[发明专利]用于为升降设备生成轨迹的方法

说明书

本发明涉及一种用于为由横跨升降区域的升降设备运输的负载生成轨迹的方法。所述方法包括提供升降区域的三维模型，该模型具有升降区域内的已定位障碍物；提供包括负载长度、高度、宽度和重量的负载参数。使用升降区域的模型并且考虑已定位障碍物、负载参数和包括带负载的升降设备的最大可达到速度的负载运动参数来生成用于导航通过升降区域的轨迹，其中所生成的轨迹包括起点、目标点以及连接起点和目标点的多条连续线段。以及通过最大化主行进方向上的至少一条线段的长度来针对速度优化轨迹，以便在主行进方向上以带负载的升降设备的最大可达到速度行进。

技术领域

本发明涉及一种用于为横跨升降区域的升降设备生成轨迹的方法，该升降设备被布置成承载由来自于能够与升降设备一起移动的小车的缆绳悬挂的负载。

背景技术

如图1所示，诸如桥式起重机、龙门起重机或高架移动式起重机的升降设备1通常包括可以沿水平轴X在单个梁或一组轨道3上移动的小车2。沿X轴的第一运动通常被称为短行程运动和/或小车运动。根据设备的类型，梁或一组轨道3(也称为桥)也可以沿垂直于X轴的水平轴Y移动，从而使小车能够沿X轴和Y轴两者移动。沿Y轴的第二运动通常被称为长行程运动和/或桥或起重机运动。沿X轴的可用短行程和沿Y轴的可用长行程的量确定了升降机1所横跨的升降区域。

负载悬挂装置4与穿过小车2的线缆相关联，线缆5的长度由小车2控制以改变，从而实现负载6沿垂直轴Z的位移，这被称为升降运动。

升降设备对负载的搬运可能引起负载的摆动，为了平稳和安全地执行负载转移，同时最小化转移所需的时间，这种摆动最好被抑制。这种摆动是由小车沿X轴和/或Y轴的一个或多个水平运动的加速度产生的。这种摆动类似于钟摆的摆动，其振荡频率和振幅取决于线缆的长度。已经开发了各种解决方案来帮助减小这种悬挂负载的摇摆角度。

跨大厅、造船厂、冶金厂或核电厂转移悬挂负载需要操作员非常小心，以防止存在于升降区域内的人员、障碍物或物体受到任何方式的撞击或损坏。因此，除了尺寸之外，当沿升降区域的边界内的轨迹、跨工作地点操纵负载时，操作员还需要考虑悬挂负载的摆动(通常称为摇摆)。

这种复杂性阻碍了能够沿轨迹独立转移悬挂负载的全自动升降系统的发展。因此，需要开发能够在保持安全性和定时条件的同时，考虑人、障碍物和/或物体的存在而调整轨迹的起重机。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以自动且独立地自转移(self-transfer)悬挂负载的升降设备。

根据本发明，该目的是通过提供一种用于为横跨升降区域的升降设备生成轨迹的方法来实现的，该方法包括：提供升降区域的三维模型，该模型具有升降区域内的已定位物体；提供包括负载长度、高度、宽度和重量的负载参数；以及使用升降区域的模型并考虑已定位物体、负载参数和包括带负载的升降设备的最大可达到速度的负载运动参数来生成用于导航通过升降区域的轨迹。其中所生成的轨迹具有起点、目标点和连接起点与目标点的多条连续线段。通过最大化主行进方向上的至少一条线段的长度来针对速度优化轨迹，以便在主行进方向上以带负载的升降设备的最大可达到速度行进。

由于该方法最小化了连续线段变化的次数，并因此最小化了方向变化的次数，从而生成的轨迹适于支持最大行进速度而不是距离。

另一方面，本发明涉及一种被配置用于执行所公开的方法的控制装置。这种控制装置可以是升降设备的一部分。此外，其可能是升降起重机的一部分。

与车辆(例如汽车)相比，在确定升降设备的轨迹时，主要区别是升降机在X和Y方向上的速度是相互独立的。这意味着对于正在以某个角度转弯的车辆来说，X和Y方向的速度是相关的。此外，对于升降设备，第三Z方向的速度与X和Y方向都是独立的。在X和Y方向上的速度确实对摇摆的量(即由升降机承载的负载的振幅)有影响，但是确定最大摇摆的主要参数是钟摆(即缆绳)的长度。因此，由升降机控制的高度Z主要确定摇摆以及在该摇摆的情况下需要考虑的安全和/或安保界限。