CN102815614A - 显示实时吊钩偏角检测监视装置 - Google Patents
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Abstract
显示实时吊钩偏角检测监视装置，涉及工程机械领域，本装置的特点是由万向水平仪直接检测和动态显示吊装中实时吊钩偏角方向和偏角度数，结构简单，可靠性高，可满足操作者依据其的显示操控起重机防止斜吊、控制吊钩偏摆、消除吊钩偏角的需要。在起重机上装设显示实时吊钩偏角检测监视装置，可较好克服了起重机不垂直吊装，尤其是不垂直抬吊的风险。本装置适用于各种类型的起重机。
Description
技术领域
显示实时吊钩偏角检测监视装置(本装置，下同)，涉及工程机械领域，特别涉及一种用于起重机吊钩偏角的检测监视装置。
背景技术
吊车要求垂直吊装，司机却无法判断其吊钩是否处于垂直状态，无论从吊钩偏心起钩以及其他原因使重物偏摆可能伤及周围设备和人员，还是从实现起重机操作自动化，或从实现安全吊装和克服起重机抬吊的风险考虑，吊钩偏角的检测都成为起重机自身亟须完善的问题。对起重机提升滑轮组或吊钩垂直度状态检测时有报导：“ZL02104525.9吊车吊绳的角度测量装置”是通过检测吊钩钢丝绳(吊绳，下同)的角度得到，作法是，在互相垂直的二个方向各安设一个被检测吊绳C(L为吊重)通过且保持接触的U型框UX、UY(附图1所示)，U型框的转轴上分别安设角度传感器EX、EY，当吊绳C发生偏摆时，通过U型框使转轴上安设的角度传感器转动而输出偏摆信号，实现了对吊绳的二维检测；“200910166488.4一种起重机及其吊绳摆角检测装置”作法是，在起重机吊臂臂头1定滑轮端被检测吊绳3外装一个套筒2(附图2所示)，在套筒外壁上安设角度传感器4，同时在起重机吊臂臂头1与套筒之间安设防转装置5、6以限制套筒转动，当吊绳发生偏摆时，通过与其一起偏摆的套筒由安设的角度传感器输出偏摆信号，并用此种方式检测的信号创立了“ZL200910171349.0一种吊钩偏摆控制方法、系统及装置”；还有吊车吊钩偏角激光动态显示设置201110360173.0的作法是：在起重机提升滑轮组动滑轮护板外侧上，装设激光反光体及于其正下方装设经球绞连接后的激光发生器，且满足当吊钩偏角(垂直度偏差角度)0°时反光体平面为水平面；故可依始终发射铅垂方位激光的激光发生器发射至随吊钩偏摆变动的激光反光体平面上的光点(附图3所示)，于所处标出对应偏角数值的同心园方向位置动态显示出吊钩偏角的方向和偏角度数；并经无线传输、放大将图像再现于司机操作室。
发明内容
由于起重机稳定性差，吊装中吊钩偏角不得超过3°，尤其是大仰角下的不垂直抬吊破坏了起重机载荷的正常分配，又由于起重机自身缺失垂直吊装的显示，司机无法判断提升滑轮组是否处于垂直状态，而要由吊装指挥者，依据监视被吊重物垂直吊装者提供的信息指挥司机操控，既不及时又不准确…故起重机抬吊风险大，依据《石油化工工程起重施工规范SH/T 3536-2002》的条文说明中指出：“双机抬吊是比较危险的作业，对吊装指挥及司机要求都比较高”起重机的吊钩空钩时(在重力作用下)铅垂朝下，若吊钩偏心(通过吊钩的铅垂线偏离被吊重物的重心)起钩吊装即出现吊钩偏角(吊钩偏离铅垂线角度)；单机旋转法吊装立式重物要通过边提升的速度与边回转之速度的配合才能实现垂直吊装；单机滑移法吊装立式重物要通过起重机提升速度与其它机械牵引立式重物滑移速度的配合才能实现垂直吊装；起重机抬吊时，依据速度投影定理，若要实现立式设备或重物的垂直吊装，主机的提升速度与辅机的移送速度之比值，应等于主机的吊点与辅机的吊点连线的斜率，由于吊装中斜率在不断改变，尤其是大仰角下吊装更难控制……。目前起重机设计先进操控灵活，许多还采用先导式手柄，因而只要在司机操作室设置吊钩偏角的动态显示，即可依此控制起重机消除吊钩的偏角，实现垂直吊装。鉴于控制起重机垂直吊装的核心是控制起重机吊钩偏角，本设置即实现对起重机吊钩偏角的方向、大小进行动态显示，并为控制消除吊钩偏角提供依据。
