CN113086854B - 一种基于超声波测距原理的双吊具摆角检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于超声波测距原理的双吊具摆角检测装置及方法，所述装置包括：第一壳体，所述吊绳贯穿第一壳体与吊具连接；第二壳体，其设置在第一壳体内部底部上，且位于吊绳的一侧；框架，设置在所述第二壳体上，信号处理装置，其设置在框架上；支架，其设置在第二壳体的顶面上，圆球，其设置在支架内，与支架活动连接；铅球体，其设置在第二壳体内部；中空金属套管，其贯穿所述圆球与铅球体连接；超声波测距装置，其设置在铅球体中心底部，且与信号处理装置连接；计算机，其设置在小车上，与信号处理装置连接，本发明能够检测吊绳的摆角信息以及摆角方向。

Description

一种基于超声波测距原理的双吊具摆角检测装置及方法

技术领域

本发明涉及桥吊检测装置领域，特别涉及一种基于超声波测距原理的双吊具摆角检测装置及方法。

背景技术

现在的一些大型港口很多还是单起升场桥系统，对它的一些控制主要还是基于吊桥操作人员的目测和手动控制。由于小车负载的惯性再加上一些外界环境如风力的扰动，会使吊绳产生摇摆，这种摆动不但对集装箱的运行效率有很大的影响，而且还存在极大的安全隐患。

双起升桥式吊车的双吊具可以同时装卸两个不同的集装箱，大大提高了集装箱码头的运输效率。但在操作过程中由于一些现实的原因以及外界环境等因素造成负载的摆动。这种吊车的运动会引起负载的摆动，使其可能与周围其他建筑物体或者操作人员发生碰撞，导致财务损失以及人员伤亡。尤其是负载在停止运输后仍带有残余摆动这会带来安全隐患并降低运输。因此对桥吊的摆角检测是非常必要的。

目前摆角检测装置大多数可分为接触式检测和非接触型检测。现有的一种接触式检测装置主要是通过吊绳摆动带动摆架转动，再在相应的摆角编码器上进行测量，但是这种检测装置的准确性不高，尤其是当摆角比较小时，不易检测出小的摆角信息。非接触式检测装置常通使用激光角度仪，此类仪器角对工作环境要求较高，价格昂贵，分辨率不高，易受干扰。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于超声波测距原理的双吊具摆角检测装置及方法，以解决双起升双吊具桥吊摆角检测问题。

为了解决以上问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于超声波测距原理的双吊具摆角检测装置，其应用于双吊具桥吊上，所述双吊具桥吊包括：大车支架；小车驱动装置，小车，所述小车通过所述小车驱动装置设置于所述大车支架上；一对电机，分别设置在所述小车两侧；一对吊具，每一所述吊具分别通过吊绳与对应的所述电机连接；其特征在于，包括：一对摆角检测装置，其分别位于对应的吊具顶面上；

每一所述摆角检测装置包括：第一壳体，所述吊绳贯穿所述第一壳体与所述吊具连接；

第二壳体，其设置在所述第一壳体内部底部上，且位于所述吊绳的一侧；

框架，设置在所述第二壳体上，

信号处理装置，其设置在所述框架上；

支架，其设置在所述第二壳体的顶面上，

圆球，其设置在所述支架内，与所述支架活动连接；

铅球体，其设置在所述第二壳体内部；

中空金属套管，其贯穿所述圆球与所述铅球体连接；

超声波测距装置，其设置在所述铅球体中心底部，且与所述信号处理装置连接；

计算机，其设置在所述小车上，与所述信号处理装置连接；

所述吊具摆动时，所述第一壳体、第二壳体和框架随着所述吊具摆动；

所述圆球、铅球体和中空金属套管一直处于竖直状态，所述超声波测距装置用于测量其距离所述第二壳体底部的距离信息，并将所述距离信息传输给所述信号处理装置，

所述信号处理装置对接收到的所述距离信息进行处理得到数字信号，

所述计算机根据接收到的所述数字信号得到所述吊绳的摆角信息。

可选地，每一所述摆角检测装置还包括一半圆台结构，其设置在所述第二壳体的内部底面上，且位于所述铅球体的一侧，且所述铅球体位于所述半圆台结构的半圆台顶面上方；所述半圆台结构用于检测对应吊绳的摆角的方向信息，当所述铅球块位于半圆台面正上方时，所述吊绳向靠近所述半圆台结构的方向偏移，当铅球块位于半圆台面对面一侧时，所述吊绳向远离所述半圆台结构的方向偏移。

