用于控制提升装置的方法以及提升装置制造方法及图纸

给出用于控制用于使负载沿轨迹运动的提升装置的方法，该方法能够实现，使所述负载有效地、自动化地并且无碰撞地在两个点之间运动，规定：确定所述轨迹的所述起点和终点以及禁止区域，在负载运动期间该负载要避开该禁止区域，由此由计算单元计算几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径。预先给定所述提升装置的运动学极限值和几何极限值，计算单元从这些极限值基于所述几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径计算动态路径或圆化的动态路径或平滑的动态路径，该路径提供负载沿几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径运动的时间信息，并且将所述几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径与所述动态路径或圆化的动态路径或平滑的动态路径组合以产生所述轨迹。

Method for controlling lifting device and lifting device

A method for controlling the lifting device used to make the load move along the trajectory is given. The method can realize that the load moves effectively, automatically and collisionless between two points. It is stipulated that the starting point and the end point of the trajectory and the prohibited area should be determined. During the load movement, the load should avoid the prohibited area, and thus the geometric path can be calculated by the computing unit. Diameter or rounded geometric path or smooth geometric path. Given the kinematics and geometric limit values of the lifting device in advance, the computing unit calculates the dynamic path or smooth dynamic path from these limit values based on the geometric path or rounded geometric path or smooth geometric path, which provides time information for the load to move along the geometric path or rounded geometric path or smooth geometric path. The geometric path or rounded geometric path or smooth geometric path is combined with the dynamic path or rounded dynamic path or smooth dynamic path to generate the trajectory.