附图说明
图1现有技术中吊绳摆角检测装置实施结构示意图
图2现有技术中吊车吊绳的角度测量装置示意图
图3现有技术中吊钩垂直度盘面激光显示图
图4吊钩垂直度偏差检测原理说明图；
图5吊钩偏角万向水平仪监视实施示意图
图6吊钩偏角万向水平仪监视盘面显示图。
由于吊钩的垂直度变化时将带动吊钩上与其相垂直平面的变化，故提出通过监测与吊钩相垂直平面同水平面间的倾角变化，来检测吊钩偏角(吊钩偏离铅垂线角度，下同)，即在提升滑轮组动滑轮护板外侧上装设测量平台，且满足起重机吊钩偏角0°时，测量平台面为水平面，此时若在台面上设置万向水平仪，当出现提升滑轮组垂直度偏差角度时，依万向水平仪的气泡所处位置显示的台面偏离水平面的∠A，等于起重机提升滑轮组沿该方向的垂直度偏差∠B(如附图4所示，因∠C＝∠D＝90°故∠A＝∠B)。
由于测量平台面上的直线其与水平面间的夹角，以测量平台面上垂直于测量平台面与水平面交线的直线为最大，该夹角就是测量平台面与水平面的夹角，又由于万向水平仪的气泡总是生成于最高位置，因而其所显示的是测量平台面与水平面夹角，从附图4吊钩垂直度偏差检测原理说明图可知，该夹角也就等于起重机提升滑轮组的垂直度偏差角度或起重机实时吊钩的偏角。据此：
吊钩偏角万向水平仪检测装置的作法是，在提升滑轮组动滑轮护板外侧上装设测量平台，且满足起重机吊钩偏角0°时，测量平台面为水平面；在台面上装设以用于万向水平测量、无需电源、无需调零、尺寸小、结构简单为特征的万向水平仪；同时改变用途，将只用于静态水平测量的万向水平仪用于显示实时吊钩偏角的动态测量；并依据所述的万向水平仪上的气泡图像所处标出十字坐标和与角度数值相应的同心园的方向位置，检测实时吊钩偏角的方向和偏角度数。
吊钩垂直度偏差万向水平仪监视装置作法是：
(1)在提升滑轮组动滑轮护板外侧上装设测量平台，且满足起重机吊钩垂直度偏差角度0°时，测量平台面为水平面，在台面上装设万向水平仪；
(2)在万向水平仪上方装设无线摄像头；
(3)在起重机操作室装设与无线摄像头配套的无线接收机、控制显示器，将吊装中万向水平仪检测的图像放大后，显示于监控点的屏幕上。
因而可由万向水平仪上的气泡图像所处于标出十字坐标和与角度数值相应的同心园位置显示出的吊钩偏角方向和偏角度数，并可依据其操控起重机以消除吊钩偏角。
在此着重说明吊钩偏角万向水平仪检测装置通过万向水平仪装设于动滑轮护板外侧与吊钩相垂直的平面上进行检测，取得新的技术效果：
1、依据所述的万向水平仪上的气泡图像所处标出十字坐标和与角度数值相应的同心园的方向位置，检测实时吊钩偏角的方向和偏角度数；
2、虽然改变万向水平仪用途，将只用于用于小角度水平静态检测的万向水平仪，也能符合无需精确读数以控制吊钩偏角不超许用值(3°)为目的的动态检测需要，且水平仪气泡动态下更显眼；
3、万向水平仪尺寸小，有利于在有限空间的吊钩组件上装设；
4、由于装置无电源、无需调零、气泡经撞击后可在1秒内聚集恢复，故几乎免维护不发生故障；
5、由于装置结构简单、几乎免维护不发生故障，所以可靠性高；
6、成本低廉。
具体实施方式
一、吊钩偏角万向水平仪检测装置
