吊臂的旁弯检测方法、系统和旁弯监控系统技术方案

本发明专利技术涉及起重机领域，公开了一种吊臂的旁弯检测方法，包括：获取基本臂与末节臂之间的探测距离L1，其中，通过将探测信号从基本臂的顶端以与基本臂的中心轴线平行的方向投射到末节臂的顶端，并在与末节臂的中心轴线垂直的平面上发生反射来确定探测距离L1；获取基本臂与末节臂之间的伸臂距离L2，伸臂距离L2为基本臂的顶端与末节臂的顶端之间的直线距离；根据探测距离L1和伸臂距离L2计算吊臂的实际旁弯量，并将实际旁弯量与预存的旁弯量阈值进行比较，当实际旁弯量大于或等于伸臂距离L2允许的旁弯量阈值时发出警报信号。本发明专利技术中根据基本臂与末节臂之间的探测距离L1和伸臂距离L2计算得到的实际旁弯量精度更高。

Side Bending Detection Method, System and Side Bending Monitoring System of Boom

【技术实现步骤摘要】
吊臂的旁弯检测方法、系统和旁弯监控系统
本专利技术涉及起重机领域，具体涉及一种吊臂的旁弯量检测方法、系统和旁弯监控系统。
技术介绍
由于嵌套的节数多、臂长和自重较大、臂销工艺局限等多种因素的限制，目前的工艺水平无法保证吊臂在升臂状态下的准直度，尤其在起重作业时，起重机的吊臂容易产生垂直于变幅平面的侧向弯曲变形，即旁弯现象。在吊臂旁弯状态下，起重机的重心在水平方向上发生明显的偏移，导致起重机的重心不稳，其吊重能力下降，严重时甚至发生折臂、翻车等一系列事故，是起重机系统的一大安全隐患，因此有必要在吊载时对吊臂的旁弯状态及旁弯量进行检测。专利技术专利(CN103359622B)中公开了一种吊臂旁弯量的检测方法，通过检测吊臂的臂头和臂尾之间的距离L，以及臂头和臂尾的连线位置在吊臂处于工作状态下相对于无负重状态下的偏转角度θ，并根据公式P＝L×sinθ来计算吊臂旁弯量P的方法，该方案还通过设置在臂尾处的偏转角度传感器来检测偏转角度θ，但由于吊装时臂头的旁弯程度通常很小，偏转角度的测量误差较大，从而导致吊臂旁弯量的测量结果不精确。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在吊臂的旁弯量检测精确度低的问题，提供了一种吊臂的旁弯检测方法、系统和旁弯监控系统。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种吊臂的旁弯检测方法，所述吊臂包括基本臂和顺序连接的的N节移动臂，N为正整数，所述方法包括：获取所述基本臂与所述末节臂之间的探测距离L1，其中，通过将探测信号从基本臂的顶端以与所述基本臂的中心轴线平行的方向投射到末节臂的顶端，并在与所述末节臂的中心轴线垂直的平面上发生反射来确定所述探测距离L1；获取所述基本臂与所述末节臂之间的伸臂距离L2，所述伸臂距离L2为所述基本臂的顶端与所述末节臂的顶端之间的直线距离；根据所述探测距离L1和所述伸臂距离L2计算吊臂的实际旁弯量，并将所述实际旁弯量与预存的旁弯量阈值进行比较，当所述实际旁弯量大于或等于所述伸臂距离L2允许的旁弯量阈值时发出警报信号。优选地，所述实际旁弯量本专利技术第二方面提供一种吊臂的旁弯检测系统，所述旁弯检测系统包括旁弯控制装置、设置在所述吊臂的同一旁弯面上的第一测距装置和第二测距装置；所述第一测距装置用于根据探测信号的传输轨迹获取所述基本臂与所述末节臂之间的探测距离L1，所述第一测距装置包括设置在基本臂顶端的用于发射探测信号的信号源装置、设置在末节臂顶端并与所述末节臂的中心轴线垂直的且用于反射探测信号的信号反射装置，其中，探测信号在所述信号源装置和所述信号反射装置之间传输的轨迹与所述基本臂的中心轴线平行；所述第二测距装置的两端分别设置在所述基本臂和所述末节臂上，用于获取所述基本臂与所述末节臂之间的伸臂距离L2；所述旁弯控制装置包括分别与所述第一测距装置和所述第二测距装置电连接的信号处理装置、与所述信号处理装置电连接的旁弯检测装置，所述信号处理装置用于根据所述探测距离L1和所述伸臂距离L2计算吊臂的实际旁弯量，所述旁弯检测装置用于将所述实际旁弯量与预存的旁弯量阈值进行比较，当所述实际旁弯量大于或等于所述伸臂距离L2允许的旁弯量阈值时发出警报信号。