[发明专利]基于光感应定位器的多吊具桥吊的多摆角的摆角检测装置

权利要求书

1.一种摆角检测装置，其特征在于，包含：

孔状冷激光发射块，安装在摆绳下部的吊具上，作为冷激光的发射光源；

冷激光折射介质板，安装在摆绳的上部，作为冷激光的折射介质；

光感应定位接收板，安装在摆绳的上部，作为冷激光对应折射光的接收装置，提供折射光在所述光感应定位接收板上的激光点所在的位置数据，包含吊具不摆动时激光点所在的第一位置数据，和吊具摆动时激光点所在的第二位置数据；

光点位置计算CPU，根据第二位置数据和第一位置数据的差，计算出吊具摆动的摆角；

孔状冷激光发射块的摆动状态，跟随吊具的摆动状态；孔状冷激光发射块射出的冷激光平行于摆绳，以偏离竖直方向的第一夹角射向冷激光折射介质板，在冷激光折射介质板内部后具有偏离竖直方向的第二夹角，再到冷激光折射介质板与光感应定位接收板之间时具有偏离竖直方向的第三夹角；第一夹角、第三夹角的数值为θ₁对应于吊具摆动的摆角；第二夹角的数值为θ₂；

光点位置计算CPU，计算吊具在一个方向的摆角时，先求解一参数x_d：

其中，k为光感应定位接收板的测量阵列在该方向上的总长度，D₀为吊具不摆动时激光点所在的第一位置数据，D₁为吊具摆动时激光点所在的第二位置数据，D为位置数据的量程；

再通过以下的关系式计算θ₁的数值，得到该方向的摆角：

其中，冷激光折射介质板的厚度为d₁，冷激光折射介质板与光感应定位接收板之间的距离为d₂，空气的折射率为n₁，冷激光折射介质板的折射率为n₂。

2.如权利要求1所述摆角检测装置，其特征在于，

所述光感应定位接收板通过测量阵列来感光激光点的位置；所述测量阵列，包含多个光敏二极管PN结，作为冷激光感应器件；

每个光敏二极管PN结的两端，与其所在行的行向PN结阳极连接线、所在列的列向PN结阴极连接线分别连接；

行向PN结阳极连接线通过行向连接线的检测引出线，将所在行的电平信息传输给相应的阵列定位数字编码器；列向PN结阳极连接线通过列向连接线的检测引出线，将所在列的电平信息传输给相应的阵列定位数字编码器；

每个阵列定位数字编码器对应于若干行或对应于若干列，根据获得的电平信息得到对应于激光点位置的编码信息，传送给所述光点位置计算CPU。

3.如权利要求1所述摆角检测装置，其特征在于，

多个孔状冷激光发射块，分别安装在吊具上平面的各个方向；

多个孔状冷激光发射块在随吊具摆动而摆动时，激光点在光感应定位接收板上连成多边形图案，所述光点位置计算CPU通过多边形图案及其中心点的位置，换算得到吊具的摆角。

4.如权利要求3所述摆角检测装置，其特征在于，

吊具上平面的四个方向分别设置有孔状冷激光发射块。

5.如权利要求1～4中任意一项所述摆角检测装置，其特征在于，

同一个桥吊大车设置有多个桥吊小车；每个桥吊小车设置有多个吊具，和这些吊具共用的冷激光折射介质板、光感应定位接收板；

每个吊具设置有对应的孔状冷激光发射块；每个吊具的摆绳，依次穿过相应的冷激光折射介质板、光感应定位接收板，通过连接装置来连接该吊具。

6.如权利要求5所述摆角检测装置，其特征在于，

同一个桥吊大车设置有三个或三个以上的桥吊小车；

每个桥吊小车设置有三个或三个以上的吊具。

7.如权利要求5所述摆角检测装置，其特征在于，

桥吊的搭载平台，包含桥吊的竖直支架、桥吊的行向支架；

所述桥吊大车的驱动机构和运行机构，包含桥吊大车驱动电机、桥吊大车拖动皮带、桥吊大车桥梁；

所述桥吊大车与桥吊小车的连接机构，包含大车与小车轨道连接杆；

所述桥吊小车作为其各自对应摆角检测装置及起升电机的搭载平台，通过相应的桥吊小车轨道机构驱动；

所述光点位置计算CPU，作为吊具摆角信息处理装置，和与吊桥控制系统进行数据交换的通讯装置。