CN103318765B

CN103318765B - 吊重摆角、吊重载荷或吊重姿态的监测方法与装置及起重机

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Publication number: CN103318765B
Application number: CN201310249688.2A
Authority: CN
Inventors: 林汉丁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2033-06-21
Also published as: US20150344272A1; CN103318765A; WO2014201886A1; US9415977B2

Abstract

一种吊重摆角、吊重载荷或吊重姿态的监测方法与装置及起重机，属于起重机技术领域，目的为防止斜吊、控制吊重偏摆和实现垂直吊装、尤其是为起重机抬吊提供一种既适用于单机吊装又适用于抬吊作业的吊重摆角、吊重载荷或吊重姿态的监测装置，和包括上述检测监测装置的起重机，抬吊时只需在操作室通过频道切换经无线传输，将吊重摆角、吊重载荷或吊重姿态既显示于本机操作室，同时显示于协同方操作室，届时司机便可“知已知彼”依据屏幕上显示的抬吊双方吊重摆角动态，控制起重机消除吊重摆角实现垂直吊装，依据显示的实时吊重载荷比值或吊重姿态操纵起重机实现载荷的正常分配。本发明用于起重机，尤其适用于各种类型的工程起重机。

Description

吊重摆角、吊重载荷或吊重姿态的监测方法与装置及起重机

技术领域：吊重摆角、吊重载荷或吊重姿态的监测方法与装置及起重机，属于起重机技术领域，特别涉及一种用于起重机的吊重摆角、吊重载荷或吊重姿态的监测方法与装置。本发明还涉及一种包括上述吊重摆角、吊重载荷或吊重姿态的监测方法与装置的起重机。

背景技术起重机要求垂直吊装，起重施工规范规定“使用流动式起重机起吊工件时吊钩偏角不应超过3度”，然而起重机迄今均未设垂直吊装显示，从而司机无法判断其吊钩是否处于垂直状态，尤其是抬吊时而要由吊装指挥者，依据监视被吊重物垂直吊装者提供的信息指挥司机操纵消除吊重摆角（通过吊钩的提升滑轮组的提升力作用线偏离铅垂线的角度，即吊钩偏角，下同），依据监视被吊重物所处姿态变化者提供的信息，指挥司机操纵均衡抬吊，既不及时又准确；ZL201020151064.9 起重机抬吊监控系统，（图1所示）“装设垂直测量装置4用于测量被吊物体与起重机垂直姿态，用水平测量装置3测量被吊物体水平姿态，垂直测量装置与水平测量装置分别与测量监控装置通过信号链路连接”但是上述监控存在关键技术不清楚，如垂直测量装置4用于测量被吊物体与起重机的垂直姿态只是设想，却没有提出如何将垂直测量装置4安装在运行中的起升滑轮组提升钢丝绳索上的方案;用水平测量装置3测量被吊物体的水平姿态不清楚，如被吊物体是台锅炉“水平姿态”怎么设定？双机滑移抬吊或三机抬吊塔类设备“水平姿态”怎么设定？；ZL201110148371.0吊车抬吊风险动态于协同方显示设置，采用三频道可切换无线摄像头，和与其配套的接收机显示器将已装设于起重机操作室的吊重摆角、吊重载荷再显示于协同方起重机操作室。上述协同方显示方案是针对起重机操作室已有吊重摆角、吊重载荷显示而提出采用三频道可切换无线摄像头将其再显示于协同方起重机操作室，对于未在起重机操作室装设吊重摆角、吊重载荷显示者不适用，尤其是起重机上迄今却均未设吊重摆角显示，故只是一种设想，且即使各起重机操作室已装设吊重摆角、吊重载荷显示也难以是用相同的检测装置得到的，严重影响与协同方的可比性，以及监测方法未明确等。

发明内容：本发明的目的是为防止斜吊、控制吊重偏摆和实现垂直吊装以及起重机抬吊提供既适用于单机吊装又适用于抬吊作业的吊重摆角、吊重载荷或吊重姿态的监测方法与装置。

另一目的是提供一种包括上述吊重摆角、吊重载荷或吊重姿态的监测方法与装置的起重机。

本发明中吊重摆角是指通过吊钩的起（提）升滑轮组的提升力作用线偏离铅垂线的角度，即吊钩偏角，本申请文件中的滑轮护板是将位于滑轮两侧支持连接滑轮轴、吊钩轴的称为护板、夹板、轭板、连接板等统称为滑轮护板。

