[发明专利]一种大型工件吊装过程姿态监测和定位装置

说明书

本发明公开了一种大型工件吊装过程姿态监测和定位装置，在待吊装的大型工件的平面上安带有GPS模块和姿态检测模块的从机A，安装底座安有GPS接收模块和姿态检测的从机B，主机模块带显示屏安装在吊装操作室，基站安装在施工环境中开阔没有遮挡物的高处。其中主机分别和从机A,从机B之间无线通信。从机A与基站之间无线通信。从机A和从机B解算出吊装工件的绝对位置以及姿态信息，同时从机A通过基站来提高定位精度，从机A和从机B再通过无线通信模块把信息发送给主机。主机将工件的速度、加速度、距离、工件吊装示意图在屏幕上显示。该系统独特布局和求解算法能够大幅度提升工件安装定位和姿态检测精度，有效的提高了大型工件吊装安装的效率。

技术领域

本发明属于大型工件吊装调试及其应用领域，尤其涉及一种大型工件吊装过程姿态监测和定位装置，适用于体积和重量较大工件定位安装，可以广泛应用于造船工件起吊，水电风电机组安装等行业的大型工件起吊安装。

背景技术

大型工件起吊精准定位安装在工程中仍是一个需要克服的问题，比如在造船行业大型轮船机舱起吊安装位置是一个重要环节。轮船机舱体积和质量都比较庞大，吊装过程中工件准确移动到准确位置比较困难，如工件不能准确的起吊和放置到指定安装位置，还需要重新吊起然后不断调整到合适位置，在起吊和安装过程中操作人员视野被巨大工件阻挡无法看到工件下安装定位孔不方便调整，更不清楚起吊工件当前姿态和相对与安装参考点的准确位置，需要辅助人员在安装点观察工件的姿态和位置然后把信息反馈给吊装操作人员，再根据反馈信息来调整操作。这种信息反馈是基于辅助人员的观察和经验，不能客观的反映吊装工件的当前准确姿态和相对位置，而且这种信息反馈实时性和准确性差，容易导致安全事故。同样在大型风力发电机在安装电机，叶片时候需要悬空起吊和安装容易受环境因素干扰，工件容易在空中摆动使工件安装定位更加困难，风电设备对吊装的工件姿态和位置控制要求更高。

现在工程上大型工件起吊安装还是采用传统的方法，需要吊装操作人员和地面辅助人员相互配合，在辅助人员的引导和指挥下不断调整工件姿态和位置接近预定位置，然后辅助工人通过手工或者器械使工件与安装底座的安装孔相互配合。但对于质量和体积巨大的工件安装定位如果不精确，一点微小偏移调整起来也特别困难。本发明能够有效辅助吊装操作人员准确掌握吊装工件当前姿态位置以及速度加速度，可以及时有效调整使工件准确定位与底座配合。

发明内容

本发明根据现有技术不足，公开了一种大型工件吊装过程姿态监测和定位装置。具体技术方案为：

一种大型工件吊装过程姿态监测和定位装置，包括主机、从机A、从机B、基站；其中，主机分别与从机A、从机B之间无线通信，从机A、从机B与基站之间无线通信；主机位于驾驶舱内，从机A通过从机A安装支架固定于要吊装的工件表面，从机B通过从机B安装底盘固定于安装底座表面，基站位于施工环境中没有遮挡物的高处；所述从机A和从机B用于通过各自的嵌入式系统解算出吊装工件的绝对位置以及姿态信息，同时从机A用于通过基站提高定位精度，从机 A和从机B用于通过无线通信模块将信息发送给主机；主机用于在屏幕上显示解算出的工件速度、加速度、相对于安装底座的距离信息以及工件吊装示意图；

所述的主机包括微处理器A、显示模块、无线数据传输模块A、主机控制键盘、直流稳压电源模块；其中，显示模块、无线数据传输模块A、主机控制键盘、直流稳压电源模块的输出端分别与微处理器A相连，直流稳压电源模块的输入端与车载电源连接。

所述的从机A包括微处理器B、无线数据传输模块B、三个GPS模块即GPS-A、 GPS-B、GPS-C、电源转换模块A、姿态检测模块A、锂电池A；其中三个GPS模块、姿态检测模块A和无线数据传输模块B分别与微处理器B连接，从机A电源转换模块输出端分别与三个GPS模块GPS-A，GPS-B，GPS-C的电源端和微处理器B的电源端连接，输入端与锂电池A连接；从机A三个GPS模块构成的平面即工件平面。