CN103145042B - 伸缩吊臂长度的检测方法、装置、系统和吊臂伸缩设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种伸缩吊臂长度的检测方法、装置、系统和吊臂伸缩设备。其中，该方法包括：获取吊臂的拉线盒的拉线移动方向，以获得吊臂的伸缩方向；其中，拉线上设置有按照预定规则排列的标记，该预定规则包括：标记的标号和标记之间的距离；根据拉绳上的标记获取拉线的移动距离，以获得吊臂的位移量；根据吊臂的伸缩方向和位移量确定吊臂的实际长度。根据本发明，解决了通过电位器旋转变化的电压值测量伸缩吊臂长度存在较大误差的问题，提高了伸缩吊臂长度检测的准确性。

Description

伸缩吊臂长度的检测方法、装置、系统和吊臂伸缩设备

技术领域

本发明涉及工程机械领域，更具体地，涉及一种伸缩吊臂长度的检测方法、装置、系统和吊臂伸缩设备。

背景技术

带有伸缩臂架的工程机械设备在作业的过程中，通常需要实时测量吊臂的伸缩长短，例如，以起重机为例，起重机吊臂的伸缩长度实时测量大多采用拉线盒长度检测器来实现，该拉线盒是可传递吊臂头部信号的卷线盘，通过检测拉线盒长度检测器内部的电位器旋转变化的电压值，将该电压值的信号输入到力矩限位器即可转换成吊臂伸缩长度值，从而达到吊臂伸缩长度检测的功能。其中，该电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件，通常由电阻体和可移动的电刷组成，当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。

上述方式因为拉线盒的拉线是多层缠绕的，因此电位器旋转一周对应缠绕在最里层的拉线长度与缠绕在最外层拉线长度相比，存在较大差异。因此当拉线盒长度检测器测量起重机伸缩吊臂长度时，电压的变化值与伸缩吊臂长度并不是理想的线性关系，所以通过线性关系计算得出的伸缩吊臂长度也存在较大的误差。

针对相关技术中通过电位器旋转变化的电压值测量伸缩吊臂长度存在较大误差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明目的在于提供一种伸缩吊臂长度的检测方法、装置、系统和吊臂伸缩设备，以提高伸缩吊臂长度的检测精度。

根据本发明的一方面，提供了一种伸缩吊臂长度的检测装置，包括：伸缩方向确定模块，用于获取吊臂的拉线盒的拉线移动方向，以获得吊臂的伸缩方向；其中，拉线上设置有按照预定规则排列的标记，预定规则包括：标记的标号和标记之间的距离；位移量确定模块，用于根据拉绳上的标记获取拉线的移动距离，以获得吊臂的位移量；吊臂实际长度确定模块，用于根据伸缩方向确定模块确定的吊臂的伸缩方向和位移量确定模块确定的位移量确定吊臂的实际长度。

优选地，上述伸缩方向确定模块包括以下单元之一：第一确定单元，用于通过检测拉线盒内卷盘的转向确定拉线移动方向；第二确定单元，用于通过传感器检测拉线的标记变化规则，根据标记变化规则确定拉线移动方向。

优选地，上述位移量确定模块包括：标记获取单元，用于获取拉绳移动过程中的各个标记；计算单元，用于根据获取单元获取到的各个标记间的间距计算拉绳的移动距离。

根据本发明的另一个方面，提供了一种伸缩吊臂长度的检测方法，包括：获取吊臂的拉线盒的拉线移动方向，以获得吊臂的伸缩方向；其中，拉线上设置有按照预定规则排列的标记，预定规则包括：标记的标号和标记之间的距离；根据拉绳上的标记获取拉线的移动距离，以获得吊臂的位移量；根据吊臂的伸缩方向和位移量确定吊臂的实际长度。

优选地，上述获取吊臂的拉线盒的拉线移动方向包括以下方式之一：通过检测拉线盒内卷盘的转向确定拉线移动方向；通过传感器检测拉线的标记变化规则，根据标记变化规则确定拉线移动方向。

