[發明專利]一種基于吊機的空間角度測量方法

無效

• 申請號: 201210414235.6
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN102910533A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 陳治國;王雷;邱旭陽;程璞
• 申請（專利權）人: 北京機械設備研究所
• 主分類號: B66C13/16
• 分類號: B66C13/16;B66C13/46
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心 11024
• 代理人: 岳潔菱

技術領域

本發明涉及一種空間角度測量方法，特別是一種基于吊機的空間角度測量方法。

背景技術

隨著國民經濟技術的發展，各類吊機所起的作用越來越大。吊機的作用就是在短時間內將某個重物從某初始位置搬運到目的位置，同時要求運動過程中的擺動盡量小。如果吊機操作不當，重物可能碰撞上其它設備，造成損害。

在操作人員的吊機操作中，均是通過人眼判斷當前位置與目前位置的差來操作吊機，在這種過程中，由于人眼判斷角度存在較大的偏差，吊機運動位置存在精度差的問題，吊機動作慢且存在反復，導致吊機工作效率低，安全性差。

發明內容

本發明目的在于提供一種基于吊機的空間角度測量方法，解決由于人眼判斷角度存在較大的偏差，吊機運動位置存在精度差的問題。

一種基于吊機的空間角度測量方法，其具體步驟為：

第一步?搭建吊機伺服系統

吊機伺服系統，包括：傳感器、油缸、活動關節；其中，活動關節，包括：立柱、大臂、小臂、伸縮臂、俯仰關節，上述立柱、大臂、小臂、伸縮臂、俯仰關節各裝配一個16位的傳感器作為測量元件并均通過油缸依次相連。

第二步?建立吊機理想坐標系

將吊機理想化，設定OA為立柱，AB為大臂，BC為小臂與大臂之間的偏移，CD為小臂，DE為伸縮臂，EF為碼頭，FG為吊具高，G為吊點，它是吊具的中心點。

以吊機立柱回轉中心為作為坐標原點，沿縱軸方向定義為X軸，按照右手坐標，垂直于X軸的方向為Y軸。

第三步?吊機伺服系統對各關節位移進行定義

吊機伺服系統為保證測試結果同實際系統具有一致性，將立柱、大臂、小臂、伸縮臂、俯仰關節五個關節的角位移和線位移及其零點作統一規定。

立柱角位移：將立柱投影到XOY平面，其投影延長線與X軸正向的夾角。

大臂角位移：過A點作一平行于XOY的平面，AB與該平面的夾角。

小臂角位移：大臂AB的延長線與小臂BD的夾角為小臂角位移。

伸縮臂線位移：DE長度可變，當D與E重合時，伸縮臂位移為零。

吊具俯仰角：EF的延長線與FG的夾角。

吊具回轉角：?MN在XOY平面的投影與X軸的夾角。

第四步?吊機伺服系統進行各關節長度及零點的標定

吊機伺服系統首先在吊機上標出立柱、大臂、小臂、伸縮臂、俯仰關節五個關節的基準點，采用調校后的三座標測量儀確定坐標原點以及X軸，用三座標儀測量各臂長度。記錄立柱顯示傳感器值，手動操作吊機，旋轉立柱，由三座標測量儀測量確定當立柱的軸線的投影與X軸重合時，停止吊機，讀取并記錄此時立柱傳感器的讀數，該讀數即為立柱傳感器的零位。記錄大臂顯示傳感器值，旋轉吊機大臂,?由三座標測量儀測量確定當大臂的軸線與XOY平面平行時停止吊機，讀取并記錄大臂傳感器的讀數即為大臂傳感器的零位。記錄小臂顯示傳感器值，手動操作吊機，旋轉吊機小臂,?用三座標測量儀測量確定當小臂的軸線與XOY平面平行時停止吊機，讀取并記錄大臂以及小臂傳感器的讀數，通過計算得出小臂傳感器的零位。記錄伸縮臂長度傳感器值，手動操作吊機，將伸縮臂縮到盡頭，讀取并記錄伸縮臂傳感器的讀數作為伸縮臂位移傳感器的零位。記錄回轉角傳感器值，手動操作吊具回轉關節，使吊具與X軸垂直平行時記錄回轉傳感器的讀數作為吊具回轉傳感器的零位。記錄回轉傳感器的讀數作為立柱傳感器的零位。

至此，完成了基于吊機的空間角度測量。

本方法采用建立理想坐標系的方法進行空間角度測量，單個目標點到位動作時間縮短為50秒內，可在較短時間內平穩地完成吊機的軌跡規劃，完全滿足吊機自動控制系統的應用需求。

附圖說明

圖1?一種基于吊機的空間角度測量方法的吊機理想坐標系圖；

圖2?一種基于吊機的空間角度測量方法的吊機側視坐標系圖。

具體實施方式

一種基于吊機的空間角度測量方法，其具體步驟為：

第一步?搭建吊機伺服系統

吊機伺服系統，包括：傳感器、油缸、活動關節。其中，活動關節，包括：立柱、大臂、小臂、伸縮臂、俯仰關節，立柱、大臂、小臂、伸縮臂、俯仰關節各裝配一個16位的傳感器作為測量元件并均通過油缸依次相連。

第二步?建立吊機理想坐標系

將吊機理想化，設定OA為立柱，AB為大臂，BC為小臂與大臂之間的偏移，CD為小臂，DE為伸縮臂，EF為碼頭，FG為吊具高，G為吊點，它是吊具的中心點。