本發(fā)明涉及雙吊具橋吊擺角測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于磁致伸縮效應的雙吊具橋吊擺角測量裝置及其方法。

背景技術(shù)：

雙吊具橋式吊車(包含場橋和岸橋)是一種新型的港口集裝箱場地起重設(shè)備，它具有兩個起升吊具，一次可以吊起兩個四十英尺或者四個二十英尺的集裝箱，與傳統(tǒng)的單吊具橋吊相比，大幅度的提高了集裝箱的裝卸效率，但是由于這種大跨距雙起升雙吊具橋吊結(jié)構(gòu)復雜，工作方式多樣且存在耦合性(它的兩個吊具既可以單獨起升獨立工作，又可以同步起升互鎖工作)這給吊具擺角的檢測帶來了很大的難度。

橋吊防搖控制的關(guān)鍵之一就是對擺角的檢測，而現(xiàn)有的橋吊擺角檢測裝置大都針對單吊具橋吊設(shè)計，這些檢測裝置可分為接觸式與非接觸式兩類，接觸式擺角檢測裝置存在測量死區(qū)，并且檢測元件易磨損，維護不便；非接觸式擺角檢測裝置常使用激光角度儀，此類儀器角對工作環(huán)境要求較高，價格昂貴，且激光角度儀無法在有霧或有雨的情況下工作，使用電容電感檢測儀則存在邊緣效應，實際運用中穩(wěn)定性差，分辨率不高，易受干擾。同時，現(xiàn)有的橋式吊車操作員往往通過目視吊具及負載來獲得其擺動情況，準確性低且極易造成視覺疲勞，存在安全隱患，影響工作效率及工作質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于磁致伸縮效應的雙吊具橋吊擺角測量裝置及其方法，解決了雙起升雙吊具橋式吊車擺動角度方向與大小的檢測、擺角信息處理以及顯示問題。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

一種基于磁致伸縮效應的雙吊具橋吊擺角測量裝置，該擺角測量裝置設(shè)置在小車機構(gòu)上，所述小車機構(gòu)設(shè)置在大車機構(gòu)上，所述大車機構(gòu)上設(shè)有橋吊駕駛室，所述小車機構(gòu)上設(shè)有一對起升電機，每一起升電機包含一轉(zhuǎn)軸，每一起升電機的轉(zhuǎn)軸通過一吊繩連接一吊具，其特征在于，該擺角測量裝置包含：

一對信號處理裝置，對稱設(shè)置在所述小車機構(gòu)的頂部；

一擺角合成計算機，設(shè)置在所述小車機構(gòu)的頂部，位于兩信號處理裝置之間，分別與一對信號處理裝置連接；

一對擺角檢測裝置，對稱設(shè)置在所述小車機構(gòu)的底部，每一所述擺角檢測裝置與對應的信號處理裝置連接，每一吊繩穿過對應的擺角檢測裝置與相對應的吊具連接；

一用于顯示擺角信息的顯示模塊，設(shè)置在橋吊駕駛室內(nèi)，與所述擺角合成計算機連接；

所述擺角檢測裝置包括輕質(zhì)擺架、齒輪型轉(zhuǎn)軸、磁致伸縮感測管、游標磁環(huán)、脈沖電流收發(fā)器和齒輪型移動桿；所述輕質(zhì)擺架呈半圓形，延其圓周方向設(shè)有光滑開縫，所述吊繩穿過該開縫；所述齒輪型轉(zhuǎn)軸固定于輕質(zhì)擺架上，隨輕質(zhì)擺架的轉(zhuǎn)動而同步轉(zhuǎn)動；所述齒輪型移動桿側(cè)面的齒與齒輪型轉(zhuǎn)軸表面的齒緊密咬合，齒輪型移動桿的底部與游標磁環(huán)相連接，游標磁環(huán)嵌套在磁致伸縮感測管上，磁致伸縮感測管的底部與脈沖電流收發(fā)器相連接；所述脈沖電流收發(fā)器與對應的信號處理裝置相電性連接。

