CN110255379B - 吊臂的旁弯检测方法、系统和旁弯监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及起重机领域，公开了一种吊臂的旁弯检测方法，包括：获取基本臂与末节臂之间的探测距离L₁，其中，通过将探测信号从基本臂的顶端以与基本臂的中心轴线平行的方向投射到末节臂的顶端，并在与末节臂的中心轴线垂直的平面上发生反射来确定探测距离L₁；获取基本臂与末节臂之间的伸臂距离L₂，伸臂距离L₂为基本臂的顶端与末节臂的顶端之间的直线距离；根据探测距离L₁和伸臂距离L₂计算吊臂的实际旁弯量，并将实际旁弯量与预存的旁弯量阈值进行比较，当实际旁弯量大于或等于伸臂距离L₂允许的旁弯量阈值时发出警报信号。本发明中根据基本臂与末节臂之间的探测距离L₁和伸臂距离L₂计算得到的实际旁弯量精度更高。

Description

吊臂的旁弯检测方法、系统和旁弯监控系统

技术领域

本发明涉及起重机领域，具体涉及一种吊臂的旁弯量检测方法、系统和旁弯监控系统。

背景技术

由于嵌套的节数多、臂长和自重较大、臂销工艺局限等多种因素的限制，目前的工艺水平无法保证吊臂在升臂状态下的准直度，尤其在起重作业时，起重机的吊臂容易产生垂直于变幅平面的侧向弯曲变形，即旁弯现象。在吊臂旁弯状态下，起重机的重心在水平方向上发生明显的偏移，导致起重机的重心不稳，其吊重能力下降，严重时甚至发生折臂、翻车等一系列事故，是起重机系统的一大安全隐患，因此有必要在吊载时对吊臂的旁弯状态及旁弯量进行检测。

发明专利(CN103359622B)中公开了一种吊臂旁弯量的检测方法，通过检测吊臂的臂头和臂尾之间的距离L，以及臂头和臂尾的连线位置在吊臂处于工作状态下相对于无负重状态下的偏转角度θ，并根据公式P＝L×sinθ来计算吊臂旁弯量P的方法，该方案还通过设置在臂尾处的偏转角度传感器来检测偏转角度θ，但由于吊装时臂头的旁弯程度通常很小，偏转角度的测量误差较大，从而导致吊臂旁弯量的测量结果不精确。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在吊臂的旁弯量检测精确度低的问题，提供了一种吊臂的旁弯检测方法、系统和旁弯监控系统。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种吊臂的旁弯检测方法，所述吊臂包括基本臂和顺序连接的的N节移动臂，N为正整数，所述方法包括：

获取所述基本臂与所述末节臂之间的探测距离L₁，其中，通过将探测信号从基本臂的顶端以与所述基本臂的中心轴线平行的方向投射到末节臂的顶端，并在与所述末节臂的中心轴线垂直的平面上发生反射来确定所述探测距离L₁；

获取所述基本臂与所述末节臂之间的伸臂距离L₂，所述伸臂距离L₂为所述基本臂的顶端与所述末节臂的顶端之间的直线距离；

根据所述探测距离L₁和所述伸臂距离L₂计算吊臂的实际旁弯量，并将所述实际旁弯量与预存的旁弯量阈值进行比较，当所述实际旁弯量大于或等于所述伸臂距离L₂允许的旁弯量阈值时发出警报信号。

优选地，所述实际旁弯量

本发明第二方面提供一种吊臂的旁弯检测系统，所述旁弯检测系统包括旁弯控制装置、设置在所述吊臂的同一旁弯面上的第一测距装置和第二测距装置；

所述第一测距装置用于根据探测信号的传输轨迹获取所述基本臂与所述末节臂之间的探测距离L₁，所述第一测距装置包括设置在基本臂顶端的用于发射探测信号的信号源装置、设置在末节臂顶端并与所述末节臂的中心轴线垂直的且用于反射探测信号的信号反射装置，其中，探测信号在所述信号源装置和所述信号反射装置之间传输的轨迹与所述基本臂的中心轴线平行；

