制动力矩在线监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种制动力矩在线监测系统及方法，该系统包括：至少两个传感模块和控制模块；每个传感模块竖直设置于制动器和支座之间，顶端与制动器的底部连接，底端与支座的顶部连接，分别用于承担制动时制动器与支座之间的压力和拉力，传感模块上设置有应变片，用于监测压力或拉力数据；控制模块与应变片电性连接，用于接收压力或拉力数据，并根据压力或拉力数据获取制动力矩。将传感模块安装在制动器和支座之间，避免安装在制动器本体上的复杂型式，可在线监测制动器作用在传动链中的制动力矩，及时并准确反应传动链制动力矩的大小，来智能判断制动器的制动性能是否出现问题，确保制动系统的安全和可靠。制动系统的安全和可靠。制动系统的安全和可靠。

【技术实现步骤摘要】
制动力矩在线监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及起重设备
，尤其涉及一种制动力矩在线监测系统及方法。

技术介绍

[0002]在传统的起重机起升机构中常使用鼓式制动器或盘式制动器将传动链停止转动并保持重物，而鼓式制动器或盘式制动器通常没有设置传感器来检测其自身作用在制动轮或制动盘上的制动力矩，一般依靠设备点检员的定期检查来发现制动器的制动力设置是否适当、摩擦片厚度是否足够、推动器的退距是否在要求范围之内等问题，并现场处理、解决这些问题，确保制动器的性能完好、能够确保起升机构的安全可靠，防止发生溜钩等意外事故。
[0003]近些年来，随着智能化的要求不断提高，越来越多的用户要求起重机的制动器应能及时感知自身加载在起升机构传动链上的制动力矩，如果能实时感知制动力矩，就能够根据制动力矩的变化来判断制动性能是否完好，进而及时提醒工作人员对制动器进行维护，保证其状态和性能完好。图1和图2分别为鼓式制动器的主视图和侧视图，图3和图4分别为盘式制动器的主视图和侧视图。现有技术中，部分制动器厂家将制动器中铰接固定摩擦片的销轴做成传感器，或者在固定销轴的臂架上装设传感器，以感知制动器的摩擦片作用在制动轮或制动盘上时产生的反作用力，虽然这些方法满足了前述的主要要求，但因为销轴和臂架本身尺寸有限，为了布置传感器需要单独放大某些零部件，而且销轴本身使用频率很高，经常承受满载，改变原有结构型式带来一定的安全风险；再者，利用上述装有传感器的制动器只能感知摩擦片作用在制动轮或制动盘上的正压力，该正压力与摩擦系数、作用力臂的乘积才是制动器产生的制动力矩，而摩擦系数不是一成不变的，是会因摩擦片、制动轮或制动盘的使用情况不断变化的。因此上述装有传感器的制动器并不能够完全的、准确的感知自身加载在起升机构传动链上的制动力矩。

