技术领域

起重机吊装垂直度偏差测量显示设置 （本设置， 下同） 及吊装法， 属于起 重机吊装监控技术领域， 确切地说它是监控起重机垂直吊装的一种设置 及吊装 法。

背景技术

起重机要求垂直吊装， 司机却无法判断其吊钩是否处于垂直状态， 无论从 吊钩偏心起钩以及其他原因使重物偏摆可能伤 及周围设备和人员，还是从实现起 重机操作自动化， 或从实现安全吊装和克服起重机抬吊的风险考 虑， 吊钩垂直度 的检测都成为起重机自身亟须完善的问题。 为克服起重机抬吊的风险在 "201110148371.0吊车抬吊风险动态于协同方显示设 置"已提出协同吊装的设想; 而对起重机提升滑轮组或吊钩垂直度状态用角 度传感器检测时，沿用通过检测吊 钩钢丝绳（吊绳，下同）的角度得到， "ZL02104525.9 吊车吊绳的角度测量装置" 作法是， 在互相垂直的二个方向各安设一个被检测吊绳 C (L为吊重）通过且保 持接触的 U型框 UX、 UY (图 2所示） , U型框的转轴上分别安设角度传感器 EX、 EY， 当吊绳 C发生偏摆时， 通过 U型框使转轴上安设的角度传感器转动而 输出偏摆信号， 实现了对吊绳的二维检测； "200910166488.4 一种起重机及其吊 绳摆动检测量装置" 作法是， 在起重机吊臂臂头 1定滑轮端被检测吊绳 3外装 一个套筒 2 (图 3所示） , 在套筒外壁上安设角度传感器 4， 同时在起重机吊臂 臂头 1与套筒之间安设防转装置 5、 6以限制套筒转动， 当吊绳发生偏摆时， 通 过与其一起偏摆的套筒由安设的角度传感器输 出偏摆信号，并用此种方式检测的 信号创立了 "ZL200910171349.0 —种吊钩偏摆控制方法、 系统及装置" 。 发明内容

由于起重机稳定性差， 其吊装垂直度偏差不得超过 °， 还有不垂直起吊重 物摆动可能伤及周围设备和人员，尤其是大仰 角下的不垂直抬吊破坏了起重机载 荷的正常分配， 又由于起重机自身缺失垂直吊装的显示， 司机无法判断提升滑轮 组是否处于垂直状态， 而要由吊装指挥者， 依据监视被吊重物垂直吊装者提供的 信息指挥司机操控， 既不及时又不准确…故起重机抬吊风险大， 依据《石油化工 工程起重施工规范》 的条文说明中指出： "双机抬吊是比较危险的作业， 对吊装 指挥及司机要求都比较高。国外有些工程管理 人员对于双机抬吊作业是持否定態 度的…"因而要回避起重机吊装和抬吊的风险� � 一是增设起重机提升滑轮组垂直 度偏差的显示监视设置， 二是将垂直度偏差不仅显示于本起重机操作室 ，还要显 示于协同方（抬吊双方互为协同方）起重机操 作室，达到信息互通，令双方在"知 已知彼"条件下实现协同吊装。 由于起重机提升滑轮组垂直度偏差角度（垂直 度偏差角度， 下同）就等于把 角度传感器放在与提升滑轮组相垂直平面上所 测得该平面偏离水平面角度，因而 本设置首先突破常规在提升滑轮组动滑轮护板 外侧上装设测量平台，且满足垂直 度偏差角度 业时， 测量平台面为水平面愧 于起重机单机滑移法、 单机旋转法 吊装重物时， 要通过本机司机与其他监控点人员配合， 如滑移法吊装要与牵引滑 移机械的操作工配合， 抬吊作业时更是要通过抬吊双方配合以及吊装 指挥协同 下， 才能实现垂直吊装， 因而除将垂直度偏差角度显示于本机的操作室 外， 还要 将垂直度偏差角度显示于相互配合的其他监控 点屏幕上個时由于主、 辅机产生 的 （主、 辅机间） 垂直度偏差， 约与主、 辅机各自承担的载荷成反比， （若主、 辅机各自承担载荷为 6： 1，当主机垂直度滞后 0.5°时，而辅机垂直度竟超前 3° )， 当辅机的垂直度偏差角度符合要求时， 主机的垂直度偏差角度必符合要求， 因而 双机抬吊时主、 辅机均应以实现辅机的垂直吊装为基准进行操 控。 石

