起重機(jī)吊鉤垂直度偏差檢測(cè)裝置

摘要：鑒于防止斜吊，控制吊鉤偏擺、起重機(jī)垂直吊裝及操作自動(dòng)化等，各種類型起重機(jī)均須要吊鉤垂直度檢測(cè)，然而迄今卻均未有吊鉤垂直度檢測(cè)顯示。文章針對(duì)通過吊鉤鋼絲繩檢測(cè)吊鉤角度存在的諸多問題，提出吊鉤垂直度檢測(cè)的新思路，并介紹了如何通過角度傳感器與雙軸傾角儀來檢測(cè)顯示吊鉤垂直度。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)；吊鉤垂直度；角度傳感器顯示；雙軸傾角儀顯示

中圖分類號(hào)：TH213.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—8937（2012）23—0109—02

1 背景技術(shù)

起重機(jī)要求垂直吊裝，司機(jī)卻無法判斷其吊鉤是否處于垂直狀態(tài)，目前，一方面所有各種類型起重機(jī)都還沒有裝設(shè)吊鉤垂直度顯示裝置；而另一方面無論從吊鉤偏心（通過吊鉤的鉛垂線偏離被吊重物的重心）起鉤以及其他原因使重物偏擺可能傷及周圍設(shè)備和人員，還是從實(shí)現(xiàn)起重機(jī)操作自動(dòng)化，或從實(shí)現(xiàn)安全吊裝和克服起重機(jī)抬吊的風(fēng)險(xiǎn)考慮，吊鉤垂直度的檢測(cè)都成為起重機(jī)自身亟須完善的問題?，F(xiàn)有對(duì)吊鉤的狀態(tài)用角度傳感器檢測(cè)時(shí)，是通過檢測(cè)吊鉤鋼絲繩（吊繩，下同）的偏擺角度得到，吊車吊繩的角度測(cè)量裝置作法是，在互相垂直的二個(gè)方向各安設(shè)一個(gè)被檢測(cè)吊繩C（L為吊重）通過且保持接觸的U型框UX、UY（圖1所示），U型框的轉(zhuǎn)軸上分別安設(shè)角度傳感器EX、EY，當(dāng)?shù)趵KC發(fā)生偏擺時(shí)，通過U型框使轉(zhuǎn)軸上安設(shè)的角度傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)而輸出偏擺信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)吊繩的二維檢測(cè)；一種起重機(jī)及其吊繩擺動(dòng)檢測(cè)量裝置作法是，在起重機(jī)吊臂臂頭1定滑輪端被檢測(cè)吊繩3外裝一個(gè)套筒2（圖2所示），在套筒外壁上安設(shè)角度傳感器4，同時(shí)在起重機(jī)吊臂臂頭1與套筒之間安設(shè)防轉(zhuǎn)裝置5、6以限制套筒轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)趵K發(fā)生偏擺時(shí)，通過與其一起偏擺的套筒由安設(shè)的角度傳感器輸出偏擺信號(hào)，并用此種方式檢測(cè)的信號(hào)創(chuàng)立了一種吊鉤偏擺控制方法、系統(tǒng)及裝置。

2 起重機(jī)吊鉤垂直度偏差檢測(cè)顯示裝置

由于吊鉤的垂直度變化時(shí)將帶動(dòng)吊鉤上與其相垂直平面的變化，故提出通過監(jiān)測(cè)與吊鉤相垂直平面同水平面間的傾角變化，來檢測(cè)吊鉤垂直度偏差的方法，即在吊裝中同吊鉤產(chǎn)生相同偏角的提升滑輪組動(dòng)滑輪護(hù)板外側(cè)上裝設(shè)測(cè)量平臺(tái)，且滿足起重機(jī)吊裝垂直度偏差角度（吊鉤偏角，下同）0°時(shí)，測(cè)量平臺(tái)面為水平面，由于此時(shí)在臺(tái)面上設(shè)置角度傳感器，當(dāng)出現(xiàn)垂直度偏差時(shí)角度傳感器敏感軸方向顯示的臺(tái)面偏離水平面的∠A，等于起重機(jī)提升滑輪組沿該方向的垂直度偏差∠B因∠C=∠D=90°故∠A=∠B），當(dāng)角度傳感器敏感軸方向垂直于測(cè)量平臺(tái)面與水平面交線設(shè)置（此時(shí)與該敏感軸方向相垂直的另一敏感軸方向顯示的偏離水平面角度為0°）。

