起重機吊鉤垂直度偏差檢測裝置

摘要：鑒于防止斜吊，控制吊鉤偏擺、起重機垂直吊裝及操作自動化等，各種類型起重機均須要吊鉤垂直度檢測，然而迄今卻均未有吊鉤垂直度檢測顯示。文章針對通過吊鉤鋼絲繩檢測吊鉤角度存在的諸多問題，提出吊鉤垂直度檢測的新思路，并介紹了如何通過角度傳感器與雙軸傾角儀來檢測顯示吊鉤垂直度。

關鍵詞：起重機；吊鉤垂直度；角度傳感器顯示；雙軸傾角儀顯示

中圖分類號：TH213.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006—8937（2012）23—0109—02

1 背景技術

起重機要求垂直吊裝，司機卻無法判斷其吊鉤是否處于垂直狀態，目前，一方面所有各種類型起重機都還沒有裝設吊鉤垂直度顯示裝置；而另一方面無論從吊鉤偏心（通過吊鉤的鉛垂線偏離被吊重物的重心）起鉤以及其他原因使重物偏擺可能傷及周圍設備和人員，還是從實現起重機操作自動化，或從實現安全吊裝和克服起重機抬吊的風險考慮，吊鉤垂直度的檢測都成為起重機自身亟須完善的問題。現有對吊鉤的狀態用角度傳感器檢測時，是通過檢測吊鉤鋼絲繩（吊繩，下同）的偏擺角度得到，吊車吊繩的角度測量裝置作法是，在互相垂直的二個方向各安設一個被檢測吊繩C（L為吊重）通過且保持接觸的U型框UX、UY（圖1所示），U型框的轉軸上分別安設角度傳感器EX、EY，當吊繩C發生偏擺時，通過U型框使轉軸上安設的角度傳感器轉動而輸出偏擺信號，實現了對吊繩的二維檢測；一種起重機及其吊繩擺動檢測量裝置作法是，在起重機吊臂臂頭1定滑輪端被檢測吊繩3外裝一個套筒2（圖2所示），在套筒外壁上安設角度傳感器4，同時在起重機吊臂臂頭1與套筒之間安設防轉裝置5、6以限制套筒轉動，當吊繩發生偏擺時，通過與其一起偏擺的套筒由安設的角度傳感器輸出偏擺信號，并用此種方式檢測的信號創立了一種吊鉤偏擺控制方法、系統及裝置。

2 起重機吊鉤垂直度偏差檢測顯示裝置

由于吊鉤的垂直度變化時將帶動吊鉤上與其相垂直平面的變化，故提出通過監測與吊鉤相垂直平面同水平面間的傾角變化，來檢測吊鉤垂直度偏差的方法，即在吊裝中同吊鉤產生相同偏角的提升滑輪組動滑輪護板外側上裝設測量平臺，且滿足起重機吊裝垂直度偏差角度（吊鉤偏角，下同）0°時，測量平臺面為水平面，由于此時在臺面上設置角度傳感器，當出現垂直度偏差時角度傳感器敏感軸方向顯示的臺面偏離水平面的∠A，等于起重機提升滑輪組沿該方向的垂直度偏差∠B因∠C=∠D=90°故∠A=∠B），當角度傳感器敏感軸方向垂直于測量平臺面與水平面交線設置（此時與該敏感軸方向相垂直的另一敏感軸方向顯示的偏離水平面角度為0°）。

所顯示的測量平臺面與水平面夾角就是起重機吊裝垂直度偏差角度或吊鉤偏角。故本裝置即在臺面安設測量所設測量平臺面相對于水平面傾斜度的雙軸傾角儀，以測量起重機提升滑輪組垂直度偏差角度，故在臺面不限于安設屬于角度測量儀器的雙軸傾角儀，比如可以是屬于陀螺儀、磁強計等只要能測量所設測量平臺面相對于水平面傾斜度的儀器便可作為備選之列。還有由于是通過監測與吊鉤相垂直平面同水平面間的傾角變化，來檢測吊鉤垂直度偏差，因而不限于在提升滑輪組動滑輪護板外側上裝設測量平臺，可以在吊裝中同起重機吊鉤產生相同偏角的其他部件上裝設測量平臺，比如在吊鉤與動滑輪間增設的在吊裝中同起重機吊鉤產生相同偏角的部件上裝設測測量平臺。此外若α、αX、αY分別為起重機吊裝垂直度偏差角度及其X 、Y軸向分量，則有：起重機吊裝垂直度偏差角度α=+αY^以及其偏離X軸向角度βX=arctan（αY/αX）。還有由于裝設在動滑輪護板外側上，可設計成供電電池通過太陽能充電。

一種作法是：設置角度傳感器測量顯示。

首先在吊裝中同起重機吊鉤產生相同偏角的部件，如在吊裝中同起重機吊鉤產生相同偏角的提升滑輪組動滑輪護板外側上裝設測量平臺，且滿足起重機吊裝垂直度偏差角度（吊鉤偏角，下同）0°時，測量平臺面為水平面，由于此時在臺面上設置角度傳感器，當出現垂直度偏差時角度傳感器敏感軸方向顯示的臺面偏離的水平面角度，等于起重機提升滑輪組沿該方向的垂直度偏差角度，因而在臺面居中建立十字垂直坐標，設置雙軸角度傳感器測量X軸向與Y軸向的垂直度偏差信號，并經傾角采集、無線傳輸、處理（圖4為無線采集方框圖），將垂直度偏差角度動態顯示于起重機吊裝的各監控點，包括本起重機司機（操作室）監控點、協同吊裝起重機司機（操作室）監控點以及協同吊裝的牽引機械司機監控點和吊裝指揮監控點。

另一種做法是設置數顯雙軸傾角儀測量顯示。

首先在吊裝中同起重機吊鉤產生相同偏角的提升滑輪組動滑輪護板外側上裝設測量平臺），并使其滿足起重機吊裝垂直度偏差角度0°時，測量平臺面為水平面，基于通過測量平臺面與水平面間夾角，以確定起重機提升滑輪組的垂直度偏差角度，在臺面居中建立十字垂直坐標，設置雙軸數顯傾角儀測量X軸向與Y軸向的垂直度偏差角度（圖5為雙軸數顯傳感儀測量顯示示意圖），并經無線傳輸將測量的垂直度偏差角度，再動態顯示于起重機吊裝的各監控點。包括本起重機司機（操作室）監控點、協同吊裝起重機司機（操作室）監控點以及協同吊裝的牽引機械司機監控點和吊裝指揮監控點。

參考文獻：

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