優(yōu)選地，所述擺角檢測裝置包括兩個輕質(zhì)擺架，兩個輕質(zhì)擺架分別沿x軸、y軸方向相互垂直安裝，且兩個半圓形輕質(zhì)擺架相切；每個輕質(zhì)擺架延其圓周方向設(shè)有光滑開縫，吊繩先后從兩個輕質(zhì)擺架的開縫中穿過；每個輕質(zhì)擺架上均固定有齒輪型轉(zhuǎn)軸。

優(yōu)選地，所述信號處理裝置包括前置放大電路，其輸入端與對應的所述擺角檢測裝置的信號輸出端連接；濾波器，其輸入端與所述前置放大電路的輸出端連接；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其輸入端與所述濾波器的輸出端連接，其輸出端與所述擺角合成計算機相連接。

優(yōu)選地，所述擺角合成計算機進一步與橋吊同步/防搖控制系統(tǒng)連接。

優(yōu)選地，所述游標磁環(huán)的內(nèi)環(huán)半徑與磁致伸縮感測管的半徑相同。

優(yōu)選地，所述小車機構(gòu)通過第一驅(qū)動機構(gòu)設(shè)置在大車機構(gòu)的頂部。

優(yōu)選地，所述大車機構(gòu)的底部設(shè)置有第二驅(qū)動機構(gòu)。

優(yōu)選地，所述脈沖電流收發(fā)器通過導線與對應的信號處理裝置相電性連接。

一種基于磁致伸縮效應的雙吊具橋吊擺角測量裝置的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：對各個部件進行初始位置設(shè)定，以此作為初始參考位置，設(shè)定過程如下：先讓雙吊具橋吊的兩個吊具自然下垂，此時吊繩無任何擺角，輕質(zhì)擺架、齒輪型轉(zhuǎn)軸均無任何轉(zhuǎn)動，此時固定齒輪型移動桿與齒輪型轉(zhuǎn)軸，要求齒輪型轉(zhuǎn)軸與齒輪型移動桿接觸時，齒輪型移動桿向上或向下運動時至少有的活動閾量(c為齒輪型轉(zhuǎn)軸的周長，是已知量)；同理，與齒輪型移動桿相粘合的游標磁環(huán)嵌套在磁致伸縮感測管上，要求游標磁環(huán)在齒輪型移動桿的牽引下在磁致伸縮感測管向上或向下移動時至少有的活動閾量；此時，兩組擺角檢測裝置中游標磁環(huán)的初始位置作為擺角計算的初始參考值，游標磁環(huán)在該位置時，表明當前軸向方向上擺角為0；

步驟二：駕駛室向雙吊具橋吊發(fā)出運行指令，橋吊根據(jù)不同運行指令控制吊具運行，吊具各自的吊繩發(fā)生擺動；

步驟三：駕駛室發(fā)出橋吊運行指令的同時，擺角合成計算機通過串口通訊方式向雙吊具的脈沖電流收發(fā)器發(fā)送工作指令信號，脈沖電流收發(fā)器以固定頻率發(fā)出詢問脈沖電流，脈沖電流以速度v在磁致伸縮感測管內(nèi)運動，詢問信號沿磁致伸縮感測管傳輸，遇到游標磁環(huán)時產(chǎn)生應變機械波脈沖信號，該返回信號從游標磁環(huán)處返回至脈沖電流收發(fā)器，并由高速計時器檢測出從發(fā)出詢問信號到接收返回信號的時間信號，設(shè)發(fā)出脈沖電流在游標磁環(huán)處于初始位置時測得的時間周期信號為t1，在其他時刻測得的當前時間周期信號為t2；

步驟四：脈沖電流收發(fā)器將時間信號傳輸給信號處理裝置，信號處理裝置接收脈沖電流收發(fā)器發(fā)來的x軸、y軸兩路軸向運動信號，將信號經(jīng)過放大、濾波、a/d轉(zhuǎn)換后通過計算機串口送入擺角合成計算機處理，通過擺角合成計算機進行計算可以實時檢測到游標磁環(huán)相對于初始位置的位移量，