单机吊装与抬吊都是流动式或工程起重机吊装基本作业，且受力明确的吊装独立吊点数只能≤3，因而一般是双机或三机抬吊，依据吊装数学模型（林汉丁.起重吊装受力控制的数学模型[J],南京建筑工程学院学报，1996(4)72-77，下同）抬吊的危险一是来自不垂直吊装，二是来自起重机载荷超常（超吊装设计值）变动，当双机抬吊的二吊点位置确定之后，吊装中二吊点载荷超常变动，只来自二吊点连线斜率偏离设计值，二主机一辅机的三机抬吊的三吊点位置确定之后，控制吊装中二主机吊点载荷超常变动，可以比较二主机载荷变化操纵起重机，也可以二主机吊点连线斜率不变为目标操纵起重机，因而依据吊重摆角、吊重载荷或为避勉吊点间载荷超常变动对吊点间连线斜率姿态监测，以克服抬吊的危险，对于受力明确的双机或三机抬吊，具有普遍的适用性。

抬吊要求在协同吊装下进行，当控制起重机间吊重载荷变动或起重机间吊重摆角变动，双机抬吊时起重机间互为协同方; 设二主机滑移抬吊时二主机间互为协同方;当控制主、辅机间吊重摆角变动时，主机与辅机间互为协同方。设主、辅机双机将立式重物抬吊竖直时，主、辅机间载荷变动由吊装方案（吊点与重物重心相对位置）确定，因而需要监测的是主、辅机吊重摆角的变动，由于主、辅机间产生的吊重摆角大小，约与主、辅机各自承担的吊重载荷成反比，故主、辅机均应以辅机显示的吊重摆角不大于允许值为前提操纵起重机实现垂直吊装;目前抬吊时要由吊装指挥者，依据监视被吊重物所处姿态变化者提供的信息，指挥司机操纵载荷均衡分配，依据监视被吊重物垂直吊装者提供的信息指挥司机操纵垂直吊装，由于设专人监视既不及时又不准确，故对于起重机抬吊有效的办法是直接依据实时显示的吊重摆角操纵起重机消除吊重摆角，对于需控制载荷均衡分配的起重机，直接依据与协同方载荷的实时比值操纵起重机，如正常的双方吊重载荷比值为1，司机即可按吊重载荷比值1为目标操纵起重机实现均衡抬吊。

一种吊重摆角、吊重载荷监测装置，其特点是：

(1) 装设吊重摆角监测装置

①在起重机起升滑轮组动滑轮护板外侧上或增加动滑轮两侧护板长度尺寸，在所增长出的两侧护板内侧空置的位置上固定装设满足吊重摆角0度时所设的平台面为水平面的平台，在所述的平台面上装设角度测量仪；

②在起重机起升滑轮组动滑轮护板上或在增加动滑轮两侧护板长度尺寸后的护板内侧上装设用于双机抬吊的一套二频道遥控切换、遥控开关设于起重机操作室的将所测吊重摆角信号无线发射装置及在起重机操作室配套装设二套二频道切换的摆角接收控制装置，或装设用于三机、双机抬吊的一套三频道遥控切换、遥控开关设于起重机操作室的将所测吊重摆角信号无线发射装置及在起重机操作室配套装设三套三频道切换的摆角接收控制装置；

优选地，上述的平台面上装设角度测量仪外还装设地磁场测量仪。

优选地，上述的平台面上装设的角度测量仪是三轴加速度计，装设的地磁场测量仪是三轴磁強计。

(2) 装设吊重载荷监测装置

①在起重机上装设吊重载荷检测器，并装设用于双机抬吊的、一套二频道遥控切换、遥控开关设于起重机操作室的将所测吊重载荷信号无线发射装置及在起重机操作室配套装设一套二频道切换的本机载荷接收控制装置与一套二频道切换的协同方载荷接收控制装置，或装设用于三机、双机抬吊的一套三频道遥控切换、遥控开关设于起重机操作室的将所测吊重载荷信号无线发射装置及在起重机操作室配套装设一套三频道切换的本机载荷接收控制装置与二套三频道切换的协同方载荷接收控制装置；

②在起重机操作室至少装设一套显示实时载荷比值的载荷比处理显示器，载荷比处理显示器的二个输入端分别与本机载荷接收控制装置的输出端及协同方载荷接收控制装置的输出端连接，二者输入信号依载荷比值=协同方载荷／本机载荷，经PC机处理在液晶显示器(LCD)上显示实时的载荷比值。

