集装箱超偏载检测保护系统、方法及正面吊运机技术方案

一种集装箱超偏载检测保护系统、方法及正面吊运机，涉及集装箱超偏载检测保护装置、方法领域，包括安装在主体横梁内的4个称重传感器、集成有A/D转换模块、信号放大模块、数据处理模块和传输模块的电控柜、安装在驾驶室内的显示模块、打印终端、报警装置和上位机，所述称重传感器采集的重量信号发送给电控柜，所述电控柜处理后的结果数据通过传输模块发给显示模块进行显示，并发给打印终端打印、报警装置进行预警和上位机进行共享；为了解决现有技术中在集装箱的超偏载称重时存在不方便、不精准的缺陷，本申请提供了一种快捷、准确的集装箱超偏载检测保护系统、方法及正面吊运机，能实时对集装箱超载、偏载超极限情况进行报警、显示和记录。

Container Overload and Offset Load Detection and Protection System, Method and Front Crane

The invention relates to a container overload and unbalanced load detection and protection system, a method and a front crane, which relates to the field of container overload and unbalanced load detection and protection devices and methods, including four weighing sensors installed in the main beam, an electronic control cabinet integrated with A/D conversion module, signal amplification module, data processing module and transmission module, and installation in driving. Indoor display module, print terminal, alarm device and upper computer. The weight signal collected by the weighing sensor is sent to the electronic control cabinet. The result data processed by the electronic control cabinet is displayed by the transmission module to the display module, and is sent to print terminal and alarm device for early warning and sharing with the upper computer. In order to solve the inconvenience and inaccuracy of the existing technology in the overload and unbalanced weighing of containers, this application provides a fast and accurate detection and protection system for overload and unbalanced load of containers, a method and a frontal crane, which can alarm, display and record the overload and unbalanced overload of containers in real time.