可选地，所述第二壳体呈圆台状。

可选地，所述第一壳体呈圆柱状，所述第二壳体的底面直径等于所述第一壳体的底面半径。

可选地，每一所述摆角检测装置还包括第一导线，所述第一导线的一端与所述超声波测距装置连接，另一端贯穿所述中空金属套管与所述信号处理装置连接。

可选地，每一所述摆角检测装置还包括有源电源装置，其设置在所述吊具上，并通过第二导线与所述信号处理装置连接，为所述信号处理装置供电。

可选地，每一所述摆角检测装置还包括光滑套管，其贯穿所述第一壳体中心设置，所述吊绳贯穿所述光滑套管与所述吊具连接。

另一方面，本发明还提供一种基于如上问所述的基于超声波测距原理的双吊具摆角检测装置的摆角检测方法，包括：

驾驶室发出桥吊运行指令,桥吊根据不同的运行指令控制对应的吊具运行，则与所述吊具各自连接的所述吊绳发生摆动；对于每一所述吊绳的摆角测量，进一步包括：

当所述吊绳发生摆动时，所述超声波测距装置测量其自身距离所述第二壳体底部的距离信息，并将所述距离信息传输给所述信号处理装置，

所述信号处理装置对接收到的所述距离信息进行处理得到数字信号，

所述计算机根据接收到的所述数字信号得到所述吊绳的摆角信息。

可选地，每一所述吊绳的摆动的角度θ采用如下公式进行计算：

式中，h表示圆珠球心至半圆台面的距离h₁或者所述圆珠球心至所述第二壳体底面的距离为h₂；S为所述超声波测距装置所测得距离；h₃为所述圆珠球心至所述铅球块底部的距离。

可选地，所述超声波测距装置包括超声波发射装置和超声波接收器；

当S+h₃＜h₂时，所述超声波发射装置发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到所述第二壳体的底面时就立即返回，所述超声波接收器收到反射波就立即停止计时，对超声波的速度v进行温度T补偿v＝331.45+0.607T；

根据计时器记录的时间t₁,算出所述铅球块距离所述第二壳体底面的距离S₂，

这时吊绳的摆角计算公式为

当S+h₃≥h₂时，所述超声波发射装置17向竖直向下方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到所述半圆台结构的半圆台顶面时就立即返回，所述超声波接收器收到反射波就立即停止计时，根据计时器记录的时间t₂,算出铅球块在竖直方向上距离半圆台顶面的距离S₁，

这时吊绳的摆角计算公式为

本发明至少具有以下优点之一：

本发明的目的在于提出一种基于超声波测距原理检测的双吊具桥吊摆动角度检测机构及测量方法，解决了双起升双吊具桥吊摆角检测问题，且装置结构简单，成本低廉，维护方便，抗干扰能力强，不受外界环境影响且精度高方便测量，此装置不需要进行繁琐的分量测量可直接测得摆角的大小。

本发明的结构装置十分简单且灵巧，易于搭建，成本低廉且方便维护。同时，本发明采用的基于超声波测距原理基本上不受外界环境干扰，精确性高，所以基本上完全克服了现有技术存在的一些问题。并且，本发明设计的结构不仅可以检测单吊具场桥的三维摆角，而且还可以检测双吊具甚至多吊具场桥的三维摆角。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的基于超声波测距原理的双起升双吊具桥吊摆角测量装置整体结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的摆角检测装置的平面正视结构图；