优选地，所述实际旁弯量优选地，所述信号源装置为红外线测距仪，所述信号反射装置为反射面板，所述探测信号为光信号；从所述红外线测距仪中发射的光信号的方向与所述基本臂的中心轴线平行，且所述反射面板上的沿与末节臂的中心轴线垂直方向的长度不小于所述所述红外线测距仪的探测范围，以使得所述反射面板与所述红外线测距仪对应；所述反射面板用于接收由所述红外线测距仪发射的光信号并将所述光信号反射回所述红外线测距仪，所述红外线测距仪用于根据自身发射和接收的光信号获得所述基本臂与末节臂之间的探测距离L1。优选地，所述第二测距装置包括长度传感器和拉线装置；其中，所述长度传感器包括卷筒和电位器，所述卷筒安装在所述基本臂上；所述拉线装置包括测长绳，所述测长绳的一端固定连接在所述末节臂顶端的拉线结点上，另一端缠绕在所述卷筒上并随着所述卷筒的轴向旋转进行收放以保持绷直状态；所述电位器与所述卷筒连接，用于采集所述卷筒的轴向旋转角度的变化并输出对应的电压信号，再将所述电压信号转换为所述基本臂与末节臂之间的伸臂距离L2。优选地，所述第二测距装置还包括导线轮，所述导线轮安装在所述基本臂上，用于引导所述测长绳的位置偏离吊臂的表面。优选地，所述信号处理装置用于通过其信号输入端接收伸臂距离信号和探测距离信号，其中，所述探测距离信号中包含有探测距离L1的信息，所述伸臂距离信号中包含有伸臂距离L2的信息；所述信号处理装置根据接收到的所述伸臂距离信号和探测距离信号获取实际旁弯量，并通过其信号输出端将包含有实际旁弯量信息的旁弯量信号输出到旁弯检测装置。优选地，所述旁弯检测装置包括：检测器，与所述信号处理装置的输出端连接，用于接收旁弯量信号、将从所述旁弯量信号中提取的实际旁弯量与旁弯量阈值进行比较后输出比较结果，所述检测器中预存有伸臂距离L2与旁弯量阈值的对应关系列表；显示器，与所述检测器电连接，用于显示所述实际旁弯量与当前旁弯量阈值的比较结果；警报器，用于当实际旁弯量等于当前旁弯量阈值时发出警报信号；危险动作限制机构，用于当实际旁弯量大于当前旁弯量阈值时强制停止吊臂作业。本专利技术第三方面提供一种吊臂的旁弯监控系统，所述吊臂上垂直于其变幅平面的两个侧面分别为左旁弯面和右旁弯面，所述吊臂的左旁弯面和右旁弯面上分别设置有上述旁弯检测系统。通过上述技术方案，探测信号的传输轨迹始终与基本臂的中心轴线平行，通过该探测信号获取基本臂顶端和末节臂顶端之间的探测距离L1，而信号反射装置的反射面与末节臂的中心轴线垂直，可以看作基本臂顶端和末节臂顶端之间的连线始终垂直于该反射面，基本臂顶端和末节臂顶端之间的直线距离为伸臂距离L2，探测距离L1、伸臂距离L2分别构成直角三角形的斜边和一个直角边，该斜边和直角边之间的夹角即为吊臂的旁弯夹角，根据余弦公式即可计算吊臂的旁弯量。由于基本臂的位置固定，起吊时旁弯程度小，而探测距离L1和伸臂距离L2的变化明显，测量误差小，因此计算得到的吊臂的实际旁弯量误差小，精确度更高。附图说明图1是本专利技术提供的旁弯检测方法的流程示意图；图2是本专利技术提供的旁弯检测方法的原理示意图；图3是图2所示的原理示意图的简化图；图4是本专利技术提供的旁弯检测系统的结构示意图；图5是本专利技术提供的旁弯检测系统的安装示意图；图6是图5的A向示意图；图7是根据实施例1的旁弯监控系统的示意图；图8是图7的B向示意图；图9、图10、图11分别是根据实施例2的旁弯监控系统在理想状态、左旁弯状态和右旁弯状态的示意图；图12是根据实施例3的旁弯监控系统的示意图。