一种用于检测抓斗状态的装置，包括惯性传感器和计算装置，惯性传感器与计算装置相连，惯性传感器传感器安装于抓斗上，惯性传感器采集抓斗的姿态数据，计算装置根据惯性传感器采集的姿态数据判断抓斗的倾斜状态。本发明专利技术通过惯性传感器来采集抓斗的姿态数据，计算装置根据姿态数据判断抓斗是否倾斜和/或触底，能够有效检测抓斗的倾斜状态和/或触底状态，有助于提升无人抓斗桥式起重机的安全性能。于提升无人抓斗桥式起重机的安全性能。于提升无人抓斗桥式起重机的安全性能。
【技术实现步骤摘要】
一种用于检测抓斗状态的装置
[0001]本专利技术涉及抓斗状态检测，具体是涉及一种用于检测抓斗状态的装置。
技术介绍
[0002]桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。
[0003]抓斗桥式起重机可以完成靠人力无法完成的散装物料堆取及装卸工作，减轻人们的体力劳动，提高劳动生产率。近年来在人工智能等技术助力下，基于无人抓斗桥式起重机的散装物料堆取及装卸作业在电厂、煤炭、港口等领域得到应用，提升散装物料无人化库区综合管理水平。
[0004]当前无人抓斗桥式起重机的散装物料堆取及装卸作业过程中，可能会带来以下安全风险：1、抓斗在接触到库区散装物料斜坡表面时，抓斗因钢丝绳下放过多使其自身重心发生倾斜，造成钢丝绳脱钩、跳槽或断裂；2、抓斗因钢丝绳突然断裂或滑轨发生倾斜，无人抓斗桥式起重机继续运动；3、无人抓斗桥式起重机抓斗空中大幅度晃动，易造成抓斗碰壁、钢丝绳断裂等。
[0005]现有技术中还没有对抓斗的上述状态进行有效检测的装置，如何有效检测抓斗的上述状态，对提升无人抓斗桥式起重机的安全性能有着重要意义。
技术实现思路
[0006]本专利技术所要解决的技术问题是，克服上述
技术介绍
的不足，提供一种用于检测抓斗状态的装置，能够有效检测抓斗的倾斜状态和/或触底状态，有助于提升无人抓斗桥式起重机的安全性能。
[0007]本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是，一种用于检测抓斗状态的装置包括惯性传感器和计算装置，惯性传感器与计算装置相连，惯性传感器传感器安装于抓斗上，惯性传感器采集抓斗的姿态数据，计算装置根据惯性传感器采集的姿态数据判断抓斗的倾斜和/或触底状态。
[0008]进一步，所述计算装置至少根据惯性传感器所采集的抓斗x方向、y方向、z方向中的一个方向的一个数据来判断抓斗是否倾斜。
[0009]进一步，所述惯性传感器至少实时采集抓斗在x、y、z方向上的角速度ω
x
、ω
y
、ω
z
，及x、y、z方向上的夹角roll、pitch、yaw中的一个数据，所述计算装置根据该数据判断抓斗的倾斜状态。
[0010]进一步，计算装置根据x方向的角速度ω
x
判断抓斗的倾斜状态时，计算装置根据x方向的角速度ω
x
，计算Δt时间内x方向上的姿态角度变化量Δθ
x
，Δθ
x
大于第一倾斜阈值T
θ1
，则判断抓斗倾斜；计算装置根据y方向的角速度ω
y
判断抓斗的倾斜状态
时，计算装置根据y方向的角速度ω
y
，计算Δt时间内y方向上的姿态角度变化量Δθ
y
，Δθ
y
大于第一倾斜阈值T
θ1
，则判断抓斗倾斜；计算装置根据z方向的角速度ω
z
判断抓斗的倾斜状态时，计算装置根据z方向的角速度ω
z
，计算Δt时间内z方向上的姿态角度变化量Δθ
z
，Δθ
z
大于第一倾斜阈值T
θ1
，则判断抓斗倾斜；计算装置根据抓斗x方向的夹角roll判断抓斗的倾斜状态时，roll大于第二倾斜阈值T
θ2
，则判断抓斗倾斜；计算装置根据抓斗y方向的夹角pitch判断抓斗的倾斜状态时，roll大于第二倾斜阈值T
θ2
，则判断抓斗倾斜；计算装置根据抓斗z方向的夹角yaw判断抓斗的倾斜状态时，yaw大于第二倾斜阈值T
θ2
，则判断抓斗倾斜。
[0011]进一步，所述T
θ1
取值≥2
°
，所述T
θ2
取值≥5
°
。
[0012]进一步，所述惯性传感器实时采集抓斗在z方向上的线加速度数据a
z
，所述计算装置根据a
z
判断抓斗的触底状态。
[0013]进一步，所述线加速度数据a
z
＜0.9g，g为重力加速度，则抓斗已触底。
