用于缓冲提升设备的负载接纳元件的旋转振动的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于实现提升设备(1)的负载接纳元件(7)的旋转振动的方法，其中，至少一个调节参数借助负载接纳元件(7)的旋转振动模型被确定为提升高度(IH)的函数，并且对负载接纳元件(7)在任意提升高度(IH)中的旋转振动进行缓冲，所述至少一个调节参数被适配到该提升高度(IH)上。

A Method for Buffering Rotating Vibration of Load Acceptance Elements in Hoisting Equipment

The present invention relates to a method for realizing the rotational vibration of the load acceptance element (7) of the hoisting device (1), in which at least one adjustment parameter is determined as a function of the lifting height (IH) by means of the rotational vibration model of the load acceptance element (7), and the rotational vibration of the load acceptance element (7) in an arbitrary lifting height (IH) is carried out. The at least one adjustment parameter is adapted to the lifting height (IH).

【技术实现步骤摘要】
用于缓冲提升设备的负载接纳元件的旋转振动的方法
本专利技术涉及一种用于借助缓冲调节器以至少一个调节参数来缓冲提升设备的负载接纳元件的围绕竖直轴线的旋转振动的方法，其中，所述负载接纳元件借助至少三个保持元件与提升设备的支承元件连接，并且至少一个保持元件在负载接纳元件与支承元件之间的长度借助作用到所述至少一个保持元件上的致动器通过缓冲调节器被调整。
技术介绍
提升设备、尤其是起重机存在许多不同的实施形式并且它们被用于许多不同的应用领域中。例如存在塔式起重机，其尤其被用于地上工程和地下工程，或者存在例如用于风力发动机的装配的移动式起重机。门式起重机被例如使用为工厂中的室内起重机，并且龙门式起重机例如在用于联运物品运转的运转地点用于操纵运输集装箱、例如在用于从船传送到火车或载重汽车上的港口中或从火车到载重汽车上的传送的货运站中，或者反之亦然。在此，尤其物品为了运输被支承在标准集装箱中，所谓的国际标准化集装箱，它们同样适用于在三种运输-陆路、轨道、水路中的运输。门式起重机的结构和功能是充分已知的并且例如在US2007/0289931A1中借助“自船至岸上起重机”得以描述。所述起重机具有支承结构或在其上设置有悬架的门。在此，所述门包括例如可运动地安装在轨道上的并且能够沿一个方向运动的轮子。悬架与门固定连接并且在所述悬架上又设置有沿着悬架可运动的滑轮。为了容纳例如国际标准化集装箱的货物，所述滑轮借助四个绳与负载接纳元件、所谓的吊具连接。为了接纳和操纵集装箱，所述吊具能够借助绳轮被提升和下降，在此借助用于分别两根绳的两个绳轮。所述吊具也能够匹配到不同尺寸的集装箱上。为了提高物流过程的经济性，首先要求非常迅速的物品运转、也就是说货船的非常迅速的装载过程和卸载过程以及负载接纳元件和门式起重机的整体上相应快速的运动过程。但是，这种快速的运动过程可能导致负载接纳元件的不期望的振动，因为集装箱不能被准确地放置到预先规定的地点，该振动又使操纵过程延迟。即负载接纳元件的旋转振动尤其是围绕竖直轴线的受干扰的振动，因为该旋转振动难以仅借助传统的起重机由起重机司机平衡。附加地，这种旋转振动也可能通过例如集装箱的不均匀的加载或者通过风力影响导致或进一步加强。