EP4038009A1 - Construction and/or material-handling machine - Google Patents

Construction and/or material-handling machine

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Publication number
EP4038009A1
EP4038009A1 EP20808395.6A EP20808395A EP4038009A1 EP 4038009 A1 EP4038009 A1 EP 4038009A1 EP 20808395 A EP20808395 A EP 20808395A EP 4038009 A1 EP4038009 A1 EP 4038009A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
functional element
mobile terminal
acceleration
construction
deflection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20808395.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Tobias Englert
Gerd BOOCH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Liebherr Werk Biberach GmbH
Original Assignee
Liebherr Werk Biberach GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liebherr Werk Biberach GmbH filed Critical Liebherr Werk Biberach GmbH
Publication of EP4038009A1 publication Critical patent/EP4038009A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
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    • B66D3/18Power-operated hoists
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/1004Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with pulleys
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/02Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes with non-adjustable and non-inclinable jibs mounted solely for slewing movements
    • B66C23/022Pivot axis common with column

Definitions

  • the present invention relates to a construction and / or material handling machine, in particular a crane, with a movably, in particular pendularly suspended functional element, in particular in the form of a load hook, at least one drive device for moving the functional element, a detection device for detecting manual manipulation movements for moving the functional element, as well as a control device for controlling the drive device as a function of the detected manipulation movement.
  • the invention also relates to a method for controlling a construction and / or material handling machine, the movable, in particular pendularly suspended functional element of which is moved by at least one drive device, manual manipulation movements for moving the functional element being detected by a detection device and said at least one drive device being detected by a Control device is controlled as a function of the detected manipulation movement.
  • Cranes such as tower cranes or telescopic boom mobile cranes, or other construction and / or material handling machines such as rope shovels usually have a pendulum suspended functional element that has a load handling device such as a load hook or a magnetic coupling, or a gripper such as a shell grab can be and can be moved by one or more drive devices.
  • a load handling device such as a load hook or a magnetic coupling
  • a gripper such as a shell grab
  • linear or curved movements or mixed forms can also be carried out, for example by moving a trolley from which the hoisting rope runs along a boom, by rotating a boom on which the functional element pendulates is suspended around an upright axis of rotation, by translatory movement of the boom or the entire machine, for example along a track, by luffing the boom up and down or by telescoping the boom in or out.
  • Corresponding drive devices which can be controlled by a usually electronic control device, are regularly provided for the mentioned traversing movements.
  • Such electronic control devices which usually include a microprocessor and a program memory, can process predetermined control programs, for example to follow a predetermined or programmable travel path with the functional element and / or to implement manually entered control commands.
  • the control devices can include an input device via which corresponding control commands can be entered, which are then used by the control computer or the control device to control the corresponding drive devices or converted into corresponding data processing.
  • the mentioned input devices usually include control elements such as control levers, joysticks, slide switches, rotary switches, push buttons or control buttons, and more recently electronic input means such as a touchscreen have also been used to be able to enter control commands.
  • a mobile terminal which, in the manner of a Tablets, a remote control unit or a mobile phone is formed and can wirelessly communicate with the control device of the machine.
  • a mobile terminal makes the operation and monitoring of the construction machine considerably easier, since the machine operator can, for example, monitor the task to be performed in the vicinity of the functional element and enter the necessary control commands, for example by tapping a touchscreen on a tablet.
  • mobile terminals also have disadvantages. For example, they can be left at the machine operator's cab or the machine operator may be distracted unintentionally when he is watching the tablet display, for example.
  • control command input means directly to the load hook of a crane.
  • the document DE 10 2016 004 266 A1 suggests, for example, to attach a control module to the load handling device of a crane, which has pushbuttons and rotary handles in order to be able to enter certain control commands directly on the load hook by pressing the pushbuttons or turning the twisting handles in order to be able to insert the load hook into a to move in the desired direction.
  • WO 2017/174204 A2 describes a similar control module that can be attached to the load hook and has a handle to which force and torque sensors are attached in order to detect manual manipulation forces and moments, which are then converted into corresponding control commands.
  • gloves are also proposed which, like wearables, are provided with a sensor system that can detect actuation forces when the gloves are on is pressed against the load hook or a load attached to it, or can detect hand movements in order to realize gesture control.
  • Such a detection of the manipulation forces or moments by force or moment sensors is, however, quite complex if an actually sensitive, precisely reacting control is to be achieved.
  • the detected forces do not have to be identical to the forces or moments actually acting on the functional element, for example if the handle attached to the load hook is gripped in different ways by different machine operators or the gloves designed as wearables are not exactly in the predetermined orientation or at the predetermined position, or pulled with one hand and pushed with the other hand.
  • the implementation of the recorded manipulation forces and accelerations or moments is not very easy, since other influencing variables act on the functional element beyond the manipulation forces and moments mentioned. For example, loads of different weights or loads with different areas exposed to wind, etc. often hang on a load hook.
  • the present invention is therefore based on the object of creating an improved construction and / or material handling machine of the type mentioned and an improved method for controlling such a construction and / or material handling machine that avoid the disadvantages of the prior art and further develop the latter in an advantageous manner .
  • an intuitive operability of the control of the traversing movements should be achieved without orientation difficulties for the machine operator, which allows sensitive control of the functional element even with varying external loads.
  • the stated object is achieved by a construction and / or material handling machine according to claim 1 and a method according to claim 27.
  • Preferred embodiments of the invention are the subject matter of the dependent claims. It is therefore proposed to detect manual manipulation movements of the functional element by means of an inertial detection device which is attached to the pendulum suspended functional element and provides acceleration and rotation rate signals that reflect translational accelerations and rotation rates of the functional element.
  • an inertial measuring device attached to the functional element which is sometimes also referred to as an IMU, can have acceleration and yaw rate sensor means for providing acceleration and yaw rate signals which indicate on the one hand translational accelerations along different spatial axes and on the other hand yaw rates or gyroscopic signals with respect to different spatial axes.
  • rotational speeds but in principle also rotational accelerations, or both, can be provided as rotational rates.
  • a determination device determines the direction of the deflection of the functional element, on the basis of which the control device then controls the at least one drive device in such a way that the deflection is compensated.
  • the control device can convert the deflections determined from the signals of the inertial measuring device fully automatically into actuating movements of the actuators, or alternatively or additionally also include a semi-automatic operating mode in which the crane operator is shown a proposal for appropriate control commands, for example on a display at the crane operator's stand, which may then be used can be implemented or modified.
  • the functional element can comprise an inclination sensor which can directly detect the deflection, for example a capacitive liquid inclination sensor or another inclination sensor.
  • the control device controls the drive device so that the functional element moves there where the machine operator wants it to go.
  • the inertial measuring device does not record the manipulation forces applied or manually introduced torques, but the deflection of the functional element actually caused by the manual manipulation, so that sensitive control of the functional element is made possible regardless of external influences and the respectively necessary manipulation forces.
  • an inertial measuring device on a mobile terminal such as a smartphone or tablet can also be used to control the functional element of the machine.
  • An inertial sensor system is usually installed on a smartphone or a tablet or other hand-held communication devices such as PDAs and the like, which allows the inclination of the device and its To grasp orientation in space.
  • PDAs and the like a function of smartphones and tablets that is usually controlled in this way is the familiar rotation of the screen content when the device is rotated from an upright position to a lying position or vice versa.
  • the inertial measuring device or IMU which can have acceleration and rotation rate sensor means
  • translational accelerations of the mobile terminal along different spatial axes and on the other hand rotation rates or gyroscopic signals with respect to different spatial axes can be provided, for example rotation speeds, but also rotation accelerations or both as rotation rates can be provided.
  • a determination device can determine the deflection or inclination and / or movement of the mobile terminal, which can then be transmitted to the control device of the construction and / or material handling machine in order to drive the drive devices depending on the deflection and / or tilt and / or control movement of the mobile device.
  • Different drive devices and / or different directions of movement of the machine can be assigned to certain tilting and / or tilting movements of the mobile terminal.
  • tilting the mobile terminal about an axis parallel to the line direction of a text shown on a display of the device can be converted into an upward and downward movement of the functional element.
  • rotating the mobile terminal about an axis perpendicular to the display and / or the keyboard of the device can be converted into rotating the functional element and / or a bracket that suspends the functional element about an upright axis of rotation.
  • tilting the mobile terminal about a longitudinal axis of the mobile terminal can be converted into a movement of a trolley on the crane or into a luffing movement of the boom of a crane.
  • the mobile terminal can be provided with reset and / or activation input means in order to specify and / or reset an idle position of the device so that no absolute position of the device in space has to be maintained in order to generate the desired positioning movements of the machine.
  • the rest position is, for example, by pressing a rest position output key, which can also be designed in the form of a softkey on a touchscreen surface, the deflection or movement of the terminal from this rest position determined using the signals of the inertial measuring device can be used as a control signal or in a Control signal are converted to generate the desired adjusting movements of the drive devices of the machine.
  • control device can be designed to set the speed and / or acceleration of a respective drive device based on the strength of the deflection and / or tilting of the mobile terminal, whereby, for example, the drive speed and / or acceleration can be set the higher the stronger the mobile terminal is deflected or tilted.
  • Range limits can be taken into account, for example in such a way that a drive speed is not increased any further when a desired or set maximum speed is reached, regardless of the fact that the mobile terminal may be tilted even more.
  • the control device and / or the mobile terminal can advantageously include setting means for setting the sensitivity, by means of which it can be set how quickly and how strongly a drive device should react to the tilting or moving of the mobile terminal.
  • Such setting means can, for example, variably predefine an adjustable response threshold in order not to put the drive device and / or the drive device into operation at all in the event of very small tilts, for example to be actuated only when the tilting from the rest position has exceeded a certain amount.
  • the relationship between the tilt and / or degree of movement of the mobile terminal and the speed and / or acceleration of the drive device can be set variably, for example in such a way that, to command the maximum speed of the drive device, a tilting from the rest position by - for example - 45 ° or 90 ° or 135 ° is necessary.
  • the aforementioned sensitivity setting means in particular the relationship between the inclination of the smartphone or tablet or the speed of the functional element can be influenced.
  • control device and / or the mobile terminal can also have an operating mode in which tilting or moving the mobile terminal in a certain direction triggers and ends a predetermined drive movement with a predetermined travel and / or rotational path, regardless of whether it is further tilting of the terminal.
  • tilting around the associated axis of the end device can set the load hook in motion by, for example, 50 cm, with the drive device automatically ending the adjusting movement when the load hook has carried out the 50 cm lifting movement, regardless of the possibly still tilted position of the End device.
  • a setting means can advantageously also be assigned to this operating mode in order to set the movement and / or rotational movement path that is triggered by a single tilting or a corresponding movement.
  • the mobile terminal can be moved back to the rest position and tilted again in the corresponding direction.
  • the rest position can also be activated by pressing the corresponding reset button can be reset or readjusted to zero, in order then to direct the next adjustment movement at intervals by tilting again.
  • the inertial measuring device can advantageously detect accelerations in three spatial axes and rotation rates about at least two spatial axes.
  • the acceleration sensor means can work in three axes and the gyroscope sensor means can be designed to work in two axes. However, it is also possible to detect the rotation rates around three spatial axes and to design the gyroscope sensor means to operate in three axes for this purpose.
  • the determination device for determining the deflection of the functional element from the acceleration and rotation rate signals of the inertial measuring device can, in an advantageous development of the invention, have one or more orientation filters for determining the direction of the deflection of the functional element.
  • Orientation filters of this type can be designed to evaluate or filter the mentioned acceleration and rotation rate signals with respect to the mentioned spatial axes of the inertial measuring device in order to determine the deflection components with respect to the spatial axes.
  • said determining device can also be designed to determine the strength or the degree of deflection of the functional element in order to control the speed and / or acceleration of the drive device as a function of the degree of deflection. For example, in the case of greater deflections, the drive devices can be actuated more quickly than in the case of smaller deflections, in order to give the machine operator the feeling that the travel speed can be controlled by the strength of the manipulation of the functional element.
  • the dependency between the degree of deflection and the speed and / or acceleration of the drive device can also be scaled and / or variably as a function of the recorded load mass can be set. For example, with larger loads absorbed, a higher actuating speed and / or acceleration of the drive device can be provided for a smaller deflection, while with comparatively small loads a lower speed and / or lower acceleration can be provided for the same deflection.
  • Such an approach is based on the consideration that heavy loads are more difficult to deflect by hand than small loads, so that ease of use is advantageous for both small and large loads if the relationship between the degree of deflection and the speed and / or acceleration depends on the Load mass can be varied.
  • an automatic setting device can be provided that scales the control device as a function of a load signal from a detection device for detecting the recorded load such that the dependency between deflection and speed or acceleration of the drive device is variably set as a function of the recorded load.
  • the inertial measuring device attached to the functional element can transmit its acceleration and yaw rate signals and / or signals derived therefrom advantageously wirelessly to a control and / or evaluation device, which can be attached to a structural part of the crane or also be arranged separately in the vicinity of the crane.
  • the transmission can be made to a recipient who can be attached to the trolley and / or to the suspension from which the hoist rope runs.
  • the transmission can advantageously take place via a WLAN connection, for example.
  • an inertial measuring device With such a wireless connection of an inertial measuring device, it can also be retrofitted very easily to existing cranes without the need for complex retrofitting measures. It is essentially only the inertial measuring device on the functional element and the one communicating with it To attach a receiver that transmits the signals to the control or regulating device.
  • the inertial measuring device can be provided with an energy store, for example in the form of a rechargeable battery.
  • a generator can be provided which can be provided locally in the vicinity of the inertial measuring device and / or on the functional element and can advantageously be designed to convert movements occurring on the functional element or their kinetic energy into electrical energy. If the functional element is articulated to a hoist rope that is guided around a deflection block, the generator can be connected to the deflection pulley in a geared manner in order to convert rotary movements of the deflection pulley into the generation of electrical energy.
  • the generator can have piezo elements, for example, or in order to convert changing loads and / or voltages that occur on the functional element into energy.
  • inertial generators can also be considered, which convert pendulum movements into electrical energy.
  • the generator can also comprise a photovoltaic element in order to be able to convert daylight into electricity.
  • the current provided by the generator can be used directly to supply the inertial sensor system and / or temporarily stored in an energy store, from which the inertial measuring device is then supplied with energy.
  • predetermined, Movements of the functional element that can be carried out by manual manipulation are converted into a control command which means lowering or raising the functional element and the at least one drive device to a initiates the corresponding lifting or lowering movement.
  • a predetermined maneuver or a predetermined movement of the functional element can, for example, be a rotation of the functional element about an upright or possibly also a horizontal axis of rotation, which can advantageously be detected by the aforementioned inertial measuring device.
  • a rotation of the functional element around a preferably upright axis can be interpreted as a control command request to lift the functional element or lower.
  • the determination device can be designed to determine the direction of said tilting or rotational movement about a horizontal axis and / or to determine the orientation of the horizontal axis about which the rotation takes place in order to then or . Tilting to initiate either a lifting movement or a lowering movement.
  • a preferably short rotation of the load hook around the vertical axis for example clockwise, can be interpreted as a control command for lifting and a rotation of the load hook around the named vertical axis counterclockwise as a control command for lowering.
  • the load hook of a crane is tilted to the right by the crane boom around a horizontal tilting axis parallel to the vertical plane, this can be interpreted as a lifting command, while tilting to the left around the mentioned axis can be interpreted as a lowering command.
  • a detected tilting movement of the functional element about a horizontal axis can be converted into a lifting or lowering movement as long as the functional element is accordingly is tilted.
  • the control device can also be designed to convert a tilting of the functional element about the above-mentioned horizontal axis into a lifting or lowering movement by a predetermined lifting or lowering amount, for example in such a way that a slight tilting when lowering by 10 cm and a greater tilting when lowering Lowering by 50 cm or vice versa means raising by corresponding amounts.
  • lifting and lowering commands can also be entered or coded in a different manner.
  • a tensile force or weight force sensor can be provided, which can include pulling the functional element down and / or lifting the functional element by manual manipulation. If, for example, the machine operator pulls the functional element down, this is registered by the aforementioned tensile force and / or weight force sensor. Depending on the corresponding sensor signal, the control device can then initiate a corresponding lowering movement by the drive device. Conversely, if the machine operator tries to lift the functional element by hand, the aforementioned sensor system can also detect this so that the control device can initiate a lifting movement as a function of a corresponding sensor signal or its change.
  • the functional element is a load hook or a load handling device of a crane
  • a tensile force and / or weight force sensor can be provided between the load hook and the deflection block, for example in the form of a measuring axis that can be integrated into the deflection block in order to carry out the said pulling or lifting on the To be able to grasp load hook.
  • the detection device for detecting manual manipulation movements also comprise an input device which can be attached to the functional element in order to be able to input manual control commands.
  • an input device can, for example, be a slide switch that can be moved up and down, or a rocker arm that can preferably be tilted up or down, or control buttons that are marked, for example, with an up or down arrow can, or also include other operating elements in order to be able to input control commands, in particular control commands for raising and lowering the functional element.
  • Such an input device can advantageously comprise input means for directing upward and downward movements.
  • the named input device can also have input means for initiating predetermined movement movements.
  • an input means for executing a predetermined maneuver such as, for example, the method by a fixed distance in a predetermined direction.
  • an input means for moving the trolley of a tower crane by a fixed distance and / or an input means for lowering it by a fixed distance and / or an input means for lifting it by a fixed distance can be provided.
  • an operating element can also be provided for changing the travel speed, for example in order to convert a certain deflection of the functional element, which is detected by the aforementioned inertial measuring device, into travel movements of different speeds.
  • an input means can be provided for selecting a rapid traverse or a fine adjustment traverse.
  • the pushing or pulling of the functional element in a certain direction and the associated deflection, which is detected by the inertial measuring device are converted into travel movements of the at least one drive device of different speeds.
  • a software module can be used to implement a horizontal load path. As a result, the height of the load does not change for the operator during a horizontal movement, for example, even if the boom is inclined.
  • said input device can also include an activation input means, for example an arming button, in order to only initiate a method of the at least one drive device by the described deflection of the functional element and / or by applying the described manipulation forces if the control mode for controlling by deflecting the functional element and / or applying manipulation forces is activated.
  • an activation input means for example an arming button
  • the operating element can be designed in the manner of a safety switch or a safety button, which must be touched or pressed or actuated in some other way in order to activate the control mode of the control device by manually manipulating the function element and / or applying it is implemented with forces in corresponding adjusting movements.
  • Such a safety operating element can be, for example, a button on the functional element, a switch or a capacitive contact surface that enables the control mode mentioned.
  • control device can also have an inclined tool compensation operating mode in which a lifting movement is only permitted or enabled when the deflection of the pendulous functional element falls to zero or below a predetermined limit value.
