专利名称：吊钩姿态检测装置和起重机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种起重机控制技术，特别涉及一种吊钩姿态检测装置，还涉及到包
括上述吊钩姿态检测装置的起重机。
背景技术：
起重机作为一种起吊搬运设备，大量应用于建筑业、制造业以及港口运输业。起重 机具有多种类型，每种类型的起重机具有不同结构。对于汽车起重机而言，其包括底盘、回 转机构、起重臂，吊钩、巻扬机构。起重臂下部通过回转机构与底盘相连，吊钩通过钢丝绳悬 挂于起重臂上部，钢丝绳绕过滑轮组与巻扬机构相连；巻扬机构通过钢丝绳驱动吊钩进行 上升、停止和下降等动作；同时，起重臂能够在回转机构的驱动下绕一个竖轴旋转，使吊钩 在水平面内移动。 在进行起吊作业时，起重机需要经过多个步骤，一般包括落钩、起吊、横移、落钩等 步骤。在落钩过程中，巻扬机构的巻扬筒在一个方向上旋转，吊钩在重力作用下，带动钢丝 绳向下移动，一直到达被起吊货物上方的适当位置，然后，将吊钩与被起吊货物固定；在起 吊过程中，巻扬机构的巻扬筒在另一个方向旋转，通过钢丝绳拉动吊钩和货物一起向上移 动，使货物离开地面；在货物离开地面后，回转机构运行，进入横移的过程，起重臂横向旋 转，吊钩连同货物横向移动，使货物到过预定位置的上方；落钩，在货物到达预定位置上方 后，巻扬筒再进行反向旋转，货物和吊钩向下移动，使货物到达预定位置，实现对货物的搬 运。在起吊过程中，吊钩不仅要进行垂向的移动，还要进行横向的移动；由于惯性或外力作 用，通过钢丝绳悬挂在起重臂上部的吊钩及货物会形成相应的摆动，特别是在吊钩携带货 物开始横向移动，或者在货物到过预定位置停止横向移动时，吊钩及货物的摆动幅度也会 增加。 吊钩的摆动会影响起重机的起吊作业的效率。在落钩时，为了使吊钩与货物相固 定，并避免吊钩与货物碰撞，需要等待适当的时间，以使吊钩停止摆动；在吊运货物横向移 动时，为了避免货物摆动而造成碰撞，也需要吊钩和货物以较小的速度移动；在吊运的货物 到达预定的位置后，为了将被吊运货物准确地放置在预定的位置，还需要等待货物停止摆 动后再落钩。现有起重机领域中，普遍存在由于吊钩摆动而延长起吊作业的时间，进而较低 起重机起吊效率的问题。 上述问题不仅存在于汽车起重机的起吊作业过程中，在龙门起重机或其他起重机 的起吊过程中，也存在相同的问题。 对于上述问题，当前主要通过反摆动的稳钩措施减小吊钩的摆动幅度，使吊钩更 快的停止摆动，以减少吊钩摆动对起吊作业效率的不利影响。反摆动的稳钩措施一般是根 据吊钩摆动的幅度、频率和方向，利用控制装置，使吊钩以适当频率、幅度并与摆动相反的 方向移动，以使吊钩在较短的时间内静止。当前，反摆动的稳钩措施主要依赖于具有较多经 验的操作人员对吊钩进行适当控制实现。 为了减小对操作人员操作经验的依赖性，欧洲专利文献EP1757554公开了一种起重机反摆动的控制技术。该专利文献公开的技术方案通过预先设定模式的方式，预先确定 吊钩及货物的姿态参数，并根据预先确定的姿态参数，控制系统采取适当反摆动措施减小 摆动对起吊作业造成的不利影响。该技术方案的一个核心在于，预先确定起吊过程中，吊钩 运动状态，即吊钩的姿态参数，并根据预定确定的吊钩姿态参数确定控制策略，使吊钩以预 定的方式运动，以减小吊钩摆动幅度，使吊钩较快地停止摆动，降低吊钩摆动对起吊作业效 率的不利影响。但由于起吊作业实际情况的复杂性，预先确定的吊钩姿态参数很难与吊钩 的实际姿态参数相一致，因此，该技术方案仅能够满足起吊作业环境较稳定的场合，在未预 先确定吊钩姿态参数的作业环境中进行起吊作业时，上述技术方案并不能够实现提高起重 机起吊作业效率的目的。 在起吊作业过程中，如何确定吊钩实际的姿态参数，为控制吊钩动作提供前提，以 提高起重机起吊作业的效率是起重机领域的一个技术难题。