所述第二测距装置的两端分别设置在所述基本臂和所述末节臂上，用于获取所述基本臂与所述末节臂之间的伸臂距离L₂；

所述旁弯控制装置包括分别与所述第一测距装置和所述第二测距装置电连接的信号处理装置、与所述信号处理装置电连接的旁弯检测装置，所述信号处理装置用于根据所述探测距离L₁和所述伸臂距离L₂计算吊臂的实际旁弯量，所述旁弯检测装置用于将所述实际旁弯量与预存的旁弯量阈值进行比较，当所述实际旁弯量大于或等于所述伸臂距离L₂允许的旁弯量阈值时发出警报信号。

优选地，所述实际旁弯量

优选地，所述信号源装置为红外线测距仪，所述信号反射装置为反射面板，所述探测信号为光信号；

从所述红外线测距仪中发射的光信号的方向与所述基本臂的中心轴线平行，且所述反射面板上的沿与末节臂的中心轴线垂直方向的长度不小于所述所述红外线测距仪的探测范围，以使得所述反射面板与所述红外线测距仪对应；

所述反射面板用于接收由所述红外线测距仪发射的光信号并将所述光信号反射回所述红外线测距仪，所述红外线测距仪用于根据自身发射和接收的光信号获得所述基本臂与末节臂之间的探测距离L₁。

优选地，所述第二测距装置包括长度传感器和拉线装置；

其中，所述长度传感器包括卷筒和电位器，所述卷筒安装在所述基本臂上；

所述拉线装置包括测长绳，所述测长绳的一端固定连接在所述末节臂顶端的拉线结点上，另一端缠绕在所述卷筒上并随着所述卷筒的轴向旋转进行收放以保持绷直状态；

所述电位器与所述卷筒连接，用于采集所述卷筒的轴向旋转角度的变化并输出对应的电压信号，再将所述电压信号转换为所述基本臂与末节臂之间的伸臂距离L₂。

优选地，所述第二测距装置还包括导线轮，所述导线轮安装在所述基本臂上，用于引导所述测长绳的位置偏离吊臂的表面。

优选地，所述信号处理装置用于通过其信号输入端接收伸臂距离信号和探测距离信号，其中，所述探测距离信号中包含有探测距离L₁的信息，所述伸臂距离信号中包含有伸臂距离L₂的信息；

所述信号处理装置根据接收到的所述伸臂距离信号和探测距离信号获取实际旁弯量，并通过其信号输出端将包含有实际旁弯量信息的旁弯量信号输出到旁弯检测装置。

优选地，所述旁弯检测装置包括：

检测器，与所述信号处理装置的输出端连接，用于接收旁弯量信号、将从所述旁弯量信号中提取的实际旁弯量与旁弯量阈值进行比较后输出比较结果，所述检测器中预存有伸臂距离L₂与旁弯量阈值的对应关系列表；

显示器，与所述检测器电连接，用于显示所述实际旁弯量与当前旁弯量阈值的比较结果；

警报器，用于当实际旁弯量等于当前旁弯量阈值时发出警报信号；

危险动作限制机构，用于当实际旁弯量大于当前旁弯量阈值时强制停止吊臂作业。

本发明第三方面提供一种吊臂的旁弯监控系统，所述吊臂上垂直于其变幅平面的两个侧面分别为左旁弯面和右旁弯面，所述吊臂的左旁弯面和右旁弯面上分别设置有上述旁弯检测系统。

通过上述技术方案，探测信号的传输轨迹始终与基本臂的中心轴线平行，通过该探测信号获取基本臂顶端和末节臂顶端之间的探测距离L₁，而信号反射装置的反射面与末节臂的中心轴线垂直，可以看作基本臂顶端和末节臂顶端之间的连线始终垂直于该反射面，基本臂顶端和末节臂顶端之间的直线距离为伸臂距离L₂，探测距离L₁、伸臂距离L₂分别构成直角三角形的斜边和一个直角边，该斜边和直角边之间的夹角即为吊臂的旁弯夹角，根据余弦公式即可计算吊臂的旁弯量。由于基本臂的位置固定，起吊时旁弯程度小，而探测距离L₁和伸臂距离L₂的变化明显，测量误差小，因此计算得到的吊臂的实际旁弯量误差小，精确度更高。