  • the above-mentioned diagonal pull compensation operating mode can also be designed to initially determine the deflection of the pendulum suspended functional element relative to the vertical when a stroke request is entered - possibly by tilting the functional element about a horizontal axis as explained above and, if necessary, by actuating the at least one Drive device is compensated to such an extent that the mentioned deflection approaches zero or falls below the mentioned threshold value. If the detected deflection determined by the inertial measuring device is sufficiently compensated, the stroke control command can be implemented.
  • the above-mentioned diagonal pull compensation operating mode can in this respect include a delay function for delayed execution of a stroke request in order to delay the stroke movement until the detected deflection of the functional element relative to the vertical falls below the mentioned threshold value.
  • a number of calculation steps can be used to estimate the deflection angle precisely, which can then be used by the control device to control the drives.
  • the three calculation steps can in particular include the following steps: i. A determination of the orientation of the IMU, e.g. by a complementary filter, which can determine high-frequency components from the gyroscope signals and low-frequency components from the direction of the gravitational vector and, in addition, combine them to determine the hook tilt; ii. Detection of the diagonal pull angle by considering the installation position of the IMU. This can be determined, for example, on the basis of measurement data over a longer period of time.
  • the tilting of the load hook is first determined from the signals of the inertial measuring device with the help of an orientation filter and / or with the help of a Kalman filter, which makes use of the different peculiarities of the translational acceleration signals and the gyroscopic signals of the inertial measuring device, with or alternatively
  • a Kalman filter can also be used to determine the tilting of the load hook from the acceleration and yaw rate signals.
  • Such an orientation filter is described, for example, in Mahony, R .; Hamei, T. & Pflimlin, J., Nonlinear Complementary Filters on the Special Othogonal Group, IEEE Transactions on Automatic Control, 2008, 53, 1203-1218 or Madgwick, SOH; Harrison, AJL & Vaidyanathan, R.
  • a Kalman filter of the type mentioned is described in AM Sabatini, "Quaternion-based extended Kalman filter for determining Orientation by inertial and magnetic sensing," in IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 53, no.7, pp. 1346-1356, July 2006.
  • the inertial sensor system can have first determination means for determining and / or estimating a tilting of the load suspension device from the acceleration and rotation rate signals of the inertial measuring device and second determination means for determining the deflection of the hoist rope and / or the load suspension equipment relative to the vertical from the determined tilt of the load suspension equipment and an inertial -Show acceleration of the load handler.
  • Said determination means can in particular have a complementary filter with a high-pass filter for the yaw rate signal of the inertial measuring device and a low-pass filter for the acceleration signal of the inertial measuring device or a signal derived therefrom, wherein said complementary filter can be designed to provide a yaw rate-based estimate of the tilting of the load-bearing device , which is based on the high-pass filtered yaw rate signal, and an acceleration-based estimate of the tilting of the load suspension device, which is based on the low-pass filtered acceleration signal, to be linked and from the linked yaw rate and acceleration-based Estimates of the tilting of the load suspension device to determine the sought-after tilt of the load suspension device.
  • the rotation rate-based estimation of the tilting of the load suspension device can include an integration of the high-pass filtered rotation rate signal.
  • the acceleration-based estimate of the tilting of the load suspension device can be based on the quotient of a measured
  • Horizontal acceleration component and a measured vertical acceleration component are based.
  • the aforementioned mobile terminal device such as a smartphone or tablet can also be used in another way for directing the functional element of the machine.
  • position determination means can be used for this purpose to determine the position of the mobile terminal.
  • Said position determination means can determine a change in the position of the mobile terminal, with corresponding position data reflecting the change in the position of the terminal being transmitted to the control device of the machine, which then controls the at least one drive device as a function of the change in position, that the functional element follows the changing position of the mobile terminal.
  • the position determining means can work in different ways, for example have a satellite navigation module in order to determine the position of the terminal and its change by satellite navigation. Alternatively or additionally, however, the position determination means can also evaluate mobile radio data and / or data from the inertial measuring device IMU in order to determine a change in the position and / or the path of the mobile terminal.
  • the mobile terminal can have activation input means in order to activate a sequence control mode and / or to trigger or execute said sequence control of the functional element only when said activation input means is actuated.
  • This can be, for example, a button on the mobile terminal, when pressed, the position data is transmitted to the control device and / or evaluated by the control device in order to track the functional element of the movement of the terminal.
  • the mentioned activation input means can advantageously be designed in such a way that the mentioned tracking function is only carried out as long as the activation input means are or remain activated. If, for example, the activation button on the smartphone or tablet is no longer pressed, the control device can shut down the drive device or can no longer carry out the following movement.
  • Fig. 1 is a side view of a construction and / or material handling machine in the form of a tower crane according to an advantageous embodiment of the invention
  • the functional element in the form of the load hook of the tower crane is provided with an inertial measuring device and is pulled by a machine operator in a predetermined direction to a to initiate the corresponding movement of the drive devices of the tower crane
  • 2 shows a side view of the tower crane similar to FIG. 1, the load hook of the crane being coupled to a load to be lifted under diagonal pull of the hoisting rope, so that the diagonal pull compensation operating mode of the control device first compensates for the diagonal pull before the lifting movement is carried out
  • the diagonal pull compensation operating mode of the control device first compensates for the diagonal pull before the lifting movement is carried out
  • FIG. 3 shows a side view of the tower crane similar to Figures 1 and 2, wherein the load hook of the tower crane can be directed by means of a mobile terminal in the form of, for example, a smartphone or a tablet, with tilting movements of the terminal being detected by an inertial measuring device on the mobile terminal and transmitted to the control device of the crane to direct the drive devices to move the load hook by tilting the smartphone or end device,
  • a mobile terminal in the form of, for example, a smartphone or a tablet
  • FIG. 5 shows a plan view of the tower crane from the previous figures, the load hook of the crane following the changing position of the mobile terminal, for example in the form of a smartphone or tablet, with position determining means determining changes in the position of the terminal and transmitting them to the control device of the crane, which then controls the drive devices so that the load hook follows the changing position of the terminal, and
  • the construction and / or material handling machine 1 can be designed as a crane, for example a tower crane, telescopic jib crane, harbor crane or offshore crane, the tower crane shown in FIG together with the tower 8 - if trained as a bottom slewing machine - can be rotated about an upright axis of rotation by a slewing gear.
  • a trolley 6 can be moved in the longitudinal direction of the boom 9 by a trolley drive, a functional element 10 comprising a load hook 4 being suspended on the trolley 6 in a pendulous manner.
  • Said load hook 4 is hinged to the trolley 6 by a hoisting rope 11 in order to be able to be raised and lowered.
  • a hoist mechanism is provided which can retrieve and lower the hoist rope 11.
  • Said hoisting rope 11 can be guided in one or more strands to the load hook 4 and there, in particular, be deflected around a deflection block.
  • Said drive devices 12 in the form of said slewing gear, trolley drive and hoisting gear can be actuated by an electronic control device 2, which can comprise a control computer arranged on the crane itself, which can for example have a microprocessor and a program memory.
  • Said control device 2 can control various actuators, hydraulic circuits, electric motors and other actuators in order to actuate said drive devices 12.
  • the control device 2 can also include a monitoring device that monitors the load-bearing capacity of the tower crane and, if necessary, shuts down the drives if an overload condition threatens.
  • the control device 2 can have control elements in a machine operator's cab 13 in a known manner for entering control commands, for example in the form of one or more joysticks, one or more touchscreens, one or more rotary slide and / or toggle switches or other control buttons. Said drive devices 12 can, however, also be actuated by directing the load hook 4, as FIG. 1 shows. To this end, the control device 2 can communicate with a detection device 3 which is attached to the load hook 4.
  • Said detection device 3 can in particular be designed to detect an inclined pull of the hoist rope 11 and / or deflections of the load hook 4 with respect to a vertical 14 that passes through the suspension point of the load hook 4, i.e. through the trolley 6.
  • a cable pull angle cp against the line of gravity can be recorded, see FIG. 1.
  • Said detection device 3 comprises an inertial measuring device IMU or inclination sensors attached to the load hook 4, which can transmit its measuring signals, preferably wirelessly, to a receiver that is connected to the control device 2, see FIG. 1.
  • Such an inertial measuring device IMU can in particular have acceleration and yaw rate sensor means for providing acceleration and yaw rate signals that indicate on the one hand translational accelerations along different spatial axes and on the other hand yaw rates or gyroscopic signals with respect to different spatial axes.
  • acceleration and yaw rate sensor means for providing acceleration and yaw rate signals that indicate on the one hand translational accelerations along different spatial axes and on the other hand yaw rates or gyroscopic signals with respect to different spatial axes.
  • rotational speeds but in principle also rotational accelerations, or both, can be provided as rotational rates.
  • inclination sensors is also conceivable.
  • the inertial measuring device IMU can advantageously detect accelerations in three spatial axes and rotation rates about at least two spatial axes.
  • the acceleration sensor means can operate on three axes and the gyroscope sensor means can be designed to operate on at least two axes. In the case of inclination sensors, at least two spatial axes are advantageously recorded.
  • the inertial measuring device IMU attached to the load hook 4 can transmit its acceleration and yaw rate signals and / or signals derived therefrom advantageously wirelessly to the control device 2, with the transmission being able to take place, for example, via a WLAN connection.
  • the load hook 4 can tilt in different directions and in different ways with respect to the hoisting rope 11, depending on the connection.
  • the inclined pull angle cp of the hoist rope 11 is approximately identical to the alignment of the load hook when the rope is tensioned.
  • the signals supplied by the sensor means of the inertial measuring device IMU can be filtered or evaluated by orientation filters and / or the determination device 15 of the electronic control device 2 can evaluate the named measurement signals of the inertial measurement device IMU on the basis of a movement model which models the pendulum movements of the load hook 4.
  • the mentioned deflection movements of the load hook 4 in the direction of travel of the trolley 6 and across it can be viewed separately from one another, whereby the deflection components determined by the movement modeling can be added up if necessary in order to determine oblique deflections both in the direction of travel of the trolley and transversely to it with regard to their direction and / or size can be determined exactly.
  • the control device 2 controls one or more of the mentioned drive devices 12 in order to control the deflection cp compensate or minimize.
  • the control device 2 moves the drive devices 12 as a function of the determined deflection cp in such a way that the trolley 6 follows the mentioned deflection of the load hook 4.
  • the control device 2 moves the movable elements of the crane to where the load hook 4 is directed.
  • the inertial measuring device IMU can also be designed to measure a twisting or tilting of the load hook 4 about a horizontal axis, as was explained at the beginning.
  • a rotation of the load hook 4 about an upright axis of rotation can also be measured by the inertial measuring device IMU.
  • These twisting and / or tilting movements or the corresponding sensor signals of the inertial measuring device IMU can be interpreted by the control device 2 as a control command to raise or lower the load hook 4, i.e. the control device 2 can control the hoist in order to move the load hook as a function of such measurement signals raise or lower.
  • an input device 7 can also be provided on the load hook 4 to direct lifting and lowering movements, for example in the form of two control buttons, one of which transmits a lift request when pressed down and the other when pressed down a lower request to the control device 2, advantageously wirelessly.
  • said input device 7 can advantageously also comprise an activation input means which is to be actuated in order to switch the control device 2 into a deflection control mode in which the control device 2 controls the drive devices 12 as described as a function of the measurement signals of the inertial measuring device IMU. If the aforementioned activation input means is not actuated, the aforementioned deflection control mode is deactivated, so that deflection of the load hook 4 does not lead to crane traversing movements.
  • control device 2 can also include a diagonal pull compensation operating mode, which implements hoist control commands with a delay or only implements them when the inclined pull angle cp of the hoist rope 11 goes to zero or is below a threshold value due to an automated control of the other drives.
  • a diagonal pull compensation operating mode which implements hoist control commands with a delay or only implements them when the inclined pull angle cp of the hoist rope 11 goes to zero or is below a threshold value due to an automated control of the other drives.
  • the control device 2 checks the said diagonal pull compensation operating mode, whether the helical pull angle cp of the hoist rope 11, which was determined with the aid of the signals of the inertial measuring device IMU, is below the mentioned threshold value. If this is not the case, the control device 2 causes the drive devices 12 to be actuated in order to compensate for or reduce the diagonal pull, that is to say to reduce the helical pull angle cp.
  • the trolley 6 can be moved closer to the tower 8, for example. Alternatively or additionally, however, other drive movements can also be initiated, for example the slewing gear can be actuated in order to reduce the diagonal pull cp.
  • control device 2 Only when the helical pull angle cp is sufficiently small does the control device 2 cause the lifting device to be actuated in order to raise the load.
  • a mobile terminal 16 for example in the form of a smartphone or a tablet with an inertial measuring device IMU, can also be used to control the functional element in the form of the load hook 4 by tilting or inclining said mobile terminal 16 becomes.
  • IMU inertial measuring device
  • the inclination of the mobile terminal 16 can be determined using the inertial sensors built into, for example, commercially available smartphones.
  • the speed and acceleration of the load 22, which is received on the load suspension means 4 can be in the form of the drive devices 12 already mentioned a slewing gear, a trolley drive and a hoisting gear can be controlled by the control device 2 as a function of the deflection of the mobile terminal 16 from a rest position 23.
  • Said rest position 23 can advantageously be defined by the machine operator or instructor in a terminal application, for example by pressing or touching or actuating an input means 18, for example in the form of a button on the terminal 16.
  • the named application on the terminal 16 can be a software module that is imported into the terminal 16 and can be executed there by its processor.
  • Said input means 18 can be, for example, a softkey on a touchscreen of the terminal 16.
  • the inertial measuring device IMU of the terminal device 16 provides corresponding acceleration and rotation rate signals, which are provided by a determination device 17, which can be implemented in the terminal device 16 or also provided on the control device 2 Determining the deflection of the mobile terminal are processed.
  • the control device 2 controls the mentioned drive devices 12 as a function of the specific deflection or tilting of the mobile terminal 16 in order to move the functional element 10, in particular the load hook 4, in accordance with the tilting of the terminal 16.
  • the mobile terminal 16 or also the control device 2 can advantageously provide a sensitivity setting for the user.
  • Corresponding sensitivity setting means 19 can advantageously be provided on the terminal 16 in order to determine the relationship between the inclination or deflection of the mobile terminal 16 and the speed and / or acceleration of the functional element 10, in particular in the form of the load hook 4 and the load 22 attached to it, to be able to influence.
  • the inclination of the terminal 16 is transmitted to the controller 2 of the machine via a wireless connection, for example in the form of a radio connection.
  • Said control device 2 controls the drives 12 in accordance with the user specification.
  • the load hook 4 with the load 22 attached to it or, in general, the functional element 10 can be moved by a corresponding movement of the drive devices 12 when the mobile terminal 16 is inclined by a previously defined or user-adjustable distance. If the smartphone or the mobile terminal 16 is returned to the vicinity of the rest position 23 and then deflected again, the load hook 4 with the articulated load 22 or the functional element 10 is again moved a corresponding distance by the drive devices 12.
  • the sign of the inclination of the terminal specifies the direction of movement of the functional element 10 and thus of the drive devices 12.
  • an inclination about the Y-axis shown in FIG. 4 can, for example, trigger a movement in the boom direction
  • an inclination about the X-axis shown in FIG. 4 can, for example, generate a movement perpendicular to the boom.
  • a rotation about the Z-axis shown in FIG. 4 can be used to raise or lower the crane hook 4 or the functional element 10 by a distance defined in advance or a distance that can be set by the user, preferably adjustable on the terminal 16.
  • the control device 2 advantageously comprises a load sway damping device in order to enable the load 22 or the functional element 10 to move with as little sway as possible and therefore as intuitive as possible depending on the tilting or tilting movements of the terminal 16.
  • the mobile terminal 16 can also be used in another way to move the functional element 10, in particular the load hook 4 of the machine, in which case the localization function of a smartphone or a similar mobile terminal 16 can be used for this purpose.
  • position determination means can determine changes in the position of the mobile terminal 16 and transmit them to the control device 2 of the machine, so that the control device 2 can control the mentioned drive devices 12 in such a way that the functional element 10, in particular the load hook 4, the changing position of the mobile terminal 16 is tracked.
  • Such position determination means can be integrated in the mobile terminal 16 and can be based, for example, on satellite navigation and / or mobile radio data and / or the aforementioned inertial measuring device IMU.
  • an activation signal can be triggered in an application, which can include a software module of the mobile terminal 16, for example by pressing an activation input means 21, for example in the form of a button, in order to activate the position tracking control. Pressing the start button defines the starting point, so to speak, of the movement of the mobile terminal 16 to be tracked.
  • the position detection means 20 provide position data on the basis of which the application of the terminal 16 or else the control device 2 calculates a relative movement of the terminal 16 with respect to the starting point.
  • the calculated relative movement or change in position can be used by the control device 2 as a target path 24 in order to move the functional element 10, in particular the load hook 4, along a corresponding path.
  • the control device 2 controls the drive devices 12 in such a way that the load hook 4 executes a movement which essentially corresponds to the specified path 24 that the mobile terminal 16 has covered.
  • position a shows the initial situation at which the user has actuated the activation input means 21 and, from the perspective of the user, moves it along the dashed target path 24 with the terminal 16.
  • the signal can be transmitted to the control device 2 as a target path for the load hook 4, for example by actuating an input device on the terminal 16, whereupon the control device 2 controls the drive devices 12 accordingly and the load hook 4 follows the target path.
  • the end of the movement can be signaled, for example, at position c by actuating an input means again.
  • start and end of the movement can also be signaled by holding down the input means for a longer period of time.

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Abstract

The invention relates to a construction and/or material-handling machine, in particular a crane, comprising a movable functional element, in particular a functional element suspended in an oscillating manner, in particular in the form of a load receiving means, at least one drive device for moving the functional element, a detection device for detecting manual manipulation movements for moving the functional element, and a controller for actuating the drive device on the basis of the detected manipulation movement. The aforementioned detection device has an inertial measuring device, which is attached to the functional element and comprises an acceleration and rotational rate sensor means for providing acceleration and rotational rate signals, and a detection device for detecting the deflection of the functional element from the aforementioned acceleration and rotational rate signals of the inertial measuring device, and the aforementioned controller is designed to actuate the at least one drive device so as to compensate for the detected deflection.

