自动调平吊装设备、系统及方法与流程

本发明属于多点吊装技术领域，具体涉及一种自动调平吊装设备、系统及方法。

背景技术：

调平吊装设备是多点吊装过程中，用以调节各个索具之间拉力平衡的一种调节装置。调平吊装设备位于索具和待吊装物项吊耳之间，通过调整每一个调平吊装设备的长度大小，实现对索具与待吊装物项吊耳之间距离的调整，从而完成对多点吊装前的拉力平衡调整。

结合图1所示，常规的调平吊装设备1包括两个u型吊耳11、杆体12、调节手柄13、螺纹连接套14以及应变片15。其中，杆体12的两端为螺纹结构，并且通过螺纹连接套14与u型吊耳11固定连接，用于索具和待吊装物项吊耳之间的连接。调节手柄13位于杆体12的中间位置并且与杆体12垂直固定连接。此时，通过转动调节手柄13可以带动杆体12与螺纹连接套14之间发生相对转动，从而调节两个螺纹连接套14之间的距离，即连接两个u型吊耳11之间的距离，实现对拉力调节装置1的长度调整。同时，应变片15位于杆体12的外表面，用于检测杆体12承受拉力时所产生的应力变化，进而辅助调平吊装设备的长度调整。

然而，在采用上述常规的调平吊装设备进行多点吊装前的调平操作时，由于该调平吊装设备的长度调节是通过旋转调节手柄13实现的。因此，在对调平吊装设备1进行调节时，必须将待吊装物项重新置于地面，使调平吊装设备1处于不受力的自然状态，才能通过人工操作调节手柄13，完成调平吊装设备1的长度调节。这样，不仅需要耗费大量时间，进行待吊装物项的升降，而且需要多个工人同时对每个吊点位置的调平吊装设备进行调节，才能保证各个吊点上的调平吊装设备1可以保持一致。此外，由于钢丝绳的每次使用以及承受拉力时都会存在伸缩量的差异。因此，在每次完成调平吊装设备1的长度调节后，都需要再次将待吊装物项吊起进行校核，这样又增加了整个操作时间，降低了操作效率。

技术实现要素：

为了解决采用常规的调平吊装设备进行多点吊装前的拉力平衡调整时，存在着费时费力、效率低的问题，本发明提出了一种全新的自动调平吊装设备。该自动调平吊装设备，包括微处理器，液压缸系统以及应变片；其中，所述微处理器与所述液压缸系统连接，用于控制所述液压缸系统工作；所述液压缸系统中设有液压缸，所述液压缸位于索具和待吊装物项吊耳之间；所述应变片位于所述液压缸上，用于检测所述液压缸承受的拉力大小，并且将检测信号传送至所述微处理器中。

优选的，所述液压缸系统，还包括电机、液压泵、油箱以及换向阀；其中，所述电机的输出轴与所述液压泵的输入轴连接，所述液压泵的进油口与所述油箱连接，所述液压泵的出油口与所述换向阀的进油口连接，所述换向阀的出油口与所述油箱连接，所述换向阀的两个工作油口分别与所述液压缸的两个工作腔连接；所述电机与所述微处理器连接，并通过所述微处理器控制所述电机的启停。

进一步优选的，所述换向阀采用中位为o型机能的三位四通电磁换向阀，并且与所述微处理器连接，由所述微处理器控制其换向动作。

进一步优选的，所述微处理器、所述应变片、所述电机、所述液压泵、所述换向阀以及所述油箱集成在一个控制箱中，并且与所述液压缸的缸体部分固定连接。

一种自动调平吊装系统，包括电脑终端、无线信号收发器以及上述自动调平吊装设备；其中，所述电脑终端与所述微处理器之间通过所述无线信号收发器连接。

优选的，待吊装物项的每一个吊耳位置处设有一个所述自动调平吊装设备和一个所述无线信号收发器，并且每一个所述自动调平吊装设备通过一个独立的所述无线信号收发器与所述电脑终端连接。