附图说明

图1是本发明提供的旁弯检测方法的流程示意图；

图2是本发明提供的旁弯检测方法的原理示意图；

图3是图2所示的原理示意图的简化图；

图4是本发明提供的旁弯检测系统的结构示意图；

图5是本发明提供的旁弯检测系统的安装示意图；

图6是图5的A向示意图；

图7是根据实施例1的旁弯监控系统的示意图；

图8是图7的B向示意图；

图9、图10、图11分别是根据实施例2的旁弯监控系统在理想状态、左旁弯状态和右旁弯状态的示意图；

图12是根据实施例3的旁弯监控系统的示意图。

附图标记说明

1-信号源装置；2-信号反射装置；3-拉线装置；4-卷筒；5-测长绳；10-第一测距装置；20-第二测距装置；30-旁弯控制装置；31-信号处理装置；32-旁弯检测装置；33-检测器；34-显示器；35-警报器；36-危险动作限制机构。

具体实施方式

以下结合附图对本发明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发明，并不用于限制本发明。

伸缩式吊臂由多节套装、可伸缩的箱形臂构成，各节伸缩臂间装有液压缸，当液压缸工作时，各节伸缩臂在液压缸活塞杆的推动下可沿导向元件上下滑动。在本发明中，吊臂包括基本臂和收容于基本臂内并可顺序伸缩的N节移动臂，N为正整数，例如，吊臂的底端铰接在起重机的转台上，第一节臂的底端与基本臂的顶端连接，第二节臂的底端与第一节臂的顶端连接......依此类推，末节臂为最末节的伸缩臂，末节臂的顶端悬挂有重物，重物起升荷载及臂架自重荷载等使吊臂产生垂直于其变幅平面的侧向弯曲变形，本发明中定义吊臂上垂直于其变幅平面的侧面分别为左旁弯面和右旁弯面。

为提高吊臂旁弯量的测量精度，本发明提供了一种吊臂的旁弯检测方法，如图1所示，该方法包括：

100、获取基本臂与末节臂之间的探测距离L₁，其中，通过将探测信号从基本臂的顶端以与基本臂的中心轴线平行的方向投射到末节臂的顶端，并在与末节臂的中心轴线垂直的平面上发生反射来确定探测距离L₁。

200、获取基本臂与末节臂之间的伸臂距离L₂，其中，伸臂距离L₂为基本臂的顶端与末节臂的顶端之间的直线距离。

300、根据探测距离L₁和伸臂距离L₂计算吊臂的实际旁弯量，并将实际旁弯量与预存的旁弯量阈值进行比较，当实际旁弯量大于或等于伸臂距离L₂允许的旁弯量阈值时发出警报信号。

实际上，在吊臂不发生旁弯的理想状态下，基本臂顶端与末节臂顶端的连线与基本臂的中心轴线平行；而吊臂发生旁弯后，各节伸缩臂的中心轴线相对于基本臂的中心轴线均发生偏移，基本臂与末节臂之间的距离相对理想状态发生变化。

如图2所示，吊臂不发生旁弯时(图2中的虚线部分)，吊臂的中心轴线呈直线的理想状态，吊臂向右旁弯面方向产生旁弯时(图2中的实线部分)，吊臂的中心轴线在理想状态的基础上向右侧方向扭曲。在本发明中，基本臂的顶端设置有信号源装置1，末节臂的顶端设置有信号反射装置2，且信号反射装置2的反射面与末节臂的中心轴线垂直。信号源装置1发射的探测信号优选激光信号或红外线信号，且探测信号的发射方向与基本臂的中心轴线平行，信号反射装置2用于接收该探测信号并将接收到的探测信号反射回信号源装置1，以使后续通过对发射的探测信号和返回的探测信号进行信号处理后，获取初始探测距离L₀和探测距离L₁，该初始探测距离L₀为理想状态下探测信号在基本臂顶端到末节臂顶端之间的单向传输距离，该探测距离L₁为吊臂旁弯时探测信号在基本臂顶端到末节臂顶端之间的单向传输距离。

