CN103332599A - 用于监测起重机起重臂侧向位移的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种用于监测起重机起重臂臂端侧向位移的装置及其方法。包括激光发射单元、激光接收单元、处理单元，其中激光发射单元安装于起重臂的一端，激光接收单元安装于起重臂的另一端，且激光接收单元能接收激光发射单元的信号，激光接收单元的信号输出端与处理单元的信号输入端连接，处理单元处理激光接收单元传输来的信号。本发明用于监测起重机起重臂臂端侧向位移的装置结构简单，实时性强。本发明克服场地、环境对人工目测所带来的不利影响，提高了吊装搬运货物作业的安全性。本发明的用于监测起重机起重臂臂端侧向位移的方法操作方便，测量精度高。

Description

用于监测起重机起重臂侧向位移的装置及其方法

技术领域

本发明是一种用于监测起重机起重臂侧向位移的装置及其方法，属于用于监测起重机起重臂侧向位移的装置及方法的创新技术。

背景技术

起重机作为一种吊装搬运货物的特种装置，具有使用范围广、作业环境复杂、安全使用要求高的特点。起重机使用不当会造成的重大事故，带来财产损失和人员伤亡。起重机使用不当造成的重大事故，一方面可能是由于使用者操作和管理不规范等原因造成的，另一方面则主要是由于起重机吊装过程中的工作状况监控缺失造成的。目前，国内起重机上一般只安装了起重力矩限制器和起重量限制器。而所发生的事故说明，光靠这两个指标的监控是远远不够的，影响起重机工况的还包括吊钩的偏摆、起重臂的偏斜、起重机的水平姿态以及风速等因素。

作业中可以通过对起重机起重臂端部的位移进行实时动态测量，实现起重机起重臂偏斜度的监测，让司机能迅速判断作业的安全状态而作出正确处置，避免危险的发生。常规的技术手段有熟练的起重作业人员的目测和专门人员使用经纬仪或全站仪的观测。起重作业人员的目测精度很低，并且往往不能及时作出判断；专门人员的经纬仪或全站仪观测，存在需前期准备、判断时间长、工作量大、造价高、使用不方便的不足，并且一般不能很好的实现动态测量。先进的全自动全站仪虽然能实现远处目标位置的高精度动态测量，但构造复杂、造价高、仪器工作环境要求高、司机需通过专门人员研读仪器数据报告后才能获取信息，不适宜作为普遍使用的监测装置。

 目前还没有应用于在起重机作业时实时动态检测起重臂臂端侧向位移的监测装置。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种结构简单，实时性强的用于监测起重机起重臂臂端侧向位移的装置。本发明克服场地、环境对人工目测所带来的不利影响，提高了吊装搬运货物作业的安全性。

本发明的另一目的在于提供一种操作方便，测量精度高的用于监测起重机起重臂臂端侧向位移的方法。

本发明的技术方案是：本发明用于监测起重机起重臂臂端侧向位移的装置, 包括激光发射单元、激光接收单元、处理单元，其中激光发射单元安装于起重臂的一端，激光接收单元安装于起重臂的另一端，且激光接收单元能接收激光发射单元的信号，激光接收单元的信号输出端与处理单元的信号输入端连接，处理单元处理激光接收单元传输来的信号。

本发明用于监测起重机起重臂臂端侧向位移的方法，包括如下步骤：

1） 2个激光发射单元安装在起重臂靠近驾驶室的端部，对称固定在臂架外部的两侧，激光发射单元往复机构摆动角的平分线平行于臂架的纵向轴线，2个激光接受单元安装在起重臂远离驾驶室的端部，对称固定在臂架表面两侧，垂直于臂架的纵向轴线并和激光发射单元相对，能被激光发射单元发射的激光照射到，处理单元安装在驾驶室，能接收激光接受单元传输的信号数据；

2） 往复机构连续工作，使激光发生器以每秒5次的周期摆动，周期摆动的激光发生器发出的激光在空间上形成时间上接续的1个扇形面，并以每秒10次的频率照射到照射角范围内的激光接收单元；

3）激光接收单元的感光元件的感光面长度方向垂直于周期摆动的激光发射器发出的激光形成的扇形面，感光方向与激光照射方向相对，感光元件的长度大于起重臂臂端侧向位移的距离范围，调节激光的照射范围角度，使装置在起重机工作状态下起重臂发生向下或向上的较大范围的挠曲时，激光发射器发射的激光总能反复照射到激光接收单元的感光元件；

