基于电磁感应的双吊具桥吊同步误差测量装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于电磁感应的双吊具桥吊同步误差测量装置及其方法，包含：第一类步误差测量装置，设置有源线圈；第一类步误差测量装置与供电装置连接，有源线圈产生感应磁场；两个第二类同步误差测量装置，分别设置在双吊具上；第二类同步误差测量装置设有无源线圈，产生感应电压；信号测量整合装置，与第二类同步误差测量装置连接，处理感应电压信号；同步误差处理计算机装置，接收信号测量整合装置输出的感应电压数字信号，计算得出双吊具的同步误差具体值。本发明专利技术解决了双吊具桥式吊车中双吊具在工作状态中的同步误差的大小的检测、误差信息的处理及显示问题；具有结构简单、成本低、可靠性高、便于维护、对工作环境的适应性强等特点。

【技术实现步骤摘要】
基于电磁感应的双吊具桥吊同步误差测量装置及其方法
本专利技术涉及信息技术中的电磁效应领域，特别涉及一种基于电磁感应的双吊具桥吊同步误差测量装置及其方法。
技术介绍
双吊具桥式吊车是一种新型的港口集装箱场地起重设备，它具有两个起升吊具，一次可以吊起两个四十英尺或者四个二十英尺的集装箱，与传统的单吊具桥吊相比，大幅度地提高了集装箱的装卸效率。双吊具桥吊具有负载互锁的性能，在装卸载货物时要求双吊具同步协调运行。但由于桥吊的起升电机具有不同的特性，以及吊具之间的耦合作用以及外部的干扰及摩擦，使得双吊具之间产生误差，无法同步进行装卸工作，影响桥吊的安全性及装卸效率。控制双吊具同步的关键问题之一就是对双吊具的不同步误差进行检测。由于双吊具桥吊的装卸是人为操作，对于双吊具之间的误差通常是由人眼估计。这种方法存在一定的视觉误差，使桥吊的操作技术员无法很好的到双吊具之间不同步误差的精确值。现有的双吊具桥吊都是利用码盘装置测量双吊具之间的误差，即通过码盘测得起升电机旋转的圈数，再根据与转轴的周长相乘得到吊绳下降的长度，最后将两个吊绳下降的长度相减得到同步误差。这种测量方式存在很多弊端，例如没有考虑到吊绳的弹性变形，也没有考虑吊绳缠绕在转轴上后，每一圈吊绳的周长都不直接等于转轴的周长。所以可以通过采用非接触式的检测方法，可以更有效更精确地测量出同步误差，克服上述缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于电磁感应的双吊具桥吊同步误差测量装置及其方法，可以通过采用非接触式的检测方法，可以更有效更精确地测量出同步误差，克服上述缺点。本专利技术基于电磁感应中的互感效应的特性，根据有源线圈在无源线圈中产生的感应电动势与两线圈的距离之间的关系，通过相应的计算获得两吊具之间的绳长误差信息。此误差信息不仅可在桥吊操作室的屏幕上显示，供桥吊操作员参考，还可以传输到控制中心，为桥吊控制系统提供可靠参数。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种基于电磁感应的双吊具桥吊同步误差测量装置，包含：第一类步误差测量装置，其设置有源线圈；所述第一类步误差测量装置与向所述有源线圈提供电流的供电装置连接，以使所述有源线圈产生感应磁场；两个第二类同步误差测量装置，分别设置在双吊具上；所述第二类同步误差测量装置设置有无源线圈，所述无源线圈处于所述有源线圈的感应磁场中产生适配的感应电压；信号测量整合装置，其与所述第二类同步误差测量装置连接，处理所述无源线圈发送的感应电压信号后，输出对应的感应电压数字信号；同步误差处理计算机装置，其接收所述信号测量整合装置输出的所述感应电压数字信号，计算得出双吊具的同步误差具体值。优选地，每个吊具分别设有起升电机转轴，其与该吊具的起升电机连接，每个吊具与吊绳的一端连接，吊绳的另一端与该吊具的起升电机转轴连接，实现吊具的起升或降落。优选地，所述第一类步误差测量装置设置在两根起升电机转轴之间；所述第一类步误差测量装置设置在至各个吊具上的第二类同步误差测量装置之间的距离相等或不相等。