如图2所示，基本臂上还设置有拉线装置3，将从拉线装置3中延伸出的测长绳末端固定在末节臂上，当基本臂与末节臂之间的直线距离因吊臂旁弯而发生变化时，拉线装置3能够通过对测长绳进行收放来保持测长绳处于绷直状态，使得测长绳的延伸长度随着基本臂与末节臂之间的直线距离变化而变化。因此本发明中能够通过测量测长绳的长度来测量理想状态下基本臂与末节臂之间的初始伸臂距离L₃，以及吊臂旁弯时基本臂与末节臂之间的伸臂距离L₂，其中，测长绳的长度测量方法可以是直接测量法也可以是间接测量法，优选地，该伸臂距离L₂为基本臂顶端与末节臂顶端之间的连线距离。由于基本臂固定，起吊时旁弯程度小，而探测距离L₁和伸臂距离L₂的变化明显，测量误差小，精确度高。

如图3所示，在吊臂不发生旁弯的理想状态下，初始探测距离L₀＝初始伸臂距离L₃，由于信号反射装置的反射面与末节臂的中心轴线垂直，可以看作测长绳始终垂直于该反射面，也即伸臂距离L₂、探测距离L₁分别构成一个直角三角形的直角边和斜边，该斜边和直角边之间的夹角即为吊臂的旁弯夹角θ，根据几何原理可知：

cosθ＝L₂/L₁

cos²θ+sin²θ＝1

因此，利用伸臂距离L₂、探测距离L₁计算实际旁弯量

在本发明中，建立数学和理论模型，获取吊臂的伸臂距离L₂与旁弯量阈值的一一对应的关系列表，该旁弯量阈值即为在安全范围内与吊臂的伸臂距离L₂对应的最大旁弯量，起吊过程中，根据当前伸臂距离L₂实时查询该列表，获取与当前伸臂距离L₂对应的旁弯量阈值，并将计算得到的实际旁弯量与该旁弯量阈值进行比较，当实际旁弯量临近伸臂距离L₂允许的旁弯量阈值时采取警报或限制措施。无论吊臂向左旁弯面还是向右旁弯面方向产生旁弯，只要能准确获得相关参数，均可采用上述方法计算实际旁弯量。

本发明还提供了一种吊臂的旁弯检测系统，如图4所示，该旁弯检测系统包括旁弯控制装置30、第一测距装置10和第二测距装置20，其中，第一测距装置10和第二测距装置20设置在吊臂的同一旁弯面上。

如图5所示，第一测距装置10用于根据探测信号的传输轨迹来获取基本臂与末节臂之间的探测距离L₁，第一测距装置10包括设置在基本臂顶端的用于发射探测信号的信号源装置1，设置在末节臂顶端并与末节臂的中心轴线垂直且用于反射探测信号的信号反射装置2，其中，探测信号在信号源装置1和信号反射装置2之间的传输轨迹与基本臂的中心轴线平行。

第二测距装置20的两端分别设置在基本臂和末节臂上，用于获取基本臂与末节臂之间的伸臂距离L₂。

旁弯控制装置30包括分别与第一测距装置10和第二测距装置20电连接的信号处理装置31、与信号处理装置31电连接的旁弯检测装置32，信号处理装置31用于根据探测距离L₁和伸臂距离L₂计算吊臂的实际旁弯量，旁弯检测装置32用于将实际旁弯量与预存的旁弯量阈值进行比较，当实际旁弯量大于或等于伸臂距离L₂允许的旁弯量阈值时发出警报信号。

根据本发明一种优选的实施方式，信号源装置1为红外线测距仪，红外线测距仪安装在基本臂的顶端，探测信号为光信号，具体为从红外测距仪中射出的红外光信号。信号反射装置2安装在末节臂的顶端，信号反射装置2的反射面板与末节臂的中心轴线垂直。在本实施方式中，反射面板用于接收由红外线测距仪发射的光信号并将光信号反射回红外线测距仪，红外线测距仪用于根据自身发射和接收的光信号获得基本臂与末节臂之间的探测距离L₁。