优选地，上述的载荷比处理显示器，且设有载荷比液晶显示与载荷比值超限声光报警优选地，为提高实时本机载荷与协同方载荷的可比性，在起重机与协同方起重机上均应装设相同的所述吊重载荷检测器，如在起重机上已采取在吊钩钩头端部的固定螺母和连接横梁之间装设垫环式称重传感器以构成吊重载荷检测器，则在协同方起重机上也采取在吊钩钩头端部的固定螺母和连接横梁之间装设垫环式称重传感器作为吊重载荷检测器。

依据吊装数学模型，受力明确双机抬吊载荷（抬吊力，下同）的超常变动，是二吊点连线的斜率偏离设计值，因而除了依据主机间吊重载荷比值操纵起重机实现载荷正常分配外，还可以监测被控主机二吊点连线的斜率实现载荷的正常分配，当所设计的二吊点连线（等高）呈水平时可以在被吊物体上水平装设无线单轴倾角仪，且满足其轴线与二吊点连线相平行，在起重机操作室装设与无线单轴倾角仪配套的姿态接收控制装置，通过监测二吊点连线的斜率实现载荷的正常分配，当二吊点连线不呈水平时仍可以在被吊物体上装设无线单轴倾角仪，在起重机操作室装设与无线单轴倾角仪配套的姿态接收控制装置，通过监测二吊点连线的斜率实现载荷的正常分配，这是因为旨在吊装中不改变二吊点连线的斜率，因吊装中二吊点连线在通过二吊点连线的铅垂面平移时，此时二吊点连线的水平线（二吊点连线的水平投影线，下同）也以相同的速度平移，故可以用单轴倾角测量仪，在满足其敏感轴与二吊点连线的水平线相平行条件下，水平装设于被吊物体上（此时二主机吊点连线斜率为设计值，倾角仪显示倾角0度），吊装中维持单轴倾角测量仪呈水平姿态（倾角0度，下同）以实现二吊点的同步提升与克服二吊连线的斜率偏离设计值。为此：

一种吊重摆角、吊重姿态协同方监测装置，用于起重机，其特点是：起重机上至少装设吊重摆角协同方监测装置与吊重姿态协同方监测装置二项装置中的一项装置，其中：

吊重摆角协同方监测装置包括

①增加起重机起升滑轮组动滑轮两侧护板长度尺寸，在所增长出的两侧护板内侧空置的位置上固定装设满足吊钩偏角0度时所设的平台面为水平面的平台，在所述的平台面上装设角度测量仪；

②在起重机起升滑轮组动滑轮护板内侧空置的位置上装设用于双机抬吊的一套二频道遥控切换、遥控开关设于起重机操作室的将所测吊重摆角信号无线发射装置及在起重机操作室配套装设二套二频道切换的摆角接收控制装置，或装设用于三机、双机抬吊的一套三频道遥控切换、遥控开关设于起重机操作室的将所测吊重摆角信号无线发射装置及在起重机操作室配套装设三套三频道切换的摆角接收控制装置；

优选地，上述的平台面上装设的角度测量仪是双轴角度传感器，装设的地磁场测量仪是双轴磁強计。

吊重姿态协同方监测装置包括

①在起重机操作室配备一套无线单轴倾角仪，当装设于被吊物体上无线单轴倾角仪的敏感轴线与被控二起重机吊点连线的水平线相平行，

②在起重机操作室装设与无线单轴倾角仪配套的姿态接收控制装置。

优选地，所述无线单轴倾角仪是具有磁性吸附固定且在两侧绞接与自重作用下，仪表面始终朝上自调方向的无线单轴倾角仪。

一种吊重摆角、吊重载荷或吊重姿态的监测方法，用于起重机，其特点是：

(1) 监测装置的启用

①当装设吊重摆角、吊重载荷监测装置，单机吊装时：通过设于起重机操作室的遥控开关启用吊重摆角无线发射装置占用一个频道，以及启用吊重载荷无线发射装置占用一个频道，同时只启用接收本机频道的摆角接收控制装置以及载荷接收控制装置，当起重机选作抬吊时：

每台起重机的监测装置分别通过设于起重机操作室的遥控开关启用吊重摆角无线发射装置以及吊重载荷无线发射装置，分别各佔用一个频道（即每台起重机分别各通过设于起重机操作室遥控吊重摆角无线发射装置的遥控切换开关，各佔用一个频道，分别各通过设于起重机操作室遥控吊重载荷无线发射装置的遥控切换开关，各佔用一个频道，当然吊重摆角无线发射装置的频道与吊重载荷无线发射装置的频道无关），设于起重机操作室的接收控制装置分别各除一套切换至本机频道，将本机吊重摆角、吊重载荷动态显示于本机操作室外，同时将接收协同方的摆角接收控制装置、载荷接收控制装置切换至协同方起重机频道，分别将协同

