[发明专利]一种基于倾角传感器的高空吊篮安全锁测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于倾角传感器的高空吊篮安全锁测量装置，其特征在于：模拟吊篮(6)一端通过铰链(5)固定于支架(4)之上，另一端分别与备用绳(8)一端和工作绳(10)一端相连；其中工作绳(10)另一端通过滑轮(3)缠绕在卷扬(2)的卷筒上，卷扬(2)则通过电动机(1)带动；备用绳(8)另一端与支架(4)相连，且处于松弛状态；安全锁(9)固定于模拟吊篮(6)的自由端；安全绳(11)垂直穿过待检测的安全锁(9)并与支架(4)相连；倾角传感器(7)固定于模拟吊篮(6)上；当工作绳(10)张紧且不发生断裂时，只有工作绳(10)受力；当工作绳(10)发生断裂时，安全锁(9)锁住安全绳(11)时，只有安全绳(11)受力；若安全锁(9)未能锁住安全绳(11)，则备用绳(8)受力。

2.如权利要求1所述的一种基于倾角传感器的高空吊篮安全锁测量装置，其特征在于：所述倾角传感器(7)采用质量较小的倾角传感器，在高过载或者大冲击的情况产生较小的惯性力。

3.如权利要求1所述的一种基于倾角传感器的高空吊篮安全锁测量装置，其特征在于：所述备用绳(8)、工作绳(10)、安全绳(11)均为钢丝绳。

4.如权利要求1所述的一种基于倾角传感器的高空吊篮安全锁测量装置，其特征在于：所述电动机(1)的输出轴与卷扬(2)通过链条传动。

5.一种如权利要求1所述的基于倾角传感器的高空吊篮安全锁测量装置的测量方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：利用电动机(1)带动卷扬(2)转动，根据倾角传感器(7)的度数显示，提升模拟吊篮(6)上升至于地面平行，并设模拟吊篮(6)的长度为L，此时仅有工作绳(10)受力，突然剪断工作绳(10)，模拟吊篮坠落情况，此时安全锁(9)发生作用，锁住安全绳(11)，从而防止模拟吊篮(6)继续下落；若安全锁(9)无法锁住安全绳(11)，则备用绳(8)发挥作用，防止模拟吊篮撞击地面造成损伤；

步骤二：若安全锁(9)锁住安全绳，则可通过倾角传感器(7)读出安全锁锁绳角度θ；

步骤三：计算安全锁滑移量H＝L*tanθ；

步骤四：将断绳实验中悬吊平台下降过程简化为自由落体运动，根据运动学原理，求出安全锁(9)的速度

步骤五：安全锁(9)锁住安全绳(11)之后，将安全锁(9)的运动简化为单自由度线性振动问题，根据机械动力学原理公式：

式中m为模拟吊篮(6)的等效载荷，x为安全锁(9)的振动位移，k为安全绳(11)的刚度，为模拟吊篮(6)的加速度；

求解得其中A为安全锁(9)的振幅，ω_n为安全锁(9)的固有频率，

通过能量守恒求得式中δ_st为静载时安全绳(11)的变形量，δ_st＝mg/k，V_o为振动的初速度，

最后通过胡克定律求出安全绳最大冲击力F_max＝kδ_max＝k(δ_st+A)。