Предложено устройство для измерения вылета телескопической стрелы грузоподъемной машины, содержащее последовательно связанные между собой элемент передачи линейного перемещения оголовка стрелы, выполненный в виде троса, один из концов которого закреплен на оголовке стрелы, преобразователь линейного перемещения оголовка стрелы в угол поворота, выполненный в виде барабана, установленного с возможностью вращения на корневой секции стрелы, и преобразователь угла поворота в электрический сигнал, причем трос намотан на барабан с возможностью регулировки натяжения с помощью средства натяжения троса. В устройстве для повышения надежности и расширения диапазона измерений при их повышенной точности средство натяжения троса выполнено в виде системы автоматического регулирования натяжения троса, содержащей исполнительное устройство, выполненное в виде реверсивного электропривода, выходной вал которого связан с барабаном, задающее устройство, цепь обратной связи с датчиком натяжения троса и средство сравнения, один из входов которого связан с выходом датчика натяжения троса, другой вход связан с выходом задающего устройства, а выход связан с исполнительным устройством.

[0001] Устройство для измерения вылета телескопической стрелы грузоподъемной машины, содержащее последовательно связанные между собой элемент передачи линейного перемещения оголовка стрелы, выполненный в виде троса, один из концов которого закреплен на оголовке стрелы, преобразователь линейного перемещения оголовка стрелы в угол поворота, выполненный в виде барабана, установленного с возможностью вращения на корневой секции стрелы, и преобразователь угла поворота в электрический сигнал, причем трос намотан на барабан с возможностью регулировки натяжения с помощью средства натяжения троса, отличающееся тем, что средство натяжения троса выполнено в виде системы автоматического регулирования натяжения троса, содержащей исполнительное устройство, выполненное в виде реверсивного электропривода, выходной вал которого связан с барабаном, задающее устройство, цепь обратной связи с датчиком натяжения троса и средство сравнения, один из входов которого связан с выходом датчика натяжения троса, другой вход связан с выходом задающего устройства, а выход связан с исполнительным устройством.

[0002] Устройство по п.1, отличающееся тем, что электропривод установлен внутри барабана.

[0003] Устройство по любому из пп.1-2, отличающееся тем, что преобразователь угла поворота барабана в электрический сигнал выполнен в виде потенциометрического датчика, ось которого кинематически связана с выходным валом электропривода.

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, в частности к устройству для измерения вылета телескопической стрелы грузоподъемной машины.

Известны датчики для измерения вылета телескопической стрелы подъемного крана, содержащие источник излучения (например, ультразвукового или микроволнового), установленный на корневой секции стрелы, отражатель, установленный на оголовке стрелы, и приемник, преобразующий отраженное излучение в электрический сигнал, фаза которого зависит от вылета стрелы [1, 2].

Известны также датчики для измерения вылета телескопической стрелы подъемного крана, содержащие последовательно связанные между собой элемент передачи линейного перемещения оголовка стрелы, выполненный в виде троса, один из концов которого закреплен на оголовке стрелы, преобразователь линейного перемещения оголовка стрелы в угол поворота, выполненный в виде барабана, установленного с возможностью вращения на корневой секции стрелы, и преобразователь угла поворота в электрический сигнал, в котором трос намотан на барабан с возможностью регулировки натяжения с помощью средства натяжения троса, причем средство натяжения троса выполнено в виде спиральной пружины [3, 4]. Недостатками таких устройств являются ограниченный диапазон измерений, величина которого лимитируется предельно допустимой деформацией пружины, низкая точность измерений и низкая механическая надежность, связанная с возможностью поломки пружины, особенно в случае эксплуатации крана в неблагоприятных климатических условиях.

По совокупности существенных признаков наиболее близким к заявляемому устройству может быть принято средство измерения описанного выше типа, содержащее средство натяжения троса, выполненное в виде спиральной пружины [4].

Задачей изобретения является создание конструкции устройства для измерения вылета телескопической стрелы грузоподъемной машины, обладающего повышенной надежностью и расширенным диапазоном измерений при их повышенной точности.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для измерения вылета телескопической стрелы грузоподъемной машины, содержащем последовательно связанные между собой элемент передачи линейного перемещения оголовка стрелы, выполненный в виде троса, один из концов которого закреплен на оголовке стрелы, преобразователь линейного перемещения оголовка стрелы в угол поворота, выполненный в виде барабана, установленного с возможностью вращения на корневой секции стрелы, и преобразователь угла поворота в электрический сигнал, в котором трос намотан на барабан с возможностью регулировки натяжения с помощью средства натяжения троса, средство натяжения троса выполнено в виде системы автоматического регулирования натяжения троса, содержащей исполнительное устройство, выполненное в виде реверсивного электропривода, выходной вал которого связан с барабаном, задающее устройство, цепь обратной связи с датчиком натяжения троса и средство сравнения, один из входов которого связан с выходом датчика натяжения троса, другой вход связан с выходом задающего устройства, а выход связан с исполнительным устройством.

В предпочтительном варианте реализации изобретения электропривод установлен внутри барабана, что позволяет сократить габаритные размеры устройства.

