基于可变电容的双起升双吊具桥吊摆角检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种基于可变电容的双起升双吊具桥吊摆角检测装置，包括互相垂直安装的轻质摆架、可变电容、信号处理器与计算装置；检测装置安装在可以移动的大车上的桥吊小车上，在工作时，大车下有集装箱运输卡车、安装在所述卡车上的集装箱、吊起集装箱的两个可以同步工作也可以独立工作的吊具。本实用新型专利技术采用四个可变电容对两个吊具分别从x、y方向进行角度检测，并将检测信息经信号处理器处理然后送到计算单元(计算机)中，通过计算单元的分析与计算，从而可以得到两个吊具的摆角。该摆角信息可传送到桥吊自动防摇控制系统中完成桥吊的自动防摇，也可传送到桥吊驾驶室内，为集装箱起重操作员作参考。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种检测装置，特别是涉及一种基于可变电容的双起升双吊具桥吊摆角检测装置。
技术介绍
双起升双吊具桥吊是一种新型港口集装箱装卸机械装置，它具有两个起升吊具，可以同时工作，从而大大提高了集装箱的装卸效率，但是，这种双起升双吊具桥吊系统结构复杂，工作方式多样，且这种新型桥吊具有两个可以单独起升(也可同步起升)的吊具，给吊具摇摆角度检测带来很大的难度。现有的桥吊检测装置大多上都是针对单吊具桥吊设计的，它们对吊具摆角的检测大多采用了比较复杂的检测仪器，具有造价高，维护不方便，准确性低等缺点，而且这类检 测装置并不适合对双吊具桥吊进行摆角检测。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的主要目的在于提供一种基于可变电容的双起升双吊具桥吊摆角检测装置。本技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种基于可变电容的双起升双吊具桥吊摆角检测装置，其特征在于所述检测装置包括互相垂直安装的轻质摆架、可变电容、信号处理器与计算装置；所述检测装置安装在可以移动的大车上的桥吊小车上，在工作时，大车下有集装箱运输卡车、安装在所述卡车上的集装箱、吊起所述集装箱的两个可以同时工作也可以独立工作的吊具，在工作时吊具采用吊绳吊起连接在桥吊小车上，所述检测装置安装在桥吊小车上，所述大车上方还安装有固定安装在大车上方的桥吊驾驶室。在本技术的具体实施例子中，所述吊绳为钢丝绳。在本技术的具体实施例子中，所述可变电容为四个同型的可变电容。在本技术的具体实施例子中，所述可变电容包括动片，定片，接转轴，所述动片和定片连接交流源检测电路；定片、动片均为长方形极板，长为宽的两倍，定片水平放置，动片竖直放置，二者左下端对齐，动片和定片采用接转轴活动连接在一起。定片保持位置不动，动片通过转轴与摆架连接，可以随摆架的摆动而旋转。本技术的积极进步效果在于本技术提供的基于可变电容的双起升双吊具桥吊摆角检测装置具有以下优点本技术采用四个可变电容对两个吊具分别从x、y方向进行角度检测，并将检测信息经信号处理器处理然后送到计算单元(计算机)中，通过计算单元的分析与计算，从而可以得到两个吊具的摆角。该摆角信息可传送到桥吊自动防摇控制系统中完成桥吊的自动防摇，也可传送到桥吊驾驶室内，为集装箱起重操作员作参考。本技术结构简单，准确性高，维护方便，造价低廉。附图说明图I为本技术提供的双起升双吊具桥吊摆角测量装置的结构示意图。图2为本技术的可变电容原理结构图。图3为本技术的摆角检测机构放大结构图。图4为本技术的可变电容、转轴、摆架连接结构图。图5为本技术的信号处理过程示意图。图6为本技术的摆角合成计算规则示意图。 具体实施方式以下结合附图给出本技术较佳实施例，以详细说明本技术的技术方案。图I为本技术提供的双起升双吊具桥吊摆角测量装置的结构示意图，图I中，本技术包括集装箱运输卡车1、2(俗称“集卡”)；集卡的货物，即集装箱3、4。新型双起升双吊具桥吊一次可以同时装卸两个40英尺集装箱或4个20英尺集装箱；桥吊的两个独立的吊具5、6，它们可以同时工作，也可以独立工作；可以沿与纸面垂直方向移动的大车机构7 ;吊具的吊绳即钢丝绳8 ;可以水平移动的小车机构9、10 ;互相垂直安装的轻质摆架11、12 ;四个同型可变电容13、14 ;信号处理器和计算单元(计算机)15 ;桥吊的驾驶室16。由轻质摆架11、12和可变电容13、14组成的摆角检测机构放大结构图见图3、图4。