Description

Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine Construction and / or material handling machine
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine, insbesondere Kran, mit einem beweglich, insbesondere pendelnd aufgehängten Funktionselement, insbesondere in Form eines Lasthakens, zumindest einer Antriebseinrichtung zum Bewegen des Funktionselements, einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen händischer Manipulationsbewegungen zum Bewegen des Funktionselements, sowie einer Steuervorrichtung zum Ansteuern der Antriebseinrichtung in Abhängigkeit der erfassten Manipulationsbewegung. Die Erfindung betrifft ferner auch ein Verfahren zum Steuern einer Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine, deren bewegliches, insbesondere pendelnd aufgehängtes Funktionselement durch zumindest eine Antriebseinrichtung verfahren wird, wobei händische Manipulationsbewegungen zum Bewegen des Funktionselements von einer Erfassungseinrichtung erfasst und die genannte zumindest eine Antriebseinrichtung von einer Steuervorrichtung in Abhängigkeit der erfassten Manipulationsbewegung angesteuert wird. The present invention relates to a construction and / or material handling machine, in particular a crane, with a movably, in particular pendularly suspended functional element, in particular in the form of a load hook, at least one drive device for moving the functional element, a detection device for detecting manual manipulation movements for moving the functional element, as well as a control device for controlling the drive device as a function of the detected manipulation movement. The invention also relates to a method for controlling a construction and / or material handling machine, the movable, in particular pendularly suspended functional element of which is moved by at least one drive device, manual manipulation movements for moving the functional element being detected by a detection device and said at least one drive device being detected by a Control device is controlled as a function of the detected manipulation movement.
Krane wie Turmdrehkrane oder Teleskopausleger-Mobilkrane, oder auch andere Bau- und/oder Materialumschlagsmaschinen wie Seilbagger besitzen üblicherweise ein pendelnd aufgehängtes Funktionselement, das ein Lastaufnahmemittel wie ein Lasthaken oder eine Magnetkupplung, oder auch ein Greifer wie ein Schalengreifer sein kann und von einer oder mehreren Antriebseinrichtungen verfahren werden kann. Neben Hub- und Absenkbewegungen durch Einholen bzw. Nachlassen eines Hubseils können auch lineare oder bogenförmige Verfahrbewegungen oder Mischformen hieraus ausgeführt werden, beispielsweise durch Verfahren einer Laufkatze, von der das Hubseil abläuft, entlang eines Auslegers, durch Verdrehen eines Auslegers, an dem das Funktionselement pendelnd aufgehängt ist, um eine aufrechte Drehachse, durch translatorisches Verfahren des Auslegers oder der gesamten Maschine beispielsweise entlang einer Gleisbahn, durch Auf- und Niederwippen des Auslegers oder durch Ein- oder Austeleskopieren des Auslegers. Für die genannten Verfahrbewegungen sind regelmäßig entsprechende Antriebseinrichtungen vorgesehen, die von einer üblicherweise elektronischen Steuervorrichtung angesteuert werden können. Cranes such as tower cranes or telescopic boom mobile cranes, or other construction and / or material handling machines such as rope shovels usually have a pendulum suspended functional element that has a load handling device such as a load hook or a magnetic coupling, or a gripper such as a shell grab can be and can be moved by one or more drive devices. In addition to lifting and lowering movements by pulling in or slackening a hoist rope, linear or curved movements or mixed forms can also be carried out, for example by moving a trolley from which the hoisting rope runs along a boom, by rotating a boom on which the functional element pendulates is suspended around an upright axis of rotation, by translatory movement of the boom or the entire machine, for example along a track, by luffing the boom up and down or by telescoping the boom in or out. Corresponding drive devices, which can be controlled by a usually electronic control device, are regularly provided for the mentioned traversing movements.
Solche elektronischen Steuervorrichtungen, die üblicherweise einen Mikroprozessor und einen Programmspeicher umfassen, können vorgegebene Steuerprogramme abarbeiten, beispielsweise um mit dem Funktionselement einen vorbestimmten oder einprogrammierbaren Verfahrweg abzufahren, und/oder händisch eingegebene Steuerbefehle umsetzen. Hierzu können die Steuervorrichtungen eine Eingabevorrichtung umfassen, über die entsprechende Steuerbefehle eingegeben werden können, die dann vom Steuerungsrechner bzw. der Steuervorrichtung zur Ansteuerung der entsprechenden Antriebsvorrichtungen verwendet bzw. in eine entsprechende Datenverarbeitung umgesetzt werden. Such electronic control devices, which usually include a microprocessor and a program memory, can process predetermined control programs, for example to follow a predetermined or programmable travel path with the functional element and / or to implement manually entered control commands. For this purpose, the control devices can include an input device via which corresponding control commands can be entered, which are then used by the control computer or the control device to control the corresponding drive devices or converted into corresponding data processing.
Die genannten Eingabevorrichtungen umfassen dabei üblicherweise im Maschinenführerstand angebrachte Bedienelemente wie Stellhebel, Joysticks, Schiebeschalter, Drehschalter, Druckknöpfe oder Bedientasten, wobei in jüngerer Zeit auch elektronische Eingabemittel wie beispielsweise ein Touchscreen verwendet werden, um Steuerbefehle eingeben zu können. The mentioned input devices usually include control elements such as control levers, joysticks, slide switches, rotary switches, push buttons or control buttons, and more recently electronic input means such as a touchscreen have also been used to be able to enter control commands.
Zusätzlich zu stationär am Führerstand angebrachten Eingabevorrichtungen, die eine Bedienung am Maschinenführerstand selbst erlauben, ist auch bereits vorgeschlagen worden, ein mobiles Endgerät zu verwenden, das nach Art eines Tablets, einer Fernsteuereinheit oder eines Mobiltelefons ausgebildet ist und drahtlos mit der Steuervorrichtung der Maschine kommunizieren kann. Ein solches mobiles Endgerät erleichtert die Bedienung und Überwachung der Baumaschine beträchtlich, da der Maschinenführer beispielsweise ganz in der Nähe des Funktionselements die auszuführende Aufgabe überwachen und die notwendigen Steuerbefehle eingeben kann, beispielsweise durch Antippen eines Touchscreens eines Tablets. Andererseits bringen solche mobilen Endgeräte jedoch auch Nachteile mit sich. Beispielsweise können sie am Maschinenführerstand liegengelassen werden oder es kommt zu einer ungewollten Ablenkung des Maschinenführers, wenn dieser beispielsweise das Display des Tablets beobachtet. Darüber hinaus sind solche mobilen Endgeräte auch hinsichtlich der Orientierung recht anspruchsvoll, wenn beispielsweise der Maschinenführer nicht immer exakt dieselbe Ausrichtung relativ zur Maschine bzw. relativ zum Funktionselement einnimmt oder Steuerbefehle wie rechts und links spiegelverkehrt einzugeben sind, je nachdem, ob das Funktionselement auf den Maschinenführer zu fährt oder von ihm weg fährt. In addition to input devices that are stationarily attached to the driver's cab and allow operation at the machine driver's cab itself, it has also already been proposed to use a mobile terminal which, in the manner of a Tablets, a remote control unit or a mobile phone is formed and can wirelessly communicate with the control device of the machine. Such a mobile terminal makes the operation and monitoring of the construction machine considerably easier, since the machine operator can, for example, monitor the task to be performed in the vicinity of the functional element and enter the necessary control commands, for example by tapping a touchscreen on a tablet. On the other hand, however, such mobile terminals also have disadvantages. For example, they can be left at the machine operator's cab or the machine operator may be distracted unintentionally when he is watching the tablet display, for example. In addition, such mobile devices are also very demanding in terms of orientation, for example if the machine operator does not always have exactly the same orientation relative to the machine or relative to the functional element, or control commands such as right and left mirror-inverted have to be entered, depending on whether the functional element points to the machine operator to drives or drives away from him.
Um die Bedienung weiter zu vereinfachen, ist es auch bereits bekannt, Steuerbefehl- Eingabemittel unmittelbar an dem Lasthaken eines Krans anzubringen. Die Schrift DE 10 2016 004 266 A1 schlägt beispielsweise vor, am Lastaufnahmemittel eines Krans ein Steuerungsmodul anzubringen, das Drucktasten und Drehgriffe aufweist, um durch Niederdrücken der Drucktasten bzw. Verdrehen der Verdrehgriffe bestimmte Steuerbefehle unmittelbar am Lasthaken eingeben zu können, um den Lasthaken in eine gewünschte Richtung zu verfahren. In order to further simplify operation, it is already known to attach control command input means directly to the load hook of a crane. The document DE 10 2016 004 266 A1 suggests, for example, to attach a control module to the load handling device of a crane, which has pushbuttons and rotary handles in order to be able to enter certain control commands directly on the load hook by pressing the pushbuttons or turning the twisting handles in order to be able to insert the load hook into a to move in the desired direction.
Die Schrift WO 2017/174204 A2 beschreibt ein ähnliches Steuerungsmodul, das am Lasthaken angebracht werden kann und einen Handgriff aufweist, an dem Kraft- und Momentensensoren angebracht sind, um händische Manipulationskräfte und - momente zu erfassen, die dann in entsprechende Steuerbefehle umgesetzt werden. Alternativ zu einem direkt am Lasthaken angebrachten Steuerungsmodul werden auch Handschuhe vorgeschlagen, die nach Art von Wearables mit einer Sensorik versehen sind, die Betätigungskräfte erfassen kann, wenn mit den Handschuhen gegen den Lasthaken oder eine daran angelenkte Last gedrückt wird, oder auch Handbewegungen erfassen kann, um eine Gestensteuerung zu verwirklichen. The document WO 2017/174204 A2 describes a similar control module that can be attached to the load hook and has a handle to which force and torque sensors are attached in order to detect manual manipulation forces and moments, which are then converted into corresponding control commands. As an alternative to a control module attached directly to the load hook, gloves are also proposed which, like wearables, are provided with a sensor system that can detect actuation forces when the gloves are on is pressed against the load hook or a load attached to it, or can detect hand movements in order to realize gesture control.
Eine solche Erfassung der Manipulationskräfte bzw. -momente durch Kraft- bzw. Momentensensoren ist jedoch recht aufwändig, wenn eine tatsächlich feinfühlig, exakt reagierende Steuerung erreicht werden soll. Zum einen müssen die erfassten Kräfte nicht identisch mit den tatsächlich auf das Funktionselement einwirkenden Kräften bzw. Momenten identisch sein, wenn beispielsweise der am Lasthaken angebrachte Handgriff von verschiedenen Maschinenführern in verschiedener weise gegriffen wird oder die als Wearables ausgebildeten Handschuhe nicht exakt in der vorbestimmten Ausrichtung oder an der vorbestimmten Position angesetzt werden, oder mit einer Hand gezogen und mit der anderen Hand gedrückt wird. Zum anderen ist auch die Umsetzung der erfassten Manipulationskräfte und - beschleunigungen oder -momenten nicht ganz einfach, da auf das Funktionselement über die genannten Manipulationskräfte und -momenten hinaus andere Einflussgrößen wirken. Beispielsweise hängen an einem Lasthaken oft unterschiedlich schwere Lasten oder Lasten mit unterschiedlichen Windangriffsflächen etc. Such a detection of the manipulation forces or moments by force or moment sensors is, however, quite complex if an actually sensitive, precisely reacting control is to be achieved. On the one hand, the detected forces do not have to be identical to the forces or moments actually acting on the functional element, for example if the handle attached to the load hook is gripped in different ways by different machine operators or the gloves designed as wearables are not exactly in the predetermined orientation or at the predetermined position, or pulled with one hand and pushed with the other hand. On the other hand, the implementation of the recorded manipulation forces and accelerations or moments is not very easy, since other influencing variables act on the functional element beyond the manipulation forces and moments mentioned. For example, loads of different weights or loads with different areas exposed to wind, etc. often hang on a load hook.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine der genannten Art sowie ein verbessertes Verfahren zur Steuerung einer solchen Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine zu schaffen, die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und Letzteren in vorteilhafter Weise weiterbilden. Insbesondere soll eine intuitive Bedienbarkeit der Steuerung der Verfahrbewegungen ohne Orientierungsschwierigkeiten für den Maschinenführer erreicht werden, die auch bei variierenden äußeren Lasten ein feinfühliges Dirigieren des Funktionselements erlaubt. The present invention is therefore based on the object of creating an improved construction and / or material handling machine of the type mentioned and an improved method for controlling such a construction and / or material handling machine that avoid the disadvantages of the prior art and further develop the latter in an advantageous manner . In particular, an intuitive operability of the control of the traversing movements should be achieved without orientation difficulties for the machine operator, which allows sensitive control of the functional element even with varying external loads.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch eine Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 27 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es wird also vorgeschlagen, händische Manipulationsbewegungen des Funktionselements mittels einer Inertialerfassungseinrichtung zu erfassen, die an dem pendelnd aufgehängten Funktionselement angebracht ist und Beschleunigungs- und Drehratensignale bereitstellt, die translatorische Beschleunigungen und Drehraten des Funktionselements wiedergeben. Eine solche am Funktionselement angebrachte Inertialmesseinrichtung, die bisweilen auch als IMU bezeichnet wird, kann Beschleunigungs- und Drehratensensormittel zum Bereitstellen von Beschleunigungs- und Drehratensignalen aufweisen, die einerseits translatorische Beschleunigungen entlang verschiedener Raumachsen und andererseits Drehraten bzw. gyroskopische Signale bezüglich verschiedener Raumachsen angeben. Als Drehraten können dabei Drehgeschwindigkeiten, grundsätzlich aber auch Drehbeschleunigungen oder auch beides bereitgestellt werden. According to the invention, the stated object is achieved by a construction and / or material handling machine according to claim 1 and a method according to claim 27. Preferred embodiments of the invention are the subject matter of the dependent claims. It is therefore proposed to detect manual manipulation movements of the functional element by means of an inertial detection device which is attached to the pendulum suspended functional element and provides acceleration and rotation rate signals that reflect translational accelerations and rotation rates of the functional element. Such an inertial measuring device attached to the functional element, which is sometimes also referred to as an IMU, can have acceleration and yaw rate sensor means for providing acceleration and yaw rate signals which indicate on the one hand translational accelerations along different spatial axes and on the other hand yaw rates or gyroscopic signals with respect to different spatial axes. In this case, rotational speeds, but in principle also rotational accelerations, or both, can be provided as rotational rates.
Aus den genannten Beschleunigungs- und Drehratensignalen bestimmt eine Bestimmungseinrichtung die Richtung der Auslenkung des Funktionselements, anhand derer die Steuervorrichtung die zumindest eine Antriebseinrichtung dann so ansteuert, dass die Auslenkung kompensiert wird. From the acceleration and yaw rate signals mentioned, a determination device determines the direction of the deflection of the functional element, on the basis of which the control device then controls the at least one drive device in such a way that the deflection is compensated.
Die Steuervorrichtung kann die aus den Signalen der Inertialmesseinrichtung bestimmten Auslenkungen vollautomatisch in Stellbewegungen der Stellantriebe umsetzen, oder alternativ oder zusätzlich auch einen halbautomatischen Betriebsmodus umfassen, in dem dem Kranführer ein Vorschlag für entsprechende Steuerbefehle angezeigt wird, beispielsweise auf einem Display am Kranführerstand, die dann ggf. umgesetzt oder auch abgewandelt werden können. The control device can convert the deflections determined from the signals of the inertial measuring device fully automatically into actuating movements of the actuators, or alternatively or additionally also include a semi-automatic operating mode in which the crane operator is shown a proposal for appropriate control commands, for example on a display at the crane operator's stand, which may then be used can be implemented or modified.
Alternativ oder zusätzlich kann das Funktionselement einen Neigungssensor umfassen, der die Auslenkung direkt erfassen kann, beispielsweise einen kapazitiven Flüssigkeitsneigungssensor oder einen anderen Neigungssensor. Um das Funktionselement in eine bestimmte Richtung zu verfahren oder damit einen bestimmten Punkt anzufahren, braucht der Maschinenführer lediglich das Funktionselement in die gewünschte Richtung bzw. zu dem gewünschten Bestimmungspunkt hin ziehen oder drücken, woraufhin die Steuervorrichtung die Antriebsvorrichtung so ansteuert, dass das Funktionselement dorthin verfahren wird, wohin es der Maschinenführer haben will. Die Inertialmesseinrichtung erfasst dabei nicht die aufgewendeten Manipulationskräfte oder händische eingeleitete Drehmomente, sondern die von der händischen Manipulation tatsächlich bewirkte Auslenkung des Funktionselements, so dass unabhängig von äußeren Einflüssen und den jeweils notwendigen Manipulationskräften ein feinfühliges Dirigieren des Funktionselements ermöglicht wird. Flierdurch wird die Steuerung für den Nutzer sehr intuitiv und einfach, da der Nutzer die aufzuwendenden Manipulationskräfte an die Gegebenheiten anpassen kann, ohne darauf achten zu müssen, dass unterschiedlich hohe oder unterschiedlich gerichtete Manipulationskräfte in verschiedene Verfahrbewegungen umgesetzt werden oder das Funktionselement an falscher Stelle gegriffen wird. Hängt beispielsweise eine sehr schwere Last am Lasthaken, wird der Maschinenführer intuitiv mit größerer Kraft am Lasthaken ziehen oder drücken, um diesen in eine bestimmte Richtung zu dirigieren, während ein lastfreier Lasthaken intuitiv sanfter und damit unter geringerer Kraftaufwendung in eine Richtung gezogen bzw. gedrückt wird. Trotz solcher unterschiedlicher Manipulationskräfte wird die tatsächlich bewirkte Auslenkung des Funktionselements durch die Inertialmesseinrichtung sehr präzise erfasst, woraufhin die Antriebseinrichtung passend angesteuert werden kann, um die Auslenkung zu kompensieren. Alternatively or additionally, the functional element can comprise an inclination sensor which can directly detect the deflection, for example a capacitive liquid inclination sensor or another inclination sensor. In order to move the functional element in a certain direction or to approach a certain point with it, the machine operator only needs to pull or push the functional element in the desired direction or to the desired determination point, whereupon the control device controls the drive device so that the functional element moves there where the machine operator wants it to go. The inertial measuring device does not record the manipulation forces applied or manually introduced torques, but the deflection of the functional element actually caused by the manual manipulation, so that sensitive control of the functional element is made possible regardless of external influences and the respectively necessary manipulation forces. This makes the control very intuitive and simple for the user, as the user can adapt the manipulation forces to be applied to the circumstances without having to pay attention to the fact that differently high or differently directed manipulation forces are converted into different movements or that the functional element is gripped in the wrong place . If, for example, a very heavy load is hanging on the load hook, the machine operator will intuitively pull or push the load hook with greater force in order to direct it in a certain direction, while a load-free load hook is intuitively pulled or pressed more gently and thus with less effort in one direction . Despite such different manipulation forces, the actual deflection of the functional element is detected very precisely by the inertial measuring device, whereupon the drive device can be appropriately controlled in order to compensate for the deflection.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Inertialmesseinrichtung am Funktionselement selbst kann auch eine Inertialmesseinrichtung an einem mobilen Endgerät wie beispielsweise einem Smartphone oder einem Tablet dazu genutzt werden, das Funktionselement der Maschine zu dirigieren. Üblicherweise ist an einem Smartphone oder einem Tablet oder anderen handgeführten Kommunikationsgeräten wie PDAs und dergleichen üblicherweise eine Inertialsensorik verbaut, die es erlaubt, die Neigung des Geräts und dessen Orientierung im Raum zu erfassen. Eine hierdurch üblicherweise gesteuerte Funktion von Smartphones und Tablets ist das bekannte Verdrehen des Bildschirm Inhalts, wenn das Gerät aus einer Hochkantstellung in eine liegende Stellung oder umgekehrt verdreht wird. As an alternative or in addition to an inertial measuring device on the functional element itself, an inertial measuring device on a mobile terminal such as a smartphone or tablet can also be used to control the functional element of the machine. An inertial sensor system is usually installed on a smartphone or a tablet or other hand-held communication devices such as PDAs and the like, which allows the inclination of the device and its To grasp orientation in space. A function of smartphones and tablets that is usually controlled in this way is the familiar rotation of the screen content when the device is rotated from an upright position to a lying position or vice versa.
