一種橋吊吊繩檢測裝置及其檢測方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種橋吊吊繩檢測裝置及其檢測方法。
【背景技術】
[0002] 橋吊是港口集裝箱裝卸的關鍵設備，它的工作能力決定了碼頭的貨物吞吐能力， 在實際生產(chǎn)過程中，設計者需要同時考慮橋吊的工作效率和安全性。
[0003] 現(xiàn)在生產(chǎn)過程中使用的橋吊大部分都沒有安裝定位防搖裝置，擺角和繩長的測量 基本靠橋吊司機目測，對橋吊司機的操作技能和精神狀態(tài)有很高的要求。在一些大型集裝 箱橋吊系統(tǒng)中，為了達到更好的操作效果，安裝了一些電子防搖和機械防搖裝置，但是裝置 復雜，防搖效果不理想，維護保養(yǎng)困難。
[0004] 現(xiàn)有技術中繩長的測量基本通過計算與起升電機同軸連接的光電編碼器的脈沖 數(shù)，由于起升電機存在摩擦，傳動裝置老化等原因，電機轉(zhuǎn)速可能與繩長嚴重不一致。
[0005] 在集裝箱吊入艙內(nèi)時，如遇格槽變形處因集裝箱受阻，橋吊重量檢測信號突然變 弱，因為起升電機輸出功率恒定，放繩速度可能會瞬間加快，司機來不及反應，極有可能引 發(fā)安全事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種橋吊吊繩檢測裝置及其檢測方法，采用光電檢測裝置，光程短，抗 干擾能力強，并且結(jié)合了鋼繩表面紋理呈均勻排布的螺旋線的特性，能夠以較高的精度檢 測出繩長和繩子運動速度和方向，并將它們反饋給橋吊控制器，實時性好，適用性好，能夠 為橋吊司機作業(yè)提供可靠幫助，提高生產(chǎn)效率。
[0007] 為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種橋吊吊繩檢測裝置，包含多組光電檢測裝置 和電性連接每組光電檢測裝置的控制計算機，每組光電檢測裝置分別對應檢測一組吊具；
[0008] 所述的光電檢測裝置設置在小車上的定位孔一側(cè)，所述的光電檢測裝置包含兩組 光電檢測組件，每組光電檢測組件都包含:激光發(fā)射器、光學透鏡和光敏傳感器，所述的激 光發(fā)射器和光敏傳感器電性連接控制計算機；
[0009] 激光發(fā)射器發(fā)射的激光照射到吊具的鋼絲繩上，反射光線通過光學透鏡的匯聚射 入光敏傳感器，光敏傳感器將光強信號轉(zhuǎn)換成電信號發(fā)送給控制計算機，控制計算機根據(jù) 接收信號計算鋼絲繩的繩長、繩速和運動方向。
[0010] 所述的橋吊吊繩檢測裝置還包含分別設置在定位孔下方的接觸式傳感器，接觸式 傳感器電性連接控制計算機，當接觸式傳感器與吊具對位接觸時，向控制計算機發(fā)出信號。
[0011] 所述的兩組光電檢測組件中的激光照射點之間的距離小于鋼絲繩的一個螺距。
[0012] 本發(fā)明還提供一種橋吊吊繩檢測方法，包含以下步驟：
[0013] 步驟S1、初始化橋吊吊繩檢測裝置，獲得初始化時的鋼絲繩長度，并確保光電檢測 裝置可以正常工作；
[0014] 步驟S2、當橋吊開始運行后，橋吊吊繩檢測裝置開始檢測吊具鋼絲繩的繩長、繩速 和運動方向；
[0015] 步驟S3、當繩速超過設定的閾值時，控制計算機6將報警信號發(fā)送到橋吊司機駕駛 室，供橋吊司機參考。
[0016] 所述的步驟Sl中，獲得初始化時的鋼絲繩長度的步驟包含：當橋吊開始工作前，使 吊具靜止，吊具緊靠定位孔下方，吊具的鋼絲繩自然下垂，此時接觸式傳感器與吊具對位接 觸，接觸式傳感器測得鋼絲繩長度為1〇,并將初始化時的鋼絲繩長度Io發(fā)送給控制計算機。
[0017] 所述的步驟Sl中，確保光電檢測裝置可以正常工作的步驟包含:激光發(fā)射器向鋼 絲繩發(fā)出測試激光脈沖，如果光敏傳感器可以檢測到測試脈沖，則表示光電檢測裝置工作 正常。
[0018] 所述的步驟S2具體包含以下步驟：
[0019] 步驟S2.1、控制計算機控制兩組光電檢測組件中的激光發(fā)射器發(fā)出激光照射鋼絲 繩，反射光線分別經(jīng)過光學透鏡的匯聚后進入光敏傳感器，光敏傳感器將光強信號轉(zhuǎn)換為 光強電流，并將光強電流放大整形濾波后送至控制計算機；
[0020] 步驟S2.2、控制計算機對光強電流信號進行處理，當光強電流信號I低于電流閾值 1^時產(chǎn)生信號波谷，如果有信號波谷產(chǎn)生，則隨之生成一個計數(shù)脈沖，記錄計數(shù)脈沖的個數(shù) k；
