專利名稱:一種舞臺吊索載荷監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及光柵傳感器領(lǐng)域，提供一種舞臺吊索載荷監(jiān)測系統(tǒng)，包括基于光纖光柵傳感器的卡式測量組件，所述基于光纖光柵傳感器的卡式測量組件包括硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件、用于將硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件固定于待測吊索上的固定卡子和固定片、光纖光柵傳感器，所述硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件呈L型，所述光纖光柵傳感器粘貼在L型硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件的拐角處，所述光纖光柵傳感器與光纖光柵解調(diào)儀相連，限位觸發(fā)器和光纖光柵解調(diào)儀與工控機(jī)的輸入端相連，工控機(jī)的輸出端通過電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動電機(jī)。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，上升限位，精度高等優(yōu)點，適用于實時監(jiān)測吊索的載荷及過載報警。
【專利說明】
一種舞臺吊索載荷監(jiān)測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及光柵傳感器領(lǐng)域，具體的說是一種舞臺吊索載荷監(jiān)測系統(tǒng)，用于實時監(jiān)測吊索的載荷。
【背景技術(shù)】
[0002]吊桿是采用“鋼絲吊索+卷揚機(jī)”實施起降牽引的，是舞臺上大量使用的一種舞臺器械，為了能充分發(fā)揮出吊索的乘重能力，但又要防止使用時超出允許載荷而產(chǎn)生的嚴(yán)重后果，我們必須實時的監(jiān)測吊索的載荷以及過載報警和上升限位。在監(jiān)測吊索的張力的實測技術(shù)方面，國內(nèi)有很多的單位進(jìn)行過研究和測試。大部分的都是使用在被測的鋼索上串入測力計或者拉力傳感器的方法來實現(xiàn)的，雖然可以達(dá)到測量的作用，但是這種做法是不安全的，因為一般的測力計或者拉力傳感器內(nèi)部沒有過載保護(hù)自鎖裝置，并且也無法滿足現(xiàn)場無損檢測的要求，特別的對于舞臺吊索這類無法完全卸載并且需要運動的承載鋼索，這種測力方法是不適用的。
[0003]除了上面的這種檢測方法外還有一種技術(shù)，通過一個夾持式的傳感器械，這是一種接觸式的傳感器，在測量時通過強(qiáng)迫鋼索產(chǎn)生彎曲變形，在夾持的夾具上產(chǎn)生壓緊力信號，通過測量這個加緊力，從而監(jiān)測此時鋼索上的負(fù)載。這種設(shè)備的優(yōu)點是可以在不改變原有設(shè)備的基礎(chǔ)上將傳感器安裝上去，并且可以安裝在最合適的位置，具有高效、簡潔、方便等檢測特點。但是在這種方式中是在將鋼索視為一個“完全柔性”的物體，這是不可能的，并且這種方式是迫使鋼索變形，會對鋼索產(chǎn)生疲勞損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種舞臺吊索載荷監(jiān)測系統(tǒng)，適用于實時監(jiān)測吊索的載荷及過載報警，具有結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，上升限位，精度高等優(yōu)點。
[0005]本實用新型的目的是通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)的:一種舞臺吊索載荷監(jiān)測系統(tǒng)，包括基于光纖光柵傳感器的卡式測量組件、限位觸發(fā)器、光纖光柵解調(diào)儀、工控機(jī)、電機(jī)驅(qū)動電路、電機(jī)，所述基于光纖光柵傳感器的卡式測量組件包括硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件、用于將硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件固定于待測吊索上的固定卡子和固定片、光纖光柵傳感器，所述硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件呈L型，硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件上設(shè)有用于穿過固定卡子的通孔，所述光纖光柵傳感器粘貼在L型硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件的拐角處，所述光纖光柵傳感器與光纖光柵解調(diào)儀相連，所述限位觸發(fā)器和光纖光柵解調(diào)儀與工控機(jī)的輸入端相連，工控機(jī)的輸出端通過電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動電機(jī)。