游標磁環(huán)的位移量與齒輪型轉(zhuǎn)軸帶動齒輪型連接桿移動的位移量相同，由該位移值s可以計算得出齒輪型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的角度θy同理可得，齒輪型轉(zhuǎn)軸半徑已知，進而得到吊繩在軸向運動的擺角值；

將軸向運動的擺角分量進一步合成后，得到擺角值

步驟五：另外一組吊具所做工作相同，得到另一組吊具擺角值；將兩組吊具的擺角信息送到駕駛室的顯示器上供橋吊駕駛員參考，將擺角信息發(fā)送至橋吊同步/防搖控制系統(tǒng)，以提供反饋信息。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點：本發(fā)明基于磁致伸縮效應的雙吊具橋吊擺角測量裝置利用磁致伸縮原理實現(xiàn)對雙吊具橋吊擺角大小、方向的檢測及顯示，具有成本低、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、對工作環(huán)境要求低、維護簡便等特點，完全克服了上述問題，此外本擺角檢測裝置采用高科技材料結(jié)合先進電子技術(shù)，能應用在極惡劣的工業(yè)環(huán)境中；且本發(fā)明基于磁致伸縮效應的雙吊具橋吊擺角測量裝置用于檢測應變脈沖信號的敏感材料位于磁致伸縮感測管內(nèi)，與游標磁環(huán)非接觸，不斷重復檢測的過程中不會對其造成任何機械磨損；而且是實時檢測，因此擺角分析計算頻率非常高，具有環(huán)境適應性強、裝置使用壽命長、檢測精度高等優(yōu)點。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于磁致伸縮效應的雙吊具橋吊擺角測量裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為擺角測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為擺角測量裝置的立體示意圖。

圖4為擺角測量裝置的左視示意圖。

圖5為本發(fā)明基于磁致伸縮效應的雙吊具橋吊擺角合成示意圖。

圖6為本發(fā)明基于磁致伸縮效應的雙吊具橋吊擺角測量裝置的測量流程圖。

具體實施方式

實施例1：

如圖1所示，一種基于磁致伸縮效應的雙吊具橋吊擺角測量裝置，該擺角測量裝置設(shè)置在小車機構(gòu)1上，所述小車機構(gòu)1設(shè)置在大車機構(gòu)3上，所述大車機構(gòu)3上設(shè)有橋吊駕駛室14，所述小車機構(gòu)1上設(shè)有一對起升電機5，每一起升電機5包含一轉(zhuǎn)軸15，每一起升電機5的轉(zhuǎn)軸15通過一吊繩12連接一吊具7，8；所述小車機構(gòu)1是擺角測量裝置以及起升電機的搭載平臺，所述小車機構(gòu)1通過第一驅(qū)動機構(gòu)2設(shè)置在大車機構(gòu)3的頂部，所述大車機構(gòu)3的底部設(shè)置有第二驅(qū)動機構(gòu)4；每一起升電機5負責吊具與負載的升降運動，吊具7，8既可以共同互鎖工作，也可以分別獨立工作，可以同時裝卸兩個40英尺或者四個20英尺的集裝箱，集裝箱運輸卡車10上裝載有集裝箱負載9；該擺角測量裝置包含：

一對信號處理裝置13，對稱設(shè)置在所述小車機構(gòu)1的頂部，所述信號處理裝置13包括前置放大電路，其輸入端與對應的所述擺角檢測裝置11的信號輸出端連接；濾波器，其輸入端與所述前置放大電路的輸出端連接；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其輸入端與所述濾波器的輸出端連接，其輸出端與所述擺角合成計算機22相連接。