Mithilfe der Inertialmesseinrichtung bzw. IMU, die Beschleunigungs- und Drehratensensormittel aufweisen kann, können einerseits translatorische Beschleunigungen des mobilen Endgeräts entlang verschiedener Raumachsen und andererseits Drehraten bzw. gyroskopische Signale bezüglich verschiedener Raumachsen bereitgestellt werden, wobei beispielsweise als Drehraten Drehgeschwindigkeiten, aber auch Drehbeschleunigungen oder auch beides bereitgestellt werden kann. Anhand der Signale der Inertialsensorik kann eine Bestimmungseinrichtung die Auslenkung bzw. Neigung und/oder Bewegung des mobilen Endgeräts bestimmen, die dann an die Steuervorrichtung der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine übermittelt werden kann, um die Antriebseinrichtungen in Abhängigkeit der Auslenkung und/oder Verkippung und/oder Bewegung des mobilen Endgeräts zu steuern. With the help of the inertial measuring device or IMU, which can have acceleration and rotation rate sensor means, on the one hand translational accelerations of the mobile terminal along different spatial axes and on the other hand rotation rates or gyroscopic signals with respect to different spatial axes can be provided, for example rotation speeds, but also rotation accelerations or both as rotation rates can be provided. Using the signals from the inertial sensor system, a determination device can determine the deflection or inclination and / or movement of the mobile terminal, which can then be transmitted to the control device of the construction and / or material handling machine in order to drive the drive devices depending on the deflection and / or tilt and / or control movement of the mobile device.
Dabei können bestimmten Kipp- und/oder Neigebewegungen des mobilen Endgeräts verschiedene Antriebseinrichtungen und/oder verschiedene Bewegungsrichtungen der Maschine zugeordnet sein. Beispielsweise kann ein Verkippen des mobilen Endgeräts um eine Achse parallel zur Zeilenrichtung eines auf einem Display des Geräts dargestellten Textes in eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Funktionselements umgesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Verdrehen des mobilen Endgeräts um eine Achse senkrecht zum Display und/oder zur Tastatur des Geräts in ein Verdrehen des Funktionselements und/oder eines das Funktionselement aufhängenden Auslegers um eine aufrechte Drehachse umgesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Aufkippen des mobilen Endgeräts um eine Längsachse des mobilen Endgeräts in eine Verfahrbewegung einer Laufkatze am Kran oder in eine Wippbewegung des Auslegers eines Krans umgesetzt werden. Grundsätzlich können aber auch andere Achsenzuordnungen vorgesehen werden. Vorteilhafterweise kann das mobile Endgerät dabei mit Rücksetz- und/oder Aktivierungs-Eingabemitteln versehen sein, um eine Ruhelage des Geräts vorzugeben und/oder rückzusetzen, sodass keine absolute Lage des Geräts im Raum eingehalten werden muss, um gewünschte Stellbewegungen der Maschine zu erzeugen. Wird die Ruhelage beispielsweise durch Betätigen einer Ruhelage- Ausgangstaste, die auch in Form eines Softkeys auf einer Touchscreen-Oberfläche ausgebildet sein kann, kann die anhand der Signale der Inertialmesseinrichtung bestimmte Auslenkung bzw. Bewegung des Endgeräts aus dieser Ruhelage als Steuersignal verwendet bzw. in ein Steuersignal umgesetzt werden, um die gewünschten Stellbewegungen der Antriebseinrichtungen der Maschine zu erzeugen. Different drive devices and / or different directions of movement of the machine can be assigned to certain tilting and / or tilting movements of the mobile terminal. For example, tilting the mobile terminal about an axis parallel to the line direction of a text shown on a display of the device can be converted into an upward and downward movement of the functional element. Alternatively or additionally, rotating the mobile terminal about an axis perpendicular to the display and / or the keyboard of the device can be converted into rotating the functional element and / or a bracket that suspends the functional element about an upright axis of rotation. Alternatively or additionally, tilting the mobile terminal about a longitudinal axis of the mobile terminal can be converted into a movement of a trolley on the crane or into a luffing movement of the boom of a crane. In principle, however, other axis assignments can also be provided. Advantageously, the mobile terminal can be provided with reset and / or activation input means in order to specify and / or reset an idle position of the device so that no absolute position of the device in space has to be maintained in order to generate the desired positioning movements of the machine. If the rest position is, for example, by pressing a rest position output key, which can also be designed in the form of a softkey on a touchscreen surface, the deflection or movement of the terminal from this rest position determined using the signals of the inertial measuring device can be used as a control signal or in a Control signal are converted to generate the desired adjusting movements of the drive devices of the machine.
Vorteilhafterweise kann die Steuervorrichtung dazu ausgebildet sein, die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung einer jeweiligen Antriebsvorrichtung anhand der Stärke der Auslenkung und/oder Verkippung des mobilen Endgeräts einzustellen, wobei beispielsweise die Antriebsgeschwindigkeit und/oder Beschleunigung desto höher festgesetzt werden kann, je stärker das mobile Endgerät ausgelenkt bzw. verkippt wird. Dabei können Bereichsgrenzen Berücksichtigung finden, beispielsweise dergestalt, dass eine Antriebsgeschwindigkeit nicht weiter erhöht wird, wenn eine gewünschte oder eingestellte Maximalgeschwindigkeit erreicht ist, ungeachtet dessen, dass das mobile Endgerät ggf. noch stärker verkippt wird. Advantageously, the control device can be designed to set the speed and / or acceleration of a respective drive device based on the strength of the deflection and / or tilting of the mobile terminal, whereby, for example, the drive speed and / or acceleration can be set the higher the stronger the mobile terminal is deflected or tilted. Range limits can be taken into account, for example in such a way that a drive speed is not increased any further when a desired or set maximum speed is reached, regardless of the fact that the mobile terminal may be tilted even more.
Vorteilhafterweise kann die Steuervorrichtung und/oder das mobile Endgerät Einstellmittel zum Einstellen der Sensitivität umfassen, mittels derer eingestellt werden kann, wie schnell und wie stark eine Antriebsvorrichtung auf das Verkippen oder Bewegen des mobilen Endgeräts reagieren soll. The control device and / or the mobile terminal can advantageously include setting means for setting the sensitivity, by means of which it can be set how quickly and how strongly a drive device should react to the tilting or moving of the mobile terminal.
Solche Einstellmittel können beispielsweise eine einstellbare Ansprechschwelle variabel vorgeben, um beispielsweise bei ganz kleinen Verkippungen die Antriebsvorrichtung gar nicht in Betrieb zu setzen und/oder die Antriebsvorrichtung erst zu betätigen, wenn das Verkippen aus der Ruhelage ein bestimmtes Maß überschritten hat. Such setting means can, for example, variably predefine an adjustable response threshold in order not to put the drive device and / or the drive device into operation at all in the event of very small tilts, for example to be actuated only when the tilting from the rest position has exceeded a certain amount.
Alternativ oder zusätzlich kann aber auch das Zuordnungsverhältnis zwischen Verkippungs- und/oder Bewegungsgrad des mobilen Endgeräts und Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der Antriebsvorrichtung variabel eingestellt werden, beispielsweise dergestalt, dass zum Befehlen der Maximalgeschwindigkeit der Antriebsvorrichtung wahlweise ein Verkippen aus der Ruhelage um - beispielsweise - 45° oder 90° oder 135° notwendig ist. Alternatively or additionally, however, the relationship between the tilt and / or degree of movement of the mobile terminal and the speed and / or acceleration of the drive device can be set variably, for example in such a way that, to command the maximum speed of the drive device, a tilting from the rest position by - for example - 45 ° or 90 ° or 135 ° is necessary.
Mittels der genannten Sensitivitäts-Einstellm ittel kann insbesondere das Verhältnis zwischen der Neigung des Smartphones oder Tablets oder der Geschwindigkeit des Funktionselements beeinflusst werden. By means of the aforementioned sensitivity setting means, in particular the relationship between the inclination of the smartphone or tablet or the speed of the functional element can be influenced.
Alternativ oder zusätzlich kann die Steuervorrichtung und/oder das mobile Endgerät auch einen Betriebsmodus aufweisen, in dem ein Verkippen oder Bewegen des mobilen Endgeräts in eine bestimmte Richtung eine vorbestimmte Antriebsbewegung mit einer vorbestimmten Stellwegs- und/oder Drehwegsstrecke auslöst und auch wieder beendet, ungeachtet einem weiteren Verkippen des Endgeräts. Beispielsweise kann ein Verkippen um die zugehörige Achse des Endgeräts ein Anheben des Lasthakens um beispielsweise 50 cm in Gang setzen, wobei die Antriebsvorrichtung die Stellbewegung automatisch beendet, wenn der Lasthaken die 50 cm Hubbewegung ausgeführt hat, und zwar ungeachtet der ggf. weiterhin verkippten Stellung des Endgeräts. Alternatively or additionally, the control device and / or the mobile terminal can also have an operating mode in which tilting or moving the mobile terminal in a certain direction triggers and ends a predetermined drive movement with a predetermined travel and / or rotational path, regardless of whether it is further tilting of the terminal. For example, tilting around the associated axis of the end device can set the load hook in motion by, for example, 50 cm, with the drive device automatically ending the adjusting movement when the load hook has carried out the 50 cm lifting movement, regardless of the possibly still tilted position of the End device.
Vorteilhafterweise kann auch diesem Betriebsmodus ein Einstellmittel zugeordnet sein, um die Bewegungs- und/oder Drehbewegungsstrecke, die durch ein einmaliges Verkippen bzw. eine entsprechende Bewegung ausgelöst wird, einzustellen. A setting means can advantageously also be assigned to this operating mode in order to set the movement and / or rotational movement path that is triggered by a single tilting or a corresponding movement.
Um die Bewegung weiterzuführen, kann das mobile Endgerät zurück in die Ruhestellung bewegt werden und erneut in die entsprechende Richtung verkippt werden. Gegebenenfalls kann auch die Ruhelage durch Betätigen der entsprechenden Rückstelltaste rückgestellt bzw. neu auf Null justiert werden, um dann durch erneutes Verkippen intervallartig eine nächste Stellbewegung zu dirigieren. In order to continue the movement, the mobile terminal can be moved back to the rest position and tilted again in the corresponding direction. If necessary, the rest position can also be activated by pressing the corresponding reset button can be reset or readjusted to zero, in order then to direct the next adjustment movement at intervals by tilting again.
Vorteilhafterweise kann die Inertialmesseinrichtung Beschleunigungen in drei Raumachsen und Drehraten um zumindest zwei Raumachsen erfassen. Die Beschleunigungssensormittel können dreiachsig arbeiten und die Gyroskopsensormittel können zweiachsig arbeitend ausgebildet sein. Es ist jedoch ebenfalls möglich, auch die Drehraten um drei Raumachsen zu erfassen und die Gyroskopsensormittel hierzu dreiachsig arbeitend auszubilden. The inertial measuring device can advantageously detect accelerations in three spatial axes and rotation rates about at least two spatial axes. The acceleration sensor means can work in three axes and the gyroscope sensor means can be designed to work in two axes. However, it is also possible to detect the rotation rates around three spatial axes and to design the gyroscope sensor means to operate in three axes for this purpose.
Die Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung der Auslenkung des Funktionselements aus den Beschleunigungs- und Drehratensignalen der Inertialmesseinrichtung kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung einen oder mehrere Orientierungsfilter zum Bestimmen der Richtung der Auslenkung des Funktionselements aufweisen. Solche Orientierungsfilter können dazu ausgebildet sein, die genannten Beschleunigungs- und Drehratensignale bezüglich der genannten Raumachsen der Inertialmesseinrichtung auszuwerten bzw. zu filtern, um hieraus die Auslenkungsanteile bezüglich der Raumachsen zu bestimmen. The determination device for determining the deflection of the functional element from the acceleration and rotation rate signals of the inertial measuring device can, in an advantageous development of the invention, have one or more orientation filters for determining the direction of the deflection of the functional element. Orientation filters of this type can be designed to evaluate or filter the mentioned acceleration and rotation rate signals with respect to the mentioned spatial axes of the inertial measuring device in order to determine the deflection components with respect to the spatial axes.
In Weiterbildung der Erfindung kann die genannte Bestimmungseinrichtung auch dazu ausgebildet sein, die Stärke bzw. das Maß der Auslenkung des Funktionselements zu bestimmen, um in Abhängigkeit des Maßes der Auslenkung die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung der Antriebseinrichtung zu steuern. Beispielsweise können bei stärkeren Auslenkungen die Antriebseinrichtungen schneller betätigt werden als bei kleineren Auslenkungen, um dem Maschinenführer das Gefühl zu vermitteln, dass durch die Stärke der Manipulation des Funktionselements die Verfahrgeschwindigkeit steuerbar ist. In a further development of the invention, said determining device can also be designed to determine the strength or the degree of deflection of the functional element in order to control the speed and / or acceleration of the drive device as a function of the degree of deflection. For example, in the case of greater deflections, the drive devices can be actuated more quickly than in the case of smaller deflections, in order to give the machine operator the feeling that the travel speed can be controlled by the strength of the manipulation of the functional element.
Alternativ oder zusätzlich kann die Abhängigkeit zwischen dem Maß der Auslenkung und der Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der Antriebsvorrichtung auch in Abhängigkeit der aufgenommenen Lastmasse skaliert werden und/oder variabel eingestellt werden. Beispielsweise kann bei größeren aufgenommenen Lasten für eine kleinere Auslenkung eine höhere Stellgeschwindigkeit und/oder Beschleunigung der Antriebsvorrichtung vorgesehen werden, während bei vergleichsweise kleinen Lasten für dieselbe Auslenkung eine kleinere Geschwindigkeit und/oder kleinere Beschleunigung vorgesehen werden kann. Einem solchen Ansatz liegt die Überlegung zugrunde, dass schwere Lasten händisch schwieriger auszulenken sind als kleine Lasten, sodass der Bedienungskomfort sowohl für kleine als auch große Lasten vorteilhaft ist, wenn die Abhängigkeit zwischen dem Maß der Auslenkung und der Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung in Abhängigkeit der Lastmasse variiert werden kann. As an alternative or in addition, the dependency between the degree of deflection and the speed and / or acceleration of the drive device can also be scaled and / or variably as a function of the recorded load mass can be set. For example, with larger loads absorbed, a higher actuating speed and / or acceleration of the drive device can be provided for a smaller deflection, while with comparatively small loads a lower speed and / or lower acceleration can be provided for the same deflection. Such an approach is based on the consideration that heavy loads are more difficult to deflect by hand than small loads, so that ease of use is advantageous for both small and large loads if the relationship between the degree of deflection and the speed and / or acceleration depends on the Load mass can be varied.
Insbesondere kann eine automatische Einstellvorrichtung vorgesehen sein, die in Abhängigkeit eines Lastsignals einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen der aufgenommenen Last die Steuervorrichtung skaliert derart, dass die Abhängigkeit zwischen Auslenkung und Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung der Antriebsvorrichtung in Abhängigkeit der aufgenommenen Last variabel eingestellt wird. In particular, an automatic setting device can be provided that scales the control device as a function of a load signal from a detection device for detecting the recorded load such that the dependency between deflection and speed or acceleration of the drive device is variably set as a function of the recorded load.
Die am Funktionselement angebrachte Inertialmesseinrichtung kann ihre Beschleunigungs- und Drehratensignale und/oder daraus abgeleitete Signale vorteilhafterweise drahtlos an eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung übermitteln, die an einem Strukturteil des Krans angebracht oder auch separat in Krannähe angeordnet sein kann. Insbesondere kann die Übermittlung an einen Empfänger erfolgen, der an der Laufkatze und/oder an der Aufhängung, von der das Hubseil abläuft, angebracht sein kann. Vorteilhafterweis kann die Übertragung bspw. über eine WLAN-Verbindung erfolgen. The inertial measuring device attached to the functional element can transmit its acceleration and yaw rate signals and / or signals derived therefrom advantageously wirelessly to a control and / or evaluation device, which can be attached to a structural part of the crane or also be arranged separately in the vicinity of the crane. In particular, the transmission can be made to a recipient who can be attached to the trolley and / or to the suspension from which the hoist rope runs. The transmission can advantageously take place via a WLAN connection, for example.
Durch eine solche drahtlose Anbindung einer Inertialmesseinrichtung kann diese sehr einfach auch an bestehenden Kränen nachgerüstet werden, ohne dass hierfür komplexe Nachrüstmaßnahmen erforderlich wären. Es ist im Wesentlichen nur die Inertialmesseinrichtung am Funktionselement und der damit kommunizierende Empfänger anzubringen, der die Signale an die Steuer- bzw. Reglereinrichtung übermittelt. With such a wireless connection of an inertial measuring device, it can also be retrofitted very easily to existing cranes without the need for complex retrofitting measures. It is essentially only the inertial measuring device on the functional element and the one communicating with it To attach a receiver that transmits the signals to the control or regulating device.
Um die Inertialmesseinrichtung am Funktionselement mit Strom bzw. Energie zu versorgen, kann die Inertialmesseinrichtung mit einem Energiespeicher beispielsweise in Form eines Akkus versehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein Generator vorgesehen sein, der lokal in der Nähe der Inertialmesseinrichtung und/oder am Funktionselement vorgesehen sein kann und in vorteilhafter Weise dazu ausgebildet sein kann, am Funktionselement auftretende Bewegungen bzw. deren kinetische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Ist das Funktionselement an einem Hubseil angelenkt, das um eine Umlenkflasche geführt ist, kann der Generator getrieblich mit der Umlenkscheibe verbunden sein, um Drehbewegungen der Umlenkscheibe in die Erzeugung elektrischer Energie umzuwandeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Generator beispielsweise Piezoelemente aufweisen oder um wechselnde Lasten und/oder Spannungen, die am Funktionselement auftreten, in Energie umzuwandeln. Alternativ oder zusätzlich kommen auch Trägheitsgeneratoren in Betracht, die Pendelbewegungen in elektrische Energie umwandeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Generator auch ein Photovoltaikelement umfassen, um Tageslicht in Strom wandeln zu können. In order to supply the inertial measuring device on the functional element with current or energy, the inertial measuring device can be provided with an energy store, for example in the form of a rechargeable battery. Alternatively or additionally, a generator can be provided which can be provided locally in the vicinity of the inertial measuring device and / or on the functional element and can advantageously be designed to convert movements occurring on the functional element or their kinetic energy into electrical energy. If the functional element is articulated to a hoist rope that is guided around a deflection block, the generator can be connected to the deflection pulley in a geared manner in order to convert rotary movements of the deflection pulley into the generation of electrical energy. Alternatively or additionally, the generator can have piezo elements, for example, or in order to convert changing loads and / or voltages that occur on the functional element into energy. Alternatively or additionally, inertial generators can also be considered, which convert pendulum movements into electrical energy. As an alternative or in addition, the generator can also comprise a photovoltaic element in order to be able to convert daylight into electricity.
