一种基于相似对比法的仓库吊装方法

摘要

本发明公开了一种基于相似对比法的仓库吊装方法，吊绳使用过程中，与吊绳固定在一起的测量绳能够完全模拟其形变情况，测量绳上的受力大小其自身能够测量，其形变状态处于极限范围内，利用测量绳与吊绳受力之间存在的固定比例关系，间接得到吊绳的受力大小；该方法利用相似对比法，在原吊绳的基础上加装辅助绳，通过测量辅助绳上力的大小计算吊绳受力，同时，通过对比起吊已知重量的配重与历史数据，进行吊绳自检，从而实现在吊装过程中对吊绳的实时监测与吊绳自检功能。另外，通过在该方法中各阶段设置定值，通过所监测吊绳实际受力与所设定值比对，当大于所设定值时即发出预警信息，从而提高吊装作业的可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种吊装方法，具体为一种基于相似对比法的仓库吊装方法，属于电力设备吊装应用技术领域。

背景技术

在仓库中对大型物件进行吊装作业时，普遍存在效率低、危险性高的缺点。尤其在超、特高压变电站中进行特种物件吊装作业时，该问题显得尤为突出。经过严密的调查取证，讨论分析，得出原因：一是操作员一般依靠自身经验人工判断被吊备件的重心位置，须经多次试吊，方可正式吊装，操作效率低；二是由于备品重心与起吊重心不完全一致，导致在吊运过程中吊绳受力不均匀，严重时可能造成起吊备品大幅晃动，安全风险高；三是在吊运作业中，若某根吊绳内部出现少量断股，而现场人员无法发现，此时继续吊运，则会产生吊绳断裂、备品坠落的风险，导致人身伤亡和备品损坏事故。另外，吊绳的安全性能检测分为出厂检验和定期送检，均为离线检验方式。

然而，操作人员在进行吊装作业时，无法在使用前及时迅速获知吊绳的安全性能情况，并作出针对性调整，以增加作业的安全性。经验论和缺乏行之有效的受力监测与计算装置，是起吊作业中时刻威胁着作业人员及作业设备的安全潜在风险，将影响电网运维检修工作的安全性与可靠性，因此，针对上述问题提出一种基于相似对比法的仓库吊装方法。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于相似对比法的仓库吊装方法，方法原理清晰、工艺简单、可靠性强、成本低廉、成果转换率高，如将其合理运用，则能够有效的提高吊装效率以及避免吊装过程中的危险。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种基于相似对比法的仓库吊装方法，吊绳使用过程中，与吊绳固定在一起的测量绳能够完全模拟其形变情况，测量绳上的受力大小其自身能够测量，其形变状态处于极限范围内，利用测量绳与吊绳受力之间存在的固定比例关系，间接得到吊绳的受力大小，吊装方法包括以下步骤：

步骤A、吊绳使用前，通过使用吊绳与测量绳共同起吊已知重量的配重，获取吊绳的受力数值，并将该数值与吊绳受力的第一次值相比较，若该数值增幅明显，则说明吊绳中间可能已经发生断股或机械疲劳，借此方法完成吊绳自检；

步骤B、起吊初期，若起吊重心应与备品重心不在同一垂线上，备品在力矩的作用下会发生晃动，通过对各吊绳受力时间、大小、速度不同，智能获取重心偏移程度和偏移方向的信息，对相应吊绳的固定位置做相应调整，完成备品起吊重心的定位；

步骤C、吊运过程中，测量绳实时监测吊绳受力情况并获取其受力大小信息，若测量绳的受力大小超过了其使用前的设定值，则测量绳自身会产生声光报警，警告现场作业人员及时采取措施，注意吊运安全，从而实现仓库吊装。

优选的，步骤C中，测量绳的受力大小计算过程如下：根据胡克定律：固体材料受力之后，材料中的应力与应变之间成线性关系，满足胡克定律的材料称为线弹性或胡克型材料，即

F＝kΔl(1)

辅助绳和吊绳均处于拉长此时有：

F₁＝k₁(l-l₁)(2)

F₂＝k₂(l-l₂)＝k₂(l-l₁)+k₂(l₁-l₂)(3)

式(3)可变为：

F₂-k₂(l₁-l₂)＝k₂(l-l₁)(4)

式(2)与式(4)相比得：

进而可得：

直线l₁为吊绳，弹性系数为k₁，直线l₂为所提的辅助测量绳，弹性系数为k₂，该绳索中配备精度极高的拉力传感器，可精确测量辅助测量绳中的拉力大小，吊绳中拉力值为F₁，辅助测量绳拉力值为F₂；式(6)中，k₁,k₂,l₁,l₂为固定值，F₂可通过辅助测量绳中高精度拉力传感器读取，该高精度拉力传感器已有大量实物，因而可间接求得吊绳所受力F₁的大小。

