103057547SQ201210551598
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月19日 優先權日2012年12月19日
發明者李紹鵬, 韓靖, 殷炳來, 劉建翔, 梁棟, 韓昱, 趙義強, 張磊 申請人:山東省科學院自動化研究所