一擺角合成計算機22，設(shè)置在所述小車機構(gòu)1的頂部，位于兩信號處理裝置13之間，分別與一對信號處理裝置13連接；

一對擺角檢測裝置11，對稱設(shè)置在所述小車機構(gòu)1的底部，每一所述擺角檢測裝置11與對應的信號處理裝置13連接；每一吊繩12穿過對應的擺角檢測裝置11與相對應的吊具7，8連接；

一用于顯示擺角信息的顯示模塊，設(shè)置在橋吊駕駛室14內(nèi)，與所述擺角合成計算機22連接；

如圖2和圖3所示，所述擺角檢測裝置11包括輕質(zhì)擺架16、齒輪型轉(zhuǎn)軸17、磁致伸縮感測管18、游標磁環(huán)19、脈沖電流收發(fā)器20和齒輪型移動桿21；所述輕質(zhì)擺架16呈半圓形，延其圓周方向設(shè)有光滑開縫，所述吊繩12穿過該開縫；所述齒輪型轉(zhuǎn)軸17固定于輕質(zhì)擺架16上，隨輕質(zhì)擺架16的轉(zhuǎn)動而同步轉(zhuǎn)動；所述齒輪型移動桿21側(cè)面的齒與齒輪型轉(zhuǎn)軸17表面的齒緊密咬合，齒輪型移動桿21的底部與游標磁環(huán)19相連接，游標磁環(huán)19嵌套在磁致伸縮感測管18上，磁致伸縮感測管18的底部與脈沖電流收發(fā)器20相連接；其中，游標磁環(huán)19的內(nèi)環(huán)半徑與磁致伸縮感測管18的半徑相同；所述脈沖電流收發(fā)器20通過導線6與對應的信號處理裝置13相電性連接；所述擺角檢測裝置11包括兩個輕質(zhì)擺架16，兩個輕質(zhì)擺架16分別沿x軸、y軸方向相互垂直安裝，且兩個半圓形輕質(zhì)擺架16相切；每個輕質(zhì)擺架16延其圓周方向設(shè)有光滑開縫，吊繩12先后從兩個輕質(zhì)擺架16的開縫中穿過；每個輕質(zhì)擺架16上均固定有齒輪型轉(zhuǎn)軸17。

當?shù)趵K12發(fā)生擺動時，會帶動兩個輕質(zhì)擺架16一同旋轉(zhuǎn)擺動，進而將吊具和負載的擺角轉(zhuǎn)化分解為x軸、y軸各自軸向的轉(zhuǎn)動；17為齒輪型轉(zhuǎn)軸，固定于輕質(zhì)擺架16上，隨16的轉(zhuǎn)動而同步轉(zhuǎn)動；21為齒輪型移動桿，其側(cè)面與齒輪型轉(zhuǎn)軸相連接，齒輪型移動桿側(cè)面的齒與齒輪型轉(zhuǎn)軸表面的齒緊密咬合，齒輪型移動桿底部與游標磁環(huán)19緊密粘合，游標磁環(huán)19為環(huán)形永磁體，嵌套在磁致伸縮感測管18上，該游標磁環(huán)的內(nèi)環(huán)半徑與磁致伸縮感測管18的半徑相同，磁致伸縮感測管18底部與脈沖電流收發(fā)器20緊密連接；13為信號處理裝置，脈沖電流收發(fā)器與信號處理裝置通過導線6相連接，脈沖電流收發(fā)器向信號處理裝置通過導線6傳送測量數(shù)據(jù)信號，信號處理裝置將信號經(jīng)前置放大、濾波、a/d轉(zhuǎn)換后傳送給擺角合成計算機22進行后續(xù)分析處理。

