[发明专利]一种适用于吊具场桥的摆角测试装置及其应用

说明书

本发明公开了一种适用于吊具场桥的摆角测试装置，包含摆角测试机构、上位机以及供电单元；摆角测试机构将吊绳的三维摆角信息转换为两个滑动机构的位移信息，然后利用超声波测距对滑动机构的位移信息进行检测从而达到上位机计算得到摆角信息的目的。其优点是：不仅可检测单吊具场桥的三维摆角，还可以检测双吊具甚至更多吊具场桥的三维摆角。

技术领域

本发明涉及桥吊检测装置技术领域，具体涉及一种适用于吊具场桥的摆角测试装置及其应用。

背景技术

由于现在各个港口码头的年吞吐量都在急剧增加，为了扩大港口集装箱的运载速度和效率，仅仅单一增加港口泊位是远远达不到输送需求的。于是，现有的，提出了一种双起升双吊具桥吊装置，它可以同时运载两个集装箱，大大提高了装卸效率。

然而，由于小车负载的惯性再加上一些外界环境如风力的扰动，会使得吊绳产生摇摆，这种摆动不但对集装箱的运行产生很大影响，还存在着极大的安全隐患，因此，现有的也设计了相应的控制器来抑制吊绳摆动。而抑制吊绳摆动的方法有多种，传统的方法大多数是基于机械防摇装置，这种机械防摇一般是通过机械手段来消耗摆动的能量以达到最终减小摆动的目的，但是，这种防摇结构比较复杂，可靠性差、维修开销大，防摇效果也比较差。因此，现在一些港口的防摇设备大多采用了电子防摇设备，电子防摇的基础是获取吊绳的精准摆角，这也是防摇控制的一个关键问题。

目前，摆角检测装置大多数可分为接触式检测和非接触式检测，接触式检测主要是通过吊绳摆动带动摆架转动，再在相应的摆角编码器上进行测量，其检测准确性不高，尤其是当摆角比较小的时候，不易检测出小的摆角信息；非接触式检测通常是使用激光角度仪，此类仪器角对工作环境要求较高，价格昂贵，分辨率不高，易受干扰。再有就是，现有的桥吊检测装置基本上都是针对单吊具桥吊设计的，由于新型的桥吊具有两个可以单独起升的吊具，所以上面提到的摆角检测装置很难分别同时测出两个吊具的摆角。这给本领域技术人员带来了难题。

此外，现有的桥吊控制系统的控制任务主要在抑制负载摆动的情况下实现小车的位置移动，同时为了提高桥吊的运载效率，桥吊控制系统的任务扩展到实现双吊具甚至更多吊具的同步控制，而现在我们的一些大型港口很多还是单起升场桥系统，对它的一些控制主要还是基于吊桥操作人员的目测和手动控制，而对于负载摆动的抑制，大多是基于一些机械防摇或电子防摇装置，但这些都不是自动化场桥控制系统，所以对负载摆动控制的效率不高且实时性也不强。对于场桥系统的自动化控制，虽然也提出了一些基于单片机和PLC的单起升场桥控制方案，但是这些方案的检测单元采用了一些注入速度传感器、角度传感器和摄像头等检测装置，这些检测装置不仅价格昂贵、使用困难、精度不高，而且对环境要求比较高，抗外界干扰能力差，这些因素对负载的摆角检测都有着很大的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于吊具场桥的摆角测试装置及其应用，将吊绳的三维摆角信息转换为两个滑动机构的位移信息，然后利用超声波测距对滑动机构的位移信息进行检测从而达到摆角检测的目的，并且该摆角信息可以显示在桥吊驾驶员的人机界面上，供集装箱起重机操作员参考，从而提高操作员的工作质量和工作效率并且减轻工作负担。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种适用于吊具场桥的摆角测试装置，所述的吊具场桥包含一个桥式吊车，设置在桥式吊车上的大车机构，设置在大车机构上的小车机构，小车机构上设有起升电机，起升电机的转轴通过一吊绳连接一吊具，吊具上设置负载，其特征是，所述的适用于吊具场桥的摆角测试装置包含摆角测试机构、上位机以及供电单元，其中：

摆角测试机构包含：

摆架，设置在小车机构上，其具有一与起升电机的转轴平行的转动中心轴，其转动中心轴的两端分别对称向下延伸一下摆；

滑动槽，位于吊具起升电机转轴下方，水平设置并与摆架的转动中心轴平行，其两端分别连接摆架的一对下摆；