Der vom Generator bereitgestellte Strom kann direkt zur Versorgung der Inertialsensorik verwendet und/oder in einem Energiespeicher zwischengespeichert werden, aus dem dann die Inertialmesseinrichtung energieversorgt wird. The current provided by the generator can be used directly to supply the inertial sensor system and / or temporarily stored in an energy store, from which the inertial measuring device is then supplied with energy.
Um nicht nur Verfahrbewegungen in der Horizontalen, für die die händischen Manipulationsbewegungen den Freiheitsgrad der pendelnden Aufhängung des Funktionselements ausnützen, sondern auch vertikale Verfahrbewegungen bzw. Mischformen aus Horizontal- und Vertikalbewegungen steuern zu können, kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass vorbestimmte, durch händische Manipulation ausführbare Bewegungen des Funktionselements in einen Steuerbefehl umgesetzt werden, der ein Absenken oder Anheben des Funktionselements bedeutet und die zumindest eine Antriebseinrichtung zu einer entsprechenden Hub- oder Senkbewegung veranlasst. Ein solches vorbestimmtes Manöver bzw. eine vorbestimmte Bewegung des Funktionselements kann beispielsweise ein Verdrehen des Funktionselements um eine aufrechte oder ggf. auch eine liegende Drehachse sein, das vorteilhafterweise von der genannten Inertialmesseinrichtung erfasst werden kann. In order not only to be able to control horizontal and vertical movements, for which the manual manipulation movements utilize the degree of freedom of the oscillating suspension of the functional element, but also to be able to control vertical movements or mixed forms of horizontal and vertical movements, it can be provided in an advantageous further development of the invention that predetermined, Movements of the functional element that can be carried out by manual manipulation are converted into a control command which means lowering or raising the functional element and the at least one drive device to a initiates the corresponding lifting or lowering movement. Such a predetermined maneuver or a predetermined movement of the functional element can, for example, be a rotation of the functional element about an upright or possibly also a horizontal axis of rotation, which can advantageously be detected by the aforementioned inertial measuring device.
Während der Maschinenführer horizontale Verfahrbewegungen bzw. Verfahrbewegungen mit horizontaler Komponente dadurch dirigiert, dass das Funktionselement unter Ausnutzen des Freiheitsgrads der pendelnden Aufhängung zumindest näherungsweise horizontal verschoben oder verzogen wird, kann ein Verdrehen des Funktionselements um eine vorzugsweise aufrechte Achse als Steuerbefehlswunsch interpretiert werden, das Funktionselement anzuheben oder abzusenken. While the machine operator directs horizontal traversing movements or traversing movements with a horizontal component in that the functional element is at least approximately horizontally displaced or distorted using the degree of freedom of the oscillating suspension, a rotation of the functional element around a preferably upright axis can be interpreted as a control command request to lift the functional element or lower.
Die Bestimmungseinrichtung kann hierbei dazu ausgebildet sein, die Richtung der genannten Verkipp- bzw. Drehbewegung um eine liegende Achse zu bestimmen und/oder die Ausrichtung der liegenden Achse, um die die Verdrehung erfolgt, zu bestimmen, um dann in Abhängigkeit der Richtung der Verdrehung bzw. Verkippung wahlweise eine Hubbewegung oder eine Senkbewegung zu veranlassen. Beispielsweise kann eine vorzugsweise kurze Drehung des Lasthakens um die Hochachse beispielsweise im Uhrzeigersinn als Steuerbefehl zum Anheben und eine Drehung des Lasthakens um die genannte Hochachse gegen den Uhrzeigersinn als Steuerbefehl zum Absenken interpretiert werden. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, entgegengesetzte Verkippbewegungen um dieselbe Achse als Hub- und Senkbefehl zu interpretieren. Wird beispielsweise der Lasthaken eines Krans um eine liegende Kippachse parallel zur vertikalen Ebene durch den Kranausleger nach rechts verkippt, kann dies als Hubbefehl interpretiert werden, während ein Verkippen um die genannte Achse nach links als Absenkbefehl interpretiert werden kann. The determination device can be designed to determine the direction of said tilting or rotational movement about a horizontal axis and / or to determine the orientation of the horizontal axis about which the rotation takes place in order to then or . Tilting to initiate either a lifting movement or a lowering movement. For example, a preferably short rotation of the load hook around the vertical axis, for example clockwise, can be interpreted as a control command for lifting and a rotation of the load hook around the named vertical axis counterclockwise as a control command for lowering. Alternatively or additionally, it is also possible to interpret opposing tilting movements around the same axis as lifting and lowering commands. If, for example, the load hook of a crane is tilted to the right by the crane boom around a horizontal tilting axis parallel to the vertical plane, this can be interpreted as a lifting command, while tilting to the left around the mentioned axis can be interpreted as a lowering command.
In Weiterbildung der Erfindung kann eine erfasste Kippbewegung des Funktionselements um eine liegende Achse so lange in eine Hub- oder Senkbewegung umgesetzt werden, solange das Funktionselement entsprechend verkippt ist. Alternativ kann die Steuervorrichtung aber auch dazu ausgebildet sein, ein Verkippen des Funktionselements um die genannte liegende Achse in eine Hub oder Senkbewegung um einen vorbestimmten Hub- oder Senkbetrag umzusetzen, beispielsweise dergestalt, dass ein leichtes Verkippen beim Absenken um 10 cm und ein stärkeres Verkippen beim Absenken um 50 cm oder umgekehrt ein Anheben um entsprechende Beträge bedeutet. In a further development of the invention, a detected tilting movement of the functional element about a horizontal axis can be converted into a lifting or lowering movement as long as the functional element is accordingly is tilted. Alternatively, the control device can also be designed to convert a tilting of the functional element about the above-mentioned horizontal axis into a lifting or lowering movement by a predetermined lifting or lowering amount, for example in such a way that a slight tilting when lowering by 10 cm and a greater tilting when lowering Lowering by 50 cm or vice versa means raising by corresponding amounts.
Alternativ oder zusätzlich zu einem Erfassen solcher Kippbewegungen durch die Inertialmesseinrichtung können in Weiterbildung der Erfindung Hub- und Senkbefehle auch in anderer Weise eingegeben oder codiert sein. Beispielsweise kann ein Zugkraft- oder Gewichtskraftsensor vorgesehen sein, der ein nach Unten ziehen des Funktionselements und/oder ein Anheben des Funktionselements durch händische Manipulation umfassen kann. Zieht beispielsweise der Maschinenführer das Funktionselement nach unten, registriert dies der genannte Zugkraft- und/oder Gewichtskraftsensor. In Abhängigkeit des entsprechenden Sensorsignals kann die Steuervorrichtung dann eine entsprechende Senkbewegung durch die Antriebsvorrichtung veranlassen. Versucht der Maschinenführer umgekehrt, das Funktionselement händisch anzuheben, kann dies die genannte Sensorik ebenfalls erfassen, so dass in Abhängigkeit eines entsprechenden Sensorsignals bzw. dessen Änderung die Steuervorrichtung eine Hubbewegung veranlassen kann. As an alternative or in addition to detecting such tilting movements by the inertial measuring device, in a further development of the invention, lifting and lowering commands can also be entered or coded in a different manner. For example, a tensile force or weight force sensor can be provided, which can include pulling the functional element down and / or lifting the functional element by manual manipulation. If, for example, the machine operator pulls the functional element down, this is registered by the aforementioned tensile force and / or weight force sensor. Depending on the corresponding sensor signal, the control device can then initiate a corresponding lowering movement by the drive device. Conversely, if the machine operator tries to lift the functional element by hand, the aforementioned sensor system can also detect this so that the control device can initiate a lifting movement as a function of a corresponding sensor signal or its change.
Ist das Funktionselement ein Lasthaken bzw. ein Lastaufnahmemittel eines Krans, kann beispielsweise ein solcher Zugkraft- und/oder Gewichtskraftsensor zwischen Lasthaken und Umlenkflasche vorgesehen sein, beispielsweise in Form einer Messachse, die in die Umlenkflasche integriert sein kann, um das genannte Ziehen oder Anheben am Lasthaken erfassen zu können. If the functional element is a load hook or a load handling device of a crane, such a tensile force and / or weight force sensor can be provided between the load hook and the deflection block, for example in the form of a measuring axis that can be integrated into the deflection block in order to carry out the said pulling or lifting on the To be able to grasp load hook.
Da solche händischen Manipulationsbewegungen, insbesondere das genannte Anheben, aber auch das genannte Verkippen um eine liegende Achse, bei großen bzw. sehr schweren Funktionselementen schwierig auszuführen sind bzw. nur sehr kleine Lageänderungen am Funktionselement bewerkstelligt werden und dementsprechend schwierig erfasst werden können, kann in Weiterbildung der Erfindung die Erfassungseinrichtung zum Erfassen händischer Manipulationsbewegungen auch eine Eingabevorrichtung umfassen, die am Funktionselement angebracht sein kann, um händische Steuerbefehle eingeben zu können. Eine solche Eingabevorrichtung kann beispielsweise einen Schiebeschalter, der nach oben und unten verschoben werden kann, oder einen Kipphebel, der vorzugsweise nach oben oder unten verkippt werden kann, oder Bedientasten, die beispielsweise mit einem Nach-Oben- oder Nach-Unten-Pfeil markiert sein können, oder auch andere Bedienelemente umfassen, um Steuerbefehle eingeben zu können, insbesondere Steuerbefehle zum Anheben und Absenken des Funktionselements. Since such manual manipulation movements, in particular the mentioned lifting, but also the mentioned tilting about a horizontal axis, are difficult to carry out with large or very heavy functional elements or only very small changes in position can be made on the functional element and are accordingly difficult to detect the According to the invention, the detection device for detecting manual manipulation movements also comprise an input device which can be attached to the functional element in order to be able to input manual control commands. Such an input device can, for example, be a slide switch that can be moved up and down, or a rocker arm that can preferably be tilted up or down, or control buttons that are marked, for example, with an up or down arrow can, or also include other operating elements in order to be able to input control commands, in particular control commands for raising and lowering the functional element.
Eine solche Eingabevorrichtung kann vorteilhafterweise Eingabemittel zum Dirigieren von Flub- und Senkbewegungen umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die genannte Eingabevorrichtung aber auch Eingabemittel zum Veranlassen vorbestimmter Verfahrbewegungen aufweisen. Beispielsweise kann ein Eingabemittel zum Ausführen eines vorbestimmten Manövers wie beispielsweise das Verfahren um eine feste Strecke in einer vorbestimmten Richtung aufweisen. Beispielsweise kann ein Eingabemittel zum Verfahren der Laufkatze eines Turmkrans um eine feste Strecke und/oderein Eingabemittel zum Absenken um eine feste Distanz und/oder ein Eingabemittel zum Anheben um eine feste Distanz vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Bedienelement zum Verändern der Verfahrgeschwindigkeit vorgesehen sein, beispielsweise um eine bestimmte Auslenkung des Funktionselements, die durch die genannte Inertialmesseinrichtung erfasst wird, in unterschiedlich schnelle Verfahrbewegungen umzusetzen. Beispielsweise kann ein Eingabemittel zum Auswählen eines Schnellverfahrgangs oder eines Feinjustierverfahrgangs vorgesehen sein. Je nachdem, welche Verfahrgeschwindigkeit ausgewählt worden ist, wird das Drücken bzw. Ziehen des Funktionselements in eine bestimmte Richtung und die damit einhergehende Auslenkung, die von der Inertialmesseinrichtung erfasst wird, in unterschiedlich schnelle Verfahrbewegungen der zumindest einen Antriebsvorrichtung umgesetzt. In weiterer vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann über ein Softwaremodul ein horizontaler Lastweg realisiert werden. Dadurch ändert sich für den Bediener bspw. auch bei einer Schrägstellung des Auslegers die Höhe der Last bei einer horizontalen Bewegung nicht. Such an input device can advantageously comprise input means for directing upward and downward movements. As an alternative or in addition, the named input device can also have input means for initiating predetermined movement movements. For example, an input means for executing a predetermined maneuver, such as, for example, the method by a fixed distance in a predetermined direction. For example, an input means for moving the trolley of a tower crane by a fixed distance and / or an input means for lowering it by a fixed distance and / or an input means for lifting it by a fixed distance can be provided. Alternatively or additionally, an operating element can also be provided for changing the travel speed, for example in order to convert a certain deflection of the functional element, which is detected by the aforementioned inertial measuring device, into travel movements of different speeds. For example, an input means can be provided for selecting a rapid traverse or a fine adjustment traverse. Depending on which travel speed has been selected, the pushing or pulling of the functional element in a certain direction and the associated deflection, which is detected by the inertial measuring device, are converted into travel movements of the at least one drive device of different speeds. In a further advantageous development of the invention, a software module can be used to implement a horizontal load path. As a result, the height of the load does not change for the operator during a horizontal movement, for example, even if the boom is inclined.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die genannte Eingabevorrichtung auch ein Aktivierungs-Eingabemittel, beispielsweise eine Scharfstell-Taste, umfassen, um ein Verfahren der zumindest einen Antriebsvorrichtung durch das beschriebene Auslenken des Funktionselements und/oder durch Aufbringen der beschriebenen Manipulationskräfte nur dann zu veranlassen, wenn der Steuerungsmodus zum Steuern durch Auslenken des Funktionselements und/oder Beaufschlagen mit Manipulationskräften aktiviert ist. Beispielsweise kann das Bedienelement nach Art eines Sicherungsschalters bzw. einer Sicherungstaste ausgebildet sein, die berührt oder niedergedrückt oder in anderer Weise betätigt werden muss, um den genannten Steuerungsmodus der Steuervorrichtung zu aktivieren, indem ein händisch manipuliertes Auslenken des Funktionselements und/oder ein händisch manipuliertes Beaufschlagen mit Kräften in entsprechende Stellbewegungen umgesetzt wird. In an advantageous development of the invention, said input device can also include an activation input means, for example an arming button, in order to only initiate a method of the at least one drive device by the described deflection of the functional element and / or by applying the described manipulation forces if the control mode for controlling by deflecting the functional element and / or applying manipulation forces is activated. For example, the operating element can be designed in the manner of a safety switch or a safety button, which must be touched or pressed or actuated in some other way in order to activate the control mode of the control device by manually manipulating the function element and / or applying it is implemented with forces in corresponding adjusting movements.
Ein solches Sicherheits-Bedienelement kann beispielsweise ein Taster am Funktionselement, ein Schalter oder auch eine kapazitive Kontaktfläche sein, die den genannten Steuerungsmodus freischaltet. Such a safety operating element can be, for example, a button on the functional element, a switch or a capacitive contact surface that enables the control mode mentioned.
In Weiterbildung der Erfindung kann die Steuervorrichtung auch einen Schrägzeug- Ausgleichsbetriebsmodus aufweisen, indem eine Hubbewegung erst erlaubt bzw. freigeschaltet wird, wenn die Auslenkung des pendelnd aufgehängten Funktionselements gegen Null bzw. unter einem vorbestimmten Grenzwert fällt. Alternativ oder zusätzlich kann der genannte Schrägzug-Ausgleichsbetriebsmodus auch dazu ausgebildet sein, bei Eingabe eines Hubwunschs - gegebenenfalls durch das zuvor erläuterte Verkippen des Funktionselements um eine liegende Achse - zunächst die Auslenkung des pendelnd aufgehängten Funktionselements gegenüber der Vertikalen bestimmt und gegebenenfalls durch Betätigen der zumindest einen Antriebsvorrichtung soweit kompensiert wird, dass die genannte Auslenkung gegen Null geht oder unter den genannten Schwellwert fällt. Ist die erfasste, von der Inertialmesseinrichtung bestimmte Auslenkung in ausreichendem Maße kompensiert, kann der Hubsteuerbefehl umgesetzt werden. In a further development of the invention, the control device can also have an inclined tool compensation operating mode in which a lifting movement is only permitted or enabled when the deflection of the pendulous functional element falls to zero or below a predetermined limit value. As an alternative or in addition, the above-mentioned diagonal pull compensation operating mode can also be designed to initially determine the deflection of the pendulum suspended functional element relative to the vertical when a stroke request is entered - possibly by tilting the functional element about a horizontal axis as explained above and, if necessary, by actuating the at least one Drive device is compensated to such an extent that the mentioned deflection approaches zero or falls below the mentioned threshold value. If the detected deflection determined by the inertial measuring device is sufficiently compensated, the stroke control command can be implemented.
Der genannte Schrägzug-Ausgleichsbetriebsmodus kann insofern eine Verzögerungsfunktion zum verzögerten Ausführen eines Hubwunsches umfassen, um die Hubbewegung solange zu verzögern bis die erfasste Auslenkung des Funktionselements gegenüber der Vertikalen unter den genannten Schwellwert abfällt. The above-mentioned diagonal pull compensation operating mode can in this respect include a delay function for delayed execution of a stroke request in order to delay the stroke movement until the detected deflection of the functional element relative to the vertical falls below the mentioned threshold value.
Insbesondere kann durch mehrere Berechnungsschritte eine genaue Schätzung des Auslenkwinkels erfolgen, die dann von der Steuervorrichtung zum Ansteuern der Antriebe verwendet werden kann. Die drei Berechnungsschritte können insbesondere folgende Schritte umfassen: i. Eine Bestimmung der Orientierung der IMU, z.B. durch ein Komplementärfilter, der hochfrequente Anteile aus den Gyroskopsignalen und niederfrequente Anteile aus Richtung des Gravitationsvektors bestimmen und einander ergänzend zur Ermittlung der Hakenkippung zusammenführen kann; ii. Detektion des Schrägzugwinkels durch Berücksichtigung der Einbaulage der IMU. Diese kann bspw. anhand von Messdaten über einen längeren Zeitraum bestimmt werden. In particular, a number of calculation steps can be used to estimate the deflection angle precisely, which can then be used by the control device to control the drives. The three calculation steps can in particular include the following steps: i. A determination of the orientation of the IMU, e.g. by a complementary filter, which can determine high-frequency components from the gyroscope signals and low-frequency components from the direction of the gravitational vector and, in addition, combine them to determine the hook tilt; ii. Detection of the diagonal pull angle by considering the installation position of the IMU. This can be determined, for example, on the basis of measurement data over a longer period of time.
