用于吊具機(jī)構(gòu)的吊擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量裝置及測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種用于吊具機(jī)構(gòu)的吊擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量裝置，其包含：角反射器，其設(shè)置于吊具頂部，反射向吊具發(fā)送的電磁波；電磁波測(cè)距儀組，其包含對(duì)稱設(shè)置于吊具牽引部底部與吊繩連接點(diǎn)兩側(cè)的一對(duì)電磁波測(cè)距儀，電磁波測(cè)距儀向吊具發(fā)送電磁波，并接收角反射器反射的電磁波，測(cè)得發(fā)送的電磁波與接收的電磁波之間的相位差；測(cè)量處理器，其通信連接電磁波測(cè)距儀組，根據(jù)相位差獲取當(dāng)前狀態(tài)下吊具的吊擺角和吊繩的繩長(zhǎng)。本發(fā)明采用高頻電磁波波反射精確測(cè)距技術(shù)，為非接觸式測(cè)量的測(cè)量方法，同時(shí)測(cè)量吊具擺角及繩長(zhǎng)，測(cè)距精度高，抗干擾能力強(qiáng)，設(shè)備壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，維護(hù)簡(jiǎn)單。
【專利說(shuō)明】
用于吊具機(jī)構(gòu)的吊擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量裝置及測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電磁波測(cè)量技術(shù)，具體設(shè)及一種基于高頻電磁波測(cè)距的用于雙吊具橋 吊的吊具機(jī)構(gòu)的擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量裝置及測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 橋吊廣泛應(yīng)用于港口的集裝箱裝卸運(yùn)輸過(guò)程。為了提高裝卸效率，增加集裝箱吞 吐量，雙起升雙吊具橋式吊車的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但在橋式吊車工作過(guò)程中，由于負(fù)載變化 和外部擾動(dòng)的影響，負(fù)載和吊具不可避免地發(fā)生擺動(dòng)。當(dāng)負(fù)載到達(dá)目標(biāo)位置時(shí)，殘余擺動(dòng)會(huì) 造成安全隱患，并且極大地降低了工作效率。為了消除擺動(dòng)，需要檢測(cè)出吊具擺角及繩長(zhǎng)進(jìn) 行反饋控制。
[0003] 雙起升雙吊具橋式吊車能夠同時(shí)吊起兩個(gè)負(fù)載，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作方式多樣，給相 應(yīng)的擺角及繩長(zhǎng)檢測(cè)帶來(lái)了很大困難。
[0004] 目前大多數(shù)橋吊都是單吊具橋吊且僅安裝了機(jī)械防搖裝置，并沒(méi)有擺角檢測(cè)裝 置。之前有關(guān)橋吊擺角檢測(cè)的發(fā)明，一類屬于接觸式檢測(cè)，此類擺角檢測(cè)裝置由于設(shè)計(jì)原因 器件存在死區(qū)，影響了傳感器的靈敏度，而且由于機(jī)構(gòu)間的摩擦，往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)存在累計(jì)誤 差；另一類非接觸式檢測(cè)裝置采用了激光式角度儀，此類裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高昂，抗干擾 能力差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明提供一種用于吊具機(jī)構(gòu)的吊擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量裝置及測(cè)量方法，能夠同時(shí)測(cè) 量吊具擺角及繩長(zhǎng)，采用高頻電磁波波反射精確測(cè)距技術(shù)，W非接觸式測(cè)量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造 價(jià)低，準(zhǔn)確性高，維護(hù)方便。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于吊具機(jī)構(gòu)的吊擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量裝置，該吊 具機(jī)構(gòu)包含：吊具牽引部，連接在吊具牽引部底部的吊繩，連接在吊繩低端的吊具;其特點(diǎn) 是，