【技术实现步骤摘要】
用于控制提升装置的方法以及提升装置
本专利技术涉及一种用于控制提升装置的方法，该提升装置用于使负载沿轨迹从起点运动到终点，其中，使所述负载沿第一运动轴线和沿第二运动轴线运动，确定轨迹的所述起点和终点以及禁止区域，在负载运动期间该负载要避开该禁止区域，并且由此由计算单元计算几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径。此外，本专利技术涉及一种用于使负载沿轨迹运动的提升装置。
技术介绍
提升装置、尤其是起重机以多种不同的实施形式存在，并且它们用于多个不同的应用领域。例如存在有主要用于地面工程和地下工程的塔式起重机，或例如用于装配风力设备的移动式起重机。桥式起重机例如被用作厂房中的厂用起重机，并且门座式起重机例如被用于在装卸位置操纵运输集装箱用于多式联运货物装卸，例如在港口用于从船舶装卸到铁道上或载重汽车上，或在货运站上用于从铁道装卸到载重汽车上，反之亦然。主要地，在此用于运输的货物被存放在标准化的集装箱(所谓的ISO集装箱)中，所述集装箱同样适合于在道路、轨道和水路三种运输模式中的运输。门座式起重机的构造和工作方式是充分已知的并且例如在US2007/0289931A1中借助一种“船岸起重机”进行描述。所述起重机具有支承结构或者说门架，在该支承结构或者说门架上设置有悬臂。在此，带有轮子的门架例如可移动地设置在轨道上并且可以沿一个方向移动。所述悬臂与门架固定连接并且在悬臂上又设置有可沿悬臂移动的空中调运车。为了接纳运送的货物(例如ISO集装箱)，所述空中调运车通常借助四根绳索与负载接纳元件(所谓的吊具)连接。为了接纳和操纵集装箱，所述吊具可以借助绞盘被提起或降低，这里借助分别用于两根绳索的两个绞盘。所述吊具也可以适应于不一样大的集装箱。为了提高物流过程的经济性，另外需要非常快速的货物装卸，也就是说例如非常快速的装载和卸载货船的过程以及负载接纳元件和门座式起重机整体上相应快的移动过程。但这种快速的移动过程可能导致形成不希望的振动、尤其是负载接纳元件的摇摆运动，这又使操作过程延迟，因为集装箱不能精确地被放置在所设定的位置上。通常这样的起重机现在由起重机操作员操作，起重机操作员控制起重机从例如设置在门架上或可移动的空中调运车上的吊舱中的移动。为了快速、精确且无碰撞地操纵货物，对起重机操作员提出高要求，因此通常需要至少一年的培训和教育时间。尤其是，以尽可能小的摇摆运动使负载快速移动是一项非常复杂的工作，因此通常需要较长的实践经验，以便能够实现无摩擦地运行。起重机操作员工作中附加的困难是由于与长时间坐着有关的高度集中导致的高身体压力，例如向下斜视以及由于对通过时间不断提高要求而产生的精神压力。此外，为了确保连续二十四小时运行，还需要多个优选经验丰富的起重机操作员。因此，自动化技术的一个明确目标是至少部分地使起重机的复杂操纵过程自动化，以便恰当地处理对较短通过时间以及较低错误频率(例如碰撞)不断提高的要求，以及使起重机操作员的工作变得容易。US6065619A描述了一种用于产生桥式起重机的轨迹的方法，以用于使负载在避免与障碍物碰撞、尤其是与堆叠的集装箱碰撞的情况下在两个点之间移动。首先，确定用于空中调运车的竖直提升运动和水平运动的任意速度并且借助传感器确定障碍物的位置和高度。此外，确定用于直到负载开始水平运动的任意等待时间和直到负载开始竖直下降的任意等待时间。基于预先给定的值，借助模拟确定无碰撞的移动是否可能，并且如果不可能，则所述值重复发生变化，直到到达无碰撞的轨迹。模拟和接着的重复需要相对多的时间，从而不能实现时间优化的控制。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是，给出一种用于控制提升装置的方法，该方法能够实现使负载有效地、自动化地且无碰撞地在两点之间运动。按照本专利技术，所述任务通过如下方式来解决，即预先给定提升装置的运动学极限值和几何极限值，从所述极限值由计算单元基于几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径来计算动态路径或圆化的动态路径或平滑的动态路径，所述动态路径或圆化的动态路径或平滑的动态路径提供负载沿几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径运动的时间信息，并且将所述几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径与所述动态路径或圆化的动态路径或平滑的动态路径组合以产生轨迹。此外，所述任务通过一种具有至少两个运动轴线的用于使负载沿轨迹运动的提升装置来解决。通过该方法可能的是，不再需要例如起重机操作员的手动贡献来操纵负载。此外，所述负载可以沿所产生的轨迹快速地且可重复地运动，这导致节省时间。此外，所述方法可以被用于任意大小的任何平移的提升装置，并且根据具有已知持续时间的标准化轨迹，所述方法例如也可以集成于集装箱管理程序中，从而装载和卸载过程可以在时间上精确地规划并且因此可以得到优化。如下可能性也是特别有利的：在操纵过程期间这样重新规划轨迹，使得例如可以改变预先给定的终点或者可以使负载在所产生的轨迹上无摆动地停止。在此尤其特别有利的是，分别使用平滑路径来产生轨迹，因为因此可以在负载沿轨迹运动期间可靠地使负载的摇摆振动最小化。有利的是，在由第一轴线和第二轴线定义的第一平面中确定轨迹的起点和终点，其中，在所述第一平面中确定禁止区域，并且在第一平面中计算几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径，并且基于所述几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径计算动态路径或圆化的动态路径或平滑的动态路径，并且将所述几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径与动态路径或圆化的动态路径或平滑的动态路径组合以产生在第一平面中的轨迹。由此可能的是，产生用于例如厂用起重机的最佳轨迹，所述厂用起重机其具有竖直轴和纵向轴。在本方法的一种特别有利的实施方案中，所述负载附加地沿提升装置的第三运动轴线运动，其中，在任意的处于由提升装置的三个运动轴线定义的运动空间中的第二平面中确定轨迹的起点和终点，并且在所述第二平面中确定禁止区域，并且在第二平面中计算几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径，并且基于所述几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径计算动态路径或圆化的动态路径或平滑的动态路径，并且将所述几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径与动态路径或圆化的动态路径或平滑的动态路径组合以产生在第二平面中的轨迹。由此可能的是，在空间中产生任意的二维轨迹。例如，对于三轴码头起重机来说，可以在对于运动空间中任意可选择的起点和终点而言的任意平面中的最佳二维轨迹。根据本方法的另一种有利的实施方案，所述负载沿提升装置的第三运动轴线运动，其中，在由提升装置的三个运动轴线定义的运动空间中确定轨迹的起点和终点，并且在该运动空间中确定禁止区域，并且在该运动空间中计算几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径，并且基于所述几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径计算动态路径或圆化的动态路径或平滑的动态路径，并且将所述几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径与动态路径或圆化的动态路径或平滑的动态路径组合以产生在运动空间中的轨迹。由此可能的是，在空间中产生最佳的三维轨迹，从而能够以时间最优的、多维方式绕过障碍物。有利地，在第一平面、第二平面或在运动空间中确定提升装置的限定的工作区域，并且计算单元检查起点、终点和禁止区域是否在所述工作区域之内并且是否可以在起点与终点之间产生轨迹。由于轨迹生成的这种可信度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制提升装置(1)的方法，该提升装置用于使负载(8)沿轨迹(T)从起点(A)运动到终点(E)，其中，使所述负载(8)沿第一运动轴线和沿第二运动轴线运动，确定所述轨迹(T)的所述起点(A)和终点(E)以及禁止区域(Vi)，在负载(8)运动期间该负载(8)避开该禁止区域，由此由计算单元(12)计算几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径(G、G’、G”)，其特征在于，预先给定所述提升装置(1)的运动学极限值和几何极限值，计算单元(12)由这些极限值基于所述几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径(G、G’、G”)计算动态路径或圆化的动态路径或平滑的动态路径(D、D’、D”)，该动态路径或圆化的动态路径或平滑的动态路径提供负载(8)沿几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径(G、G’、G”)运动的时间信息，并且将所述几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径(G、G’、G”)与所述动态路径或圆化的动态路径或平滑的动态路径(D、D’、D”)组合以产生所述轨迹(T)。

