基于UWB设备的塔机测距方法、塔机钢丝绳损伤位置的动态定位方法及设备技术

本发明专利技术涉及塔机安全检测技术领域，具体来说是一种基于UWB设备的塔机测距方法、塔机钢丝绳损伤位置的动态定位方法及设备，通过损伤位置参数D确定损伤的实时位置，损伤位置参数D指损伤位置与钢丝绳原点之间沿钢丝绳的距离，本发明专利技术同现有技术相比，其优点在于：塔机测距方法通过测点和基站的合理布局，简化了数据提取和汇总的复杂程度，提高了整套系统的稳定性和抗干扰性，动态定位方法通过损伤位置参数D表征钢丝绳的损伤的实时位置，并优选地通过显示器在塔机的结构图纸上将所有的钢丝绳的损伤的实时位置进行显示，从而使得操作、维护人员能直观便捷地确认钢丝绳的损伤位置，并在施工间隙对其进行维护，而无需将钢丝绳拆卸后再进行检测和维护。

【技术实现步骤摘要】
基于UWB设备的塔机测距方法、塔机钢丝绳损伤位置的动态定位方法及设备
本专利技术涉及塔机安全检测
，具体来说是一种基于UWB设备的塔机测距方法、塔机钢丝绳损伤位置的动态定位方法及设备。
技术介绍
钢丝绳作为吊装、起重、提升、牵引、承载的关键构件之一，被广泛地应用于塔式起重机中，实际使用时，当钢丝绳处于损伤状态时，易发生钢丝绳断裂从而严重威胁工业生产，甚至带来严重的安全生产事故的问题，因此，钢丝绳的无损检测至关重要。磁检测设备为钢丝绳检测常用的有效方法，一般是对钢丝绳进行励磁至饱和，而后通过磁传感器检测钢丝绳表面的磁信号，通过磁信号的异常结合相应的数据处理对钢丝绳损伤进行检测分析。例如，我国专利CN210199020U公开了一种起重设备吊绳检查装置，通过VTS-D钢丝绳探伤仪实现对吊绳的检测，但是其需要将吊绳从起重设备上拆卸后，再进行损伤检查，并不能在塔机(塔式起重机)正常运行的同时实现其损伤检测。此外，我国专利申请CN104876137A公开了一种塔式起重机，其通过在钢丝绳两端和中间的位置设置传感器以检测钢丝绳是否具有潜在损伤，但是其并不能判断出钢丝绳损伤的具体位置。我国专利CN106018544B公开了一种钢丝绳全息检测系统，通过检测装置检测钢丝绳的损伤位置，并通过损伤位置标记装置在钢丝绳的损伤位置进行喷涂标记，但是其并不能在电子设备中实施定位并显示出钢丝绳的损伤位置；并且其并不能对架设在塔机上正实时工作的钢丝绳进行损伤检测，需要停止作业并拆卸钢丝绳后再进行检测和喷涂，而通常使用一定工时并拆卸钢丝绳后即直接更换新的钢丝绳，拆卸后检测并重新使用的实际意义并不大。我国专利申请CN107175665A公开了一种悬索桥钢丝绳损伤巡检机器人，能沿悬索桥的钢丝绳运动并巡检，从而检测悬索桥的钢丝绳的损伤情况。该类巡检机器人也可应用于塔机领域以对塔机的钢丝绳进行损伤检测，但由于塔机钢丝绳会随塔机的运转而产生位置变化，因此仅仅使用该类巡检机器人仍不能实现动态的实时检测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的不足，提供一种基于UWB设备的塔机测距方法，实现塔机的驾驶舱、小车和吊钩之间的测距，还在基于UWB设备的塔机测距方法的基础上，提供一种塔机钢丝绳损伤位置的动态定位方法及设备，以对使用中的塔机的钢丝绳的损伤进行实时动态定位。为了实现上述目的，设计一种基于UWB设备的塔机测距方法，所述的测距方法在驾驶舱、小车和吊钩处分别设置第一布点、第二布点和第三布点，所述的第一布点处、第二布点处和第三布点处分别设有UWB设备，且所述的第二布点处的UWB设备作为标签，所述的第一布点处和第三布点处的UWB设备作为基站，所述的测距方法的步骤如下：S1.