方吊重摆角、吊重载荷动态再显示于本机操作室

② 当装设吊重摆角、吊重姿态协同方监测装置，单机吊装时：通过设于起重机操作室的遥控开关佔用一个频道，只启用接收本机频道的摆角接收控制装置，起重机选作抬吊时：

每台起重机的吊重摆角监测装置分别通过设于起重机操作室的遥控开关各佔用一个频道，设于起重机操作室的接收控制装置除一套切换至本机频道，将本机吊重摆角动态显示于本机操作室外，将接收协同方的摆角接收控制装置切换至协同方起重机频道，将协同方吊重摆角动态再显示于本机操作室，同时将无线单轴倾角仪水平装设于被吊物体上,且满足单轴倾角仪的敏感轴线与被控二起重机吊点连线的水平线相平行（此时二起重机吊点连线斜率应为设计值，倾角仪显示倾角0度），并通过装设于起重机操作室的姿态接收控制装置显示实时吊重姿态；

(2)协同吊装的作法是：

①双主机抬吊或双主机滑移抬吊时，比较主机间吊重摆角操纵起重机实现垂直吊装，依主机间吊重载荷比值操纵起重机实现载荷正常分配，或监测主机吊点间连线斜率的单轴倾角仪操纵起重机使单轴倾角仪呈水平姿态实现载荷正常分配；

②主、辅机双机抬吊时，主、辅机均应以辅机显示的吊重摆角不大于允许值为前提操纵起重机实现垂直吊装；

③双主机单辅机抬吊时，主、辅机均应以辅机显示的吊重摆角不大于允许值为前提并比较主机间吊重摆角以操纵起重机实现垂直吊装，同时依主机间吊重载荷比值操纵起重机实现载荷正常分配，或监测主机吊点间连线斜率的单轴倾角仪操纵起重机使单轴倾角仪呈水平姿态实现载荷正常分配；

④ 控制三机载荷均衡抬吊时，比较三机间吊重摆角操纵起重机实现垂直吊装，同时确定一台为主动机二台为从动机，主动机提升时从动机使吊重载荷比值在设定区间内以操纵起重机实现载荷正常分配，或将同时接收二个单轴倾角仪吊重姿态的起重机作为主动机另二台为从动机，主动机提升时从动机使单轴倾角仪呈水平姿态即倾角在设定区间内以操纵起重机实现载荷正常分配。

一种起重机，其特点是，包括所述的吊重摆角、吊重载荷监测装置，或包括所述的吊重摆角、吊重姿态协同方监测装置，以及所述的吊重摆角、吊重载荷或吊重姿态的监测方法。

附图说明

图1起重机抬吊监控示意图

图2吊重摆角协同方显示框图

图3吊重载荷协同方显示框图

图4单轴倾角仪与U形架绞接示意图

本发明为防止斜吊、控制吊重偏摆和实现垂直吊装、尤其是为起重机提供一种既适用于单机吊装又适用于抬吊作业的吊重摆角、吊重载荷或吊重姿态的监测装置，和包括监测方法与装置的起重机，抬吊时只需在操作室通过频道切换经无线传输，将吊重摆角、吊重载荷或吊重姿态既显示于本机操作室，同时显示于协同方操作室，届时司机便可“知已知彼”依据屏幕上显示的抬吊双方吊重摆角动态，控制起重机消除吊重摆角实现垂直吊装，依据显示的实时吊重载荷比值或吊重姿态操纵起重机实现载荷的正常分配。本发明用于起重机，尤其适用于各种类型流动式或工程起重机。

具体实施方式

1一种吊重摆角、吊重载荷监测装置

(1)装设吊重摆角三轴加速度计监测装置

①首先将流动式起重机起升滑轮组动滑轮两侧护板尺寸各增长30公分，在护板下部仍保持固定一横梁，吊钩用螺母固定在横梁上，可沿钩柄（配有轴承）垂直轴线转动。从而拉大滑轮与吊钩钩头间距，提供了在护板内侧空置（该处及空间未被占用）的位置上装设检测装置的空间，同时为减轻周边強磁干扰以及有利于将所测信号无线发射，将动滑轮两侧护板改用玻璃钢制造。