附图标记说明1-信号源装置；2-信号反射装置；3-拉线装置；4-卷筒；5-测长绳；10-第一测距装置；20-第二测距装置；30-旁弯控制装置；31-信号处理装置；32-旁弯检测装置；33-检测器；34-显示器；35-警报器；36-危险动作限制机构。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。伸缩式吊臂由多节套装、可伸缩的箱形臂构成，各节伸缩臂间装有液压缸，当液压缸工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吊臂的旁弯检测方法，所述吊臂包括基本臂和顺序连接的N节移动臂，N为正整数，其特征在于，所述方法包括：获取基本臂与末节臂之间的探测距离L1，其中，通过将探测信号从基本臂的顶端以与所述基本臂的中心轴线平行的方向投射到末节臂的顶端，并在与所述末节臂的中心轴线垂直的平面上发生反射来确定所述探测距离L1；获取所述基本臂与所述末节臂之间的伸臂距离L2，其中，所述伸臂距离L2为所述基本臂的顶端与所述末节臂的顶端之间的直线距离；根据所述探测距离L1和所述伸臂距离L2计算吊臂的实际旁弯量，并将所述实际旁弯量与预存的旁弯量阈值进行比较，当所述实际旁弯量大于或等于所述伸臂距离L2允许的旁弯量阈值时发出警报信号。

【技术特征摘要】
1.一种吊臂的旁弯检测方法，所述吊臂包括基本臂和顺序连接的N节移动臂，N为正整数，其特征在于，所述方法包括：获取基本臂与末节臂之间的探测距离L1，其中，通过将探测信号从基本臂的顶端以与所述基本臂的中心轴线平行的方向投射到末节臂的顶端，并在与所述末节臂的中心轴线垂直的平面上发生反射来确定所述探测距离L1；获取所述基本臂与所述末节臂之间的伸臂距离L2，其中，所述伸臂距离L2为所述基本臂的顶端与所述末节臂的顶端之间的直线距离；根据所述探测距离L1和所述伸臂距离L2计算吊臂的实际旁弯量，并将所述实际旁弯量与预存的旁弯量阈值进行比较，当所述实际旁弯量大于或等于所述伸臂距离L2允许的旁弯量阈值时发出警报信号。2.根据权利要求1所述的旁弯检测方法，其特征在于，所述实际旁弯量3.一种吊臂的旁弯检测系统，所述吊臂上垂直于其变幅平面的侧面为旁弯面，其特征在于，所述旁弯检测系统包括旁弯控制装置、设置在所述吊臂的同一旁弯面上的第一测距装置和第二测距装置；所述第一测距装置用于根据探测信号的传输轨迹来获取所述基本臂与所述末节臂之间的探测距离L1，所述第一测距装置包括设置在基本臂顶端的用于发射探测信号的信号源装置、设置在末节臂顶端并与所述末节臂的中心轴线垂直且用于反射探测信号的信号反射装置，其中，探测信号在所述信号源装置和所述信号反射装置之间的传输轨迹与所述基本臂的中心轴线平行；所述第二测距装置的两端分别设置在所述基本臂和所述末节臂上，用于获取所述基本臂与所述末节臂之间的伸臂距离L2；所述旁弯控制装置包括分别与所述第一测距装置和所述第二测距装置电连接的信号处理装置、与所述信号处理装置电连接的旁弯检测装置，所述信号处理装置用于根据所述探测距离L1和所述伸臂距离L2计算吊臂的实际旁弯量，所述旁弯检测装置用于将所述实际旁弯量与预存的旁弯量阈值进行比较，当所述实际旁弯量大于或等于所述伸臂距离L2允许的旁弯量阈值时发出警报信号。4.根据权利要求3所述的旁弯检测系统，其特征在于，所述实际旁弯量5.根据权利要求3或4所述的旁弯检测系统，其特征在于，所述信号源装置为红外线测距仪，所述信号反射装置为反射面板，所述探测信号为光信号；从所述红外线测距仪中发射的光信号的方向与所述基本臂的中心轴线平行，且所述反射面板上的沿垂直...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘丽华，郭纪梅，罗淼，齐先武，万军，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43