阅读说明：本技术 牵引系统用滑轮、安全检测设备及牵引系统 (Pulley for traction system, safety detection equipment and traction system ) 是由 倪建军 于 2020-04-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种牵引系统用滑轮、安全检测设备及牵引系统。其中,牵引系统用滑轮设有用于引导牵引系统的钢丝绳的绳槽,该滑轮还包括：信号处理装置,用于检测滑轮是否在牵引系统的钢丝绳的带动下转动,并基于滑轮的转动生成第一信号；无线信号发送装置,连接信号处理装置,用于将第一信号发送给用于对牵引系统进行安全检测的控制装置。本发明实施例中的信号处理装置可以对被钢丝绳带动的滑轮生成第一信号,并将第一信号经无线信号发生装置发送给对牵引系统进行安全检测的控制装置,从而可以基于第一信号判断工作过程中的牵引系统是否出现钢丝绳运行相关的故障,有效杜绝钢丝绳脱离滑轮绳槽导致的安全事故,提高牵引系统的运行安全性,且相较于传统的挡绳杆的检测方式,安装及维护便利。(The invention discloses a pulley for a traction system, safety detection equipment and the traction system. Wherein, traction system uses the pulley to be equipped with the grooving that is used for guiding traction system's wire rope, and this pulley still includes: the signal processing device is used for detecting whether the pulley rotates under the driving of a steel wire rope of the traction system or not and generating a first signal based on the rotation of the pulley; and the wireless signal transmitting device is connected with the signal processing device and is used for transmitting the first signal to the control device for carrying out safety detection on the traction system. The signal processing device in the embodiment of the invention can generate a first signal for the pulley driven by the steel wire rope, and sends the first signal to the control device for carrying out safety detection on the traction system through the wireless signal generating device, so that whether the traction system has a fault related to the operation of the steel wire rope in the working process can be judged based on the first signal, the safety accident caused by the separation of the steel wire rope from the rope groove of the pulley is effectively avoided, the operation safety of the traction system is improved, and the installation and the maintenance are convenient compared with the traditional detection mode of the rope blocking rod.)

牵引系统用滑轮、安全检测设备及牵引系统

技术领域

本发明涉及牵引系统，尤其涉及一种牵引系统用滑轮、安全检测设备及牵引系统。

背景技术

对于含有钢丝绳的动力牵引系统，大多需要使用滑轮，通过滑轮可以改变钢丝绳的运行方向，也可以用来增加钢丝绳的牵引倍率，从而加大牵引力，这种钢丝绳加滑轮的牵引方式在各种起重设备中采用较为普遍，比如履带吊、汽车吊、港机及塔吊等。

相关技术中，钢丝绳滑轮组合的牵引系统，在运行过程中，由于钢丝绳是有柔性的，由松弛到张紧状态的改变或快速运行中都有可能使钢丝绳脱离滑轮绳槽，当钢丝绳脱离滑轮且运行一段时间后，带来的直接后果就是：钢丝绳被磨断，或者将周边结构件磨断。在塔机领域，有不少用户对塔机的日常维护疏于管理，时常有钢丝绳跳出滑轮后继续运行，运行的钢丝绳犹如钢锯一样破坏塔机结构件，时间久后，轻者使结构件受伤或钢丝绳断裂，重者致使结构件断裂，继而引发重大安全事故。

基于此，相关技术中，往往在滑轮外圈安装一个或多个挡绳杆，挡绳杆与滑轮间隔足够近，使得钢丝绳在滑轮的绳槽内不会脱出，部分杜绝了上述事故的发生。然而，由于滑轮和挡绳杆都是独立安装的，一旦加工制作误差过大，时常还会有钢丝绳脱槽(即脱离滑轮的绳槽)的情况发生，若发现不及时，则存在极大的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种牵引系统用滑轮、安全检测设备及牵引系统，旨在有效提升基于钢丝绳的牵引系统的运行安全性。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种牵引系统用滑轮，所述滑轮设有用于引导牵引系统的钢丝绳的绳槽，所述滑轮还包括：