发明内容
针对上述技术难题，本发明的第一个目的在于，提供一种吊钩姿态检测装置，以确 定吊钩实际的姿态参数，为控制吊钩动作提供前提。 本发明的第二个目的在于，提供一种具有上述吊钩姿态检测装置的起重机，以根
据吊钩的实际姿态参数了解吊钩运动状态，并实施稳钩措施，提高起重机起吊作业的效率。
为了实现上述第一个目的，本发明提供的吊钩姿态检测装置包括 角度测量仪，用于实时获得第二坐标系坐标轴与第一坐标系中相对应坐标轴之间
的夹角； 加速度测量计，用于实时获得吊钩在预定方向的加速度，所述预定方向与第二坐 标系的坐标轴之间具有预定的角度； 处理器，用于建立所述第一坐标系和第二坐标系，所述第一坐标系与预定位置相 对固定，所述第二坐标系与吊钩相对固定，所述第一坐标系中的坐标轴与第二坐标系中的 坐标轴相对应；还根据角度测量仪获得的夹角和加速度测量计获得的加速度获得吊钩在第 一坐标系中的姿态参数； 输出装置，用于将所述姿态参数输出。 优选的，所述第一坐标系为具有X1轴、Y1轴和Zl轴的直角坐标系，所述第二坐标 系为具有X2轴、Y2轴和Z2轴的直角坐标系，所述XI轴、Yl轴和Zl轴分别与X2轴、Y2轴 和Z2轴相对应。 优选的，所述角度测量仪为三轴角度测量仪，该三轴角度测量仪的三个测量轴轴 线与第二坐标系的三个坐标轴之间分别具有预定角度。 优选的，所述三轴角度测量仪的三个测量轴轴线与第二坐标系的三个坐标轴之间 的预定角度均为0度。 优选的，所述加速度测量计为三轴加速度测量计，该三轴加速度测量计的三个测 量轴轴线与第二坐标系的三个坐标轴之间分别具有预定角度。 优选的，所述加速度测量计的三个测量轴轴线与第二坐标系的三个坐标轴之间的 预定角度均为0度。 优选的，所述输出装置包括显示器，所述显示器以示意图的形式显示所述姿态参数。 优选的，所述姿态参数包括吊钩在第一坐标系中的瞬时速度、运动方向及吊钩位 置中的至少一个。 优选的，所述处理器还能够将姿态参数与预定参数阈值进行比较，以确定起吊作 业的安全性，并根据比较结果进行预定处理。 为了实现上述第二个目的，本发明提供的起重机包括起重机本体、悬挂钢丝绳和 吊钩，所述悬挂钢丝绳下端与吊钩相连，上端与起重机本体上的定滑轮相连，与现有技术的 区别在于，还包括上述任一种吊钩姿态检测装置，所述吊钩姿态检测装置的角度测量仪和 加速度测量计均与悬挂钢丝绳固定，或均与吊钩固定。 本发明提供的吊钩姿态检测装置中，处理器在空间内建立第一坐标系和第二坐标 系，以两个坐标系为基础获得吊钩的姿态参数，了解吊钩的运动状态；其中，第一坐标系与 预定位置固定，预定位置可以与起重机相关部件固定，第二坐标系与吊钩的运动相关联，以 使吊钩的运动状态能够反映在两个坐标系的相对运动状态上；角度测量仪用于获得第二坐 标系与第一坐标系相对应坐标轴之间夹角；加速度测量计用于获得吊钩在预定方向上的加 速度，而且预定方向相对于第二坐标系固定，并与第二坐标系的坐标轴之间具有预定的角 度，以为获得吊钩在第二坐标系各坐标轴方向上的加速度提供基础。处理器还能够根据加 速度测量计获得的加速度及角度测量仪获得的夹角，获得吊钩在第一坐标系各坐标轴上的 加速度；根据吊钩在第一坐标系各坐标轴上的加速度，处理器能够获得吊钩的姿态参数，确 定吊钩的运动状态；然后，输出装置能够将处理器获得的姿态参数以合适的方式输出。本发 明提供上述吊钩姿态检测装置能够提供吊钩的姿态参数，从而使起重机的控制系统或操作 人员能够根据输出装置输出的姿态参数精确地了解吊钩的位置、运转速度，摆动幅度等方 面的信息，以确定吊钩的运动状态；并根据吊钩的运动状态采取适当的稳钩措施，减少起吊 作业所需要的时间，提高起吊作业的效率。 在进一步的技术方案中，所述第一坐标系和第二坐标系分别为包括三个坐标轴的 直角坐标系；该技术方案通过三个坐标轴能够获得吊钩更全面的姿态参数；进一步地，能 够使起重机的控制系统或操作人员更准确地确定吊钩在立体空间内的信息，更好地实施稳 钩措施。 在进一步的技术方案中，用三轴角度测量仪获得两个坐标系中相对应坐标轴之间 的夹角；这样一方面能够提高测量的准确性；另一方面能够较快地获得夹角数据，提高吊 钩姿态检测装置的反应速度。在优选的技术方案中，使三轴角度测量仪的三个测量轴轴线 分别与第二坐标系的三个坐标轴之间保持平行，这样能够减少角度测量仪的处理步骤，提 高角度测量仪的处理速度。 同样，在进一步的技术方案中，用三轴加速度测量计获得吊钩在各方向的加速度， 能够提高测量准确性和吊钩姿态检测装置的反应速度。在优选的技术方案中，使三轴加速 度测量计的三个测量轴轴线分别与第二坐标系的三个坐标轴之间保持平行，这样能够减少 加速度测量计的处理步骤，提高加速度测量计的处理速度。 在进一步的技术方案中，所述输出装置包括显示器，通过显示器能够将吊钩的姿 态参数以示意图的形式表达；该技术方案能够为操作人员提供直观的操作信息，从而使操 作人员能够更好地实施稳钩措施，为起吊作业效率的提高提供便利。
在进一步的技术方案中，所述处理器还能够将获得的吊钩姿态参数与预定的参数
阈值相比较，并根据预定的策略判断吊钩位置、速度是否超出预定的范围；然后，根据判断
结果确定是否进行相关处理；如果需要进行预定处理，则输出预定指示，以进一步的提醒操
作人员，该技术方案能够在提高起吊作业效率的同时，减小或避免安全事故的发生。 在提供上述吊钩姿态检测装置的基础上，还提供了一种包括上述吊钩姿态检测装
置的起重机；由于吊钩姿态检测装置具有上述技术效果，具有该吊钩姿态检测装置的起重
机也具有相应的技术效果。
图1是一种汽车起重机的总体结构示意图； 图2是本发明实施例一提供的吊钩姿态测量装置的结构框图； 图3是实施例一中，角度测量仪和加速度测量计与吊钩的位置关系示意图； 图4是实施例一中，第一坐标系与第二坐标系的对比关系示意图，图中用实线示
出了第一坐标系的坐标轴，用虚线示出了第二坐标系的坐标轴； 图5是实施例一中，吊钩运动矢量合成示意图。
具体实施例方式本发明的核心在于建立第一坐标系和第二坐标系，其中第二坐标系与吊钩的运
动相关，第一坐标系与吊钩的运动无关，从而使将吊钩的姿态参数的改变反映在两个坐标
系之间位置关系的改变上；然后，再用角度测量仪获得两个坐标系坐标轴之间的角度关系，
用加速度测量计获得吊钩在第二坐标系预定方向的加速度，根据角度关系与加速度获得吊
钩在第一坐标系相应坐标轴上的加速度；最后，根据吊钩在第一坐标系坐标轴上的加速度
获得吊钩在第一坐标系中的姿态参数，为进一步的控制吊钩的运动提供依据。 以下通过具体实施方式
对本发明提供的技术方案进行描述，本部分的描述仅是示
范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。 请参考图l，该图是一种汽车起重机的总体结构示意图。图中的汽车起重机包括 底盘100，起重臂200、吊钩400。起重臂200通过回转机构安装在底盘100上，以能够绕一 个竖轴，相对于底盘100在水平面内旋转；吊钩400上具有动滑轮组，动滑轮组通过悬挂钢 丝绳410与起重臂200上部的定滑轮组相连，定滑轮组通过牵引钢丝绳310与起重机的巻 扬筒300相连。在进行起吊作业时，牵引钢丝绳310通过定滑轮组使悬挂钢丝绳410运动， 从而使吊钩400在垂向上移动，以使被起吊货物在垂向上移动；起重臂200与底盘100之间 的回转机构在适当驱动机构驱动下旋转，使起重臂200与底盘100之间相对运动，并带动吊 钩400及被起吊货物在水平面内移动，实现货物位置的变换。在起重臂200旋转或受到外 力作用时，通过悬挂钢丝绳410悬挂在起重臂200上部的吊钩400会产生横向摆动，该横向 摆动会影响起重机起吊作业的效率。 请参考图2，该图是本发明实施例一提供的吊钩姿态检测装置的结构框图。实施例 一提供的吊钩姿态检测装置用于测量上述起重机吊钩的姿态参数，该吊钩姿态检测装置包 括角度测量仪510，加速度测量计520和处理器530及输出装置540。 处理器530根据起重机的结构尺寸可以确定两个坐标系；第一坐标系01和第二坐
6标系02 ;第一坐标系01的坐标轴与第二坐标系02的坐标轴一一对应。第一坐标系01和第 二坐标系02分别与不同位置固定，其中第二坐标系02与吊钩400固定，第二坐标系01与 起重臂200的上部固定，这样，在吊钩400相对于起重臂200摆动或上下移动时，两个坐标 系之间也产生相对位置变换，从而使吊钩400的姿态参数的变化能够反映在两个坐标系之 间的位置关系变化上，以为确定吊钩400的姿态参数提供前提。第一坐系01不限于与起重 臂200的上部固定，也可以与除吊钩400之外的起重机的其他部分固定；在起重机为其他类 型的起重机，比如龙门式起重机时，处理器530还可以根据作业的实际需要以空间的预定 位置为基础立坐标系。只要在进行起吊作业时，吊钩400的运动及其姿态参数的变化能够 反映在第一坐标系01与第二坐标系02之间的位置关系变化上，就可以为确定吊钩400的 姿态参数提供前提，实现本发明的目的。 如图3所示的实施例一中，第一坐标系与第二坐标系对比关系示意图，图中用实 线示出了第一坐标系的坐标轴，用虚线示出了第二坐标系的坐标轴。本例中，第一坐标系01 和第二坐标系02分别为三维的直角坐标系，第一坐标系01具有三个坐标轴X1轴、Yl轴 和Zl轴，第二坐标系02具有三个坐标轴X2轴、Y2轴和Z2轴；其中，XI轴、Yl轴和Zl轴 分别与X2轴、Y2轴和Z2轴相对应。 角度测量仪510用于获得第二坐标系02中坐标轴与第一坐标系01中相对应坐标 轴之间的夹角。本例中，角度测量仪为三轴角度测量仪，该三轴角度测量仪具有三个测量 轴，三个测量轴的轴线分别与第二坐标系02的三个坐标轴相平行，即三个测量轴的轴线与 第二坐标系02的三个坐标轴之间的夹角分别为0度；这样，在第二坐标系02相对于第一坐 标系01的进行旋转时，每个测量轴能够获得第二坐标系02坐标轴与第一坐标系01相应坐 标轴之间的角度；如图3所示，角度测量仪510即能够获得Zl轴与Z2轴之间的夹角a， Yl 轴和Y2轴之间的夹角b，Xl轴与X2轴之间夹角c。可以理解，角度测量仪也可以包括三个 角度传感器，并使每个角度传感器测量一对坐标轴之间的夹角。 加速度测量计520用于测量吊钩在预定方向的加速度，所述预定方向与第二坐标 系02的坐标轴之间具有预定的角度。本例中，加速度测量计520为三轴加速度测量计，该 三轴加速度测量计具有三个测量轴，三个测量轴轴线分别与第二坐标系02的三个坐标轴 平行，即三个测量轴的轴线与第二坐标系02的三个坐标轴之间的角度分别为0度。这样， 加速度测量计520就能够获得在第二坐标系02各坐标轴方向上的加速度；如图3所示，加 速度测量计520能够获得X2轴方向的加速度a ^、在Y2轴方向上的加速度a y2和在Z2轴 方向的加速度az2。可以理解，三轴加速度测量计的三个测量轴也可以不与第二坐标系02 的三个坐标轴相平行，也可以分别与第二坐标系02的三个坐标轴之间具有预定角度，在三 个测量轴分别获得对应轴线方向的加速度之后，再通过运算获得吊钩400在第二坐标系02 各坐标轴方向的加速度ax2、 a-和az2。 如图4所示的角度测量仪和加速度测量计与吊钩的位置关系示意图，本例中，角 度测量仪510和加速度测量计520与吊钩400固定，以使二者获得的数据与吊钩400的运 动状态直接相关。另外，角度测量仪510和加速度测量计520可以与悬挂吊钩400的悬挂 钢丝绳410固定，由于悬挂钢丝绳410与吊钩400同步运动，且悬挂钢丝绳410的姿态参数 和运动状态与吊钩400具有确定的关系，因此，根据钢丝绳410的姿态参数也可以确定吊钩 400的姿态参数，实现本发明的目的。
处理器530还用于根据角度测量仪510获得的夹角和加速度测量计520获得的加 速度获得吊钩400在第一坐标系01中的姿态参数。姿态参数可以包括吊钩400在第一坐 标系中的运动速度V、运动方向及位置。 输出装置540将处理器530获得的所述姿态参数输出，以提供给操作人员或起重 机的操作系统。 以下描述获得上述姿态参数的具体方式 首先，获得吊钩400在第一坐标系01内各坐标轴方向的加速度；其中，在第一坐标 系Ol中，X1轴方向上的加速度axl = a。Xcosc，Yl轴方向上的加速度ayl = ay2XC0Sb， Zl轴方向上的加速度azl= az2XC0Sa。这样就可以获得吊钩400在第一坐标系01中，各 坐标轴方向上的加速度。 其次，处理器530以预定的周期进行处理，并根据获得的axl、 a yl和a^、获得吊 钩在第一坐标系01各坐标轴方向上的瞬时速度，具体方式是<formula>formula see original document page 8</formula> 其中，V,为吊钩400在XI轴方向上的瞬时速度，Vy为吊钩400在Y1轴方向上的瞬 时速度，Vz为吊钩在Zl轴方向上的瞬时速度，所述述瞬时为处理器530获得的吊钩400的 实时速度；V。x、V。y和V。z分别为在XI轴、Y1轴和Zl轴方向上的初始速度，也就是处理器530 的上一处理周期获得的速度，dt为处理器530的处理周期。这样，在第一坐标系Ol中，根据 加速度关于时间的离散函数就可以获得第一坐标系01各坐标轴方向上的瞬时速度。吊钩 姿态检测装置可以在起重机进行起吊作业时开始运行，并根据开始起吊时的状态，预置V吣 V。y和V。z的值；使处理器530能够根据角度测量仪510获得的夹角和加速度测量计520获 得的加速度获得吊钩在第一坐标系Ol中各坐标轴方向上的瞬时速度，瞬时速度能够反映 吊钩400的实时运动状态，并可以进一步确定吊钩400的实时姿态参数。
如图5所示的吊钩运动矢量合成示意图，根据Vx、Vy和Vz之间的关系，可以获得吊 钩400在第一坐标系Ol中的瞬时速度V，该瞬时速度为吊钩400的整体速度，其中， <formula>formula see original document page 8</formula>
再次，可以获得吊钩400的运动位置，运动位置可以根据吊钩400与预定位置之间 的距离确定，由于吊钩400的运动轨迹为非线性运动轨迹，为了更准确地获得吊钩400与预 定位置之间的距离，可以先获得吊钩400在第一坐标系01中各坐标轴方向上，相对于预定 位置的瞬时位移，其中 在XI轴方向的瞬时位移<formula>formula see original document page 8</formula>
在Yl轴方向的瞬时位移<formula>formula see original document page 8</formula>
在Zl轴方向的瞬时位移<formula>formula see original document page 8</formula>
上述公式中，S。"S。y和S。z分别为吊钩400在XI轴、Y1轴和Zl轴方向上与预定位 置之间的初始距离，也就是处理器530的上一处理周期获得的瞬时位移；dt为处理器530 的处理周期；这样，在第一坐标系Ol中，根据加速度关于时间的离散函数就可以获得吊钩 400在第一坐标系01各坐标轴方向上的瞬时位移，获得吊钩400在各坐标轴方向上与预定位置之间的瞬时距离。以吊钩静止时的位置为参照，就可以确定吊钩400在各个坐标轴方 向上的偏移量，确定摆动距离及幅度。进一步地，还可以再根据S"SY、Sz获得吊钩400在第 一坐标系Ol中的瞬时位移S，该瞬时位移为吊钩400的整体位移，以确定吊钩400的与预定 位置之间的瞬时距离。s=VSx +SY +SZ 同样，以吊钩400静止时位置为参照，就可以确定吊钩400的位置及摆动副度。