В другом предпочтительном варианте реализации преобразователь угла поворота в электрический сигнал выполнен в виде потенциометрического датчика, ось которого кинематически связана с выходным валом электропривода.

Использование натяжения троса с помощью электропривода позволяет повысить механическую надежность устройства и одновременно расширить его диапазон измерений, так как угол поворота выходного вала электропривода может принимать любые значения, диапазон которых ограничен лишь длиной троса.

Введение системы автоматического регулирования натяжения троса позволяет осуществлять управление электроприводом в зависимости от величины натяжения троса и повышает точность измерений, так как величина натяжения троса поддерживается постоянной.

Более подробно один из возможных вариантов реализации заявляемого устройства будет рассмотрен ниже со ссылками на позиции чертежей. При этом следует учитывать, что данный вариант реализации никоим образом не ограничивает притязаний заявителя, определяемых формулой изобретения, а приведен только для более наглядной иллюстрации достоинств и преимуществ заявляемого изобретения по сравнению с существующим уровнем техники.

На фиг. 1 показан один из возможных вариантов реализации заявляемого устройства для измерения вылета телескопической стрелы грузоподъемной машины (продольный разрез, схематично); на фиг. 2 - один из возможных вариантов реализации заявляемого устройства для измерения вылета телескопической стрелы грузоподъемной машины (вид спереди, схематично); на фиг. 3 - один из возможных вариантов реализации заявляемого устройства для измерения вылета телескопической стрелы грузоподъемной машины (вид сверху, схематично); на фиг. 4 - структурная схема системы автоматического регулирования натяжения троса.

Устройство содержит элемент передачи линейного перемещения оголовка стрелы, выполненный в виде троса 1, один конец которого закреплен на оголовке стрелы, и преобразователь линейного перемещения оголовка стрелы в угол поворота, выполненный в виде барабана 2. Трос 1 намотан на барабан 2 с возможностью регулировки натяжения. Барабан 2 установлен с возможностью вращения в данной форме реализации на втулках 3 и 4, которые закреплены на корпусе реверсивного электродвигателя 5. Втулка 3 помимо этого связана с корневой секцией 6 стрелы. Выходной вал 7 электродвигателя 5 связан с барабаном 2 посредством втулки 8 и поводка 9. На свободном конце втулки 8 нарезан червяк 10, который находится в зацеплении с шестерней 11, закрепленной на оси 12 преобразователя угла поворота барабана в электрический сигнал, выполненного в данной форме реализации в виде потенциометрического датчика 13. Датчик 13 установлен в корпусе 14, который связан с корневой секцией 6 посредством скобы 15. Натяжение троса регулируется с помощью автоматической системы, включающей в себя датчик 16 натяжения троса, включенный в цепь обратной связи, средство сравнения 17, один из входов которого связан с выходом датчика 16 натяжения троса, другой вход связан с выходом задающего устройства 18, а выход связан с исполнительным устройством, роль которого выполняет электродвигатель 5.

Устройство работает следующим образом.

При выдвижении одной из выдвижных секций стрелы, на оголовке которой закреплен один конец троса 1, происходит разматывание троса 1 с барабана 2, а при возврате его в исходное положение - наматывание троса 1 на барабан 2. При этом барабан 2 вращается и вращает поводок 9 и связанную с ним втулку 8, закрепленную на выходном валу 7 электродвигателя 5. Червяк 10, выполненный на свободном конце втулки 8, передает вращение вала 7 на шестерню 11, связанную с осью 12 потенциометрического датчика 13. Угол поворота оси 12 преобразуется датчиком 13 в электрический сигнал, который может использоваться для индикации вылета стрелы и выработки предупреждающих сигналов при его выходе за пределы диапазона допустимых значений. Натяжение троса 1 поддерживается постоянным с помощью системы автоматического регулирования, исполнительным устройством которой является электродвигатель 5. В случае отклонения натяжения троса 1 от заданного значения (недостаточное натяжение троса) электродвигатель 5 осуществляет вращение барабана 2 на угол, необходимый для компенсации этого отклонения. Напряжение подается на электродвигатель 5 от средства сравнения 17, которое сравнивает электрический сигнал от датчика 16 натяжения троса, характеризующий реальную величину натяжения троса 1, с электрическим сигналом от задающего устройства 18, характеризующим требуемую величину натяжения троса 1.

С учетом описанных выше особенностей конструкции заявленное устройство для измерения вылета телескопической стрелы грузоподъемной машины может быть легко адаптировано к любой системе автоматизированного/автоматического контроля грузоподъемных машин, в частности подъемных кранов.

Литература

1. Japanese patent JP 54083261, IPC B66C 23/90, B66C 23/00. Multistage stretchable boom length detector / Y. Takakimi (in Japanese).

2. Japanese patent JP 54083262, IPC B66C 23/90, B66C 23/00. Multistage stretchable boom length detector / Y. Takakimi (in Japanese).

3. Датчик длины стрелы ДДС15.2. Online: www.rez.ru/catalog/sensors/length/dds 15 2/

4. US Patent 3812589, IPC G01B 3/11, 7/02, B66C 23/90, 23/00, B65H 75/42, 75/38, G01B 3/12, G01B 5/02. Boom length indicator / H.B. Schultheis.