[0006]在上述技術(shù)方案中，所述基于光纖光柵傳感器的卡式測量組件中的硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件上設(shè)有3對通孔。
[0007]本實用新型舞臺吊索載荷監(jiān)測系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0008]1.采用“基于光纖光柵傳感器的卡式測量組件+解調(diào)儀”，實現(xiàn)舞臺吊索載荷的實時監(jiān)測；
[0009]2.采用基于光纖光柵傳感器的卡式測量組件監(jiān)測舞臺吊桿載荷，能夠有效抵抗舞臺設(shè)備的電磁干擾，防止產(chǎn)生誤測；
[0010]3.基于光纖光柵傳感器的卡式測量組件可以直接安裝在吊索上，不用拆卸或改造舞臺裝備;
[0011]4.通過限位觸發(fā)器和基于光纖光柵傳感器的卡式測量組件對吊桿的上升高度進(jìn)行限制，雙重保險，提高了吊桿上升時的安全水平；
[0012]5.過載鎖死功能，能有效的防止吊桿在過載運行時的安全隱患；
[0013]6.根據(jù)吊桿的載荷，限制吊桿上升速度，有效減少吊桿和吊索在大載荷下快速運動時左右擺動而形成的載荷陡變。
【附圖說明】

[0014]圖1為本實用新型的系統(tǒng)示意圖。
[0015]圖2為本實用新型中基于光纖光柵傳感器的卡式測量組件的示意圖。
[0016]圖3為圖2的仰視圖。
[0017]圖4為本實用新型系統(tǒng)的工作流程圖。
[0018]其中:1.吊索、2.基于光纖光柵傳感器的卡式測量組件、3.帶鎧甲的光纖、4.光纖光柵解調(diào)儀、5.工控機(jī)、6.電機(jī)驅(qū)動電路、7.電機(jī)、8.限位觸發(fā)器、2-1.固定卡子、2-2.固定片、2-3.硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件、2-4.光纖光柵傳感器。
【具體實施方式】
[0019]下面將結(jié)合附圖，對本實用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0020]如圖1、2、3所示，本實施例提供一種舞臺吊索載荷監(jiān)測系統(tǒng)，包括基于光纖光柵傳感器的卡式測量組件2、限位觸發(fā)器8、光纖光柵解調(diào)儀4、工控機(jī)5、電機(jī)驅(qū)動電路6、電機(jī)7，所述基于光纖光柵傳感器的卡式測量組件2包括硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件2-3、用于將硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件2-3固定于待測吊索I上的固定卡子2-1和固定片2-2、光纖光柵傳感器2-4，所述硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件2-3呈L型，硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件上2-3設(shè)有用于穿過固定卡子2-1的3對通孔，所述光纖光柵傳感器2-4粘貼在L型硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件2-3的拐角處，所述光纖光柵傳感器2-4與光纖光柵解調(diào)儀4相連，所述限位觸發(fā)器8和光纖光柵解調(diào)儀4與工控機(jī)5的輸入端相連，工控機(jī)5的輸出端通過電機(jī)驅(qū)動電路6驅(qū)動電機(jī)7。
[0021]在上述實施例中，基于光纖光柵傳感器的卡式測量組件2通過固定卡子2-1和固定片2-2固定在吊索I上，通過光纖光柵傳感器2-4測量吊索I上由于載荷導(dǎo)致的拉伸應(yīng)變，測量出吊桿載荷；當(dāng)該系統(tǒng)的限位觸發(fā)器8無法正常工作時，對吊索線纜進(jìn)行換向的滾輪擠壓固定卡子2-1使其破壞，測量組件自動解綁，脫離吊索I，防止卷入卷揚機(jī)而引發(fā)安全事故；同時解調(diào)儀解調(diào)出來的波長信號瞬間變小，上位工控機(jī)的數(shù)據(jù)處理程序識別這種信號，得出吊桿已經(jīng)到達(dá)上升極限位置，控制卷揚機(jī)停止運動，防止安全事故的產(chǎn)生。
[0022]當(dāng)?shù)鯒U到達(dá)特定位置時，觸發(fā)限位觸發(fā)器8，向卷揚機(jī)電機(jī)的上位工控機(jī)發(fā)送一個開關(guān)信號，控制電機(jī)停止。
[0023]在上述實施例中，所述工控機(jī)5對接收到的限位觸發(fā)器8和基于光纖光柵傳感器的卡式測量組件2的信號進(jìn)行處理，當(dāng)獲得測量組件脫落后的特殊信號，以及吊索超載載荷時，進(jìn)行決策，并將控制信號發(fā)送給電機(jī)驅(qū)動電路使電機(jī)實現(xiàn)相應(yīng)的作動。
[0024]對基于光纖光柵傳感器的卡式測量組件信號的處理主要有以下兩種:
[0025]1.根據(jù)光纖光柵傳感器輸入，計算吊索載荷；