根据处理器530获得的上述姿态参数，操作人员就可以精确地了解吊钩400的位 置、瞬时速度，摆动幅度等方面的信息，以确定吊钩400的运动状态；从而能够采取更适当 的稳钩措施，减少起吊作业所需要的时间，提高起吊作业的效率。 在实际起吊作业时，也可以通过两个二维的坐标系实现上述发明目的，另外，第一 坐标系01和第二坐标系02不限于为直角度坐标系，也可以是极坐标系或其他坐标系。在 第一坐标系01和第二坐标系02分别具有一个坐标轴或两个坐标轴时，角度测量仪510可 以具有一个测量轴和二个测量轴，并使测量轴的轴线与第二坐标系02的坐标轴平行或具 有预定的角度；同样，根据上述方式，也可以获得两个坐标系中相对应坐标轴之间的夹角， 并进一步地根据夹角和加速度测量计520获得的加速度获得吊钩400在第一坐标系01相 应坐标轴方向的加速度，进一步地获得吊钩400的姿态参数。 同样，在第一坐系01和第二坐标系02为其他坐标系时，加速度计测量仪520也 可以具有一个或两个测量轴，并使测量轴轴线与第二坐标系02的坐标轴平行或具有预定 的夹角，也能够根据上述方式获得吊钩400在第二坐标系02相应坐标轴方向上的加速度， 实现本发明的目的。为了更准确地获得吊钩400的加速度，优选的技术方案是加速度测量 计具有能够测量三维方向加速度的功能，以更准确地获得在预定坐标轴方向上加速度的分 为了使操作人员更直观地确定吊钩400的姿态，输出装置540可以是指示灯，在吊 钩400预定的姿态参数达到预定数值时，使预定的指示灯发出预定的指示；也可以是显示 器，通过显示器将吊钩的姿态参数以合适的方式示出，比如，对于吊钩400的位置及运动轨 迹可以用示意图的形式显示在显示器上，这样，操作人员就能够通过显示器显示的示意图 了解吊钩400的位置，确定吊钩400摆动的幅度；另外，处理器530还可以根据起吊作业的 实际需要及起吊400实际情况预设参数阈值，并将获得的吊钩400的预定姿态参数与预设 参数阈值进行比较，以确定吊钩400的运动状态是否影响起吊作业的正常进行，然后根据 比较结果进行预定处理。比如说可以预设吊钩400的速度阀值，以在吊钩400的速度过大 时，进行相应处理；也可以设置摆动幅度阈值，以在吊钩400的位置超出摆动幅度阈值时， 进行相预定处理。预定处理可以是发出合适的警报、产生合适的讯号等等，还可以在具有很 大的安全风险时，通过起重机的控制系统强行使起重机停止作业。 由于本发明提供的吊钩姿态检测装置具有上述技术效果，包括上述吊钩姿态检测 装置的起重机也具有相对应的技术效果。为了方便信息通讯，并方便操作人员对吊钩400 状态的了解，可以使处理器530与角度测量仪510同时固定在吊钩400，或同时固定在悬挂 钢丝绳410上，将输出装置540安装在起重机的控制室内，并使输出装置540与处理器530 之间通过无线传输方式通讯。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，比如角度测量仪 510可以为角度传感器、磁强计、陀螺仪等等，处理器530中还可以具有滤波装置及AD转换 装置等等，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
