[发明专利]多功能摩擦提升防滑实验装置及方法

权利要求书

1.多功能摩擦提升防滑实验装置，其特征在于：它由机架(1)、动力装置(2)、导向装置(3)、张力调节装置(4)、制动装置、加载装置(9、11)和检测与控制装置构成；动力装置(2)设在机架(1)的顶部，导向装置(3)设在动力装置(2)的下方，动力装置(2)和导向装置(3)上分别设有与检测与控制装置相连的轴编码器(2-6、3-4)；张力调节装置(4)设在导向装置(3)的下方；制动装置由与动力装置(2)同处一根轴上的制动盘(14)、滑轮(15)、设在机架(1)的下部制动闸(10)和连接制动盘(14)和制动闸(10)的制动绳(6)构成；加载装置(9、11)通过钢丝绳(5)连接动力装置(2)和导向装置(3)；加载装置(9、11)上设有与检测与控制装置相连的张力传感器(7、13)和加速度传感器(8、12)。

2.根据权利要求1所述的多功能摩擦提升防滑实验装置，其特征在于：所述的动力装置(2)由异步电机(2-1)、减速器(2-2)、摩擦轮(2-3)、摩擦轮轴(2-4)、轴承座(2-5)构成；减速器(2-2)动力输入端与异步电机(2-1)相连，动力输出端与摩擦轮(2-3)相连；摩擦轮(2-3)通过摩擦轮轴(2-4)设在轴承座(2-5)上。

3.根据权利要求1所述的多功能摩擦提升防滑实验装置，其特征在于：所述的制动盘(14)包括制动外环(14-1)，制动外环(14-1)内设有制动内轮(14-3)，制动内轮(14-3)的外圆上设有用高摩擦系数石棉材料制成的制动摩擦环(14-2)，制动摩擦环(14-2)一端固定在制动外环(14-1)上，一端通过弹性角片(14-4)与制动绳(6)连接在一起。

4.根据权利要求1所述的多功能摩擦提升防滑实验装置，其特征在于：所述的导向装置(3)包括步进电机(3-1)，设在导向轮轴(3-5)上的导向轮(3-6)，并排固定在机架(1)上的丝杠(3-2)和光杠(3-9)，丝杠(3-2)上设有螺孔滑块(3-3)，光杠(3-9)上设有光孔滑块(3-8)，螺孔滑块(3-3)和光孔滑块(3-8)上分别设有安放导向轮轴(3-5)的轴承座(3-7)，步进电机(3-1)与丝杠(3-2)相连。

5.根据权利要求1所述的多功能摩擦提升防滑实验装置，其特征在于：所述的张力调节装置(4)由步进电机(4-1)、齿轮传动机构和设在齿轮传动机构上的钢丝绳夹块机构构成，齿轮传动机构包括由步进电机(4-1)传动的主动齿轮(4-10)和从动齿轮(4-2)，并排设在机架(1)上的上光杆(4-5)、上丝杆(4-6)和下丝杆(4-7)、下光杆(4-8)，主动齿轮(4-10)设在下丝杆(4-7)上，从动齿轮(4-2)设在上丝杆(4-6)上；钢丝绳夹块机构包括左夹块(4-3)和右夹块(4-4)，左右两夹块分别串套在上下丝杆和光杆上，其中部均设有用高摩擦系数石棉材料制成的摩擦衬垫(4-9)。

6.根据权利要求1所述的多功能摩擦提升防滑实验装置，其特征在于：所述的检测与控制装置由输入输出模块、可编程控制器、继电器、步进电机驱动器相互连接组成。

7.多功能摩擦提升防滑实验方法，其特征在于：通过动力装置(2)带动钢丝绳(5)移动，使设在钢丝绳(5)两头的加载装置(9、11)进行上提和下放，模拟摩擦提升的运行工况，在加载装置(9、11)进行上提和下放过程中，动力装置(2)上的轴编码器(2-6)和导向装置(3)上的轴编码器(3-4)分别输出摩擦轮(2-3)和导向轮(3-6)的速度，加载装置(9、11)上的张力传感器(7、13)和加速度传感器(8、12)分别输出钢丝绳(5)下端的张力、两加载装置(9、11)的加速度数值，通过检测与控制装置的输入输出模块进行采集和转换，由可编程控制器进行综合计算，判断提升状态，并进行滑绳预测，一旦判断出滑动征兆，通过导向装置(3)改变动力装置(2)中摩擦轮(2-3)的围包角的大小；或通过张力调节装置(4)对钢丝绳(5)进行夹紧，以减少摩擦轮(2-3)两边钢丝绳(5)的张力差。