本设置的一种作法是， 先在提升滑轮组动滑轮护板外侧上装设测量平 台， 且满足起重机吊装垂直度偏差角度业时，测量 平台面为水平面， 由于若此时在 台面上设置角度传感器， 当出现垂直度偏差时角度传感器敏感轴方向显 示的台 面偏离的水平面角度， 等于起重机提升滑轮组沿该方向的垂直度偏差 角度， 因 而在台面居中建立十字垂直坐标， 设置双轴角度传感器测量 轴向与 轴向的 垂直度偏差信号， 并经倾角采集、 无线传输、 处理， 将垂直度偏差角度动态显 示于起重机吊装的各监控点， 包括本起重机司机 （操作室）监控点、 协同吊装 起重机司机（操作室）监控点以及协同吊装的 牵引机械司机监控点和吊装指挥 监控点。 石

弓 MMea鉴于先进的 技术发展， 双轴倾角仪趋向小型、超小型化， 故本设 置的另一种作法是，先在提升滑轮组动滑轮护 板外侧上装设测量平台， 且满足起 重机吊装垂直度偏差角度 业时， 测量平台面为水平面， 基于通过测量平台面与 水平面间夹角， 以确定起重机提升滑轮组的垂直度偏差角度， 在台面居中建立十 字垂直坐标， 设置双轴数显倾角仪测量 轴向与 轴向的垂直度偏差角度， 并经 无线传输将测量的垂直度偏差角度， 再动态显示于起重机吊装的各监控点。包括 本起重机司机（操作室）监控点、 协同吊装起重机司机（操作室）监控点以及协 同吊装的牵引机械司机监控点和吊装指挥监控 点。 石

附图说明^^ W

¾¾双轴倾角无线采集方框图。 石

图国是现有吊车吊绳的角度测量装置的原理图 。 石

图些是现有吊绳摆动检测装置的结构示意图。 石

图^^ 传感器模块和无线发射模块装设于起重机动滑 轮护板外侧， 无 线接收模块和 机装设于起重机吊装的监控点。 石

起重机吊装垂直度偏差测量显示设置， 为各监控点提供了吊装中垂直度 偏差角度显示， 因而可以相互配合协同吊装， 与本设置配套的起重机垂直度偏 差控制吊装作法是： 石

旋转法吊装重物时， 依据起重机司机操作室显示的垂直度偏差角 度， 调整起重机边提升速度与边旋转速度间的配合 ， 以消除垂直度偏差衞

机滑移法吊装重物时， 依据起重机司机操作室显示的垂直度偏差角 度操控提升速度，牵引重物滑移的机械司机则 依据设于牵引机械监控点显示的 垂直度偏差角度操控牵引， 相互配合以消除垂直度偏差艮集

/«X机抬吊时主、 辅机均以实现辅机的垂直吊装为基准进行操控 ， 即辅 机依据司机操作室显示的垂直度偏差角度操控 跟送的速度， 主机则依据设于主 机操作室监控点显示的辅机吊装垂直度偏差角 度操控提升， 主、 辅机配合以消 除辅机吊装的垂直度偏差 主、 辅机同步提升时， 主、 辅机仍均以实现辅机 的垂直吊装为基准进行操控。

本设置及吊装法， 首次提出在提升滑轮组动滑轮护板外侧上装设 测量平 台， 设置双轴倾角传感器测量提升滑轮组垂直度偏 差角度， 并显示于起重机吊 装的各监控点， 同时提出起重机吊装垂直度偏差控制吊装法因 而具有新颖性， 又由于实现起重机垂直度偏差角度动态显示， 同时实行起重机吊装垂直度偏差 控制吊装法， 较好克服了起重机不垂直吊装， 尤其是不垂直抬吊的风险， 开发 出既适合于所有单机吊装， 也适合于抬吊作业的监控设置与吊装法因而具 有创 造性。 本设置可用于监测、 操控起重机垂直吊装。 集

集

具体实施方式皿

一、 起重机吊装垂直度偏差双轴倾角传感器测量动 态显示设置。 集 /擺先制作由上平板与竖平板组成直角的 Γ形框， 和与上平板相配的测 量平台， 在测量平台和上平板同平台相应的位置各钻三 个呈鼎足排列的与沉头 螺栓相配的连接孔， 用沉头螺栓和螺帽将测量平台与上平板连接， 且在测量平 台与上平板之间的螺栓上套上调整垫片 g腠着在吊车动滑轮护板外侧 （空位） 上，焊三个呈鼎足排列的短螺栓，在 r形框架的竖平板相应位置钻三个连接孔， 用螺帽将 Γ形框架固定于动滑轮护板外侧 g然后在起重机吊装垂直度偏差角度 意时， 通过测量平台与上平板之间三个螺栓上套的垫 片厚薄的调整， 将测量平 台面调为水平面。 集