一种吊钩姿态检测装置，其特征在于，包括角度测量仪(510)，用于实时获得第二坐标系(O1)坐标轴与第一坐标系(O2)中相对应坐标轴之间的夹角；加速度测量计(520)，用于实时获得吊钩(400)在预定方向的加速度，所述预定方向与第二坐标系(O2)的坐标轴之间具有预定的角度；处理器(530)，用于建立所述第一坐标系(O1)和第二坐标系(O2)，所述第一坐标系(O1)与预定位置相对固定，所述第二坐标系(O2)与吊钩(400)相对固定，所述第一坐标系(O1)中的坐标轴与第二坐标系(O2)中的坐标轴相对应；还根据角度测量仪(510)获得的夹角和加速度测量计(520)获得的加速度获得吊钩(400)在第一坐标系(O1)中的姿态参数；输出装置(540)，用于将所述姿态参数输出。
2. 根据权利要求l所述的吊钩姿态检测装置，其特征在于，所述第一坐标系(01)为具 有X1轴、Y1轴和Z1轴的直角坐标系，所述第二坐标系(02)为具有X2轴、Y2轴和Z2轴的 直角坐标系，所述XI轴、Yl轴和Zl轴分别与X2轴、Y2轴和Z2轴相对应。
3. 根据权利要求2所述的吊钩姿态检测装置，其特征在于，所述角度测量仪(510)为三 轴角度测量仪，该三轴角度测量仪的三个测量轴轴线与第二坐标系(02)的三个坐标轴之 间分别具有预定角度。
4. 根据权利要求3所述的吊钩姿态检测装置，其特征在于，所述角度测量仪(510)的三 个测量轴轴线与第二坐标系(02)的三个坐标轴之间的预定角度均为O度。
5. 根据权利要求2、3或4所述的吊钩姿态检测装置，其特征在于，所述加速度测量计 (520)为三轴加速度测量计，该三轴加速度测量计的三个测量轴轴线与第二坐标系(02)的 三个坐标轴之间分别具有预定角度。
6. 根据权利要求5所述的吊钩姿态检测装置，其特征在于，所述加速度测量计(520)的 三个测量轴轴线与第二坐标系(02)的三个坐标轴之间的预定角度均为O度。
7. 根据权利要求l-6任一项所述的吊钩姿态检测装置，其特征在于，所述输出装置 (540)包括显示器，所述显示器以示意图的形式显示所述姿态参数。
8. 根据权利要求l-7任一项所述的吊钩姿态检测装置，其特征在于，所述姿态参数包 括吊钩(400)在第一坐标系(01)中的瞬时速度、运动方向及吊钩位置中的至少一个。
9. 根据权利要求l-8任一项所述的吊钩姿态检测装置，其特征在于，所述处理器(530) 还能够将姿态参数与预定参数阈值进行比较，以确定起吊作业的安全性，并根据比较结果 进行预定处理。
10. —种起重机，包括起重臂(200)，悬挂钢丝绳(410)和吊钩(400)，所述悬挂钢丝绳 (410)下端与吊钩(400)相连，上端与起重臂(200)上的定滑轮相连，其特征在于，还包括权 利要求1-9任一项所述的吊钩姿态检测装置，所述吊钩姿态检测装置的角度测量仪(510) 和加速度测量计(520)均与悬挂钢丝绳(410)固定，或均与吊钩(400)固定。
全文摘要
本发明公开一种吊钩姿态检测装置和具有该吊钩姿态检测装置的起重机。公开的吊钩姿态检测装置包括用于获得第二坐标系中坐标轴与第一坐标系中相对应坐标轴之间夹角的角度测量仪，用于获得吊钩在预定方向加速度的加速度测量计、建立第一坐标系和第二坐标系的处理器和输出装置；第一坐标系与预定位置相对固定，第二坐标系与吊钩相对固定；处理器还根据角度测量仪获得的夹角和加速度测量计获得的加速度获得吊钩在第一坐标系中的姿态参数。本发明提供的吊钩姿态检测装置能够提供吊钩的姿态参数，使操作人员能够根据姿态参数采取适当的稳钩措施，进而减少由于吊钩摆动对起吊作业造成的不利影响，提高起吊作业的效率。
文档编号B66C13/48GK101723239SQ20091022610
公开日2010年6月9日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者周斌, 唐修俊, 杨得志 申请人:三一汽车制造有限公司