[發(fā)明專利]基于位置傳感器的雙吊具橋吊擺角測量裝置及其測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310083218.3
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN103145038A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐悅;徐為民
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號: B66C13/00
• 分類號: B66C13/00;G01B11/26
• 代理公司: 上海信好專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31249
• 代理人: 徐茂泰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種擺角測量裝置，尤其涉及一種基于位置傳感器的雙吊具橋吊擺角測量裝置及其檢測方法。

背景技術(shù)

隨著集裝箱運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展和港口建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，為了提高集裝箱的船舶裝卸速度，集裝箱橋吊雙箱吊具的使用越來越廣泛。

雙起升集裝箱橋吊的運(yùn)動會引起雙負(fù)載的擺動，若和周圍的其它物體或操作人員發(fā)生碰撞，可能導(dǎo)致財物損失甚至人員傷亡，同時，更好地減少橋吊雙吊具負(fù)載的擺動，以使得集裝箱卡車準(zhǔn)確對位成為提高集裝箱裝卸效率的關(guān)鍵。

雙起升橋有兩個可以獨(dú)立起升的吊具，因而提高了集裝箱的裝卸效率。但是，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作方式多樣，兩個吊具既可以各自單獨(dú)起升，也可同步起升，這給吊具擺角檢測帶來很大的難度。

現(xiàn)有的橋吊擺角檢測裝置都是針對單吊具橋吊設(shè)計的，這些檢測裝置均采用了比較復(fù)雜的檢測儀器如激光角度儀、角度傳感器、高度攝像等，造價高，使用復(fù)雜，抗干擾能力差，準(zhǔn)確性低，不能檢測到微小的角度變化，而且維護(hù)不方便。而且，現(xiàn)有的集裝箱起重機(jī)操作自動化程度較低，大多依靠操作員目視吊具及負(fù)載來獲得其擺動情況，這種方法不但準(zhǔn)確性低而且極易造成工作疲勞，影響工作效率及工作質(zhì)量。因此控制橋吊下雙吊具及負(fù)載的擺動以使得卡車準(zhǔn)確對位成為制約提高集裝箱裝卸效率的關(guān)鍵。

位置傳感器PSD（position?sensitive?detector）是一種高靈敏度光學(xué)器件，其也稱為坐標(biāo)光電池，可將光敏面上的光點(diǎn)位置轉(zhuǎn)換為電信號，當(dāng)一束光射在PSD的光敏面上時，在同一面上的不同電極之間就會有電流流過，這種電流隨著光點(diǎn)位置的變化而變化。PSD器件能連線檢測光點(diǎn)的位置，沒有死區(qū)，分辨率高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于位置傳感器的雙吊具橋吊擺角測量裝置及其測量方法，基于光電效應(yīng)原理，能夠測量雙吊具橋吊的擺動角度，效率高，抗干擾能力強(qiáng)，并且結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于位置傳感器的雙吊具橋吊擺角測量裝置，與雙吊具橋吊的小車機(jī)構(gòu)連接，該小車機(jī)構(gòu)上設(shè)有起升電機(jī)，該起升電機(jī)包含轉(zhuǎn)軸，所述雙吊具橋吊包含起重機(jī)駕駛機(jī)構(gòu)、一對吊具，起重機(jī)駕駛機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)有計算機(jī)；其特點(diǎn)是，所述擺角測量裝置包含測量模塊；設(shè)置在測量模塊上端的位置傳感器；通過多組導(dǎo)線與位置傳感器連接的信號處理模塊；所述測量模塊上端與雙吊具橋吊的小車機(jī)構(gòu)連接。?

上述的基于位置傳感器的雙吊具橋吊擺角測量裝置，其中所述測量模塊包含箱體，該箱體為矩形，其上表面設(shè)有定位圓孔，其下表面為搭載平臺；設(shè)置在箱體內(nèi)并貫穿箱體下表面的非金屬套筒，所述非金屬套筒與定位圓孔位置對應(yīng)；依次穿過定位圓孔和非金屬套筒的吊繩，所述吊繩上端與起升電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接，其下端與雙吊具橋吊的吊具連接。

上述的基于位置傳感器的雙吊具橋吊擺角測量裝置，其中所述非金屬套筒的外壁上設(shè)有紅外發(fā)光二極管和設(shè)置在紅外發(fā)光二極管正上方的光學(xué)系統(tǒng)。

上述的基于位置傳感器的雙吊具橋吊擺角測量裝置，其中所述搭載平臺上設(shè)有多組彈簧，各所述彈簧一端分別與箱體側(cè)壁的下端連接，其另一端分別與非金屬套筒的外壁連接，將非金屬套筒固定在搭載平臺上，非金屬套筒不垂直運(yùn)動。

上述的基于位置傳感器的雙吊具橋吊擺角測量裝置，其中所述位置傳感器包含光敏區(qū)，該光敏區(qū)設(shè)為矩形，其尺寸與測量模塊的箱體側(cè)壁尺寸對應(yīng)；設(shè)置在光敏區(qū)各邊中心位置的x方向電極、y方向電極；各所述x方向電極、y方向電極分別通過導(dǎo)線與信號處理模塊連接。

上述的基于位置傳感器的雙吊具橋吊擺角測量裝置，其中所述信號處理模塊（3）包含CPU；分別與CPU連接的存儲器、信號處理電路；與信號處理電路連接的I/O接口。

一種基于位置傳感器的雙吊具橋吊擺角測量方法，用于上述的基于位置傳感器的雙吊具橋吊擺角測量裝置，其特征在于，包含以下步驟：

步驟1，吊繩處于靜止?fàn)顟B(tài)時，紅外發(fā)光二極管發(fā)出的光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)聚焦后形成一個光斑成像于位置傳感器上，位置傳感器將光斑的位置轉(zhuǎn)換為4個電流信號，并將這4個電流信號傳輸給信號處理模塊，信號處理模塊對靜止?fàn)顟B(tài)的4個電流信號進(jìn)行放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后，將其傳輸?shù)接嬎銠C(jī)中，將該靜止?fàn)顟B(tài)作為初始參照狀態(tài)；