4）在起重臂的臂端发生侧向位移时，固定在起重臂端部臂架表面的激光接收单元的感光元件也发生同样的侧向位移，由于起重臂的臂端相对于另一端发生了位移，而安装在起重臂另一端的激光发射器发射的激光仍然在原来的方位反复照射，于是激光在感光元件的照射位置发生了和起重臂臂端侧向位移长度相同而方向相反的位移，激光照射到激光接收单元的感光元件的不同位置上，通过测量照射到激光接收单元的感光元件的激光位置变化量，就可以测量起重臂臂端的侧向位移量。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种起重机作业中对起重臂臂端横向位移进行实时测量的装置和方法，解决了起重机作业时起重臂臂端横向位移没法方便地进行监测的难题，更有利于对起重臂臂端偏斜进行监测。与现有的熟练起重作业人员目测方法相比较，测量精度高，实时性强，并且克服场地、环境对人工目测所带来的不利影响，提高了吊装搬运货物作业的安全；与专门人员使用经纬仪或全站仪相比较，测量精度不低能满足监测需要，司机能方便快捷获取信息，成本低，对起重臂臂端偏斜进行监测，发现危险情况，让司机能避免或减少实际中斜拉斜吊情况的发生。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的用于监测起重机起重臂臂端侧向位移的装置及其方法。

附图说明

图1是本发明的在起重机正面装设示意图。

图2是本发明的起重机侧向装设示意图

图3是本发明的激光发射单元结构示意图。

图4是本发明的激光接收单元结构截面示意图。

具体实施方式

实施例：

本发明的结构示意图如图1所示，包括激光发射单元1、激光接收单元2、处理单元，其中激光发射单元1安装于起重臂4的一端，激光接收单元2安装于起重臂4的另一端，且激光接收单元2能接收激光发射单元1的信号，激光接收单元2的信号输出端与处理单元的信号输入端连接，处理单元处理激光接收单元2传输来的信号，实时计算出起重机起重臂臂端侧向位移量。

上述激光发射单元1能持续反复发射单色的固定波长的激光，激光接收单元2在激光发射单元1摆动的1个周期内能接收2次激光发射单元1的信号。

上述激光发射单元1安装于起重臂4一端靠近驾驶室的臂架外侧面，激光接收单元2安装于起重臂4另一端靠近起升定滑轮轴的臂架端部的外侧面；上述处理单元安装于驾驶室或起重臂4上。

上述激光发射单元1包括有激光发射器5、运动机构6、防护机壳7，其中运动机构6装设在防护机壳7内，激光发射器5装设运动机构6上，运动机构6的摆动方向位于铅锤面上，激光接收单元2在几何上相交于运动机构6的摆动角Q内部所含的平面，相交位置在激光接收单元2的端部。

优选的，激光接收单元2在几何上相交于运动机构6的摆动角Q内部所含的平面，相交位置在激光接收单元2的中部。感光元件长度是测量范围的2倍。

上述运动机构6可为旋转运动机构，旋转运动机构由直流或交流电动机、转动盘、安装座、轴承座、接线端子、导电机构组成，轴承座、电动机安装在防护机壳7上，电动机的输出轴连接转动盘，转动盘安装在轴承座上，轴承座固定在防护机壳7上，接线端子安装在防护机壳7上。激光器和准直光学系统组成激光发射器5。接线端子连接电动机和激光器的外部输入电源。导电机构传输接线端子输送来的激光器电源到转动的激光器上。激光器安装在旋转机构的安装座上，激光器的光轴与电动机的输出轴垂直，形成由所有单色激光光线组成的平面；防护机壳7能遮蔽激光发射器5发射的部分激光光线。旋转运动机构的电动机通电转动时将电动机的扭矩传输到旋转运动机构，旋转运动机构的转动轴转动时带动安装在转动轴上的安装座连同激光发射器一起转动。通过防护机壳遮蔽激光发射器发射的部分激光光线，控制激光的照射范围角，形成由激光发生器发出的一个激光光线扇形面。