/J«E测量平台台面居中建立十字垂直坐标， 设置双轴角度传感器， 同时 设置无线发射器及天线， 此外通过焊于滑轮护板外侧周边的螺钉装设非 金属坚 固的外壳加以保护。 集

/ 起重机吊装各监控点设置无线接收器、 天线， 和控制显示器， 将垂 直度偏差角度动态显示于起重机吊装的各监控 点。各监控点的设置除本起重机 司机操作室外，协同吊装起重机司机操作室以 及协同吊装的牵引机械司机监控 点和吊装指挥监控点的设置作成便携式。 集

图模为双轴倾角无线采集方框图。 主要由传感器模块， 无线发射模块， 无 线接收模块， 机 ^分组成。传感器模块和无线发射模块（配天� �）装设于 起重机动滑轮护板外侧， 无线接收模块 （配天线） 和 机装设于起重机吊装 的各监控点。 其中传感器模块由双轴倾角传感器、 调理电路组成， 无线发射模 块由构 转换部分、 无线收发单片机和发射电路组成， 无线接收模块由无线收 发单片机、 接收电路， 及串口电路组成， 机部分主要由 机及串口通信软 件、 指示电路组成。 集

二、 起重机吊装垂直度偏差双轴倾角仪测量动态显 示设置。 集

/擺先制作由上平板与竖平板组成直角的 r形框， 和与上平板相配的测量 平台，在测量平台和上平板同平台相应的位置 各钻三个呈鼎足排列的与沉头螺 栓相配的连接孔， 用沉头螺栓和螺帽将测量平台与上平板连接， 且在测量平台 与上平板之间的螺栓上套上调整垫片 i傻着在吊车动滑轮护板外侧（空位）上， 焊三个呈鼎足排列的短螺栓， 在 Γ形框架的竖平板相应位置钻三个连接孔， 用 螺帽将 r形框架固定于动滑轮护板外侧 i燃后在起重机吊装垂直度偏差角度司 时， 通过测量平台与上平板之间三个螺栓上套的垫 片厚薄的调整， 将测量平台 面调为水平面。 监

测量平台台面居中建立十字垂直坐标， 设置双轴倾角仪监 同时设 置无线摄象头。此外通过焊于滑轮护板外侧周 边的螺钉装设非金属坚固的外壳 加以保护。 监

fifii在起重机吊装各监控点装设与无线攝象头� ��套的无线接收机、 控制显 示器， 将吊装中垂直度偏差角度再动态显示于监控点 的屏幕上。 监

各监控点的设置除本起重机司机操作室外， 协同吊装起重机司机操作室 以及协同吊装的牵引机械司机监控点和吊装指 挥监控点的设置作成便携式。 监 三、 起重机吊装垂直度偏差控制吊装法。 监

为回避起重机吊装和抬吊的风险，增设了起重 机提升滑轮组垂直度偏差角度 的显示监视设置， 并将垂直度偏差角度在显示于本起重机操作室 监控点的同时， 也显示于协同方的起重机监控点， 达到信息互通， 令双方在"知已知彼"条件下 实现协同吊装。 因而与本设置配套的起重机垂直度偏差控制吊 装的作法是： 监 ή#单机旋转法吊装重物时， 依据起重机司机操作室显示的垂直度偏差角 度， 调整起重机边提升速度与边旋转速度间的配合 ， 以消除垂直度偏差 i傲

½6单机滑移法吊装重物时， 依据起重机司机操作室显示的垂直度偏差角 度 β控提升速度，牵引重物滑移的机械司机则依� ��设于牵引机械监控点显示 的垂直度偏差角度操控牵引， 相互配合以消除垂直度偏差谄

fifii双机抬吊时主、 辅机均以实现辅机的垂直吊装为基准进行操控 ， 即辅 机依据司机操作室显示的垂直度偏差角度操控 跟送的速度， 主机则依据设于主 机操作室监控点显示的辅机吊装垂直度偏差角 度操控提升， 主、 辅机配合以消 除辅机吊装的垂直度偏差 i倍主、 辅机同步提升时， 主、 辅机仍均以实现辅机 的垂直吊装为基准进行操控。

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