[發(fā)明專利]基于光柵的橋吊吊具擺角檢測裝置

在審

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• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113086856A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 劉素琪;徐為民;宋賢廣;劉建國;唐輝騰
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: B66C17/00
• 分類號: B66C17/00;B66C13/06;B66C13/16
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 張靜潔;曹媛

本發(fā)明提供了一種基于光柵的橋吊吊具擺角檢測裝置，包括暗箱以及容置其內的輕質擺架、點光源、第一凸透鏡、平面反光鏡、光柵組件、第二凸透鏡和光敏二極管PN結陣列；吊繩上固定有輕質擺架，輕質擺架與平面反光鏡固定連接，吊繩擺動帶動平面反光鏡等角度擺動；點光源發(fā)出的光線透過第一凸透鏡后轉變成平行光，經平面反光鏡反射后透過光柵組件發(fā)生衍射，又通過第二凸透鏡匯聚到光敏二極管PN結陣列上；信號處理裝置連接光敏二極管PN結陣列用于根據電信號檢測衍射圖樣的相對位置變化和明條紋級數，并通過相對位置變化和明條紋級數得出吊繩的擺動方向和擺動角度。該檢測裝置設置在橋吊吊車上并與吊繩固定即可準確測出橋吊吊具的擺動角度和擺動方向。

技術領域

本發(fā)明涉及集裝箱裝卸領域，特別涉及一種基于光柵的橋吊吊具擺角檢測裝置。

背景技術

現有的大規(guī)模集裝箱裝卸港口存在的橋式吊車只有單吊具和雙吊具兩種，這樣的橋式吊車在搬運貨物的過程中，每次只能搬運一個或兩個集裝箱，搬運和裝卸的效率很低，耗時較大，影響工作質量。為了提高橋吊的裝卸效率，未來的橋吊發(fā)展中，橋式吊車會朝著多吊具橋吊的方向發(fā)展。同時，現有的集裝箱起重機操作員常常是用眼睛觀察吊具及負載來獲得其擺動情況，這種方法不但準確性低且極易導致工作疲勞。由于小車載荷的慣性和一些外部環(huán)境的擾動，如風會引起繩子擺動，這種擺動不僅對集裝箱的效率有很大的影響，而且還有很大的安全隱患。因此，在多吊具橋式吊車的背景下，針對橋式吊車吊具的各種檢測裝置，特別是擺動角度的檢測裝置顯得極其重要。

現有的橋吊檢測裝置對吊具的檢測均采用了比較復雜的檢測儀器，造價高，維護不方便，準確性低。對于擺動角度的檢測儀器，現有的一般分為接觸式和非接觸式。現有的接觸式檢測裝置主要是通過吊繩擺動帶動擺架轉動，再在相應的擺角編碼器上進行檢測，這種檢測裝置的準確性不高，尤其是當擺角比較小時，不易檢測出小的擺角信息；非接觸式裝置對工作環(huán)境要求較高，價格昂貴，分辨率不高，易受干擾。

因此，有必要提供一種橋吊吊具擺角的檢測裝置，該裝置要求設置簡單，且檢測準確。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種基于光柵的橋吊吊具擺角檢測裝置，該檢測裝置設置在橋吊吊車上并與吊繩固定即可準確測出橋吊吊具的擺動角度和擺動方向。

為實現上述目的和其他相關目的，本發(fā)明提供了一種基于光柵的橋吊吊具擺角檢測裝置，設置在橋吊小車上，包括暗箱以及容置其內的輕質擺架、點光源、第一凸透鏡、平面反光鏡、光柵組件、第二凸透鏡和光敏二極管PN結陣列；

橋吊吊具的吊繩上固定有所述輕質擺架，所述輕質擺架與所述平面反光鏡固定連接，吊繩擺動帶動所述輕質擺架和所述平面反光鏡等角度擺動；

所述點光源發(fā)出的光線透過所述第一凸透鏡后轉變成平行光，所述平行光經所述平面反光鏡反射后透過所述光柵組件發(fā)生衍射，又通過所述第二凸透鏡匯聚到所述光敏二極管PN結陣列上；

所述光敏二極管PN結陣列與設置在橋吊上的信號處理裝置連接，所述信號處理裝置連接用于根據所述光敏二極管PN結陣列產生的電信號檢測衍射圖樣的相對位置變化和明條紋級數，并通過所述相對位置變化和明條紋級數得出所述吊繩的擺動方向和擺動角度。

優(yōu)選地，所述光敏二極管PN結陣列包含多個光敏二極管PN結列和多個光敏二極管PN結排，每一列光敏二極管PN結列和每一排光敏二極管PN結排都包含多個光敏二極管PN結；還包括多個陣列PN結電壓模數轉換器，其分別與每一個光敏二極管PN結列和每一個光敏二極管PN結排電路連接，用于檢測光敏二極管PN結陣列中每一列和每一排的電壓大小。

優(yōu)選地，所述多個陣列PN結電壓模數轉換器用于與所述信號處理裝置通過電路相連，所述信號處理裝置用于根據所述光敏二極管PN結陣列中每一列和每一排的電壓大小計算衍射圖樣的相對位置變化和明條紋級數，并進一步計算所述吊繩的擺動方向和擺動角度。