优选地，上述根据拉绳上的标记获取拉线的移动距离包括：检测拉绳移动过程中的各个标记；根据检测到的各个标记间的间距计算拉绳的移动距离。

优选地，上述拉线的标记为两种指定颜色构成的条纹形状，且两种指定颜色中的每种颜色所占长度为指定长度。

根据本发明的再一方面，提供了一种伸缩吊臂长度的检测系统，包括：拉线移动方向检测装置，用于获取吊臂的拉线盒的拉线移动方向，以获得吊臂的伸缩方向，并反馈伸缩方向；其中，拉线上设置有按照预定规则排列的标记，预定规则包括：标记的标号和标记之间的距离；移动距离获取装置，用于根据拉绳上的标记获取拉线的移动距离，以获得吊臂的位移量，并反馈移动量；力矩限制器，用于接收拉线移动方向检测装置反馈的吊臂的伸缩方向和移动距离获取装置反馈的吊臂的位移量，根据吊臂的伸缩方向和位移量确定吊臂的实际长度。

优选地，上述移动距离获取装置包括：传感器，用于检测拉绳移动过程中的各个标记；计算器，用于根据传感器检测到的各个标记间的间距计算拉绳的移动距离。

根据本发明的又一方面，提供了一种吊臂伸缩设备，该设备包括上述系统。

根据本发明，通过在拉线盒的拉线上设计为按照预定规则排列的标记，便于检测拉线的移动量，进而能够得出吊臂的移动量，在结合吊臂的伸缩方向即可得到吊臂的实际长度，解决了通过电位器旋转变化的电压值测量伸缩吊臂长度存在较大误差的问题，提高了伸缩吊臂长度检测的准确性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的伸缩吊臂长度的检测方法流程图；

图2是根据本发明实施例的条纹形状的拉线与脉冲信号的对应关系示意图；

图3是根据本发明实施例的起重机的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的伸缩吊臂长度的检测装置的结构框图；

图5是根据本发明实施例的伸缩吊臂长度的检测系统的结构框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

考虑到拉线盒的拉线是多层缠绕的，电位器旋转一周对应缠绕在最里层的拉线长度与缠绕在最外层拉线长度相比，存在较大差异，依据电位器的旋转圈数计算伸缩吊臂的长度的方式不够准确，本发明实施例提供了一种伸缩吊臂长度的检测方法、装置、系统和吊臂伸缩设备。

参见图1所示的伸缩吊臂长度的检测方法流程图，该方法可以应用在伸缩臂架所在设备的控制器上，或者应用在在伸缩臂架所在设备的力矩限制器上，如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S102，获取吊臂的拉线盒的拉线移动方向，以获得该吊臂的伸缩方向；其中，本实施例的拉线上设置有按照预定规则排列的标记，该预定规则包括：标记的标号和标记之间的距离；

例如，可以根据拉线盒的卷盘转向确定吊臂的伸缩方向；

步骤S104，根据上述拉绳上的标记获取拉线的移动距离，以获得吊臂的位移量；

在具体实现时，为了实现容易，可以采用拉线的标记为两种指定颜色（例如：黑色和白色，或者拉线本身颜色和另一颜色）构成的条纹形状，且两种指定颜色中的每种颜色所占长度为指定长度。该指定长度的大小可以根据伸缩吊臂长度的精度要求进行设定，该指定长度越小，得到的伸缩吊臂长度的精度越高；基于此，拉线的移动距离可以先获取拉线的条纹移动个数，根据条纹移动个数确定吊臂的位移量；例如：将条纹移动个数乘以指定长度即可得到拉线的移动距离，也即吊臂的位移量；

步骤S106，根据吊臂的伸缩方向和位移量确定吊臂的实际长度。

本发明实施例通过在拉线盒的拉线上设计为按照预定规则排列的标记，便于检测拉线的移动量，进而能够得出吊臂的移动量，在结合吊臂的伸缩方向即可得到吊臂的实际长度，解决了通过电位器旋转变化的电压值测量伸缩吊臂长度存在较大误差的问题，提高了伸缩吊臂长度检测的准确性。