由标签对任一基站发送测距开始指令，基站收到测距开始指令后，进行测距并由标签保存测距结果；S2.由标签对另一基站发送测距开始指令，另一基站收到测距开始指令后，进行测距并由标签保存测距结果。优选地，所述的标签和基站之间通过双边双向测距方法实现测距。本专利技术还涉及一种塔机钢丝绳损伤位置的动态定位方法，所述的方法通过损伤位置参数D确定损伤的实时位置，所述的损伤位置参数D指损伤位置与钢丝绳原点之间沿钢丝绳的距离，其中所述的钢丝绳原点是指塔机钢丝绳在大臂前端的固定点，通过损伤位置参数D确定损伤的实时位置的方法具体如下：当检测到的损伤位置的损伤位置参数D的值为m时，a)若m≤L1，则损伤的实时位置位于由钢丝绳原点至当前变幅的外端点之间的100％*m/L1处；b)若L1+k*L2<m≤L1+k*L2+L3，则损伤的实时位置位于由当前变幅的外端点至塔机塔身之间的100％*(m-L1-k*L2)/L3处；c)若L1<m≤L1+k*L2，则引入参考数据p，定义p＝|(m-L1)/L2|+1，其中||指对数值进行取整操作；c.1)若p为奇数，则损伤的实时位置位于由吊钩所在处至当前变幅的外端点的竖直段的100％*(m-L1-(p-1)*L2)/L2处；c.2)若p为偶数，则损伤的实时位置位于由吊钩所在处至当前变幅的外端点的竖直段的100％-100％*(m-L1-(p-1)*L2)/L2处；其中，L1为由钢丝绳原点至当前变幅的外端点之间的距离，L2为吊钩的释放高度，L3为当前变幅，k为钢丝绳的股数，所述的L2和L3的长度通过所述的基于UWB设备的塔机测距方法获得。优选地，所述的方法通过损伤检测设备，检测钢丝绳是否存在损伤，并获得损伤位置参数D；通过位置检测设备，实时检测吊钩的释放高度以及塔机的变幅；通过处理器，根据损伤位置参数D以及实时检测到的吊钩的释放高度、塔机的变幅，获得钢丝绳的损伤的实时位置。优选地，所述的方法通过显示器，显示所述的塔机的结构视图，并在所述的塔机的结构视图中实时显示所述的钢丝绳的损伤的实时位置。优选地，所述的方法通过存储器，存储塔机的结构视图以及所有损伤的损伤位置参数D。本专利技术再涉及一种用于所述的塔机钢丝绳损伤位置的动态定位方法的设备，包括：用于检测钢丝绳是否存在损伤，并获得损伤位置参数D的损伤检测设备；用于实时检测吊钩的释放高度以及塔机的变幅的位置检测设备；用于根据损伤位置参数D以及实时检测到的吊钩的释放高度、塔机的变幅，获得钢丝绳的损伤的实时位置的处理器。优选地，所述的损伤检测设备为巡检机器人，所述的巡检机器人具有距离检测设备以检测沿钢丝绳的运动距离。优选地，所述的设备还包括显示器，用于显示所述的塔机的结构视图，并在所述的塔机的结构视图中实时显示所述的钢丝绳的损伤的实时位置。优选地，所述的设备还包括存储器，用于存储塔机的结构视图以及所有损伤的损伤位置参数D。本专利技术同现有技术相比，其优点在于：所述的塔机测距方法通过测点和基站的合理布局，简化了数据提取和汇总的复杂程度，且测距流程由标签主动控制，基站之间的测距请求不会产生冲突，同时所有的结果由标签统一存储，最终发往处理终端，传输次数降到最低，提高了整套系统的稳定性和抗干扰性。所述的动态定位方法及设备通过损伤位置参数D表征钢丝绳的损伤的实时位置，并优选地通过显示器在塔机的结构图纸上将所有的钢丝绳的损伤的实时位置进行显示，从而使得操作、维护人员能直观便捷地确认钢丝绳的损伤位置，并在施工间隙对其进行维护，而无需将钢丝绳拆卸后再进行检测和维护。附图说明图1是本专利技术的参数定义示意图1。图2是本专利技术的参数定义示意图2。