信号处理装置，用于检测所述滑轮是否在牵引系统的钢丝绳的带动下转动，并基于所述滑轮的转动生成第一信号；

无线信号发送装置，连接所述信号处理装置，用于将所述第一信号发送给用于对所述牵引系统的钢丝绳运行进行安全检测的控制装置。

在一些实施例中，所述信号处理装置包括：

动作开关，用于在所述滑轮的转速达到设定速度时动作；

第一处理器，连接所述动作开关，用于基于所述动作开关的动作生成所述第一信号；

电池，连接所述第一处理器及所述无线信号发送装置，用于给所述第一处理器及所述无线信号发送装置供电。

在一些实施例中，所述动作开关设置于所述电池给所述第一处理器及所述无线信号发送装置供电的供电电路上，并在所述滑轮的转速达到设定转速时动作，以连通供电电路，所述第一处理器用于在带电状态下生成所述第一信号。

在一些实施例中，所述电池的供电电路连通所述第一处理器及所述无线信号发送装置，所述第一处理器用于响应于所述动作开关的动作，生成所述第一信号。

在一些实施例中，所述第一处理器用于确定所述滑轮的转速达到设定转速的条件下，控制所述无线信号发送装置以设定频率发送所述第一信号，所述第一信号携带用于标识所述滑轮的身份的标识信息。

在一些实施例中，所述滑轮的滑轮本体上开设通风孔及连通所述通风孔的引风腔，所述信号处理装置包括：

第二处理器；

风力发电装置，设于所述引风腔内，用于在风力作用下发电，连接所述第二处理器及所述无线信号发送装置，用于给所述第二处理器及所述无线信号发送装置供电；

动作开关，连接第二处理器，所述动作开关用于在所述滑轮的转速达到设定速度时动作；

所述第二处理器用于基于所述动作开关的动作生成所述第一信号。

在一些实施例中，所述滑轮的滑轮本体上开设通风孔及连通所述通风孔的引风腔，所述信号处理装置包括：

风力发电装置，设于所述引风腔内，用于在风力作用下发电；

离心锁止机构，连接所述风力发电装置，用于所述滑轮在钢丝绳的带动下转动达到设定速度时解锁所述风力发电装置及所述滑轮的转动未达到设定转速时锁止所述风力发电装置；

第二处理器，连接所述风力发电装置，用于基于所述风力发电装置提供的电源生成所述第一信号。

在一些实施例中，所述离心锁止机构包括：

弹簧件及锁止块，所述弹簧件具有所述滑轮的转速达到设定转速时第一状态及所述滑轮的转速未达到设定转速时的第二状态，所述锁止块连接所述弹簧件，用于在所述第一状态下解锁所述风力发电装置及在所述第二状态下锁止所述风力发电装置。

在一些实施例中，所述第二处理器用于确定所述滑轮的转速达到设定转速的条件下，控制所述无线信号发送装置以设定频率发送所述第一信号，所述第一信号携带用于标识所述滑轮的身份的标识信息。

本发明实施例还提供了一种牵引系统用安全检测设备，包括：

控制装置及至少一个前述任一实施例所述的滑轮，所述控制装置包括：无线接收模块，用于接收各所述滑轮发送的第一信号；所述控制装置用于在所述牵引系统牵引过程中，基于各所述滑轮是否发送第一信号，确定所述牵引系统是否出现钢丝绳运行相关的故障。

本发明实施例又提供了一种牵引系统，包括牵引动力源及连接所述牵引动力源的钢丝绳，还包括前述实施例所述的安全检测设备。

本发明实施例提供的技术方案，通过在滑轮上设置信号处理装置和无线信号发送装置，该信号处理装置可以对被钢丝绳带动的滑轮生成第一信号，并将第一信号经无线信号发生装置发送给对牵引系统的钢丝绳运行进行安全检测的控制装置，从而可以基于第一信号判断工作过程中的牵引系统是否出现钢丝绳运行相关的故障，有效杜绝钢丝绳脱离滑轮绳槽导致的安全事故，提高牵引系统的运行安全性，且本实施例中的信号处理装置和无线信号发送装置均设置于滑轮内，相较于传统的挡绳杆的检测方式，安装及维护便利。

附图说明

图1为本发明实施例滑轮的电气结构示意图；

图2为本发明一实施例滑轮的结构示意图；

图3为本发明另一实施例滑轮的结构示意图；

图4为本发明一实施例滑轮的立体结构示意图；

图5为图4所示滑轮的剖面示意图；

图6为图5中A处的放大示意图；

图7为本发明实施例滑轮的引风腔的结构示意图；

图8为本发明实施例牵引系统的结构示意图。

附图标记说明：

1、滑轮；11、滑轮本体；12、信号处理装置；13、无线信号发送装置；

111、绳槽；112、通风孔；113、引风腔；

121、动作开关；122、第一处理器；123、电池；

124、风力发电装置；125、离心锁止机构；126、第二处理器；

1251、弹簧件；1252、锁止块；1253、弹簧端盖；

2、控制装置；3、牵引动力源；4、钢丝绳。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明再作进一步详细的描述。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

相关技术中，往往在滑轮外圈安装一个或多个挡绳杆，以使得钢丝绳在滑轮槽内不会脱出。挡绳杆需要独立安装，往往存在加工误差过大导致的安全隐患。以塔机制造行业为例，由于塔机相关的制造门槛低，加工水平及技术难度都不大，制造企业的水平也是参差不齐，加上塔机面临的用户也要求有高有低，对设备的运营管理也就大不相同，由于钢丝绳跳槽导致的安全事故时有发生，此外，且由于滑轮与挡绳杆都是独立安装的，往往亦增加了对加工质量进行管理的难度，导致难以有效监管行业的安全生产等问题。

基于此，在本发明的各种实施例中，通过在滑轮上设置信号处理装置和无线信号发送装置，该信号处理装置可以对被钢丝绳带动的滑轮生成第一信号，并将第一信号经无线信号发生装置发送给对牵引系统的钢丝绳运行进行安全检测的控制装置，从而可以基于第一信号判断工作过程中的牵引系统是否出现钢丝绳运行相关的故障，有效杜绝钢丝绳脱离滑轮绳槽导致的安全事故，提高牵引系统的运行安全性，且本实施例中的信号处理装置和无线信号发送装置均设置于滑轮内，相较于传统的挡绳杆的检测方式，安装及维护便利。

本发明实施例提供了一种牵引系统用滑轮，所述滑轮设有用于引导牵引系统的钢丝绳的绳槽。如图1所示，所述滑轮还包括：信号处理装置12及无线信号发送装置13，其中，信号处理装置12用于检测滑轮是否在牵引系统的钢丝绳的带动下转动，并基于滑轮的转动生成第一信号；无线信号发送装置13连接信号处理装置12，用于将第一信号发送给用于对牵引系统进行安全检测的控制装置，以指示相应的滑轮是否存在钢丝绳运行相关的故障。

实际应用中，滑轮包括滑轮本体11，滑轮本体11的外周沿设有用于引导钢丝绳的绳槽111，能够有效避免钢丝绳脱离滑轮，且对钢丝绳起到引导作用。滑轮本体11经轴向孔内的轴承固定，可以在钢丝绳的带动下转动。若滑轮对应的钢丝绳未脱离绳槽111，则信号处理装置12可以检测到滑轮的转动，并基于滑轮的转动生成第一信号，生成的第一信号经无线信号发送装置13发送给牵引系统的控制装置，从而可以供控制装置基于是否接收到第一信号，确定相应的滑轮处的钢丝绳是否存在钢丝绳运行相关的故障。

这里，信号处理装置12可以基于检测的滑轮的转速是否达到设定转速来生成第一信号，若滑轮的转速达到设定转速，则表明滑轮能够跟随钢丝绳转动，钢丝绳处于滑轮的绳槽111内，牵引系统并未出现钢丝绳的脱槽故障。若滑轮不转动或者转速未达到设定转速，则确定牵引系统存在钢丝绳运行相关的故障。这里，钢丝绳运行相关的故障包括：1、钢丝绳脱离滑轮的绳槽111，即出现脱槽故障；2、滑轮的电气装置(即前述的信号处理装置12和/或无线信号发送装置13)出现故障；3、滑轮自身出现故障，比如，滑轮损坏或者滑轮的轴承损坏，则需要维护人员及时检修，可以及时有效发现钢丝绳脱槽的故障。这里，设定转速可以根据检测需求进行设置，可以设置为零或者判断滑轮在转动下的离心力是否达到设定要求的转速值。

在一些实施例中，为了便于能够及时对出现故障的滑轮进行检修，信号处理装置12生成的第一信号还携带用于标识滑轮的身份的标识信息，如此，可以区分不同的滑轮对应的第一信号，并准确区分正常运行及出现钢丝绳运行相关的故障对应的滑轮。

在一应用示例中，可以对牵引系统下的各个滑轮进行编码，分配相应的序列号，各滑轮发送的第一信号携带相应的序列号，且牵引系统的控制装置侧存储各滑轮对应的序列号，如此，控制装置可以基于接收的第一信号的序列号与预先存储的序列号进行比较，确定是否存在未发送第一信号的滑轮，若有，则生成相应滑轮处出现故障的提示信息，便于维护人员及时检修，提升牵引系统的运行可靠性。

本发明实施例中，无线信号发送装置13采用无线发射模块，可以包括但不限于：蓝牙模块、Wi-Fi(Wireless Fidelity，无线保真)模块、Zigbee模块、2G模块、3G模块、4G模块、5G模块、以太网模块、NB-IOT(Narrow Band Internet of Things，窄带物联网)模块、eMTC(EnhanceMachine Type Communication，增强式机器类型通讯)模块、LoRa(Long Range)模块以及Sigfox模块中的至少一种。其中，Zigbee模块是短距离无线通信技术，由IEEE802.15工作组中提出，并由其TG4工作组制定规范。LoRa模块、Sigfox模块均是低功耗广域网(LPWA)无线通信技术。本发明实施例对无线信号发送装置13的具体选择不做具体限定，包括但不限于上述的无线发射模块，只要满足无线信息传输的需求即可。

在一些实施例中，如图2所示，信号处理装置12包括：动作开关121、第一处理器122及电池123。其中，动作开关121用于在滑轮的转速达到设定速度时动作；第一处理器122连接动作开关121，用于基于所述动作开关的动作生成所述第一信号；电池123连接第一处理器122及无线信号发送装置13，用于给动作开关121及无线信号发送装置13供电。

这里，动作开关121可以为离心开关。当在滑轮的转速达到设定转速，在滑轮的离心力的作用下，离心开关动作。

在一应用示例中，动作开关121设置于电池123给第一处理器122及无线信号发送装置13供电的供电电路上，并在滑轮的转速达到设定转速时动作，以连通供电电路，第一处理器用于在带电状态下生成第一信号，并经无线信号发送装置发出。若滑轮的转速下降或者停转，导致滑轮的转速未到达设定转速，则动作开关121复位，供电电路断开，第一处理器及无线信号发送装置失电，无法继续发送第一信号，相应地，牵引系统的控制装置则无法接收到该滑轮的第一信号，从而可以生成故障提示信息。

在另一应用示例中，电池123的供电电路直接连通第一处理器122及无线信号发送装置13，第一处理器122用于响应于动作开关的动作，生成第一信号。比如，离心开关可以连接第一处理器的IO端口，离心开关可以设置为常开状态，当在滑轮的转速达到设定转速，使得在滑轮的离心力的作用下触发离心开关动作，第一处理器122响应于离心开关的闭合，生成第一信号。或者，离心开关还可以设置为常闭状态，当在滑轮的转速达到设定转速，使得在滑轮的离心力的作用下触发离心开关动作，，第一处理器122响应于离心开关的断开，生成第一信号。该第一信号可以指示相应滑轮的钢丝绳是否出现钢丝绳运行相关的故障。