(1)先制作由上平板与竖平板组成直角的Γ形框，和与上平板相配的测量平台，在测量平台和上平板同平台相应的位置各钻三个呈鼎足排列的与沉头螺栓相配的连接孔，用沉头螺栓和螺帽将测量平台与上平板连接，且在测量平台与上平板之间的螺栓上套上调整垫片；接着在起重机动滑轮护板外侧(空位)上，焊三个呈鼎足排列的短螺栓，在Γ形框架的竖平板相应位置钻三个连接孔，用螺帽将Γ形框架固定于动滑轮护板外侧；然后在起重机吊装垂直度偏差角度0°时，通过测量平台与上平板之间三个螺栓上套的垫片厚薄的调整，将测量平台面调为水平面。
(2)在测量平台台面居中建立十字垂直坐标，装设标出十字坐标和与角度数值相应同心园的万向水平仪，并依据万向水平仪上的气泡图像所处的位置检测吊钩偏角的方位和偏角度数。此外通过焊于滑轮护板外侧周边的螺钉装设非金属坚固的外壳加以保护。
二、吊钩偏角万向水平仪监视装置
(1)先制作由上平板与竖平板组成直角的Γ形框，和与上平板相配的测量平台，在测量平台和上平板同平台相应的位置各钻三个呈鼎足排列的与沉头螺栓相配的连接孔，用沉头螺栓和螺帽将测量平台与上平板连接，且在测量平台与上平板之间的螺栓上套上调整垫片；接着在起重机动滑轮护板外侧(空位)上，焊三个呈鼎足排列的短螺栓，在Γ形框架的竖平板相应位置钻三个连接孔，用螺帽将Γ形框架固定于动滑轮护板外侧；然后在起重机吊装垂直度偏差角度0°时，通过测量平台与上平板之间三个螺栓上套的垫片厚薄的调整，将测量平台面调为水平面。
(2)在测量平台台面居中建立十字垂直坐标，装设标出十字坐标和与角度数值相应的同心园的万向水平仪，同时在万向水平仪上方装设无线摄像头和天线。此外通过焊于滑轮护板外侧周边的螺钉装设非金属坚固的外壳加以保护。
(3)在起重机操作室装设与无线摄像头配套的无线接收机、控制显示器，将吊装中万向水平仪检测的图像放大后，显示于操作室的屏幕上
因而可依据万向水平仪上的气泡图像所处于标出十字坐标和角度数值相应的同心园位置，动态显示出吊钩偏角的方向和偏角度数。
本装置是依据万向水平仪的气泡总是生成于最高位置其显示的是测量平台面与水平面间夹角，以实现吊钩偏角的检测与监视，因而具有直接显示测量平台面与水平面间夹角的检测仪，如万向水平仪、万向水准器、全方位水平仪、万向电子水准泡……均可列为备选之列。此外万向水平仪可向厂家定做使盘面刻度检测范围、精度满足需要。
Claims (4)
1.一种吊钩偏角万向水平仪检测装置，其特征是，在提升滑轮组动滑轮护板外侧上装设测量平台，且满足起重机吊钩偏角0°时，测量平台面为水平面；在台面上装设以用于万向水平测量、无需电源、无需调零、尺寸小、结构简单为特征的万向水平仪；同时改变用途，将只用于静态水平测量的万向水平仪用于显示实时吊钩偏角的动态测量。
2.根据权利要求1所述的吊钩偏角万向水平仪检测装置，其特征是，依据所述的万向水平仪上的气泡图像所处标出十字坐标和与角度数值相应同心园的方向位置，检测实时吊钩偏角的方向和偏角度数。
3.一种吊钩偏角万向水平仪监视装置，其特征是：
(1)在提升滑轮组动滑轮护板外侧上装设测量平台，且满足起重机吊钩偏角0°时，测量平台面为水平面，在台面上装设万向水平仪；
(2)在万向水平仪上方装设无线摄像头；
(3)在起重机操作室装设无线接收机、控制显示器，将吊装中万向水平仪检测的图像放大后，显示于操作室屏幕上。
4.根据权利要求3所述的吊钩偏角万向水平仪监视装置，其特征是：由操作室屏幕上的万向水平仪上气泡图像所处于标出与角度数值相应同心园的方向位置，直接动态显示实时的吊钩偏角方向和偏角度数，并依据其操控起重机以消除吊钩偏角。
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