Die damit erzielbare, hochgenauen Schrägzugwinkelschätzung ist dabei grundsätzlich für universelle Funktionselemente mit pendelnder Aufhängung einsetzbar und kommt mit einer sehr kostengünstig nachrüstbaren Sensorik aus. Gleichzeitig ergeben sich beträchtlich Vorteile wie erhöhte Sicherheit, verbesserte Bedienbarkeit, erhöhte Umschlagleistung und Automatisierbarkeit. Vorteilhafterweise wird dabei zunächst die Verkippung des Lasthakens aus den Signalen der Inertialmesseinrichtung mit Hilfe eines Orientierungsfilters und/oder mit Hilfe eines Kalman-Filters bestimmt, der sich die unterschiedlichen Besonderheiten der translatorischen Beschleunigungs-Signale und der gyroskopischen Signale der Inertialmesseinrichtung zunutze macht, wobei alternativ oder zusätzlich aber auch ein Kalman-Filter zum Bestimmen der Verkippung des Lasthakens aus den Beschleunigungs- und Drehratensignalen verwendet werden kann. Ein solcher Orientierungsfilter wird beispielsweise beschrieben in Mahony, R.; Hamei, T. & Pflimlin, J., Nonlinear Complementary Filters on the Special Othogonal Group, IEEE Transactions on Automatic Control, 2008, 53, 1203-1218 oder auch Madgwick, S. O. H.; Harrison, A. J. L. & Vaidyanathan, R. Ferner ist ein Kalman-Filter der genannten Art beschrieben in A. M. Sabatini, "Quaternion-based extended Kalman filter for determining Orientation by inertial and magnetic sensing," in IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 53, no. 7, pp. 1346-1356, July 2006. The thus achievable, highly precise oblique pull angle estimation can basically be used for universal functional elements with oscillating suspension and manages with a sensor system that can be retrofitted very cost-effectively. At the same time, there are considerable advantages such as increased security, improved operability, increased throughput and automation. Advantageously, the tilting of the load hook is first determined from the signals of the inertial measuring device with the help of an orientation filter and / or with the help of a Kalman filter, which makes use of the different peculiarities of the translational acceleration signals and the gyroscopic signals of the inertial measuring device, with or alternatively In addition, however, a Kalman filter can also be used to determine the tilting of the load hook from the acceleration and yaw rate signals. Such an orientation filter is described, for example, in Mahony, R .; Hamei, T. & Pflimlin, J., Nonlinear Complementary Filters on the Special Othogonal Group, IEEE Transactions on Automatic Control, 2008, 53, 1203-1218 or Madgwick, SOH; Harrison, AJL & Vaidyanathan, R. Furthermore, a Kalman filter of the type mentioned is described in AM Sabatini, "Quaternion-based extended Kalman filter for determining Orientation by inertial and magnetic sensing," in IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 53, no.7, pp. 1346-1356, July 2006.
Insbesondere kann die Inertialsensorik erste Bestimmungsmittel zum Bestimmen und/oder Schätzen einer Verkippung des Lastaufnahmemittels aus den Beschleunigungs- und Drehratensignalen der Inertialmesseinrichtung und zweite Bestimmungsmittel zum Bestimmen der Auslenkung des Hubseils und/oder des Lastaufnahmemittels gegenüber der Vertikalen aus der ermittelten Verkippung des Lastaufnahmemittels und einer Inertial-Beschleunigung des Lastaufnahmemittels aufweisen. In particular, the inertial sensor system can have first determination means for determining and / or estimating a tilting of the load suspension device from the acceleration and rotation rate signals of the inertial measuring device and second determination means for determining the deflection of the hoist rope and / or the load suspension equipment relative to the vertical from the determined tilt of the load suspension equipment and an inertial -Show acceleration of the load handler.
Die genannten Bestimmungsmittel können insbesondere einen Komplementärfilter mit einem Hochpass-Filter für das Drehratensignal der Inertialmesseinrichtung und einen Tiefpass-Filter für das Beschleunigungssignal der Inertialmesseinrichtung oder ein daraus abgeleitetes Signal aufweisen, wobei der genannte Komplementärfilter dazu ausgebildet sein kann, eine drehratengestützte Schätzung der Verkippung des Lastaufnahmemittels, die auf dem hochpassgefilterten Drehratensignal basiert, und eine beschleunigungsgestützte Schätzung der Verkippung des Lastaufnahmemittels, die auf dem tiefpassgefilterten Beschleunigungssignal basiert, miteinander zu verknüpfen und aus den verknüpften drehraten- und beschleunigungsgestützten Schätzungen der Verkippung des Lastaufnahmemittels die gesuchte Verkippung des Lastaufnahmemittels zu bestimmen. Said determination means can in particular have a complementary filter with a high-pass filter for the yaw rate signal of the inertial measuring device and a low-pass filter for the acceleration signal of the inertial measuring device or a signal derived therefrom, wherein said complementary filter can be designed to provide a yaw rate-based estimate of the tilting of the load-bearing device , which is based on the high-pass filtered yaw rate signal, and an acceleration-based estimate of the tilting of the load suspension device, which is based on the low-pass filtered acceleration signal, to be linked and from the linked yaw rate and acceleration-based Estimates of the tilting of the load suspension device to determine the sought-after tilt of the load suspension device.
Dabei kann die drehratengestützte Schätzung der Verkippung des Lastaufnahmemittels eine Integration des hochpassgefilterten Drehratensignals umfassen. The rotation rate-based estimation of the tilting of the load suspension device can include an integration of the high-pass filtered rotation rate signal.
Die beschleunigungsgestützte Schätzung der Verkippung des Lastaufnahmemittels kann auf dem Quotienten einer gemessenenThe acceleration-based estimate of the tilting of the load suspension device can be based on the quotient of a measured
Horizontalbeschleunigungskomponente und einer gemessenen Vertikalbeschleunigungskomponente beruhen. Horizontal acceleration component and a measured vertical acceleration component are based.
Das zuvor genannte mobile Endgerät wie beispielsweise Smartphone oder Tablet kann nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung auch in andererWeise zum Dirigieren des Funktionselements der Maschine genutzt werden. Insbesondere können hierfür Positionsbestimmungsmittel zum Bestimmen der Position des mobilen Endgeräts genutzt werden. Die genannten Positionsbestimmungsmittel können eine Veränderung der Position des mobilen Endgeräts bestimmen, wobei entsprechende Positionsdaten, die die Veränderung der Position des Endgeräts wiedergeben, an die Steuervorrichtung der Maschine übermittelt werden können, welche dann in Abhängigkeit der Veränderung der Position die zumindest eine Antriebsvorrichtung derart ansteuert, dass das Funktionselement der sich verändernden Position des mobilen Endgeräts folgt. Bei diesem Nachführen des Funktionselements der Maschine braucht lediglich das mobile Endgerät in die gewünschte Richtung bewegt werden, was mithilfe der Positionsbestimmungsmittel erfasst wird und an die Steuervorrichtung übermittelt wird, woraufhin die Steuervorrichtung die Antriebsvorrichtungen derart ansteuert, dass das Funktionselement der Bewegung des mobilen Endgeräts folgt. According to a further aspect of the present invention, the aforementioned mobile terminal device such as a smartphone or tablet can also be used in another way for directing the functional element of the machine. In particular, position determination means can be used for this purpose to determine the position of the mobile terminal. Said position determination means can determine a change in the position of the mobile terminal, with corresponding position data reflecting the change in the position of the terminal being transmitted to the control device of the machine, which then controls the at least one drive device as a function of the change in position, that the functional element follows the changing position of the mobile terminal. With this tracking of the functional element of the machine, only the mobile terminal needs to be moved in the desired direction, which is detected with the aid of the position determining means and is transmitted to the control device, whereupon the control device controls the drive devices in such a way that the functional element follows the movement of the mobile terminal.
Die Positionsbestimmungsmittel können hierbei auf verschiedene Art und Weise arbeiten, beispielsweise ein Satellitennavigationsmodul aufweisen, um die Position des Endgeräts und dessen Veränderung per Satellitennavigation zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich können die Positionsbestimmungsmittel aber auch Mobilfunkdaten und/oder Daten der Inertialmesseinrichtung IMU auswerten, um eine Veränderung der Position und/oder den Weg des mobilen Endgeräts zu bestimmen. The position determining means can work in different ways, for example have a satellite navigation module in order to determine the position of the terminal and its change by satellite navigation. Alternatively or additionally, however, the position determination means can also evaluate mobile radio data and / or data from the inertial measuring device IMU in order to determine a change in the position and / or the path of the mobile terminal.
Vorteilhafterweise kann das mobile Endgerät Aktivierungs-Eingabemittel aufweisen, um einen Folgesteuerungsmodus zu aktivieren und/oder die genannte Folgesteuerung des Funktionselements nur dann auszulösen bzw. auszuführen, wenn das genannte Aktivierungseingabemittel betätigt ist. Dies kann beispielsweise eine Taste auf dem mobilen Endgerät sein, bei deren Drücken die Positionsdaten an die Steuervorrichtung übermittelt und/oder von der Steuervorrichtung ausgewertet werden, um das Funktionselement der Bewegung des Endgeräts nachzuführen. Advantageously, the mobile terminal can have activation input means in order to activate a sequence control mode and / or to trigger or execute said sequence control of the functional element only when said activation input means is actuated. This can be, for example, a button on the mobile terminal, when pressed, the position data is transmitted to the control device and / or evaluated by the control device in order to track the functional element of the movement of the terminal.
Die genannten Aktivierungseingabemittel können dabei vorteilhafterweise derart ausgebildet sein, dass die genannte Nachführfunktion nur solange ausgeführt wird, wie die Aktivierungseingabemittel betätigt sind bzw. bleiben. Wird beispielsweise die Aktivierungstaste auf dem Smartphone oder dem Tablet nicht mehr gedrückt, kann die Steuervorrichtung die Antriebsvorrichtung stillsetzen bzw. die Folgebewegung nicht länger ausführen. The mentioned activation input means can advantageously be designed in such a way that the mentioned tracking function is only carried out as long as the activation input means are or remain activated. If, for example, the activation button on the smartphone or tablet is no longer pressed, the control device can shut down the drive device or can no longer carry out the following movement.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: The present invention is explained in more detail below on the basis of a preferred exemplary embodiment and associated drawings. In the drawings show:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine in Form eines Turmdrehkrans nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung, wobei das Funktionselements in Form des Lasthakens des Turmdrehkrans mit einer Inertialmesseinrichtung versehen ist und von einem Maschinenführer in eine vorbestimmte Richtung gezogen wird, um ein entsprechendes Verfahren der Antriebsvorrichtungen des Turmdrehkrans zu veranlassen, Fig. 2 eine Seitenansicht des Turmdrehkrans ähnlich Fig. 1, wobei der Lasthaken des Krans unter Schrägzug des Flubseils an einer anzuhebenden Last angekuppelt ist, so dass der Schrägzug- Ausgleichsbetriebsmodus der Steuervorrichtung zunächst den Schrägzug kompensiert, bevor die Hubbewegung ausgeführt wird, Fig. 1 is a side view of a construction and / or material handling machine in the form of a tower crane according to an advantageous embodiment of the invention, the functional element in the form of the load hook of the tower crane is provided with an inertial measuring device and is pulled by a machine operator in a predetermined direction to a to initiate the corresponding movement of the drive devices of the tower crane, 2 shows a side view of the tower crane similar to FIG. 1, the load hook of the crane being coupled to a load to be lifted under diagonal pull of the hoisting rope, so that the diagonal pull compensation operating mode of the control device first compensates for the diagonal pull before the lifting movement is carried out,
Fig. 3 eine Seitenansicht des Turmdrehkrans ähnlich den Figuren 1 und 2, wobei der Lasthaken des Turmdrehkrans mittels eines mobilen Endgeräts in Form beispielsweise eines Smartphones oder eines Tablets dirigiert werden kann, wobei durch eine Inertialmesseinrichtung am mobilen Endgerät Kippbewegungen des Endgeräts erfasst und an die Steuervorrichtung des Krans übermittelt werden, um die Antriebsvorrichtungen zum Verfahren des Lasthakens durch Verkippen des Smartphones bzw. Endgeräts zu dirigieren, 3 shows a side view of the tower crane similar to Figures 1 and 2, wherein the load hook of the tower crane can be directed by means of a mobile terminal in the form of, for example, a smartphone or a tablet, with tilting movements of the terminal being detected by an inertial measuring device on the mobile terminal and transmitted to the control device of the crane to direct the drive devices to move the load hook by tilting the smartphone or end device,
Fig. 4 eine Darstellung der verschiedenen Kippachsen, bezüglich derer das mobile Endgerät verkippt werden kann, um verschiedene Antriebsbewegungen des Turmdrehkrans aus den vorhergehenden Figuren zu steuern, 4 shows a representation of the various tilting axes with respect to which the mobile terminal can be tilted in order to control various drive movements of the rotating tower crane from the previous figures,
Fig. 5 eine Draufsicht auf den Turmdrehkran aus den vorhergehenden Figuren, wobei der Lasthaken des Krans der sich verändernden Position des mobilen Endgeräts beispielsweise in Form des Smartphones oder Tablets folgt, wobei Positionsbestimmungsmittel Veränderungen der Position des Endgeräts bestimmen und an die Steuervorrichtung des Krans übermitteln, welche dann die Antriebsvorrichtungen ansteuert, damit der Lasthaken der sich verändernden Position des Endgeräts folgt, und 5 shows a plan view of the tower crane from the previous figures, the load hook of the crane following the changing position of the mobile terminal, for example in the form of a smartphone or tablet, with position determining means determining changes in the position of the terminal and transmitting them to the control device of the crane, which then controls the drive devices so that the load hook follows the changing position of the terminal, and
Fig. 6 eine Draufsicht auf das Steuerungsmenu, das auf dem Touchscreen des Endgeräts aus den vorhergehenden Figuren angezeigt werden kann. Wie Figur 1 zeigt, kann die Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine 1 als Kran, beispielsweise Turmdrehkran, Teleskopauslegerkran, Hafenkran oder Offshore-Kran ausgebildet sein, wobei der in Figur 1 gezeigte Turmdrehkran einen Turm 8 umfasst, der einen Ausleger 9 trägt, der gegebenenfalls zusammen mit dem Turm 8 - bei Ausbildung als Untendreher - um eine aufrechte Drehachse von einem Drehwerk verdreht werden kann. An dem Ausleger 9 kann eine Laufkatze 6 in Längsrichtung des Auslegers 9 durch einen Katzantrieb verfahren werden, wobei an der Laufkatze 6 ein Funktionselement 10 umfassend einen Lasthaken 4 pendelnd aufgehängt ist. Der genannte Lasthaken 4 ist dabei durch ein Hubseil 11 an der Laufkatze 6 angelenkt, um angehoben und abgesenkt werden zu können. Hierzu ist ein Hubwerk vorgesehen, welches das Hubseil 11 einholen und ablassen kann. Das genannte Hubseil 11 kann ein oder mehrsträngig zum Lasthaken 4 geführt sein und dort insbesondere um eine Umlenkflasche umgelenkt sein. 6 shows a plan view of the control menu that can be displayed on the touchscreen of the terminal from the previous figures. As FIG. 1 shows, the construction and / or material handling machine 1 can be designed as a crane, for example a tower crane, telescopic jib crane, harbor crane or offshore crane, the tower crane shown in FIG together with the tower 8 - if trained as a bottom slewing machine - can be rotated about an upright axis of rotation by a slewing gear. On the boom 9, a trolley 6 can be moved in the longitudinal direction of the boom 9 by a trolley drive, a functional element 10 comprising a load hook 4 being suspended on the trolley 6 in a pendulous manner. Said load hook 4 is hinged to the trolley 6 by a hoisting rope 11 in order to be able to be raised and lowered. For this purpose, a hoist mechanism is provided which can retrieve and lower the hoist rope 11. Said hoisting rope 11 can be guided in one or more strands to the load hook 4 and there, in particular, be deflected around a deflection block.
Die genannten Antriebsvorrichtungen 12 in Form des genannten Drehwerks, des Katzantriebs und des Hubwerks können von einer elektronischen Steuervorrichtung 2 betätigt werden, die einen am Kran selbst angeordneten Steuerungsrechner umfassen kann, der beispielsweise einen Mikroprozessor und einen Programmspeicher besitzen kann. Die genannte Steuervorrichtung 2 kann hierbei verschiedene Stellglieder, Hydraulikkreise, Elektromotoren und andere Stellglieder ansteuern, um die genannten Antriebsvorrichtungen 12 zu betätigen. Die Steuervorrichtung 2 kann darüber hinaus auch eine Überwachungseinrichtung umfassen, die die Traglast des Turmdrehkrans überwacht und gegebenenfalls die Antriebe stillsetzt, wenn ein Überlastungszustand droht. Said drive devices 12 in the form of said slewing gear, trolley drive and hoisting gear can be actuated by an electronic control device 2, which can comprise a control computer arranged on the crane itself, which can for example have a microprocessor and a program memory. Said control device 2 can control various actuators, hydraulic circuits, electric motors and other actuators in order to actuate said drive devices 12. The control device 2 can also include a monitoring device that monitors the load-bearing capacity of the tower crane and, if necessary, shuts down the drives if an overload condition threatens.
Die Steuervorrichtung 2 kann in an sich bekannter Weise in einem Maschinenführerstand 13 Steuerelemente zum Eingeben von Steuerbefehlen besitzen, beispielsweise in Form eines oder mehrerer Joysticks, eines oder mehrerer Touchscreens, eines oder mehrerer Dreh-Schiebe- und/oder Kippschalters oder anderer Bedientasten. Die genannten Antriebsvorrichtungen 12 können aber auch durch Dirigieren des Lasthakens 4 betätigt werden, wie dies Figur 1 zeigt. Hierzu kann die Steuervorrichtung 2 mit einer Erfassungseinrichtung 3 kommunizieren, die an dem Lasthaken 4 angebracht ist. The control device 2 can have control elements in a machine operator's cab 13 in a known manner for entering control commands, for example in the form of one or more joysticks, one or more touchscreens, one or more rotary slide and / or toggle switches or other control buttons. Said drive devices 12 can, however, also be actuated by directing the load hook 4, as FIG. 1 shows. To this end, the control device 2 can communicate with a detection device 3 which is attached to the load hook 4.
Die genannte Erfassungseinrichtung 3 kann insbesondere dazu ausgebildet sein, einen Schrägzug des Hubseils 11 und/oder Auslenkungen des Lasthakens 4 gegenüber einer Vertikalen 14, die durch den Aufhängungspunkt des Lasthakens 4, das heißt durch die Laufkatze 6 geht, zu erfassen. Insbesondere kann ein Seilzugwinkel cp gegen die Schwerkraftlinie erfasst werden, vgl. Figur 1 . Said detection device 3 can in particular be designed to detect an inclined pull of the hoist rope 11 and / or deflections of the load hook 4 with respect to a vertical 14 that passes through the suspension point of the load hook 4, i.e. through the trolley 6. In particular, a cable pull angle cp against the line of gravity can be recorded, see FIG. 1.