如圖4所示，由脈沖電流收發(fā)器20發(fā)送詢問脈沖電流，每當詢問信號由脈沖電流收發(fā)器20送出并通過磁致伸縮感測管18時，磁致伸縮感測管18的徑向方向會產(chǎn)生一個隨電流脈沖一同運動的圓周磁場，當該磁場與游標磁環(huán)19的永磁磁場相遇的瞬間會發(fā)生耦合作用，產(chǎn)生磁致伸縮現(xiàn)象，該現(xiàn)象致使磁致伸縮感測管18內(nèi)部磁致伸縮材料發(fā)生振動，在其內(nèi)部產(chǎn)生一個應變機械波脈沖信號(返回信號)，返回信號的脈沖以已知速度從產(chǎn)生點(即游標磁環(huán)的位置測量點)迅速返回脈沖電流收發(fā)器20并被檢測出來，通過脈沖電流收發(fā)器20內(nèi)部高速計時器對時間周期的計算可以得到游標磁環(huán)19的位置信息，實時檢測游標磁環(huán)19的位置信息可以得到其位移量。

大車或小車的運行及外界風擾等因素會使得負載產(chǎn)生擺動，同時也使得吊繩隨同負載一同擺動。吊繩的擺動會帶動輕質(zhì)擺架16擺動，進而帶動轉(zhuǎn)軸17進行軸向轉(zhuǎn)動，由于齒輪的咬合作用，17的軸向轉(zhuǎn)動會帶動移動桿21上下移動，由于21末端與19緊密粘合，故19會隨著21上下移動，17的半徑r為已知量，由c＝2πr，可得轉(zhuǎn)軸17的周長c，19與21移動的位移量與17軸向轉(zhuǎn)動的位移量相等。

設(shè)吊具7、8在未工作無擾動時擺角為0，此時測得的游標磁環(huán)19在感測管18上的位置信息作為19的初始位置信息，測得此時收發(fā)信號時間周期為t1，當雙吊具開始工作后，測得當前時刻收發(fā)信號時間周期為t2，信號在18中的傳輸?shù)乃俣葹関(v數(shù)值已知)，則19相對于初始位置的位移量當s數(shù)值為正時，表明游標磁環(huán)19相對于初始位置向上移動，轉(zhuǎn)軸17在逆時針旋轉(zhuǎn)；s數(shù)值為負時，表明19相對于初始位置向下移動，17在順時針旋轉(zhuǎn)。

由于吊具擺角一般不超過故游標磁環(huán)19、移動桿21初始位置設(shè)定時要保證上下可移動距離閾值大于(即)，而感測管18的量程選擇只需令其大于(即πr)即可。

由此可得到角度同理可測的y方向的轉(zhuǎn)角θy。

所述擺角合成計算機22進一步與橋吊防搖控制系統(tǒng)連接。

如圖5所示，θx、θy為測量計算得到的擺角軸向運動分量。

由圖可得：

由公式計算可得擺角值。

如圖6所示，雙吊具橋吊工作時，首先由駕駛室14發(fā)出工作指令信號，小車機構(gòu)1接收運行命令，橋吊吊具7、8開始運行，吊具開始運行時，其各自的脈沖電流收發(fā)器20以一定頻率發(fā)出詢問脈沖信號，當詢問信號傳輸至游標磁環(huán)19的位置時產(chǎn)生應變機械波返回信號，返回信號返回脈沖電流收發(fā)器20并被接收，通過脈沖電流收發(fā)器20內(nèi)部的高速計時器測量計算出信號從發(fā)出到接收的時間周期信號，將該信號通過導線6傳輸至信號處理裝置13，信號處理裝置13對信號進行前置放大、濾波、a/d轉(zhuǎn)換等處理，進而傳輸進入擺角合成計算機22進行計算，得到吊具7、8各自的擺角值θ1、θ2；吊具7、8的擺角值被傳輸至駕駛室14內(nèi)的橋吊顯示器，為橋吊駕駛員的操作提供參考，同時提供給橋吊防搖/同步控制器作為橋吊控制的反饋信息。

