CN103940403A - 臂架俯仰角度测量方法、装置、系统及动臂塔机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及起重机械技术领域，公开了一种臂架俯仰角度测量方法、装置、系统及一种动臂塔机，用以提高动臂塔机作业的安全性。所述臂架俯仰角度测量方法，包括：根据臂架处于标定姿态时吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离以及存储的臂架根部铰点与吊钩处铅垂线在臂架延伸方向上的距离确定臂架处于所述标定姿态时的臂架的标准俯仰角度；根据所述标准俯仰角度与角度传感器在臂架处于所述标定姿态时的检测俯仰角度得到角度传感器的检测修正量。

Description

臂架俯仰角度测量方法、装置、系统及动臂塔机
技术领域
本发明涉及起重机械技术领域，特别是涉及一种臂架俯仰角度测量方法、装置、系统及一种动臂塔机。
背景技术
动臂式塔式起重机（以下简称动臂塔机）是建筑工地上区别于平臂式塔式起重机的一种起重运输机械。由于动臂塔机具有通过臂架俯仰变幅来变化其作业半径的优点，在群塔机作业时干涉性较小，因此多用于高层建筑的施工。
如图1所示，动臂塔机在使用中依靠臂架俯仰来变化其作业半径，在臂架俯仰时，由于臂架的自身重心也会相应地移动，从而影响整个动臂塔机的最大重物承载能力，因此，动臂塔机的臂架处于某一姿态时的最大重物承载能力与臂架的长度和臂架的俯仰角度有关。臂架根部铰点与吊钩处铅垂线在臂架延伸方向上的距离在安装时已经确定，臂架的俯仰角度通常需要通过角度传感器来测量。然而，在角度传感器安装后，由于存在装配误差，温度等原因，角度传感器的检测值不准确，需要确定角度传感器的检测修正量，进而根据检测修正量以及角度传感器的检测值以得到臂架俯仰角度的准确值。
目前，确定角度传感器的检测修正量的步骤具体包括：在臂架处于标定姿态时，把吊钩下放至地面；测量吊钩到动臂塔机中心的的水平距离；通过计算反三角函数得出臂架的标准俯仰角度；根据角度传感器所检测的臂架俯仰角度与臂架的标准俯仰角度得到角度传感器的测量偏差，即确定角度传感器的检测修正量。
本申请的发明人发现，现有技术中通过吊钩到动臂塔机中心的的距离确定臂架的标准俯仰角度存在误差，并且人工测量吊钩至动臂塔机中心的距离，极易受到现场环境的影响（如地面不平，吊钩距动臂塔身中心有障碍），距离的测量精度较低，使得角度传感器的检测修正量不准确，导致采用该角度传感器得到臂架俯仰角度的准确值的精确度较低，极易造成动臂塔机的力矩限制功能不精确，从而存在安全事故的隐患。
发明内容
本发明实施例提供了一种臂架俯仰角度测量方法、装置、系统及动臂塔机，用以提高动臂塔机作业的安全性。
本发明提供的一种臂架俯仰角度测量方法，包括：
根据臂架处于标定姿态时吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离以及存储的臂架根部铰点与吊钩处铅垂线在臂架延伸方向上的距离确定臂架的标准俯仰角度；
根据所述标准俯仰角度与角度传感器在臂架处于所述标定姿态时的检测俯仰角度得到角度传感器的检测修正量。
在本发明技术方案中，根据测距装置所检测的吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离与臂架根部铰点与吊钩处铅垂线在臂架延伸方向上的距离确定臂架处于所述标定姿态时的臂架的标准俯仰角度，进而确定角度传感器的检测修正量。相比于现有技术，本发明得到的角度传感器的检测修正量精度更高，包括该角度传感器的动臂塔机，能够根据该检测修正量与角度传感器的检测值得到更加精确的臂架的俯仰角度，提高动臂塔机的力矩限制功能的精确度，从而提高动臂塔机作业的安全性。
优选的，该测量方法还包括：在臂架处于任一姿态时，根据所述检测修正量对角度传感器的检测值进行修正。
基于相同的发明构思，本发明还提供了一种臂架俯仰角度测量装置，包括：
第一控制设备，用于根据臂架处于标定姿态时吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离以及存储的臂架根部铰点与吊钩处铅垂线在臂架延伸方向上的距离确定臂架的标准俯仰角度；
第二控制设备，用于根据所述标准俯仰角度与角度传感器在臂架处于所述标定姿态时的检测俯仰角度得到角度传感器的检测修正量。
本方案所提供的臂架俯仰角度测量装置相比于现有技术，能够提高动臂塔机测量臂架俯仰角度的角度传感器的检测修正量的精度，从而提高臂架俯仰角度的测量精度，提高动臂塔机的力矩限制功能的精确度，进而提高动臂塔机作业的安全性。
基于相同的发明构思，本发明还提供了一种臂架俯仰角度测量系统，包括：