一种自动调平吊装方法，包括以下具体步骤：

步骤s1，应变片对液压缸进行应力检测并产生实测应力信息；

步骤s2，微处理器从应变片获取实测应力信息，并将应力信息转换为拉力信息后，通过无线信号收发器发送至电脑终端；

步骤s3，电脑终端对实测拉力信息和理论拉力信息进行比对，并将比对的结果信息通过无线信号收发器发回至微处理器；

步骤s4，微处理器根据电脑终端的回传信息控制液压缸系统动作，直至液压缸承受拉力与理论拉力匹配为止。

优选的，在所述步骤s3中，电脑终端对实测拉力信息和理论拉力信息的比对结果为拉力调整合格信息或拉力差信息。

进一步优选的，当电脑终端将拉力调整合格信息发送至微处理器时，微处理器控制换向阀对液压缸进行锁定。

进一步优选的，当电脑终端将拉力差信息发送至微处理器时，步骤s4的具体过程为：

步骤s41，微处理器根据拉力差信息控制液压缸系统进行首次动作；

步骤s42，液压缸系统完成首次动作后，应变片对液压缸再次进行应力检测并产生新的实测应力信息；

步骤s43，微处理器从应变片处获得新的实测应力信息，并再次控制液压缸系统进行动作；

步骤s44，重复步骤s42和步骤s43，直至液压缸的实测拉力与理论拉力匹配后，微处理器控制换向阀对液压缸进行锁定。

采用本发明的自动调平吊装设备进行多点吊装前的拉力平衡调整，具有以下有益效果：

1、在本发明的自动调平吊装设备中，设有微处理器、液压缸系统以及应变片，其中，微处理器与液压缸系统中的电机和换向阀连接，应变片与液压缸连接。此时，由液压缸作为该自动调平吊装设备的主体部分，并且在应变片对液压缸承受拉力时产生的应力变化进行检测的辅助作用下，通过微处理器控制液压缸进行动作，从而完成对拉力平衡的调整。这样，借助液压缸系统进行拉力调整，不仅省去了现有技术中需要人工旋转调节手柄进行的调整操作，节省了人力，而且由于液压缸系统可以输出更大更平稳的作用力，因此整个调整过程可以实现在线调整，即整个调整过程中，待吊装物项可以始终保持在半空中，从而避免了现有技术中，需要对吊装物项进行反复吊装的复杂操作，以及由此产生的误差，大大提高了操作效率以及拉力平衡调整的精准度。

2、在本发明的自动调平吊装设备内部，通过微处理器、液压缸系统以及应变片组成了一个闭式的反馈调节系统。微处理器控制液压缸动作，同时应变片检测液压缸的动作变化并将检测结果发送至微处理器进行动作结果对比，进而辅助微处理器对液压缸进行后续动作控制，如此循环动作，直至液压缸承受的拉力满足理论拉力为止。这样，通过自动调平吊装设备内部的反馈调节系统可以更加快速的完成自动调平吊装设备自身的拉力平衡调整，实现调整过程的自动化，提高调整效率。

3、此外，在本发明还提出了自动调平吊装系统，该系统通过设置一个电脑终端，并借助多个无线信号收发器与每个吊装点位置的自动调平吊装设备建立独立的信息传输通道进行信息传输。这样，电脑终端通过无线信号收发器可以与每一个自动调平吊装设备组成一个独立控制系统，对每一个自动调平吊装设备进行信号的单独传输和控制，保证对每一个自动调平吊装设备控制的精准度，以及数据传输的准确性和快速性。同时，电脑终端又可以对所有自动调平吊装设备的调整结果进行汇总控制，实现对整个调整过程进度的控制。

附图说明

图1为常规调平吊装设备的结构示意图；

图2为本发明自动调平吊装设备的结构示意图；

图3为本发明自动调平吊装设备的系统示意图；

图4为本发明自动调平吊装系统的结构示意图；

图5为本发明自动调平吊装方法的流程示意图；

图6为图5中步骤s4对液压缸进行拉力调整时的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明中的技术方案进行详细介绍。

结合图2和图3所示，本发明的自动调平吊装设备2，包括微处理器21，液压缸系统22以及应变片23。液压缸系统22为一个开式液压系统，包括电机221、液压泵222、液压缸223、换向阀224以及油箱225。电机221的输出轴与液压泵222的输入轴连接，液压泵222的进油口与油箱225连接，液压泵222的出油口与换向阀224的进油口连接，换向阀224的出油口与油箱225连接，换向阀224的两个工作油口分别与液压缸223的两个工作腔连接。电机221的控制端与微处理器21连接。这样，通过微处理器21可以控制电机221的启停操作，从而实现对液压缸系统22的动作进行控制。

在本发明中，液压缸223作为自动调平吊装设备2的主体部分，在其两端分别设有一个连接吊耳，用于连接索具和待吊装物项的吊耳。这样，通过调节液压缸223的伸出长度，就可以完成对索具和待吊装物项吊耳之间的距离调整，进而实现对拉力大小的调整。同时，应变片23位于液压缸223的外表面上，对液压缸223承受拉力时产生的应力变化进行测量，并且将检测信号传送至微处理器21中，辅助微处理器21对液压缸系统22进行控制。

优选的，在本发明中，换向阀224选用电磁换向阀，并且将该电磁换向阀与微处理器21连接。这样，通过微处理器21可以对换向阀224的换向动作进行自动控制，从而控制液压缸223的伸出动作和回收动作。

进一步优选的，换向阀224选用三位四通电磁换向阀，并且中位采用o型机能。这样，在通过液压缸223完成拉力大小的调整后，即完成索具和待吊装物项吊耳之间的距离调整后，通过微处理器21将换向阀224切换并保持在中位机能，就可以使液压缸223的进、出油口同时处于封闭状态，从而完成对液压缸223伸出长度的锁定。

此外，在本实施例中，将微处理器21以及液压缸系统22中的电机221、液压泵222、换向阀224和油箱225集成到一个小型的控制箱内，并且将该控制箱与液压缸223的缸体部分固定连接。这样，可以大大提高本发明自动调平吊装设备2的集成度，以便于使用过程中对自动调平吊装设备2的安装和拆卸。

结合图2、图3和图4所示，本发明的自动调平吊装系统，包括电脑终端3、自动调平吊装设备2以及无线信号收发器4。其中，在本发明中，根据现场待吊装物项上吊耳的数量，在该自动调平吊装系统中设置与其数量相对应的自动调平吊装设备2，并且每一个自动调平吊装设备2通过一个独立的无线信号收发器4与电脑终端3处的无线信号收发器4进行信号数据的传输，从而实现自动调平吊装设备2与电脑终端3之间的数据传输和控制。这样，不仅可以对位于每一个吊装点位置的索具进行拉力调整，保证各个索具所承受的拉力大小相等且满足吊装要求，进而保证吊装过程的平稳性和安全性，而且在调整过程中，电脑终端3与每一个自动调平吊装设备2之间都通过一个独立的无线信号收发器4进行信号传输，从而保证数据传输的快速性和独立性，提高拉力平衡调整的效率和精准度。

此外，在本发明中，在电脑终端3的内部预先设有待吊装物项中每个吊装点处索具所承受的理论拉力值大小。该理论拉力值既可以是通过三维仿真软件进行模拟计算获得，也可以是根据受力分析计算获得。这样，当微处理器21将液压缸223承受的实际拉力值传输至电脑终端3中后，电脑终端3就可以对其进行快速比对，提高整个拉力平衡调整过程中数据的处理效率。

结合图5和图6所示，采用本发明的调平吊装系统，对多点吊装前各个吊装点位置处的拉力进行调整的步骤为：

步骤s1，应变片对液压缸进行应力检测并产生实测应力信息。

首先，将自动调平吊装设备2安装至索具和待吊装物项的吊耳之间，并通过各自的无线信号收发器4与电脑终端3进行连接，建立独立的数据传输通道，保证自动调平吊装设备2与电脑终端3之间连接的稳定性。接着，通过吊机将待吊装物项进行试吊装，并将试吊装的重量控制在最大吊装重量的一倍以内。例如，试吊装的重量可以是k+0.5g的重量，其中k为待吊装物项未承重状态下吊机额定起重量，g为待吊装物项的承重量。然后，将待吊装物项吊升至一定高度并停止，此时通过应变片23对自动调平吊装设备2中的液压缸223由于承受拉力而产生的应力变化进行检测，并将检测结果传输至微处理器21。

步骤s2，微处理器从应变片获取实测应力信息并通过无线信号收发器发送至电脑终端。

微处理器21与应变片23之间通过数据线连接，微处理器21通过数据线直接获取应变片23检测到的实测应力数据，并将该实测应力数据转换为拉力数据后，通过对应的独立无线信号收发器4将该实测拉力数据传输至电脑终端3。

其中，对于微处理器21中拉力数据和应力数据之间的转换关系，可以在每次使用自动调平吊装设备2之前，通过小型吊机对每一个自动调平吊装设备2进行单独的拉力数据和应力数据关系校对。同时，将拉力数据和应力数据之间的转换关系存储在微处理器21中，以便于微处理器21可以快速完成应力数据与拉力数据之间的转换，提高微处理器21对数据的处理能力。