另外，上述运动机构6也可为往复运动机构，往复运动机构由电动机、传动机构和往返摆动机构组成，激光发射器5安装在往返摆动机构上，传动机构输出轴连接往返摆动机构的输入轴，激光发射器安装在往复运动机构的安装座上，往返摆动机构的摆动角度和激光器的摆动角度相同。工作时，往复运动机构的电动机带动传动机构使往复运动机构动作，激光发射器光轴和往复运动机构的摆动面重合，形成由激光发生器发出的一个激光光线扇形面。往返摆动机构的摆动角度就是激光的照射范围角度。

上述激光接收单元2包括有色有机玻璃板8、带通滤光板9、感光元件10、接收电路模块11、机壳12，其中有色有机玻璃板8装设在机壳12的一端，且有色有机玻璃板8与激光发射单元1的发射方向相对，感光元件10装设在机壳12的另一端，带通滤光板9装设在有色有机玻璃板8与感光元件10之间，感光元件10的信号输出端与接收电路模块11的信号输入端连接，接收电路模块11装设在机壳12上。在激光入射光路的前进方向，激光将依次通过有色有机玻璃板8、带通滤光板9，最后照射到感光元件10上。

本实施例中，选择有色有机玻璃板8的颜色和单色激光3的颜色相同，能屏蔽其它颜色的光线；带通滤光板9的通过频率与单色激光3的频率相近，能让单色激光3无损通过而滤除带通频率范围外的大部分频率的其它光线；机壳12起固定和防水防尘作用，而不会遮蔽入射激光3；激光接受单元的感光元件10选取对入射激光3频率敏感的光敏二极管，即光敏二极管的敏感光频段和入射激光3的频率相匹配。通过这些手段，激光接收单元2就能且仅能接收激光发射单元1发射来的激光，使感光元件10上激光照射的位移信息能被感光元件可靠且唯一的敏感，不受其它光线的干扰。

上述激光发射单元1设有2个，2个激光发射单元1安装在起重臂4靠近驾驶室的端部，对称固定在臂架外部的两侧，激光发射单元1往复机构摆动角的平分线平行于臂架的纵向轴线，激光接受单元2也相应设有2个，2个激光接受单元2安装在起重臂4远离驾驶室的端部，对称固定在臂架表面两侧，垂直于臂架的纵向轴线并和激光发射单元1相对，能被激光发射单元1发射的激光照射到，处理单元安装在驾驶室，能接收激光接受单元传输的信号数据。

本发明用于监测起重机起重臂臂端侧向位移的方法，包括如下步骤：

1） 2个激光发射单元1安装在起重臂4靠近驾驶室的端部，对称固定在臂架外部的两侧，激光发射单元1往复机构摆动角的平分线平行于臂架的纵向轴线，2个激光接受单元2安装在起重臂4远离驾驶室的端部，对称固定在臂架表面两侧，垂直于臂架的纵向轴线并和激光发射单元1相对，能被激光发射单元1发射的激光照射到，处理单元安装在驾驶室，能接收激光接受单元传输的信号数据；

2） 往复机构6连续工作，使激光发生器5以每秒5次的周期摆动，周期摆动的激光发生器5发出的激光3在空间上形成时间上接续的1个扇形面，并以每秒10次的频率照射到照射角范围内的激光接收单元2；

3）激光接收单元2的感光元件10的感光面长度方向垂直于周期摆动的激光发射器5发出的激光3形成的扇形面，感光方向与激光照射方向相对，感光元件的长度大于起重臂臂端侧向位移的距离范围，调节激光的照射范围角度，使装置在起重机工作状态下起重臂4发生向下或向上的较大范围的挠曲时，激光发射器5发射的激光总能反复照射到激光接收单元2的感光元件10；

4）在起重臂4臂端发生侧向位移时，固定在起重臂4端部臂架表面的激光接收单元2的感光元件10也发生同样的侧向位移，由于起重臂4臂端相对于另一端发生了位移，而安装在起重臂4另一端的激光发射器1发射的激光3仍然在原来的方位反复照射，于是激光3在感光元件10的照射位置发生了和起重臂臂端侧向位移长度相同而方向相反的位移，激光照射到激光接收单元2的感光元件10的不同位置上，通过测量照射到激光接收单元2的感光元件10的激光3的位置变化量，就可以测量起重臂臂端的侧向位移量。

上述监测装置在起重机位于平地无风环境下空载工况，起重臂臂端未发生偏斜时，调整激光发射单元使激光光轴在起重臂纵向中心面上，此时激光接收单元所接收并由处理单元计算出的位置，作为测量初始位置；上述在起重机作业时且起重臂臂端发生偏斜时，监测装置输出的入射光中心位置和测量初始位置的差值就是起重臂臂端的侧向位移值。

上述激光接受单元的感光元件10选取对入射激光频率敏感的感光元件,可以选择由光敏二极管组成的光敏二极管阵列,也可以选择由硅光电池组成的硅光电池阵列。

本实施例中，上述激光接受单元的感光元件10是3行×300列的激光接收阵列，有效感光范围长900mm，其制作方法如下：

 将直径为3mm的圆截面光敏二极管在印刷线路板上一只挨着一只布置100只，排成1行100列的由光敏二极管组成的感光配件，将3个感光配件在感光元件的宽度方向拼接形成感光组件，将3个感光配件在感光元件的长度方向拼接形成感光元件；其具体连线方法如下： 

1）光敏二极管的阳极的连接电源负极；

2）按照顺序将所有列的光敏二极管编号，依次为1、2、3……299、300；

3）将第1行所有列的二极管依次序由小至大，每8个编成1小组，即1、2、3……8为第1小组，9、10、11……16为第2小组，一直编到第8小组；由第9小组开始，仍然是第1行每8列光敏二极管编成1小组，但是组号变为第1小组，然后依次第2小组、第3小组等等直到第8小组，如此反复将第1行所有列二极管编组，如果最后1个小组不足8个光敏二极管，则仍然编成1个小组；即小组顺序号采用八进制编排并且产生的进位不计算和累加，小组顺序号的值用变量x₁表示，如表1所示；每个小组的阴极并联处电连接点的信号经调理后引出1个信号输出点，每个小组的阴极并联点串联负载电阻后连接至电源正极。 

表1

4) 将第2行的与第1行第1小组第1列光敏二极管同列的光敏二极管、第2行的与第1行第2小组第1列光敏二极管同列的光敏二极管、第2行的与第1行第3小组第1列光敏二极管同列的光敏二极管……第2行的与第1行第38小组第1列光敏二极管同列的光敏二极管一起编成1个大组，为第1大组；将第2行的与第1行第1小组第2列光敏二极管同列的光敏二极管、第2行的与第1行第2小组第2列光敏二极管同列的光敏二极管、第2行的与第1行第3小组第2列光敏二极管同列的光敏二极管……第2行的与第1行第38小组第2列光敏二极管同列的光敏二极管一起编成1个大组，为第2大组；……第2行所有列的光敏二极管共可以编成8个大组；每个大组的阴极并联处电连接点的信号经调理后引出1个信号输出点，每个大组的阴极并联处串联负载电阻后连接至电源正极;大组顺序号的值用变量x₀表示；

5）第3行的光敏二极管对应第3步的所有小组由第1小组起，按照由小到大顺序将第3行的光敏二极管按每8个小组编为1个中组，其顺序号从1开始，依次递增，则共有5个中组；每个中组的阴极并联处电连接点的信号经调理后引出1个信号输出点，每个中组的阴极并联处串联负载电阻后连接至电源正极；中组顺序号的值用变量x₂表示；

6）光敏二极管供电使用直流电源，光敏二极管受照射后，将引起电连接点的电信号输出变化；光敏二极管无激光照射时，电连接点输出高电位信号；光敏二极管受激受照射触发时，电连接点输出低电位信号。

上述处理单元有足够的通用数字输入引脚，每1根引脚和激光接收单元2的接收电路模块11的每1个信号输出点连接；激光接收单元2的接收电路模块11的所有信号输出点都有和其连接的处理单元的通用数字输入引脚，形成一对一的关系；

