吊臂弯曲挠度检测和安全控制设备、系统、方法及起重机技术方案

本发明专利技术公开一种吊臂弯曲挠度检测和安全控制设备、系统、方法及起重机。吊臂为套接伸缩臂，包括多个臂节，与转台连接，该检测设备包括第一接收装置，接收待测臂节上的光源在吊臂吊载前于第一和第二图像采集装置采集的图像中的第一和第二成像位置以及光源在吊臂吊载时于第一和第二图像采集装置采集的图像中的第三和第四成像位置，第一和第二图像采集装置位于转台两侧；及计算装置，根据预先存储的第一和第二图像采集装置的棱镜和成像板之间的距离、吊载前吊臂与转台的夹角和待测臂节前端至吊臂起始端的距离、第一与第二图像采集装置之间的距离及第一至第四成像位置计算待测臂节挠度。从而能对吊臂弯曲挠度实时检测，获得可信度高的挠度测量值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工程机械领域，具体地，涉及一种吊臂弯曲挠度检测和安全控制设备、系统、方法及起重机。
技术介绍
起重机吊载工作状态下，吊臂会发生变幅平面内的垂直方向的弯曲变形(挠度)。由于起重机吊臂筒体结构尺寸大，且为中空结构，而筒体内部还布置有插拔销装置，测量其中性层的弯曲挠度时传感器布置存在诸多不便；并且吊臂是多臂节嵌套而成，吊载时各臂节间有多种组合，各组合在不同吊载幅度下吊载时变形挠度值各不相同，即使是在同一幅 度下，由不同臂节组合而得到的吊臂挠度值也不相同，因此，现有技术均为基于有限元方法来静态的获得吊臂吊载状态的挠度值。该方法的主要缺点为有限元计算是以一系列的力学假定为前提，计算得到的挠度值与实际吊载时的真值间吻合度尚无法得到验证；且有限元计算的挠度值是基于理想吊装工况下获得的，而起重机吊载工作时受场地、风载、工人操作熟练程度等多种因素的影响，实际的吊臂变形挠度与有限元理论计算值必然出现偏差，理论计算值难以作为吊臂优化设计及吊重过程中的起重机安全控制策略的参考依据。因而对起重机吊载时的吊臂挠度实时检测是非常有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种吊臂弯曲挠度检测和安全控制设备、系统、方法及起重机。以解决上述现有技术中的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供一种吊臂弯曲挠度检测设备，该吊臂为套接伸缩臂，包括多个臂节，与转台连接，其中该检测设备包括第一接收装置，用于接收待测臂节上布置的光源在吊臂吊载前于第一图像采集装置和第二图像采集装置所采集的图像中的第一成像位置和第二成像位置，以及光源在吊臂吊载时于第一图像采集装置和第二图像采集装置所采集的图像中的第三成像位置和第四成像位置，第一图像采集装置和第二图像采集装置分别位于转台的两侧；以及计算装置，用于根据预先存储的第一图像采集装置和第二图像采集装置各自的棱镜和成像板之间的距离、吊载前吊臂与转台的夹角和待测臂节的前端至吊臂起始端的距离、第一图像采集装置与第二图像采集装置之间的距离以及第一成像位置、第二成像位置、第三成像位置和第四成像位置计算待测臂节的挠度。本专利技术还提供了一种吊臂弯曲挠度检测系统。该检测系统包括上述的检测设备；光源，布置在待测臂节的上；第一图像采集装置，与第一接收装置相连，用于确定待测臂节上布置的光源在吊载前于该第一图像采集装置所采集的图像中的第一成像位置和在吊载时于该第一图像采集装置所采集的图像中的第三成像位置；以及第二图像采集装置，与第一接收装置相连，用于确定待测臂节上布置的光源在吊载前于该第二图像采集装置所采集的图像中的第二成像位置和在吊载时于该第二图像采集装置所采集的图像中的第四成像位置。本专利技术还提供了一种吊臂安全控制设备，该吊臂为套接伸缩臂，包括多个臂节，与转台连接，其中该控制设备包括第二接收装置，用于在吊臂吊载时接收上述的吊臂弯曲挠度检测设备检测的吊臂伸出末端的臂节的挠度；以及处理装置，用于将接收到的挠度与额定挠度比较，在所接收的挠度大于额定挠度的情况下，输出报警信号。本专利技术还提供了一种吊臂安全控制系统，该系统包括上述的吊臂弯曲挠度检测系统；以及上述的吊臂安全控制设备。本专利技术还提供了一种起重机，该起重机包括吊臂和转台，其中该起重机还包括上述的吊臂安全控制系统。