一种起重机吊具摇摆角度检测装置

1.本发明属于起重机吊具检测技术领域，涉及一种起重机吊具摇摆角度检测装置。


背景技术：

2.现有技术中的起重机，尤其是桥式起重机在调运货物的过程中，由于钢缆的柔性体结构的存在，往往导致吊具与桥式起重机小车的运行不同步，因此发生了吊具的摇摆问题，使得其可能与周围的其他物体发生碰撞，在一定程度上影响了起重机的作业效率。因此，对起重机吊具的摇摆角度检测对于起重机吊具的摇摆控制十分重要，此外，起重机吊具摇摆角度检测技术对于起重机自动化改造和智能控制技术也十分关键。
3.现有的发明技术通常使用起重机的钢缆作为被检测对象，或者通过图像处理获得起重机吊具的摆角，通常计算复杂度较高，且由于起重机或者起重机吊具的结构不同，这些方法往往适用性不佳。本发明通过增加一条安装在吊具与起重机移动端之间的绳索，搭配一套检测系统，通过检测绳索摇摆过程中使得板条受力发生弯曲的变形，间接计算得到起重机吊具的摆角变化。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种新颖的起重机吊具摆角检测装置，可以精确的检测起重机吊重的摆角，检测装置简单易用。
5.本发明的技术方案为：
6.一种起重机吊具摇摆角度检测装置，所述检测装置包括基座1，用以将检测系统安装在起重机的移动端；板条2，承受绳索3传递的力产生弯曲变形；绳索3，跟随吊重摇摆；绳索张紧装置4，使得绳索处于张紧状态；吊具5，用以挂载吊重；滑轮6，钢缆缠绕在滑轮上；钢缆7，承担吊重载荷；起重机小车8，沿小车运行轨道运动。所述的基座1安装于起重机小车8下方，基座1中心开孔；所述板条2外侧固定于基座1的开孔侧边缘上，内侧朝向基座1中心轴线；所述绳索3穿过基座1的中心，固定于基座1的中心轴线与起重机小车8的下表面交点位置，其中绳索3的中心为导电线缆，为绳索张紧装置4提供电能；所述绳索张紧装置4位于绳索3下端，安装在吊具5的上表面，并与基座1处于同一竖直直线上；所述滑轮6安装于吊具5内；所述钢缆7环绕在滑轮6，两端与起重机小车8连接。
7.所述的基座1中心的开孔为圆形或多边形：
8.当开孔为多边形时，所述的板条2为板状结构，包括板条弯曲梁2-1、应变片2-2、板条突起2-3。所述板条弯曲梁2-1外侧固定于基座1的开孔侧边缘上，板条弯曲梁2-1内侧设有应变片2-2、板条突起2-3。所述应变片2-2贴于板条弯曲梁2-1的上方，用于检测板条2弯曲变形过程中的应变，根据检测精度的不同要求，可以选择不同的电阻应变片或者不同的应变片粘贴方式；所述板条突起2-3贴于板条弯曲梁2-1的下方，板条突起2-3与绳索3紧密接触；其中，所述应变片2-2、板条突起2-3位于板条弯曲梁2-1中轴线处，使板条弯曲梁2-1的变形更加均匀，应变片检测结果更为精确。
9.当开孔为圆形时，所述的板条2为圆环状结构，包括板条弯曲梁2-1、应变片2-2、板条突起2-3。所述板条弯曲梁2-1为圆环结构，其外侧固定于基座1的开孔侧边缘上。所述应变片2-2均匀贴附于板条弯曲梁2-1内侧上方，用于检测板条2弯曲变形过程中的应变，根据检测精度的不同要求，可以选择不同的电阻应变片或者不同的应变片粘贴方式。所述板条突起2-3为圆环凸起结构，位于板条弯曲梁2-1内侧下方，板条突起2-3与绳索3紧密接触。
10.所述绳索张紧装置4保持恒定的张紧力，并随着吊具5的升降收放绳索3。
11.进一步的，当开孔为多边形时，所述的板条2的数量由基座1开孔的多边形边数决定。
12.本发明的使用过程为：检测装置安装在小车与吊重之间，当起重机小车运行状态发生改变时吊重产生摇摆，吊重摇摆的过程中带动张紧的绳索3进行同步摇摆，绳索3与板条突起2-3接触，使板条弯曲梁2-1发生弯曲变形，应变片2-2采集弯曲信号，通过计算得到吊重在该板条2法线方向上的摇摆角度。
13.本发明的有益效果有：
14.本发明通过增加一条用于检测的绳索，该绳索设置在吊重系统的中轴线上，和吊重同步摆动，因此更能反应吊重的真实摆动情况，检测精度更高。本发明提供的起重机吊具摆角检测装置通过检测板条的弹性变形引起的应变来检测吊具的摇摆角度，不同于其他装置检测由摇摆引起的位移变化量的装置，本发明的检测端不存在大量的移动部件，耐久度更高，且制作成本相对较低，安装方便。
附图说明
15.图1为本发明的起重机吊具摇摆角度检测装置在起重机吊具上的安装示意图。
16.图2为本发明的起重机吊具摇摆角度检测装置的轴侧图。
17.图3为本发明的起重机吊具摇摆角度检测装置的检测端俯视图。
18.图4为本发明的起重机吊具摇摆角度检测装置的板条结构示意图。
19.图中：1基座；2板条；3绳索；4绳索张紧装置；5吊具；6滑轮；7钢缆；8起重机小车；2-1板条弯曲梁；2-2应变片；2-3板条突起。
具体实施方式
20.下面将结合附图和技术方案详细说明本发明的具体实施例。通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。