优选地，本实施例可以通过以下方式之一获取吊臂的拉线盒的拉线移动方向：1）通过检测拉线盒内卷盘的转向确定拉线移动方向；2）通过传感器检测所述拉线的标记变化规则，根据该标记变化规则确定所述拉线移动方向。比如设定的标记依次为“标记1、标记2、标记3、……、标记N”，假设当前标记为标记3，若检测到的下一个标记为标记4，则为伸臂的移动方向，反之检测到下一个标记为标记2，则为缩臂的移动方向。

本实施例中，根据拉绳上的标记获取拉线的移动距离包括：检测拉绳移动过程中的各个标记；根据检测到的各个标记间的间距计算拉绳的移动距离。本实施例的拉线上设置有众多标记，标记之间可以等间距，也可以为按预定变化的间距排布，每个标记可以对应标号1、2、3……N。检测到两个标记的标号后，对照它们之间设定的间距即可得出移动距离。

本实施例中，可以采用模拟信号传感器或数字信号传感器检测拉线盒的拉线位移量，为了便于传感器检测，拉线盒的拉线的条纹颜色可以选取色差差别比较大的两种颜色，例如选择黑白条纹，以模拟信号传感器为例，可以通过光感传感器将拉线的条纹移动信号转换为脉冲信号，计算脉冲信号的个数得到拉线的条纹移动个数。如图2所示的条纹形状的拉线与脉冲信号的对应关系示意图，其中，黑色拉线区域对应高电平，白色拉线区域对应低电平，每个黑色区域和白色区域的拉线长度均为1cm。

如果采用数字信号，则可以通过数字传感器检测拉线的条纹移动个数。具体选择哪种方式，可以根据实际设备情况确定。

上述方法可以应用在具有伸缩吊臂的工程机械设备上，例如起重机，下面以起重机为例进行说明。该方法中涉及到一个拉线盒、检测黑白条纹的光感传感器、力矩限制器等设备。其中，力矩限制器是起重机的智能监控装置。该方法中用到的拉线盒是在普通拉线盒的拉线外层上印刷黑白条纹，每一个黑色条纹或白色条纹的宽度都为1cm长，形成黑白相间的条纹。若拉线的颜色本为黑色，即只要每隔1cm印刷一个长1cm的白色条纹，如上面的图2所示。该拉线盒的卷盘在顺时针转向时和逆时针转向时能分别输出两个数字信号给力矩限制器。

检测黑白条纹的光感传感器是一个利用光感应黑白间隔的测量反馈装置，用作直线位移的检测，其测量输出的信号为脉冲，其实质是通过光感传感器将黑白条纹转换成脉冲信号，具体应用中，可以将该光感传感器安装在起重机的基本臂前部，如图3所示的起重机的结构示意图，起重机伸缩臂伸缩时，拉线盒的拉线与光感传感器发生相对位移，光感传感器检测经过光感传感器基准点的黑白条纹，将黑白条纹转换成脉冲信号。

本实施例中，检测黑白条纹的光感传感器只是一个反应装置，它可以将拉线的位移量通过脉冲信号输出的方式反馈出来，但它不能直接显示拉线的位移量，因此可以配置一个显示装置，本实施例采用力矩限制器作为该显示装置。该力矩限制器是通过压力、长度和角度传感器，以及其他状态监测器，实时采集起重机的工作状态参数，经处理后精确判定起重机是否处于安全工作范围之内，并在液晶显示器上用文字、图形、数字直观真实地显示出起重机的实际工况参数：起重机臂长、仰角、工作半径、额定起重量、实际起重量、力矩百分比等。