Die genannte Erfassungseinrichtung 3 umfasst dabei eine am Lasthaken 4 angebrachte Inertialmesseinrichtung IMU oder Neigungssensoren, die ihre Messsignale vorzugsweise drahtlos zu einem Empfänger, der mit der Steuervorrichtung 2 verbunden ist, übermitteln kann, vgl. Figur 1. Said detection device 3 comprises an inertial measuring device IMU or inclination sensors attached to the load hook 4, which can transmit its measuring signals, preferably wirelessly, to a receiver that is connected to the control device 2, see FIG. 1.
Eine solche Inertialmesseinrichtung IMU kann insbesondere Beschleunigungs- und Drehratensensormittel zum Bereitstellen von Beschleunigungs- und Drehratensignalen aufweisen, die einerseits translatorische Beschleunigungen entlang verschiedener Raumachsen und andererseits Drehraten bzw. gyroskopische Signale bezüglich verschiedener Raumachsen angeben, umfassen. Als Drehraten können dabei Drehgeschwindigkeiten, grundsätzlich aber auch Drehbeschleunigungen oder auch beides bereitgestellt werden. Alternativ ist auch eine Verwendung von Neigungssensoren denkbar. Such an inertial measuring device IMU can in particular have acceleration and yaw rate sensor means for providing acceleration and yaw rate signals that indicate on the one hand translational accelerations along different spatial axes and on the other hand yaw rates or gyroscopic signals with respect to different spatial axes. In this case, rotational speeds, but in principle also rotational accelerations, or both, can be provided as rotational rates. Alternatively, the use of inclination sensors is also conceivable.
Vorteilhafterweise kann die Inertialmesseinrichtung IMU dabei Beschleunigungen in drei Raumachsen und Drehraten um zumindest zwei Raumachsen erfassen. Die Beschleunigungssensormittel können dreiachsig arbeiten und die Gyroskopsensormittel zumindest zweiachsig arbeitend ausgebildet sein. Im Falle von Neigungssensoren werden vorteilhafterweise zumindest zwei Raumachsen erfasst. Die am Lasthaken 4 angebrachte Inertialmesseinrichtung IMU kann ihre Beschleunigungs- und Drehratensignale und/oder daraus abgeleitete Signale vorteilhafterweise drahtlos an die Steuervorrichtung 2 übermitteln, wobei die Übertragung beispielsweise über eine WLAN-Verbindung erfolgen kann. The inertial measuring device IMU can advantageously detect accelerations in three spatial axes and rotation rates about at least two spatial axes. The acceleration sensor means can operate on three axes and the gyroscope sensor means can be designed to operate on at least two axes. In the case of inclination sensors, at least two spatial axes are advantageously recorded. The inertial measuring device IMU attached to the load hook 4 can transmit its acceleration and yaw rate signals and / or signals derived therefrom advantageously wirelessly to the control device 2, with the transmission being able to take place, for example, via a WLAN connection.
Dabei kann der Lasthaken 4 gegenüber dem Hubseil 11 je nach Anbindung in verschiedene Richtungen und in verschiedener Weise verkippen. Der Schrägzugwinkel cp des Hubseils 11 ist dabei bei gespanntem Seil näherungsweise identisch mit der Ausrichtung des Lasthakens. The load hook 4 can tilt in different directions and in different ways with respect to the hoisting rope 11, depending on the connection. The inclined pull angle cp of the hoist rope 11 is approximately identical to the alignment of the load hook when the rope is tensioned.
Um Auslenkungen des Lasthakens 4 in einer vertikalen Ebene enthaltend den Ausleger 9 - wie sie in Figur 1 gezeigt sind - und auch Auslenkungen quer dazu erfassen zu können, können die von den Sensormitteln der Inertialmesseinrichtung IMU gelieferten Signale durch Orientierungsfilter gefiltert bzw. ausgewertet werden und/oder die Bestimmungseinrichtung 15 der elektronischen Steuervorrichtung 2 kann die genannten Messsignale der Inertialmesseinrichtung IMU anhand eines Bewegungsmodells auswerten, welches die Pendelbewegungen des Lasthakens 4 modelliert. Dabei können die genannten Auslenkbewegungen des Lasthakens 4 in der Verfahrrichtung der Laufkatze 6 und quer dazu separat voneinander betrachtet werden, wobei anhand der durch die Bewegungsmodellierung bestimmten Auslenkanteile gegebenenfalls aufaddiert werden können, um schräge Auslenkungen sowohl in Verfahrrichtung der Laufkatze als auch quer dazu hinsichtlich ihrer Richtung und/oder Größe exakt bestimmen zu können. In order to be able to detect deflections of the load hook 4 in a vertical plane containing the boom 9 - as shown in Figure 1 - and also deflections transversely thereto, the signals supplied by the sensor means of the inertial measuring device IMU can be filtered or evaluated by orientation filters and / or the determination device 15 of the electronic control device 2 can evaluate the named measurement signals of the inertial measurement device IMU on the basis of a movement model which models the pendulum movements of the load hook 4. The mentioned deflection movements of the load hook 4 in the direction of travel of the trolley 6 and across it can be viewed separately from one another, whereby the deflection components determined by the movement modeling can be added up if necessary in order to determine oblique deflections both in the direction of travel of the trolley and transversely to it with regard to their direction and / or size can be determined exactly.
In Abhängigkeit der durch die Bestimmungseinrichtung 15 bestimmten Richtung der Auslenkung des Lasthakens 4, insbesondere in Abhängigkeit des von der Bestimmungseinrichtung 15 bestimmten Betrags und der bestimmten Richtung des Winkels cp steuert die Steuervorrichtung 2 einen oder mehrere der genannten Antriebsvorrichtungen 12 an, um die Auslenkung cp zu kompensieren bzw. zu minimieren. Mit anderen Worten verfährt die Steuervorrichtung 2 die Antriebsvorrichtungen 12 in Abhängigkeit der bestimmten Auslenkung cp derart, dass die Laufkatze 6 der genannten Auslenkung des Lasthakens 4 nachfährt. Hierdurch kann der Maschinenführer 5 in einfacher, intuitiver Art und Weise den Kran dirigieren. Die Steuervorrichtung 2 verfährt die beweglichen Elemente des Krans dorthin, wo der Lasthaken 4 hin dirigiert wird. Depending on the direction of the deflection of the load hook 4 determined by the determining device 15, in particular depending on the amount determined by the determining device 15 and the determined direction of the angle cp, the control device 2 controls one or more of the mentioned drive devices 12 in order to control the deflection cp compensate or minimize. In other words, the control device 2 moves the drive devices 12 as a function of the determined deflection cp in such a way that the trolley 6 follows the mentioned deflection of the load hook 4. Through this the machine operator 5 can direct the crane in a simple, intuitive manner. The control device 2 moves the movable elements of the crane to where the load hook 4 is directed.
Um auch Hub- und Senkbewegungen am Lasthaken 4 dirigieren zu können, kann die Inertialmesseinrichtung IMU dazu ausgebildet sein, auch ein Verdrehen bzw. Verkippen des Lasthakens 4 um eine liegende Achse zu messen, so wie dies eingangs erläutert wurde. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Verdrehen des Lasthakens 4 um eine aufrechte Drehachse von der Inertialmesseinrichtung IMU gemessen werden. Diese Verdreh- und/oder Kippbewegungen bzw. die damit korrespondierenden Sensorsignale der Inertialmesseinrichtung IMU können von der Steuervorrichtung 2 als Steuerbefehl interpretiert werden, den Lasthaken 4 anzuheben oder abzusenken, das heißt die Steuervorrichtung 2 kann in Abhängigkeit solcher Messsignale das Hubwerk ansteuern, um den Lasthaken anzuheben oder abzusenken. In order to be able to direct lifting and lowering movements on the load hook 4, the inertial measuring device IMU can also be designed to measure a twisting or tilting of the load hook 4 about a horizontal axis, as was explained at the beginning. As an alternative or in addition, a rotation of the load hook 4 about an upright axis of rotation can also be measured by the inertial measuring device IMU. These twisting and / or tilting movements or the corresponding sensor signals of the inertial measuring device IMU can be interpreted by the control device 2 as a control command to raise or lower the load hook 4, i.e. the control device 2 can control the hoist in order to move the load hook as a function of such measurement signals raise or lower.
Alternativ oder zusätzlich kann zum Dirigieren von Hub- und Senkbewegungen aber auch am Lasthaken 4 eine Eingabevorrichtung 7 vorgesehen sein, beispielsweise in Form zweier Bedientasten, von denen eine bei Niederdrücken einen Hubwunsch und die andere bei Niederdrücken einen Senkwunsch an die Steuervorrichtung 2 vorteilhafterweise drahtlos übermittelt. Alternatively or additionally, an input device 7 can also be provided on the load hook 4 to direct lifting and lowering movements, for example in the form of two control buttons, one of which transmits a lift request when pressed down and the other when pressed down a lower request to the control device 2, advantageously wirelessly.
Um ein unerwünschtes Verfahren der Maschine 1 bei unabsichtlichen Auslenkungen des Lasthakens 4 zu vermeiden, kann die genannte Eingabevorrichtung 7 vorteilhafterweise auch ein Aktivierungs-Eingabemittel umfassen, welches zu betätigen ist, um die Steuervorrichtung 2 in einen Auslenk-Steuermodus zu schalten, in dem die Steuervorrichtung 2 in Abhängigkeit der Messsignale der Inertialmesseinrichtung IMU die Antriebsvorrichtungen 12 wie beschrieben ansteuert. Wird das genannte Aktivierungs-Eingabemittel nicht betätigt, ist der genannte Auslenkungs-Steuermodus deaktiviert, sodass ein Auslenken des Lasthakens 4 nicht zu Kran-Verfahrbewegungen führt. Wie Figur 2 zeigt, kann die Steuervorrichtung 2 auch einen Schrägzug- Ausgleichsbetriebsmodus umfassen, der Hubsteuerbefehle verzögert umsetzt bzw. nur dann umsetzt, wenn der Schrägzugwinkel cp des Hubseils 11 durch eine automatisierte Ansteuerung der übrigen Antriebe gegen Null geht bzw. unter einem Schwellwert liegt. In order to avoid an undesired movement of the machine 1 in the event of unintentional deflections of the load hook 4, said input device 7 can advantageously also comprise an activation input means which is to be actuated in order to switch the control device 2 into a deflection control mode in which the control device 2 controls the drive devices 12 as described as a function of the measurement signals of the inertial measuring device IMU. If the aforementioned activation input means is not actuated, the aforementioned deflection control mode is deactivated, so that deflection of the load hook 4 does not lead to crane traversing movements. As Figure 2 shows, the control device 2 can also include a diagonal pull compensation operating mode, which implements hoist control commands with a delay or only implements them when the inclined pull angle cp of the hoist rope 11 goes to zero or is below a threshold value due to an automated control of the other drives.
Wird beispielsweise, wie Figur 2 zeigt, der Lasthaken 4 unter Schrägzug des Hubseils 11 an einer Last eingehängt und in der beschriebenen Weise ein Hubbefehl eingegeben - beispielsweise durch Verkippen des Lasthakens 2 und/oder Betätigen des Hub-Bedienmittels - überprüft die Steuervorrichtung 2 in dem genannten Schrägzug-Ausgleichsbetriebsmodus, ob der Schrägzugwinkel cp des Hubseils 11 , der unter Zuhilfenahme der Signale der Inertialmesseinrichtung IMU bestimmt wurde, unter dem genannten Schwellwert liegt. Ist dies nicht der Fall, veranlasst die Steuervorrichtung 2 eine Betätigung der Antriebsvorrichtungen 12, um den Schrägzug auszugleichen bzw. zu verringern, das heißt den Schrägzugwinkel cp zu verkleinern. Bei der in Figur 2 gezeigten Konstellation kann beispielsweise die Laufkatze 6 näher zum Turm 8 hin verfahren werden. Alternativ oder zusätzlich können aber auch andere Antriebsbewegungen veranlasst werden, beispielsweise das Drehwerk betätigt werden, um den Schrägzug cp zu verringern. If, for example, as Figure 2 shows, the load hook 4 is suspended from a load with diagonal pull of the hoist rope 11 and a hoist command is entered in the manner described - for example by tilting the load hook 2 and / or actuating the hoisting control device - the control device 2 checks the said diagonal pull compensation operating mode, whether the helical pull angle cp of the hoist rope 11, which was determined with the aid of the signals of the inertial measuring device IMU, is below the mentioned threshold value. If this is not the case, the control device 2 causes the drive devices 12 to be actuated in order to compensate for or reduce the diagonal pull, that is to say to reduce the helical pull angle cp. In the configuration shown in FIG. 2, the trolley 6 can be moved closer to the tower 8, for example. Alternatively or additionally, however, other drive movements can also be initiated, for example the slewing gear can be actuated in order to reduce the diagonal pull cp.
Erst wenn der Schrägzugwinkel cp ausreichend klein ist, veranlasst die Steuervorrichtung 2 eine Betätigung der Hubvorrichtung, um die Last anzuheben. Only when the helical pull angle cp is sufficiently small does the control device 2 cause the lifting device to be actuated in order to raise the load.
Wie die Figuren 3 und 4 zeigen, kann auch ein mobiles Endgerät 16 beispielsweise in Form eines Smartphones oder eines Tablets mit einer Inertialmesseinrichtung IMU dazu genutzt werden, das Funktionselement in Form des Lasthakens 4 zu steuern, indem das genannte mobile Endgerät 16 verkippt bzw. geneigt wird. As FIGS. 3 and 4 show, a mobile terminal 16, for example in the form of a smartphone or a tablet with an inertial measuring device IMU, can also be used to control the functional element in the form of the load hook 4 by tilting or inclining said mobile terminal 16 becomes.
Die Neigung des mobilen Endgeräts 16 kann dabei anhand der in beispielsweise handelsüblichen Smartphones verbauten Inertialsensorik bestimmt werden. Die Geschwindigkeit und Beschleunigung der Last 22, die am Lastaufnahmemittel 4 aufgenommen ist, kann über die schon genannten Antriebsvorrichtungen 12 in Form eines Drehwerks, eines Katzantriebs und eines Hubwerks von der Steuervorrichtung 2 in Abhängigkeit der Auslenkung des mobilen Endgeräts 16 aus einer Ruhelage 23 gesteuert werden. The inclination of the mobile terminal 16 can be determined using the inertial sensors built into, for example, commercially available smartphones. The speed and acceleration of the load 22, which is received on the load suspension means 4, can be in the form of the drive devices 12 already mentioned a slewing gear, a trolley drive and a hoisting gear can be controlled by the control device 2 as a function of the deflection of the mobile terminal 16 from a rest position 23.
Die genannte Ruhelage 23 kann vorteilhafterweise durch den Maschinenführer bzw. -einweiser in einer Endgeräte-Applikation beispielsweise durch Drücken bzw. Berühren oder Betätigen eines Eingabemittels 18 beispielsweise in Form eines Buttons am Endgerät 16 definiert werden. Die genannte Applikation am Endgerät 16 kann ein Software-Baustein sein, der in das Endgerät 16 eingespielt ist und dort von dessen Prozessor ausgeführt werden kann. Das genannte Eingabemittel 18 kann dabei beispielsweise ein Softkey auf einem Touchscreen des Endgeräts 16 sein. Said rest position 23 can advantageously be defined by the machine operator or instructor in a terminal application, for example by pressing or touching or actuating an input means 18, for example in the form of a button on the terminal 16. The named application on the terminal 16 can be a software module that is imported into the terminal 16 and can be executed there by its processor. Said input means 18 can be, for example, a softkey on a touchscreen of the terminal 16.
Wird das mobile Endgerät 16 nach Betätigen des Ruhelage-Eingabemittels 18 verkippt, stellt die Inertialmesseinrichtung IMU des Endgeräts 16 entsprechende Beschleunigungs- und Drehratensignale bereit, die von einer Bestimmungseinrichtung 17, die im Endgerät 16 implementiert oder auch an der Steuervorrichtung 2 vorgesehen sein kann, zum Bestimmen der Auslenkung des mobilen Endgeräts verarbeitet werden. Die Steuervorrichtung 2 steuert dann die genannten Antriebsvorrichtungen 12 in Abhängigkeit der bestimmten Auslenkung bzw. Verkippung des mobilen Endgeräts 16 an, um das Funktionselement 10, insbesondere den Lasthaken 4 entsprechend der Verkippung des Endgeräts 16 zu verfahren. If the mobile terminal device 16 is tilted after the idle position input means 18 has been actuated, the inertial measuring device IMU of the terminal device 16 provides corresponding acceleration and rotation rate signals, which are provided by a determination device 17, which can be implemented in the terminal device 16 or also provided on the control device 2 Determining the deflection of the mobile terminal are processed. The control device 2 then controls the mentioned drive devices 12 as a function of the specific deflection or tilting of the mobile terminal 16 in order to move the functional element 10, in particular the load hook 4, in accordance with the tilting of the terminal 16.
Vorteilhafterweise kann das mobile Endgerät 16 oder auch die Steuervorrichtung 2 eine Sensitivitätseinstellung für den Nutzer vorsehen. Entsprechende Sensitivitäts- Einstellmittel 19 können vorteilhafterweise am Endgerät 16 vorgesehen sein, um das Verhältnis zwischen der Neigung bzw. Auslenkung des mobilen Endgeräts 16 und der Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Funktionselements 10, insbesondere in Form des Lasthakens 4 und der daran angelenkten Last 22, beeinflussen zu können. Nach Auslösen eines Signals durch den Nutzer, beispielsweise durch Drücken eines Buttons oder Betätigen eines anderen Eingabemittels, wird die vorzugsweise in der Applikation berechnete Neigung des Endgeräts 16 über eine drahtlose Verbindung beispielsweise in Form einer Funkverbindung an die Steuerung 2 der Maschine übermittelt. Die genannte Steuervorrichtung 2 steuert dann die Antriebe 12 entsprechend der Nutzervorgabe an. The mobile terminal 16 or also the control device 2 can advantageously provide a sensitivity setting for the user. Corresponding sensitivity setting means 19 can advantageously be provided on the terminal 16 in order to determine the relationship between the inclination or deflection of the mobile terminal 16 and the speed and / or acceleration of the functional element 10, in particular in the form of the load hook 4 and the load 22 attached to it, to be able to influence. After triggering a signal by the user, for example by pressing a button or actuating another input means, the inclination of the terminal 16, preferably calculated in the application, is transmitted to the controller 2 of the machine via a wireless connection, for example in the form of a radio connection. Said control device 2 then controls the drives 12 in accordance with the user specification.
