[发明专利]基于光强度传感器的双吊具桥吊摆角测量装置及测量方法

说明书

本发明提出一种基于光强度传感器的双吊具桥吊摆角测量装置及方法。根据光强度传感器会对光强度的变化敏感，进而利用此特性，采用非接触式的测控技术精确检测光强度的变化，根据光强度的变化得出摆角的大小。检测装置包括光强度传感器，色敏光电传感器，LED发光屏，轻质摆架，轻质摆架的另一端连接着轻质遮光板，遮光板随着轻质摆架的摆动而摆动，两个传感器将接受到的LED发光屏的光源信息转换成电信号，然后传给信号处理装置，获得两个吊具负载的摆角信息。本发明具有结构简单，精确度高，方便等优点。

技术领域：

本发明涉及的双吊具桥吊摆角检测技术领域，特别是一种基于光强度传感器的双吊具桥吊摆角测量及其方法。

背景技术：

双吊具桥式吊车是一种新型的港口集装箱场地起重设备，它具有两个起升吊具，一次可以吊起两个四十英尺或者四个二十英尺的集装箱，与传统的单吊具桥吊相比，大幅度的提高了集装箱的装卸效率，但是由于这种大跨距双起升双吊具桥吊结构复杂，工作方式多样且存在耦合性，再加上现实环境中存在着风力再加上小车的运动会使得吊绳产生摇摆，这给吊具摆角的检测带来了很大的难度。

桥吊防摇控制的关键问题之一就是对摆角的检测，而现有的桥吊摆角测量装置大都针对单吊具桥吊设计，这些测量装置大部分可以分为接触式和非接触式测量。现有的一种接触式摆角测量装置是运用轻质摆架带动一个码盘旋转，这样的测量方法精确度不高，影响测量的效果，并且检测元件易磨损，维护不便；非接触式摆角测量装置常使用激光角度仪，此类仪器角对工作环境要求较高，价格昂贵，使用电容电感检测仪则存在边缘效应，实际运用中稳定性差，分辨率不高，易受干扰。同时，现有的桥式吊车操作员往往通过肉眼观察吊具及负载来获得其摆动情况，准确性低且存在安全隐患，影响工作效率及工作质量。

发明内容：

本发明涉及的摆角测量装置利用了光强度传感器对光变化敏感的特性，解决了双起升双吊具桥式吊车摆动角度方向与大小的检测、摆角信息处理及显示问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于光强度传感器的双吊具桥吊摆角测量装置，该装置设置在小车结构上，所述的小车机构设置在大车机构上，所述的大车机构包含桥吊驾驶室，所述的小车机构上设有一对起升电机，每一台起升电机包含转轴，转轴通过吊绳连接吊具，其特点是，布置基于光强度传感器与色敏光电传感器的双吊具桥吊摆角检测装置；所描述的摆角检测装置包含：一对信号处理装置，对称设置在所述的小车机构的顶部；一个摆角合成计算机，设置在驾驶室内，与一对信号处理装置连接；

所描述的摆角检测装置的主体为黑盒子，黑盒子内包括一个黑色遮光板挡住固定在箱子内壁的发光的LED屏，一个色敏光电传感器，一个光强度传感器，LED屏，所述的传感器通过导线与信号处理装置相连接。

所述的光强度传感器处理装置包括电压放大器、整流滤波器、A/D转换器，电压放大器的输入端与光强度传感器和色敏传感器相连，电压放大器的输出端依次连接整流滤波器、A/D转换器，之后输出给摆角合成计算机。

一种基于光强度传感器的双吊具桥吊摆角测量方法，包括以下步骤：

步骤一：对各个部件进行初始位置的设定，将此作为初始的参考位置，设定过程如下：先让双吊具桥吊的两个吊具自然下垂，此时吊绳无任何摆角，轻质摆架、遮光板均无任何转动，此时LED发光屏与遮光板完全重合。两组摆角检测装置得到的信号作为摆角计算的初始参考值，表明当前摆角为0；

步骤二：驾驶室发出桥吊运行指令，桥吊根据不同的运行指令控制对应的吊具运行，吊具各自连接的吊绳发生摆动；

步骤三：吊绳的摆动会带动遮光板的转动进而漏出部分LED灯的面积，光强度传感器得到该光强度大小，色敏光电传感器得到该光的颜色，得到的光信号变成电信号传送给信号处理装置；