步骤s3，电脑终端对实测拉力信息和理论拉力信息进行比对，并将比对的结果信息通过无线信号收发器发回至微处理器。

电脑终端3通过无线信号收发器4获得对应吊装点位置处液压缸223的实测拉力数据后，对该实测拉力数据与理论拉力数据进行比对，并产生相应的对比结果信息。如果实测拉力值符合吊装要求，例如实测拉力值在理论拉力值的±10％以内，则电脑终端3对位于该吊装点位置的微处理器21发回拉力调整合格信号；如果实测拉力值不符合吊装要求，例如实测拉力值在理论拉力值的±10％以外，则电脑终端3将两者的拉力差值发回至该吊装点位置的微处理器21处。

步骤s4，微处理器根据电脑终端的回传信息控制液压缸系统动作，直至液压缸承受拉力与理论拉力匹配为止。

当微处理器21接收到电脑终端3发回的是拉力调整合格信号时，微处理器21直接对液压缸系统22中换向阀224进行动作控制，使换向阀224处于中位机能，对液压缸223进行锁定，即固定液压缸223的伸出长度。当微处理器21接收到电脑终端3发回的拉力差值信息时，微处理器21根据该拉力差值信息对液压缸系统22中电机221的启停和换向阀224的换向动作进行控制，对液压缸223的伸出长度进行调整，即对液压缸223承受的拉力大小进行调整，从而消除该拉力差，直至液压缸223承受拉力与理论拉力匹配为止。

其中，微处理器21对自动调平吊装设备2的拉力大小进行调整的具体过程为：

步骤s41，微处理器21根据接收到的拉力差值信息，启动电机221以及控制换向阀224的换向，对液压缸223进行首次动作控制。

微处理器21收到电脑终端3发回的拉力差值信息后，将其转换为对应的应力差值。当应力差值为负值时，即此时液压缸223承受的拉力值小于理论拉力值，则通过换向阀224控制液压缸223进行回收动作，减小液压缸223的伸出长度，提高液压缸223承受的拉力值；当应力差值为正值时，即此时液压缸223承受的拉力值大于理论拉力值，则通过换向阀224控制液压缸223进行伸出动作，增加液压缸223的伸出长度，降低液压缸223承受的拉力值。

步骤s42，在液压缸223完成首次动作后，应变片23对液压缸223此时承受拉力所产生的应力变化再次进行检测，并将此时获得的新的应力信息传送至微处理器21中。

步骤s43，微处理器21从应变片23处获得新的实测应力信息，并再次控制液压缸系统22进行动作。

微处理器21对获取的新的应力信息、第一次获得应力信息以及应力差信息三者之间进行比对，获得新的应力信息，并根据新的应力信息对液压缸系统22中的液压缸223进行动作控制，即对液压缸223的长度进行再次调整。

步骤s44，重复步骤s42和步骤s43，直至液压缸223的承受拉力与理论拉力相互匹配后，微处理器21控制换向阀224对液压缸223进行锁定。

当液压缸223承受的拉力值在理论拉力值范围内，微处理器21控制电机221停机，同时将换向阀224置于中位机能，对液压缸223进行位置锁定。当液压缸223承受的拉力值不满足理论拉力值要求时，则继续对液压缸系统22进行控制，直至液压缸223承受的拉力值符合理论拉力值要求为止。这样，在自动调平吊装设备2的内部形成一个独立的反馈调节系统，从而使自动调平吊装设备2可以快速独立的完成调整工作，提高拉力平衡调整的效率。

其中，当通过对液压缸系统22的反复调节，使液压缸223最终承受的拉力值符合理论拉力值要求后，微处理器21将此时的拉力值再次发送至电脑终端3。由电脑终端3对此时的拉力值与理论拉力值进行对比确认，并将拉力调整合格信号发回至对应的微处理器21，由微处理器21控制换向阀224完成对液压缸223位置的锁定。

当电脑终端3对所有自动调平吊装设备2的拉力值完成核对，并且所有吊装点位置的液压缸223都锁定后，即完成多点吊装前的拉力平衡调整工作。

此外，由于液压缸223可以输出连续平稳的作用力，因此在实际的多点吊装过程中，可以通过电脑终端3和微处理器21对液压缸223进行实时的在线调整。例如，在吊装过程中突然遭遇侧风，导致部分吊点位置的拉力突变，此时通过应变片23对液压缸223的受力进行实时监测，根据监测结果，通过电脑终端3和微处理器21对液压缸223进行及时快速的在线调整，从而使各个吊点位置的拉力再次保持平衡，保证吊装过程的稳定性和安全性。