综上所述，本实施例的起重机吊臂伸缩长度检测的方法主要包括：力矩限制器采集拉线盒的卷盘转向信号，从而判断出起重机伸缩吊臂的伸缩方向；力矩限制器采集光感传感器的脉冲信号，从而得出起重机伸缩吊臂的位移量；通过对起重机伸缩吊臂的位移方向和位移量进行计算和处理，最后得出起重机伸缩吊臂的实时长度。计算方法：起重机伸缩吊臂的实时长度（单位m）=A（单位m）+（C）B×0.02；其中，A：基本臂长度，根据设备的状态确定的固定值；B：脉冲信号的周期个数，光感传感器检测经过传感器基准点的相对位移；C：根据拉线盒的卷盘转向信号得出，沿着吊臂伸出的方向（顺时针或逆时针）为加号，即“+”，沿着吊臂缩回的方向（顺时针或逆时针）为减号，即“－”。

上述方法通过光感传感器将黑白条纹转换成脉冲信号，输出给力矩限制器计算得出起重机伸缩吊臂的位移量。同时，拉线盒的拉线上印刷黑白条纹，便于光感传感器采集，卷盘顺时针转向时和逆时针转向时分别输出两个数字信号，便于力矩限制器能够确定吊臂的伸缩方向，这种方式可以使力矩限制器能够比较准确地计算出起重机伸缩吊臂的实时长度。

对应于上述方法，本发明实施例还提供了一种伸缩吊臂长度的检测装置，参见图4所示的伸缩吊臂长度的检测装置的结构框图，该装置包括以下模块：

伸缩方向确定模块42，用于获取吊臂的拉线盒的拉线移动方向，以获得吊臂的伸缩方向；其中，拉线上设置有按照预定规则排列的标记，该预定规则包括：标记的标号和标记之间的距离；

位移量确定模块44，用于根据拉绳上的标记获取拉线的移动距离，以获得吊臂的位移量；

吊臂实际长度确定模块46，用于根据伸缩方向确定模块42确定的吊臂的伸缩方向和位移量确定模块44确定的位移量确定吊臂的实际长度。

本发明实施例的装置通过在拉线盒的拉线上设计为按照预定规则排列的标记，便于检测拉线的移动量，进而能够得出吊臂的移动量，在结合吊臂的伸缩方向即可得到吊臂的实际长度，解决了通过电位器旋转变化的电压值测量伸缩吊臂长度存在较大误差的问题，提高了伸缩吊臂长度检测的准确性。

优选地，伸缩方向确定模块42包括以下单元之一：第一确定单元，用于通过检测拉线盒内卷盘的转向确定拉线移动方向；第二确定单元，用于通过传感器检测拉线的标记变化规则，根据标记变化规则确定拉线移动方向。

优选地，位移量确定模块44包括：标记获取单元，用于获取拉绳移动过程中的各个标记；计算单元，用于根据获取单元获取到的各个标记间的间距计算拉绳的移动距离。

对应于上述方法中的拉线的标记为两种指定颜色（例如：黑色和白色）构成的条纹形状，且两种指定颜色中的每种颜色所占长度为指定长度的方式，本实施例的位移量确定模块42还可以包括：脉冲信号获取单元，用于通过光感传感器将拉线的条纹移动信号转换为脉冲信号，计算脉冲信号的个数得到拉线的条纹移动个数；或者，数字信号获取单元，用于通过数字传感器检测拉线的条纹移动个数。相应地，位移量确定模块44还用于将条纹移动个数乘以指定长度得到吊臂的位移量。

对应于上述方法和装置，本发明实施例还提供了一种伸缩吊臂长度的检测系统，参见图5，该系统包括以下部件：

拉线移动方向检测装置52，用于获取吊臂的拉线盒的拉线移动方向，以获得吊臂的伸缩方向，并反馈伸缩方向；其中，拉线上设置有按照预定规则排列的标记，预定规则包括：标记的标号和标记之间的距离；