优选的，步骤A中，起吊前，吊绳自检方案，通过起吊单位重量，记录每次测力绳中测量数值f1，将该数值与吊绳受力的第一次值相比较，若该数值增幅明显，则说明吊绳中间可能发生断股或机械疲劳，操作人员应该及时更换吊绳。

优选的，步骤B中，起吊时，在各个吊绳刚刚绷紧的瞬间，各吊绳合力大小小于备品重力，备品未吊起，记第i根辅助测量绳中测量记录的F-t曲线斜率第一个转折点为合力-分力关系原理，表示第k根吊绳与其他吊绳受力时间不同，需对第k根吊绳位置进行调整，以保证所有吊绳同时受力，完成试吊平稳要求。

优选的，起吊前，起吊前操作人员将吊绳的极限拉力F输入手持终端，终端设备通过无线信号传与各辅助测量绳逻辑控制模块通信，起吊过程中，根据测量绳中受力f_实可以计算得到吊绳受力F_实，若F_实>F，吊绳迅速报警，警告作业人员注意安全，有效减小事故危害；若起吊过程中，吊绳发生断股时，在拉力F_实作用下吊绳逐渐被拉长，此时辅助测量绳测量值f_实逐渐增大，此时逻辑模块监测到f_实突增，测量绳迅速报警，警告作业人员注意安全。

优选的，当采用双环形绳方案起吊时，使用两根测力绳分别模拟两根环形绳伸长状态；当采用单环形绳方案起吊时，使用两根测力绳分别模拟单环形绳两端至吊钩部分伸长状态；当起吊物品已配备重心吊环时，吊绳两端连接重心吊环与吊钩，使用与吊绳数量相同的测力绳，分别模拟各吊绳伸长状态。

本发明的有益效果是：本发明利用相似对比法，在原吊绳的基础上加装辅助绳，通过测量辅助绳上力的大小计算吊绳受力，同时，通过对比起吊已知重量的配重与历史数据，进行吊绳自检，从而实现在吊装过程中对吊绳的实时监测与吊绳自检功能。另外，通过在该方法中各阶段设置定值，通过所监测吊绳实际受力与所设定值比对，当大于所设定值时即发出预警信息，从而提高吊装作业的可靠性，有良好的经济效益和社会效益，适合推广使用。

附图说明

图1为发明辅助测量绳的示意图；

图2为发明吊绳自检流程图；

图3为发明使用方法实现晃动提醒的流程图；

图4为本发明实现越限报警的原理示意图；

图5为本发明测力绳与吊绳位置示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5所示，一种基于相似对比法的仓库吊装方法，吊绳使用过程中，与吊绳固定在一起的测量绳能够完全模拟其形变情况，测量绳上的受力大小其自身能够测量，其形变状态处于极限范围内，利用测量绳与吊绳受力之间存在的固定比例关系，间接得到吊绳的受力大小，吊装方法包括以下步骤：

步骤A、吊绳使用前，通过使用吊绳与测量绳共同起吊已知重量的配重，获取吊绳的受力数值，并将该数值与吊绳受力的第一次值相比较，若该数值增幅明显，则说明吊绳中间可能已经发生断股或机械疲劳，借此方法完成吊绳自检；

步骤B、起吊初期，若起吊重心应与备品重心不在同一垂线上，备品在力矩的作用下会发生晃动，通过对各吊绳受力时间、大小、速度不同，智能获取重心偏移程度和偏移方向的信息，对相应吊绳的固定位置做相应调整，完成备品起吊重心的定位；

步骤C、吊运过程中，测量绳实时监测吊绳受力情况并获取其受力大小信息，若测量绳的受力大小超过了其使用前的设定值，则测量绳自身会产生声光报警，警告现场作业人员及时采取措施，注意吊运安全，从而实现仓库吊装。

步骤C中，测量绳的受力大小计算过程如下：根据胡克定律：固体材料受力之后，材料中的应力与应变之间成线性关系，满足胡克定律的材料称为线弹性或胡克型材料，即

F＝kΔl(1)

辅助绳和吊绳均处于拉长此时有：

F₁＝k₁(l-l₁)(2)

F₂＝k₂(l-l₂)＝k₂(l-l₁)+k₂(l₁-l₂)(3)

式(3)可变为：

F₂-k₂(l₁-l₂)＝k₂(l-l₁)(4)

