[发明专利]一种基于霍尔效应原理的双吊具桥吊摆角测量装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及桥吊摆角测量技术领域，具体涉及一种基于霍尔效应原理的双吊具桥吊摆角测量装置及其方法。

背景技术

随着全球化的继续深入，对外贸易不断发展，由此集装箱运输的份额也不断提高，港口建设规模也在扩大，集装箱桥吊双箱吊具的使用越来越广泛，双起升桥吊有两个可以独立起升的吊具，因而大大提高了集装箱的装卸效率。但是，桥吊的运动会引起负载及吊具的摆动，使其可能和周围的其它物体或操作人员发生碰撞，导致财物损失甚至人员伤亡，同时吊具负载的摆动使集装箱卡车难以准确对位，降低了集装箱装卸速度，可见对摆角进行检测抑制十分必要。另外，在桥吊的自动控制中，需要检测吊具的摆角信息，使之参与反馈控制。

现有技术中的桥吊大部分都是单起升桥吊系统，并且集装箱起重机操作自动化程度较低，以手工操作为主，大多没有使用摆角测量装置，仅依靠操作员目视吊具及负载来获得其摆动情况，无法将吊具及负载的摆动情况直观地呈现在桥吊驾驶室，这种方法准确性低，影响工作效率及工作质量。

在一些大型集装箱桥吊系统中为了提高装卸效率，安装了一些机械防摇装置和电子防摇装置，但都没有从根本上实现桥吊操作的自动控制。

目前，一些机构开展了针对单起升桥吊负载防摇和负载定位控制的研究和应用，在这些桥吊控制系统中普遍采用了比较复杂的激光角度仪、角度传感器以及高度摄像等检测装置实现负载摆角的检测，这些检测装置价格昂贵，使用复杂，抗干扰能力差，维护也不方便，还有的对工作环境有特殊要求，这些都限制了角度检测装置的应用。

双起升桥吊结构复杂，工作方式多样，两个吊具即可以各自单独起升，也可同步起升，这给吊具摆角检测带来很大的难度，而现有的桥吊摆角检测装置都是针对单吊具桥吊设计的，这些检测装置均采用了比较复杂的检测仪器，造价高，维护不方便，抗干扰能力差，对工作环境有较高要求，并且这类检测装置并不适合对双吊具桥吊进行摆角检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于霍尔效应原理的双吊具桥吊摆角测量装置及其方法，解决了双起升桥吊双吊具的摆动角度的检测问题，装置结构简单，成本低廉，维护方便，抗干扰能力强，采用非接触间接测量，方法简便，对工作环境要求低，在雾霾、风雨等恶劣天气环境下同样能完成检测。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种基于霍尔效应原理的双吊具桥吊摆角测量装置，该摆角测量装置设置在双吊具桥吊的小车机构上，所述小车机构设置在大车机构上，所述大车机构上设有桥吊驾驶室，所述小车机构上设有一对起升电机，每一起升电机包含一转轴，每一起升电机的转轴通过一吊绳连接一吊具，其特点是，该摆角测量装置包含：

一对信号处理模块，对称设置在所述小车机构的顶部；

一对信号采集模块，对称设置在所述小车机构的底部，每一所述信号采集模块与对应的信号处理模块连接；

一数据计算处理模块，设置在桥吊驾驶室内，分别与一对信号处理模块连接；

一用于显示摆角信息的显示模块，设置在桥吊驾驶室内，与所述数据计算处理模块；其中

每一吊绳穿过对应的信号采集模块与所述吊具连接。

所述的数据计算处理模块进一步与桥吊防摇控制系统连接。

所述的信号处理模块包含前置放大电路，其输入端与对应的所述信号采集模块的信号输出端连接；

滤波器，其输入端与所述前置放大电路的输出端连接；

模数转换器，其输输入端与所述滤波器的输出端连接，输出端连接所述数据计算处理模块。

所述的信号采集模块包含一对测量单元，所述一对测量单元分别用于检测x方向及y方向的摆动角度；其中每一测量单元包含：

箱体，设置在所述小车机构的底部；

设置在箱体内的霍尔传感器，其信号输出端与对应的信号处理模块的前置放大电路连接；

为所述霍尔传感器提供恒定磁场的一对磁极，设置在箱体内；

轻质摆架，一端与所述霍尔传感器通过一传动组件连接，另一端与所述小车机构的底部滑动连接，所述轻质摆架呈半圆形，延其圆周方向设有光滑开缝，所述吊绳穿过该开缝。

所述的轻质摆架的表面光滑无糙面。

所述的信号采集模块中包含两个轻质摆架的半径不同，其中半径大的轻质摆架设置在半径小的轻质摆架的下方，二者相互垂直且相切。

一种基于霍尔效应原理的双吊具桥吊摆角测量方法，其特点是，包含以下步骤：

S1、初始设定摆角测量装置；