[0026]2.識別光纖光柵傳感器脫落時產(chǎn)生的特殊信號，即輸入的波長值瞬間變小，設(shè)置吊桿的載荷值為特定值。
[0027]主要完成的決策:
[0028]1.接受到限位觸發(fā)器的開關(guān)信號，控制電機(jī)的運行；
[0029]2.接受測量組件的載荷信號:
[0030](a)識別限位的特定值，控制電機(jī)的停止運行；
[0031](b)當(dāng)?shù)跛鬏d荷超過安全載荷，控制電機(jī)的停止運行；
[0032](c)當(dāng)載荷值超過安全載荷的75%，限制電機(jī)的最高運行速度；
[0033](d)當(dāng)載荷值低于安全載荷的75%，控制電機(jī)的正常運行。
[0034]在上述實施例中，所述電機(jī)驅(qū)動電路6和電機(jī)7將來自工控機(jī)5的控制信號轉(zhuǎn)化為控制吊索運行的信號，使電機(jī)7按控制信號正常運行，實現(xiàn)吊桿升降。
[0035]如圖4所示，本實施例系統(tǒng)的工作流程如下:
[0036]步驟一，工控機(jī)判斷是否從限位觸發(fā)器接受到觸發(fā)信號，如果是工控機(jī)則向電機(jī)驅(qū)動電路發(fā)送電機(jī)停止信號，使電機(jī)停止;如果否，工控機(jī)對解調(diào)儀送入的波長信號進(jìn)行處理；
[0037]步驟二，工控機(jī)將從基于光纖光柵傳感器的卡式測量組件接受的波長信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的載荷量，主要有兩種情況:將正常測量的得到的波長轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的載荷值，對于測量組件脫落而產(chǎn)生的特殊信號轉(zhuǎn)化為特殊的載荷值，即一個遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過安全載荷的特定值；
[0038]步驟三，對轉(zhuǎn)化后載荷的值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果進(jìn)行以下三種處理方式:
[0039](a)載荷值超過安全載荷，向電機(jī)驅(qū)動電路發(fā)送電機(jī)停止信號，使電機(jī)停止；
[0040](b)載荷值低于安全載荷但是超過安全載荷的75%，限制電機(jī)的最大運行速度Vlim，當(dāng)系統(tǒng)檢測到操作人員使電機(jī)以超過Vlim運行時，系統(tǒng)先電機(jī)驅(qū)動電路發(fā)送以％^速度運行的信號；
[0041](c)其他(低于安全載荷的75%)，則不對電機(jī)進(jìn)行限速，不鎖死電機(jī)。
[0042]本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容，屬于本專業(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種舞臺吊索載荷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是:包括基于光纖光柵傳感器的卡式測量組件、限位觸發(fā)器、光纖光柵解調(diào)儀、工控機(jī)、電機(jī)驅(qū)動電路、電機(jī)，所述基于光纖光柵傳感器的卡式測量組件包括硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件、用于將硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件固定于待測吊索上的固定卡子和固定片、光纖光柵傳感器，所述硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件呈L型，硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件上設(shè)有用于穿過固定卡子的通孔，所述光纖光柵傳感器粘貼在L型硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件的拐角處，所述光纖光柵傳感器與光纖光柵解調(diào)儀相連，所述限位觸發(fā)器和光纖光柵解調(diào)儀與工控機(jī)的輸入端相連，工控機(jī)的輸出端通過電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動電機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的舞臺吊索載荷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是:所述基于光纖光柵傳感器的卡式測量組件中的硬塑料彈性結(jié)構(gòu)件上設(shè)有3對通孔。
【文檔編號】G01L5/04GK205719352SQ201620367657
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】王漢熙, 胡佳文, 鄭曉鈞, 沈任斌, 肖樂, 陶雨庭
【申請人】武漢理工大學(xué)