在实际应用中，从信号源装置1，即红外线测距仪中射出的光信号的方向与基本臂的中心轴线平行，由于基本臂固定，旁弯程度很小，因此探测光信号的方向稳定，不受伸缩臂旁弯程度的影响。在信号反射装置2的反射面板上，沿垂直于末节臂的中心轴线方向的长度不小于红外线测距仪的探测范围，以使得反射面板与红外线测距仪对应。本发明中红外线测距仪的探测范围是指在吊臂允许发生的左旁弯或右旁弯程度内，红外线测距仪发射的红外信号在反射面板上的落点范围。

在实际应用中，红外线测距仪利用其发射的红外信号在遇到不同距离的障碍物时反射信号强度不同的原理，对障碍物进行距离远近的检测。红外线测距仪具有一对红外信号发射与接收二极管，发射管用于发射特定频率的红外信号，接收管用于接收该种频率的红外信号，当红外信号在检测方向上遇到障碍物时，红外信号被反射回来由接收管接收，经过一定的信号处理之后，通过数字传感器接口返回到处理器，即可利用红外信号的返回信号来识别障碍物的远近变化。在本实施方式中，反射面板作为上述“障碍物”，用于将接收到的红外信号反射回红外线测距仪，以使得红外线测距仪根据发射的原红外信号的强度和返回的红外信号的强度测量基本臂与末节臂之间的探测距离L₁。

根据本发明一种优选的实施方式，如图5和图6所示，第二测距装置包括拉线装置3和长度传感器。其中，长度传感器包括卷筒4和电位器，卷筒4安装在基本臂上。拉线装置3包括测长绳5，末节臂的顶端设有拉线结点，将测长绳5的一端固定连接在该拉线结点上，另一端缠绕在卷筒4上并随着卷筒4的轴向旋转进行收放以保持绷直状态。在本实施方式中，卷筒4随着测长绳的收放而绕其本身的转轴旋转，当吊臂旁弯导致基本臂与末节臂之间的直线距离变化时，卷筒4通过自身的旋转来收放测长绳5以适应这种变化，例如，当基本臂与末节臂之间的直线距离变小时，卷筒4能够通过向将测长绳5缠绕到卷筒4上的旋转运动来保持测长绳5处于绷直状态。在本实施方式中，通过检测基本臂与末节臂之间绷直的测长绳的长度来检测基本臂与末节臂之间的伸臂距离L₂。

可选的，测长绳5为钢丝绳，实际应用中可以直接测量基本臂与末节臂之间的测长绳5的长度，还可以利用间接测量的方式，例如，将电位器与卷筒4连接，电位器用于采集卷筒4的轴向旋转角度的变化并输出对应的电压信号，再将电压信号转换为基本臂与末节臂之间的伸臂距离L₂。

例如，ZK-42长度传感器是安装在汽车吊、轮胎吊等有伸缩臂杆的测长装置，ZK-42长度传感器安装在起重机主臂上，配合计算机控制，可用于检测起重机吊臂的长度，同时控制起重机提升高度等，其长度测量范围为0～45m，长度非线性度≤0.2％。其中，ZK-42型长度传感器由拉线盒和检测传感器组成。该拉线盒的钢丝拉线与汽车吊的伸缩头固定连接，当汽车吊的伸缩臂伸缩时，带动钢丝拉线收放，从而导致检测传感器中电位器的信号发生变化，仪表在采集该信号后，经过信号处理后显示检测量。

作为一种具体的实施方式，第二测距装置还包括导线轮，导线轮安装在基本臂上，用于引导测长绳的位置偏离吊臂的表面。该方案是在测长绳5的延伸轨迹上添加一个带槽的导线轮，可以是基本臂或是伸缩臂上的合适位置，通过导线轮来改变测长绳5的方向，主要解决长度传感器和拉线装置3的安装角度偏差比较大、安装空间受限的问题，以满足拉线空间和位置的需要，提高测试精度。优选地，第二测距装置还包括滑轮组，滑轮组分散安装在测长绳5的延伸轨迹上。

在本发明中，信号处理装置3用于通过其信号输入端接收伸臂距离信号和探测距离信号，其中，探测距离信号中包含有探测距离L₁的信息，伸臂距离信号中包含有伸臂距离L₂的信息。信号处理装置31根据接收到的伸臂距离信号和探测距离信号获取实际旁弯量，并通过其信号输出端将包含有实际旁弯量信息的旁弯量信号输出到旁弯检测装置。