式(2)与式(4)相比得：

进而可得：

直线l₁为吊绳，弹性系数为k₁，直线l₂为所提的辅助测量绳，弹性系数为k₂，该绳索中配备精度极高的拉力传感器，可精确测量辅助测量绳中的拉力大小，吊绳中拉力值为F₁，辅助测量绳拉力值为F₂；式(6)中，k₁,k₂,l₁,l₂为固定值，F₂可通过辅助测量绳中高精度拉力传感器读取，该高精度拉力传感器已有大量实物，因而可间接求得吊绳所受力F₁的大小。

步骤A中，起吊前，吊绳自检方案，通过起吊单位重量，记录每次测力绳中测量数值f1，将该数值与吊绳受力的第一次值相比较，若该数值增幅明显，则说明吊绳中间可能发生断股或机械疲劳，操作人员应该及时更换吊绳。

步骤B中，起吊时，在各个吊绳刚刚绷紧的瞬间，各吊绳合力大小小于备品重力，备品未吊起，记第i根辅助测量绳中测量记录的F-t曲线斜率第一个转折点为合力-分力关系原理，表示第k根吊绳与其他吊绳受力时间不同，需对第k根吊绳位置进行调整，以保证所有吊绳同时受力，完成试吊平稳要求。

起吊前，起吊前操作人员将吊绳的极限拉力F输入手持终端，终端设备通过无线信号传与各辅助测量绳逻辑控制模块通信，起吊过程中，根据测量绳中受力f_实可以计算得到吊绳受力F_实，若F_实>F，吊绳迅速报警，警告作业人员注意安全，有效减小事故危害；若起吊过程中，吊绳发生断股时，在拉力F_实作用下吊绳逐渐被拉长，此时辅助测量绳测量值f_实逐渐增大，此时逻辑模块监测到f_实突增，测量绳迅速报警，警告作业人员注意安全。

当采用双环形绳方案起吊时，使用两根测力绳分别模拟两根环形绳伸长状态；当采用单环形绳方案起吊时，使用两根测力绳分别模拟单环形绳两端至吊钩部分伸长状态；当起吊物品已配备重心吊环时，吊绳两端连接重心吊环与吊钩，使用与吊绳数量相同的测力绳，分别模拟各吊绳伸长状态。

本发明用于仓库吊装，其安全性高、可靠性强、安装简单。

实施例一：

一种基于相似对比法的吊绳受力大小精确测量的方法，包括如下步骤：

步骤1：根据图5所述方式连接测量绳与吊绳；

步骤2：使测量绳先于吊绳受力；

步骤3：利用相似对比法计算吊绳受力大小F；

步骤4：根据时间变化记录吊绳受力变化，显示F-t曲线。

实施例二：

一种吊绳自检方法，包括如下步骤：

步骤1：利用附图5所示单环形绳起吊方式，起吊重量为50kg的重物；

步骤2：记录此时吊绳受力大小f，并记录；

步骤3：比较本次测量值与首次测量值大小；

步骤4：若该差值超过首次测量值大小的8％，则需更换吊绳。

实施例三：

一种试吊辅助方法，包括如下步骤：

步骤1：根据经验固定吊绳与起吊物，并根据图5所述方式连接测量绳与吊绳；

步骤2：启动吊装设备，使各吊绳受力；

步骤3：分析各吊绳的受力时间、大小、速度是否基本一致，通过计算获取重心偏移程度和偏移方向等信息；

步骤4：给出试吊作业调整建议。

实施例四：

一种吊绳拉力越限报警方法，包括如下步骤：

步骤1：根据图5所述方式连接测量绳与吊绳；

步骤2：吊运起吊物；

步骤3：根据时间变化记录吊绳受力变化，即绘制F-t曲线；

步骤4：比较吊绳受力测量值与吊绳额定拉力值大小；

步骤5：若吊绳受力测量值大于吊绳额定拉力值，发出声光报警。

本发明利用基于相似对比法的仓库吊绳智能辅助装置及方法，当使用双环形吊绳起吊时，在不改变原环形绳(吊绳)结构的情况下，通过在每根吊绳位置新增一条与吊绳不同弹性系数的测量绳，让测量绳一端与吊绳处于相同的受力位置共同起吊物品，另一头与吊绳一起挂于起重机的挂钩上，利用高精度拉力传感器，监测该测量绳上拉力大小，最后利用相似对比法，实现实时监测吊绳受力的功能，并基于此原理实现吊绳的自检、吊运过程中的晃动提醒和预警的目的。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。