[0007] 該測(cè)量裝置包含：
[000引角反射器，其設(shè)置于吊具頂部，反射向吊具發(fā)送的電磁波；
[0009] 電磁波測(cè)距儀組，其包含對(duì)稱設(shè)置于吊具牽引部底部與吊繩連接點(diǎn)兩側(cè)的一對(duì)電 磁波測(cè)距儀，電磁波測(cè)距儀向吊具發(fā)送電磁波，并接收角反射器反射的電磁波，測(cè)得發(fā)送 的電磁波與接收的電磁波之間的相位差；
[0010] 測(cè)量處理器，其通信連接電磁波測(cè)距儀組，根據(jù)相位差獲取當(dāng)前狀態(tài)下吊具的吊 擺角和吊繩的繩長(zhǎng)。
[0011] 上述電磁波測(cè)距儀包含：
[0012] 電磁波發(fā)射裝置，其通信連接測(cè)量處理器，接收測(cè)量處理器的指令發(fā)射電磁波；
[0013] 電磁波接收裝置，其接收角反射器反射的電磁波；
[0014] 相位差處理器，其電路連接電磁波接收裝置和測(cè)量處理器，測(cè)算發(fā)送的電磁波與 接收的電磁波之間的相位差，將相位差轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出至測(cè)量處理器。
[0015] 上述測(cè)量裝置用于雙吊具橋吊的吊具機(jī)構(gòu)的吊擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量；
[0016] 雙吊具橋吊包含：
[0017] 大車機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在位于地面的堆場(chǎng)軌道上，大車機(jī)構(gòu)上設(shè)有與堆場(chǎng)軌道垂直的 小車軌道；
[0018] 小車機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在大車機(jī)構(gòu)的小車軌道中；
[0019] 若干起升電機(jī)，其設(shè)置于小車機(jī)構(gòu)上，每個(gè)起升電機(jī)對(duì)應(yīng)連接有吊繩，每個(gè)吊繩下 對(duì)應(yīng)吊設(shè)有吊具。
[0020] 上述電磁波測(cè)距儀組的一對(duì)電磁波測(cè)距儀發(fā)射的電磁波頻率不同。
[0021] -種吊擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量裝置的測(cè)量方法，其特點(diǎn)是，該測(cè)量裝置包含:對(duì)稱設(shè)置于 吊繩頂端兩側(cè)的一對(duì)電磁波測(cè)距儀、設(shè)置于吊繩底端吊具上的角反射器和電路連接電磁波 測(cè)距儀的測(cè)量處理器；
[0022] 該測(cè)量方法包含：
[0023] -對(duì)電磁波測(cè)距儀同時(shí)向吊具發(fā)射電磁波，位于吊具上的角反射器將電磁波反射 回各電磁波測(cè)距儀；
[0024] 電磁波測(cè)距儀將發(fā)射的電磁波與接收的電磁波的相位差轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)發(fā)送至 測(cè)量處理器；
[0025] 測(cè)量處理器根據(jù)電壓信號(hào)測(cè)算得各電磁波測(cè)距儀與吊具上角反射器之間的距離；
[0026] 測(cè)量處理器根據(jù)各電磁波測(cè)距儀與吊具上角反射器之間的距離，獲取吊具的吊擺 角和吊繩的繩長(zhǎng)。
[0027] 上述測(cè)算得每個(gè)電磁波測(cè)距儀與吊具上角反射器之間的距離包含：
[002引測(cè)量處理器根據(jù)一個(gè)電磁波測(cè)距儀上傳的相位差氣根據(jù)式（1)得出信號(hào)傳播時(shí) 間t:
[0029] (1)
[0030] 式(1)中f為電磁波的頻率；
[0031] 根據(jù)式(2)得出該電磁波測(cè)距儀與吊具上角反射器之間的距離D:
[0032] (2)
[0033] 式(2)中C為光速，f為電磁波的頻率。
[0034] 如權(quán)利要求4或5所述測(cè)量方法，其特征在于，所述獲取吊具的吊擺角和吊繩的繩 長(zhǎng)包含：
[0035] 設(shè)吊具所對(duì)應(yīng)的一對(duì)電磁波測(cè)距儀與角反射器之間的距離分別為a和b，兩個(gè)電磁 波測(cè)距儀之間的距離為C，令
根據(jù)式(3)獲得吊具的擺角Θ:
[0036] (3)
[0037] 根據(jù)式(4)獲取吊繩的繩長(zhǎng)e:
[00；3 引
(4)。
[0039] 上述吊具靜止時(shí)，對(duì)吊擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量裝置進(jìn)行初始化。
[0040] 同一上述電磁波測(cè)距儀組包含的一對(duì)電磁波測(cè)距儀發(fā)射的電磁波頻率不同。
[0041] 本發(fā)明用于吊具機(jī)構(gòu)的吊擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量裝置及測(cè)量方法和現(xiàn)有技術(shù)的吊具測(cè) 量技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明采用高頻電磁波波反射精確測(cè)距技術(shù)，能夠同時(shí)測(cè)量吊具 擺角及繩長(zhǎng)，測(cè)距精度高，抗干擾能力強(qiáng)，能夠在相對(duì)惡劣的條件下正常工作；
[0042] 本發(fā)明采用非接觸式測(cè)量的測(cè)量方法，測(cè)量精度高，正常情況下傳感器壽命長(zhǎng)，結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，維護(hù)簡(jiǎn)單。
【附圖說(shuō)明】
[0043] 圖1為雙吊具橋吊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044] 圖2為本發(fā)明電磁波測(cè)距儀及角反射器安裝示意圖；
[0045] 圖3為電磁波測(cè)距儀的外部示意圖；
[0046]圖4為本發(fā)明的信號(hào)處理框圖；
[0047]圖5為本發(fā)明的繩長(zhǎng)及角度的測(cè)算原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[004引 W下結(jié)合附圖，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施例。
[0049] 如圖1所示，公開(kāi)了一種用于雙吊具橋吊的吊具機(jī)構(gòu)的擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量裝置的實(shí) 施例，W及該測(cè)量裝置所適用的雙吊具橋吊。
[0050] 雙吊具橋吊包含:堆場(chǎng)軌道10、大車機(jī)構(gòu)9、小車機(jī)構(gòu)6、吊繩5、吊具4。堆場(chǎng)軌道10 鋪設(shè)在堆場(chǎng)的地面上。大車機(jī)構(gòu)9架設(shè)在堆場(chǎng)軌道10上，并可沿堆場(chǎng)軌道10滑動(dòng)。大車機(jī)構(gòu)9 采用橋吊結(jié)構(gòu)，在大車機(jī)構(gòu)9的頂部設(shè)有垂直于堆場(chǎng)軌道10的小車軌道。小車機(jī)構(gòu)6設(shè)置在 小車軌道中，小車結(jié)構(gòu)6包含架設(shè)在小車軌道中的驅(qū)動(dòng)裝置12W及吊掛在驅(qū)動(dòng)裝置12下的 小車結(jié)構(gòu)本體，小車結(jié)構(gòu)6可通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置12沿小車軌道滑動(dòng)。小車機(jī)構(gòu)6的本體上設(shè)置有 一對(duì)起升電機(jī)7、8,起升電機(jī)7、8下分別連接有吊繩5,每個(gè)吊繩5的底端吊設(shè)吊具4,起升電 機(jī)7、8可通過(guò)吊繩5帶動(dòng)吊具4沿豎直方向運(yùn)動(dòng)。