本专利技术还提供了一种弯曲挠度检测方法，该吊臂为套接伸缩臂，包括多个臂节，与转台连接，该方法包括接收待测臂节上布置的光源在吊臂吊载前于第一图像采集装置和 第二图像采集装置所采集的图像中的第一成像位置和第二成像位置，以及光源在吊臂吊载时于第一图像采集装置和第二图像采集装置所采集的图像中的第三成像位置和第四成像位置，第一图像采集装置和第二图像采集装置分别位于转台的两侧；以及根据预先存储的第一图像采集装置和第二图像采集装置各自的棱镜和成像板之间的距离、吊载前吊臂与转台的夹角和待测臂节的前端至吊臂起始端的距离、第一图像采集装置与第二图像采集装置之间的距离以及第一成像位置、第二成像位置、第三成像位置和第四成像位置计算待测臂节的挠度。本专利技术还提供了一种吊臂安全控制方法，该吊臂为套接伸缩臂，包括多个臂节，与转台连接，其中该方法包括在吊臂吊载时接收上述的吊臂弯曲挠度检测方法检测的吊臂伸出末端的臂节的挠度；以及将接收到的挠度与额定挠度比较，在所接收的挠度大于额定挠度的情况下，输出报警信号。通过上述技术方案，通过接收待测臂节上设置的光源分别在吊臂吊载前和吊载时于设置在转台两侧的第一和第二图像采集装置(例如，C⑶相机)中的成像位置，并根据预先存储的第一和第二图像采集装置各自的棱镜和成像板之间的距离、吊载前吊臂与转台的夹角和待测臂节的前端至吊臂起始端的距离以及上述的成像位置计算挠度，从而实现对吊臂的弯曲挠度进行实时检测，获得可信度高的挠度测量值。并且通过将光源布置在各个臂节上，无需设置传感器来进行挠度计算，从而有效地避免了现有技术中布置传感器困难的缺陷。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中图I是根据本专利技术实施例的吊臂弯曲挠度检测设备的框图；图2为根据本专利技术实施例的吊臂安全控制设备的方框图；图3为根据本专利技术实施例的吊臂弯曲挠度检测方法的流程图；图4为根据本专利技术实施例的吊臂安全控制方法的流程图；图5是根据本专利技术实施例的起重机吊臂吊载时的示意图；以及图6是根据本专利技术实施例的吊臂弯曲挠度检测系统的原理示意图。附图标记说明I转台2变幅油缸3CCD相机4吊臂5第一节臂6第二节臂7第三节臂8第四节臂9第五节臂10第一销轴11第二销轴12第三销轴51第一光源61第二光源71第三光源81第四光源91第五光源A重物B嵌入式控制器 31左侧C⑶相机32右侧CCD相机 311第一成像屏312第一棱镜 LI第一成像位置 L2第三成像位置Rl第二成像位置R2第四成像位置 m左侧CXD相机与右侧CXD相机之间的距离h棱镜与成像板之间的距离 n待测臂节的前端至吊臂起始端的距离S3第三节臂的变形挠度 a吊臂吊载前与转台的夹角具体实施例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。图I是根据本专利技术实施例的吊臂弯曲挠度检测设备的框图。其中吊臂为套接伸缩臂，包括多个臂节，与转台连接。如图I所示，该检测设备包括第一接收装置100，用于接收待测臂节上布置的光源在吊臂吊载前于第一图像采集装置和第二图像采集装置所采集的图像中的第一成像位置和第二成像位置，以及光源在吊臂吊载时于第一图像采集装置和第二图像采集装置所采集的图像中的第三成像位置和第四成像位置，第一图像采集装置和第二图像采集装置分别位于转台的两侧；以及计算装置102，用于根据预先存储的第一图像采集装置和第二图像采集装置各自的棱镜和成像板之间的距离、吊载前吊臂与转台的夹角和待测臂节的前端至吊臂起始端的距离、第一图像采集装置与第二图像采集装置之间的距离以及第一成像位置、第二成像位置、第三成像位置和第四成像位置计算待测臂节的挠度。