[发明专利]一种测量吊盘转动角度的方法

说明书

一种用于测量吊盘转动角度的装置及方法，装置包括被测主体吊盘、连接在吊盘上的悬吊绳和稳绳、套装在稳绳上的滑架、安装在滑架上端的陀螺仪和陀螺仪信号无线发射器，以及安装在吊盘上的倾角传感器和无线信号接收处理器。在滑架运行过程中，陀螺仪时刻测量滑架的位姿，并将测量信号通过有线的方式传输给无线发射器，无线发射器将滑架运行过程中的位姿信号以无线方式传输给无线信号接受处理器，通过将滑架位于稳绳顶部时的位姿与位于稳绳底部使的位姿相减，准确得到吊盘沿y方向的扭转角度。对于吊盘沿x方向和z方向的倾角，通过倾角传感器即可实时测量，能简便准确地测出吊盘在三个方向的转动角。

技术领域

本发明涉及一种测量吊盘转动角度的装置及方法，尤其适用于施工立井吊盘的轴向转角测量。

背景技术

钢丝绳具有纵扭耦合力学特性，即钢丝绳的纵向张力会使钢丝绳产生一个轴向扭矩，同时钢丝绳的轴向扭矩也会使钢丝绳产生纵向张力。同时，由于钢丝绳钢丝的螺旋方向不同，纵向张力引起的轴向扭矩也会不同，因此在选择吊盘的悬吊绳时需要左旋绳和右旋绳各一半，从而在各绳张力一致的情况下所产生的扭矩可以相互抵消。实际工况下，各悬吊钢丝绳的张力不可能完全一致，钢丝绳所产生的扭矩叠加后不为零，从而会使吊盘发生扭转。当吊盘有较大的扭转角度时会严重影响吊盘上方吊桶的运行，且吊盘位于井下时没有参考点无法判断吊盘是否扭转。当四根钢丝绳所释放的绳长不一样时，会造成吊盘的倾斜，严重影响到吊盘上工人和设备的安全。因此发明了一种测量吊盘转动角度的装置，从而简便测出吊盘的转动方向及转角和倾角大小。

发明内容

技术问题：本发明的目的是要解决吊盘转动方向及角度无法测量的问题，提供一种安装简便、测量结果准确的测量吊盘转动角度的装置及方法。

技术方案：本发明的测量吊盘转动角度的装置，包括被测主体吊盘、与吊盘连接用于悬吊和升降吊盘的多根悬吊绳和稳绳，其中两根稳绳上套装有用于给提升容器导向的滑架，滑架上端固定安装有陀螺仪和陀螺仪信号无线发射器，陀螺仪所测得的信号通过有线方式传输给无线发射器，所述的吊盘上设有的倾角传感器和无线信号接收处理器，无线信号接收处理器通过有线的方式接收并处理倾角传感器的信号，或通过无线的方式接收并处理无线发射器的信号。

所述多根悬吊绳和稳绳各为2根。

设定套装在滑架上的两根稳绳与顶部天轮连接位置分别为A、B，与底部吊盘的连接位置分别为a、b；

吊盘未发生扭转时，位置A、B间的线段AB平行于位置a、b间的线段ab；

当吊盘沿y方向发生扭转后，线段ab与线段AB之间的夹角为吊盘沿y方向的扭转角；

当滑架在顶部时，滑架顶部与线段AB平行；

当滑架运行至吊盘时，滑架的顶部将与线段ab平行；

在滑架运行过程中，通过固定在滑架顶部的陀螺仪时实测量滑架的位姿，并将测量信号通过有线的方式传输给无线发射器；

当滑架运行到达吊盘后，无线发射器将滑架运行过程中的位姿信号以无线方式传输给无线信号接受处理器，通过将滑架位于稳绳顶部时的位姿与位于稳绳底部使的位姿相减，即可准确得到吊盘沿y方向的扭转角度；通过倾角传感器实时测量吊盘沿x方向和z方向的倾角信息，并将测量的信号通过有线的方式传输给无线信号接受处理器，从而测出吊盘转动角度。

有益效果：本发明的测量装置结构简单，安装方便，通过将滑架位于稳绳顶部时的位姿与位于稳绳底部使的位姿相减，即可准确得到吊盘沿y方向的扭转角度；对于吊盘沿x方向和z方向的倾角，通过倾角传感器即可实时测量；能简便准确地测出吊盘在三个方向的转动角，测量吊效果好。

附图说明

图1是本发明的吊盘转动角度测量系统示意图。