[0051] 進(jìn)一步的，雙吊具橋吊還包含有橋吊駕駛室11，該橋吊駕駛室11設(shè)置在大車機(jī)構(gòu)9 橋吊支架的右側(cè)，該橋吊駕駛室11是橋吊司機(jī)的操作室，具有顯示吊繩5繩長(zhǎng)和吊具4的擺 角的顯示屏，負(fù)責(zé)發(fā)出橋吊運(yùn)行命令。
[0052] 本實(shí)施例中，用于吊具機(jī)構(gòu)的吊擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量裝置包含:第一電磁波測(cè)距儀組 1、第二電磁波測(cè)距儀組2、角反射器3、測(cè)量處理器13。
[0053] 第一電磁波測(cè)距儀組1、第二電磁波測(cè)距儀組2分別設(shè)置于小車機(jī)構(gòu)6的底部，每個(gè) 電磁波測(cè)距儀組對(duì)應(yīng)一根吊繩5、一個(gè)吊具4和一個(gè)角反射器3設(shè)置。W第一電磁波測(cè)距儀組 1為例，其包含有兩個(gè)電磁波測(cè)距儀，該兩個(gè)電磁波測(cè)距儀對(duì)稱設(shè)置于吊繩5與小車結(jié)構(gòu)6底 部連接點(diǎn)的兩側(cè)，兩個(gè)電磁波測(cè)距儀距離吊繩5與小車結(jié)構(gòu)6底部連接點(diǎn)的距離相等。第一 電磁波測(cè)距儀組1下的兩個(gè)電磁波測(cè)距儀分別發(fā)送頻率不同的高頻電磁波，并且在電磁波 經(jīng)過(guò)反射后接收對(duì)應(yīng)頻率的電磁波，測(cè)算發(fā)送的電磁波與接收的電磁波之間的相位差。
[0054] 運(yùn)里對(duì)于電磁波測(cè)距儀發(fā)送電磁波的頻率范圍說(shuō)明如下：
[0055] 對(duì)于粗測(cè)尺，其頻率范圍是1M化~2M化，對(duì)于精測(cè)尺，其頻率范圍是10M化~ 20MHz，工程上兩組測(cè)尺共同測(cè)測(cè)距。其中，1.5MHz對(duì)應(yīng)檢測(cè)精度是0.1 m，15MHz對(duì)應(yīng)檢測(cè)精 度是0.01m。
[0056] 每一個(gè)吊具4頂部對(duì)應(yīng)設(shè)置有一個(gè)角反射器3,角反射器3用于反射向其所對(duì)應(yīng)的 吊具4發(fā)送的電磁波。
[0057] 測(cè)量處理器13設(shè)置于大車結(jié)構(gòu)9的頂部，分別與第一電磁波測(cè)距儀組1和第二電磁 波測(cè)距儀組2通信連接，接收第一電磁波測(cè)距儀組1和第二電磁波測(cè)距儀組2分別上傳的相 位差。
[0化引 W第一電磁波測(cè)距儀組1為例，測(cè)量處理器13接收第一電磁波測(cè)距儀組1下兩個(gè)電 磁波測(cè)距儀分別上傳的相位差，從而測(cè)算出兩個(gè)電磁波測(cè)距儀分別至第一電磁波測(cè)距儀組 1所對(duì)應(yīng)角反射器3的距離，并且根據(jù)第一電磁波測(cè)距儀組1下兩個(gè)電磁波測(cè)距儀至對(duì)應(yīng)角 反射器3的距離測(cè)算出當(dāng)前狀態(tài)下該角反射器3所對(duì)應(yīng)吊具4的吊擺角和吊繩3的繩長(zhǎng)。
[0059] 如圖2所示，為電磁波測(cè)距儀及角反射器安裝示意圖，具體說(shuō)明電磁波測(cè)距儀及角 反射器的安裝方式。T圖中箭頭巧旨示的是大車結(jié)構(gòu)9的運(yùn)動(dòng)方向。
[0060] 在小車結(jié)構(gòu)6的底部安裝有兩組電磁波測(cè)距儀組，每個(gè)電磁波測(cè)距儀組包含有兩 個(gè)電磁波測(cè)距儀，分為為第一電磁波測(cè)距儀201、第二電磁波測(cè)距儀202、第Ξ電磁波測(cè)距儀 203和第四電磁波測(cè)距儀204,其中第一電磁波測(cè)距儀201和第二電磁波測(cè)距儀202組成一組 電磁波測(cè)距儀組，第Ξ電磁波測(cè)距儀203和第四電磁波測(cè)距儀204組成一組電磁波測(cè)距儀 組。
