專利名稱：一種升降數(shù)控儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種升降高度數(shù)字顯示和數(shù)字控制的儀器，適宜各種使用鋼絲繩提升和降落的起重吊架的配套使用。
現(xiàn)有的升降控制裝置(如電梯中使用的控制裝置)，控制線路復(fù)雜，造價(jià)高，難維護(hù)，而且需要一個(gè)特定的安裝使用場(chǎng)合?，F(xiàn)有的一般升降架(如建筑工程中的升降架)，升降操作時(shí)依靠肉眼估計(jì)升降高度，不能準(zhǔn)確地控制，易由操作不慎造成升降吊架“沖頂”及拉翻升降吊架的事故。
本實(shí)用新型的目的是提供一種升降數(shù)控儀，可配套在一般的升降設(shè)備中使用，并有升降高度的數(shù)字顯示，且在升降的范圍內(nèi)具有任意整定的高度數(shù)字控制自動(dòng)停機(jī)功能。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在兩塊夾板組成的支架上裝有壓在升降起重鋼絲繩上的測(cè)長(zhǎng)滑輪，與測(cè)長(zhǎng)滑輪同軸的齒輪帶動(dòng)齒軸增速轉(zhuǎn)動(dòng)，齒軸上的擋光針正反旋轉(zhuǎn)先后遮擋兩個(gè)紅外光接收管構(gòu)成非接觸式光電轉(zhuǎn)換器。紅外光接收管轉(zhuǎn)換得到的電信號(hào)經(jīng)電線輸?shù)郊呻娐?，由集成電路進(jìn)行邏輯選擇信號(hào)、可逆計(jì)數(shù)、然后數(shù)字顯示升降高度，并由編碼電路與數(shù)碼開關(guān)組成數(shù)控電路，在此升降的范圍內(nèi)具有三種任意整定的高度數(shù)字上自動(dòng)停機(jī)。因而具有用數(shù)字顯示監(jiān)視升降高度的作用，又有數(shù)控自動(dòng)停機(jī)的安全功能。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)安裝使用方便，測(cè)量精度高，量程大、體積小、價(jià)格低、壽命長(zhǎng)，大大地提高了起重升降運(yùn)行的準(zhǔn)確性、安全性和提高自動(dòng)化控制程度。
附圖的圖面說(shuō)明如下

圖1、圖2為本實(shí)施例測(cè)長(zhǎng)光電轉(zhuǎn)換器剖面構(gòu)造圖。
圖3為本實(shí)施例信號(hào)邏輯電路。
圖4為本實(shí)施例可逆計(jì)數(shù)、數(shù)顯及數(shù)控電路。
圖5、圖6為本實(shí)施例控制執(zhí)行電路。
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡述實(shí)用新型測(cè)長(zhǎng)光電轉(zhuǎn)換器為圖1、圖2所示測(cè)長(zhǎng)滑輪
連同軸
安裝在夾板④上，在彈簧⑩的彈力下，在壓輪③的作用下，使升降鋼絲繩①緊壓著測(cè)長(zhǎng)滑輪
，與軸
同轉(zhuǎn)的齒輪⑤帶動(dòng)齒軸⑥增速轉(zhuǎn)動(dòng)，齒軸⑥的轉(zhuǎn)動(dòng)使擋光針⑦遮擋2只紅外受光管(G1、G2)⑧的受光小孔，使G1、G2因無(wú)紅外光照射而絕止。齒輪⑤、齒軸⑥、擋光針⑦，紅外發(fā)光管(L1、L2)
、紅外受光管(G1、G2)⑧固定在夾板④上，由外殼⑨封閉保護(hù)，整個(gè)轉(zhuǎn)換器由板
與外界相連固定。
測(cè)長(zhǎng)滑輪
的周長(zhǎng)為24厘米，直徑D＝ 24/(π) 厘米，滑輪槽適應(yīng)于直徑φ4～φ16毫米的各種起重鋼絲繩。
齒輪⑤的齒數(shù)為80。
齒軸⑥的齒數(shù)為10。
齒輪⑤與齒軸⑥的傳動(dòng)比i＝ 80/10 ＝8
擋光針⑦由3片擋光片120°均布組成，齒軸⑥每轉(zhuǎn)360°擋光3次。測(cè)長(zhǎng)滑輪
轉(zhuǎn)1周擋光針擋光3×8＝24次。
本實(shí)施例測(cè)長(zhǎng)光電轉(zhuǎn)換器動(dòng)作原理由板
與外界固定，使測(cè)長(zhǎng)滑輪
在壓輪③的作用下與鋼絲繩①有較好的摩擦以防相對(duì)滑動(dòng)。當(dāng)升降設(shè)備運(yùn)行的時(shí)候，鋼絲繩①向上運(yùn)動(dòng)或者向下運(yùn)動(dòng)，使測(cè)長(zhǎng)滑輪
