專利名稱：一種塔式起重機結(jié)構(gòu)位移在線測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塔式起重機結(jié)構(gòu)位移在線測量方法，屬于測量控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在建筑、電力、水利、石化、礦山等行業(yè)中普遍需要大量使用起重機進行起重、運輸、裝卸，尤其在建設(shè)工程中，起重安裝的工程量相當大，需要使用工程起重機吊裝和搬運大體積、大重量的各類設(shè)備和原材料，因而其安全性就相當重要，為此，國家將起重機械列為安全性、危險性較大的特種設(shè)備，從設(shè)計到生產(chǎn)均制定了嚴格的規(guī)范和國家強制性標準。國家標準中對起重機的安全性做了嚴格的規(guī)定，規(guī)定了起重機應配備的各種安全裝置，如起重力矩限制器、起重量限制器、高度限位器、幅度限位器，等等，這些安全裝置對保證起重機的安全工作起到了很好的作用。但作為起重機安全性的一個重要指標起重機結(jié)構(gòu)位移，只是在相關(guān)的標準中作了技術(shù)要求，如在塔式起重機標準中規(guī)定在獨立架設(shè)高度和額定工況下，臂架根部鉸點的水平位移不得超過其塔身高度的1％。并且規(guī)定這項指標的檢查一般是在起重機產(chǎn)品型式試驗時用經(jīng)緯儀檢測。在起重機實際使用時無法在線進行檢測，當起重機結(jié)構(gòu)位移指標超標后，無法控制，這對駕駛員和起重設(shè)備本身都帶來很大的隱患。在實際使用中，因違章作業(yè)和單純追求經(jīng)濟效益而不考慮設(shè)備工作極限的情況時有發(fā)生，而這就很容易造成起重機倒塌和人員傷亡，重大的安全生產(chǎn)事故時有發(fā)生。因此，發(fā)明一種塔式起重機結(jié)構(gòu)位移的在線測量方法，在起重機行業(yè)就顯得十分迫切。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)中迫切需要解決的問題，提出一種塔式起重機結(jié)構(gòu)位移的在線測量方法，通過該方法，起到預防塔式起重機整機傾覆的作用，有效保障起重機和作業(yè)人員的生命安全。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是測量方法的步驟依次分一、在塔式起重機的起重臂根部鉸點安裝角度傳感器。
二、用角度傳感器檢測起重臂根部角度變化，并轉(zhuǎn)換成模擬電信號。
三、角度變化模擬電信號通過模擬量輸入接口電路與A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成單片機能處理的數(shù)字信號。
四、角度變化數(shù)字電信號接入單片機，經(jīng)過相應的數(shù)學模型處理后，得出起重臂根部的水平變化即塔式起重機結(jié)構(gòu)位移。
本發(fā)明優(yōu)點實現(xiàn)了在線進行檢測，可有效的控制起重機結(jié)構(gòu)位移指標，起到可以預防塔式起重機整機傾覆的作用，有效保障起重機和作業(yè)人員的生命安全。


附圖1是本發(fā)明的流程圖。
附圖2是本發(fā)明的電原理框圖。
附圖3是電位式角度傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖中的ΔV是A點、B點電位間的差。
具體實施例方式
對照附圖1，塔式起重機結(jié)構(gòu)位移的在線測量方法步驟依次為一、在塔式起重機的起重臂根部鉸點安裝角度傳感器。
二、用角度傳感器檢測起重臂根部角度變化，并轉(zhuǎn)換成模擬電信號。
三、角度變化模擬電信號通過模擬量輸入接口電路與A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成單片機能處理的數(shù)字信號。
四、角度變化數(shù)字電信號接入單片機，經(jīng)過相應的數(shù)學模型處理后，得出起重臂根部的水平變化即塔式起重機結(jié)構(gòu)位移。
實際應用時，使用經(jīng)緯儀或其他設(shè)備測得起重臂根部的兩次水平變化值Y1和Y2并記錄相對應的角度變化值X1和X2，由以下過程推導出曲線函數(shù)K1＝Y(jié)1/X1；K2＝Y(jié)2/X2ΔK＝(K2-K1)/(X2-X1)K＝K1-ΔK*X
Y＝(K+ΔK*X)*X式中，X為角度傳感器當前的角度變化值，Y為起重臂根部的水平變化值。因此在塔式起重機結(jié)構(gòu)位移的允許范圍內(nèi)，根據(jù)起重臂根部鉸點的角度變化值X即可算出相應的起重機結(jié)構(gòu)位移值Y。