优选地，所述信号测量整合装置包含：电压装置，其通过I/O接口部件接收所述无源线圈的感应电压信号，测量该感应电压信号；信号处理电路，接收并处理所述电压装置所发送的感应电压信号，；前置放大电路，接收所述信号处理电路的感应电压的处理信号，并进行前置放大处理；滤波整形电路，接收所述前置放大电路的前置放大信号，并进行滤波整形处理；A/D转换电路，接收所述滤波整形电路的滤波整形信号，并进行A/D转换，将输出的无源线圈感应电压所对应的数字信号传递至所述同步误差处理计算机装置进行数据分析。优选地，所述无源线圈产生的感应电压大小与所述有源线圈的匝数、有源线圈的电流和无源线圈与有源线圈之间的距离相适配。优选地，所述无源线圈和/或所述有源线圈通过若干根导线绕制而成，外部设置为绝缘，内部设有可导电物质；所述若干根导线绕制方式为蜂房式绕法，绕制平面与旋转面相交成适配的角度。优选地，所述供电装置包含：交流电发电装置，设置有定子绕组与转子绕组；避免电磁发热影响供电的排风装置，保证发电过程有序进行操作的电磁操纵机构。优选地，所述同步误差处理计算机计算双吊具的同步误差的方法包含以下步骤：S1、接收所述信号处理装置传递的数字信号；S2、计算有源线圈与无源线圈之间的距离d：已知互感系数M和有源线圈与无源线圈之间的距离d的线性关系为M＝k·d，k为系数，且根据互感原理的磁路关系：式中，U21为信号测量整合装置测出的第二类同步误差测量装置中的感应电压大小，为第二类同步误差测量装置感应出的磁通量，i1为感应电流；则再根据公式d＝M/k可得出有源线圈与各个吊具的无源线圈之间的距离L1和L2；S3、假设A点为第一类同步误差测量装安装的位置，B点为第一吊具运动后所在位置，C点为第二吊具运动后所在的位置，L1＝AB，L2＝AC；其中，已知第一吊具至第一类同步误差测量装中心轴的距离BE等于第二吊具至第一类同步误差测量装中心轴的距离DC；根据勾股定理，可得和计算出双吊具的同步误差AE-AD＝DE；S4、同步误差处理计算机装置根据计算出的同步误差输入信号判断出距离信息分别对应于双吊具的各个吊具，再将该判断结果信息反馈至桥吊操作人员的显示屏幕，以及传送至同步误差处理计算机的同步控制系统，使同步控制系统根据距离信息发出准确的控制信号。本专利技术还提供了一种采用如上文所述的基于电磁感应的双吊具桥吊同步误差测量装置的双吊具桥吊同步误差测量方法，该方法包含以下过程：当桥吊驾驶室发出吊具的起升或降落信号后，双吊具开始运动；其中一个吊具运动至第一位置点，另外一个吊具运动至第二位置点；每个第二类同步误差测量装置中的无源线圈受到第一类同步误差测量装置中的有源线圈产生磁场的左右，分别产生大小不同的感应电压；信号测量整合装置处理无源线圈发送的感应电压信号后，输出对应的感应电压数字信号，同步误差处理计算机装置接收感应电压数字信号，并计算得出双吊具的同步误差具体值。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术涉及的同步误差检测装置利用电磁感应中的互感效应的特性，解决了双吊具桥式吊车中双吊具在工作状态中的同步误差的大小的检测、误差信息的处理及显示问题。(2)本专利技术不需要其他的传感器或检测装置，只需要一个有源线圈在另外两个无源线圈中产生互感电压，将无源线圈产生的感应电压反馈至计算机处理，显示出同步误差信息给桥吊的操作人员，可以很好地为桥吊操作人员提供同步误差的精确信息，还可以为双吊具同步控制提供控制反馈信息。(3)本专利技术基于电磁感应中有源线圈对无源线圈产生感生电动势的特性，利用此特性实现了对双吊具桥吊中双吊具的同步误差的检测及显示，具有结构简单、成本低、可靠性高、便于维护、对工作环境的适应性强等特点，同步误差检测装置在检测过程中，不会对其他的物品造成磨损和伤害，使用寿命长，而且还具有实时检测、检测精度高等优点。附图说明图1本专利技术的基于电磁感应的双吊具桥吊同步误差的测量装置的整体结构示意图；图2本专利技术的同步误差测量装置安装具体位置示意图；图3a本专利技术的同步误差测量装置A的具体结构示意图；图3b本专利技术的同步误差测量装置B的具体结构示意图；图4专利技术的同步误差测量装置的测量示意图；图5本专利技术的同步误差测量流程图。