US2007/0289931A1首先阐述了该围绕竖直轴线的震动的问题，但是没有提出令人满意的解决方案。为了测量负载接纳元件的到理论位置的偏移以及为了测量负载接纳元件的与滑轮之间的间隔，在所述负载接纳元件上设置有包括发光元件的目标物体并且在滑轮上设置相应的光感摄像机。由此能够确定围绕竖直轴线、纵向轴线和横向轴线的角度偏移。为了补偿该偏移，为每个保持绳设置一个致动器，借由该致动器能够改变保持绳的长度。根据偏移(竖直、纵向或横向)，以不同的方式来操控各致动器，使得各单个保持绳被缩短或延长并且相应的偏差得以补偿。在此缺点在于，该方法仅仅提供了角度偏差的补偿，而没有考虑到旋转振动的动力学。由此不能补偿旋转振动。DE102010054502A1提出，为了补偿负载接纳元件的旋转振动在负载接纳元件和保持绳之间设置一旋转机构。但是，这是非常耗费并且因此昂贵的，附加地，有效负载由于该旋转机构的重量而被减少。在QuangHieuNgo等人在2009年在《JournalofMechanicalScienceandTechnology》中的2009年第23版上发布的文章《SkewControlofaquaycontainercrane》的公开内容中，建议了一种用于补偿门式起重机的负载接纳元件的旋转振动的调节方法。在此，类似于US2007/0289931A1的那样，在每个保持绳上设置有一个用于改变绳长的致动器并且在负载接纳元件上设置有照明元件，该照明元件为了测量负载接纳元件的角度偏移与设置在滑轮上的光感摄像机共同作用。在此，为了缓冲负载接纳元件的旋转振动而使用一种数学模型以及一种“输入整形”调节方法。在该输入整形方法中涉及一种预控制，借由该预控制能够调整负载接纳元件的旋转角。由此，存在的旋转振动的缓冲是不可能的。此外缺点在于，在该输入整形方法中使用的数学模型必须是非常精确的，因为不存在补偿参数偏移的可能性。
技术实现思路
由此，本专利技术的任务在于，克服现有技术中的各缺点、尤其应实现一种用于缓冲提升设备的负载接纳元件的旋转振动的方法。按照本专利技术，该任务通过如下方式实现，所述至少一个调节参数借助负载接纳元件的旋转振动模型被确定为提升高度的函数，以及为了缓冲所述负载接纳元件在任意提升高度上的旋转振动使所述至少一个调节参数适配到该提升高度上。借助该简单的方法能够缓冲负载接纳元件在任意提升高度上的旋转振动，而不需要手动地确定缓冲调节器的一个或多个调节参数。由此，所述提升设备的运行或负载的迅速的运动和准确的定位被明显简化，这带来时间节省以及因此带来生产力的提高。优选所述负载接纳元件在该负载接纳元件的限定的提升高度中被激励以旋转振动，其中，所述负载接纳元件的围绕竖直轴线的至少一个实际旋转角以及实际致动器位置被测得，并且由此借助识别方法识别出所述负载接纳元件在给定的提升高度中的旋转振动模型的模型参数。由此能够借助合适的识别方法确定所选择的旋转振动模型的未知的模型参数，由此确定所述负载接纳元件的未知的振动特性以及能够实现旋转振动的缓冲。有利地，所述至少一个致动器液压或电地被操纵，由此能够使用标准部件、例如液压缸或电动马达，并且能够使用现有的能力供应系统。当在负载接纳元件与支承元件之间设置有至少四个保持元件时，能够操控更大的负载。当设置有至少两个致动器、尤其为每个保持元件设置有一个致动器时是有利的。由此能够一方面实现旋转振动缓冲的冗余，由此能够提高掉落可靠性。另一方面能够使用小惯性的小致动器，由此能够减少缓冲调节的作用时间并且提高调节质量。有利地，借助设置在支承元件上或负载接纳元件上的摄像系统或者借助提升设备的提升驱动装置来测量所述提升高度。由此能够非常准确地并且以更简单的方式测得所述提升高度。优选借助设置在所述支承元件上或所述负载接纳元件上的摄像系统测量所述负载接纳元件的旋转角。借由该简单的方法，能够非常准确地确定所述负载接纳元件的旋转角。此外，摄像系统能相对简单地加装到现有的提升设备上。根据一种优选的实施方式，所述旋转振动模型是包括至少三个模型参数、尤其包括一个动态参数δ、一个缓冲参数ξ和一个系统增益参数iβ的二阶微分方程。