[0061] 第一電磁波測(cè)距儀201與小車結(jié)構(gòu)6底部的連接點(diǎn)為A點(diǎn)，第二電磁波測(cè)距儀202與 小車結(jié)構(gòu)6底部的連接點(diǎn)為B點(diǎn)，在A點(diǎn)和B點(diǎn)的連線的中間點(diǎn)設(shè)0點(diǎn)，0點(diǎn)設(shè)為第一吊繩207與 小車結(jié)構(gòu)6底部的連接點(diǎn)。第一電磁波測(cè)距儀201和第二電磁波測(cè)距儀202對(duì)應(yīng)的吊具吊設(shè) 在第一吊繩207的底端，第一角反射器205設(shè)置于第一吊繩207底端的吊具上。第一角反射器 205所在的點(diǎn)設(shè)為C點(diǎn)。
[0062] 第Ξ電磁波測(cè)距儀203與小車結(jié)構(gòu)6底部的連接點(diǎn)為P點(diǎn)，第四電磁波測(cè)距儀204與 小車結(jié)構(gòu)6底部的連接點(diǎn)為Q點(diǎn)，在P點(diǎn)和Q點(diǎn)的連線的中間點(diǎn)設(shè)E點(diǎn)，E點(diǎn)設(shè)為第二吊繩208 與小車結(jié)構(gòu)6底部的連接點(diǎn)。第Ξ電磁波測(cè)距儀203和第四電磁波測(cè)距儀204對(duì)應(yīng)的吊具吊 設(shè)在第二吊繩208的底端，第二角反射器206設(shè)置于第二吊繩208底端的吊具上。第二角反射 器206所在的點(diǎn)設(shè)為D點(diǎn)。
[0063] 測(cè)量處理器209設(shè)置于大車結(jié)構(gòu)9的頂端，并且分別與第一電磁波測(cè)距儀201、第二 電磁波測(cè)距儀202、第Ξ電磁波測(cè)距儀203和第四電磁波測(cè)距儀204通訊連接。
[0064] 如圖3所示，為電磁波測(cè)距儀的外部示意圖，電磁波測(cè)距儀外部結(jié)構(gòu)包含：底座 303,在底座303上設(shè)有發(fā)射鏡301和接收鏡302,在底座303的側(cè)邊設(shè)有兩個(gè)USB串行總線接 頭 304。
[0065] 進(jìn)一步的，電磁波測(cè)距儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含有：電磁波發(fā)射裝置、電磁波接收裝置和 相位差處理器。
[0066] 電磁波發(fā)射裝置通信連接測(cè)量處理器，接收測(cè)量處理器的指令，通過(guò)發(fā)射鏡301發(fā) 射高頻電磁波。
[0067] 電磁波接收裝置通過(guò)接收鏡302接收角反射器反射的電磁波。
[0068] 相位差處理器設(shè)置于底座303內(nèi)，其電路連接電磁波接收裝置和測(cè)量處理器，測(cè)算 發(fā)送的電磁波與接收的電磁波之間的相位差，將相位差轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出至測(cè)量處理 器。
[0069] 如圖4所示，結(jié)合上述雙吊具橋吊的吊具機(jī)構(gòu)的擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)，W - 個(gè)電磁波測(cè)距儀和一個(gè)角反射器的系統(tǒng)為例，掲示了 W下信號(hào)處理流程：
[0070] 測(cè)量處理器發(fā)出測(cè)距命令至電磁波測(cè)距儀，電磁波測(cè)距儀的電磁波發(fā)射器發(fā)射電 磁波，電磁波經(jīng)過(guò)角反射器反射后返回至電磁波測(cè)距儀，電磁波測(cè)距儀的電磁波接收器接 收電磁波，相位差處理器將發(fā)送的電磁波與接收的電磁波之間的相位差轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。 電磁波測(cè)距儀還內(nèi)嵌有前置放大電路和整形濾波電路，能夠?qū)㈦妷盒盘?hào)處理后輸出到測(cè)量 處理器。測(cè)量處理器包含有A/D轉(zhuǎn)換器和擺角和繩長(zhǎng)測(cè)算單元，A/D轉(zhuǎn)換器接收經(jīng)過(guò)處理的 電壓信號(hào)，進(jìn)行轉(zhuǎn)換后傳輸至擺角和繩長(zhǎng)測(cè)算單元，擺角和繩長(zhǎng)測(cè)算單元根據(jù)相位差測(cè)算 出吊具擺角和吊繩的繩長(zhǎng)，最后將測(cè)算得的吊具擺角和吊繩的繩長(zhǎng)信息通過(guò)擺角和繩長(zhǎng)數(shù) 據(jù)處理器控制單元發(fā)送至橋吊駕駛室，通過(guò)顯示器顯示輸出給操作人員。