磁致伸縮工作模塊：由磁致伸縮感測管18、游標磁環(huán)19、脈沖電流收發(fā)器20三部分構(gòu)成；磁致伸縮感測管18為磁致伸縮效應的感測元件，由內(nèi)部含磁致伸縮材料的金屬導管構(gòu)成，當發(fā)生磁致伸縮現(xiàn)象時，內(nèi)部的材料會發(fā)生振動。游標磁環(huán)19為可以移動的環(huán)形永磁體，具有固定的磁場。脈沖電流收發(fā)器20由詢問脈沖發(fā)生器、應變脈沖檢測器、高速計時器三個部分構(gòu)成：詢問脈沖發(fā)生器以dds或ne555等集成芯片為核心部件配以少量電阻、電容構(gòu)成，用于向感測器18發(fā)射脈沖電流詢問信號；應變脈沖檢測器主要由檢測線圈帶偏流磁鐵構(gòu)成，用于接收應變脈沖的返回信號；高速計時器可采用以8254等可編程計時器芯片作為核心部件構(gòu)成，用于測量詢問信號發(fā)出到返回信號到達的時間周期，所得信號由導線6傳輸至信號處理裝置13進行相應處理，而后傳輸給擺角合成計算機22進行后續(xù)的角度計算。該工作模塊的輸出信號最終換算為位移值，不存在比例、放大處理等情況，因此不會發(fā)生信號漂移或變值，即使電源中斷、重接，數(shù)據(jù)也不會丟失，無須重新歸零。

所述信號處理裝置13：由cpu、存儲器、信號處理電路以及i/o接口等部件組成，其中cpu與存儲器、信號處理電路連接，i/o接口電路與信號處理電路連接，信號處理電路可以同時處理兩路信號。它將擺角檢測裝置11送來的x、y坐標軸相應的兩路信號分別進行前置放大、整形濾波和a/d轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送給擺角合成計算機22進行進一步的分析處理。

所述擺角合成計算機22：接收從信號處理裝置13傳來的數(shù)字信號，并按照一定的算法對信號進行相應的分析處理測算，得出擺角信息。兩個吊具7、8各自的擺角信息由信號處理裝置13分別采用不同的串行通信接口接入擺角合成計算機22，擺角合成計算機22根據(jù)信號輸入的串口不同來判斷計算出的擺角信息具體屬于哪個吊具，將所得擺角信息傳輸至駕駛室14內(nèi)的橋吊顯示器，為橋吊駕駛員的操作提供參考，還可以反饋至橋吊防搖/同步控制器作為控制參考信息。

一種基于磁致伸縮效應的雙吊具橋吊擺角測量裝置的測量方法，包括以下步驟：

步驟一：對各個部件進行初始位置設(shè)定，以此作為初始參考位置，設(shè)定過程如下：先讓雙吊具橋吊的兩個吊具自然下垂，此時吊繩無任何擺角，輕質(zhì)擺架、齒輪型轉(zhuǎn)軸均無任何轉(zhuǎn)動，此時固定齒輪型移動桿與齒輪型轉(zhuǎn)軸，要求齒輪型轉(zhuǎn)軸與齒輪型移動桿接觸時，齒輪型移動桿向上或向下運動時至少有的活動閾量c為齒輪型轉(zhuǎn)軸的周長，是已知量；同理，與齒輪型移動桿相粘合的游標磁環(huán)嵌套在磁致伸縮感測管上，要求游標磁環(huán)在齒輪型移動桿的牽引下在磁致伸縮感測管向上或向下移動時至少有的活動閾量；此時，兩組擺角檢測裝置中游標磁環(huán)的初始位置作為擺角計算的初始參考值，游標磁環(huán)在該位置時，表明當前軸向方向上擺角為0；