技术实现思路

[0004]为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本专利技术提供一种制动力矩在线监测系统及方法。技术方案如下：
[0005]第一方面，提供了一种制动力矩在线监测系统，包括：至少两个传感模块和控制模块；每个所述传感模块竖直设置于制动器和支座之间，顶端与所述制动器的底部连接，底端与所述支座的顶部连接，分别用于承担制动时制动器与支座之间的压力和拉力，所述传感模块上设置有应变片，用于监测压力或拉力数据；所述控制模块与所述应变片电性连接，用于接收压力或拉力数据，并根据压力或拉力数据获取制动力矩。
[0006]在一些可选的实现方式中，所述传感模块包括两个连接板以及设置在两个所述连接板之间的筒体，两个所述连接板分别与所述制动器和所述支座连接，所述应变片设置于所述筒体上。
[0007]在一些可选的实现方式中，所述筒体的每个侧面上均设置有一组应变片，多组应
变片在所述筒体外壁上沿周向分布。
[0008]在一些可选的实现方式中，每组应变片包括2个竖直应变片和2个横向应变片，2个竖直应变片沿所述的筒体的高度方向平行间隔设置，2个横向应变片分别在2个竖直应变片的上方和下方横向设置。
[0009]在一些可选的实现方式中，所述连接板为中部带孔的矩形板，所述连接板与所述制动器或所述底座之间通过螺栓连接。
[0010]在一些可选的实现方式中，还包括报警模块，所述报警模块与所述控制模块连接，用于在制动力矩异常时发出报警信号。
[0011]第二方面，提供了一种利用上述任一项所述的制动力矩在线监测系统进行制动力矩在线监测的方法，所述方法包括：
[0012]控制模块接收传感模块上应变片测得的拉力或压力数据，并根据接受到的拉力和压力数据，获取制动力矩。
[0013]在一些可选的实现方式中，根据拉力和压力数值，通过下述公式，获取制动力矩：
[0014]Mm＝N11
×
L+N9
×
K；
[0015]式中，N11为一个传感模块测得的拉力或压力数值，L为该传感模块到制动器竖直中心轴的距离，N9为另一传感模块测得的拉力或压力数值，K为该传感模块到制动器竖直中心轴的距离，Mm为制动力矩。
[0016]在一些可选的实现方式中，所述方法还包括：所述控制模块在制动力矩异常时，控制报警模块发出报警信号。
[0017]本专利技术技术方案的主要优点如下：
[0018]本专利技术的制动力矩在线监测系统及方法，将传感模块安装在轮式制动器或者盘式制动器和支座之间，避免安装在制动器本体上的复杂型式，可在线监测制动器作用在传动链中的制动力矩，及时并准确反应传动链制动力矩的大小，以及从该力矩在一段时间内的变化情况所反映出的问题，来智能判断制动器的制动性能是否出现问题，确保制动系统的安全和可靠。既替代了现有的在制动器本体上加装制动力矩传感器的复杂型式和高昂的成本，又无需与制动器厂家协商或更换新的制动器，仅在制动器和支座之间设置传感模块即可，可以较低成本改造所有在用制动器，同时又能提高所监测的制动力矩的准确性。
附图说明
[0019]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0020]图1为现有技术提供的鼓式制动器的主视图；
[0021]图2为现有技术提供的鼓式制动器的侧视图；
[0022]图3为现有技术提供的盘式制动器的主视图；
[0023]图4为现有技术提供的盘式制动器的侧视图；
[0024]图5为本专利技术一实施例提供的制动力矩在线监测系统应用于鼓式制动器中的结构示意图；
[0025]图6为本专利技术一实施例提供的制动力矩在线监测系统应用于盘式制动器中的结构
示意图；
[0026]图7为本专利技术一实施例提供的制动力矩在线监测系统中传感模块的结构示意图；
[0027]图8为本专利技术一实施例提供的制动器制动过程中制动力矩变化曲线；
[0028]图9为本专利技术一实施例提供的制动轮的受力分析图；
[0029]图10为本专利技术一实施例提供的鼓式制动器的受力分析图；
[0030]图11为本专利技术一实施例提供的传感模块的受力分析图；
[0031]图12为本专利技术一实施例提供的两个传感模块的受力示意图。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施例及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]以下结合附图，详细说明本专利技术实施例提供的技术方案。
[0034]第一方面，本专利技术实施例提供了一种制动力矩在线监测系统，如附图5至7所示，包括：至少两个传感模块5和控制模块；每个传感模块5竖直设置于制动器和支座之间，顶端与制动器的底部连接，底端与支座的顶部连接，分别用于承担制动时制动器向与支座本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制动力矩在线监测系统，其特征在于，包括：至少两个传感模块和控制模块；每个所述传感模块竖直设置于制动器和支座之间，顶端与所述制动器的底部连接，底端与所述支座的顶部连接，分别用于承担制动时制动器与支座之间的压力和拉力，所述传感模块上设置有应变片，用于监测压力或拉力数据；所述控制模块与所述应变片电性连接，用于接收压力或拉力数据，并根据压力或拉力数据获取制动力矩。2.根据权利要求1所述的制动力矩在线监测系统，其特征在于，所述传感模块包括两个连接板以及设置在两个所述连接板之间的筒体，两个所述连接板分别与所述制动器和所述支座连接，所述应变片设置于所述筒体上。3.根据权利要求2所述的制动力矩在线监测系统，其特征在于，所述筒体的每个侧面上均设置有一组应变片，多组应变片在所述筒体外壁上沿周向分布。4.根据权利要求3所述的制动力矩在线监测系统，其特征在于，每组应变片包括2个竖直应变片和2个横向应变片，2个竖直应变片沿所述的筒体的高度方向平行间隔设置，2个横向应变片分别在2个竖直应变片的上方和下方横向设置。5.根据权利要求2所述的制动力矩在线监测系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志刚，程志彦，赵涓涓，王园，赵晋泽，武钰，
申请(专利权)人：山西工程职业学院，
类型：发明
国别省市：