[发明专利]桥式起重机载荷谱参数数据的采集系统及方法

权利要求书

1.一种桥式起重机载荷谱参数数据的采集系统，它包括由测量数据接收模块、测量数据处理模块、测量数据存储模块和测量数据显示模块构成的信号处理存储单元，其特征是：它还包括起吊载荷位置测量装置和起吊载荷测量装置，起吊载荷位置测量装置和起吊载荷测量装置的信号输出端与测量数据接收模块的输入端连接，起吊载荷位置测量装置装在桥式起重机的端梁与起重小车上，起吊载荷测量装置装在桥式起重机的端梁与主梁上，信号处理存储单元安装在桥式起重机的端梁上。

2.根据权利要求1所述的桥式起重机载荷谱参数数据的采集系统，其特征是：所述起吊载荷位置测量装置由移动角锥棱镜(1)、光电测量单元(2)、安装盒(3)和安装支架(4)组成，移动角锥棱镜(1)装在安装支架(4)上，安装支架(4)设在起重小车(5)相对于桥式起重机端梁(6)的一侧，光电测量单元(2)装在安装盒(3)内，安装盒(3)装在与移动角锥棱镜(1)相对应的桥式起重机的端梁(6)上。

3.根据权利要求2所述的桥式起重机载荷谱参数数据的采集系统，其特征是：所述光电测量单元(2)由半导体连续激光器(201)、分光镜(202)、发射天线透镜(203)、光电信号处理单元(204)、两个光电传感器(205)、(206)和接收天线透镜(207)组成；半导体连续激光器(201)设在发射天线透镜(203)的后面且位于发射天线透镜(203)光轴上，分光镜(202)设在半导体连续激光器(201)和发射天线透镜(203)之间且分光镜(202)光轴与发射天线透镜(203)的光轴成45°夹角，第一个光电传感器(205)设在分光镜(202)反射光路上，用于接收分光镜(202)的反射光；接收天线透镜(207)设在移动角锥棱镜(1)反射光的光轴上并位于发射天线透镜(203)的下方，第二个光电传感器(206)设在接收天线透镜(207)的后面且接收移动角锥棱镜(1)的反射光，光电信号处理单元(204)设在第二个光电传感器(206)的后边以便于接收和处理光电传感器(205)和(206)传递来的光信号。

4.根据权利要求1所述的桥式起重机载荷谱参数数据的采集系统，其特征是：所述起吊载荷测量装置由固定波长半导体激光器(10)、光电测量单元(9)、基座(8)和支架(12)组成，固定波长半导体激光器(10)装在支架(12)上，支架(12)设在主梁(11)跨中下翼缘板纵向中心线处，光电测量单元(9)装在基座(8)内，基座(8)设在与固定波长半导体激光器(10)相对应的桥式起重机的端梁(6)上。

5.根据权利要求4所述的桥式起重机载荷谱参数数据的采集系统，其特征是：所述光电测量单元(9)由光电位置传感器(901)和成像透镜(902)组成，成像透镜(902)装在基座(8)内的前端，光电位置传感器(901)装在成像透镜(902)的后面且两者之间的距离大于成像透镜(902)的焦距f。

6.一种使用桥式起重机载荷谱参数数据的采集系统采集每次起吊作业中载荷移动位置x、起吊载荷F、物品起吊位置X_q、物品卸载位置X_u的方法，其特征是：该步骤是：

1)在起吊作业时，用起吊载荷位置测量装置测量载荷位置，即根据激光相位测量装置测尺长L_s、光波往返相位差Δφ、移动角锥棱镜沿主梁轴线方向到起重小车轮距中点距离k及主梁跨度S，通过公式(1)获得载荷位置x距主梁跨中的距离，

x=LsΔφ2π-S2+k---(1);]]>

2)在起吊载荷作用下，用起吊载荷测量装置测量成像的位移δ，即根据起吊载荷测量装置中成像透镜的焦距f及测量所得的成像位移δ，通过公式(2)获得对应于载荷移动路线的主梁跨中挠度y，

y=δ(S-2f)2f---(2)]]>

公式(2)中：y是主梁跨中挠度，δ是固定波长半导体激光器(10)在光电位置传感器(901)上的成像位移，f是成像透镜(902)的焦距，S是主梁跨度；

3)在起吊作业中，根据步骤1)和步骤2)所得的载荷位置x距主梁跨中的距离及对应于载荷位置x的主梁跨中挠度y，通过公式(3)获得起吊载荷F，

F=48EIy(S-2|x|)(S2+2S|x|-2|x|2)---(3)]]>

公式(3)中：E是钢材的抗压弹性模量，I是桥式起重机主梁的惯性矩；

4)采集起吊载荷从0变为F的载荷起吊位置X_q；

5)采集起吊载荷从F变为0的载荷卸载位置X_u。