移动距离获取装置54，用于根据拉绳上的标记获取拉线的移动距离，以获得吊臂的位移量，并反馈移动量；

力矩限制器56，用于接收拉线移动方向检测装置52反馈的吊臂的伸缩方向和移动距离获取装置54反馈的吊臂的位移量，根据吊臂的伸缩方向和位移量确定吊臂的实际长度。

优选地，移动距离获取装置54包括：传感器，用于检测拉绳移动过程中的各个标记；计算器，用于根据传感器检测到的各个标记间的间距计算拉绳的移动距离。

对应于上述方法、装置和系统，本发明实施例还提供了一种吊臂伸缩设备，该设备包括上述系统。

从以上的描述中可以看出，本发明上述的实施例通过将拉线盒的拉线设计为条纹形状，便于传感器检测拉线的实际位移量，这种测量吊臂的伸缩长度具有检测精度高，响应速度快的优点。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种伸缩吊臂长度的检测装置，其特征在于，包括：

伸缩方向确定模块，用于获取吊臂的拉线盒的拉线移动方向，以获得所述吊臂的伸缩方向；其中，所述拉线上设置有按照预定规则排列的标记，所述预定规则包括：标记的标号和所述标记之间的距离；

位移量确定模块，用于根据所述拉线上的标记获取所述拉线的移动距离，以获得所述吊臂的位移量；

吊臂实际长度确定模块，用于根据所述伸缩方向确定模块确定的所述吊臂的伸缩方向和所述位移量确定模块确定的所述位移量确定所述吊臂的实际长度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述伸缩方向确定模块包括以下单元之一：

第一确定单元，用于通过检测拉线盒内卷盘的转向确定拉线移动方向；

第二确定单元，用于通过传感器检测所述拉线的标记变化规则，根据所述标记变化规则确定所述拉线移动方向。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述位移量确定模块包括：

标记获取单元，用于获取所述拉线移动过程中的各个标记；

计算单元，用于根据所述获取单元获取到的所述各个标记间的间距计算所述拉线的移动距离。

4.一种伸缩吊臂长度的检测方法，其特征在于，包括：

获取吊臂的拉线盒的拉线移动方向，以获得所述吊臂的伸缩方向；其中，所述拉线上设置有按照预定规则排列的标记，所述预定规则包括：标记的标号和所述标记之间的距离；

根据所述拉线上的标记获取所述拉线的移动距离，以获得所述吊臂的位移量；

根据所述吊臂的伸缩方向和位移量确定所述吊臂的实际长度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，获取吊臂的拉线盒的拉线移动方向包括以下方式之一：

通过检测拉线盒内卷盘的转向确定拉线移动方向；

通过传感器检测所述拉线的标记变化规则，根据所述标记变化规则确定所述拉线移动方向。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述拉线上的标记获取所述拉线的移动距离包括：

检测所述拉线移动过程中的各个标记；

根据检测到的所述各个标记间的间距计算所述拉线的移动距离。

7.根据权利要求4至6任一项所述的方法，其特征在于，所述拉线的标记为两种颜色构成的条纹形状，且所述两种颜色中的每种颜色所占长度为指定长度。

8.一种伸缩吊臂长度的检测系统，其特征在于，包括：

拉线移动方向检测装置，用于获取吊臂的拉线盒的拉线移动方向，以获得所述吊臂的伸缩方向，并反馈所述伸缩方向；其中，所述拉线上设置有按照预定规则排列的标记，所述预定规则包括：标记的标号和所述标记之间的距离；

移动距离获取装置，用于根据所述拉线上的标记获取所述拉线的移动距离，以获得所述吊臂的位移量，并反馈所述移动量；

力矩限制器，用于接收所述拉线移动方向检测装置反馈的所述吊臂的伸缩方向和所述移动距离获取装置反馈的所述吊臂的位移量，根据所述吊臂的伸缩方向和位移量确定所述吊臂的实际长度。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述移动距离获取装置包括：

传感器，用于检测所述拉线移动过程中的各个标记；

计算器，用于根据所述传感器检测到的所述各个标记间的间距计算所述拉线的移动距离。

10.一种吊臂伸缩设备，其特征在于，所述设备包括权利要求8或9所述的系统。