图3为本发明一实施例提供的摆角检测装置中局部放大图；

图4为本发明一实施例提供的检测机构距离位置关系图；

图5为本发明一实施例提供的超声波测距原理简单示意图；

图6为本发明一实施例提供的基于超声波测距原理的双起升双吊具桥吊摆角检测流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种基于超声波测距原理的双吊具摆角检测装置及方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

结合图1和图3所示，本实施例提供的一种基于超声波测距原理的双吊具摆角检测装置，其应用于双吊具桥吊上，所述双吊具桥吊包括：大车支架1；小车驱动装置3，小车2，所述小车2通过所述小车驱动装置3设置于所述大车支架1上；一对电机(吊具起升电机)5，分别设置在所述小车2两侧；一对吊具15，每一所述吊具15分别通过吊绳6与对应的所述电机5连接；其特征在于，包括：一对摆角检测装置，其分别位于对应的吊具15顶面上。

每一所述摆角检测装置包括：第一壳体7，所述吊绳6贯穿所述第一壳体7与所述吊具15连接；所述第一壳体7呈圆柱状，即为圆柱形黑匣子。

第二壳体14，其设置在所述第一壳体7内部底部上，且位于所述吊绳6的一侧。

在本实施例中，所述第二壳体14呈圆台状。所述第二壳体14的底面直径等于所述第一壳体7的底面半径。

框架21，设置在所述第二壳体14上，在本实施例中，所述框架21为圆柱形框架，还框架底面直径等于所述第二壳体14的顶面直径。

信号处理装置12，其设置在所述框架21上；支架(光滑支架)22，其设置在所述第二壳体14的顶面上。圆球(光滑圆球)11，其设置在所述支架22内，与所述支架22活动连接；所述光滑圆球11与所述光滑支架22之间的摩擦力尽量减小，以提高测量的精确性。

铅球体10，其设置在所述第二壳体14内部；中空金属套管9，其贯穿所述圆球11与所述铅球体10连接；所述铅球体10的重量足够重以使所述圆球11和所述铅球体10中空金属套管9不论吊绳如何移动，均处于竖直位置状态。

超声波测距装置17，其设置在所述铅球体10中心底部，且与所述信号处理装置12连接。

计算机(摆角合成计算机)23，其设置在所述小车2上，与所述信号处理装置12连接。所述吊具15或吊绳6摆动时，所述第一壳体7、第二壳体14和框架21随着所述吊具15摆动。所述圆球11、铅球体10和中空金属套管9一直处于竖直状态，所述超声波测距装置17用于测量其距离所述第二壳体14底部的距离信息，并将所述距离信息传输给所述信号处理装置12，所述信号处理装置12对接收到的所述距离信息进行处理得到数字信号，所述计算机23根据接收到的所述数字信号得到所述吊绳6的摆角信息。

在本实施例中，小车机构2是摆角测量装置以及起升电机的搭载平台。两台吊具起升电机5负责吊具15与负载的升降运动，它们可以既可以共同互锁工作，也可以分别独立工作。

所述大车1还包括小车滑行轨道4，设置在所述大车1顶部，所述小车2通过所述小车驱动机构3设置在所述小车滑行轨道4上。

所述大车1还设有大车驱动机构16，其设置在所述大车2底端，用于驱动所述大车2移动。

所述桥吊还包括固定电机支架18，其与所述小车2连接位于所述小车2下方，所述固定电机支架18的两端分别连接有所述吊具起升电机5。

请继续参考图3所示，在本实施例中，每一所述摆角检测装置还包括一半圆台结构19，其设置在所述第二壳体14的内部底面上，且位于所述铅球体10的一侧，且所述铅球体10位于所述半圆台结构19的半圆台顶面上方；所述半圆台结构19用于检测对应吊绳6的摆角的方向信息，当所述铅球块位于半圆台面正上方时，所述吊绳向靠近所述半圆台结构的方向偏移，当铅球块位于半圆台面对面一侧时，所述吊绳向远离所述半圆台结构的方向偏移。