所顯示的測(cè)量平臺(tái)面與水平面夾角就是起重機(jī)吊裝垂直度偏差角度或吊鉤偏角。故本裝置即在臺(tái)面安設(shè)測(cè)量所設(shè)測(cè)量平臺(tái)面相對(duì)于水平面傾斜度的雙軸傾角儀，以測(cè)量起重機(jī)提升滑輪組垂直度偏差角度，故在臺(tái)面不限于安設(shè)屬于角度測(cè)量?jī)x器的雙軸傾角儀，比如可以是屬于陀螺儀、磁強(qiáng)計(jì)等只要能測(cè)量所設(shè)測(cè)量平臺(tái)面相對(duì)于水平面傾斜度的儀器便可作為備選之列。還有由于是通過監(jiān)測(cè)與吊鉤相垂直平面同水平面間的傾角變化，來檢測(cè)吊鉤垂直度偏差，因而不限于在提升滑輪組動(dòng)滑輪護(hù)板外側(cè)上裝設(shè)測(cè)量平臺(tái)，可以在吊裝中同起重機(jī)吊鉤產(chǎn)生相同偏角的其他部件上裝設(shè)測(cè)量平臺(tái)，比如在吊鉤與動(dòng)滑輪間增設(shè)的在吊裝中同起重機(jī)吊鉤產(chǎn)生相同偏角的部件上裝設(shè)測(cè)測(cè)量平臺(tái)。此外若α、αX、αY分別為起重機(jī)吊裝垂直度偏差角度及其X 、Y軸向分量，則有：起重機(jī)吊裝垂直度偏差角度α=+αY^以及其偏離X軸向角度βX=arctan（αY/αX）。還有由于裝設(shè)在動(dòng)滑輪護(hù)板外側(cè)上，可設(shè)計(jì)成供電電池通過太陽能充電。

一種作法是：設(shè)置角度傳感器測(cè)量顯示。

首先在吊裝中同起重機(jī)吊鉤產(chǎn)生相同偏角的部件，如在吊裝中同起重機(jī)吊鉤產(chǎn)生相同偏角的提升滑輪組動(dòng)滑輪護(hù)板外側(cè)上裝設(shè)測(cè)量平臺(tái)，且滿足起重機(jī)吊裝垂直度偏差角度（吊鉤偏角，下同）0°時(shí)，測(cè)量平臺(tái)面為水平面，由于此時(shí)在臺(tái)面上設(shè)置角度傳感器，當(dāng)出現(xiàn)垂直度偏差時(shí)角度傳感器敏感軸方向顯示的臺(tái)面偏離的水平面角度，等于起重機(jī)提升滑輪組沿該方向的垂直度偏差角度，因而在臺(tái)面居中建立十字垂直坐標(biāo)，設(shè)置雙軸角度傳感器測(cè)量X軸向與Y軸向的垂直度偏差信號(hào)，并經(jīng)傾角采集、無線傳輸、處理（圖4為無線采集方框圖），將垂直度偏差角度動(dòng)態(tài)顯示于起重機(jī)吊裝的各監(jiān)控點(diǎn)，包括本起重機(jī)司機(jī)（操作室）監(jiān)控點(diǎn)、協(xié)同吊裝起重機(jī)司機(jī)（操作室）監(jiān)控點(diǎn)以及協(xié)同吊裝的牽引機(jī)械司機(jī)監(jiān)控點(diǎn)和吊裝指揮監(jiān)控點(diǎn)。

另一種做法是設(shè)置數(shù)顯雙軸傾角儀測(cè)量顯示。

首先在吊裝中同起重機(jī)吊鉤產(chǎn)生相同偏角的提升滑輪組動(dòng)滑輪護(hù)板外側(cè)上裝設(shè)測(cè)量平臺(tái)），并使其滿足起重機(jī)吊裝垂直度偏差角度0°時(shí)，測(cè)量平臺(tái)面為水平面，基于通過測(cè)量平臺(tái)面與水平面間夾角，以確定起重機(jī)提升滑輪組的垂直度偏差角度，在臺(tái)面居中建立十字垂直坐標(biāo)，設(shè)置雙軸數(shù)顯傾角儀測(cè)量X軸向與Y軸向的垂直度偏差角度（圖5為雙軸數(shù)顯傳感儀測(cè)量顯示示意圖），并經(jīng)無線傳輸將測(cè)量的垂直度偏差角度，再動(dòng)態(tài)顯示于起重機(jī)吊裝的各監(jiān)控點(diǎn)。包括本起重機(jī)司機(jī)（操作室）監(jiān)控點(diǎn)、協(xié)同吊裝起重機(jī)司機(jī)（操作室）監(jiān)控點(diǎn)以及協(xié)同吊裝的牽引機(jī)械司機(jī)監(jiān)控點(diǎn)和吊裝指揮監(jiān)控點(diǎn)。

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