[发明专利]基于面形CCD图像检测的双吊具桥吊摆角测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种基于面形CCD图像检测的双吊具桥吊摆角测量装置，设置在小车机构上，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，每个起升电机包含一转轴，每一起升电机的转轴通过吊绳连接一个吊具，其特征在于，该摆角测量装置包含：一对信号处理装置、摆角合成计算机、一对摆角检测装置；信号处理装置对称设置在所述的小车机构顶部，所述的信号处理装置包括电压放大器、整流滤波器、A/D转换器，电压放大器的输入端与面形CCD图像传感器相连，电压放大器的输出端依次连接整流滤波器、A/D转换器，之后输出给摆角合成计算机；摆角合成计算机，设置在所述小车机构的顶部，位于两个信号处理装置之间，分别与一对信号处理装置连接；一对摆角检测装置，对称设置在小车的底部，每一所述摆角检测装置与对应的信号处理装置连接，每一吊绳穿过对应的摆角测量装置与对应的吊具连接；用于显示摆角信息的显示模块设置在桥吊驾驶室内，与摆角合成计算机连接；所述的摆角检测装置内包括两个轻质摆架、黑盒子；两个轻质摆架分别沿着x轴和y轴互相垂直安装，且两个半圆形轻质摆架相切；每个轻质摆架沿着圆周方向设有光滑开缝，吊绳先后从两个轻质摆架的开缝中穿过；每个轻质摆架上均连接遮光板；黑盒子内有面形CCD图像传感器、遮光板、LED发光板三部分；所述的LED发光板固定在黑盒子的内壁上；所述的遮光板与LED发光板的面积、形状一样，静止时候可以完全遮盖住LED发光板；遮光板随着轻质摆架的转动而转动；面形CCD图像传感器与对应的信号处理装置电性相连。

2.一种基于面形CCD图像检测双吊具桥吊摆角测量方法，使用如权利要求1所述的基于面形CCD图像检测的双吊具桥吊摆角测量装置，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：双吊具摆角检测装置在安装时，需要对各个部件进行初始位置信息设定，以此为初始参考位置，设定过程如下：在小车尚未运动的情况下，双吊具桥吊的两个吊具自然下垂，此时吊绳无任何摆角，轻质摆架、遮光板均无任何转动，此时LED发光板与遮光板完全重合；记录上述的初始位置的各个信息，两组摆角检测装置得到的信号作为摆角计算的初始参考值，此时面形CCD传感器接收到的信息作为初始信息，此时的摆角为0；

步骤二：驾驶室向双吊具桥吊发出运行指令，桥吊根据不同运行指令控制吊具的运行，由于小车的运动带动各自的吊绳发生摆动；当吊绳摆动时，轻质摆架的摆动带动遮光板转动，引起面形CCD图像传感器板接收的光变化，并得出光源的面积；双吊具的摆角检测在上述的基础上检测两根吊绳的信息，每根吊绳需要两套同样结构，每套结构包括一个面形CCD图像传感器，一个遮光板，一个LED发光板，一个黑盒子，用于检测其中一个方向的角度；

步骤三：信号处理器接受到来自x,y方向上的电信号加以处理，经过放大，滤波，A/D转换后通过计算机串口送到摆角合成计算机进行摆角合成处理，根据得到的信号得出发光板漏出部分光源面积S₁，而整个LED发光板的面积为S，可以计算得出x方向上的轻质摆架转动的角度θ＝(S₁/S)*π，同时得到的视频图像可以得出其摆动方向的正负；同样的方法得到y方向上的角度，进而将两个方向上的角度合成，得到摆绳的摆角值

步骤四：步骤一到步骤三为第一吊具获取一组摆角值的操作流程，同理，第二吊具根据步骤一到步骤三得到另一组摆角值；将第一吊具与第二吊具的摆角信息传送给驾驶室的显示器上供桥吊驾驶员参考，或者作为反馈信息送入防摇/同步控制装置中；在双起升双吊具桥吊的实际工况中，第一吊具和第二吊具可相互独立工作也可互锁同步工作，在独立工作模式时，两个吊具互不影响，分别得到两个角度值，在互锁工作模式时，计算处理得到的两个吊具的摆角值理论上应该相同，如果不同，将得到的信号通过摆角合成计算机进行相应处理，使两个摆角值相互对照进行修正，以保证更好的同步效果。