②在护板内侧空置的位置上固定装设满足吊重摆角0度时所设的上、下二层平台面相平行且均为水平面的（无磁性）平台，在所述的下层平台面居中建立三轴直角坐标，装设微三轴加速度计，在所述的上层平台面居中建立三轴直角坐标，装设微三轴磁強计，且三轴磁強计与三轴加速度计的Z轴线位于一直线上，X、Y轴线相平行，并在另一侧护板内侧装设大容量电池对装置供电。

③在护板内侧空置的位置上装设一套二频道遥控切换、遥控开关设于本机操室的将所测吊重摆角信号无线发射的装置及在起重机操作室配套装设二套二频道切换的接收控制装置。

倾角X轴和Y轴与水平面的夹角，反映吊重摆角于X轴向和Y轴向分量，在吊钩缓慢运

动物体上安装的三轴加速度计的各轴测量值可近似认为是重力加速度g在各轴的分量，按照

空间矢量合成原理，X、Y轴的倾角α_x、α_y计算分别为：

式中：g_x、g_y、g_z为三轴MEMS加速度计的测量值

三轴磁強计可以输出立体空间内两两正交的3个轴的当前磁场強度值，磁強计通过测量地磁场強度确定吊钩平面旋转角，旋转角可以通过下式计算：

φ= arctan(Y_H)／(X_H)

式中： X_H、Y_H －磁強计读出的X、Y轴磁场強度。

现以初始角度取地磁北极方向，则可确定吊钩挂载后相对地磁北极方向的旋转角度（由于周边強磁干扰应对旋转角誤差补偿）用三轴MEMS加速度计，三轴微磁強计, 将所测信号处理无线发射的装置，包括信息处理模块使用单片机实现对传感器的信号采集和姿态解算，通过数传模块将信息发送

④在起重机操作室装设接收控制装置，包括通过相同的数传模块接收运动状态信息并控制液晶显示的接收控制装置。

因而可在起重机操作室显示实时的吊重摆角和（以地磁北极方向为初始角的）方位角，经观察设置于操作室的电子罗盘的刻度，方位自明。

(2)装设吊重载荷垫环式称重传感器监测装置

①首先在吊钩钩头端部的固定螺母和连接横梁之间装设特制的垫环式称重传感器，并利用已将起重机起升滑轮组动滑轮两侧护板尺寸各增长30公分，从而拉大滑轮与吊钩钩头间距，故可在护板内侧空置（该处及空间未被占用）的位置上装设一套二频道遥控切换的、遥控开关设于本机操室的将垫环式称重传感器输出无线发射的装置

②在起重机操作室配套装设一套二频道切换的本机载荷接收控制装置与一套二频道切换的协同方载荷接收控制装置，同时装设一套显示实时载荷比值的载荷比处理显示器，载荷比处理显示器的二个输入端分别与本机载荷接收控制装置及协同方载荷接收控制装置的输出端连接。

垫环式称重传感器将物体吊重转换成模拟电压信号，经数据采集板、放大、滤波、A／D转换成相应数字信号，经无线数据传输送到数据处理板，由屏幕显示，另一路输入载荷比处理显示器，经与协同方载荷输入比较，依载荷比值=协同方载荷／本机载荷，经PC机处理在液晶显示器(LCD)上显示实时的载荷比值，且设有载荷比液晶显示与载荷比值超限声光报警为提高实时本机载荷与协同方载荷的可比性，在起重机与协同方起重机上均应装设相同的所述吊重载荷检测器，由于在起重机上已采取在吊钩钩头端部的固定螺母和连接横梁之间装设垫环式称重传感器以构成吊重载荷检测器，故在协同方起重机上也采取在吊钩钩头端部的固定螺母和连接横梁之间装设垫环式称重传感器作为吊重载荷检测器

2一种吊重摆角、吊重姿态协同方监测装置

(1) 装设吊重摆角双轴角度传感器协同方监测装置

②在护板内侧空置的位置上固定装设满足吊重摆角0度时所设的上、下二层平台面相平行且均为水平面的（无磁性）平台，在所述的下层平台面居中建立十字直角坐标，装设检测所述的平台面相对于水平面二维倾角的MEMS双轴角度传感器，在所述的上层平台面居中建立十字直角坐标，装设双轴磁強计，且双轴磁強计与双轴角度传感器X、Y轴线相平行，并在另一侧护板内侧装设大容量电池对装置供电。

