[實(shí)用新型]一種塔式起重機(jī)塔身垂直度實(shí)時(shí)檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320280378.2
• 申請日: 2013-05-21
• 公開（公告）號: CN203704914U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏繼鋼;王喜超;龔璐
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航鼎電子科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠(yuǎn)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及起重機(jī)檢測技術(shù)，尤其是涉及一種塔式起重機(jī)塔身垂直度實(shí)時(shí)檢測裝置。

背景技術(shù)

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，高層建筑逐漸增多，建設(shè)高層建筑的塔式起重機(jī)數(shù)量急劇增長，塔式起重機(jī)除了應(yīng)用在高層建筑施工外，還可以應(yīng)用在多種施工場合，塔式起重機(jī)已經(jīng)成為建筑行業(yè)中一種必不可少的機(jī)械設(shè)備。

作為建筑物料垂直運(yùn)輸?shù)乃狡鹬貦C(jī)，其安全性能要求非常高，但由于自身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，事故概率較大；根據(jù)對塔式起重機(jī)事故的分析，塔機(jī)事故統(tǒng)計(jì)50％因?yàn)榈鼗蓜?dòng)導(dǎo)致，還有很多是塔機(jī)安裝和拆卸時(shí)發(fā)生；國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對塔機(jī)塔身垂直度有相當(dāng)嚴(yán)格的要求，要求空載時(shí)塔身垂直度不得大于千分之四，滿載時(shí)，不得超出1％；安裝時(shí)通常使用經(jīng)緯儀進(jìn)行塔身垂直度檢測，但如何實(shí)時(shí)監(jiān)控塔身垂直度一直是一個(gè)大難題。

現(xiàn)有的產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)如下：

1)通過在使用外部經(jīng)緯儀，人工測量，不能做到實(shí)時(shí)；

2)使用GPSRTK測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測，但成本太高，無法批量采用；

3)使用傳統(tǒng)機(jī)械方法響應(yīng)慢，精度低，成本高，難以滿足塔身垂直度的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種實(shí)現(xiàn)成本低、測量精度高的塔式起重機(jī)塔身垂直度實(shí)時(shí)檢測裝置。

本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種塔式起重機(jī)塔身垂直度實(shí)時(shí)檢測裝置，其特征在于，所述的電源模塊、加速度傳感器、溫度傳感器、MCU、RS485接口和上位機(jī)，所述的電源模塊分別與加速度傳感器、溫度傳感器、MCU連接，所述的MCU分別與速度傳感器、溫度傳感器、RS485接口連接，所述的RS485接口與上位機(jī)連接。

所述的電源模塊包括依次連接的電源濾波保護(hù)電路、第一LDO電路、DC/DC升壓電路和第二LDO電路，所述的第一LDO電路與MCU連接，所述的第二LDO電路與加速度傳感器連接。

所述的加速度傳感器設(shè)有四個(gè)，分別固定在安裝板上后通過磁鐵吸附在塔頂上。

本實(shí)用新型的工作流程如下：

1)安裝在塔式起重機(jī)塔頂上的加速度傳感器采集塔身的水平度數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送給MCU，同時(shí)設(shè)在加速度傳感器上的溫度傳感器采集加速度傳感器的溫度數(shù)據(jù)并發(fā)送給MCU；

2)MCU采用溫度補(bǔ)償算法對加速度傳感器的測量值進(jìn)行補(bǔ)償；

3)MCU對補(bǔ)償后的測量值進(jìn)行卡爾曼濾波；

4)MCU接收外部儀器測量的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)對濾波后的測量值進(jìn)行校準(zhǔn)；

5)MCU計(jì)算出塔身的水平度傾斜角數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送給上位機(jī)；

6)上位機(jī)將水平度傾斜角轉(zhuǎn)化為垂直度傾斜角。

所述的MCU采用溫度補(bǔ)償算法對加速度傳感器的測量值進(jìn)行補(bǔ)償具體為：

Mxm＝Kt*(T-T0)*Mx；

Mym＝Kt*(T-T0)*My；

其中T為測量值溫度值，Kt為溫度值T時(shí)校準(zhǔn)因子，T0為出廠校驗(yàn)時(shí)溫度值，Mx為當(dāng)前加速度計(jì)X方向測量值，My為當(dāng)前加速度計(jì)X方向測量值，Mxm為補(bǔ)償后計(jì)算值，Mym為補(bǔ)償后計(jì)算值。

所述的MCU接收外部儀器的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)對濾波后的測量值進(jìn)行校準(zhǔn)具體為：

Ex＝Mxm-Mwx；

Ey＝Mym-Mwy；

其中Mwx和Mwy分別為外部儀器在水平臺上測試的X軸傾斜值和Y軸傾斜值，Ex和Ey分別為X軸與Y軸誤差。

所述的MCU計(jì)算出塔身的水平度傾斜角數(shù)據(jù)：

Mx(D)＝(Mox(t)+Mox(t-1)+Mox(t-2)+....+Mox(t-n))/n-Ex；

My(D)＝(Moy(t)+Moy(t-1)+Moy(t-2)+....+Moy(t-n))/n-Ey；

Mox(t)和Moy(t)分別為t時(shí)刻輸出X軸傾斜和Y軸傾斜，Mox(t-n)和Moy(t-n)分別為t-n時(shí)刻輸出X軸傾斜和Y軸傾斜，Mx(D)和My(D)為水平度輸出X與Y軸數(shù)據(jù)。

所述的n值取3。

所述的外部儀器為水平儀或經(jīng)緯儀。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)使用高精度的水平度測量，換算成垂直度測量值，在保證精度的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本；

2)為了消除安裝平臺與塔身連接固有誤差帶來的轉(zhuǎn)換誤差，通過塔外第三方測量設(shè)備(經(jīng)緯儀等)標(biāo)定來實(shí)現(xiàn)，保證測量點(diǎn)水平度轉(zhuǎn)換為該點(diǎn)垂直度后的精度；