通过接收待测臂节上设置的光源分别在吊臂吊载前和吊载时于设置在转台两侧的第一和第二图像采集装置(例如，CCD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吊臂弯曲挠度检测设备，该吊臂为套接伸缩臂，包括多个臂节，与转台连接，其中该检测设备包括：第一接收装置，用于接收待测臂节上布置的光源在所述吊臂吊载前于第一图像采集装置和第二图像采集装置所采集的图像中的第一成像位置和第二成像位置，以及所述光源在所述吊臂吊载时于所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置所采集的图像中的第三成像位置和第四成像位置，所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置分别位于所述转台的两侧；以及计算装置，用于根据预先存储的所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置各自的棱镜和成像板之间的距离、吊载前所述吊臂与转台的夹角和所述待测臂节的前端至所述吊臂起始端的距离、所述第一图像采集装置与所述第二图像采集装置之间的距离以及第一成像位置、第二成像位置、第三成像位置和第四成像位置计算所述待测臂节的挠度。

【技术特征摘要】
1.一种吊臂弯曲挠度检测设备，该吊臂为套接伸缩臂，包括多个臂节，与转台连接，其中该检测设备包括 第一接收装置，用于接收待测臂节上布置的光源在所述吊臂吊载前于第一图像采集装置和第二图像采集装置所采集的图像中的第一成像位置和第二成像位置，以及所述光源在所述吊臂吊载时于所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置所采集的图像中的第三成像位置和第四成像位置，所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置分别位于所述转台的两侧；以及 计算装置，用于根据预先存储的所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置各自的棱镜和成像板之间的距离、吊载前所述吊臂与转台的夹角和所述待测臂节的前端至所述吊臂起始端的距离、所述第一图像采集装置与所述第二图像采集装置之间的距离以及第一成像位置、第二成像位置、第三成像位置和第四成像位置计算所述待测臂节的挠度。2.一种吊臂弯曲挠度检测系统，该检测系统包括 权利要求I所述的检测设备； 光源，布置在所述待测臂节上； 第一图像采集装置，与所述第一接收装置相连，用于确定所述待测臂节上布置的光源在吊载前于该第一图像采集装置所采集的图像中的第一成像位置和在吊载时于该第一图像采集装置所采集的图像中的第三成像位置；以及 第二图像采集装置，与所述第一接收装置相连，用于确定所述待测臂节上布置的光源在吊载前于该第二图像采集装置所采集的图像中的第二成像位置和在吊载时于该第二图像采集装置所采集的图像中的第四成像位置。3.根据权利要求2所述的检测系统，其中，该检测系统还包括 输出装置，用于输出所述待测臂节的挠度； 控制装置，用于接收所述待测臂节的挠度，并在接收到所述多个臂节中的每个待测臂节的挠度时使用最小二乘法拟合所述每个待测臂节的挠度曲线，输出所述挠度曲线；以及 显示装置，用于显示所述挠度曲线。4.根据权利要求3所述的检测系统，其中，所述检测系统还包括存储器，该存储器用于存储所述挠度曲线和与所述挠度曲线对应的挠度的计算时间。5.根据权利要求2-4中任一项权利要求所述的检测系统，其中，所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置包括滤波片，所述滤波片仅允许所述光源发出的光通过。6.根据权利要求5所述的检测系统，其中，所述光源布置在所述待测臂节的前端上。7.一种吊臂安全控制设备，该吊臂为套接伸缩臂，包括多个臂节，与转台连接，其中该控制设备包括 第二接收装置，用于在吊臂吊载时接收权利要求I所述的吊臂弯曲挠度检测设备检测的所述吊臂伸出末端的臂节的挠度；以及 处理装置，用于将接收到的挠度与额定挠度比较，在所接收的挠度大于所述额定挠度的情况下，输出报警信号。8.根据权利要求7所述的控制设备，其中该处理装置还用于在输出报警信号的同时控制所述吊臂停止工作。9.根据权利要求7或8所述的控制设备，其中，在所述吊臂吊载之前，所述第二接收装置还用于接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹纯新，刘权，周磊，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：