③ 在护板内侧空置的位置上装设一套二频道遥控切换的、遥控开关设于本机操室的将所测吊重摆角信号无线发射的装置及在起重机操作室配套装设二套二频道切换的接收控制装置。

双轴倾角无线采集主要由传感器模块，无线发射模块，无线接收模块，PC机4部分组成。传感器模块和无线发射模块（配天线）装设于动滑轮护板增长后的护板内侧上，无线接收模块（配天线）和PC机装设于起重机操作室。由于所述平台面与水平面间夹角数值上等于吊重摆角，

设起重机及吊重摆角其X 、Y轴向分量，分别为α、α_x、α_y ，则有：

(sinα)2= (sinα_x)2+ (sinα_y)2 又由于吊重摆角只在几度内检测控制，

如6度为0.1047 因而 (α_x)2+(α_y)2 ≈(α)2

磁強计通过测量地磁场強度确定吊钩平面旋转角，旋转角可以通过下式计算：

φ= arctan(Y_H)／(X_H)

式中： X_H、Y_H －磁強计读出的X、Y轴磁场強度。

现以初始角度取地磁北极方向，则可确定吊钩挂载后相对地磁北极方向的旋转角度,由于周边強磁干扰应对旋转角誤差补偿。

将所测信号处理无线发射的装置，包括信息处理模块使用单片机实现对传感器的信号采集通过数传模块将信息发送，在起重机操作室装设接收控制装置，包括通过相同的数传模块接收运动状态信息并控制液晶显示的接收控制装置。因而可在起重机操作室显示实时的吊重摆角和（以地磁北极方向为初始角的）方位角，经观察设置于操作室的电子罗盘的刻度，方位自明。

(2) 装设吊重姿态协同方监测装置

①在起重机操作室准备一套磁性吸附固定自调方向的无线单轴倾角仪，如图4所示，无线单轴倾角仪二端与磁吸固定U形架绞接，在回转绞与倾角仪（偏心）自重作用下，仪表面自调方向始终朝上，磁吸固定U形架在底部及前下侧向设有磁铁以便固定于被吊物体上

③当需要监测抬吊载荷分配时，将准备的磁性吸附固定自调方向无线单轴倾角仪水平装设于被吊物体上，且满足单轴倾角仪的敏感轴线与被控二起重机吊点连线的水平线相平行（此时二起重机吊点连线斜率应为设计值，倾角仪显示倾角0度）。

3另一种吊重摆角、吊重载荷监测装置

(1) 装设吊重摆角监测装置

①在起重机起升滑轮组动滑轮护板外侧上固定装设满足吊重摆角0度时所设的平台面为水平面的平台，在所述的平台面居中建立十字垂直坐标，装设数显双轴倾角仪

②同时在动滑轮护板外侧上装设一套二频道遥控切换、遥控开关设于本机操作室的将所测吊重摆角信号无线发射装置的无线摄像头，且将无线摄像头对准数显双轴倾角仪盘面;并在另一侧护板内侧装设大容量电池对装置供电。

③在起重机操作室配套装设二套二频道切换的摆角接收控制装置

(2)装设吊重载荷定滑轮座式传感器监测装置

①首先在起重机吊臂尾部的定滑轮与吊臂固定点间安装定滑轮座式传感器，同时在吊臂尾部装设一套二频道遥控切换、遥控开关设于本机操室的、将定滑轮座式传感器输出无线发射的装置

定滑轮座式传感器将物体吊重转换成模拟电压信号，经数据采集板、放大、滤波、A／D转换成相应数字信号，经无线数据传输送到数据处理板，由屏幕显示，另一路输入载荷比处理显示器，经与协同方载荷输入比较，依载荷比值=协同方载荷／本机载荷，经PC机处理在液晶显示器(LCD)上显示实时的载荷比值，且设有载荷比液晶显示与载荷比值超限声光报警为提高实时本机载荷与协同方载荷的可比性，在起重机与协同方起重机上均应装设相同的所述吊重载荷检测器，由于在起重机上已采取在起重机吊臂尾部的定滑轮与吊臂固定点间安装定滑轮座式传感器以构成吊重载荷检测器，故在协同方起重机上也采取在（起重机吊臂尾部）定滑轮与吊臂固定点间安装定滑轮座式传感器作为吊重载荷检测器

