一种桥式和门式起重机主梁上拱度测量系统和方法与流程

本发明属于起重机械检验检测，涉及一种桥式和门式起重机主梁上拱度测量系统和方法。

背景技术：

1、起重机械是工业生产的关键装备，保有量大，截至2022年底，纳入特种设备监管的起重机械就达280万台，并且每年都有新增。桥、门式起重机的主梁是主要承载结构，为了提高承载能力和安全性，标准规定在制造过程中主梁必须设置上拱度，上拱度的数值和形状要满足要求。因此一方面，新安装好的起重机需要检测上拱度；另一方面，使用中的起重机也需要定期检测上拱度，如果上拱度不满足要求，起重机整机就要报废。因此上拱度是起重机的关键参数，其检测方法也要求可靠、操作性强。

2、目前检测起重机上拱度的方法有两种，一种是采用全站仪，另一种是采用水准仪。采用全站仪法是在起重机主梁下部的地面架设全站仪，测量主梁下翼缘板特定的点距离地面数值，通过计算得到主梁的上拱度数值和形状。这种方法的不足是测量位置需要提前标识，但是下翼缘板部位悬空，需要脚手架或缆索才能接近，并且在下翼缘板整个长度方向设置标识的工作量是非常大的，同时测得的数据需要整理计算，不能立即得到是否符合的结论。

3、采用水准仪的方法有两种情况，起升高度比较低的小吨位起重机，在地面用塔尺顶住主梁下翼缘板，用水准仪读取塔尺数据，然后移动塔尺，再次读取塔尺数据，由此得到上拱度的数值和形状。对于起升高度高的起重机，要将水准仪架设到主梁上翼缘板，一人拿塔尺在主梁上移动，一人观测水准仪读取塔尺度数，同样可以测得上拱度的数值和形状。这种方法的不足是三脚架等装备较大，运送到主梁上比较困难；测量需要两人操作，测得的数据需要整理计算，费时费力。

4、因此目前测量主梁上拱度的方法自动化程度不高，劳动强度大，效率不高，有一定危险性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种桥式和门式起重机主梁上拱度测量系统和方法，实现起重机主梁上拱度测量的安全性、便捷性和高效性。

2、本发明所采用的技术方案是：一种桥式和门式起重机主梁上拱度测量系统，包括架设在起重机主梁11上的激光测距仪、小车和测试台，测试台设置于起重机主梁的一端，所述激光测距仪设置于所述测试台上，

3、所述小车上设置激光接收膜和摄像头，所述激光接收膜位于摄像头和激光测距仪之间，当小车在起重机主梁上移动时，所述激光接收膜能够接收激光测距仪发射的激光。

4、进一步地，所述测试台包括钢底座、磁性护圈、调节螺杆、磁性连接座、调节螺母，所述钢底座固定于起重机主梁上表面，磁性护圈吸附于钢底座上，调节螺母的下端与钢底座连接并位于磁性护圈内，所述调节螺杆下端拧入调节螺母，所述调节螺杆的上端连接有所述磁性连接座，所述激光测距仪固定于磁性连接座上。

5、进一步地，所述激光测距仪通过锁紧螺栓固定于磁性连接座上。

6、进一步地，所述摄像头通过连杆与设置于小车上的球铰连接。

7、进一步地，所述激光接收膜是半透明的。

8、进一步地，所述激光接收膜的形状是矩形。

9、根据上述的桥式和门式起重机主梁上拱度测量系统的测量方法，

10、在初始位置激光测距仪测得与激光接收膜的距离为d1，同时摄像头第一次拍摄一张含激光光斑的激光接收膜的照片，此时为基准状态；

11、小车向前行走预定距离停下，重复激光测距仪测量距离和摄像头拍摄的动作，并将距离数据和照片一一对应存储，继续行走预定距离后停车测量和拍摄，直至小车行自起重机主梁的一端走到起重机主梁的另一端；

12、计算激光光斑距离主梁上表面的距离，小车车身距离起重机主梁上表面的距离固定为y0，在测量中不会发生变化，激光接收膜的外形尺寸a和b是已知的，在照片中对应的像素数量也是已知的，通过光斑所处的像素位置，得到光斑距离原点o的距离xi和yi，其中原点o是经过激光接收膜最底部的点沿水平方向做的直线为x轴和经过自激光测距仪向激光接收膜方向看位于激光接收膜最左端的点沿竖直方向做的直线为y轴的交点，xi值用作循迹时控制小车行走方向的参数，保证光斑始终打在激光接收膜上，i表示摄像头拍摄的次数，i＝1，2，……，n，n表示摄像头的拍摄总次数，对每一张照片处理，得到摄像头第i次拍摄时激光光斑距离起重机主梁上表面的距离hi＝y0+yi；在小车行走完整个主梁后，得到一组激光光斑位置的数据(d1，h1)，(d2，h2)，……，(dn，hn)；