具体的，以图3的左边为左侧，图3所示的右边为右侧，所述半圆台结构19设置在所述第二壳体14的内部底面上，且位于左侧靠近所述吊绳6设置，由此吊绳6左右摇摆时，通过此装置可以得到吊绳的摆动方向信息。当铅球体10位于半圆台结构19的顶部半圆台面的一侧(靠近半圆台结构19)时，吊绳6向右偏移，当铅球体10远离半圆台结构19的一侧时，吊绳6向左偏移。

每一所述摆角检测装置还包括第一导线13，所述第一导线13的一端与所述超声波测距装置17连接，另一端贯穿所述中空金属套管9与所述信号处理装置12连接。

每一所述摆角检测装置还包括有源电源装置24，其设置在所述吊具15上，并通过第二导线25与所述信号处理装置12连接，为所述信号处理装置12供电。

每一所述摆角检测装置还包括光滑套管19，其贯穿所述第一壳体7中心设置，所述吊绳6贯穿所述光滑套管19与所述吊具15连接。

在本实施例中，每一所述所述摆角检测装置还包括固定检测装置支架8，所述第一壳体7设置于所述固定检测装置支架8之间，所述固定检测装置支架8与所述吊绳6连接。

结合图4～图6所示，另一方面，本实施例还提供一种基于如上问所述的基于超声波测距原理的双吊具摆角检测装置的摆角检测方法，包括：

驾驶室发出桥吊运行指令,桥吊根据不同的运行指令控制对应的吊具运行，则与所述吊具各自连接的所述吊绳发生摆动；对于每一所述吊绳的摆角测量，进一步包括：

当所述吊绳发生摆动时，所述超声波测距装置测量其自身距离所述第二壳体底部的距离信息，并将所述距离信息传输给所述信号处理装置，

所述信号处理装置对接收到的所述距离信息进行处理得到数字信号，

所述计算机根据接收到的所述数字信号得到所述吊绳的摆角信息。

每一所述吊绳的摆动的角度θ采用如下公式进行计算：

式中，h表示所述光滑圆珠球心至半圆台面的距离h₁或者所述光滑圆珠球心至所述第二壳体底面的距离为h₂；S为所述超声波测距装置所测得距离；h₃为所述光滑圆珠球心至所述铅球块底部的距离。

所述超声波测距装置包括超声波发射装置和超声波接收器；当吊绳6向右侧摆动时，当铅球体10在半圆台顶面一侧时，当S+h₃＜h₂时，摆角检测装置内的铅球体10和与其相连的光滑圆珠11会一直保持在竖直向下方向，所述超声波发射装置发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到所述第二壳体的底面时就立即返回，所述超声波接收器收到反射波就立即停止计时，对超声波的速度v进行温度T补偿v＝331.45+0.607T。

根据计时器记录的时间t₁,算出所述铅球块距离所述第二壳体底面的距离S₂，即

这时吊绳的摆角计算公式为

即如图4所示，吊绳的摆角θ＝θ₂。

当吊绳6向左侧摆动时，即当铅球体10在半圆台顶面的对面一侧，S+h₃≥h₂，摆角检测装置内的铅球体10和与其相连的光滑圆珠11会一直保持在竖直向下方向，所述超声波发射装置17向竖直向下方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到所述半圆台结构的半圆台顶面时就立即返回，所述超声波接收器收到反射波就立即停止计时，然后根据计时器记录的时间t₂,就可以算出铅球块在竖直方向上距离半圆台顶面的距离S₁，即

这时吊绳的摆角计算公式为

如图4所示，吊绳的摆角θ＝θ₁。

请继续参考图4，光滑圆珠11球心至半圆台面的距离为h₁。

光滑圆珠11球心至第二壳体14的圆台底面的距离为h₂。

光滑圆珠11球心至铅球体10底部的距离为h₃；

第二壳体14的顶面直径为2r。

第二壳体14的底面直径为2R。

半圆台结构19的半圆台顶面的半径为m。

超声波测距装置17所测得距离为S。

其中

目的为了区分吊绳6摆动的方向。

请继续参考图5，所测距离公式为

v表示超声波的传播速度，t表示超声波从发射到接收的时间；由于超声波传播速度受温度影响较大，这里可对超声波进行温度补偿公式如下：v＝331.45+0.607T(m/s)，其中T表示的温度(单位摄氏度)，提高数据精度。