21.如图1所示，本发明的实施例提供了一种起重机吊具摇摆角度检测装置，所述检测装置包括基座1、板条2、绳索3、绳索张紧装置4、吊具5、滑轮6、钢缆7、起重机小车8。
22.其中基座1安装在起重机小车8的下方，板条2一端固定于基座1的开孔侧边缘上，带突起的一端朝向基座1中心轴线，绳索3穿过基座1的中心，固定于基座1的中心轴线与起重机小车8的下表面交点位置，基座1沿竖直方向的几何中心线与绳索张紧装置4处在同一个竖直方向上，且绳索张紧装置4安装在吊具5的正上方，可以同吊具5同步运动。
23.如图4所示板条突起2-3设置在板条2的下端，与绳索3密切接触，应变片2-2贴在板条2与基座1的安装部位的下端，可以提高应变片的测量精度和灵敏度。
24.绳索张紧装置4提供恒定的张紧力，在吊具5发生摇摆时可使得绳索3发生摆动，绳
索3摆动的过程中通过板条突起2-3使得板条弯曲梁2-1受力弯曲，通过采集应变片2-2的电信号可以计算得板条2的弯曲程度。
25.板条2的安装如图3所示，该安装方式可以使得两个方向上的摆角检测解耦，有利于计算得到两个方向的摆角值。
26.下面以吊具5沿x方向的左右摇摆为例，说明摆角的计算过程。
27.通过检测应变片2-2的电信号可得板条弯曲梁2-1受力弯曲的变形量，该变形量与绳索3对板条突起2-3施加的力有关，如果板条弯曲梁2-1在张紧绳索力的作用下充分变形，可近似绳索3完全随着吊具5而摇摆，因此绳索3在板条突起2-3的接触点上的位移充分传递于板条突起2-3，根据该位移变化δx以及板条2的长度l可以计算出沿x方向的摆角
28.吊具5沿y方向的摇摆检测与上述过程相同。
29.以上所述实施例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种起重机吊具摇摆角度检测装置，其特征在于，所述检测装置包括基座(1)、板条(2)、绳索(3)、绳索张紧装置(4)、吊具(5)、滑轮(6)、钢缆(7)和起重机小车(8)；所述的基座(1)安装于起重机小车(8)下方，基座(1)中心开孔；所述板条(2)外侧固定于基座(1)的开孔侧边缘上，内侧朝向基座(1)中心轴线；所述绳索(3)顶端穿过基座(1)的中心，固定于基座(1)的中心轴线与起重机小车(8)的下表面交点位置，其中绳索(3)的中心为导电线缆，为绳索张紧装置(4)提供电能；所述绳索张紧装置(4)位于绳索(3)底端，并安装在吊具(5)的上表面，其与基座(1)处于同一竖直直线上；所述滑轮(6)安装于吊具(5)内；所述钢缆(7)环绕在滑轮(6)，两端与起重机小车(8)连接。2.根据权利要求1所述的一种起重机吊具摇摆角度检测装置，其特征在于，所述的基座(1)中心的开孔为圆形或多边形。3.根据权利要求2所述的一种起重机吊具摇摆角度检测装置，其特征在于，当开孔为多边形时，所述的板条(2)为板状结构，包括板条弯曲梁(2-1)、应变片(2-2)和板条突起(2-3)；所述板条弯曲梁(2-1)外侧固定于基座(1)的开孔侧边缘上，板条弯曲梁(2-1)内侧设有应变片(2-2)和板条突起(2-3)；所述应变片(2-2)贴于板条弯曲梁(2-1)的上方，根据检测精度的不同要求，可以选择不同的电阻应变片或者不同的应变片粘贴方式；所述板条突起(2-3)贴于板条弯曲梁(2-1)的下方，板条突起(2-3)与绳索(3)紧密接触；所述应变片(2-2)、板条突起(2-3)位于板条弯曲梁(2-1)中轴线处。4.根据权利要求2所述的一种起重机吊具摇摆角度检测装置，其特征在于，当开孔为圆形时，所述的板条(2)为圆环状结构，包括板条弯曲梁(2-1)、应变片(2-2)和板条突起(2-3)；所述板条弯曲梁(2-1)为圆环结构，其外侧固定于基座(1)的开孔侧边缘上；所述应变片(2-2)均匀贴附于板条弯曲梁(2-1)内侧上方，根据检测精度的不同要求，可以选择不同的电阻应变片或者不同的应变片粘贴方式；所述板条突起(2-3)为圆环凸起结构，位于板条弯曲梁(2-1)内侧下方，板条突起(2-3)与绳索(3)紧密接触。5.根据权利要求2或3所述的一种起重机吊具摇摆角度检测装置，其特征在于，当开孔为多边形时，所述的板条(2)的数量由基座(1)开孔的多边形边数决定。6.根据权利要求1所述的一种起重机吊具摇摆角度检测装置，其特征在于，所述绳索张紧装置(4)保持恒定的张紧力，并随着吊具(5)的升降收放绳索(3)。

技术总结
本发明属于起重机吊具检测技术领域，提供了一种起重机吊具摇摆角度检测装置，由基座、板条、绳索、绳索张紧装置组成。本发明通过增加一条安装在吊具与起重机移动端之间的绳索，搭配一套检测系统，通过检测绳索摇摆过程中使得板条受力发生弯曲的变形，间接计算得到起重机吊具的摆角变化。不同于其他检测由摇摆引起的位移变化量的装置，本发明的检测端不存在大量的移动部件，耐久度更高，且制作成本相对较低，安装方便。安装方便。安装方便。


技术研发人员：郭正刚 毕江涛 杨国华 官伟 陈佳邑
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：2022.03.14
技术公布日：2022/6/24