一种双吊具桥吊摆角测量装置及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及桥吊摆角测量技术领域，具体设及一种双吊具桥吊摆角测量装置及其 方法。
【背景技术】
[0002] 随着集装箱运输的发展和港口建设规模的扩大，为了提高集装箱的船舶装卸速 度，集装箱桥吊双箱吊具的使用越来越广泛。能更好地控制桥吊下双吊具及负载的摆动，使 得卡车准确对位成为制约提高集装箱装卸率的关键。
[0003]双吊具桥吊车装卸集装箱过程中，由于惯性、摩擦力等因素引起负载摆动。不仅大 大降低装卸效率，还可能导致财务损失甚至人员伤亡。同时双吊具具有结构复杂，工作方式 多样的特性，给摆角测量带来极大困难。因此设计一种简单有效的摆角测量装置十分必要。
[0004]现有技术中的摆角测量装置多针对单吊具桥吊，且运些测量装置多采用复杂的仪 器，维护不方便。例如基于光电效应的一类摆角测量装置受天气影响大，基于电磁原理的一 类摆角测量装置对周围电磁环境要求极高等。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种双吊具桥吊摆角测量装置及其方法，装置结构简单， 元器件成本较低，灵敏度高，方法测量效率高，准确率高，抗干扰能力强，受天气及周围环境 的影响小。
[0006]为了达到上述目的，本发明通过W下技术方案实现：一种双吊具桥吊摆角测量装 置，该摆角测量装置设置在双吊具桥吊的小车机构上，所述小车机构设置在大车机构上，所 述大车机构上设有桥吊驾驶室，所述小车机构上设有一对起升电机，每一起升电机包含一 转轴，每一起升电机的转轴通过一吊绳连接一吊具，其特点是，该摆角测量装置包含：
[0007]一对信号处理模块，对称设置在所述小车机构的顶部；
[0008]一对信号采集模块，对称设置在所述小车机构的底部，每一所述信号采集模块与 对应的信号处理模块连接；
[0009]一数据计算处理模块，设置在桥吊驾驶室内，分别与一对信号处理模块连接；
[0010] 一用于显示摆角信息的显示模块，设置在桥吊驾驶室内，与所述数据计算处理模 块连接；
[0011] 一对电容测量电路，设置在对应的信号采集模块与信号处理模块之间，其中
[0012] 每一吊绳穿过对应的信号采集模块与所述吊具连接。
[0013]所述的数据计算处理模块进一步与桥吊防摇控制系统连接。
[0014]所述的信号处理模块包含前置放大电路，其输入端与对应的所述电容测量电路连 接；
[0015]滤波器，其输入端与所述前置放大电路的输出端连接；
[0016]模数转换器，其输输入端与所述滤波器的输出端连接，输出端连接所述数据计算 处理模块。
[0017] 所述的信号采集模块包含一对测量单元，所述一对测量单元分别用于检测X方向 及y方向的摆动角度；其中每一测量单元包含：
[0018] 轻质摆架，所述轻质摆架呈半圆形，延其圆周方向设有光滑开缝，所述吊绳穿过该 开缝；
[0019] 轻质箱体，与所述轻质摆架的一端连接，
[0020] 电容式液位传感器，设置在所述轻质箱体内，与所述轻质箱体形成一整体，其信号 输出端与对应的所述电容测量电路连接；
[0021] 第一连接组件，与所述轻质箱体滑动连接，另一端与小车机构的底部连接；
[0022] 第二连接组件，与所述轻质摆架滑动连接，另一端与小车机构的底部连接；所述轻 质箱体与所述轻质摆架连接成一体，当所述吊绳摆动时，带动所述轻质摆架运动，从而使轻 质箱体内的电容式液位传感器相对于小车机构摆动。
[0023] 所述的信号采集模块中包含两个轻质摆架的半径不同，其中半径大的轻质摆架设 置在半径小的轻质摆架的下方，二者相互垂直且相切；
[0024] 所述的轻质摆架的表面光滑无糖面。 阳0巧]所述的电容式液位传感器包含：