借由该旋转振动系统通过二阶微分方程的数学建模，实现实际的旋转振动的简单但足够准确的描绘。有利的是，所述识别方法是数学方法、尤其是在线最小二乘法。借由该常见的数学方法能够以简单的方式并且足够准确地确定模型参数。有利的是，作为所述缓冲调节器使用包括优选五个调节参数KI、K1、K2、KFF、KP的状态调节器。由此以高的调节质量实现快速和稳定的缓冲调节器。通过集成的预控制(调节参数KFF)，能够改进引导特性，并且通过积分(调节参数KI)实现稳定的准确性或能够补偿模型不确定性。根据一种优选的实施形式，为缓冲调节器预先给定负载接纳元件的理论旋转角，并且所述缓冲调节器在预先给定的角度范围中、尤其在-10°≤βsoll≤+10°的角度范围中调节校准该理论旋转角。由此能够实现负载接纳元件的期望的旋转，由此负载、例如集装箱也本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于借助缓冲调节器(12)以至少一个调节参数来缓冲提升设备(1)的负载接纳元件(7)的围绕竖直轴线的旋转振动的方法，其中，所述负载接纳元件(7)借助至少三个保持元件(6)与提升设备(1)的支承元件(5)连接，并且至少一个保持元件(6)在负载接纳元件(7)与支承元件(5)之间的长度借助作用到所述至少一个保持元件(6)上的致动器(11)通过缓冲调节器(12)被调整，其特征在于，所述至少一个调节参数借助负载接纳元件(7)的旋转振动模型被确定为提升高度(IH)的函数，并且为了对负载接纳元件(7)在任意提升高度(IH)中的旋转振动进行缓冲，所述至少一个调节参数被适配到该提升高度(IH)上。

【技术特征摘要】
2017.05.29 AT A50448/20171.用于借助缓冲调节器(12)以至少一个调节参数来缓冲提升设备(1)的负载接纳元件(7)的围绕竖直轴线的旋转振动的方法，其中，所述负载接纳元件(7)借助至少三个保持元件(6)与提升设备(1)的支承元件(5)连接，并且至少一个保持元件(6)在负载接纳元件(7)与支承元件(5)之间的长度借助作用到所述至少一个保持元件(6)上的致动器(11)通过缓冲调节器(12)被调整，其特征在于，所述至少一个调节参数借助负载接纳元件(7)的旋转振动模型被确定为提升高度(IH)的函数，并且为了对负载接纳元件(7)在任意提升高度(IH)中的旋转振动进行缓冲，所述至少一个调节参数被适配到该提升高度(IH)上。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负载接纳元件(7)在负载接纳元件(7)的限定的提升高度(IH)中被激励到旋转振动，在此测得所述负载接纳元件(7)围绕竖直轴线的至少一个实际旋转角(βist)以及测得实际致动器位置(sist)，并且由此在给定的提升高度(IH)中借助识别方法来识别出所述负载接纳元件(7)的旋转振动模型的模型参数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，液压地或电地操纵所述至少一个致动器(11)。4.根据权利1或3所述的方法，其特征在于，在所述负载接纳元件(7)与支承元件(5)之间设置有至少四个保持元件(6)。5.根据权利要求1至4所述的方法，其特征在于，设置有至少两个致动器(11)、尤其为每个保持元件(6)设置一个致动器(11)。6.根据权利要求1至5所述的方法，其特征在于，所述提升高度(IH)借助设置在支承元件(5)上或在负载接纳元件(7)上的摄像系统(14)或者借助所述提升设备(1)的提升驱动装置(10)测量。7.根据权利要求1至6所述的方法，其特征在于，借助设置在支承元件(5)上或在负载接纳元件(7)上的测量装置(14)、优选借助摄像系统或陀螺仪传感器测量负载接纳元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·斯托戴克，T·J·弗洛施尔，R·斯科特舍克，
申请(专利权)人：B和R工业自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT