兩維度塔吊垂直度測(cè)量裝置及其測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可用于垂直度測(cè)量的裝置及其數(shù)據(jù)處理方法，尤其是一種塔吊垂直度測(cè)量裝置及其數(shù)據(jù)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]塔式吊車(塔吊)具有起升高度大、工作效率高、幅度變化范圍廣、適合高空作業(yè)使用等特點(diǎn)，在施工工程中起著重要的作用。為保證塔吊安全性能符合國家標(biāo)準(zhǔn)，要嚴(yán)格監(jiān)控塔吊安裝及操作過程中的各項(xiàng)安全指標(biāo)尤其是塔吊垂直度。
[0003]根據(jù)《建筑施工塔式起重機(jī)安裝、使用、拆卸安全技術(shù)規(guī)程》(GJ196-2010)塔吊垂直度要求規(guī)定如下:獨(dú)立狀態(tài)或附著狀態(tài)下最高附著點(diǎn)以上塔身軸線對(duì)支承面垂直度不得大于4/1000，最高附著點(diǎn)下塔身軸線對(duì)支承面垂直度不得大于相應(yīng)高度的2/1000。由此標(biāo)準(zhǔn)可見對(duì)塔吊垂直度的要求很高。
[0004]目前，塔吊垂直度測(cè)量主要有兩種方法:一種是利用經(jīng)瑋儀和標(biāo)靶配合測(cè)量方法，另一種是基于PSD (Posit1n Sensitive Detectors)位置傳感器的測(cè)量方法。這兩種方法操作復(fù)雜，測(cè)量出來的結(jié)果精度低，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量，并且測(cè)量時(shí)存在一定的危險(xiǎn)性。同時(shí)后者大面積PSD位置傳感器設(shè)計(jì)、制造困難，價(jià)格昂貴，并且塔吊工作環(huán)境是惡劣多變的，使得背景光、激光的準(zhǔn)直度難以保證。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)有多種傾角傳感器，但在應(yīng)用于塔吊垂直度測(cè)量時(shí)，存在著以下困難
[0006]I)塔吊高度較高時(shí)采用數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性要求高，若采用無線數(shù)據(jù)傳輸易受到環(huán)境干擾
[0007]2)位于不同塔節(jié)的傳感器在垂直方向的同軸度難以保證，傳感器不同軸引入的誤差會(huì)造成數(shù)據(jù)處理誤差增大，測(cè)量精度降低，數(shù)據(jù)處理方法復(fù)雜化，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)垂直度變化的實(shí)時(shí)報(bào)警。
[0008]塔吊垂直度的測(cè)量需要考慮多方面的影響因素，測(cè)量方法必須快速、精確、操作方便且能實(shí)現(xiàn)對(duì)垂直度變化的實(shí)時(shí)監(jiān)控與報(bào)警。目前的測(cè)量方法無法滿足上述要求，所以設(shè)計(jì)一套安裝簡(jiǎn)單，使用方便，可以實(shí)時(shí)的、更準(zhǔn)確的測(cè)量塔吊垂直度的裝置很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便的兩維度塔吊垂直度測(cè)量裝置，該裝置采用雙軸傾角傳感器，并利用其可測(cè)得兩個(gè)維度的傾斜值的特點(diǎn)，實(shí)時(shí)的從兩個(gè)維度監(jiān)測(cè)塔吊傾斜狀態(tài)，使塔吊垂直度的檢測(cè)更全面、更準(zhǔn)確，解決了現(xiàn)有測(cè)量方式測(cè)量復(fù)雜，測(cè)量精度差的問題，另外還提供了一種對(duì)上述裝置測(cè)量得到的多傾角數(shù)據(jù)的處理方法，通過該方法可定點(diǎn)到那個(gè)塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)出現(xiàn)問題，便于塔吊維護(hù)和調(diào)整，提高測(cè)量精度。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0011]提供一種兩維度塔吊垂直度測(cè)量裝置，其特征在于所述裝置包括主安裝板、雙軸傾角傳感器、連接角件、直角固定件、調(diào)節(jié)折板。
[0012]所述主安裝板具有兩條垂直相鄰邊，所述垂直相鄰邊延長線相交處形成朝向主安裝板內(nèi)部的直角豁角，所述雙軸傾角傳感器的主面與主安裝板的主面貼合安裝，所述調(diào)節(jié)折板為L形直角折板，所述調(diào)節(jié)折板的一側(cè)板上具有與棱邊垂直的調(diào)節(jié)通槽，采用調(diào)節(jié)螺栓穿過調(diào)節(jié)通槽可將側(cè)板固定于主安裝板的主面上，固定好的調(diào)節(jié)折板的棱邊位于主安裝板外部且調(diào)節(jié)折板的另一側(cè)板直立，雙軸傾角傳感器與調(diào)節(jié)折板與主安裝板的連接位置分別接近兩個(gè)垂直相鄰邊中的一條；
[0013]所述連接角件也為L型直角折板，連接角件的棱邊嵌入主安裝板的豁角中，并同通過直角固定件將連接角件與主安裝板相互垂直固定，所述連接角件的側(cè)板為C形平板，連接角件的側(cè)板接近兩端部的外邊緣向外彎折形成翅板，翅板上具有通孔且與翅板與側(cè)板成120?150°夾角，所述位于側(cè)板同一端部側(cè)的兩翅板可以通過連接角扣件將連接角件套裝在塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的主弦桿上
[0014]所述連接角扣件與翅板的連接方式為采用蝶形螺栓連接。
[0015]所述雙軸傾角傳感器邊緣與主安裝板的邊緣對(duì)齊。
[0016]所述測(cè)量裝置的雙軸傾角傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳輸。
[0017]優(yōu)選在主安裝板的主面上安裝把手
[0018]本發(fā)明還提供了一種采用所述兩維度塔吊垂直度測(cè)量裝置的測(cè)試方法，其特征在于將所述測(cè)量裝置的連接角件的翅板與連接角扣件在主弦桿上的套裝位置為主弦桿與水平腹桿的相交處，位于連接角件側(cè)板上下端部的翅板在主弦桿上的套裝位置分別位于水平腹桿的上、下方，所述測(cè)量裝置的豎直安裝位置，可以使調(diào)節(jié)折板的直立側(cè)板的外側(cè)面與腹桿內(nèi)側(cè)接觸；
[0019]測(cè)量裝置在塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上的安裝位置能夠確保當(dāng)塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)組裝成塔吊時(shí)，不同塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上的測(cè)量裝置在豎直方向基本同軸，并可通過調(diào)節(jié)螺栓及調(diào)節(jié)通槽調(diào)整調(diào)節(jié)折板與主安裝板相對(duì)位置進(jìn)而調(diào)整雙軸傾角傳感器的水平位置，使不同塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上的雙軸傾角傳感器距水平腹桿的距離相等。
[0020]所述的測(cè)試方法，其特征在于當(dāng)所述裝置工作時(shí)包括以下步驟，
[0021]I)數(shù)據(jù)采集
[0022]采集塔吊上不同塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上的測(cè)量裝置中雙軸傾角傳感器的發(fā)出的模擬信號(hào)傾角數(shù)據(jù)；
[0023]2)A/D 轉(zhuǎn)換
[0024]將步驟I)的模擬信號(hào)傾角數(shù)據(jù)通過A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào)傾角數(shù)據(jù)，；
[0025]3)數(shù)據(jù)處理
[0026]將步驟2)得到的數(shù)字信號(hào)傾角數(shù)據(jù)及依據(jù)該傾角數(shù)據(jù)計(jì)算得到的每節(jié)塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的垂直度數(shù)據(jù)記錄并顯示于人際交互界面，并按照從最低到最高的順序依次將每節(jié)塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的垂直度與預(yù)制的塔吊垂直度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)垂直度不符合垂直度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)報(bào)警并顯示于人機(jī)交互界面上。
[0027]所述步驟3)數(shù)據(jù)處理的具體方法為:
[0028]先將最低位塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的垂直度與塔吊垂直度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，若不符合標(biāo)準(zhǔn)則報(bào)警，若符合標(biāo)準(zhǔn)則再將臨近的高位塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的垂直度數(shù)據(jù)與塔吊垂直度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，依次類推直至將最高位的塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的垂直度也和塔吊垂直度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比。最后將各塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上的雙軸傾角傳感器的測(cè)量得的兩維傾角數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為矢量后疊加求出總的塔吊垂直度。
[0029]本發(fā)明提供的測(cè)量裝置中采用數(shù)據(jù)線傳輸測(cè)量數(shù)據(jù)，可以提高數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性，避免了無線數(shù)據(jù)傳輸時(shí)易于受到干擾和傳輸距離有線的缺陷。
[0030]本發(fā)明采用雙軸傾角傳感器作為檢測(cè)元件，每個(gè)傳感器測(cè)得兩維的傾斜值，即可以同時(shí)監(jiān)測(cè)一個(gè)平面內(nèi)的兩個(gè)垂直方向上的塔吊傾斜情況，可以對(duì)每節(jié)塔吊的傾斜情況有一個(gè)更全面的了解，提高塔吊垂直度的測(cè)量精度。
[0031]本發(fā)明提供的測(cè)量裝置，采用了雙軸傾角傳感器，并且優(yōu)化設(shè)計(jì)測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)折邊與連接角件的配合，使不同塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上的雙軸傾角傳感器易于校正在同一水平安裝位置上，從而在后續(xù)數(shù)據(jù)處理時(shí)可以認(rèn)為安裝好的塔吊上的傳感器處于同一縱軸線上，進(jìn)而大大簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)處理方法，提高了數(shù)據(jù)處理速度和準(zhǔn)確度，便于在安裝時(shí)對(duì)塔吊的垂直度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并根據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)隨時(shí)調(diào)整，還可以用于安裝完成后塔吊的長期監(jiān)控?？朔瞬捎脝屋S傾角傳感器時(shí)，不同塔節(jié)的傳感器的水平安裝位置難于校正在同一縱軸線上從而帶來測(cè)量誤差較高、數(shù)據(jù)處理方式復(fù)雜，以及難以用于塔吊垂直度長期監(jiān)控的缺陷，在進(jìn)行總的塔吊垂直度監(jiān)控時(shí)，在計(jì)算時(shí)將每個(gè)傳感器的初始狀態(tài)均視為水平安裝，僅需將各傳感器測(cè)得的傾斜值矢量疊加即可轉(zhuǎn)化得到總垂直度數(shù)據(jù)，可以在滿足測(cè)量要求的基礎(chǔ)上進(jìn)一步簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)處理過程，降低對(duì)硬件的要求，提高整個(gè)設(shè)備在用于塔吊長期監(jiān)控時(shí)的可靠性。且每節(jié)塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的垂直度超過標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)均可報(bào)警，從而更加便于監(jiān)控所有塔節(jié)的垂直度，且一旦出現(xiàn)垂直度超標(biāo)的情況也便于即使定位問題塔節(jié)，為后續(xù)的維修工作提供便利。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的兩維度塔吊垂直度測(cè)量裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的兩維度塔吊垂直度測(cè)量裝置與塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接局部示意圖；
[0034]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的兩維度塔吊垂直度測(cè)量裝置與塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接全局示意圖；
[0035]圖4是本發(fā)明實(shí)施例的兩維度塔吊垂直度測(cè)量裝置數(shù)據(jù)處理流程圖。
[0036]圖中:1、主安裝板，2、把手，3、雙軸傾角傳感器，4、連接角件，41翅板，5、直角固定件，6、調(diào)節(jié)螺栓，7、調(diào)節(jié)折板，71、調(diào)節(jié)通槽，8、連接角扣件，9、蝶形螺栓，10、塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，101主弦桿，102水平腹桿。
【具體實(shí)施方式】
[0037]實(shí)施例
[0038]本實(shí)施例提供的兩維度塔吊垂直度測(cè)量裝置，包括主安裝板1、雙軸傾角傳感器
3、連接角件4、直角固定件5、調(diào)節(jié)折板7。
[0039]主安裝板具有兩條垂直相鄰邊，所述垂直相鄰邊延長線