桥吊正常工作时，桥吊根据不同的运行指令控制对应的吊具15运行(独立工作或互锁工作)，和吊具15各自连接的吊绳6发生摆动。

在由桥吊驾驶员发出桥吊运行指令的同时，信号处理装置12接受到来自超声波测距装置17上的电信号加以处理,进过放大,滤波,A/D转换后通过计算机串口送到摆角合成计算机23进行摆角合成处理，可以得出相应的吊绳摆动角度θ,并根据对超声波测距装置17所测数据的判断处理，当S+h₃≥h₂,h＝h₂时吊绳向左侧摆动，当S+h₃＜h₂,h＝h₁时吊绳向右侧摆动，进而判断吊绳摆动的方向；同时计算得出吊绳6摆动的角度

通过计算可以实时检测到摆角的位置及大小。

第二组吊具所做工作相同，将两组吊具的摆角信息送到驾驶室的显示器上供桥吊驾驶员参考，或者作为反馈信息送入防摇/同步控制装置中。在双起升双吊具桥吊的实际工况中，两个吊具15既可独立工作也可互锁同步工作。在独立工作模式时，两个吊具摆角互不影响，分别得到两个角度值；在互锁工作模式时，摆角合成计算机23计算处理的两个吊具的摆角值理论上应该相同，如果不同，可以将异同信号再通过摆角合成计算机23进行相应处理，使两路摆角值相互对照进行修订，以保证更好的同步和防摇效果。

本实施例的目的在于提出一种基于超声波测距原理检测的双吊具桥吊摆动角度检测机构及测量方法，解决了双起升双吊具桥吊摆角检测问题，且装置结构简单，成本低廉，维护方便，抗干扰能力强，不受外界环境影响且精度高方便测量，此装置不需要进行繁琐的分量测量可直接测得摆角的大小。

本实施例的结构装置十分简单且灵巧，易于搭建，成本低廉且方便维护。同时，本实施例采用的基于超声波测距原理基本上不受外界环境干扰，精确性高，所以基本上完全克服了现有技术存在的一些问题。并且，本实施例设计的结构不仅可以检测单吊具场桥的三维摆角，而且还可以检测双吊具甚至多吊具场桥的三维摆角。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“高度”、“厚度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种基于超声波测距原理的双吊具摆角检测装置，其特征在于，其应用于双吊具桥吊上，所述双吊具桥吊包括：大车支架；小车驱动装置，小车，所述小车通过所述小车驱动装置设置于所述大车支架上；一对电机，分别设置在所述小车两侧；一对吊具，每一所述吊具分别通过吊绳与对应的所述电机连接；其特征在于，包括：一对摆角检测装置，其分别位于对应的吊具顶面上；

每一所述摆角检测装置包括：第一壳体，所述吊绳贯穿所述第一壳体与所述吊具连接；

第二壳体，其设置在所述第一壳体内部底部上，且位于所述吊绳的一侧；

框架，设置在所述第二壳体上，

信号处理装置，其设置在所述框架上；

支架，其设置在所述第二壳体的顶面上，

圆球，其设置在所述支架内，与所述支架活动连接；

铅球体，其设置在所述第二壳体内部；

中空金属套管，其贯穿所述圆球与所述铅球体连接；

超声波测距装置，其设置在所述铅球体中心底部，且与所述信号处理装置连接；

计算机，其设置在所述小车上，与所述信号处理装置连接；

所述吊具摆动时，所述第一壳体、第二壳体和框架随着所述吊具摆动；

所述圆球、铅球体和中空金属套管一直处于竖直状态，所述超声波测距装置用于测量其距离所述第二壳体底部的距离信息，并将所述距离信息传输给所述信号处理装置，

所述信号处理装置对接收到的所述距离信息进行处理得到数字信号，

所述计算机根据接收到的所述数字信号得到所述吊绳的摆角信息。

2.如权利要求1所述的基于超声波测距原理的双吊具摆角检测装置，其特征在于，每一所述摆角检测装置还包括一半圆台结构，其设置在所述第二壳体的内部底面上，且位于所述铅球体的一侧，且所述铅球体位于所述半圆台结构的半圆台顶面上方；所述半圆台结构用于检测对应吊绳的摆角的方向信息，当所述铅球块位于半圆台面正上方时，所述吊绳向靠近所述半圆台结构的方向偏移，当铅球块位于半圆台面对面一侧时，所述吊绳向远离所述半圆台结构的方向偏移。

3.如权利要求2所述的基于超声波测距原理的双吊具摆角检测装置，其特征在于，所述第二壳体呈圆台状。

4.如权利要求3所述的基于超声波测距原理的双吊具摆角检测装置，其特征在于，所述第一壳体呈圆柱状，所述第二壳体的底面直径等于所述第一壳体的底面半径。

5.如权利要求1所述的基于超声波测距原理的双吊具摆角检测装置，其特征在于，每一所述摆角检测装置还包括第一导线，所述第一导线的一端与所述超声波测距装置连接，另一端贯穿所述中空金属套管与所述信号处理装置连接。

6.如权利要求1所述的基于超声波测距原理的双吊具摆角检测装置，其特征在于，每一所述摆角检测装置还包括有源电源装置，其设置在所述吊具上，并通过第二导线与所述信号处理装置连接，为所述信号处理装置供电。

7.如权利要求1所述的基于超声波测距原理的双吊具摆角检测装置，其特征在于，每一所述摆角检测装置还包括光滑套管，其贯穿所述第一壳体中心设置，所述吊绳贯穿所述光滑套管与所述吊具连接。

8.一种基于如权利要求1～7中任意一项所述的基于超声波测距原理的双吊具摆角检测装置的吊绳的摆角检测方法，其特征在于，包括：

驾驶室发出桥吊运行指令,桥吊根据不同的运行指令控制对应的吊具运行，则与所述吊具各自连接的所述吊绳发生摆动；对于每一所述吊绳的摆角测量，进一步包括：

当所述吊绳发生摆动时，所述超声波测距装置测量其自身距离所述第二壳体底部的距离信息，并将所述距离信息传输给所述信号处理装置，

所述信号处理装置对接收到的所述距离信息进行处理得到数字信号，

所述计算机根据接收到的所述数字信号得到所述吊绳的摆角信息。

9.如权利要求8所述的吊绳的摆角检测方法，其特征在于，每一所述吊绳的摆动的角度θ采用如下公式进行计算：

式中，h表示圆珠球心至半圆台面的距离h₁或者所述圆珠球心至所述第二壳体底面的距离为h₂；S为所述超声波测距装置所测得距离；h₃为所述圆珠球心至所述铅球块底部的距离。

10.如权利要求9所述的吊绳的摆角检测方法，其特征在于，所述超声波测距装置包括超声波发射装置和超声波接收器；每一所述摆角检测装置还包括一半圆台结构，其设置在所述第二壳体的内部底面上，且位于所述铅球体的一侧，且所述铅球体位于所述半圆台结构的半圆台顶面上方；

当S+h₃＜h₂时，所述超声波发射装置发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到所述第二壳体的底面时就立即返回，所述超声波接收器收到反射波就立即停止计时，对超声波的速度v进行温度T补偿v＝331.45+0.607T；

根据计时器记录的时间t₁,算出所述铅球块距离所述第二壳体底面的距离S₂，

这时吊绳的摆角计算公式为

当S+h₃≥h₂时，所述超声波发射装置17向竖直向下方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到所述半圆台结构的半圆台顶面时就立即返回，所述超声波接收器收到反射波就立即停止计时，根据计时器记录的时间t₂,算出铅球块在竖直方向上距离半圆台顶面的距离S₁，

这时吊绳的摆角计算公式为

Images