13、测量误差的修正，一般情况下激光测距仪的光束在垂直面内与水平线有一定角度，这使得测量值h存在误差f，需要利用起重机主梁上拱度的对称性进行修正，

14、当光束是偏向上方时，在相对于主梁中点的对称点a处测得的ha和点b处测得hb，其差值hb-ha即为激光光束不水平导致的，计算出激光光束与水平面夹角

15、α＝arctan((hb-ha)/2s)

16、s为点a与点b之间距离的一半，

17、因此在数据处理时，hi应进行修正，对应的修正值为

18、fi＝di·tanα

19、修正后激光光斑位置的数据为(d1，h1-f1)，(d2，h2-f2)，……，(dn，hn-fn)；

20、当光束是偏向下方时，修正后激光光斑位置的数据为(d1，h1+f1)，(d2，h2+f2)，……，(dn，hn+fn)；

21、修正后，实际激光点形成一条基准直线，在整个测量过程中，由于主梁拱度的存在，激光接收膜的运行轨迹与主梁上表面平行，由于是通过激光射在接收膜上的相对位置进行测量，因此，在摄像头第i次拍摄时，主梁的上拱度值表示为：

22、当光束是偏向上方时：

23、gdi＝h0-hxi＝h0-(hi-fi)

24、当光束是偏向下方时：

25、gdi＝h0-hxi＝h0-(hi+fi)

26、式中i＝1，2，3，……，n，h0为激光发射点距离主梁上表面的高度。

27、本发明的有益效果是：

28、(1)本发明桥式和门式起重机主梁上拱度测量系统，具有体积小，携带方便的特点，减轻测量人员的工作强度；

29、(2)单人现场操作或远程操作均可，且易于实现全自动无人检测，提高检测安全性和劳动强度，节约检测成本，符合技术发展方向；

30、(3)能自动完成起重机主梁上拱度的测量计算，现场无需手动记录测量数据，提高测量效率，降低人员要求。

31、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种桥式和门式起重机主梁上拱度测量系统，其特征在于，包括架设在起重机主梁(11)上的激光测距仪(3)、小车(10)和测试台，测试台设置于起重机主梁(11)的一端，所述激光测距仪(3)设置于所述测试台上，

2.根据权利要求1所述的桥式和门式起重机主梁上拱度测量系统，其特征在于，所述测试台包括钢底座(6)、磁性护圈(5)、调节螺杆(1)、磁性连接座(2)、调节螺母(4)，所述钢底座(6)固定于起重机主梁(11)上表面，磁性护圈(5)吸附于钢底座(6)上，调节螺母(4)的下端与钢底座(6)连接并位于磁性护圈(5)内，所述调节螺杆(1)下端拧入调节螺母(4)，所述调节螺杆(1)的上端连接有所述磁性连接座(2)，所述激光测距仪(3)固定于磁性连接座(2)上。

3.根据权利要求1所述的桥式和门式起重机主梁上拱度测量系统，其特征在于，所述激光测距仪(3)通过锁紧螺栓固定于磁性连接座(2)上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的桥式和门式起重机主梁上拱度测量系统，其特征在于，所述摄像头(9)通过连杆(12)与设置于小车(10)上的球铰8连接。

5.根据权利要求4所述的桥式和门式起重机主梁上拱度测量系统，其特征在于，所述激光接收膜(7)是半透明的。

6.根据权利要求5所述的桥式和门式起重机主梁上拱度测量系统，其特征在于，所述激光接收膜(7)的形状是矩形。

7.根据权利要求1-6任一项所述的桥式和门式起重机主梁上拱度测量系统的测量方法，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种桥式和门式起重机主梁上拱度测量系统和方法，包括能在起重机主梁上行走的小车和固定在主梁上的激光测距仪，小车上设置有摄像头和激光接收膜，激光测距仪通过可调节高度和角度的支撑杆和磁性连接件固定在主梁上，摄像头拍摄的照片和激光测距仪的数据通过4G/5G模块发送到手持终端进行数据处理，通过图像识别和计算得出主梁上拱度数值和形状。本发明桥、门式起重机主梁上拱度测量系统和方法，单人可以操作，能快速测量主梁上拱度数值和形状；测量原理简单，能够可靠地进行测量并推广应用；可以远距离进行测量操作，提高测量人员的安全性。

技术研发人员：周超,甘晶,蒋浩,陈华,帅飞
受保护的技术使用者：江苏省特种设备安全监督检验研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8