一种情况是入射激光到达感光元件时始终只有1列光敏二极管接收到入射激光信号，那么该列光敏二极管的位置可按如下公式计算：

y=（x₂-1）×8²+（x₁-1）×8+x₀    

    y值表示光敏二极管在光接收元件的位置编号；

另一种情况是接收到入射光信号的光敏二极管多于2列而少于7列时，变量x₀、x₁、x₂取值需要对算法进行深入设计；

假定接收到入射光信号的光敏二极管为g列，通过调整光敏二极管的直径和入射激光束的直径，使得g<8；由于接收到入射光信号的光敏二极管在物理电路上是连续排列的，所以变量y的值也是连续的并且为g个，由小至大记为y₁、y₂、y₃……y_g-1、y_g；

x₀的取值为最多为7个，其数值可能是连续递增的，也可能是间断的，由小至大记为x₀₁、x₀₂、x₀₃……x_0h-1、x_0h；实际使用时的情况下，一般x₂取值只有1种可能，记为x₂₁；x₁取值有2种可能，记为x₁₁、x₁₂；

首先计算y的最小值，

如果x₁取值只有1个，则最小值为y_min=（x₂₁-1）×8²+（x₁₁-1）×8+x₀₁；

如果x₁取值有2个，则计算所有可能的y值；最小值y_min为计算出的y中，能够以1为递增且连续排列的g个为一组的数中，最小的那个，同时按照y₂=y_min+1、y₃=y_min+2……y_g-1=y_min+g-2、y_g=y_min+g-1确定y₂、y₃……y_g-1、y_g；所有y值计算出来后就可以计算它们的平均值，从而得出入射光的中心位置。

 

本实施例中，工作原理如下：将激光发射单元安装在起重臂靠近驾驶室的端部，还可以固定在臂架外部的侧面，发射的激光光轴大约平行于臂架纵向轴线。相应地激光接受单元安装在起重臂远离驾驶室的端部，固定在臂架外部的侧面，可被激光发射单元发射的激光照射到。

优选的，将激光发射单元安装在起重臂靠近驾驶室的端部，固定在臂架外部的上表面中间或下表面中间，发射的激光光轴大约平行于臂架纵向轴线。激光接受单元安装在起重臂远离驾驶室的端部，相应地固定在臂架外部的上表面中间或下表面中间，可被激光发射单元发射的激光照射到。处理单元安装在驾驶室，能接收激光接受单元传输的信号数据。

另外，调整激光接受单元感光元件的感光面长度方向垂直于激光发生器发出的激光光线扇形面，感光方向正对激光来射方向。感光元件的长度大于起重臂臂端侧向位移的距离范围。调节激光的照射范围角度，使装置在工作状态下，激光发射器发射的激光总能反复照射到激光接收单元的感光元件。

在起重臂臂端发生侧向位移时，固定在起重臂端部臂架表面的激光接收单元的感光元件也发生同样的侧向位移，两者的位移量非常相近，在监测用途的精度上可以认为是相等的。由于起重臂臂端相对于另一端发生了位移，而安装在起重臂另一端的激光发射器发射的激光仍然在固定的方位反复照射，于是激光在感光元件的照射位置发生了和起重臂臂端侧向长度相同而方向相反的位移，激光照射到激光接收单元感光元件的不同位置上。通过测量照射到激光接收单元感光元件的激光位置的变化量，就可以测量起重臂臂端的侧向位移情况。

Claims (10)

1.一种用于监测起重机起重臂臂端侧向位移的装置，其特征在于包括激光发射单元、激光接收单元、处理单元，其中激光发射单元安装于起重臂的一端，激光接收单元安装于起重臂的另一端，且激光接收单元能接收激光发射单元的信号，激光接收单元的信号输出端与处理单元的信号输入端连接，处理单元处理激光接收单元传输来的信号。

2.根据权利要求1所述的用于监测起重机起重臂臂端侧向位移的装置，其特征在于上述激光发射单元能持续反复发射单色的固定波长的激光，激光接收单元在激光发射单元摆动的1个周期内能接收2次激光发射单元的信号。

3.根据权利要求1所述的用于监测起重机起重臂臂端侧向位移的装置，其特征在于上述激光发射单元安装于起重臂一端靠近驾驶室的臂架外侧面，激光接收单元安装于起重臂另一端靠近起升定滑轮轴的臂架端部的外侧面；上述处理单元安装于驾驶室或起重臂上。

4.根据权利要求1所述的用于监测起重机起重臂臂端侧向位移的装置，其特征在于上述激光发射单元包括有激光发射器、运动机构、防护机壳，其中运动机构装设在防护机壳内，激光发射器装设在运动机构上，运动机构的摆动方向位于铅锤面上，激光接收单元在几何上相交于运动机构的摆动角Q内部所含的平面。