齒輪⑤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)或者順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。由于齒輪⑤與齒軸⑥是嚙合的，使固定在齒軸⑥上端的擋光針⑦順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)或者逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)而瞬時(shí)遮擋紅外受光管G1和G2。當(dāng)鋼絲繩①向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，由測(cè)長(zhǎng)滑輪
、齒輪⑤經(jīng)齒軸⑥使擋光針⑦先擋光G2后擋光G1，我們定之為加(＋)法信號(hào)，說(shuō)明起重物體向上提升。同理，當(dāng)鋼絲繩①向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，擋光針⑦先擋光G1、后擋光G2，我們定之為減(－)法信號(hào)，說(shuō)明起重物體向下降落。鋼絲繩①每移動(dòng)1厘米，擋光針就擋光G1、G2一次，即計(jì)數(shù)的單位是厘米。信號(hào)通過(guò)電線傳送到信號(hào)邏輯電路進(jìn)行邏輯選擇“＋”“－”和信號(hào)的反相整形。
信號(hào)邏輯電路如圖3所示。
信號(hào)邏輯電路主要由集成塊CD40106B中的H1、H2、H3、H4、H5、H6斯密特觸發(fā)器，集成塊CD4013B中的D1和D2觸發(fā)器；集成塊CD4071B中的1個(gè)2輸入4或門H7；集成塊CD4013B中的4個(gè)2輸入與非門Y1、Y2、Y3、Y4及配合電路的電阻R1、R2、R3、R4、R5，電容C1、C2、C3、C4、C5組成。
本實(shí)施例信號(hào)邏輯電路工作原理當(dāng)光電轉(zhuǎn)換器G1、G2發(fā)送的脈沖信號(hào)到邏輯電路時(shí)，假設(shè)先擋光G1后擋光G2G1的脈沖信號(hào)經(jīng)H1到P1點(diǎn)即到D1的輸入端CP1，使D1的輸出端Q1由“0”變“1”(兩個(gè)D觸發(fā)器起始時(shí)輸出端Q均為“0”)，同時(shí)脈沖信號(hào)到達(dá)Y2輸入端1。緊跟著G2的脈沖信號(hào)經(jīng)H2到P′1點(diǎn)即加到D2的輸入端CP2，使D2的輸出端Q2由“0”變“1”，同時(shí)脈沖信號(hào)還加到Y(jié)1的輸入端1。這時(shí)，由于Y1的兩個(gè)輸入端都為高電平“1”，Y1的輸出端P2點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖，P2點(diǎn)的負(fù)脈沖經(jīng)延時(shí)電路C3、H5、C4、H6到達(dá)P3點(diǎn)已反相為正脈沖信號(hào)送往可逆計(jì)數(shù)電路的輸入端CPU進(jìn)行加(＋)法計(jì)數(shù)。另一路經(jīng)或門H7送回D1、D2的復(fù)位端，使兩個(gè)D觸發(fā)器立即復(fù)位為原來(lái)狀態(tài)。
同理當(dāng)光電轉(zhuǎn)換器發(fā)送的信號(hào)來(lái)自先擋光G2后擋光G1時(shí)(起吊物體由上向下降落，擋光針順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng))，G2的脈沖信號(hào)經(jīng)H2到P′1點(diǎn)，一路到達(dá)D2的輸入端CP2，使D2的輸出端Q2由“0”變“1”。同時(shí)另一路到達(dá)Y1的輸入端1，緊跟著在G1脈沖的作用下，Y2的輸出端P2點(diǎn)形成一個(gè)負(fù)脈沖經(jīng)延時(shí)電路在P′3點(diǎn)反相為正脈沖信號(hào)。P′3點(diǎn)的脈沖信號(hào)一路經(jīng)Y4即P′4點(diǎn)反相為負(fù)脈沖送到可逆計(jì)數(shù)器的輸入端CP0進(jìn)行減(一)法計(jì)數(shù)。另一路經(jīng)或門H7返回D1、D2的復(fù)位端，使兩個(gè)D觸發(fā)器立即復(fù)位回原來(lái)狀態(tài)。
可逆計(jì)數(shù)、數(shù)顯及數(shù)控電路如圖4所示。
可逆計(jì)數(shù)、數(shù)顯電路是由4塊集成塊CD40192B組成IC1－1、IC1－2、IC1－3、IC1－4電路；4塊集成塊CD4511B組成的IC2－1、IC2－2、IC2－3、IC2－4電路；4個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光數(shù)碼管LED1、LED2、LED3、LED4組成數(shù)字顯示器。