[0021 ] 步驟S2.3、根據(jù)計數(shù)脈沖的個數(shù)計算鋼絲繩的繩長:L = kd+lo,其中，k是計數(shù)脈沖 個數(shù)，d是鋼絲繩螺距，Io是初始化時的鋼絲繩長度；
[0022] 根據(jù)通過單個螺距的時間，計算鋼絲繩的平均速度：V= ，其中，"為經(jīng)過一 ?m 個螺距的時間；
[0023] 根據(jù)兩組光電檢測組件之間的光強電流波形相位差，判斷鋼絲繩的運動方向。
[0024] 本發(fā)明采用光電檢測裝置，光程短，抗干擾能力強，并且結(jié)合了鋼繩表面紋理呈均 勻排布的螺旋線的特性，能夠以較高的精度檢測出繩長和繩子運動速度和方向，并將它們 反饋給橋吊控制器，實時性好，適用性好，能夠為橋吊司機作業(yè)提供可靠幫助，提高生產(chǎn)效 率。
【附圖說明】
[0025] 圖1是本發(fā)明一個具體實施例中橋吊吊繩檢測裝置的結(jié)構示意圖。
[0026] 圖2是橋吊吊繩檢測裝置中光電檢測裝置的結(jié)構示意圖。
[0027] 圖3是光電檢測裝置的信號處理流程圖。
[0028] 圖4是處理后的光強電流不意圖。
【具體實施方式】
[0029]以下根據(jù)圖1~圖4,具體說明本發(fā)明的較佳實施例。
[0030]如圖1所示，是本發(fā)明提供的一種橋吊吊繩檢測裝置用于雙起升雙吊具橋吊的吊 繩檢測。雙起升雙吊具橋吊裝置包含:大車4、設置在大車4上的小車3、以及設置在小車3上 的兩個起升電機和分別連接起升電機的兩個吊具。大車4具有設置在大車4支架上的橋吊司 機駕駛室5,能夠發(fā)出控制命令，控制大車驅(qū)動裝置14帶動大車運動，橋吊司機駕駛室5設有 顯示器，能夠顯示控制計算機6發(fā)來的繩長信息，供橋吊駕駛員參考，并設有報警燈。小車3 通過驅(qū)動裝置13在大車4上運動，小車3上設置第一起升電機7和第二起升電機8,第一吊具1 通過鋼絲繩連接第一起升電機7,第二吊具2通過鋼絲繩連接第二起升電機8,第一吊具1和 第二吊具2將集裝箱裝卸到集裝箱卡車15上，小車3上具有定位孔，能夠抑制吊繩擺動，起升 電機與定位孔之間的吊繩擺動幾乎為0,第一定位孔11位于第一起升電機7側(cè)，第二定位孔 12位于第二起升電機8側(cè)。
[0031]如圖1所示，所述的橋吊吊繩檢測裝置包含分別對應兩組吊具設置的兩組光電檢 測裝置，以及分別電性連接每個光電檢測裝置的控制計算機6。所述的光電檢測裝置設置在 定位孔一側(cè)，位于起升電機和小車底板之間，第一光電檢測裝置9設置在第一定位孔11 一 偵I對應第一吊具1，第二光電檢測裝置10設置在第二定位孔12-側(cè)，對應第二吊具2。所述 的橋吊吊繩檢測裝置還包含分別設置在定位孔下方的接觸式傳感器22,當接觸式傳感器22 與吊具對位接觸時，會向控制計算機6發(fā)出信號，接觸式傳感器22與控制計算機6通過串行 總線連接。
[0032]如圖2所示，以第一光電檢測裝置9為例，說明光電檢測裝置的具體結(jié)構。所述的光 電檢測裝置包含兩組光電檢測組件，每組光電檢測組件都包含:激光發(fā)射器、光學透鏡和光 敏傳感器，如圖3所示，所述的激光發(fā)射器和光敏傳感器通過串行總線連接控制計算機6，激 光發(fā)射器發(fā)射的激光照射到吊具的鋼絲繩上，反射光線通過光學透鏡的匯聚射入光敏傳感 器，光敏傳感器將光強信號轉(zhuǎn)換成電信號發(fā)送給控制計算機6,控制計算機6根據(jù)接收信號 計算鋼絲繩的繩長、繩速和運動方向。所述的兩組光電檢測組件中的激光照射點之間的距 離小于鋼絲繩的一個螺距。
[0033] 如圖2所示，第一組光電檢測組件包含第一激光發(fā)射器16、第一光學透鏡18和第一 光敏傳感器20,第二光電檢測組件包含第二激光發(fā)射器17、第二光學透鏡19和第二光敏傳 感器21。
[0034] 如圖1所示，所述的控制計算機6可以設置在小車3上，該控制計算機6具有多通道， 可以分別處理4個光敏傳感器發(fā)來的數(shù)據(jù)，并計算鋼絲繩長度、鋼絲繩運動速度，辨別鋼絲 繩運動方向，當鋼絲繩的運動速度超過上限時，控制計算機6控制伺服放大器，降低伺服電 機功率。
[0035]如圖2所示，光電檢測裝置的檢測原理如下：
[0036]繩長、繩速計算:ABXD為鋼絲繩螺紋，螺距為d，第一激光發(fā)射器16和第二激光發(fā) 射器17分別照射