[实用新型]垂直运动部件坠落监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种坠落监测装置，特别涉及垂直运动部件坠落监测系统。背景技术

垂直运动部件一般使用电机驱动，并由钢丝、链条、同步带、齿轮齿条等传动装置传动，以实现物体的垂直运动。一旦这些传动装置出现功能性故障，垂直运动部件就会因为重力作用发生坠落。进而对生产生活造成严重的安全隐患，例如电梯牵引绳断裂、机械手轴齿断裂等等。为了保证运动过程的安全性，一般的电机侧都会安装保险装置，当传动装置发生问题时，会影响电机的运转速度，保险装置接收到的电机运转速度与标准电机运转速度进行比较，如果差值超过设定阈值时，由保险装置发出制动信号，防止物体坠落。

然而，上述通过在电机侧增加保险装置的方式存在以下问题：当电机与传动装置之间的传动链断裂时，保险装置无法获得异常信号，因此，仍无法完全保证运动过程的安全性；并且现有的保险装置只是在检测到电机实际速度达到预定速度时才开始制动，因此不能立即启动，如此仍可能会导致物体坠落事故发生。另外，由于有些特定场合的用途需求，会需要垂直运动部件产生可控的坠落，这时保险装置会对这种可控的坠落产生误解，给生产生活带来不便。

还有一些保险装置中采用加速度传感器，由于加速度传感器测量运动部件的加速度，当感测到加速度的值为零时，则表明安装该加速度传感器的垂直运动部件发生了自由落体的坠落。但是这种方式具有以下几点不足：

1、运动部件的运动是由控制系统控制的，如果控制器在某一时段让垂直运动部件处于自由落体的状态运行，则这种状态不属于坠落故障，是一种正常的可控运动状态，可是此时的加速度传感器在竖直方向的加速度测量值为零，造成系统的误报；

2、单轴加速度传感器的测量感应方向与重力共线才可以准确的测量出加速度信号，如果元件安装的测量感应方向与重力方向有一个夹角θ（θ<90°），设实际加速度为A，则测量加速度a=A*cosθ，故测量值的准确性与θ角的大小有关，而θ的大小与传感器的安装及垂直运动部件的安装角度有关，在大型设备中这两个参数都不能保证100%准确，故测量存在误差；

3、加速度传感器是一个微机电系统（MEMS），其本身对振动敏感，机械振动会增加噪声，造成测量数据的不准确性，进而造成整个系统的不可靠。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术中垂直运动部件的保险装置无法完全保证运动过程的安全性，以及对于可控的坠落会产生误解等的不足，本实用新型提供一种垂直运动部件坠落监测系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种垂直运动部件坠落监测系统，所述垂直运动部件由驱动机构驱动，包括用于测量所述驱动机构输出侧转速的第一测速传感器，用于测量所述垂直运动部件垂直运动速度的第二测速传感器，数据处理单元和控制单元，所述数据处理单元具有两个输入端和一个输出端，所述第一测速传感器的数据输出侧和第二测速传感器的数据输出侧分别与所述数据处理单元的两个输入端连接，所述数据处理单元的输出端电连接于所述控制单元。

本实用新型的一种垂直运动部件坠落监测系统的监测方法，包括以下步骤：a、同步采集所述驱动机构输出侧转速v1和所述垂直运动部件垂直运动速度v2；b、将v1/v2的值与一常数i进行比较，如果v1/v2=i±m，则判断运行正常；如果v1/v2≠i±m，则判断运行异常；其中i为通过机械系统的传动参数求得的驱动机构输出侧转速与垂直运动部件垂直运动速度的固定比值，m为允许的误差阈值。

第一测速传感器为测转速传感器，测算驱动机构输出侧的转速，即驱动侧的速度；第二测速传感器为测线速传感器，测算垂直运动部件的速度，即从动侧的速度。正常运动状态下，第一测速传感器测算出的转速v1与第二测速传感器测算出的速度v2呈一固定比值，该比值可由机械系统的传动参数唯一求得。所以，如果机器运行正常则v1/v2=i。如果v1/v2≠i，则表示机械出现了故障，并输出刹车驱动信号，启动制动。由于任一物理量的测量值均会存在误差，因此，可以根据需要设定m值的大小。

本实用新型的有益效果是，本实用新型的垂直运动部件坠落监测系统，在垂直运动部件开始失控坠落后能够快速的自动检测出故障，并输出故障信号，由电磁刹车等制动装置快速地进行强制制动，垂直运动部件不会造成严重的坠落事故；并且，由于在可控的坠落发生时，垂直运动部件垂直运动速度与驱动机构输出侧转速仍然相关，因此监测时不会对可控的坠落产生误解。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的垂直运动部件坠落监测系统最优实施例的结构示意图。