(1) 监测装置的启用

方吊重摆角、吊重载荷动态再显示于本机操作室

② 当装设吊重摆角、吊重姿态协同方监测装置，单机吊装时：通过设于起重机操作室的遥控开关佔用一个频道，只启用接收本机频道的摆角接收控制装置，起重机选作抬吊时：每台起重机的吊重摆角监测装置分别通过设于起重机操作室的遥控开关各佔用一个频道，设于起重机操作室的接收控制装置除一套切换至本机频道，将本机吊重摆角动态显示于本机操作室外，将接收协同方的摆角接收控制装置切换至协同方起重机频道，将协同方吊重摆角动态再显示于本机操作室，同时将无线单轴倾角仪水平装设于被吊物体上,且满足单轴倾角仪的敏感轴线与被控二起重机吊点连线的水平线相平行（此时二起重机吊点连线斜率应为设计值，倾角仪显示倾角0度），并通过装设于起重机操作室的姿态接收控制装置显示实时吊重姿态

(2)协同吊装的作法是：

④控制三机载荷均衡抬吊时，比较三机间吊重摆角操纵起重机实现垂直吊装，同时确定一台为主动机二台为从动机，主动机提升时从动机使吊重载荷比值在设定区间内以操纵起重机实现载荷正常分配，或将同时接收二个单轴倾角仪吊重姿态的起重机作为主动机另二台为从动机，主动机提升时从动机使单轴倾角仪呈水平姿态即倾角在设定区间内以操纵起重机实现载荷正常分配。

应当说明以上所述是本发明的优选实施方式1-4只是举例，对于本领域普通技术人员，按本发明所作出的若干更改和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种吊重摆角、吊重载荷监测装置，用于起重机，其特征是，

(1)装设吊重摆角监测装置：

①增加起重机起升滑轮组动滑轮两侧护板长度尺寸，在所增长出的两侧护板内侧空置的位置上固定装设满足吊重摆角0o时所设的平台面为水平面的平台，在所述的平台面上装设角度测量仪；

②在起重机起升滑轮组动滑轮护板上或在增加动滑轮两侧护板长度尺寸后的护板内侧上装设一套二频道遥控切换的、遥控开关设于起重机操作室的将所测吊重摆角信号无线发射的装置及在起重机操作室配套装设二套二频道切换的接收显示吊重摆角的摆角接收控制装置；或

在所述的护板内侧上装设一套三频道遥控切换的、遥控开关设于起重机操作室的将所测吊重摆角信号无线发射的装置及在起重机操作室配套装设三套三频道切换的接收显示吊重摆角的摆角接收控制装置；

(2) 装设吊重载荷监测装置：

①在起重机上装设吊重载荷检测器，同时装设一套二频道遥控切换的、遥控开关设于起重机操作室的将所测吊重载荷信号无线发射的装置及在起重机操作室配套装设一套二频道切换的本机载荷接收控制装置与一套二频道切换的协同方载荷接收控制装置；或

在起重机上装设吊重载荷检测器，同时装设一套三频道遥控切换、遥控开关设于起重机操作室的将所测吊重载荷信号无线发射的装置及在起重机操作室配套装设一套三频道切换的本机载荷接收控制装置与二套三频道切换的协同方载荷接收控制装置；

②在起重机操作室至少装设一套显示实时载荷比值的载荷比处理显示器，载荷比处理显示器的二个输入端分别与本机载荷接收控制装置及协同方载荷接收控制装置的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的吊重摆角、吊重载荷监测装置，其特征是，在所述的平台面上装

设角度测量仪外还装设地磁场测量仪，同时在起重机操作室显示实时的吊重摆角和方位角。

3.根据权利要求2所述的吊重摆角、吊重载荷监测装置，其特征是，在所述的平台面上装设的角度测量仪是三轴加速度计，装设的地磁场测量仪是三轴磁強计。

4.根据权利要求1所述的吊重摆角、吊重载荷监测装置，其特征是，在起重机与协同方起重机上均装设相同类型的所述吊重载荷检测器。

5.根据权利要求1所述的吊重摆角、吊重载荷监测装置，其特征是，所述的载荷比处理显示器，设有载荷比液晶显示。

6.一种吊重摆角、吊重姿态协同方监测装置，用于起重机，其特征是，起重机上装设吊重摆角协同方监测装置与吊重姿态协同方监测装置，其中，

吊重摆角协同方监测装置包括：

②在所增长出的动滑轮护板内侧空置的位置上装设一套二频道遥控切换的、遥控开关设于起重机操作室的将所测吊重摆角信号无线发射的装置及在起重机操作室配套装设二套二频道切换的接收显示吊重摆角及方位角的摆角接收控制装置；或

