一种基于激光跟踪仪的双起升双吊具桥吊摆角测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于激光跟踪仪的双起升双吊具桥吊摆角测量装置，包括两个可单独运动的吊具和操作所述吊具的控制机构，所述测量装置包括一激光跟踪仪，所述激光跟踪仪安置在所述控制机构上，所述激光跟踪仪包括反射器、跟踪头和控制器。本实用新型专利技术采用激光跟踪仪进行吊具摆角及吊绳长的检测及显示，即本实用新型专利技术具有成本低，使用可靠，维护简单，对工作环境要求不高等优点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测量装置，特别涉及一种基于激光跟踪仪的双起升双吊具桥吊摆角测量装置
技术介绍
现有的桥吊摆角检测装置都是针对单吊具桥吊设计的，这些检测装置均采用了比较复杂的检测仪器，造价高，维护不方便，准确性低。而且这类检测装置不适合对双吊具桥吊进行摆角检测。同时，现有的集装箱起重机操作自动化程度较低，往往依靠操作员目视吊具及负载来获得其摆动情况，这种方法不但准确性低而且极易造成工作疲劳，影响工作效率及工作质量。一般情况，桥吊防摇是通过吊具防摇实现负载快速精确对位。现在使用中的桥吊大部分都是单起升桥吊系统，以手工操作为主，没有使用摆角测量装置，也没有将吊具及负载的摆动情况直观地显示给集装箱操作员；只是在一些大型集装箱桥吊系统中为了达到更好的操作效果，提高装卸效率，安装了一些机械防摇装置和电子防摇装置，但这些都不是自动化桥吊系统，即都没有从根本上实现桥吊操作的自动控制(即自动防摇控制和定位控制)。在新近的一些报道中，一些机构开展了针对单起升桥吊负载防摇和负载定位控制的研究和应用，在这些桥吊控制系统中普遍采用了比较复杂的激光角度仪、角度传感器等检测装置实现负载摆角的检测，这些检测装置价格昂贵，使用复杂，抗干扰能力差，维护也不方便，有的还对使用环境有特殊要求，这些都限制了角度检测装置的应用。又由于双起升双吊具桥吊具有两个起升吊具，可以同时工作，因而提高了集装箱的装卸效率。但是，作为一种新型吊具系统，其结构复杂，工作方式多样，它的两个吊具即可以各自单独起升，也可同步起升，这给吊具摆角检测带来很大的难度。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术的目的在于提供一种激光跟踪仪来获取吊具实时坐标，经过相应的计算获得两个吊具及其集装箱的位置、吊绳长度和吊具摇摆角度。为达到上述目的，本技术的技术方案如下—种基于激光跟踪仪的双起升双吊具桥吊摆角测量装置，包括两个可单独运动的吊具和操作所述吊具的控制机构，所述测量装置包括一激光跟踪仪，所述激光跟踪仪安置在所述控制机构上，所述激光跟踪仪包括反射器、跟踪头和控制器。优选的，所述控制机构包括一控制计算机、一小车、一大车、一小车移动机构、一大车移动机构、一吊绳。优选的，所述控制计算机安装在所述小车上。优选的，所述控制器安置在所述小车上。优选的，所述吊具通过所述吊绳安置在所述小车上。通过上述技术方案，本技术的有益效果是本技术采用激光跟踪仪组成激光跟踪系统来获取吊具实时坐标，经过相应的计算获得两个吊具及其集装箱的位置、吊绳长度和吊具摇摆角度，这些信息可作为桥吊防摇定位控制反馈信息。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术结构示意图。图2为本技术跟踪仪内部结构图。图3为本技术跟踪仪工作原理图1。图4为本技术跟踪仪工作原理图2。图5为本技术跟踪仪工作原理数据图。具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本技术。参见图1所示，一种基于激光跟踪仪的双起升双吊具桥吊摆角测量装置，包括两个可单独运动的吊具10和操作所述吊具10的控制机构20，所述测量装置包括一激光跟踪仪30，所述激光跟踪仪30安置在所述控制机构20上，所述激光跟踪仪30包括反射器31、 跟踪头32和控制器33。