[发明专利]桥式起重机载荷谱参数数据的采集系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种桥式起重机载荷谱参数数据的采集系统及方法，它属于一种使用光电技术对桥式起重机载荷谱参数数据进行采集的装置及采集方法。

背景技术

现有的桥式起重机在交变动载荷长期作用下，其钢结构容易发生疲劳断裂破坏。为对桥式起重机关键部件进行疲劳可靠性分析与寿命评估，需编制桥式起重机钢结构长时间工作过程的载荷谱，而每次起吊作业中载荷(起重小车)移动位置(到主梁跨中的相对位置)、起吊载荷大小、物品起吊位置、物品卸载位置4个参数是编制桥式起重机载荷谱的基础。目前可用载荷组合法、系数法或模拟法获得桥式起重机载荷谱参数数据，但与桥式起重机实际工况相差甚远；为获得桥式起重机载荷谱参数的实时数据，常用人工在现场进行桥式起重机载荷谱参数的测量和记录，这种方法存在着效率低、周期长、不利于数据的大量采集。

发明内容

本发明的目的是解决现有获取起重机载荷谱参数的方法存在着效率低、周期长、不利于数据的大量采集的技术难点，提供一种能长期、自动、实时、大量地采集桥式起重机载荷谱参数数据的桥式起重机载荷谱参数数据的采集系统及方法。

本发明为解决上述技术难点而采用的技术方案是：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，其中：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。

本发明所述起吊载荷位置测量装置由移动角锥棱镜、光电测量单元、安装盒和安装支架组成，移动角锥棱镜装在安装支架上，安装支架设在起重小车相对于桥式起重机端梁的一侧，光电测量单元装在安装盒内，安装盒装在与移动角锥棱镜相对应的桥式起重机的端梁上。

本发明所述光电测量单元由半导体连续激光器、分光镜、发射天线透镜、光电信号处理单元、两个光电传感器和接收天线透镜组成；半导体连续激光器设在发射天线透镜的后面且位于发射天线透镜光轴上，分光镜设在半导体连续激光器和发射天线透镜之间且分光镜光轴与发射天线透镜的光轴成45°夹角，第一个光电传感器设在分光镜反射光路上，用于接收分光镜的反射光；接收天线透镜设在移动角锥棱镜反射光的光轴上并位于发射天线透镜的下方，第二个光电传感器设在接收天线透镜的后面且接收移动角锥棱镜的反射光，光电信号处理单元设在第二个光电传感器的后边以便于接收和处理光电传感器传递来的光信号。

本发明所述起吊载荷测量装置由固定波长半导体激光器、光电测量单元、基座和支架组成，固定波长半导体激光器装在支架上，支架设在主梁跨中下翼缘板纵向中心线处，光电测量单元装在基座内，基座设在与固定波长半导体激光器相对应的桥式起重机的端梁上。

本发明所述光电测量单元由光电位置传感器和成像透镜组成，成像透镜装在基座的前端，光电位置传感器装在成像透镜的后面且两者之间的距离大于成像透镜的焦距f。

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，

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