[0071] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種適用于上述吊擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量裝置的測(cè)量方法，該測(cè)量方法 包含W下步驟：
[0072] S1、吊具靜止，吊繩自然下垂，無(wú)任何擺角，在此狀態(tài)下，測(cè)量處理器初始化。
[0073] S2、當(dāng)測(cè)量處理器接到橋吊運(yùn)行命令時(shí)，測(cè)量處理器同時(shí)發(fā)出測(cè)距命令給同一電 磁波測(cè)距儀組下的一對(duì)電磁波測(cè)距儀。
[0074] S3、同一電磁波測(cè)距儀組下的一對(duì)電磁波測(cè)距儀同時(shí)向該電磁波測(cè)距儀組所對(duì)應(yīng) 的吊具發(fā)射不同頻率的電磁波。
[0075] S4、位于吊具上的角反射器將電磁波分別反射回各電磁波測(cè)距儀。各電磁波測(cè)距 儀根據(jù)電磁波頻率的不同，接收自己發(fā)送的電磁波。
[0076] S5、電磁波測(cè)距儀將發(fā)射的電磁波與接收的電磁波的相位差轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)發(fā)送 至測(cè)量處理器。
[0077] S6、測(cè)量處理器根據(jù)電壓信號(hào)測(cè)算得各電磁波測(cè)距儀與吊具上角反射器之間的距 離；
[0078] 測(cè)量處理器根據(jù)一個(gè)電磁波測(cè)距儀上傳的相位差心，根據(jù)式（1)得出信號(hào)傳播時(shí)間 t ：
[0079] (1)
[0080] 式(1)中f為電磁波的頻率；
[0081] 根據(jù)式(2)得出該電磁波測(cè)距儀與吊具上角反射器之間的距離D:
[0082] (2)
[0083] 式(2)中C為光速，f為電磁波的頻率。
[0084] S7、測(cè)量處理器根據(jù)各電磁波測(cè)距儀與吊具上角反射器之間的距離，獲取吊具的 吊擺角和吊繩的繩長(zhǎng)。
[0085] 如圖5并結(jié)合圖2所示，設(shè)吊具所對(duì)應(yīng)的一對(duì)電磁波測(cè)距儀與角反射器之間的距離 分別為a和b，兩個(gè)電磁波測(cè)距儀之間的距離為C，令
根據(jù)式(3)獲 得吊具的擺角Θ:
[0086] (3)
[0087]根據(jù)式(4)獲取吊繩的繩長(zhǎng)e:
[008引 (4)。
[0089]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的 描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的 多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于吊具機(jī)構(gòu)的吊擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量裝置，該吊具機(jī)構(gòu)包含：吊具牽引部，連接在 吊具牽引部底部的吊繩，連接在吊繩低端的吊具;其特征在于， 該測(cè)量裝置包含： 角反射器，其設(shè)置于吊具頂部，反射向吊具發(fā)送的電磁波； 電磁波測(cè)距儀組，其包含對(duì)稱設(shè)置于吊具牽引部底部與吊繩連接點(diǎn)兩側(cè)的一對(duì)電磁波 測(cè)距儀，一對(duì)電磁波測(cè)距儀向吊具發(fā)送電磁波，并接收角反射器反射的電磁波，測(cè)得發(fā)送的 電磁波與接收的電磁波之間的相位差； 測(cè)量處理器，其通信連接電磁波測(cè)距儀組，根據(jù)相位差獲取當(dāng)前狀態(tài)下吊具的吊擺角 和吊繩的繩長(zhǎng)。2. 如權(quán)利要求1所述的用于吊具機(jī)構(gòu)的吊擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量裝置，其特征在于，所述電磁 波測(cè)距儀包含： 電磁波發(fā)射裝置，其通信連接測(cè)量處理器，接收測(cè)量處理器的指令發(fā)射電磁波； 電磁波接收裝置，其接收角反射器反射的電磁波； 相位差處理器，其電路連接電磁波接收裝置和測(cè)量處理器，測(cè)算發(fā)送的電磁波與接收 的電磁波之間的相位差，將相位差轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出至測(cè)量處理器。