[发明专利]吊臂弯曲挠度检测和安全控制设备、系统、方法及起重机

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种吊臂弯曲挠度检测和安全控制设备、系统、方法及起重机。

背景技术

起重机吊载工作状态下，吊臂会发生变幅平面内的垂直方向的弯曲变形（挠度）。由于起重机吊臂筒体结构尺寸大，且为中空结构，而筒体内部还布置有插拔销装置，测量其中性层的弯曲挠度时传感器布置存在诸多不便；并且吊臂是多臂节嵌套而成，吊载时各臂节间有多种组合，各组合在不同吊载幅度下吊载时变形挠度值各不相同，即使是在同一幅度下，由不同臂节组合而得到的吊臂挠度值也不相同，因此，现有技术均为基于有限元方法来静态的获得吊臂吊载状态的挠度值。该方法的主要缺点为：有限元计算是以一系列的力学假定为前提，计算得到的挠度值与实际吊载时的真值间吻合度尚无法得到验证；且有限元计算的挠度值是基于理想吊装工况下获得的，而起重机吊载工作时受场地、风载、工人操作熟练程度等多种因素的影响，实际的吊臂变形挠度与有限元理论计算值必然出现偏差，理论计算值难以作为吊臂优化设计及吊重过程中的起重机安全控制策略的参考依据。因而对起重机吊载时的吊臂挠度实时检测是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种吊臂弯曲挠度检测和安全控制设备、系统、方法及起重机。以解决上述现有技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种吊臂弯曲挠度检测设备，该吊臂为套接伸缩臂，包括多个臂节，与转台连接，其中该检测设备包括：第一接收装置，用于接收待测臂节上布置的光源在吊臂吊载前于第一图像采集装置和第二图像采集装置所采集的图像中的第一成像位置和第二成像位置，以及光源在吊臂吊载时于第一图像采集装置和第二图像采集装置所采集的图像中的第三成像位置和第四成像位置，第一图像采集装置和第二图像采集装置分别位于转台的两侧；以及计算装置，用于根据预先存储的第一图像采集装置和第二图像采集装置各自的棱镜和成像板之间的距离、吊载前吊臂与转台的夹角和待测臂节的前端至吊臂起始端的距离、第一图像采集装置与第二图像采集装置之间的距离以及第一成像位置、第二成像位置、第三成像位置和第四成像位置计算待测臂节的挠度。

本发明还提供了一种吊臂弯曲挠度检测系统。该检测系统包括：上述的检测设备；光源，布置在待测臂节的上；第一图像采集装置，与第一接收装置相连，用于确定待测臂节上布置的光源在吊载前于该第一图像采集装置所采集的图像中的第一成像位置和在吊载时于该第一图像采集装置所采集的图像中的第三成像位置；以及第二图像采集装置，与第一接收装置相连，用于确定待测臂节上布置的光源在吊载前于该第二图像采集装置所采集的图像中的第二成像位置和在吊载时于该第二图像采集装置所采集的图像中的第四成像位置。

本发明还提供了一种吊臂安全控制设备，该吊臂为套接伸缩臂，包括多个臂节，与转台连接，其中该控制设备包括：第二接收装置，用于在吊臂吊载时接收上述的吊臂弯曲挠度检测设备检测的吊臂伸出末端的臂节的挠度；以及处理装置，用于将接收到的挠度与额定挠度比较，在所接收的挠度大于额定挠度的情况下，输出报警信号。

本发明还提供了一种吊臂安全控制系统，该系统包括：上述的吊臂弯曲挠度检测系统；以及上述的吊臂安全控制设备。

本发明还提供了一种起重机，该起重机包括吊臂和转台，其中该起重机还包括上述的吊臂安全控制系统。

本发明还提供了一种弯曲挠度检测方法，该吊臂为套接伸缩臂，包括多个臂节，与转台连接，该方法包括：接收待测臂节上布置的光源在吊臂吊载前于第一图像采集装置和第二图像采集装置所采集的图像中的第一成像位置和第二成像位置，以及光源在吊臂吊载时于第一图像采集装置和第二图像采集装置所采集的图像中的第三成像位置和第四成像位置，第一图像采集装置和第二图像采集装置分别位于转台的两侧；以及根据预先存储的第一图像采集装置和第二图像采集装置各自的棱镜和成像板之间的距离、吊载前吊臂与转台的夹角和待测臂节的前端至吊臂起始端的距离、第一图像采集装置与第二图像采集装置之间的距离以及第一成像位置、第二成像位置、第三成像位置和第四成像位置计算待测臂节的挠度。

本发明还提供了一种吊臂安全控制方法，该吊臂为套接伸缩臂，包括多个臂节，与转台连接，其中该方法包括：在吊臂吊载时接收上述的吊臂弯曲挠度检测方法检测的吊臂伸出末端的臂节的挠度；以及将接收到的挠度与额定挠度比较，在所接收的挠度大于额定挠度的情况下，输出报警信号。