【技术特征摘要】
2017.09.29 EP 17194041.41.一种用于控制提升装置(1)的方法，该提升装置用于使负载(8)沿轨迹(T)从起点(A)运动到终点(E)，其中，使所述负载(8)沿第一运动轴线和沿第二运动轴线运动，确定所述轨迹(T)的所述起点(A)和终点(E)以及禁止区域(Vi)，在负载(8)运动期间该负载(8)避开该禁止区域，由此由计算单元(12)计算几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径(G、G’、G”)，其特征在于，预先给定所述提升装置(1)的运动学极限值和几何极限值，计算单元(12)由这些极限值基于所述几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径(G、G’、G”)计算动态路径或圆化的动态路径或平滑的动态路径(D、D’、D”)，该动态路径或圆化的动态路径或平滑的动态路径提供负载(8)沿几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径(G、G’、G”)运动的时间信息，并且将所述几何路径或圆化的几何路径或平滑的几何路径(G、G’、G”)与所述动态路径或圆化的动态路径或平滑的动态路径(D、D’、D”)组合以产生所述轨迹(T)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在由第一运动轴线和第二运动轴线定义的第一平面中确定轨迹(T)的起点(A)和终点(E)，其中，在所述第一平面中确定禁止区域(Vi)，在第一平面中计算几何路径(G)，基于所述几何路径(G)计算动态路径(D)，并且将所述几何路径(G)与动态路径(D)组合以产生在第一平面中的轨迹(T)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使所述负载(8)沿提升装置(1)的第三运动轴线运动，在由提升装置(1)的三个运动轴线定义的运动空间中、优选在该运动空间中的任意的第二平面中确定轨迹(T)的起点(A)和终点(E)，在运动空间中、优选在所述第二平面中确定禁止区域(Vi)，在运动空间中、优选在所述第二平面中计算几何路径(G)，基于所述几何路径(G)计算动态路径(D)，并且将所述几何路径(G)与动态路径(D)组合以产生在所述运动空间中、优选在所述第二平面中的轨迹(T)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一平面中、在所述第二平面中或在所述运动空间中确定提升装置(1)的限定的工作区域(15)，并且所述计算单元(12)检查起点(A)、终点(E)以及禁止区域(Vi)是否处于所述工作区域(15)之内并且是否可以在起点(A)与终点(E)之间产生轨迹(T)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，确定所述支承结构(3)的最大速度(vVmax)和最大加速度(aVmax)、行进元件的最大速度(vTmax)和最大加速度(aTmax)以及提升驱动装置的最大速度(vHmax)和最大加速度(aHmax)作为提升装置(1)的运动学极限值，并且确定负载接纳元件(7)的最大偏转角度(Θmax)作为几何极限值。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，为了产生所述几何路径(G)，将起点(A)与终点(E)借助直线(13i)经由支点(S*)连接，所述支点(S*)由禁止区域(Vi)导出。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，为了产生所述圆化的几何路径(G’)，将所述几何路径(G)在支点(S*)上借助圆形段(14i)或回旋曲线或贝塞尔曲线进行圆化。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，为了产生所述圆化的动态路径(D’)，将所述动态路径(D)借助正向-反向-滤波方法进行圆化。9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，将所述圆化的动态路径(D’)借助B样条进行平滑以产生所述平滑的动态路径(D”)和/或将所述圆化的几何路径(G’)借助B样条...

【专利技术属性】
技术研发人员：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