[0014]进一步，还包括称重传感器，称重传感器与计算装置相连，称重传感器采集抓斗吊装重物的重量数据w
t
，所述计算装置根据w
t
判断抓斗的触底状态。
[0015]进一步，所述w
t
＜0.9w
g
，w
g
为抓斗自身重量，则抓斗已触底。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的优点如下：
[0017]本专利技术通过惯性传感器来采集抓斗的姿态数据，计算装置根据姿态数据判断抓斗是否倾斜和/或触底，能够有效检测抓斗的倾斜状态和/或触底状态，有助于提升无人抓斗桥式起重机的安全性能。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例8的安装示意图。
[0019]图2是本专利技术实施例8的装置结构示意图。
[0020]图中，1—抓斗，2—惯性传感器，3—称重传感器
具体实施方式
[0021]下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0022]本专利技术用于检测抓斗状态的装置包括惯性传感器(IMU)和计算装置，惯性传感器与计算装置相连，惯性传感器传感器安装于抓斗的顶部，惯性传感器采集抓斗的姿态数据，计算装置根据惯性传感器采集的姿态数据判断抓斗的倾斜和/或触底状态。惯性传感器在使用前已完成校准。
[0023]惯性传感器是测量物体三轴姿态角及加速度的装置，包括三轴陀螺仪和/或三轴加速度计。惯性传感器自身有一个三维直角坐标系xyz，这个坐标系是惯性传感器自身已经定义好了。三轴陀螺仪用于测量三个角度：分别与x、y和z三个坐标轴的夹角roll、pitch和yaw。三轴加速度计用于测量x、y和z三个方向的角速度ω
x
、ω
y
和ω
z
及z方向上的线加速度a
z
。
[0024]通过惯性传感器实时采集抓斗在x、y、z方向上的角速度ω
x
、ω
y
、ω
z
，及x、y、z方向上的夹角roll、pitch、yaw，并将ω
x
、ω
y
、ω
z
、roll、pitch、yaw等数据传送至计算装置，计算
装置根据接收的数据判断抓斗是否倾斜。
[0025]计算装置至少根据惯性传感器所采集的抓斗x方向、y方向、z方向中的一个方向的一个数据来判断抓斗是否倾斜。具体为，计算装置至少根据惯性传感器所采集的集抓斗在x、y、z方向上的角速度ω
x
、ω
y
、ω<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于检测抓斗状态的装置，其特征在于：包括惯性传感器和计算装置，惯性传感器与计算装置相连，惯性传感器传感器安装于抓斗上，惯性传感器采集抓斗的姿态数据，计算装置根据惯性传感器采集的姿态数据判断抓斗的倾斜和/或触底状态。2.如权利要求1所述的用于检测抓斗状态的装置，其特征在于：所述计算装置至少根据惯性传感器所采集的抓斗x方向、y方向、z方向中的一个方向的一个数据来判断抓斗是否倾斜。3.如权利要求1所述的用于检测抓斗状态的装置，其特征在于：所述惯性传感器至少实时采集抓斗在x、y、z方向上的角速度ω
x
、ω
y
、ω
z
，及x、y、z方向上的夹角roll、pitch、yaw中的一个数据，所述计算装置根据该数据判断抓斗的倾斜状态。4.如权利要求3所述的用于检测抓斗状态的装置，其特征在于：计算装置根据x方向的角速度ω
x
判断抓斗的倾斜状态时，计算装置根据x方向的角速度ω
x
，计算
△
t时间内x方向上的姿态角度变化量
△
θ
x
，
△
θ
x
大于第一倾斜阈值T
θ1
，则判断抓斗倾斜；计算装置根据y方向的角速度ω
y
判断抓斗的倾斜状态时，计算装置根据y方向的角速度ω
y
，计算
△
t时间内y方向上的姿态角度变化量
△
θ
y
，
△
θ
y
大于第一倾斜阈值T
θ1
，则判断抓斗倾斜；计算装置根据z方向的角速度ω
z
判断抓斗的倾斜状态时，计算装置根据z方向的角速度ω
z
【专利技术属性】
技术研发人员：张先江，杨铭全，凌星海，汪本章，
申请(专利权)人：湖南海森格诺信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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