专利名称：一种塔式起重机结构位移在线测量方法
技术领域：
本发明涉及一种塔式起重机结构位移在线测量方法，属于测量控制技术领域。
背景技术：
在建筑、电力、水利、石化、矿山等行业中普遍需要大量使用起重机进行起重、运输、装卸，尤其在建设工程中，起重安装的工程量相当大，需要使用工程起重机吊装和搬运大体积、大重量的各类设备和原材料，因而其安全性就相当重要，为此，国家将起重机械列为安全性、危险性较大的特种设备，从设计到生产均制定了严格的规范和国家强制性标准。国家标准中对起重机的安全性做了严格的规定，规定了起重机应配备的各种安全装置，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，这些安全装置对保证起重机的安全工作起到了很好的作用。但作为起重机安全性的一个重要指标起重机结构位移，只是在相关的标准中作了技术要求，如在塔式起重机标准中规定在独立架设高度和额定工况下，臂架根部铰点的水平位移不得超过其塔身高度的1％。并且规定这项指标的检查一般是在起重机产品型式试验时用经纬仪检测。在起重机实际使用时无法在线进行检测，当起重机结构位移指标超标后，无法控制，这对驾驶员和起重设备本身都带来很大的隐患。在实际使用中，因违章作业和单纯追求经济效益而不考虑设备工作极限的情况时有发生，而这就很容易造成起重机倒塌和人员伤亡，重大的安全生产事故时有发生。因此，发明一种塔式起重机结构位移的在线测量方法，在起重机行业就显得十分迫切。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术中迫切需要解决的问题，提出一种塔式起重机结构位移的在线测量方法，通过该方法，起到预防塔式起重机整机倾覆的作用，有效保障起重机和作业人员的生命安全。
本发明的技术解决方案是测量方法的步骤依次分一、在塔式起重机的起重臂根部铰点安装角度传感器。
二、用角度传感器检测起重臂根部角度变化，并转换成模拟电信号。
三、角度变化模拟电信号通过模拟量输入接口电路与A/D转换电路转换成单片机能处理的数字信号。
四、角度变化数字电信号接入单片机，经过相应的数学模型处理后，得出起重臂根部的水平变化即塔式起重机结构位移。
本发明优点实现了在线进行检测，可有效的控制起重机结构位移指标，起到可以预防塔式起重机整机倾覆的作用，有效保障起重机和作业人员的生命安全。
附图1是本发明的流程图。
附图2是本发明的电原理框图。
附图3是电位式角度传感器的结构原理图。
图中的ΔV是A点、B点电位间的差。
具体实施例方式
对照附图1，塔式起重机结构位移的在线测量方法步骤依次为一、在塔式起重机的起重臂根部铰点安装角度传感器。
二、用角度传感器检测起重臂根部角度变化，并转换成模拟电信号。
三、角度变化模拟电信号通过模拟量输入接口电路与A/D转换电路转换成单片机能处理的数字信号。
四、角度变化数字电信号接入单片机，经过相应的数学模型处理后，得出起重臂根部的水平变化即塔式起重机结构位移。
实际应用时，使用经纬仪或其他设备测得起重臂根部的两次水平变化值Y1和Y2并记录相对应的角度变化值X1和X2，由以下过程推导出曲线函数K1＝Y1/X1；K2＝Y2/X2ΔK＝(K2-K1)/(X2-X1)K＝K1-ΔK*X
Y＝(K+ΔK*X)*X式中，X为角度传感器当前的角度变化值，Y为起重臂根部的水平变化值。因此在塔式起重机结构位移的允许范围内，根据起重臂根部铰点的角度变化值X即可算出相应的起重机结构位移值Y。
对照附图2，角度传感器与运放电路相连，运放电路与A/D转换电路相连，A/D转换电路和单片机相连，单片机分别与显示驱动电路及LED显示器相连，与数据存储电路相连，与报警控制电路相连，与按键输入电路相连，与时钟电路相连；角度传感器将测得的模拟量信号送入运放电路，经处理后，送入A/D转换电路转换成数字量，送入单片机中，单片机在程序的控制下将该数字量信号通过数学模型处理得到起重机结构位移，并可与数据存储电路的报警及控制数据比较，产生相应的报警及控制。
对照附图3，在电位式角度传感器内部一半为导电液，一半为惰性气体，传感器的旋转将会导致测点A、B与导电液之间电阻的线性变化，从而导致相应的电位输出信号变化。
权利要求
1.一种塔式起重机结构位移在线测量方法，其特征是它的测量方法的步骤依次分为一、在塔式起重机的起重臂根部铰点安装角度传感器；二、用角度传感器检测起重臂根部角度变化，并转换成模拟电信号；三、角度变化模拟电信号通过模拟量输入接口电路与A/D转换电路转换成单片机能处理的数字信号；四、角度变化数字电信号接入单片机，经过相应的数学模型处理后，得出起重臂根部的水平变化即塔式起重机结构位移。
2.根据权利要求1所述一种塔式起重机结构位移在线测量方法，其特征是所述的角度传感器是电位式角度传感器，在电位式角度传感器内部一半为导电液，一半为惰性气体，传感器的旋转将会导致测点A、B与导电液之间电阻的线性变化，从而导致相应的电位输出信号变化。
3.根据权利要求1所述一种塔式起重机结构位移在线测量方法，其特征是所述的角度传感器检测到的模拟量经A/D转换电路转换成单片机能处理的数字信号。
4.根据权利要求1所述一种塔式起重机结构位移在线测量方法，其特征是所述的数学模型使用经纬仪或其他设备测得起重臂根部的两次水平变化值Y1和Y2并记录相对应的角度变化值X1和X2，由以下过程推导出曲线函数K1＝Y1/X1；K2＝Y2/X2ΔK＝(K2-K1)/(X2-X1)K＝K1-ΔK*XY＝(K+ΔK*X)*X式中，X为角度传感器当前的角度变化值，Y为起重臂根部的水平变化值。因此在塔式起重机结构位移的允许范围内，根据起重臂根部铰点的角度变化值X即可算出相应的起重机结构位移值Y。
全文摘要
本发明是一种塔式起重机结构位移在线测量方法，其特征是它的测量方法的步骤依次分为1.在塔式起重机的起重臂根部铰点安装角度传感器；2.用角度传感器检测起重臂根部角度变化，并转换成模拟电信号；3.角度变化模拟电信号通过模拟量输入接口电路与A/D转换电路转换成单片机能处理的数字信号；4.角度变化数字电信号接入单片机，经过相应的数学模型处理后，得出起重臂根部的水平变化即塔式起重机结构位移。本发明的优点实现了在线进行检测，可有效的控制起重机结构位移指标，起到可以预防塔式起重机整机倾覆的作用，有效保障起重机和作业人员的生命安全。
文档编号B66C23/88GK1948117SQ20061009740
公开日2007年4月18日 申请日期2006年11月6日 优先权日2006年11月6日
发明者张广明, 魏晓冬 申请人:南京工业大学