其中，1.小车的驱动机构；2.一对双吊具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电磁感应的双吊具桥吊同步误差测量装置，其特征在于，包含：第一类步误差测量装置(8)，其设置有源线圈(17)；所述第一类步误差测量装置(8)与向所述有源线圈(17)提供电流的供电装置(15)连接，以使所述有源线圈(17)产生感应磁场；两个第二类同步误差测量装置，分别设置在双吊具上；所述第二类同步误差测量装置设置有无源线圈(20)，所述无源线圈(20)处于所述有源线圈(17)的感应磁场中产生适配的感应电压；信号测量整合装置(5)，其与所述第二类同步误差测量装置连接，处理所述无源线圈(20)发送的感应电压信号后，输出对应的感应电压数字信号；同步误差处理计算机装置(19)，其接收所述信号测量整合装置(5)输出的所述感应电压数字信号，计算得出双吊具的同步误差具体值。

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁感应的双吊具桥吊同步误差测量装置，其特征在于，包含：第一类步误差测量装置(8)，其设置有源线圈(17)；所述第一类步误差测量装置(8)与向所述有源线圈(17)提供电流的供电装置(15)连接，以使所述有源线圈(17)产生感应磁场；两个第二类同步误差测量装置，分别设置在双吊具上；所述第二类同步误差测量装置设置有无源线圈(20)，所述无源线圈(20)处于所述有源线圈(17)的感应磁场中产生适配的感应电压；信号测量整合装置(5)，其与所述第二类同步误差测量装置连接，处理所述无源线圈(20)发送的感应电压信号后，输出对应的感应电压数字信号；同步误差处理计算机装置(19)，其接收所述信号测量整合装置(5)输出的所述感应电压数字信号，计算得出双吊具的同步误差具体值。2.如权利要求1所述的一种基于电磁感应的双吊具桥吊同步误差测量装置，其特征在于，每个吊具分别设有起升电机转轴(11)，其与该吊具的起升电机(2)连接，每个吊具与吊绳(6)的一端连接，吊绳(6)的另一端与该吊具的起升电机转轴(11)连接，实现吊具的起升或降落。3.如权利要求2所述的一种基于电磁感应的双吊具桥吊同步误差测量装置，其特征在于，所述第一类步误差测量装置(8)设置在两根起升电机转轴(11)之间；所述第一类步误差测量装置设置在(8)至各个吊具上的第二类同步误差测量装置之间的距离相等或不相等。4.如权利要求1所述的一种基于电磁感应的双吊具桥吊同步误差测量装置，其特征在于，所述信号测量整合装置(5)包含：电压装置(14)，其通过I/O接口部件接收所述无源线圈(20)的感应电压信号，测量该感应电压信号；信号处理电路，接收并处理所述电压装置(14)所发送的感应电压信号，；前置放大电路，接收所述信号处理电路的感应电压的处理信号，并进行前置放大处理；滤波整形电路，接收所述前置放大电路的前置放大信号，并进行滤波整形处理；A/D转换电路，接收所述滤波整形电路的滤波整形信号，并进行A/D转换，将输出的无源线圈(20)感应电压所对应的数字信号传递至所述同步误差处理计算机装置(19)进行数据分析。5.如权利要求1所述的一种基于电磁感应的双吊具桥吊同步误差测量装置，其特征在于，所述无源线圈(20)产生的感应电压大小与所述有源线圈(17)的匝数、有源线圈(17)的电流和无源线圈(20)与有源线圈(17)之间的距离相适配。6.如权利要求1所述的一种基于电磁感应的双吊具桥吊同步误差测量装置，其特征在于，所述无源...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永爽，徐为民，顾秀涛，张明明，张万鹏，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海,31