本實(shí)施例可逆計(jì)數(shù)、數(shù)顯電路的工作原理光電轉(zhuǎn)換得到的，信號(hào)經(jīng)邏輯電路送到集成電路IC1－1，加“＋”信號(hào)從CPU腳輸入，減“－”信號(hào)從CP0腳輸入，由IC1－1進(jìn)行運(yùn)算計(jì)數(shù)，IC1－1計(jì)數(shù)的結(jié)果電a
也只作西文顯示，當(dāng)輸入“student(”后，系統(tǒng)也判斷為非法，因?yàn)闈h字編碼中沒(méi)“(”鍵。這時(shí)，再輸入“xǔe sheng<"后，系統(tǒng)判斷為合法漢字編碼，馬上轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的漢字，用戶接著輸入“)”，系統(tǒng)判斷為非法，所以只用顯示，同理“●”號(hào)也只作顯示，等用戶連續(xù)輸完后，屏幕顯示為I am a student(學(xué)生)。這樣一來(lái)，中西文混合輸入就完全不再需要用戶人工轉(zhuǎn)換了，從而提高了輸入速度。
二、漢字編碼類型的判斷現(xiàn)行的許多漢字系統(tǒng)(如五筆字型)單字和詞組都采用等長(zhǎng)的編碼。從碼長(zhǎng)上系統(tǒng)無(wú)法識(shí)別用戶輸入的是單字還是詞組，系統(tǒng)只能到單字和詞組的混合鏈表中去查找該編碼，找到單字就是單字，找到詞就是詞。因?yàn)槲覀兊牡拇_確是有意識(shí)地把一句話劃分為單字或詞進(jìn)行輸入的，所以說(shuō)這種系統(tǒng)又將我們有意識(shí)的輸入變成了機(jī)器無(wú)意識(shí)的查找。
如果計(jì)算機(jī)能根據(jù)用戶輸入的編碼判斷出用戶要輸入的是單字還是詞的話，便可查詢相應(yīng)的單字或詞的鏈表。這無(wú)疑可以消除以前那種混合鏈表所帶來(lái)的單字和詞的重碼，縮短鏈表長(zhǎng)度，節(jié)省查找時(shí)間，為了實(shí)現(xiàn)這種設(shè)想，我們可以給系統(tǒng)再增加一個(gè)新的判斷功能，來(lái)判斷用戶輸入的漢字編碼類型，我們可以利用結(jié)束符前碼數(shù)來(lái)作為判斷依據(jù)。例如我們規(guī)定單字為兩碼+結(jié)束符，詞至少三碼+結(jié)束符的話，上述邏輯判斷過(guò)程如圖5所示。在方框1輸入(下一)編碼，在方框2判斷是否為合法輸入，若否就到達(dá)方框3按西文處理后返回方框1，若是就到達(dá)方框4按漢字編碼處理后返回方框1。這就是中西文識(shí)別的判斷過(guò)程;漢字編碼類型的判斷由方框4開始，在方框5判斷結(jié)符前是否為二碼，若是就到達(dá)方框6到單字鏈表中查找，若否就到達(dá)方框7到詞組鏈表中查找。
當(dāng)然我們還可以把詞組鏈表再細(xì)分為雙字詞鏈表，多字詞鏈表等，但無(wú)論怎樣劃分，系統(tǒng)都會(huì)根據(jù)碼長(zhǎng)來(lái)判斷編碼類型，并到相應(yīng)鏈表中去查找相同編碼。
總之，有了以上這兩種判斷功能，系統(tǒng)就具有了很高智能，不但能夠判斷出用戶輸入信息是西文符號(hào)還是漢字編碼;而且還能判斷出漢字編碼類型，并作出相應(yīng)處理。
中間數(shù)控——在任意整定的上、下限之間的任意數(shù)字中發(fā)出控制信號(hào)，以便在中間任意位置時(shí)停機(jī)(即物體已運(yùn)到指定的高度自動(dòng)停機(jī)卸貨)。
下限數(shù)控——在任意整定的下限數(shù)字內(nèi)發(fā)出控制信號(hào)停機(jī)(如升降架到了底端自動(dòng)停機(jī))。
現(xiàn)以下限數(shù)控為例闡明數(shù)控原理首先分析“個(gè)”位的數(shù)控情況，當(dāng)可逆計(jì)數(shù)器IC1－2輸出端的4個(gè)BCD碼電平送至IC3－1四線——十線編碼器，由IC3－1編譯成“0”～“9”10個(gè)十進(jìn)制數(shù)碼電平。這十進(jìn)制數(shù)碼電平分三路一路送至上限數(shù)控開關(guān)B3－1，一路送至數(shù)控?cái)?shù)碼開關(guān)B2－1，另一路送至數(shù)控?cái)?shù)碼開關(guān)B1－1，這三組數(shù)碼開關(guān)都可隨意按使用要求整定開關(guān)數(shù)碼，其余的十位，百位，千位的BCD碼也與個(gè)位一樣分別分成三路送到相應(yīng)的數(shù)控?cái)?shù)碼開關(guān)。