[發明專利]一種基于霍爾效應原理的雙吊具橋吊擺角測量裝置及其方法

在審

• 申請號: 201510344679.0
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN104860201A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 劉玉強;徐為民;鄭翔;羅余洋;張夢杰
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: B66C13/16
• 分類號: B66C13/16;B66C13/22;B66C13/54
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 尹兵

1.一種基于霍爾效應原理的雙吊具橋吊擺角測量裝置，該擺角測量裝置設置在雙吊具橋吊的小車機構上，所述小車機構設置在大車機構上，所述大車機構上設有橋吊駕駛室，所述小車機構上設有一對起升電機，每一起升電機包含一轉軸，每一起升電機的轉軸通過一吊繩連接一吊具，其特征在于，該擺角測量裝置包含：

一對信號處理模塊，對稱設置在所述小車機構的頂部；

一對信號采集模塊，對稱設置在所述小車機構的底部，每一所述信號采集模塊與對應的信號處理模塊連接；

一數據計算處理模塊，設置在橋吊駕駛室內，分別與一對信號處理模塊連接；

一用于顯示擺角信息的顯示模塊，設置在橋吊駕駛室內，與所述數據計算處理模塊；其中

每一吊繩穿過對應的信號采集模塊與所述吊具連接。

2.如權利要求1所述的雙吊具橋吊擺角測量裝置，其特征在于，所述的數據計算處理模塊進一步與橋吊防搖控制系統連接。

3.如權利要求1所述的雙吊具橋吊擺角測量裝置，其特征在于，所述的信號處理模塊包含前置放大電路，其輸入端與對應的所述信號采集模塊的信號輸出端連接；

濾波器，其輸入端與所述前置放大電路的輸出端連接；

模數轉換器，其輸輸入端與所述濾波器的輸出端連接，輸出端連接所述數據計算處理模塊。

4.如權利要求1所述的雙吊具橋吊擺角測量裝置，其特征在于，所述的信號采集模塊包含一對測量單元，所述一對測量單元分別用于檢測x方向及y方向的擺動角度；其中每一測量單元包含：

箱體，設置在所述小車機構的底部；

設置在箱體內的霍爾傳感器，其信號輸出端與對應的信號處理模塊的前置放大電路連接；

為所述霍爾傳感器提供恒定磁場的一對磁極，設置在箱體內；

輕質擺架，一端與所述霍爾傳感器通過一傳動組件連接，另一端與所述小車機構的底部滑動連接，所述輕質擺架呈半圓形，延其圓周方向設有光滑開縫，所述吊繩穿過該開縫。

5.如權利要求4所述的雙吊具橋吊擺角測量裝置，其特征在于，所述的輕質擺架的表面光滑無糙面。

6.如權利要求4所述的雙吊具橋吊擺角測量裝置，其特征在于，所述的信號采集模塊中包含兩個輕質擺架的半徑不同，其中半徑大的輕質擺架設置在半徑小的輕質擺架的下方，二者相互垂直且相切。

7.一種基于霍爾效應原理的雙吊具橋吊擺角測量方法，其特征在于，包含以下步驟：

S1、初始設定擺角測量裝置；

S2、當雙吊具橋吊的小車機構接收到運行命令后，橋吊開始運行，吊具帶動吊繩運動，吊繩的擺動帶動每一測量單元的輕質擺架發生擺動，從而帶動霍爾傳感器轉動，霍爾傳感器的轉動產生對應角度的霍爾電勢信號；

S3、信號處理模塊接收對應信號采集模塊發送的霍爾電勢信號進行處理，并將處理結果傳輸至數據計算處理模塊；

S4、數據計算處理模塊根據霍爾電勢信號計算出其對應的擺角信息。

8.如權利要求7所述的雙吊具橋吊擺角測量方法，其特征在于，所述的步驟S1包含如下步驟：

S1.1、吊具處于靜止狀態，自然下垂，吊繩無任何擺角；

S1.2、在通過傳動組件與輕質擺架連接在一起的霍爾傳感器中通以恒定電流，調整霍爾傳感器的位置，使恒定電流的方向與恒定磁場的方向平行；

S1.3、固定霍爾傳感器的位置，此時產生的霍爾電勢為零；

S1.4、重復步驟S1.1~S1.4，調整其他霍爾傳感器的位置，并保證電流和磁場恒定不變，將該靜止狀態作為初始參照狀態。

9.如權利要求7所述的雙吊具橋吊擺角測量方法，其特征在于，進一步包含步驟S5；

S5、數據計算處理模塊將擺角信息發送至位于橋吊駕駛室顯示模塊，以供橋吊駕駛員參考，將擺角信息發送至橋吊防搖控制系統，以提供反饋信息。