【技术实现步骤摘要】
集装箱超偏载检测保护系统、方法及正面吊运机
本专利技术涉及集装箱超偏载检测保护装置、方法领域，具体涉及一种集装箱超偏载检测保护系统、方法及正面吊运机。
技术介绍
集装箱运输具有简化货物包装、保障货物安全、提供装卸运输效率、便于物流运输管理等优点，因此在海运、铁路、公路运输中取得普及和推广，但由于各类原因，集装箱装货超载、偏载情况经常发生，导致火车货运脱轨、集装箱货运轮船倾翻时有发生，因此国际海运组织明确要求海洋运输的集装箱必须单独计重、记录装货重量、偏载情况备查；同时，铁路部门规定更为严格，铁道部专门出台《铁路货车超偏检测装置运用管理办法》，要求运用科技查验超载和偏载。目前，为了应对集装箱超载偏载的检测，国内铁路货场均建设配备吊秤、地磅平台称，但这类称重设备安装需要专门的场地，每个装箱发运的集装箱都须运输到某一固定地点检测后才能装车，这样严重影响集装箱货场的作业效率，增加搬运成本，而且不能检测集装箱偏载情况。经专利检索发现，吊具集装箱的称重系统设计主要分成两大方向：其一，设计专用的集装箱称重装置，类似于地磅平台称，需要固定的场所，每个发运的集装箱都需要到某个固定场所过磅计重。该装置称重精度高，但使用不方便工作效率低，不能满足称重实时性要求。其二，针对吊具的设计结构，将称重传感器嵌入安装在吊具锁头销轴内或吊具固定销轴处；通过称重靠传感器的垂直拉压力识别集装箱重量，该类专利很多；例如CN200910227467，CN201110212558均提出在集装箱门吊的四角的转锁箱里安装称重传感器，采集门吊上吊架的转速吊起集装箱吊架时，所受的拉力大小，以计算集装箱重量及偏载情况；CN201310329934提出将集装箱吊具转销上打孔，嵌入棒式拉压力传感器，用于称重；而CN201410182026直接将吊具转锁的转销设计内嵌称重应变传感器，传感器与转销一体化设计；再者，设计类似吊具结构的称重装置，提高称重装置的便利性及效率，例如CN201010133774专利技术一种集装箱称重装置，其称重原理也是基于锁头转锁机构拉压力称重，该装置优点改善称重传感器受力情况，即保证集装箱被垂直起吊，传感器只垂直受力。以上基于锁头转销称重的精度不受制与传感器本身精度，而依赖于传感器的受力工况，因传感器本身计量精度都在0.1％以上，完全符合贸易称结算标准，但称重传感器只能垂直受力，才能保持较高的精度；因传感器只对垂直方向分量计重有效，若称重传感器的实际受力方向与垂直方向存在夹角，垂直方向上的受力只是实际受力的部分分量，将对称重精度大打折扣。通常，为便于对箱锁箱作业，吊具锁头设计在纵向、横向预留很大自由活动间隙，因此吊箱作业，可能存在个别锁头不完全垂直受力，而且集装箱破损可能会存在锁孔变形。鉴于以上原因，集装箱吊具吊箱操作时并不能保证锁头一定垂直，综上所述，吊具称重检测点设计在锁头位置，并不是最佳受力点，传感器受力方向与垂直方向存在夹角，不能保证准确反应集装箱重量。
技术实现思路
为了解决现有技术中在集装箱的超偏载称重时存在不方便、不精准的缺陷，本申请首先提供一种快捷、准确的集装箱超偏载检测保护系统，并能实时对集装箱超载、偏载超极限情况进行报警、显示和记录，大大提高了正面吊运机作业时的安全性，并提供了一种基于上述集装箱超偏载检测保护系统的检测保护方法，同时也提供了一种包括上述集装箱超偏载检测保护系统的正面吊运机。为了实现上述技术效果，本专利技术的具体技术方案如下：一种集装箱超偏载检测保护系统，包括吊具，该吊具包括主体横梁、基本臂和伸缩臂，所述基本臂套入主体横梁内并可通过油缸左右移动，所述伸缩臂套在基本臂内并可左右伸缩进行集装箱抓取，还包括4个安装在主体横梁内的用于采集所述基本臂、伸缩臂和集装箱总的重量信号的称重传感器、集成有A/D转换模块、信号放大模块、数据处理模块和传输模块的电控柜、安装在驾驶室内的显示模块、打印终端、报警装置和上位机，所述称重传感器采集的重量信号发送给电控柜，所述电控柜处理后的结果数据通过传输模块发给显示模块进行显示，并发给打印终端打印、报警装置进行预警和上位机进行共享。作为优选地，4个所述称重传感器安装在一个水平面且其中任意两个相邻的称重传感器均以对应一侧的吊具轴线对称分布。作为优选地，所述主体横梁的底部设有两根平行的支撑板，所述支撑板表面设有碗状安装支座，所述安装支座上平面安装有滑块，其下平面倒扣压在所述称重传感器压头上，所述基本臂在所述滑块上左右滑动。这样的设计保证了吊具上的基本臂、伸缩臂及集装箱重量全部压在四个称重传感器压头上，因此称重传感器可以实时感应重量变化。作为优选地，所述称重传感器与A/D转换模块连接，该A/D转换模块与信号放大模块连接，所述信号放大模块与数据处理模块连接，所述数据处理模块通过传输模块分别与显示模块、打印终端、报警装置和上位机连接。作为优选地，所述显示模块显示的结果数据包括集装箱重量、各称重传感器采集的重量信号经电控柜处理生成的分重量以及偏载百分比。作为优选地，所述称重传感器的信号线通过穿线管分别接入电控柜中A/D转换模块的相应通道。作为优选地，还包括故障自诊断模块，所述故障自诊断模块与所述称重传感器和信号线信号连接，该故障自诊断模块与报警装置通讯连接。作为优选地，所述报警装置为闪烁灯、蜂鸣器或喇叭。本专利技术也提供了一种集装箱超偏载检测保护系统的检测保护方法，包括以下步骤：S1、吊具吊起集装箱时4个称重传感器分别采集并输出4个重量信号，经A/D转换模块、信号放大模块处理后标定生成4个分重量，定义为W1、W2、W3、W4，数据处理模块得出集装箱重量W＝(W1+W2+W3+W4)-W0，其中W0为基本臂和伸缩臂的总重量，对某一正面吊运机其为一可知常量；S2、以吊具中心为坐标原点建立XY轴坐标系，设定4个称重传感器的坐标分别为(X1，Y1)、(X2，Y2)、(X3，Y3)、(X4，Y4)，在吊具侧移居中情况下，数据处理模块得出载荷的质心坐标(Xc，Yc)，其中，Xc反映集装箱货物偏载的横坐标位置，即集装箱货物左右偏载，Yc则表示货物在Y轴方向的偏载轨迹，即集装箱货物前后偏载；S3、根据步骤S2数据处理模块计算出偏载百分比，偏载百分比P越大，质心坐标离坐标原点越远，说明偏载越大；S4、根据步骤S1、S3，数据处理模块根据集装箱重量W与偏载百分比P，判定是否超载与偏载超限，并将结果数据发给显示模块、打印终端、报警装置和上位机；若W＞＝Wmax，则判定超载；若W＜Wmax，则判定未超载；其中Wmax为当前工况下正面吊运机许用的安全起重重量，为一可知量；若P＞＝Pmax，则判定偏载超限；若P＜Pmax，则判定未偏载超限；其中Pmax为偏载允许的极限值，大部分货物允许偏载5％，即Pmax取值5％。本专利技术还提供了一种正面吊运机，包括上述任一技术方案中所述的集装箱超偏载检测保护系统。依据上述技术方案，本专利技术的技术效果是：4个称重传感器内嵌在吊具的主体横梁内，在该位置处安装称重传感器可以保证称重传感器垂直受力，保证了称重传感器的称重精度，不受吊具扰动干扰，对集装箱重量变化具有较高的足够敏感度。通过安装支座将4个称重传感器安装在同一个水平面，其共同支持整个吊具的基本臂、伸缩臂及吊载集装箱重量，并根据称重传感器的特定安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集装箱超偏载检测保护系统，包括吊具，该吊具包括主体横梁(1)、基本臂(2)和伸缩臂(3)，所述基本臂(2)套入主体横梁(1)内并可通过油缸(15)左右移动，所述伸缩臂(3)套在基本臂(2)内并可左右伸缩进行集装箱抓取，其特征在于，还包括4个安装在主体横梁(1)内的用于采集所述基本臂(2)、伸缩臂(3)和集装箱总的重量信号的称重传感器(4)、集成有A/D转换模块(7)、信号放大模块(8)、数据处理模块(9)和传输模块(10)的电控柜、安装在驾驶室内的显示模块(11)、打印终端(12)、报警装置(13)和上位机(14)，所述称重传感器(4)采集的重量信号发送给电控柜，所述电控柜处理后的结果数据通过传输模块(10)发给显示模块(11)进行显示，并发给打印终端(12)打印、报警装置(13)进行预警和上位机(14)进行共享。