测距装置，用于检测臂架处于标定姿态时吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离；
控制装置，与所述测距装置信号连接，用于根据所述吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离以及存储的臂架根部铰点与吊钩处铅垂线在臂架延伸方向上的距离确定臂架处于所述标定姿态时臂架的标准俯仰角度；根据所述标准俯仰角度与角度传感器在臂架处于所述标定姿态时的检测俯仰角度得到角度传感器的检测修正量。
本方案所提供的臂架俯仰角度测量系统相比于现有技术，能够提高动臂塔机测量臂架俯仰角度的角度传感器的检测修正量的精度，从而提高臂架俯仰角度的测量精度，提高动臂塔机的力矩限制功能的精确度，进而提高动臂塔机作业的安全性。
本发明还提供了一种动臂塔机，包括前述技术方案所述的一种臂架俯仰角度测量系统，具有较精确的力矩限制功能，从而在进行吊载作业时具有较高的安全性。
附图说明
图1为现有动臂塔机臂架俯仰角度测量的原理示意图；
图2为本发明一实施例中臂架俯仰角度测量的原理示意图；
图3为本发明一实施例的臂架俯仰角度测量方法流程示意图；
图4为本发明另一实施例的臂架俯仰角度测量方法流程示意图；
图5为本发明一实施例的臂架俯仰角度测量装置结构示意图；
图6为本发明另一实施例的臂架俯仰角度测量装置结构示意图；
图7为本发明一实施例的臂架俯仰角度测量系统结构示意图。
附图标记：
20-第一控制设备   21-第二控制设备
22-第三控制设备   23-测距装置
24-控制装置       25-角度传感器
具体实施方式
为了提高动臂塔机作业的安全性，本发明实施例提供了一种臂架俯仰角度测量方法、装置、系统及一种动臂塔机。在该技术方案中，根据测距装置所检测的吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离以及臂架根部铰点与吊钩处铅垂线在臂架延伸方向上的距离确定臂架的标准俯仰角度，进而确定角度传感器的检测修正量。因此相比于现有技术，本发明得到的角度传感器的检测修正量精度更高，包括该角度传感器的动臂塔机，能够根据该检测修正量与角度传感器的检测值得到更加精确的臂架的俯仰角度，提高动臂塔机的力矩限制功能的精确度，从而提高动臂塔机作业的安全性。下面以具体实施例并结合附图详细说明本发明。
如图3所示，本发明实施例所提供的臂架俯仰角度测量方法，包括：
步骤301、接收臂架处于标定姿态时吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离以及角度传感器在臂架处于标定姿态时的检测俯仰角度；
步骤302、根据吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离以及存储的臂架根部铰点与吊钩处铅垂线在臂架延伸方向上的距离确定臂架的标准俯仰角度；
步骤303、根据标准俯仰角度与角度传感器的检测俯仰角度得到角度传感器的检测修正量。
需要说明的是，在本发明各实施例中，标定姿态为臂架俯仰变幅范围内的任一角度姿态，其中，臂架处于标定姿态是指动臂塔机的臂架动作至臂架俯仰变幅范围内的某一姿态时锁定。
参照图2所示，臂架处于标定姿态是指动臂塔机的臂架动作至臂架俯仰变幅范围内的某一姿态时锁定，此时接收测距装置检测到的吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离L，存储的臂架根部铰点与吊钩处铅垂线在臂架延伸方向上的距离为l，此时根据反三角函数，确定臂架处于标定姿态时的臂架的标准俯仰角度
α = arccos l L
角度传感器在臂架处于标定姿态时的检测俯仰角度为α'，进而确定角度传感器的检测修正量Δα=α-α'。
相比于现有技术，根据人工测量吊钩至动臂塔机中心的距离确定臂架处于标定姿态时的臂架的标准俯仰角度，本发明具体根据吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离计算确定臂架处于标定姿态时的臂架的标准俯仰角度，并且通过测距装置检测得到的吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离精度更高，因此，本发明得到的角度传感器的检测修正量精度更高。包括该角度传感器的动臂塔机测量臂架的俯仰角度时，能够根据该检测修正量与角度传感器的检测值得到更加精确的臂架的俯仰角度，从而提高动臂塔机的力矩限制功能的精确度，从而提高动臂塔机作业的安全性。并且，该测量方法不需要将吊钩放至地面人工测量吊钩与动臂塔机中心的水平距离，使得测量较为简单。
进一步的，本发明提供的臂架俯仰角度测量方法能够以设定间隔自动重新确定角度传感器的检测修正量，从而进一步提高塔机作业的安全性。