本技术涉及的检测装置解决了双起升桥吊双吊具的摆动角度的检测问题。本专利技术不需要额外的其它传感器或检测装置，只用四个同型可变电容、四个半圆形轻质摆架、一个信号处理器和一个计算处理单元，通过相应计算，就能够完成对双吊具的摆角的检测，进而实现对双吊具桥吊的防摇定位控制。一般来讲，桥吊控制的目标是要实现吊具的防摇和负载的精确对位。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，没有使用防摇装置，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(即自动防摇定位控制)。要对桥吊实现自动防摇就要精确知道吊具的摆角大小。在一些报道中，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，这些检测装置大都价格昂贵，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。本技术采用四个可变电容进行摆角的检测，成本低，使用可靠，维护简单，对工作环境要求不高，完全克服了上述问题。更为重要的是，现有的桥吊摆角检测装置无论从结构上还是从功能上来讲，都是针对具有一个吊具的桥吊设计的，现有的单吊具桥吊摆角检测装置很多不适合解决双吊具桥吊的摆角检测问题。本技术采用四个同型可变电容，两两一组分别检测其对应的轻质摆架的转动量，然后将检测量经信号处理器处理并传送给计算单元，通过计算单元的实时分析计算，得到两个吊具的摆角，为双吊具桥吊的自动防摇定位控制提供检测信号。附图I 4为本专利技术所涉及的双吊具桥吊及其两个摆角检测装置的结构与组成。图2为本技术的可变电容原理结构图。如图2所示，可变电容由定片19和动片18组成，定片和动片之间是空气介质，通过旋转动片来改变动片和定片之间的重合面积就可以改变电容器的电容值，本专利技术正是利用该性质，由摆架11带动转轴20来旋转动片的位置，使动片和定片之间的重合面积发生改变，在本专利技术中采用的定片和动片规格如下如图2所示定片、动片均为长方形极板，长2r宽r，定片水平放置，动片竖直放置，二者左下端对齐。从图2所示的动片、定片相对位置开始旋转动片，动片顺时针旋转时，动片和定片之 Ss间的重合面积s逐渐增大，由公式C = 一 ( e为空气介质的介电常数，s为极板面积，d为极d板间的距离)知，e和d不变，则c逐渐增大；当动片从图2所示位置逆时针旋转时，动片 Ss和定片之间的重合面积S逐渐减小，由公式C = 一可知可变电容器的电容C将逐渐减小。在 d可变电容两端加有效值为U的正弦交流检测电路17，就可以的到随可变电容电容值变化而变化的电流信号I。通过对电流信号I的分析、计算就可以知道摆架的转动量，也即可以知道吊具摆角的大小变化。图3中(详细介绍其中一个吊具的检测装置与原理，另一个吊具的结构与原理与此完全相同)，两个半圆形轻质摆架11、12互相垂直安装，分别沿x、y方向，要求两个半圆形轻质摆架光滑无糙面，且二者刚好相切，即大的半圆形摆架刚好包围小的半圆形摆架，每个半圆摆架中间都有光滑开缝，将吊绳从两个摆架的开缝中先后穿过，这样吊绳的摆动就会带动两个轻质摆架转动，而摆架的转动会带动转轴使可变电容的动片转动，从而通过检测可变电容的交流源检测电路的电流变化就可以得到吊绳的摆角变化信息。图4详细描绘了可变电容器、转轴、轻质摆架的具体连接方式(只详细叙述X方向的连接构成，y方向与此完全相同)。如图4中沿X方向最左边是可变电容器的定片19，位置固定不变，定片右侧是动片18，动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于可变电容的双起升双吊具桥吊摆角检测装置，其特征在于：所述检测装置包括互相垂直安装的轻质摆架、可变电容、信号处理器与计算装置；所述检测装置安装在可以移动的大车上的桥吊小车上，在工作时，大车下有集装箱运输卡车、安装在所述卡车上的集装箱、吊起所述集装箱的两个可以同时工作也可以独立工作的吊具，在工作时吊具采用吊绳吊起连接在桥吊小车上，所述检测装置安装在桥吊小车上，所述大车上方还安装有固定安装在大车上方的桥吊驾驶室。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李众峰，徐为民，徐攀，谭莹莹，周贤文，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：实用新型
国别省市：