步驟二：駕駛室向雙吊具橋吊發(fā)出運行指令，橋吊根據(jù)不同運行指令控制吊具7，8運行，吊具7，8各自的吊繩12發(fā)生擺動；

步驟三：駕駛室發(fā)出橋吊運行指令的同時，擺角合成計算機通過串口通訊方式向雙吊具7，8的脈沖電流收發(fā)器發(fā)送工作指令信號，脈沖電流收發(fā)器以固定頻率發(fā)出詢問脈沖電流，脈沖電流以速度v在磁致伸縮感測管內(nèi)運動，詢問信號沿磁致伸縮感測管傳輸，遇到游標磁環(huán)時產(chǎn)生應變機械波脈沖信號，該返回信號從游標磁環(huán)處返回至脈沖電流收發(fā)器，并由高速計時器檢測出從發(fā)出詢問信號到接收返回信號的時間信號，設(shè)發(fā)出脈沖電流在游標磁環(huán)處于初始位置時測得的時間周期信號為t1，在其他時刻測得的當前時間周期信號為t2；

步驟四：脈沖電流收發(fā)器將時間信號傳輸給信號處理裝置，信號處理裝置接收脈沖電流收發(fā)器發(fā)來的x軸、y軸兩路軸向運動信號，將信號經(jīng)過放大、濾波、a/d轉(zhuǎn)換后通過計算機串口送入擺角合成計算機處理，通過擺角合成計算機進行計算可以實時檢測到游標磁環(huán)相對于初始位置的位移量，

游標磁環(huán)的位移量與齒輪型轉(zhuǎn)軸帶動齒輪型連接桿移動的位移量相同，由該位移值s可以計算得出齒輪型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的角度θy同理可得，齒輪型轉(zhuǎn)軸半徑已知，進而得到吊繩在軸向運動的擺角值；

將軸向運動的擺角分量進一步合成后，得到擺角值

步驟五：另外一組吊具所做工作相同，得到另一組吊具擺角值；將兩組吊具的擺角信息送到駕駛室的顯示器上供橋吊駕駛員參考，將擺角信息發(fā)送至橋吊同步/防搖控制系統(tǒng)，以提供反饋信息。

本發(fā)明基于磁致伸縮效應的雙吊具橋吊擺角測量裝置的工作過程如下：

(1)雙吊具擺角檢測裝置11在安裝時，需要對各個部件進行初始位置設(shè)定，以此作為初始參考位置，設(shè)定過程如下：先讓雙吊具橋吊的兩個吊具自然下垂，此時吊繩無任何擺角，輕質(zhì)擺架、齒輪型轉(zhuǎn)軸均無任何轉(zhuǎn)動，此時固定齒輪型移動桿與齒輪型轉(zhuǎn)軸，要求齒輪型轉(zhuǎn)軸與齒輪型移動桿接觸時，齒輪型移動桿向上或向下運動時至少有的活動閾量c為齒輪型轉(zhuǎn)軸的周長，是已知量；同理，與齒輪型移動桿相粘合的游標磁環(huán)嵌套在磁致伸縮感測管上，要求游標磁環(huán)在齒輪型移動桿的牽引下在磁致伸縮感測管向上或向下移動時至少有的活動閾量；此時，兩組擺角檢測裝置中游標磁環(huán)的初始位置作為擺角計算的初始參考值，游標磁環(huán)在該位置時，表明當前軸向方向上擺角為0；

(2)駕駛室14向雙吊具橋吊發(fā)出運行指令，橋吊根據(jù)不同運行指令控制吊具7、8運行(獨立工作或互鎖工作)，吊具7、8各自的吊繩12發(fā)生擺動；

當?shù)趵K只在x軸方向擺動時，吊繩從初始豎直位置向右擺動時，吊繩帶動y方向的輕質(zhì)擺架向右擺動(此時x方向的輕質(zhì)擺架保持不動)，擺架的擺動帶動齒輪型轉(zhuǎn)軸17逆時針轉(zhuǎn)動，齒輪型轉(zhuǎn)軸17帶動齒輪型連接桿21、游標磁環(huán)19向上移動，測得游標磁環(huán)19的位移量s為正值；同理，吊繩向左擺動時，帶動y方向的輕質(zhì)擺架向左擺動，進而帶動齒輪型轉(zhuǎn)軸17順時針轉(zhuǎn)動，齒輪型連接桿21、游標磁環(huán)19向下移動，測得游標磁環(huán)19的位移量s為負值；可以計算得出x軸軸向的擺角值。

