[发明专利]起重装置的吊钩悬垂偏角及方位的测量装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及重型起重吊运装置，尤其涉及起重装置的吊钩悬垂偏角及方位的测量装置和方法。

背景技术

起重机作为一种吊装搬运货物的特种设备，具有使用范围广、作业环境复杂、安全使用要求高的特点。起重机有多种类型和结构，很大部分的起重机都具有起重臂、卷扬机构和吊钩。

在进行吊装搬运货物作业时，起重机一个工作循环有松下吊钩在吊钩上挂系索具，移动吊钩使吊钩悬垂于货物上方适当位置，用索具将货物在吊钩下挂系，提升吊钩使得索具适当张紧，移动吊钩调整吊钩悬垂偏角至小于允许值，提升吊钩使货物离开支持面观察货物受力情况，货物受力情况满足要求后移动吊钩至货物预定放置位置正上方，松下吊钩使货物摆放在预定放置位置，松弛索具并从货物上解除索具，移动吊钩将索具从货物上移开，提升吊钩至适当高度准备下一个工作循环。

在吊装搬运货物作业过程中，要求货物被起重机垂直起吊，起重机不对货物产生水平力作用。通过控制吊钩悬垂偏角尽可能小，即工程上小于保证作业安全允许值可以达到货物被起重机垂直起吊，起重机不对货物产生水平力作用的要求。而提升吊钩使货物离开支持面时，如果吊钩悬垂偏角大于0度将对货物产生额外的水平作用力，吊钩悬垂偏角越大对货物产生的额外水平作用力也越大。提升吊钩使货物离开支持面时过大的吊钩悬垂偏角将对货物产生过大的水平作用力，导致货物离开支持面后摆动幅度过大，危及货物和作业人员以及起重机的安全；作为偏角过大的一种极端状态，起吊货物时甚至能导致起重机倾翻。在货物离开支持面后的水平移动吊钩作业过程中，由于货物的惯性，也会使得吊钩及货物产生摆动，不加控制的话，摆动幅度也会过大，影响作业安全。此外在多台起重机进行共同吊装一件货物的作业过程中，要求各台起重机很好地随时保持协同作业，需要方便准确的实时观测吊钩悬垂偏角和随时保持吊钩悬垂偏角为0。

对于吊钩悬垂偏角，在货物离开支持面后其角度近视于吊钩摆角，角度数值大小普遍由起重作业人员肉眼观察或用经纬仪观测获得，存在误差大或费时间的弱点。在吊装搬运货物作业过程中，多数情况下并不发生吊钩绕钢丝绳绳索中心线水平旋转的情况，此时通过选择适当的基准能使用吊钩悬垂偏角表示货物偏离垂直起吊中心线的大小和方向；由于各种因素的影响，少数情况下吊钩会发生绕钢丝绳绳索中心线水平旋转的情况，此时仍然能使用吊钩悬垂偏角的大小表示货物偏离垂直起吊中心线的大小，但吊钩悬垂偏角的方向和货物偏离垂直起吊中心线的方向不一致，需要进行修正才能得到货物偏离垂直起吊中心线的方向。

为了克服吊钩悬垂偏角测量存在的弱点，申请号为200910102367.3的发明专利所公开的《用于测量吊车吊钩垂直度偏差的动态测量装置及方法》，采用安装于吊钩钢丝绳绳索中心线法向平面的水平测量传感器，测量吊钩钢丝绳索偏离水平面的角度，通过几何上的三角关系计算出吊钩的垂直度偏差的角度值；该方法不能确定吊钩发生绕钢丝绳绳索中心线水平旋转后测量的悬垂偏角相对于起重机的真实方位。申请号为200910226102.4的发明专利所公开的《吊钩姿态检测装置和起重机》，采用角度测量仪和处理器实时获得吊钩相关的第二坐标系坐标轴与第一坐标系中相对应坐标轴之间的夹角，其只是作为浅而易见的方法上的讨论，并无实质技术内容或者原理突破，同时也不能确定吊钩发生绕钢丝绳绳索中心线水平旋转后测量的悬垂偏角相对于起重机的真实方位。申请号为201110124401.2的发明专利所公开的《吊车吊钩偏角激光显示与监视设置》采用保持铅直的激光器和随吊钩偏斜的激光器，比较照射范围处理得到吊钩偏角，同样也不能确定吊钩发生绕钢丝绳绳索中心线水平旋转后测量的悬垂偏角相对于起重机的真实方位。《传感技术学报》2007年第12期刊登的《大型铺管船吊钩摆动检测的无线倾角传感器集成与测试》，采用安装于吊钩的倾角传感器芯片收集吊钩倾角数据，无线传输到计算机处理后得到吊钩摆动角度，同样也不能确定吊钩发生绕钢丝绳绳索中心线水平旋转后测量的悬垂偏角相对于起重机的真实方位。

目前还没有实时测量吊钩悬垂偏角的同时实时确定吊钩发生绕钢丝绳绳索中心线水平旋转后测量的悬垂偏角相对于起重机的真实方位的检测仪器和方法。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种起重装置的吊钩悬垂偏角及方位的测量装置。