全文摘要
本实用新型涉及一种钢丝绳组张力一致性测试系统，包括：单片机、钢丝绳测试杆、力传感器、按键组、打印机和电量管理系统，其中，所述钢丝绳测试杆的一端用于与钢丝绳抵接，另一端与所述力传感器相连，所述力传感器通过模拟信号采集电路与所述单片机相连，将钢丝绳所受横向力数据发送至单片机处理；所述按键组与所述单片机相连，用于实现不同的测试功能；所述打印机通过无线通信模块与所述单片机相连，用于打印测试结果；所述电量管理系统分别与单片机、力传感器和打印机相连。该系统具备钢丝绳横向受力测试和数据统计功能，可实现钢丝绳组张力一致性的快速测试，具有很好的实用价值。
主设计要求
1.一种钢丝绳组张力一致性测试系统，其特征在于，包括：单片机、钢丝绳测试杆、力传感器、按键组、打印机和电量管理系统，其中，所述钢丝绳测试杆的一端用于与钢丝绳抵接，另一端与所述力传感器相连，所述力传感器通过模拟信号采集电路与所述单片机相连，将钢丝绳所受横向力数据发送至单片机处理；所述按键组与所述单片机相连，用于实现不同的测试功能；所述打印机通过无线通信模块与所述单片机相连，用于打印测试结果；所述电量管理系统分别与单片机、力传感器和打印机相连。
设计方案
1.一种钢丝绳组张力一致性测试系统，其特征在于，包括：单片机、钢丝绳测试杆、力传感器、按键组、打印机和电量管理系统，其中，
所述钢丝绳测试杆的一端用于与钢丝绳抵接，另一端与所述力传感器相连，所述力传感器通过模拟信号采集电路与所述单片机相连，将钢丝绳所受横向力数据发送至单片机处理；
所述按键组与所述单片机相连，用于实现不同的测试功能；
所述打印机通过无线通信模块与所述单片机相连，用于打印测试结果；
所述电量管理系统分别与单片机、力传感器和打印机相连。
2.根据权利要求1所述的一种钢丝绳组张力一致性测试系统，其特征在于，还包括：显示屏和LED指示灯，所述显示屏与所述单片机相连，用于显示测试结果，所述LED指示灯与所述单片机相连，用于指示不同的测试功能的状态及电量异常报警。
3.根据权利要求2所述的一种钢丝绳组张力一致性测试系统，其特征在于，所述电量管理系统包括：充电模块、充电电池和电量监控模块，所述充电模块与所述充电电池相连，所述充电电池分别与单片机、力传感器和打印机相连，所述电量监控模块分别与所述充电电池和单片机相连，用于当充电电池电量异常时将报警信号发送给单片机，单片机控制LED指示灯闪烁报警。
4.根据权利要求1所述的一种钢丝绳组张力一致性测试系统，其特征在于，所述按键组包括：开\/关按键、用于钢丝绳测试前对力传感器数据置零的置零按键、用于清空钢丝绳组中所有已经测试的钢丝绳横向力数据的清空按键、用于将当前所测钢丝绳的横向力数据保存于单片机中的保存按键、用于结束当前钢丝绳测试并切换到下一根钢丝绳测试的下一根按键、用于将所有已测并保存的钢丝绳横向力数据进行统计的统计按键、用于打印测试结果的打印按键。
5.根据权利要求1或4所述的一种钢丝绳组张力一致性测试系统，其特征在于，所述横向力数据包括：横向推力或横向拉力数据。
6.根据权利要求5所述的一种钢丝绳组张力一致性测试系统，其特征在于，所述钢丝绳测试杆的一端设有用于测试横向推力的钢丝绳推叉或用于测试横向拉力的钢丝绳拉钩，另一端为螺纹端与所述力传感器相连。
7.根据权利要求6所述的一种钢丝绳组张力一致性测试系统，其特征在于，所述力传感器通过信号接收端口与所述模拟信号采集电路相连，将力传感器所测得的钢丝绳横向推力或横向拉力模拟信号转换为相应的数字信号。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于起重运输机械检验领域，涉及垂直电梯或提升机曳引钢丝绳组的测试，具体涉及一种钢丝绳组张力一致性测试系统。
背景技术
在垂直电梯或提升机曳引系统中一般通过曳引轮或摩擦轮转动带动钢丝绳对乘客或货物进行提升。最理想的状态是一组钢丝绳中所有钢丝绳所受的张力一致，但是由于设备安装时钢丝绳截绳长度不一致、曳引轮或摩擦轮槽制造误差不一致或钢丝绳绳头弹簧调节高度不一致等原因，容易导致设备运行过程中钢丝绳张力不均匀。此外，不同钢丝绳生产过程中产生的残余应力状态不一致，在使用过程中应力释放导致的钢丝绳结构性伸长不一致都将导致张力不均匀。钢丝绳的张力均匀程度直接影响到钢丝绳和曳引部件的使用寿命，提高了设备维护修理成本，同时也会导致钢丝绳在绳槽中滑动，产生振动，影响乘客体验感。尤其对于电梯，钢丝绳张力不均匀导致的电梯曳引能力的下降容易使电梯出现溜车、轿厢意外移动、冲顶和蹲底等安全事故，对乘客生命安全造成巨大威胁。
GB\/T T10060-2011《电梯安装验收规范》5.5.1规定：“任何一根绳或链的张力与所有绳或链之张力平均值的偏差均不大于5%”。《煤矿安全规程》第423条也规定“任意一根提升钢丝绳的张力同平均张力之差不得超过±10%”。目前检验过程中广泛应用的钢丝绳组张力一致性测试方法是“直尺+推拉力计法”，该方法用推拉力计上的拉钩或推叉将第一根钢丝绳横向拉到一定距离，并用钢板尺测量该距离吗，记录此时钢丝绳横向所受拉力或推力，随后按照同样方法依次使其余钢丝绳横向拉或推到相同距离，并记录钢丝绳所受横向拉力或推力。由于各根钢丝绳横向移动相同距离时具有相同的力分解三角形，钢丝绳张力与其横向所受拉力成正比，由此即可用钢丝绳组中各根钢丝绳横向受力的一致性评估其张力一致性。该方法所用钢板尺和推拉力计都为一般通用工具，简单易行，设备成本低，然而，测试时需要检测人员对钢丝绳横向受力逐根进行记录，且测试结束后需要手动计算各根钢丝绳的百分偏差，多有不便。若将目前广泛使用的“直尺+推拉力计法”测试步骤融入测试系统并由系统自动统计分析张力一致性测试结果，实现在线测试后直接在线出结果，则可为检测过程提供足够的便利性。因此，设计一种操作简单便捷、自动化程度较高的钢丝绳组张力一致性测试系统具有重要的意义。
实用新型内容
本实用新型针对现有钢丝绳组张力一致性通用测试技术的不足，提供了一种新型的钢丝绳组张力一致性测试系统。该系统具备钢丝绳横向受力测试和数据统计功能，依次测试一组中所有钢丝绳在同一推离距离下的横向推力或拉力，测试过程中可对数据进行存储，系统计算出各根钢丝绳百分偏差对钢丝绳组张力一致性进行评估，该装置可实现钢丝绳组张力一致性的快速测试，具有很好的实用价值。
为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案为：
一种钢丝绳组张力一致性测试系统，包括：单片机、钢丝绳测试杆、力传感器、按键组、打印机和电量管理系统，其中，所述钢丝绳测试杆的一端用于与钢丝绳抵接，另一端与所述力传感器相连，所述力传感器通过模拟信号采集电路与所述单片机相连，将钢丝绳所受横向力数据发送至单片机处理；所述按键组与所述单片机相连，用于实现不同的测试功能；所述打印机通过无线通信模块与所述单片机相连，用于打印测试结果；所述电量管理系统分别与单片机、力传感器和打印机相连。
进一步的，还包括：显示屏和LED指示灯，所述显示屏与所述单片机相连，用于显示测试结果，所述LED指示灯与所述单片机相连，用于指示不同的测试功能的状态及电量异常报警。
进一步的，所述电量管理系统包括：充电模块、充电电池和电量监控模块，所述充电模块与所述充电电池相连，所述充电电池分别与单片机、力传感器和打印机相连，所述电量监控模块分别与所述充电电池和单片机相连，用于当充电电池电量异常时将报警信号发送给单片机，单片机控制LED指示灯闪烁报警。
进一步的，所述按键组包括：开\/关按键、用于钢丝绳测试前对力传感器数据置零的置零按键、用于清空钢丝绳组中所有已经测试的钢丝绳横向力数据的清空按键、用于将当前所测钢丝绳的横向力数据保存于单片机中的保存按键、用于结束当前钢丝绳测试并切换到下一根钢丝绳测试的下一根按键、用于将所有已测并保存的钢丝绳横向力数据进行统计的统计按键、用于打印测试结果的打印按键。
进一步的，所述横向力数据包括：横向推力或横向拉力数据。
进一步的，所述钢丝绳测试杆的一端设有用于测试横向推力的钢丝绳推叉或用于测试横向拉力的钢丝绳拉钩，另一端为螺纹端与所述力传感器相连。
进一步的，所述力传感器通过信号接收端口与所述模拟信号采集电路相连，将力传感器所测得的钢丝绳横向推力或横向拉力模拟信号转换为相应的数字信号。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
1）系统可对钢丝绳组测试过程中每根钢丝绳所受横向拉力或推力数据进行存储，无需操作者手动记录；
2）通过选择钢丝绳拉钩或钢丝绳推叉可对钢丝绳横向拉力或推力进行测试；
3）系统具备计算功能，可统计并通过显示屏显示出钢丝绳组张力一致性测试结果，测试数据可打印。
附图说明
图1为本实用新型测试系统结构框图。
图2为本实用新型测试系统结构示意图。
图3为本实用新型钢丝绳推叉结构示意图。
图4为本实用新型按键组设置示意图。
图5为本实用新型测试方法运行流程图。
图6为本实用新型所述测试系统的一个实施例的实际操作过程图。
上述诸图中：1-外壳；2-显示屏；3-充电口；4-信号接收端口；5-开关按键；12-置零按键；7-清空按键；8-保存按键；9-下一根按键；10-统计按键；11-打印按键；13-LED指示灯一；14-LED指示灯二；15-LED指示灯三；6-钢丝绳拉钩；16-钢丝绳推叉；23-力传感器；24-力传感器安装外壳。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
根据本实用新型的实施例，图1为本实用新型测试系统结构框图，图2为本实用新型测试系统结构示意图，参照图1和2所示，本实用新型所述钢丝绳组张力一致性测试系统，主要包括：单片机、电量管理系统、力传感器、模拟信号采集电路、按键组、无线通信模块、打印机、显示屏、LED指示灯和钢丝绳测试杆，其中，所述钢丝绳测试杆的一端用于与钢丝绳抵接，另一端与所述力传感器相连，所述力传感器通过模拟信号采集电路与所述单片机相连，将钢丝绳所受横向力数据发送至单片机处理；所述按键组与所述单片机相连，用于实现不同的测试功能；所述打印机通过无线通信模块与所述单片机相连，用于打印测试结果；所述电量管理系统分别与单片机、力传感器和打印机相连。
根据本实用新型的实施例，所述电量管理系统包括：充电模块、充电电池和电量监控模块，所述充电模块与所述充电电池相连，用于给充电电池充电，所述充电电池分别与单片机、力传感器和打印机相连，用于给单片机、力传感器、打印机、显示屏和LED指示灯供电，所述电量监控模块分别与所述充电电池和单片机相连，用于系统使用过程中监测可充电电池电量，当充电电池电量异常时将报警信号发送给单片机，单片机控制LED指示灯闪烁报警，可以理解的是，所述电量异常情况包括多种，如：电量过低。
根据本实用新型的实施例，在本实用新型测试系统的外壳上还设有与充电模块相连的充电口。
根据本实用新型的实施例，所述显示屏与所述单片机相连，用于显示测试结果，所述LED指示灯与所述单片机相连，用于钢丝绳组测试过程中不同的测试功能的状态指示及电量异常报警指示。优选的，本实用新型设有三个LED指示灯：LED指示灯一、LED指示灯和LED指示灯三。
根据本实用新型的实施例，所述横向力数据包括：横向推力或横向拉力数据。
本实用新型所述力传感器用于测试钢丝绳所受横向推力或拉力，力传感器与模拟信号采集电路相连，模拟信号采集电路与单片机连接，采集力传感器模拟信号并将其转换为数字信号发送给单片机处理，单片机计算出力传感器测得的钢丝绳所受横向推力或拉力，并将各根钢丝绳测试结果信息显示在显示屏上。
根据本实用新型的实施例，所述力传感器通过信号接收端口与所述模拟信号采集电路相连，将力传感器所测得的钢丝绳横向推力或横向拉力模拟信号转换为相应的数字信号，信号接收端口用于接收力传感器所测得的钢丝绳横向拉力或推力信号。
根据本实用新型的实施例，图3为本实用新型钢丝绳推叉结构示意图，参照图2和3所示，所述钢丝绳测试杆的一端设有用于测试横向推力的钢丝绳推叉或用于测试横向拉力的钢丝绳拉钩，另一端为螺纹端与所述力传感器相连，所述力传感器安装于所述力传感器安装外壳内部，钢丝绳拉钩或钢丝绳推叉螺纹安装于力传感器上。
根据本实用新型的实施例，图4为本实用新型按键组设置示意图，参照图1和4所示，本实用新型所述按键组包括：开\/关按键、置零按键、清空按键、保存按键、下一根按键、统计按键、打印按键。各按键具备功能如下：按下开\/关按键可用于控制系统的开启和关闭；按下置零按键可实现钢丝绳测试之前对力传感器数据置零，用于所述钢丝绳拉钩或钢丝绳推叉的重力以及力传感器所受外部干扰因素对钢丝绳横向力测试结果的影响；按下保存按键可将当前所测钢丝绳的横向力数据保存于单片机中；按下下一根按键可结束当前钢丝绳测试过程，并将系统切换到下一根钢丝绳的张力测试过程；按下清空按键可清空钢丝绳组中所有已经测试的钢丝绳横向力数据，以便重新开启新的钢丝绳组张力一致性测试过程；按下统计键可控制单片机对钢丝绳组中所有已测并保存的钢丝绳横向力数据进行统计分析，计算出各根钢丝绳张力偏差百分值，并找出最大偏差的钢丝绳序号，单片机将统计结果显示于显示屏上；按下打印按键可控制单片机向蓝牙通信模块发送打印命令，将本次张力一致性测试统计结果打印出。
因此，本实用新型所述按键组可实现系统的开启与关闭，并能通过控制单片机，对钢丝绳组张力偏差测试过程中数据进行存储、设备置零、选择下一根测试钢丝绳、数据统计、数据清零以及打印过程进行控制。
根据本实用新型的一些实施例，本实用新型所述无线通信模块为蓝牙通信模块，打印机为具有蓝牙无线通信功能的打印机，可以理解的是，本实用新型所述打印机不仅限于无线连接打印机，也可以为有线连接打印机。
根据本实用新型的一些实施例，所述充电电池可为锂离子充电电池或其他类型可充电电池。
根据本实用新型的一些实施例，所述单片机通过控制所述无线通信模块控制打印机打印钢丝绳组张力一致性测试结果。
根据本实用新型的一些实施例，所述力传感器不仅限于拉力传感器，也可以是压力传感器或拉压力双向传感器等类型。
在本实用新型的另一方面，提出了一种根据前面所述的一种钢丝绳组张力一致性测试系统的测试方法，图5为本实用新型测试方法运行流程图，参照图5所示，包括以下步骤：（1）置零：对所述张力一致性测试系统进行置零处理；（2）测试：使用钢丝绳测试杆逐根横向推动或拉动钢丝绳组的每根钢丝绳，使每根钢丝绳到达相同的预设推离距离且待显示的力值稳定后进行保存，记录每根钢丝绳所受横向力；（3）统计分析：单片机对所有钢丝绳所受横向力进行分析，计算钢丝绳组的横向力平均值、各根钢丝绳横向力相对于横向力平均值的百分偏差，将最大的百分偏差绝对值与检验标准所规定的最大允许偏差值进行比较，对钢丝绳组张力一致性进行评估，若所测最大偏差绝对值大于最大允许偏差值，则张力一致性测试结果为不合格，否则测试结果为合格；（4）打印：通过单片机控制打印机对测试结果进行打印；（5）清空：单片机清空该组钢丝绳的横向力数据，重复步骤（1）-（4）进行下一组钢丝绳的张力一致性测试。
更具体的，选择待测的钢丝绳组，假设钢丝绳组中共有N根钢丝绳。打开测试系统，开始测试，系统置零后开始第1根钢丝绳横向拉力或推力测试，如果所测数据满足测试要求则记录该根钢丝绳横向拉力或推力数据，如果数据不符合则重新测试第1根钢丝绳，重新记录当前数据，并将上一次记录的测试数据覆盖。操作者认为第1根钢丝绳测试结果无问题则开始下一根钢丝的的测试，否则重新开始第1根钢丝绳测试。第2根钢丝绳的测试过程重复第1根钢丝绳的测试过程，如此循环，将钢丝绳组中所有N根钢丝绳全部测试完后对钢丝绳组中张力一致性进行上述统计分析，统计分析结束后打印检测结果，结束该组测试过程，重复上述步骤进行下一组的测试。
作为本实用新型一个实例，图6为本实用新型所述测试系统的一个实施例的实际操作过程图，参照图6所示，本实施例中，采用钢丝绳推叉对钢丝绳组横向推离的方式用压力传感器测试其所受横向推力，该钢丝绳组共包括7根钢丝绳（编号1#-7#）该钢丝绳组张力一致性测试方法主要包括如下操作步骤。