由于信号反射装置2的反射面板与末节臂的中心轴线垂直，因此在吊臂处于理想状态或旁弯状态下，可以看作测长绳始终垂直于该反射面板，吊臂旁弯时伸臂距离L₂、探测距离L₁分别构成一个直角三角形的直角边和斜边，该斜边和直角边之间的夹角即为吊臂的旁弯夹角θ，根据几何原理可知，所述实际旁弯量

在本发明中，旁弯检测装置32包括：

检测器33，与信号处理装置31的输出端连接，用于接收旁弯量信号、将从旁弯量信号中提取的实际旁弯量与旁弯量阈值进行比较后输出比较结果，检测器中预存有伸臂距离L₁与旁弯量阈值的对应关系列表。

显示器34，与检测器33电连接，用于显示实际旁弯量与当前旁弯量阈值的比较结果。

警报器35和危险动作限制机构36，分别与检测器33的输出端口连接以接收实际旁弯量与当前旁弯量阈值的比较结果，警报器35用于当实际旁弯量临近或等于当前旁弯量阈值时发出警报信号，危险动作限制机构36用于当实际旁弯量大于当前旁弯量阈值时强制停止吊臂作业。

示例性的，伸臂距离L₁对应的旁弯量阈值为D，当吊臂旁弯使得其伸臂距离达到L₁时，若检测到实际旁弯量小于D时，吊臂正常工作，若检测到实际旁弯量等于D时，警报器35发出警报信号提醒操作人员，若检测到实际旁弯量大于D时，警报器35发出警报信号，同时危险动作限制机构36启动，强制停止吊臂作业。

在本发明中，施工人员通过显示器34实时观测吊臂的实际旁弯情况，以便于对吊臂的工作情况作相应的调整，且警报器35和危险动作限制机构36作为附加功能，可实时监控吊臂作业，提高了施工安全系数。

本发明还提供了一种吊臂的旁弯监控系统，吊臂上垂直于其变幅平面的两个侧面分别为左旁弯面和右旁弯面，在吊臂的左旁弯面和右旁弯面上设置上述旁弯检测系统，其中，设置在吊臂的左旁弯面上的检测系统可用于测量吊臂的右旁弯量，设置在吊臂的右旁弯面上的检测系统可用于测量吊臂的左旁弯量。

本说明书中通过以下实施例对旁弯检测系统的安装方式和测量方式进行说明。

实施例1

如图7和图8所示，吊臂的左旁弯面和右旁弯面上分别设置有旁弯检测系统。

对于设置在左旁弯面上的检测系统，当吊臂的伸缩臂向左旁弯面的方向旁弯时，红外线测距仪发射的红外信号在反射面板上的落点离末节臂的距离随着吊臂的旁弯程度增大而减小，且吊臂的左旁弯程度越大，伸臂距离L₂和红外信号的落点距离越小。事实上，在理想状态下，即吊臂不旁弯时红外信号的落点距离在误差范围内可忽略不计，因此一旦吊臂向左旁弯面方向旁弯，信号反射装置2的反射面板将接收不到红外信号，红外线测距仪也接收不到返回的红外信号，因此测得基本臂与末节臂之间的探测距离L₁为0，无法获得吊臂的左旁弯量。而当吊臂向右旁弯面的方向旁弯时，由于反射面板上的沿垂直于末节臂的中心轴线方向的长度不小于红外信号的落点范围，可准确测量探测距离L₁，而拉线装置3和卷筒4通过收放测长绳5测量伸臂距离L₂，进而获得吊臂的右旁弯量。因此，设置在吊臂的左旁弯面上的旁弯检测系统只能用于测量吊臂的右旁弯量。

对于设置在右旁弯面上的旁弯检测系统，类似的，当吊臂向右旁弯面方向旁弯时，反射面板将接收不到红外信号，红外线测距仪也接收不到返回的红外信号，测得基本臂与末节臂之间的探测距离L₁为0，因此探测不到吊臂的右旁弯量；而当吊臂向左旁弯面的方向旁弯时，却可准确测量探测距离L₁和伸臂距离L₂，进而获得吊臂向左旁弯面方向的旁弯量。因此，设置在吊臂的右旁弯面上的旁弯检测系统只能用于测量吊臂的左旁弯量。

综上可知，本实施例中可将设置在吊臂的左旁弯面上的旁弯检测系统定义为右旁弯检测系统，用于测量吊臂的右旁弯量；将设置在吊臂的右旁弯面上的旁弯检测系统定义为左旁弯检测系统，用于测量吊臂的左旁弯量。

本实施例中还根据能否获得对应的探测距离L₁来判断吊臂的旁弯方向，具体的判断方法是：

若左旁弯检测系统能正常检测探测距离L₁，而右旁弯检测系统检测到探测距离L₁为0，则吊臂向左旁弯面方向旁弯；

若右旁弯检测系统能正常检测探测距离L₁，而左旁弯检测系统检测到探测距离L₁为0，则吊臂向右旁弯面方向旁弯；

若左旁弯检测系统和右旁弯检测系统检测到的探测距离L₁相等，则吊臂不旁弯。

实施例2

如图9、10和11所示，本实施例中仅在吊臂的一个旁弯面安装有旁弯检测系统。

在本实施例中，为同时满足吊臂的左旁弯和右旁弯的检测需求，信号反射装置2始终与信号源装置1对应。信号源装置1优选为红外线测距仪。在信号反射装置2的反射面板上，沿与末节臂的中心轴线垂直方向的总长度不小于红外线测距仪的探测范围，红外线测距仪的探测范围是指在允许吊臂发生左旁弯和右旁弯程度内，红外线测距仪发射的红外信号在反射面板上的落点范围，以使得反射面板始终与对应红外线测距仪对应。

通过上述方式，不论吊臂向左旁弯(如图10所示)还是向右旁弯(如图11所示)，红外线测距仪发出的红外信号从基本臂的顶端以与基本臂的中心轴线平行的方向投射到反射面板上时，信号的落点均在反射面板的接收范围内，反射面板将接收的红外信号反射回红外线测距仪，因此红外线测距仪可根据发射的红外信号的强度和接收的红外信号的强度测量基本臂与末节臂之间的探测距离L₁。

实施例3

与实施例1和实施例2不同的是，如图12所示，本实施例中长度传感器和拉线装置安装在基本臂的非旁弯面上。由于拉线装置所需的安装空间小，且不受吊臂的旁弯程度限制，拉线装置和卷筒4安装在基本臂的非旁弯面上减少了拉线装配作业。其中，测长绳的一端固定连接在末节臂顶端的拉线结点上，另一端缠绕在卷筒4上并随着卷筒4的轴向旋转进行收放以保持绷直状态。同时，本实施例中无需利用导线轮等设备将测长绳引导至偏离吊臂的表面，减小了拉线测量的误差，伸臂距离L₂的测量结果更精确。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种吊臂的旁弯检测方法，所述吊臂包括基本臂和顺序连接的N节移动臂，N为正整数，其特征在于，所述方法包括：

获取基本臂与末节臂之间的探测距离L₁，其中，通过将探测信号从基本臂的顶端以与所述基本臂的中心轴线平行的方向投射到末节臂的顶端，并在与所述末节臂的中心轴线垂直的平面上发生反射来确定所述探测距离L₁；

获取所述基本臂与所述末节臂之间的伸臂距离L₂，其中，所述伸臂距离L₂为所述基本臂的顶端与所述末节臂的顶端之间的直线距离；

根据所述探测距离L₁和所述伸臂距离L₂计算吊臂的实际旁弯量，并将所述实际旁弯量与预存的旁弯量阈值进行比较，当所述实际旁弯量大于或等于所述伸臂距离L₂允许的旁弯量阈值时发出警报信号。

2.根据权利要求1所述的旁弯检测方法，其特征在于，所述实际旁弯量

3.一种吊臂的旁弯检测系统，所述吊臂上垂直于其变幅平面的侧面为旁弯面，其特征在于，所述旁弯检测系统包括旁弯控制装置、设置在所述吊臂的同一旁弯面上的第一测距装置和第二测距装置；

所述第一测距装置用于根据探测信号的传输轨迹来获取基本臂与末节臂之间的探测距离L₁，所述第一测距装置包括设置在基本臂顶端的用于发射探测信号的信号源装置、设置在末节臂顶端并与所述末节臂的中心轴线垂直且用于反射探测信号的信号反射装置，其中，探测信号在所述信号源装置和所述信号反射装置之间的传输轨迹与所述基本臂的中心轴线平行；

所述第二测距装置的两端分别设置在所述基本臂和所述末节臂上，用于获取所述基本臂与所述末节臂之间的伸臂距离L₂；

所述旁弯控制装置包括分别与所述第一测距装置和所述第二测距装置电连接的信号处理装置、与所述信号处理装置电连接的旁弯检测装置，所述信号处理装置用于根据所述探测距离L₁和所述伸臂距离L₂计算吊臂的实际旁弯量，所述旁弯检测装置用于将所述实际旁弯量与预存的旁弯量阈值进行比较，当所述实际旁弯量大于或等于所述伸臂距离L₂允许的旁弯量阈值时发出警报信号。

4.根据权利要求3所述的旁弯检测系统，其特征在于，所述实际旁弯量

5.根据权利要求3或4所述的旁弯检测系统，其特征在于，所述信号源装置为红外线测距仪，所述信号反射装置为反射面板，所述探测信号为光信号；

从所述红外线测距仪中发射的光信号的方向与所述基本臂的中心轴线平行，且所述反射面板上的沿垂直于末节臂的中心轴线方向的长度不小于所述红外线测距仪的探测范围，以使得所述反射面板与所述红外线测距仪对应；

所述反射面板用于接收由所述红外线测距仪发射的光信号并将所述光信号反射回所述红外线测距仪，所述红外线测距仪用于根据自身发射和接收的光信号获得所述基本臂与末节臂之间的探测距离L₁。

6.根据权利要求3或4所述的旁弯检测系统，其特征在于，所述第二测距装置包括长度传感器和拉线装置；

其中，所述长度传感器包括卷筒和电位器，所述卷筒安装在所述基本臂上；

所述拉线装置包括测长绳，所述测长绳的一端固定连接在所述末节臂顶端的拉线结点上，另一端缠绕在所述卷筒上并随着所述卷筒的轴向旋转进行收放以保持绷直状态；

所述电位器与所述卷筒连接，用于采集所述卷筒的轴向旋转角度的变化并输出对应的电压信号，再将所述电压信号转换为所述基本臂与末节臂之间的伸臂距离L₂。

7.根据权利要求6所述的旁弯检测系统，其特征在于，所述第二测距装置还包括导线轮，所述导线轮安装在所述基本臂上，用于引导所述测长绳的位置偏离吊臂的表面。

8.根据权利要求3或4所述的旁弯检测系统，其特征在于，所述信号处理装置用于通过其信号输入端接收伸臂距离信号和探测距离信号，其中，所述探测距离信号中包含有探测距离L₁的信息，所述伸臂距离信号中包含有伸臂距离L₂的信息；

所述信号处理装置根据接收到的所述伸臂距离信号和探测距离信号获取实际旁弯量，并通过其信号输出端将包含有实际旁弯量信息的旁弯量信号输出到旁弯检测装置。

9.根据权利要求8所述的旁弯检测系统，其特征在于，所述旁弯检测装置包括：

检测器，与所述信号处理装置的输出端连接，用于接收旁弯量信号、将从所述旁弯量信号中提取的实际旁弯量与旁弯量阈值进行比较后输出比较结果，其中，所述检测器中预存有伸臂距离L₂与旁弯量阈值的对应关系列表；

显示器，与所述检测器电连接，用于显示所述实际旁弯量与旁弯量阈值的比较结果；

警报器，用于当实际旁弯量等于当前旁弯量阈值时发出警报信号；

危险动作限制机构，用于当实际旁弯量大于当前旁弯量阈值时强制停止吊臂作业。

10.一种吊臂的旁弯监控系统，所述吊臂上垂直于其变幅平面的两个侧面分别为左旁弯面和右旁弯面，其特征在于，所述吊臂的左旁弯面和右旁弯面上分别设置有如权利要求3至9中任一项所述的旁弯检测系统。

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