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原文传递一种多吊具桥吊的摆角检测装置

专利名称：	一种多吊具桥吊的摆角检测装置
摘要：	一种多吊具桥吊的摆角检测装置，根据单缝衍射和光感应原理，将吊具摆角转动信息转化为电信号和数字信号，通过单缝光栅衍射生成衍射图样，采用光敏二极管PN结阵列和数字模数转换芯片对光衍射图样的条纹宽度和亮条纹中心位置进行检测和处理，计算获得吊具以及负载的摆角信息，并将计算出的摆角信息传递给起重机操作员参考或者反馈给桥吊控制系统做防摇控制，从而提高操作员的操作效率和减轻工作压力。本发明结构简单，成本廉价，维护简单，容易制作，抗干扰能力强，不受恶劣天气的影响，且检测精度高，测量速度快，能够准确地定位，进而换算出摆角大小，满足实际的桥吊摆角测量的需要。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海海事大学
发明人：	胡益彬;徐为民;赵微微;袁贺松;黄金玲
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-03T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201910595359.0
公开号：	CN110294422A
代理机构：	上海元好知识产权代理有限公司
代理人：	张妍;张静洁
分类号：	B66C19/00(2006.01);B;B66;B66C;B66C19
申请人地址：	201306 上海市浦东新区临港新城海港大道1550号
主权项：	1.一种多吊具桥吊的摆角检测装置，其特征在于，所述的摆角检测装置设置在吊具上，该摆角检测装置包含：点光源，其作为光衍射的发光源；狭缝组件，用于提供单缝，以使得点光源发出的光在经过该狭缝组件时发生单缝衍射，并且该狭缝组件的单缝尺寸随着摆角检测装置的摆动而发生变化，从而引起衍射图样的变化；透镜组件，用于确保点光源发出的发散光变为平行光通过狭缝组件，并在通过狭缝组件后汇聚到衍射图样定位板；衍射图样定位板，用于检测衍射图像的光强分布和明暗条纹距离。 2.如权利要求1所述的多吊具桥吊的摆角检测装置，其特征在于，所述的透镜组件包含：一级凸透镜，其设置在点光源和狭缝组件之间，该一级凸透镜的光心与点光源和狭缝组件的单缝位于同一条直线上，且点光源设置在该一级凸透镜的焦点处，点光源发出的发散光在经过一级凸透镜时，被汇聚成平行光，射入狭缝组件的单缝中；二极凸透镜，其设置在狭缝组件和衍射图样定位板之间，该二极凸透镜的光心与狭缝组件的单缝、点光源和衍射图样定位板的中心点位于同一条直线上，且衍射图样定位板设置在该二极凸透镜的焦点处，经过狭缝组件的单缝的衍射光在经过二极凸透镜时，被汇聚在一起，照射到衍射图样定位板上。 3.如权利要求2所述的多吊具桥吊的摆角检测装置，其特征在于，所述的狭缝组件包含：固定支架，用于固定衍射板上板和衍射板下板；衍射板上板，其通过转轴设置在固定支架之间，可以绕转轴旋转；衍射板下板，其通过转轴设置在固定支架之间，可以绕转轴旋转；衍射板上板的下边缘和衍射板下板的上边缘之间平行且具有狭缝。 4.如权利要求3所述的多吊具桥吊的摆角检测装置，其特征在于，所述的衍射图样定位板包含：光敏二极管PN结阵列，其包含多个光敏二极管PN结列和多个光敏二极管PN结排，每一列光敏二极管PN结列和每一排光敏二极管PN结排都包含多个光敏二极管PN结；多个阵列PN结电压模数转换器，其分别与每一个光敏二极管PN结列和每一个光敏二极管PN结排电路连接，用于检测光敏二极管PN结阵列中每一列和每一排的电压大小；衍射信息处理CPU，其电路连接所有的阵列PN结电压模数转换器，用于根据光敏二极管PN结阵列中每一列和每一排的电压大小计算衍射图样的明暗条纹距离，并进一步计算出摆角值。 5.如权利要求4所述的多吊具桥吊的摆角检测装置，其特征在于，所述的摆角值为： α＝2arctg(2u/v)；其中，α是摆角值，2u是狭缝组件中衍射板上板和衍射板下板之间的狭缝在x轴方向上的变化量，v是狭缝组件中衍射板上板和衍射板下板之间的狭缝在y轴方向上的变化量； 2u＝d2-d1；d1是未发生摆动时衍射板上板和衍射板下板之间的狭缝距离，d2是发生摆动角度为α时衍射板上板和衍射板下板之间的狭缝距离；由单缝夫琅禾衍射公式计算得到d1、v、d2；其中，λ是光波长，D是衍射板平面到衍射图样定位板之间的距离，k是第k级衍射条纹，x11、x21是未发生摆动时衍射图样定位板检测到的上下两侧的二极条纹到零级条纹的距离，x12、x22是发生摆动角度为α时衍射图样定位板检测到的上下两侧的二极条纹到零级条纹的距离。
所属类别：	发明专利