5.根据权利要求1所述的用于监测起重机起重臂臂端侧向位移的装置，其特征在于上述激光接收单元包括有色有机玻璃板、带通滤光板、感光元件、接收电路模块、机壳，其中有色有机玻璃板装设在机壳的一端，且有色有机玻璃板与激光发射单元的发射方向相对，感光元件装设在机壳的另一端，带通滤光板装设在有色有机玻璃板与感光元件之间，感光元件的信号输出端与接收电路模块的信号输入端连接，接收电路模块装设在机壳上。

6.根据权利要求1至5任一项所述的用于监测起重机起重臂臂端侧向位移的装置，其特征在于上述激光发射单元设有2个，2个激光发射单元安装在起重臂靠近驾驶室的端部，对称固定在臂架外部的两侧，激光发射单元往复机构摆动角的平分线平行于臂架的纵向轴线，激光接受单元也相应设有2个，2个激光接受单元安装在起重臂远离驾驶室的端部，对称固定在臂架表面两侧，垂直于臂架的纵向轴线并和激光发射单元相对，能被激光发射单元发射的激光照射到，处理单元安装在驾驶室，能接收激光接受单元传输的信号数据。

7.一种根据权利要求6所述的用于监测起重机起重臂臂端侧向位移的方法，其特征在于包括如下步骤：

1） 2个激光发射单元安装在起重臂靠近驾驶室的端部，对称固定在臂架外部的两侧，激光发射单元往复机构摆动角的平分线平行于臂架的纵向轴线，2个激光接受单元安装在起重臂远离驾驶室的端部，对称固定在臂架表面两侧，垂直于臂架的纵向轴线并和激光发射单元相对，能被激光发射单元发射的激光照射到，处理单元安装在驾驶室，能接收激光接受单元传输的信号数据；

2） 往复机构连续工作，使激光发生器以每秒5次的周期摆动，周期摆动的激光发生器发出的激光在空间上形成时间上接续的1个扇形面，并以每秒10次的频率照射到照射角范围内的激光接收单元；

3）激光接收单元的感光元件的感光面长度方向垂直于周期摆动的激光发射器发出的激光形成的扇形面，感光方向与激光照射方向相对，感光元件的长度大于起重臂臂端侧向位移的距离范围，调节激光的照射范围角度，使装置在起重机工作状态下起重臂发生向下或向上的较大范围的挠曲时，激光发射器发射的激光总能反复照射到激光接收单元的感光元件；

4）在起重臂的臂端发生侧向位移时，固定在起重臂端部臂架表面的激光接收单元的感光元件也发生同样的侧向位移，由于起重臂的臂端相对于另一端发生了位移，而安装在起重臂另一端的激光发射器发射的激光仍然在原来的方位反复照射，于是激光在感光元件的照射位置发生了和起重臂臂端侧向位移长度相同而方向相反的位移，激光照射到激光接收单元的感光元件的不同位置上，通过测量照射到激光接收单元的感光元件的激光位置变化量，就可以测量起重臂臂端的侧向位移量。

8.根据权利要求1所述的用于监测起重机起重臂臂端侧向位移的装置及其方法，其特征在于上述监测装置在起重机位于平地无风环境下空载工况，起重臂臂端未发生偏斜时，调整激光发射单元使激光光轴在起重臂纵向中心面上，此时激光接收单元所接收并由处理单元计算出的位置，作为测量初始位置；上述在起重机作业时且起重臂臂端发生偏斜时，监测装置输出的入射光中心位置和测量初始位置的差值就是起重臂臂端的侧向位移值。

9.根据权利要求1所述的用于监测起重机起重臂臂端侧向位移的装置及其方法，其特征在于上述感光元件是3行×300列的激光接收阵列，有效感光范围长900mm，其制作方法如下：

 将直径为3mm的圆截面光敏二极管在印刷线路板上一只挨着一只布置100只，排成1行100列的由光敏二极管组成的感光配件，将3个感光配件在感光元件的宽度方向拼接形成感光组件，将3个感光配件在感光元件的长度方向拼接形成感光元件；其具体连线方法如下： 