當?shù)趵K只在y軸方向擺動時，吊繩從初始豎直位置向右擺動時，吊繩帶動x方向的輕質(zhì)擺架向右擺動(此時y方向的輕質(zhì)擺架保持不動)，擺架的擺動帶動齒輪型轉(zhuǎn)軸17逆時針轉(zhuǎn)動，齒輪型轉(zhuǎn)軸17帶動齒輪型連接桿21、游標磁環(huán)19向上移動，測得游標磁環(huán)19的位移量s為正值；同理，吊繩向左擺動時，帶動y方向的輕質(zhì)擺架向左擺動，進而帶動齒輪型轉(zhuǎn)軸17順時針轉(zhuǎn)動，齒輪型連接桿21、游標磁環(huán)19向下移動，測得游標磁環(huán)19的位移量s為負值；可以計算得出y軸軸向的擺角值；

當?shù)趵K在任意方向擺動時，吊繩的擺動會同時帶動x軸、y軸方向上的輕質(zhì)擺架產(chǎn)生擺動量，x軸、y軸方向的齒輪型轉(zhuǎn)軸17都會轉(zhuǎn)動，進而帶動各自的齒輪型連接桿21、游標磁環(huán)19在豎直方向上下移動，將x軸、y軸向各自的運動方向進行合成即為吊具擺角的運動方向，將x軸、y軸各自分量上的擺角值進行合成即為吊具的擺角值。

(3)駕駛室發(fā)出橋吊運行指令的同時，擺角合成計算機通過串口通訊方式向雙吊具7，8的脈沖電流收發(fā)器發(fā)送工作指令信號，脈沖電流收發(fā)器以固定頻率發(fā)出詢問脈沖電流，脈沖電流以速度v在磁致伸縮感測管內(nèi)運動，詢問信號沿磁致伸縮感測管傳輸，遇到游標磁環(huán)時產(chǎn)生應變機械波脈沖信號，該返回信號從游標磁環(huán)處返回至脈沖電流收發(fā)器，并由高速計時器檢測出從發(fā)出詢問信號到接收返回信號的時間信號，設(shè)發(fā)出脈沖電流在游標磁環(huán)處于初始位置時測得的時間周期信號為t1，在其他時刻測得的當前時間周期信號為t2；

(4)脈沖電流收發(fā)器將時間信號傳輸給信號處理裝置，信號處理裝置接收脈沖電流收發(fā)器發(fā)來的x軸、y軸兩路軸向運動信號，將信號經(jīng)過放大、濾波、a/d轉(zhuǎn)換后通過計算機串口送入擺角合成計算機處理，通過擺角合成計算機進行計算可以實時檢測到游標磁環(huán)相對于初始位置的位移量，

游標磁環(huán)的位移量與齒輪型轉(zhuǎn)軸帶動齒輪型連接桿移動的位移量相同，由該位移值s可以計算得出齒輪型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的角度θy同理可得，齒輪型轉(zhuǎn)軸半徑已知，進而得到吊繩在軸向運動的擺角值；

將軸向運動的擺角分量進一步合成后，得到擺角值

(5)另外一組吊具所做工作相同，得到另一組吊具擺角值。將兩組吊具的擺角信息送到駕駛室14的顯示器上供橋吊駕駛員參考，或者作為反饋信息送入防搖/同步控制裝置中。在雙起升雙吊具橋吊的實際工況中，吊具7、8既可獨立工作也可互鎖同步工作。在獨立工作模式時，兩個吊具擺角互不影響，分別得到兩個角度值；在互鎖工作模式時，擺角合成計算機22計算處理的吊具7、8的擺角值理論上應該相同，如果不同，可以將異同信號再通過擺角合成計算機22進行相應處理，使兩路擺角值相互對照進行修訂，以保證更好的同步效果。