3. 如權(quán)利要求1所述的用于吊具機(jī)構(gòu)的吊擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量裝置，其特征在于，所述測(cè)量 裝置用于雙吊具橋吊的吊具機(jī)構(gòu)的吊擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量； 雙吊具橋吊包含： 大車機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在位于地面的堆場(chǎng)軌道上，大車機(jī)構(gòu)上設(shè)有與堆場(chǎng)軌道垂直的小車 軌道； 小車機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在大車機(jī)構(gòu)的小車軌道中； 若干起升電機(jī)，其設(shè)置于小車機(jī)構(gòu)上，每個(gè)起升電機(jī)對(duì)應(yīng)連接有吊繩，每個(gè)吊繩下對(duì)應(yīng) 吊設(shè)有吊具。4. 如權(quán)利要求1所述的用于吊具機(jī)構(gòu)的吊擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量裝置，其特征在于，所述電磁 波測(cè)距儀組的一對(duì)電磁波測(cè)距儀發(fā)射的電磁波頻率不同。5. -種吊擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量裝置的測(cè)量方法，其特征在于，該測(cè)量裝置包含:對(duì)稱設(shè)置于 吊繩頂端兩側(cè)的一對(duì)電磁波測(cè)距儀、設(shè)置于吊繩底端吊具上的角反射器和電路連接電磁波 測(cè)距儀的測(cè)量處理器； 該測(cè)量方法包含： 一對(duì)電磁波測(cè)距儀同時(shí)向吊具發(fā)射電磁波，位于吊具上的角反射器將電磁波反射回各 電磁波測(cè)距儀； 電磁波測(cè)距儀將發(fā)射的電磁波與接收的電磁波的相位差轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)發(fā)送至測(cè)量 處理器； 測(cè)量處理器根據(jù)電壓信號(hào)測(cè)算得各電磁波測(cè)距儀與吊具上角反射器之間的距離； 測(cè)量處理器根據(jù)各電磁波測(cè)距儀與吊具上角反射器之間的距離，獲取吊具的吊擺角和 吊繩的繩長(zhǎng)。6. 如權(quán)利要求5所述的測(cè)量方法，其特征在于，所述測(cè)算得每個(gè)電磁波測(cè)距儀與吊具上 角反射器之間的距離包含： 巧慢處理器根據(jù)一個(gè)電磁波測(cè)距儀上傳的相位差心，根據(jù)式(1)得出信號(hào)傳播時(shí)間t:(!) 式(1)中f為電磁波的頻率； 根據(jù)式(2)得出該電磁波測(cè)距儀與吊具上角反射器之間的距離D:(2) 式(2)中C為光速，f為電磁波的頻率。7. 如權(quán)利要求5或6所述的測(cè)量方法，其特征在于，所述獲取吊具的吊擺角和吊繩的繩 長(zhǎng)包含： 設(shè)吊具所對(duì)應(yīng)的一對(duì)電磁波測(cè)距儀與角反射器之間的距離分別為a和b，兩個(gè)電磁波測(cè) 距儀之間的距離為C，令根據(jù)式(3)獲得吊具的擺角Θ:C3) 根據(jù)式(4)獲取吊繩的繩長(zhǎng)e:(4)。8. 如權(quán)利要求5所述的測(cè)量方法，其特征在于，所述吊具靜止時(shí)，對(duì)吊擺角與繩長(zhǎng)測(cè)量 裝置進(jìn)行初始化。9. 如權(quán)利要求5所述的測(cè)量方法，其特征在于，同一所述電磁波測(cè)距儀組包含的一對(duì)電 磁波測(cè)距儀發(fā)射的電磁波頻率不同。
【文檔編號(hào)】G01S3/48GK105967064SQ201610269527
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
【發(fā)明人】彭勃華, 徐為民, 姚亞嬋, 鄭翔
【申請(qǐng)人】上海海事大學(xué)