下限數(shù)控當(dāng)個(gè)位的編碼器輸出數(shù)碼與數(shù)碼開關(guān)B1－1的整定碼一致時(shí)，數(shù)碼開關(guān)B1－1的輸出得到一個(gè)高電平，這時(shí)門Y5與B1－1相接的1個(gè)輸入端也得到1個(gè)高電平。假如當(dāng)其余的3個(gè)數(shù)碼開關(guān)(即十位的B1－2、百位的B1－3、千位的B1－4)也跟上述個(gè)位一樣在相應(yīng)的整定數(shù)碼且也向輸出端輸出高電平時(shí)，即門Y5的4個(gè)輸入端都呈高電平時(shí)，門Y5的輸出端也呈高電平，此時(shí)，集成塊CD4066B中的雙向開關(guān)SW控制端也為高電平，雙向開關(guān)SW閉合導(dǎo)通，繼電器J動(dòng)作，即予數(shù)控執(zhí)行電路發(fā)出停機(jī)指令。
同理中間數(shù)控的數(shù)碼(即個(gè)位的B2－1、十位的B2－2、百位的B2－3千位的B2－4)在相應(yīng)整定的數(shù)碼也向輸出端輸出高電平時(shí)，經(jīng)門Y6、雙向開關(guān)SW，使斷電器J動(dòng)作而發(fā)出停機(jī)指令。上限數(shù)控?cái)?shù)碼開關(guān)(即個(gè)位B3－1、十位的B3－2、百位的3－3、千位的B3－4)在相應(yīng)的整定數(shù)碼也向輸出端輸出高電平時(shí)，經(jīng)門Y7雙向開關(guān)SW，使繼電器J動(dòng)作而發(fā)出停機(jī)指令。
本實(shí)施例采用上、中、下三個(gè)數(shù)控限定，也可根據(jù)使用要求增加更多的數(shù)控限定。
下面闡述本實(shí)施例在升降起重中的數(shù)控執(zhí)行電路。
數(shù)控執(zhí)行電路如圖5、圖6所示圖5是由圖4中的繼電器J的常開觸點(diǎn)和中間繼電器ZJ的線圈組成，電源VDD為直流12伏。
圖6是常用的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路。
電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)(提升時(shí))控制由按鈕1QA、交流接觸器線圈1Q及主觸點(diǎn)、副觸點(diǎn)、中間繼電器觸點(diǎn)ZJ1組成。
電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)(降落時(shí))控制由2QA、交流接觸器線圈2Q及主觸點(diǎn)、副觸點(diǎn)、中間繼電器觸點(diǎn)ZJ2組成。
電動(dòng)機(jī)的停止控制由按鈕TA、熔斷器RD及熱繼電器RJac組成。
符號(hào)D為電動(dòng)機(jī)，ZC為電動(dòng)機(jī)的抱閘電磁鐵線圈。電流A、B、C為三相交流電，電壓380～400伏。
數(shù)控執(zhí)行電路的動(dòng)作原理是這樣的
中間數(shù)控停機(jī)——當(dāng)電動(dòng)機(jī)作提升運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)接1QA、使1Q線圈通電、1Q主觸點(diǎn)閉合、電動(dòng)機(jī)抱閘線圈ZC通電、抱閘松開，電動(dòng)機(jī)正向(向上)轉(zhuǎn)動(dòng)，常閉觸頭ZJ1及常開觸點(diǎn)1Q自保持使電動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)把物體提升到事先整定的中間數(shù)控?cái)?shù)碼時(shí)，繼電器J動(dòng)作，圖5中觸點(diǎn)J閉合，中間繼電器ZJ動(dòng)作，圖6中常閉觸點(diǎn)ZJ1斷開，使得交流接觸器線圈1Q斷電釋放，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，線圈ZC斷電釋放，使抱閘剎車。
上限數(shù)控停機(jī)——上限數(shù)控一般整定在升降架的最高提升極限高度數(shù)字。當(dāng)電動(dòng)機(jī)已把升降架提升到中間數(shù)控位置，而這時(shí)又因操作失誤按1QA使升降架繼續(xù)向上提升，當(dāng)升降架升至上限數(shù)控?cái)?shù)字時(shí)，繼電器J動(dòng)作，跟上述的中間數(shù)控停車動(dòng)作過(guò)程一樣，使電動(dòng)機(jī)在上限數(shù)控位置停下來(lái)，避免因操作失誤造成升降架沖頂或拉翻升降塔的事故。