图3是实施例中塔机运行位置的示意图。图4是实施例中塔机运行位置发生变化后的示意图。图5是实施例中塔机运行位置再次发生变化后的示意图。图6是本专利技术的UWB设备布置的位置示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明，这种装置及方法的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本实施方式提供一种塔机钢丝绳损伤位置的动态定位方法及用于该方法的设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于UWB设备的塔机测距方法，其特征在于所述的测距方法在驾驶舱、小车和吊钩处分别设置第一布点、第二布点和第三布点，所述的第一布点处、第二布点处和第三布点处分别设有UWB设备，且所述的第二布点处的UWB设备作为标签，所述的第一布点处和第三布点处的UWB设备作为基站，所述的测距方法的步骤如下：/nS1.由标签对任一基站发送测距开始指令，基站收到测距开始指令后，进行测距并由标签保存测距结果；/nS2.由标签对另一基站发送测距开始指令，另一基站收到测距开始指令后，进行测距并由标签保存测距结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于UWB设备的塔机测距方法，其特征在于所述的测距方法在驾驶舱、小车和吊钩处分别设置第一布点、第二布点和第三布点，所述的第一布点处、第二布点处和第三布点处分别设有UWB设备，且所述的第二布点处的UWB设备作为标签，所述的第一布点处和第三布点处的UWB设备作为基站，所述的测距方法的步骤如下：
S1.由标签对任一基站发送测距开始指令，基站收到测距开始指令后，进行测距并由标签保存测距结果；
S2.由标签对另一基站发送测距开始指令，另一基站收到测距开始指令后，进行测距并由标签保存测距结果。


2.如权利要求1所述的一种基于UWB设备的塔机测距方法，其特征在于所述的标签和基站之间通过双边双向测距方法实现测距。


3.一种采用如权利要求1-2任一所述的基于UWB设备的塔机测距方法的塔机钢丝绳损伤位置的动态定位方法，其特征在于所述的方法通过损伤位置参数D确定损伤的实时位置，所述的损伤位置参数D指损伤位置与钢丝绳原点之间沿钢丝绳的距离，其中所述的钢丝绳原点是指塔机钢丝绳在大臂前端的固定点，通过损伤位置参数D确定损伤的实时位置的方法具体如下：
当检测到的损伤位置的损伤位置参数D的值为m时，
a)若m≤L1，则损伤的实时位置位于由钢丝绳原点至当前变幅的外端点之间的100％*m/L1处；
b)若L1+k*L2<m≤L1+k*L2+L3，则损伤的实时位置位于由当前变幅的外端点至塔机塔身之间的100％*(m-L1-k*L2)/L3处；
c)若L1<m≤L1+k*L2，则引入参考数据p，定义p＝|(m-L1)/L2|+1，其中||指对数值进行取整操作；
c.1)若p为奇数，则损伤的实时位置位于由吊钩所在处至当前变幅的外端点的竖直段的100％*(m-L1-(p-1)*L2)/L2处；
c.2)若p为偶数，则损伤的实时位置位于由吊钩所在处至当前变幅的外端点的竖直段的100％-100％*(m-L1-(p-1)*L2)/L2处；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘智川，朴永焕，
申请(专利权)人：大器物联科技广州有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44