在所述的护板内侧空置的位置上装设一套三频道遥控切换的、遥控开关设于起重机操作室的将所测吊重摆角信号无线发射的装置及在起重机操作室配套装设三套三频道切换的接收显示吊重摆角及方位角的摆角接收控制装置；

吊重姿态协同方监测装置包括：

①在起重机操作室预备一套无线单轴倾角仪，当装设于被起吊物体上时，无线单轴倾角仪的敏感轴线应与被控二起重机吊点连线的水平投影线相平行；

7.根据权利要求6所述的吊重摆角、吊重姿态协同方监测装置，其特征是，在所述的平

台面上装设角度测量仪外还装设地磁场测量仪，同时可在起重机操作室显示实时的吊重摆角

和方位角。

8.根据权利要求7所述的吊重摆角、吊重姿态协同方监测装置，其特征是，在所述的平台面上装设的角度测量仪是双轴角度传感器，装设的地磁场测量仪是双轴磁強计。

9.根据权利要求6所述的吊重摆角、吊重姿态协同方监测装置，其特征是，所述无线单轴倾角仪是具有磁性吸附固定且在绞接与自重作用下，仪表面始终朝上自调方向的无线单轴倾角仪。

10.一种吊重摆角、吊重载荷或吊重姿态的监测方法，用于起重机，其特征是，

(1) 监测装置的启用：

①当装设吊重摆角、吊重载荷监测装置，单机吊装时，通过设于起重机操作室的遥控开关

启用吊重摆角无线发射装置占用一个频道，以及启用吊重载荷无线发射装置占用一个频道，同时只启用接收本机频道的摆角接收控制装置以及载荷接收控制装置；

当起重机选作抬吊时，每台起重机的监测装置分别通过设于起重机操作室的遥控开关启用吊重摆角无线发射装置以及吊重载荷无线发射装置，分别各占用一个频道；设于起重机操作室的接收控制装置分别各除一套切换至本机频道，将本机吊重摆角、吊重载荷动态显示于本机操作室外，同时将接收协同方的摆角接收控制装置、载荷接收控制装置切换至协同方起重机频道，分别将协同方吊重摆角、吊重载荷动态再显示于本机操作室；

② 当装设吊重摆角、吊重姿态协同方监测装置，单机吊装时，通过设于起重机操作室的遥控开关占用一个频道，只启用接收本机频道的摆角接收控制装置；

起重机选作抬吊时，每台起重机的吊重摆角协同方监测装置分别通过设于起重机操作室的遥控开关各占用一个频道；设于起重机操作室的接收控制装置除一套切换至本机频道，将本机吊重摆角动态显示于本机操作室外，将接收协同方的摆角接收控制装置切换至协同方起重机频道，将协同方吊重摆角动态再显示于本机操作室；采用吊重姿态监测时，将无线单轴倾角仪水平装设于被吊物体上,且满足单轴倾角仪的敏感轴线与被控二机吊点连线的水平线相平行，控制二机载荷正常分配时装设一个无线单轴倾角仪，控制三机载荷正常分配时装设二个无线单轴倾角仪，并通过装设于起重机操作室的姿态接收控制装置显示实时吊重姿态；

(2)协同吊装的作法是：

③双主机单辅机抬吊时，主、辅机均应以辅机显示的吊重摆角不大于允许值为前提并比较主机间吊重摆角以操纵起重机实现垂直吊装；同时依主机间吊重载荷比值操纵起重机实现载荷正常分配，或监测主机吊点间连线斜率的单轴倾角仪操纵起重机使单轴倾角仪呈水平姿态实现载荷正常分配；

④控制三机载荷均衡抬吊时，比较主机间吊重摆角操纵起重机实现垂直吊装；同时确定一台为主动机二台为从动机，主动机提升时从动机使吊重载荷比值在设定区间内以操纵起重机实现载荷正常分配；或将同时接收二个单轴倾角仪吊重姿态的起重机作为主动机另二台为从动机，主动机提升时从动机使单轴倾角仪呈水平姿态即倾角在设定区间内以操纵起重机实现载荷正常分配。

11.一种起重机，其特征是，包括权利要求1-5任一项所述的吊重摆角、吊重载荷监测装置，或包括权利要求6-9任一项所述的吊重摆角、吊重姿态协同方监测装置，或权利要求10所述的吊重摆角、吊重载荷或吊重姿态的监测方法。