對照附圖2，角度傳感器與運放電路相連，運放電路與A/D轉(zhuǎn)換電路相連，A/D轉(zhuǎn)換電路和單片機相連，單片機分別與顯示驅(qū)動電路及LED顯示器相連，與數(shù)據(jù)存儲電路相連，與報警控制電路相連，與按鍵輸入電路相連，與時鐘電路相連；角度傳感器將測得的模擬量信號送入運放電路，經(jīng)處理后，送入A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，送入單片機中，單片機在程序的控制下將該數(shù)字量信號通過數(shù)學模型處理得到起重機結(jié)構(gòu)位移，并可與數(shù)據(jù)存儲電路的報警及控制數(shù)據(jù)比較，產(chǎn)生相應的報警及控制。
對照附圖3，在電位式角度傳感器內(nèi)部一半為導電液，一半為惰性氣體，傳感器的旋轉(zhuǎn)將會導致測點A、B與導電液之間電阻的線性變化，從而導致相應的電位輸出信號變化。
權(quán)利要求
1.一種塔式起重機結(jié)構(gòu)位移在線測量方法，其特征是它的測量方法的步驟依次分為一、在塔式起重機的起重臂根部鉸點安裝角度傳感器；二、用角度傳感器檢測起重臂根部角度變化，并轉(zhuǎn)換成模擬電信號；三、角度變化模擬電信號通過模擬量輸入接口電路與A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成單片機能處理的數(shù)字信號；四、角度變化數(shù)字電信號接入單片機，經(jīng)過相應的數(shù)學模型處理后，得出起重臂根部的水平變化即塔式起重機結(jié)構(gòu)位移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種塔式起重機結(jié)構(gòu)位移在線測量方法，其特征是所述的角度傳感器是電位式角度傳感器，在電位式角度傳感器內(nèi)部一半為導電液，一半為惰性氣體，傳感器的旋轉(zhuǎn)將會導致測點A、B與導電液之間電阻的線性變化，從而導致相應的電位輸出信號變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種塔式起重機結(jié)構(gòu)位移在線測量方法，其特征是所述的角度傳感器檢測到的模擬量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成單片機能處理的數(shù)字信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種塔式起重機結(jié)構(gòu)位移在線測量方法，其特征是所述的數(shù)學模型使用經(jīng)緯儀或其他設(shè)備測得起重臂根部的兩次水平變化值Y1和Y2并記錄相對應的角度變化值X1和X2，由以下過程推導出曲線函數(shù)K1＝Y(jié)1/X1；K2＝Y(jié)2/X2ΔK＝(K2-K1)/(X2-X1)K＝K1-ΔK*XY＝(K+ΔK*X)*X式中，X為角度傳感器當前的角度變化值，Y為起重臂根部的水平變化值。因此在塔式起重機結(jié)構(gòu)位移的允許范圍內(nèi)，根據(jù)起重臂根部鉸點的角度變化值X即可算出相應的起重機結(jié)構(gòu)位移值Y。
全文摘要
本發(fā)明是一種塔式起重機結(jié)構(gòu)位移在線測量方法，其特征是它的測量方法的步驟依次分為1.在塔式起重機的起重臂根部鉸點安裝角度傳感器；2.用角度傳感器檢測起重臂根部角度變化，并轉(zhuǎn)換成模擬電信號；3.角度變化模擬電信號通過模擬量輸入接口電路與A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成單片機能處理的數(shù)字信號；4.角度變化數(shù)字電信號接入單片機，經(jīng)過相應的數(shù)學模型處理后，得出起重臂根部的水平變化即塔式起重機結(jié)構(gòu)位移。本發(fā)明的優(yōu)點實現(xiàn)了在線進行檢測，可有效的控制起重機結(jié)構(gòu)位移指標，起到可以預防塔式起重機整機傾覆的作用，有效保障起重機和作業(yè)人員的生命安全。
文檔編號B66C23/88GK1948117SQ20061009740
公開日2007年4月18日 申請日期2006年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月6日
發(fā)明者張廣明, 魏曉冬 申請人:南京工業(yè)大學