【技术特征摘要】
1.一种集装箱超偏载检测保护系统，包括吊具，该吊具包括主体横梁(1)、基本臂(2)和伸缩臂(3)，所述基本臂(2)套入主体横梁(1)内并可通过油缸(15)左右移动，所述伸缩臂(3)套在基本臂(2)内并可左右伸缩进行集装箱抓取，其特征在于，还包括4个安装在主体横梁(1)内的用于采集所述基本臂(2)、伸缩臂(3)和集装箱总的重量信号的称重传感器(4)、集成有A/D转换模块(7)、信号放大模块(8)、数据处理模块(9)和传输模块(10)的电控柜、安装在驾驶室内的显示模块(11)、打印终端(12)、报警装置(13)和上位机(14)，所述称重传感器(4)采集的重量信号发送给电控柜，所述电控柜处理后的结果数据通过传输模块(10)发给显示模块(11)进行显示，并发给打印终端(12)打印、报警装置(13)进行预警和上位机(14)进行共享。2.如权利要求1所述的集装箱超偏载检测保护系统，其特征在于，4个所述称重传感器(4)安装在一个水平面且其中任意两个相邻的称重传感器(4)均以对应一侧的吊具轴线对称分布。3.如权利要求2所述的集装箱超偏载检测保护系统，其特征在于，所述主体横梁(1)的底部设有两根平行的支撑板(16)，所述支撑板(16)表面设有碗状安装支座(5)，所述安装支座(5)上平面安装有滑块(6)，其下平面倒扣压在所述称重传感器(4)压头上，所述基本臂(2)在所述滑块(6)上左右滑动。4.如权利要求1或3所述的集装箱超偏载检测保护系统，其特征在于，所述称重传感器(4)与A/D转换模块(7)连接，该A/D转换模块(7)与信号放大模块(8)连接，所述信号放大模块(8)与数据处理模块(9)连接，所述数据处理模块(9)通过传输模块(10)分别与显示模块(11)、打印终端(12)、报警装置(13)和上位机(14)连接。5.如权利要求4所述的集装箱超偏载检测保护系统，其特征在于，所述显示模块(11)显示的结果数据包括集装箱重量、各称重传感器(4)采集的重量信号经电控柜处理生成的分重量以及偏载百分比。6.如权利要求1或5所述的集装箱超偏载检测保护系统，其特征在于，所述称重传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：何忠亮，高军，吴杰，
申请(专利权)人：上海亿锤机械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31