根据该检测修正量与角度传感器的检测值得到更加精确的臂架的俯仰角度的方法有多种，例如，在臂架处于任一姿态采用角度传感器测量臂架俯仰角度之前，可以人工根据检测修正量预调节角度传感器，使得角度传感器输出精确的臂架的俯仰角度：还可以在臂架处于任一姿态时，采用角度传感器测量臂架俯仰角度之后，人工根据检测修正量对角度传感器的检测值进行修正，得到精确的臂架的俯仰角度；还可以将检测修正量存储于控制装置中，在臂架处于任一姿态时，根据检测修正量对角度传感器的检测值进行修正，得到精确的臂架的俯仰角度。
如图4所示，作为本发明的一优选实施例所提供的臂架俯仰角度测量方法，包括以下步骤：
步骤401、接收臂架处于标定姿态时吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离以及角度传感器在臂架处于标定姿态时的检测俯仰角度；
步骤402、根据吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离以及存储的臂架根部铰点与吊钩处铅垂线在臂架延伸方向上的距离确定臂架的标准俯仰角度；
步骤403、根据标准俯仰角度与角度传感器的检测俯仰角度得到角度传感器的检测修正量；
步骤404、在臂架处于任一姿态时，根据检测修正量对角度传感器的检测值进行修正。
需要说明的是，本发明各实施例中，臂架处于任一姿态是指动臂塔机的臂架动作至臂架俯仰变幅范围内的任一角度姿态。
在本发明技术方案中，在臂架处于任一姿态时，能够根据检测修正量对角度传感器的检测值自动进行修正，使得到臂架处于任一姿态时精确的臂架俯仰角度更为方便快捷，根据精确的臂架俯仰角度得到动臂塔机处于任一姿态时的允许起重力矩，从而提高动臂塔机的力矩限制功能的精确度，提高动臂塔机作业的安全性。
如图5所示，基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种臂架俯仰角度测量装置，包括：
第一控制设备20，用于根据臂架处于标定姿态时吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离以及存储的臂架根部铰点与吊钩处铅垂线在臂架延伸方向上的距离确定臂架的标准俯仰角度；
第二控制设备21，用于根据标准俯仰角度与角度传感器在臂架处于标定姿态时的检测俯仰角度得到角度传感器的检测修正量。
优选的，参照图6所示，作为本发明又一优选实施例，进一步还包括：第三控制设备22，用于在臂架处于任一姿态时，根据检测修正量对角度传感器的检测值进行修正。
本发明实施例所提供的臂架俯仰角度测量装置，能够提高动臂塔机测量臂架俯仰角度的角度传感器的检测修正量的精度，从而提高臂架俯仰角度的测量精度，提高动臂塔机的力矩限制功能的精确度，进而提高动臂塔机作业的安全性。
如图7所示，本发明实施例还提供了一种臂架俯仰角度测量系统，包括：
测距装置23，用于检测臂架处于标定姿态时吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离；
控制装置24，与测距装置23信号连接，用于根据吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离以及存储的臂架根部铰点与吊钩处铅垂线在臂架延伸方向上的距离确定臂架处于标定姿态时臂架的标准俯仰角度；根据标准俯仰角度与角度传感器25在臂架处于标定姿态时的检测俯仰角度得到角度传感器25的检测修正量。
本发明实施例提供的臂架俯仰角度测量系统，能够提高动臂塔机测量臂架俯仰角度的角度传感器的检测修正量的精度，从而提高臂架俯仰角度的测量精度，提高动臂塔机的力矩限制功能的精确度，进而提高动臂塔机作业的安全性。
优选的，包括前述实施例中的角度传感器的动臂塔机，在臂架俯仰角度测量时，控制装置24还用于在臂架处于任一姿态时，根据检测修正量对角度传感器的检测值进行修正。
测距装置23的具体形式不限，例如可以为激光测距仪、超声波测距仪或红外测距仪。由于激光测距仪具有测距精度高和抗干扰能力强的优点，因此，本发明优选采用激光测距仪。当采用激光测距仪时，吊钩或者钢丝绳上涂覆有用于反射的激光反射层，激光测距仪在工作过程中检测发出的激光束是否遇到激光反射层，当遇到激光反射层时，激光测距仪得到吊钩到臂架根部铰点之间的水平距离。测距装置23的具体安装位置不限，测距装置能够根据测距仪安装位置和测量的距离确定臂架根部铰点至吊钩的水平距离即可，优选设置于臂架根部铰点，此时，测距装置直接测量得到的吊钩与臂架根部铰点之间的距离更加精确，从而进一步提高动臂塔机作业的安全性。控制装置24的具体类型不限，例如可以为动臂起重机的CPU，或者是可编程控制器等。