反射器31是一种光学逆反射器，它把所有沿光轴方向入射的光线沿原路反射回去，进入干涉系统40，与参考光发生干涉实现对位移的高精度测量；作为测量系统的测头， 它直接与吊具10接触，用目标反射镜50中心的坐标值来描述吊具10的形状和尺寸。所述跟踪头32用于读取角度和距离测量值，控制机构20包括一控制计算机21、一小车22、一大车23、一小车移动机构24、一大车移动机构25、一吊绳26。其控制计算机21负责接收桥吊控制命令和激光跟踪仪30等的反馈信息，完成桥吊小车的防摇定位控制；所述控制计算机21安装在所述小车22上，所述控制器33也安置在所述小车22上，所述吊具10通过所述吊绳26安置在所述小车22上。本技术激光跟踪仪的跟踪原理如下参见图2所示，由激光干涉仪100发射出的测量光束，经过分光镜110到达跟踪转镜60之后，由跟踪转镜60反射到目标反射镜50中心，由跟踪转镜60入射的光线按原光路返回，到达分光镜110后一部分激光束被反射到光电位置检测器70，另一部分光束进入干涉系统40与参考光束汇合进行位移测量。进入光电位置检测器70的光束用于实现对目标反射镜50的跟踪。参见图3所示，平衡状态时，光电位置检测器70输出信号为零，此时控制系统103没有信号输出。参见图4所示，当目标反射镜50运动时，返回光束发生平移，在光电位置检测器70上产生偏移信号。该信号输入到跟踪控制系统(图中未标出)，驱动电机80带动转镜90围绕反射基点旋转，从而改变进入目标反射镜50的光束方向，是偏差信号减小，实现对目标反射镜50的跟踪。参见图1和图5所示，检测初始时刻以跟踪头32中心为原点，建立球坐标系，设为被测空间点，假设点P到点O的距离为L，OP与Z轴的夹角为广，OP在xy平面内的投影与χ轴的夹角为 τ,则点的表达式为通过空间齐次坐标变换，可将P点坐标转换到用户自定义坐标中；其中，ff和於的值由安装在跟踪头中的两个编码器给出，L的值通过安装在激光头中的激光干涉仪获得。本技术的工作原理如下参见图1、图2、图3和图4所示，在双吊具工作前应建立以跟踪头32中心为原点的球坐标系。激光干涉仪100为增量码测量系统，因此测量前必须预设初值。跟踪头32上有一个固定点叫鸟巢120，吊具10工作前，首先将目标反射镜50置于该固定点上，该点与跟踪头32中心的距离是固定的，计算机自动将初值置为该距离值，然后即可移动目标反射镜50 进行空间点的测量。当桥吊小车22接收到运行命令运行开始运行，此时，两个吊具10及其集装箱27由于小车的运行发生摆动，吊绳26也可能发生变化，此时光束不再从目标反射镜 50中心入射，从而目标反射镜50返回的光束与入射光平行。返回光经过分光镜110，一部分落在光电位置检测器70上，此时光斑中心将偏离位置检测器中心，随即产生一个偏差信号，该信号经激光跟踪仪30跟踪探测部分处理后输出决定控制电机运动速度的方向和大小的信号，最终通过伺服控制回路(图中未标出)控制驱动电机80带动转镜90转动，使照射到目标反射镜50的光束方向发生变化以减少偏差信号，直至入射光通过目标反射镜50的中心，使系统重新达到跟踪平衡状态。平衡状态检测装置重新测出吊具新的实时三维坐标， 经过相关换算可得吊具10在小车22和大车23运动方向上的摆角及摆绳的绳长，之后，将该时刻吊具10的摆角信息和绳长信息实时传送给桥吊控制计算机21，完成当前控制周期的防摇控制，如此往复，检测装置不断实时更新吊具三维坐标，并传送给桥吊控制计算机21 以完成防摇控制直到接收到桥吊控制计算机21发出的停止工作的命令。本技术结构简单，实用有效，成本低廉本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于激光跟踪仪的双起升双吊具桥吊摆角测量装置，包括两个可单独运动的吊具和操作所述吊具的控制机构，其特征在于，所述测量装置包括一激光跟踪仪，所述激光跟踪仪安置在所述控制机构上，所述激光跟踪仪包括反射器、跟踪头和控制器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁宝宝，徐为民，周贤文，耿睿，李云林，刘博，马晓飞，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：实用新型
国别省市：31