在一些实施例中，第一处理器122用于确定所述滑轮的转速达到设定转速的条件下，控制所述无线信号发送装置以设定频率发送第一信号，第一信号携带用于标识滑轮的身份的标识信息。这里，设定频率可以为根据需求进行合理设定，比如，可以设定每间隔5分钟，如此，可以减少第一信号的发送频率，从而利于节省耗电，并减少无线信号的干扰。具体地，当动作开关位于电池的供电电路上时，只要滑轮的转速达到设定转速，则供电电路持续导通，第一处理器可以控制无线信号发送装置周期性地发送携带该滑轮的标识信息的第一信号，若滑轮的转速小于设定转速，则供电电路断开，第一处理器及无线信号发送装置失电，无法发出第一信号，导致牵引系统的控制装置无法接收到该滑轮对应的第一信号。当动作开关直接连接第一处理器时，只要滑轮的转速达到设定转速，则动作开关由常开或者常闭状态动作并保持，第一处理器基于动作开关动作后的状态，可以控制无线信号发送装置周期性地发送携带该滑轮的标识信息的第一信号，若滑轮的转速小于设定转速，则动作开关复位，第一处理器停止发送第一信号，导致牵引系统的控制装置无法接收到该滑轮对应的第一信号。

由于前述实施例中，需要电池123供电，增大了牵引系统的维护工作量，尤其在滑轮数量较多的情形下，基于此，在一些实施例中，滑轮的滑轮本体11上开设通风孔112及连通通风孔112的引风腔113，信号处理装置12包括设于引风腔113内的风力发电装置124，利用风力发电装置124生成的电能来供电，可以省去对电池123的维护。

如图3至图7所示，在一些实施例中，信号处理装置12包括：风力发电装置124、离心锁止机构125及第二处理器126。其中，风力发电装置124设于引风腔113内，用于在风力作用下发电；离心锁止机构125连接风力发电装置124，用于滑轮在钢丝绳的带动下转动达到设定速度时解锁风力发电装置124及滑轮的转动未达到设定转速时锁止风力发电装置124；第二处理器126连接风力发电装置124，用于基于风力发电装置124提供的电源生成并发送第一信号。

如图6所示，在一些实施例中，离心锁止机构125包括：弹簧件1251及锁止块1252，弹簧件1251具有滑轮的转速达到设定转速时第一状态及滑轮的转速未达到设定转速时的第二状态，锁止块1252连接弹簧件1251，用于在第一状态下解锁风力发电装置124及在第二状态下锁止风力发电装置124。

实际应用中，如图6所示，离心锁止机构125还包括：弹簧端盖1253，弹簧端盖1253固定于滑轮本体11上，弹簧件1251的一端抵接弹簧端盖1253，另一端连接锁止块1252，锁止块1252的另一端朝向风力发电装置124的叶片。当滑轮在钢丝绳的带动下转动，且转速达到设定转速，使得产生的离心力能够克服弹簧的弹力，则弹簧件1251进入第一状态，此时，锁止块1252脱离风力发电装置124的叶片，经通风孔112引入的气流在引风腔113内流动(如图7中箭头方向所示)，可以在引风腔113内吹动风力发电装置124的叶片，从而带动风力发电装置124发电，风力发电装置124生成的电能供电给第二处理器126及无线信号发送装置13，使得第二处理器126可以生成第一信号，并经无线信号发送装置13发送出去。当滑轮的转速未达到设定转速，则弹簧件1251自身的弹力使得弹簧件1251保持第二状态，此时，锁止块1252在弹簧件1251的作用下朝内施力，锁止风力发电装置124的叶片，动风力发电装置124无法发电，使得第二处理器126及无线信号发送装置13无法工作，牵引系统的检测装置无法接收到相应的滑轮的第一信号。

在一些实施例中，第二处理器126用于确定所述滑轮的转速达到设定转速的条件下，控制所述无线信号发送装置以设定频率发送第一信号，第一信号携带用于标识滑轮的身份的标识信息。这里，设定频率可以为根据需求进行合理设定，比如，可以设定每间隔5分钟，如此，可以减少第一信号的发送频率，从而利于无线信号的干扰。

在一些实施例中，还可以将上述的离心锁止机构125替换为动作开关，即信号处理装置包括：风力发电装置124、动作开关及第二处理器126第二处理器。其中，风力发电装置124设于引风腔内，用于在风力作用下发电，连接第二处理器126及无线信号发送装置13，用于给第二处理器126及无线信号发送装置13供电；动作开关连接第二处理器126，动作开关用于在滑轮的转速达到设定速度时动作；第二处理器126用于基于动作开关的动作生成第一信号。