[0026] 绝缘壳体，所述绝缘壳体呈长方体，所述绝缘壳体的长度为高度的两倍，绝缘壳体 内注有导电液；
[0027] 所述绝缘壳体长度方向的内侧分别依次设置一第一金属板及第二金属板；
[0028] 所述第一金属板与第二金属板之间设有绝缘隔断；
[0029] 所述第一金属板与第二金属板的大小尺寸一致；其中
[0030] 两块第一金属板之间形成第一电容；
[0031] 两块第二金属板之间形成第二电容；
[0032] 所述绝缘壳体的长度方向与所述轻质摆架的运动方向相平行。
[0033] 所述的电容测量电路包含两个测量支路，分别连接第一电容和第二电容；
[0034] 每一测量支路包含电压输入端，连接交流电，一电阻与所述电容串联至交流电，所 述电容的两端作为电压输出端与所述信号处理模块的前置放大电路连接。
[0035] 一种双吊具桥吊摆角测量方法，其特点是，包含W下步骤：
[0036] S1、初始设定摆角测量装置；
[0037] S2、当双吊具桥吊的小车机构接收到运行命令后，桥吊开始运行，吊具带动吊绳运 动，吊绳的摆动带动每一测量单元的轻质摆架发生摆动，从而带动电容式液位传感器转动， 电容式液位传感器的转动产生对应角度的电容值；
[0038] S3、电容式液位传感器采集获得的电容值经电容测量电路处理后获得电压值；
[0039] S4、信号处理模块接收对应电容测量电路发送的电压值进行处理，并将处理结果 传输至数据计算处理模块；
[0040] S5、数据计算处理模块根据电压值计算出其对应的摆角信息。
[0041] 所述的步骤S1包含如下步骤：
[0042] S1. 1、吊具处于静止状态，自然下垂，吊绳无任何摆角；
[0043] S1. 2、固定电容式液位传感器的位置，使得电容测量电路输出的电压值为零，将该 静止状态作为初始参照状态；
[0044] S1. 3、重复步骤S1. 1~S1. 2,调整其他电容式液位传感器的位置，完成摆角测量 装置的初始设定。 W45] 所述的双吊具桥吊摆角测量方法还包含步骤S6 ;
[0046]S6、数据计算处理模块将摆角信息发送至位于桥吊驾驶室显示模块，W供桥吊驾 驶员参考，将摆角信息发送至桥吊防摇控制系统，W提供反馈信息。
[0047] 本发明一种双吊具桥吊摆角测量装置及其方法与现有技术相比具有W下优点：本 发明利用电容值的大小随着电容式液位传感器内导电液倾斜而发生变化的原理，具有高灵 敏度、高精度、耐腐蚀、耐潮湿等特点，将电容式液位摆脚传感器置于反映吊具摆角的轻质 摆架上，电容式液位摆脚传感器的电容变化信号，经过电容测量电路转化成电压信号，经信 号处理模块转换成数字信号，最后输入数据计算处理模块处理获得的摆脚数据，本发明装 置成本低，效率高，结构简单，抗干扰能力强，完全克服了检测装置价格昂贵，高度依赖天气 及周围环境的问题。
【附图说明】
[0048] 图1为本发明一种双吊具桥吊摆角测量装置的整体结构示意图； 阳049] 图2为信号处理模块的示意图；
[0050]图3为信号采集模块的示意图； 阳051] 图4为测量单元的示意图；
[0052] 图5为电容式液位传感器的示意图；
[0053] 图6为图5的左视图；
[0054] 图7为电容测量电路的示意图；
[0055] 图8为本发明一种双吊具桥吊摆角测量方法的流程图；
[0056] 图9为摆角关系空间示意图； 阳057] 图10为角度合成示意图。
【具体实施方式】
[0058]W下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
[0059] 如图1所示，一种双吊具桥吊摆角测量装置，该摆角测量装置设置在双吊具桥吊 的小车机构100上，所述小车机