[发明专利]调节悬挂载荷移动的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种调节载荷移动的调节装置及方法，该载荷由可在起重设备中运动的缆车的缆绳悬挂。

背景技术

起重设备，诸如桥式起重机、起重机或者桥式吊车，通常包括可在沿着水平轴线X的轨道上运动的缆车(trolley)。该沿着X轴线的第一运动一般称为短行进运动(缆车运动)。根据设备的类型，这些轨道自身还能够沿着正交于轴线X的水平轴线Y运动，从而使得缆车能够沿着轴线X和Y运动。该沿着轴线Y的第二运动一般称为长行进运动(起重机运动)。载荷悬架装置与通过缆车的缆绳连接在一起，缆绳的长度可适当的改变，以便能够沿着垂直轴线Z移动载荷的位置，这被称为提升运动。

对起重设备的载荷的操纵导致载荷的摇摆，很显然，应当抑制这样的摇摆，从而缓和且完全安全地实现载荷迁移，并且在尽可能最短的时间内完成。这种摇摆是由缆车沿着轴线X和/或轴线Y的水平运动的加速度产生的，它们的摆动频率取决于缆绳的长度。已经有一些自动减小这种悬挂载荷的摆角的解决方案。

文件FR2698344描述了一种根据缆车的位置校正和摆角校正来调节作用在缆车移动控制器上的悬挂载荷的迁移的装置。摆角通过与缆车和载荷连接的传感器定期测量。对摆角的定期测量的需要导致要永久的使用角传感器。恰好，这种角传感器通常在室外或令人难受的环境，诸如炼钢的环境中使用，这种环境例如具有很高的环境温度。因此，为了这些传感器的保养对它们进行的维护是必需的。

为了弥补在操作阶段内永久存在摆角传感器，文件FR2775678描述了一种调节方法，包括第一初始模型化或识别阶段，该阶段基于特定于通过利用摆角传感器施加的信息进行调节的设备的迁移功能的学习。随后是第二操作阶段，在该阶段，该按时确定的迁移功能随后用于调节悬挂载荷，不再使用任何的摆角传感器。这样，能够显著地克服传感器环境以及维护问题。然而，由于该初始模型化或学习阶段的存在，实施这样的方法确实相当地复杂。

此外，文件US5443566描述了一种电子防偏(antisway)控制装置，该控制装置根据对使得缆车进行水平运动的电机内流过的电流进行的实时测量，特别地将缆车的加速力用作输入变量。该电流测量使得该用于调节载荷摇摆的装置更加复杂，并且很难将这样的装置设置在物理地远离于缆车移动变速传动装置的自动控制装置内。而且，电流或电机转矩的值可以取决于悬挂载荷的重量，而摇摆不取决于载荷的重量。现在，由于该重量是未知的，因此在摇摆计算算法中使用电机电流会导致对摇摆校正的不准确性。

发明内容

这正是为什么本发明的目的是通过使用简单、快速且易于实施的装置和方法，来控制悬挂载荷在迁移过程中的摆动。它使得获取为了监测和控制载荷摇摆的测量值或信息的需求最小化。

为了这个目的，本发明描述了一种调节载荷移动的装置，该载荷由来自起重设备中可沿着第一水平轴线运动的缆车的缆绳悬挂，该装置包括确定悬挂载荷的缆绳的长度的装置以及确定表示缆车沿着该第一轴线的移动速度的信息的装置，该调节装置仅使用所述长度和表示沿着第一轴线的移动速度的所述信息作为仅有的输入变量，并且通过使用第一摆角的加速度作为内变量，来计算载荷的所述第一摆角以及所述第一摆角的速度。

根据一个特点，该调节装置通过迭代过程，使用该速度和所述第一摆角的该加速度来计算第一摆角。

根据一个特点，该表示缆车沿着该第一轴线的移动速度的信息通过使用施加给变速传动装置的速度参考(speed reference)确定，该变速传动装置控制缆车沿着第一轴线移动。可替换的，该表示缆车沿着该第一轴线的移动速度的信息通过使用变速传动装置产生的速度估计确定，该变速传动装置控制缆车沿着第一轴线移动。

根据另一个特点，该调节装置传送加到速度设定值上的校正信号，从而提供缆车沿着该第一轴线的移动速度参考。该校正信号通过向计算得到的第一摆角施加校正系数和向计算得到的第一摆角的速度施加校正系数而计算得出。

根据又一个特点，缆车还能够沿着正交于第一轴线的第二水平轴线运动。该调节装置包括确定表示缆车沿着该第二轴线的移动速度的信息的装置，并且通过仅使用所述长度和表示沿着第二轴线的移动速度的所述信息作为仅有的输入变量，并且通过使用第二摆角的加速度作为内变量，来计算载荷的所述第二摆角以及所述第二摆角的速度。

根据另一个特点，缆车还能够沿着正交于第一轴线的第二水平轴线运动，并且包括确定缆车沿着该第二轴线的移动速度的装置。该调节装置通过仅使用缆绳的长度和沿着第二轴线的移动速度作为仅有的输入变量，计算载荷的第二摆角以及所述第二摆角的速度。