1）光敏二极管的阳极的连接电源负极；

2）按照顺序将所有列的光敏二极管编号，依次为1、2、3……299、300；

3）将第1行所有列的二极管依次序由小至大，每8个编成1小组，即1、2、3……8为第1小组，9、10、11……16为第2小组，一直编到第8小组；由第9小组开始，仍然是第1行每8列光敏二极管编成1小组，但是组号变为第1小组，然后依次第2小组、第3小组等等直到第8小组，如此反复将第1行所有列二极管编组，如果最后1个小组不足8个光敏二极管，则仍然编成1个小组；即小组顺序号采用八进制编排并且产生的进位不计算和累加，小组顺序号的值用变量x₁表示；每个小组的阴极并联处电连接点的信号经调理后引出1个信号输出点，每个小组的阴极并联点串联负载电阻后连接至电源正极；

4)将第2行的与第1行第1小组第1列光敏二极管同列的光敏二极管、第2行的与第1行第2小组第1列光敏二极管同列的光敏二极管、第2行的与第1行第3小组第1列光敏二极管同列的光敏二极管……第2行的与第1行第38小组第1列光敏二极管同列的光敏二极管一起编成1个大组，为第1大组；将第2行的与第1行第1小组第2列光敏二极管同列的光敏二极管、第2行的与第1行第2小组第2列光敏二极管同列的光敏二极管、第2行的与第1行第3小组第2列光敏二极管同列的光敏二极管……第2行的与第1行第38小组第2列光敏二极管同列的光敏二极管一起编成1个大组，为第2大组；……第2行所有列的光敏二极管共可以编成8个大组；每个大组的阴极并联处电连接点的信号经调理后引出1个信号输出点，每个大组的阴极并联处串联负载电阻后连接至电源正极;大组顺序号的值用变量x₀表示；

5）第3行的光敏二极管对应第3步的所有小组由第1小组起，按照由小到大顺序将第3行的光敏二极管按每8个小组编为1个中组，其顺序号从1开始，依次递增，则共有5个中组；每个中组的阴极并联处电连接点的信号经调理后引出1个信号输出点，每个中组的阴极并联处串联负载电阻后连接至电源正极；中组顺序号的值用变量x₂表示；

6）光敏二极管供电使用直流电源，光敏二极管受照射后，将引起电连接点的电信号输出变化；光敏二极管无激光照射时，电连接点输出高电位信号；光敏二极管受激受照射触发时，电连接点输出低电位信号。

10.根据权利要求1所述的用于监测起重机起重臂臂端侧向位移的装置及其方法，其特征在于上述处理单元有足够的通用数字输入引脚，每1根引脚和激光接收单元2的接收电路模块11的每1个信号输出点连接；激光接收单元2的接收电路模块11的所有信号输出点都有和其连接的处理单元的通用数字输入引脚，形成一对一的关系；

一种情况是入射激光到达感光元件时始终只有1列光敏二极管接收到入射激光信号，那么该列光敏二极管的位置可按如下公式计算：

y=（x₂-1）×8²+（x₁-1）×8+x₀    

    y值表示光敏二极管在光接收元件的位置编号；

另一种情况是接收到入射光信号的光敏二极管多于2列而少于7列时，变量x₀、x₁、x₂取值需要对算法进行深入设计；

假定接收到入射光信号的光敏二极管为g列，通过调整光敏二极管的直径和入射激光束的直径，使得g<8；由于接收到入射光信号的光敏二极管在物理电路上是连续排列的，所以变量y的值也是连续的并且为g个，由小至大记为y₁、y₂、y₃……y_g-1、y_g；

x₀的取值为最多为7个，其数值可能是连续递增的，也可能是间断的，由小至大记为x₀₁、x₀₂、x₀₃……x_0h-1、x_0h；实际使用时的情况下，一般x₂取值只有1种可能，记为x₂₁；x₁取值有2种可能，记为x₁₁、x₁₂；

首先计算y的最小值，

如果x₁取值只有1个，则最小值为y_min=（x₂₁-1）×8²+（x₁₁-1）×8+x₀₁；

如果x₁取值有2个，则计算所有可能的y值；最小值y_min为计算出的y中，能够以1为递增且连续排列的g个为一组的数中，最小的那个，同时按照y₂=y_min+1、y₃=y_min+2……y_g-1=y_min+g-2、y_g=y_min+g-1确定y₂、y₃……y_g-1、y_g；所有y值计算出来后就可以计算它们的平均值，从而得出入射光的中心位置。

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