这里，动作开关可以为离心开关。当在滑轮的转速达到设定转速，在滑轮的离心力的作用下，离心开关动作。第二处理器126及无线信号发送装置13由风力发电装置124供电，可以省去滑轮内的电池，且仅在第二处理器126检测到离心开关动作后，生成第一信号，从而可以基于第一信号指示滑轮处的钢丝绳是否存在运行相关的故障。该离心开关可以设置于风力发电装置124供电给第二处理器126及无线信号发送装置13供电的供电电路上，并在滑轮的转速达到设定转速时动作，以连通供电电路，第二处理器用于在带电状态下生成第一信号；或者风力发电装置124的供电电路直接连通第二处理器126及无线信号发送装置13，离心开关连接第二处理器126，第二处理器126用于响应于离心开关的动作，生成第一信号。

需要说明的是，前述的第一处理器122或者第二处理器126，可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、DSP、可编程逻辑器件(PLD，Programmable Logic Device)、复杂可编程逻辑器件(CPLD，ComplexProgrammable Logic Device)、FPGA、通用处理器、控制器、微控制器(MCU，MicroController Unit)、微处理器(Microprocessor)、或者其他电子元件实现，用于执行前述操作。

本发明实施例还提供了一种牵引系统用安全检测设备，包括：

控制装置及至少一个前述任一实施例的滑轮，控制装置包括：无线接收模块，用于接收各滑轮发送的第一信号；控制装置用于在牵引系统牵引过程中，基于各滑轮是否发送第一信号，确定牵引系统是否出现钢丝绳相关的故障。

实际应用中，控制装置可以获取牵引系统启动工作的信号，比如，通过无线接收模块接收牵引系统的牵引动力源工作的信号，控制装置基于是否接收到各滑轮的第一信号，来判断相应滑轮是否存在钢丝绳脱槽的故障，若在设定时长内未收到任一滑轮的第一信号，则可以确定相应滑轮存在钢丝绳运行相关的故障。具体地，可以基于第一信号携带的滑轮的标识信息，通过与预先存储的各滑轮的标识信息比对，确定未发送第一信号的滑轮，从而能够锁定存在故障的滑轮位置。控制装置还可以通过人机交互界面输出故障提示信息，比如，通过语音、文字或者声光报警等方式输出故障提示信息。

可以理解的是，控制装置中的无线接收模块可以包括：蓝牙模块、Wi-Fi(WirelessFidelity，无线局域网)模块、Zigbee模块、2G模块、3G模块、4G模块、5G模块、以太网模块、NB-IOT(Narrow Band Internet of Things，窄带物联网)模块、eMTC(EnhanceMachineType Communication，增强式机器类型通讯)模块、LoRa(Long Range)模块以及Sigfox模块中的至少一种。控制装置可以设置于牵引系统的驾驶操作室，或者就近设置于钢丝绳对应的滑轮组侧，并经有线或者无线方式传递至驾驶室侧或者远程服务器处。控制装置的具体工作过程可以参照前述实施例，在此不再赘述。

本发明实施例还提供了一种牵引系统，如图8所示，包括牵引动力源3及连接牵引动力源3的钢丝绳4，还包括前述实施例的安全检测设备。具体地，包括多个用于引导钢丝绳的滑轮1(如图8所示的滑轮A、B、C、D)，牵引系统还包括控制装置2，控制装置2可以有线或者无线连接牵引动力源3，且控制装置3通过无线信号接收模块可以接收各滑轮1经各自的无线信号发送装置13发送的第一信号，控制装置2可以基于是否接收到相应槽轮的第一信号的结果，确定相应的滑轮是否出现钢丝绳运行相关的故障，从而可以自动监测钢丝绳运行相关的故障，提高牵引系统运行的可靠性及安全性，避免因钢丝绳脱槽导致的安全事故。

在一些实施例中，牵引系统为履带吊、汽车吊、港机或者塔吊。

需要说明的是：“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

另外，本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。