本发明实施例还提供了一种动臂塔机，包括前述任一实施例的臂架俯仰角度测量系统，能够具有较精确的力矩限制功能，从而在进行吊载作业时具有较高的安全性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种臂架俯仰角度测量方法，其特征在于，包括：
根据臂架处于标定姿态时吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离以及存储的臂架根部铰点与吊钩处铅垂线在臂架延伸方向上的距离确定臂架的标准俯仰角度；
根据所述标准俯仰角度与角度传感器在臂架处于所述标定姿态时的检测俯仰角度得到角度传感器的检测修正量。
2.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，还包括：
在臂架处于任一姿态时，根据所述检测修正量对角度传感器的检测值进行修正。
3.一种臂架俯仰角度测量装置，其特征在于，包括：
第一控制设备，用于根据臂架处于标定姿态时吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离以及存储的臂架根部铰点与吊钩处铅垂线在臂架延伸方向上的距离确定臂架的标准俯仰角度；
第二控制设备，用于根据所述标准俯仰角度与角度传感器在臂架处于所述标定姿态时的检测俯仰角度得到角度传感器的检测修正量。
4.如权利要求3所述的测量装置，其特征在于，还包括：
第三控制设备，用于在臂架处于任一姿态时，根据所述检测修正量对角度传感器的检测值进行修正。
5.一种臂架俯仰角度测量系统，其特征在于，包括：
测距装置，用于检测臂架处于标定姿态时吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离；
控制装置，与所述测距装置信号连接，用于根据所述吊钩和臂架根部铰点之间的水平距离以及存储的臂架根部铰点与吊钩处铅垂线在臂架延伸方向上的距离确定臂架处于所述标定姿态时臂架的标准俯仰角度；根据所述标准俯仰角度与角度传感器在臂架处于所述标定姿态时的检测俯仰角度得到角度传感器的检测修正量。
6.如权利要求5所述的测量系统，其特征在于，所述控制装置，还用于在臂架处于任一姿态时，根据所述检测修正量对角度传感器的检测值进行修正。
7.如权利要求5所述的测量系统，其特征在于，所述测距装置包括激光测距仪、超声波测距仪或红外测距仪。
8.如权利要求5所述的测量系统，其特征在于，所述测距装置设置于臂架根部铰点。
9.一种动臂塔机，其特征在于，包括如权利要求5～8任一项所述的臂架俯仰角度测量系统。
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C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20140723

Assignee: ZOOMLION HEAVY INDUSTRY SCIENCE&TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd. WEINAN BRANCH

Assignor: ZOOMLION HEAVY INDUSTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023980042749

Denomination of invention: Method, device, system, and boom tower crane for measuring boom pitch angle

Granted publication date: 20160316

License type: Common License

Record date: 20231008

Application publication date: 20140723

Assignee: Zoomlion Construction Crane Co.,Ltd.

Assignor: ZOOMLION HEAVY INDUSTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023980042704

Denomination of invention: Method, device, system, and boom tower crane for measuring boom pitch angle

Granted publication date: 20160316

License type: Common License

Record date: 20231008

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract