[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

说明书

本发明涉及一种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。吊具上的孔状冷激光发射块，作为冷激光的发射光源；摆绳上的冷激光折射介质板，作为冷激光的折射介质；摆绳上的光感应定位接收板，作为冷激光对应折射光的接收装置，通过排成阵列的感光PN结，分别得到吊具摆动或不摆动时，折射光在该光感应定位接收板上的激光点所在的位置数据；光点位置计算CPU根据吊具摆动或不摆动时位置数据之间的差计算出吊具摆动的摆角。本发明解决了多起升多吊具及其多摆角同步检测的问题，该装置结构简单，成本低廉，维护简单，容易制作，抗干扰能力强，不受恶劣天气的影响且检测精度高，测量快。

技术领域

本发明涉及光学、电子技术以及透明材料技术，特别涉及一种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。

背景技术

在现有集装箱装卸的大型港口，目前存在的桥式吊车只有单吊具和双吊具的吊车，这样的桥式吊车在搬运货物的过程中，一次只能搬运一个或两个集装箱，搬运装卸的效率很低，且耗时较大，影响工作质量。为了提高桥吊的装卸效率，在未来的桥吊的发展中，桥式吊车会朝着多吊具桥吊的方向发展，不断改进和创新。所以，根据多吊具的桥式吊车的背景下，针对多吊具桥式吊车的各种检测装置显得极其重要。即如何利用一个装置来同时检测各个吊具的摆动角度和摆绳长度。

现有的桥吊检测装置都是针对单吊具或双吊具桥吊设计的，它们对吊具的检测均采用了比较复杂的检测仪器，造价高，维护不方便，准确性低。而且这类检测装置不适合对多吊具桥吊(三个及以上)进行摆角检测。同时现有的集装箱起重机操作员常常都是用眼睛观察吊具及负载来获得其摆动情况，这种方法不但准确性低且极易导致工作疲劳，影响起重机的搬运效率和搬运质量。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供一种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，利用光折射、PN结光感应原理以及数字电路编码技术，可以快速准确地测算出摆角大小，其结构简单，成本低廉，抗干扰能力强，检测精度高，测量快。

本发明的技术方案是提供一种摆角检测装置，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。

可选地，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：