下限數(shù)控停機(jī)——當(dāng)電動(dòng)機(jī)作下降運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)按2QA，使2Q主觸點(diǎn)閉合、抱閘線圈ZC通電、抱閘松開，電動(dòng)機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)(向下)，常閉觸點(diǎn)ZJ2及常開觸點(diǎn)2Q自保持使電動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)提升架降到事先整定的下限數(shù)碼時(shí)(比如數(shù)碼為00.00)，繼電器J動(dòng)作，圖5中觸點(diǎn)J閉合，中間繼電器ZJ動(dòng)作，圖6中常閉觸點(diǎn)ZJ2斷開，交流接觸器2Q斷電釋放，電動(dòng)機(jī)停止，線圈ZC斷電、抱閘剎車。
圖6電路中，除了使電動(dòng)機(jī)在上、中、下限位置數(shù)控自停機(jī)以外，按按鈕TA也能使電動(dòng)機(jī)人為地停機(jī)。而且當(dāng)熔斷器RD熔斷及熱繼電器RJac動(dòng)作斷開時(shí)，電動(dòng)機(jī)也會(huì)自動(dòng)停轉(zhuǎn)，這是設(shè)備的電路保護(hù)設(shè)施。
權(quán)利要求1.一種升降數(shù)控儀，其特征是(1)有一個(gè)測(cè)長(zhǎng)光電轉(zhuǎn)換器，在夾板(4)組成的支架上裝有壓在升降鋼絲繩上的測(cè)長(zhǎng)滑輪(12)，與測(cè)長(zhǎng)滑輪(12)同軸的齒輪(5)帶動(dòng)擋光針(7)遮擋兩個(gè)紅外光受光管(G1、G2)從而取得由鋼絲繩往復(fù)移動(dòng)的長(zhǎng)度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏康挠?jì)數(shù)信號(hào)；(2)有一個(gè)根據(jù)測(cè)長(zhǎng)光電轉(zhuǎn)換器的信號(hào)進(jìn)行的邏輯選擇、可逆計(jì)數(shù)、數(shù)字顯示電路和編碼數(shù)控電路，把升降移動(dòng)長(zhǎng)度的數(shù)量結(jié)果計(jì)算并顯示出來(lái)，由編碼電路發(fā)出數(shù)控信號(hào)；(3)有一個(gè)由按鈕、繼電器和交流接觸器組成的電動(dòng)機(jī)控制電路，控制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、停止和正、反轉(zhuǎn)。
2.按權(quán)利要求1所述的升降數(shù)控儀，其特征是與升降設(shè)備配套使用，測(cè)長(zhǎng)光電轉(zhuǎn)換器靠彈簧力壓在往復(fù)移動(dòng)的鋼絲繩上，計(jì)數(shù)、顯示、編碼、數(shù)控和電動(dòng)機(jī)控制電路安裝在一控制箱里，由兩根信號(hào)線和兩根電源線與測(cè)長(zhǎng)光電轉(zhuǎn)換器連接。
專利摘要與升降設(shè)備配套使用的一種升降數(shù)控儀，由測(cè)長(zhǎng)光電轉(zhuǎn)換器、可逆計(jì)數(shù)電路、數(shù)顯電路、數(shù)控電路組成。測(cè)長(zhǎng)滑輪、齒輪、擋光針、紅外光發(fā)光管接收管組成的測(cè)長(zhǎng)光電轉(zhuǎn)換器，靠彈簧力壓在鋼絲繩上，鋼絲繩的往復(fù)移動(dòng)長(zhǎng)度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，再經(jīng)集成電路脈沖整形、邏輯選擇、可逆計(jì)數(shù)、數(shù)字顯示、數(shù)碼設(shè)定，由交流接觸器控制電動(dòng)機(jī)。除按鈕控制外，還可在上限、下限和中間任意整定的數(shù)字內(nèi)自動(dòng)停機(jī)，使升降設(shè)備控制具有準(zhǔn)確、安全和自動(dòng)功能。
文檔編號(hào)B66B3/02GK2179361SQ9321913
公開日1994年10月12日 申請(qǐng)日期1993年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月28日
發(fā)明者盧劍超 申請(qǐng)人:盧劍超