（1）测试前置零：按开\/关按键打开系统，显示屏亮，此时LED指示灯一、LED指示灯二和LED指示灯三的状态分别为亮、灭、灭，显示屏显示力传感器数据，例如图6（a）中的0.03N；按置零按键，显示屏显示的力传感器数值置零，例如图6（b）中的0.00N，此时LED指示灯一灭，LED指示灯二亮，LED指示灯三灭，开始第一根（编号1#）钢丝绳测试。
（2）钢丝绳横向推力测试：钢丝绳推叉横向推动第一根钢丝绳，推离过程中显示屏显示的推力值动态变化，直到推离到预设推离距离且待显示的力值稳定后按保存键，记录第一根钢丝绳横向所受推力，例如图6（c）中的25.24N，此时如图6（d）所示，LED指示灯一灭，LED指示灯二灭，LED指示灯三亮，表示数据已保存，测试过程中如图6（b）和（c）所示，保持LED指示灯一灭，LED指示灯二亮，LED指示灯三灭。
若操作者认为所测推力值不符合要求则再次按保存键回到第一根钢丝绳测试状态重新测试，如图6（b）所示，此时LED指示灯一灭，LED指示灯二亮，LED指示灯三灭，表示处于钢丝绳横向推力测试状态。若操作者认为所测推力值符合要求则可按下一根按键进行测试，此时LED指示灯一灭，LED指示灯二亮，LED指示灯三灭，开始对第二根（编号2#）钢丝绳进行测试，如图6（e）所示，测得数值为26.32N。重复上述方法，按保存按键或下一根按键，依次测试编号3#-7#的钢丝绳在横向推离相同距离时所受推力，参照图6（f）所示，编号3#为25.93N，编号4#为26.75N，编号5#为24.91N，编号6#为25.88N，编号7#为24.72N。
（3）测试结果统计：所有钢丝绳横向推力都测试结束后按统计按键，此时单片机计算所有钢丝绳在推离相同距离时的横向推力平均值、各根钢丝绳横向推力相对于横向力平均值的百分偏差，如图6（g）所示，编号1#为-1.71%，编号2#为+2.50%，编号3#为+0.98%，编号4#为+4.17%，编号5#为-2.99%，编号6#为+0.78%，编号7#为-3.73%，并找出偏差最大的钢丝绳编号4#，将该最大偏差绝对值与检验标准所规定的最大允许偏差值进行比较，对钢丝绳组张力一致性进行评估，若所测最大偏差绝对值大于最大允许偏差，则张力一致性测试结果为不合格，否则测试结果为合格。
（4）测试结果打印：按打印按键控制打印机对测试结果进行打印。
（5）结束测试或开始新的测试：按开\/关按键可结束测试并关闭系统，按清空按键可清空所有已保存的数据和统计结果，系统重新回到步骤（1）所述置零后的状态，开始新的测试，如图6（h）所示。
可以理解的是，本实用新型所述推离距离是指使用钢丝绳推叉推动钢丝绳离开其初始静止位置产生的距离，可采用位移传感器进行设定；当为钢丝绳拉钩时，同理。
综上所述，本实用新型测试系统可对钢丝绳组测试过程中每根钢丝绳所受横向拉力或推力数据进行存储，无需操作者手动记录；并且通过选择钢丝绳拉钩或钢丝绳推叉可对钢丝绳横向拉力或推力进行测试；同时本实用新型测试系统具备计算功能，可统计并通过显示屏显示出钢丝绳组张力一致性测试结果，测试数据可打印。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920121755.5
申请日:2019-01-24
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:44(广东)
授权编号:CN209416561U
授权时间:20190920
主分类号:G01L 5/04
专利分类号:G01L5/04
范畴分类:31J;
申请人:广东省特种设备检测研究院珠海检测院
第一申请人:广东省特种设备检测研究院珠海检测院
申请人地址:519000 广东省珠海市香洲区人民西路133号
发明人:陈建勋;戚政武;陈英红;杨宁祥;梁敏健;林晓明;黄永坚;李继承;谢小娟
第一发明人:陈建勋
当前权利人:广东省特种设备检测研究院珠海检测院
代理人:刘伍堂
代理机构:11254
代理机构编号:北京连城创新知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计