Alternativ oder zusätzlich kann der Lasthaken 4 mit der daran angehängten Last 22 bzw. allgemein das Funktionselement 10 durch eine entsprechende Bewegung der Antriebsvorrichtungen 12 bei einer Neigungsbewegung des mobilen Endgeräts 16 um eine vorab definierte oder durch den Nutzer einstellbare Strecke verfahren werden. Wird das Smartphone bzw. das mobile Endgerät 16 wieder in die Nähe der Ruhelage 23 zurückversetzt und sodann erneut ausgelenkt, wird der Lasthaken 4 mit der angelenkten Last 22 bzw. das Funktionselement 10 erneut um eine entsprechende Strecke von den Antriebsvorrichtungen 12 bewegt. Alternatively or additionally, the load hook 4 with the load 22 attached to it or, in general, the functional element 10 can be moved by a corresponding movement of the drive devices 12 when the mobile terminal 16 is inclined by a previously defined or user-adjustable distance. If the smartphone or the mobile terminal 16 is returned to the vicinity of the rest position 23 and then deflected again, the load hook 4 with the articulated load 22 or the functional element 10 is again moved a corresponding distance by the drive devices 12.
Das Vorzeichen der Neigung des Endgeräts gibt dabei die Bewegungsrichtung des Funktionselements 10 und damit der Antriebsvorrichtungen 12 vor. The sign of the inclination of the terminal specifies the direction of movement of the functional element 10 and thus of the drive devices 12.
Während eine Neigung um die in Figur 4 gezeigte Y-Achse beispielsweise eine Bewegung in Auslegerrichtung auslösen kann, kann eine Neigung um die in Figur 4 gezeigte X-Achse beispielsweise eine Bewegung senkrecht zum Ausleger erzeugen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Rotation um die in Figur 4 gezeigte Z-Achse dazu genutzt werden, den Kranhaken 4 bzw. das Funktionselement 10 um eine vorab definierte oder vom Nutzer festlegbare, vorzugsweise am Endgerät 16 einstellbare, Strecke anzuheben bzw. abzusenken. While an inclination about the Y-axis shown in FIG. 4 can, for example, trigger a movement in the boom direction, an inclination about the X-axis shown in FIG. 4 can, for example, generate a movement perpendicular to the boom. Alternatively or additionally, a rotation about the Z-axis shown in FIG. 4 can be used to raise or lower the crane hook 4 or the functional element 10 by a distance defined in advance or a distance that can be set by the user, preferably adjustable on the terminal 16.
Alternativ können aber auch andere Zuordnungen von Rotationen des Endgeräts 16 und Bewegungen des Lasthakens 4 bzw. des Funktionselements 10 vorgesehen werden. Vorteilhafterweise umfasst die Steuervorrichtung 2 eine Lastpendeldämpfungs- Einrichtung, um in Abhängigkeit der Kipp- bzw. Neigebewegungen des Endgeräts 16 ein möglichst pendelarmes und damit intuitives Verfahren der Last 22 bzw. des Funktionselements 10 zu ermöglichen. Alternatively, however, other assignments of rotations of the terminal 16 and movements of the load hook 4 or of the functional element 10 can also be provided. The control device 2 advantageously comprises a load sway damping device in order to enable the load 22 or the functional element 10 to move with as little sway as possible and therefore as intuitive as possible depending on the tilting or tilting movements of the terminal 16.
Wie Figur 5 zeigt, kann das mobile Endgerät 16 aber auch in anderer Weise verwendet werden, um das Funktionselement 10, insbesondere den Lasthaken 4 der Maschine zu verfahren, wobei hierfür insbesondere die Lokalisierungsfunktion eines Smartphones bzw. eines ähnlichen mobilen Endgeräts 16 genutzt werden kann. As FIG. 5 shows, the mobile terminal 16 can also be used in another way to move the functional element 10, in particular the load hook 4 of the machine, in which case the localization function of a smartphone or a similar mobile terminal 16 can be used for this purpose.
Insbesondere können Positionsbestimmungsmittel Veränderungen der Position des mobilen Endgeräts 16 bestimmen und an die Steuervorrichtung 2 der Maschine übermitteln, sodass die Steuervorrichtung 2 die genannten Antriebsvorrichtungen 12 so ansteuern kann, dass das Funktionselement 10, insbesondere der Lasthaken 4, der sich verändernden Position des mobilen Endgeräts 16 nachgeführt wird. In particular, position determination means can determine changes in the position of the mobile terminal 16 and transmit them to the control device 2 of the machine, so that the control device 2 can control the mentioned drive devices 12 in such a way that the functional element 10, in particular the load hook 4, the changing position of the mobile terminal 16 is tracked.
Solche Positionsbestimmungsmittel können in das mobile Endgerät 16 integriert sein und beispielsweise auf Satellitennavigation und/oder Mobilfunkdaten und/oder der genannten Inertialmesseinrichtung IMU basieren. Such position determination means can be integrated in the mobile terminal 16 and can be based, for example, on satellite navigation and / or mobile radio data and / or the aforementioned inertial measuring device IMU.
Dabei kann in einer Applikation, die ein Softwarebaustein des mobilen Endgeräts 16 umfassen kann, ein Aktivierungssignal ausgelöst werden, beispielsweise durch Betätigen eines Aktivierungs-Eingabemittels 21 beispielsweise in Form eines Buttons, um die Positions-Nachführ-Steuerung zu aktivieren. Das Betätigen der Starttaste legt dabei sozusagen den Ausgangspunkt der nachzuverfolgenden Bewegung des mobilen Endgeräts 16 fest. Die Positionserfassungsmittel 20 stellen Positionsdaten bereit, anhand derer die Applikation des Endgeräts 16 oder auch die Steuervorrichtung 2 eine Relativbewegung des Endgeräts 16 gegenüber dem Startpunkt berechnet. Die berechnete Relativbewegung bzw. Veränderung der Position kann von der Steuervorrichtung 2 als Sollpfad 24 verwendet werden, um das Funktionselement 10, insbesondere den Lasthaken 4 entlang einer entsprechenden Bahn zu verfahren. Die Steuervorrichtung 2 steuert die Antriebsvorrichtungen 12 derart an, dass der Lasthaken 4 eine Bewegung ausführt, die im Wesentlichen dem genannten Sollpfad 24 entspricht, den das mobile Endgerät 16 zurückgelegt hat. In this case, an activation signal can be triggered in an application, which can include a software module of the mobile terminal 16, for example by pressing an activation input means 21, for example in the form of a button, in order to activate the position tracking control. Pressing the start button defines the starting point, so to speak, of the movement of the mobile terminal 16 to be tracked. The position detection means 20 provide position data on the basis of which the application of the terminal 16 or else the control device 2 calculates a relative movement of the terminal 16 with respect to the starting point. The calculated relative movement or change in position can be used by the control device 2 as a target path 24 in order to move the functional element 10, in particular the load hook 4, along a corresponding path. The control device 2 controls the drive devices 12 in such a way that the load hook 4 executes a movement which essentially corresponds to the specified path 24 that the mobile terminal 16 has covered.
In Figur 5 zeigt beispielsweise die Position a die Ausgangssituation, an der der Nutzer die Aktivierungseingabemittel 21 betätigt hat und von der Aussicht der Nutzer entlang des gestrichelten Sollpfads 24 mit dem Endgerät 16 bewegt. An der Stelle b kann das Signal beispielsweise durch Betätigen eines Eingabemittels am Endgerät 16 als Sollpfad für den Lasthaken 4 an die Steuervorrichtung 2 übermittelt werden, woraufhin die Steuervorrichtung 2 die Antriebsvorrichtungen 12 entsprechend ansteuert und der Lasthaken 4 dem Sollpfad folgt. In FIG. 5, for example, position a shows the initial situation at which the user has actuated the activation input means 21 and, from the perspective of the user, moves it along the dashed target path 24 with the terminal 16. At point b, the signal can be transmitted to the control device 2 as a target path for the load hook 4, for example by actuating an input device on the terminal 16, whereupon the control device 2 controls the drive devices 12 accordingly and the load hook 4 follows the target path.
Das Ende der Bewegung kann beispielsweise an der Position c durch ein erneutes Betätigen eines Eingabemittels signalisiert werden. The end of the movement can be signaled, for example, at position c by actuating an input means again.
Alternativ oder zusätzlich kann auch durch ein längeres Betätigthalten des Eingabemittels der Start und das Ende der Bewegung signalisiert werden. Alternatively or additionally, the start and end of the movement can also be signaled by holding down the input means for a longer period of time.

Claims

Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine Patentansprüche Construction and / or material handling machine claims
1. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine, insbesondere Kran, mit einem beweglich, insbesondere pendelnd aufgehängten Funktionselement (10), ins besondere in Form eines Lastaufnahmemittels (4), zumindest einer Antriebs vorrichtung (12) zum Bewegen des Funktionselements (10), einer Erfassungs einrichtung (3) zum Erfassen händischer Manipulationsbewegungen zum Be wegen des Funktionselements (10), sowie einer Steuervorrichtung (2) zum Ansteuern der Antriebsvorrichtung (12) in Abhängigkeit der erfassten Manipu lationsbewegung, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Erfassungs einrichtung (3) eine an dem Funktionselement (10) angebrachte Inertialmess- einrichtung (IMU) mit Beschleunigungs- und Drehratensensormitteln zum Be reitstellen von Beschleunigungs- und Drehratensignalen sowie eine Bestim mungseinrichtung (15) zum Bestimmen der Auslenkung des Funktionsele mentes (10) aus den genannten Beschleunigungs- und Drehratensignalen der Inertialmesseinrichtung (IMU) aufweist, und die genannte Steuervorrichtung (2) dazu ausgebildet ist, die zumindest eine Antriebsvorrichtung (12) so anzu steuern, dass die bestimmte Auslenkung (cp) kompensiert wird. 1. Construction and / or material handling machine, in particular crane, with a movably, in particular pendularly suspended functional element (10), in particular in the form of a load-bearing means (4), at least one drive device (12) for moving the functional element (10), one Detection device (3) for detecting manual manipulation movements for operating the functional element (10), as well as a control device (2) for controlling the drive device (12) as a function of the detected manipulation movement, characterized in that said detection device (3) has a Inertial measuring device (IMU) attached to the functional element (10) with acceleration and rotation rate sensor means for providing acceleration and rotation rate signals as well as a determination device (15) for determining the deflection of the functional element (10) from the acceleration and rotation rate signals mentioned of the inertial measuring device (IMU), and which is called te control device (2) is designed to control the at least one drive device (12) so that the specific deflection (cp) is compensated.
2. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach dem vorhergehenden An spruch oder dessen Oberbegriff, wobei die Erfassungseinrichtung (3) eine an einem mobilen Endgerät (16) wie Smartphone oderTablet angebrachte Iner- tialmesseinrichtung (IMU) mit Beschleunigungs- und Drehratensensormitteln zum Bereitstellen von Beschleunigungs- und Drehratensignalen sowie eine Bestimmungseinrichtung (17) zum Bestimmen der Auslenkung des mobilen Endgeräts (16) aus den genannten Beschleunigungs- und Drehratensignalen der Inertialmesseinrichtung (IMU) aufweist, und die genannte Steuervorrich tung (2) dazu ausgebildet ist, die zumindest eine Antriebsvorrichtung (12) in Abhängigkeit der bestimmten Auslenkung des mobilen Endgeräts (16) aus ei ner Ruhelage anzusteuern. 2. Construction and / or material handling machine according to the preceding claim or its preamble, the detection device (3) being an inertial measuring device (IMU) attached to a mobile terminal device (16) such as smartphone or tablet with acceleration and rotation rate sensor means for providing acceleration - and rotation rate signals as well as a determination device (17) for determining the deflection of the mobile terminal (16) from said acceleration and rotation rate signals of the inertial measuring device (IMU), and said control device (2) is designed to have at least one drive device ( 12) to be controlled depending on the specific deflection of the mobile terminal (16) from an idle position.
3. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bestimmungseinrichtung (15) zumindest einen Orien tierungsfilter zum Filtern der Beschleunigungs- und Drehratensignale der Iner tialmesseinrichtung (IMU) zum Bestimmen der Richtung der Auslenkung des Funktionselementes (10) und/oder des mobilen Endgeräts (16) aufweist, und die Steuervorrichtung (2) dazu ausgebildet ist, die zumindest eine Antriebs vorrichtung (12) in Abhängigkeit der bestimmten Richtung der Auslenkung an zusteuern. 3. Construction and / or material handling machine according to one of the preceding claims, wherein the determination device (15) has at least one orientation filter for filtering the acceleration and rotation rate signals of the inertial measuring device (IMU) for determining the direction of deflection of the functional element (10) and / or of the mobile terminal (16), and the control device (2) is designed to control the at least one drive device (12) as a function of the specific direction of the deflection.
4. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bestimmungseinrichtung (15) dazu ausgebildet ist, den Betrag der Auslenkung des Funktionselementes (10) und/oder des mobilen Endgeräts (16) zu bestimmen, wobei die Steuervorrichtung (2) dazu ausgebil det ist, die zumindest eine Antriebsvorrichtung (12) bei einer betragsmäßig größeren Auslenkung schneller und bei einer betragsmäßig kleineren Auslen kung langsamer zu betätigen. 4. Construction and / or material handling machine according to one of the preceding claims, wherein the determination device (15) is designed to determine the amount of deflection of the functional element (10) and / or the mobile terminal (16), wherein the control device (2 ) is designed to actuate the at least one drive device (12) faster with a greater amount of deflection and slower with a smaller amount of deflection.
5. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bestimmungseinrichtung (15) dazu ausgebildet ist, aus den Beschleunigungs- und Drehratensignalen der Inertialmesseinrichtung (IMU) einen Schrägzug (cp) des pendelnd aufgehängten Funktionselementes (10) gegenüber einer durch den Pendelaufhängungspunkt gehenden Vertika len (14) zu bestimmen, und die Steuervorrichtung (2) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit des bestimmten Schrägzugs (cp) durch Betätigung der zumin dest einen Antriebsvorrichtung (12) den Pendelaufhängungspunkt in einer lie gend ausgerichteten Ebene so zu verfahren, dass der Schrägzug (cp) kleiner wird. 5. Construction and / or material handling machine according to one of the preceding claims, wherein the determining device (15) is designed to use the acceleration and yaw rate signals of the inertial measuring device (IMU) to generate an inclined pull (cp) of the pendulum suspended functional element (10) with respect to a vertical through the pendulum suspension point (14) to be determined, and the control device (2) is designed to place the pendulum suspension point in a lie by actuating the at least one drive device (12) as a function of the determined diagonal pull (cp) To move the aligned plane in such a way that the diagonal pull (cp) becomes smaller.
6. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach dem vorhergehenden An spruch, wobei die genannte Erfassungseinrichtung (3) anstelle der IMU einen Neigungssensor umfasst, der unter Berücksichtigung der Einbaurichtung die Verkippung des Funktionselements (10) und damit den Schrägzug (cp) direkt misst. 6. Construction and / or material handling machine according to the preceding claim, wherein said detection device (3) instead of the IMU comprises an inclination sensor which, taking into account the installation direction, measures the tilt of the functional element (10) and thus the diagonal pull (cp) directly.
7. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach dem vorhergehenden An spruch, wobei der Pendelaufhängungspunkt an einer Laufkatze (6) befestigt ist, die entlang eines Auslegers (9) durch einen Katzantrieb verfahrbar ist, wel cher Ausleger (9) durch ein Drehwerk um eine aufrechte Drehachse verdreh bar ist, wobei die Steuervorrichtung (2) in Abhängigkeit des genannten Schrägzugs (cp) den genannten Katzantrieb und/oder das genannte Drehwerk so ansteuert, dass der Schrägzugwinkel (cp) kleiner wird. 7. Construction and / or material handling machine according to the preceding claim, wherein the pendulum suspension point is attached to a trolley (6) which can be moved along a boom (9) by a trolley drive, wel cher boom (9) by a slewing gear upright axis of rotation is rotatable, the control device (2) depending on said diagonal pull (cp) controls said trolley drive and / or said rotating mechanism in such a way that the helical pull angle (cp) becomes smaller.
8. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach Anspruch 2 oder einem der darauf rückbezogenen Ansprüche, wobei das mobile Endgerät (16) ein Ein gabemittel (18) zum Vorgeben und/oder Zurücksetzen seiner Ruhelage auf weist und die Bestimmungseinrichtung (17) dazu ausgebildet ist, die Auslen kung des mobilen Endgeräts (16) aus den Beschleunigungs- und Drehraten signalen der Inertialmesseinrichtung (IMU) nach dem erfolgten Vorgeben und/oder Rücksetzen der Ruhelage zu bestimmen. 8. Construction and / or material handling machine according to claim 2 or one of the claims referring back thereto, wherein the mobile terminal (16) has an input means (18) for specifying and / or resetting its rest position and the determination device (17) is designed for this purpose to determine the deflection of the mobile terminal (16) from the acceleration and rate of rotation signals of the inertial measuring device (IMU) after specifying and / or resetting the rest position.
9. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach Anspruch 2 oder einem der darauf rückbezogenen Ansprüche, wobei das mobile Endgerät (16) und/oder die Steuervorrichtung (2) ein Einstellmittel (19) zum Einstellen der Empfind- lichkeit der Ansteuerung der Antriebsvorrichtung (12) in Abhängigkeit der Aus lenkung des mobilen Endgeräts (16) derart, dass die für eine bestimmte Aus lenkung des mobilen Endgeräts (16) anzusteuernde Geschwindigkeit und/o der Beschleunigung der Antriebsvorrichtung (12) variabel einstellbar ist. 9. Construction and / or material handling machine according to claim 2 or one of the claims related thereto, wherein the mobile terminal (16) and / or the control device (2) has an adjusting means (19) for adjusting the sensitivity The ability to control the drive device (12) as a function of the deflection of the mobile terminal (16) in such a way that the speed and / o the acceleration of the drive device (12) to be controlled for a specific deflection of the mobile terminal (16) is variably adjustable.
10. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuervorrichtung (12) dazu ausgebildet ist, eine Aus lenkung des mobilen Endgeräts (16) und/oder des Funktionselements (10) in tervallartig in eine vorbestimmte, begrenzte Bewegungsstrecke umzusetzen und eine weitere Bewegungsstrecke für die Antriebsvorrichtung (12) erst nach einem Verringern der Auslenkung und einem erneuten Auslenken des mobilen Endgeräts (16) und/oder des Funktionselements (10) vorzusehen. 10. Construction and / or material handling machine according to one of the preceding claims, wherein the control device (12) is designed to implement a steering from the mobile terminal (16) and / or the functional element (10) in intervals in a predetermined, limited movement path and to provide a further movement path for the drive device (12) only after the deflection has been reduced and the mobile terminal (16) and / or the functional element (10) has been deflected again.
11. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach dem vorhergehenden An spruch, wobei die Steuervorrichtung (2) und/oder das mobile Endgerät (16) ein Einstellmittel (19) zum Einstellen der pro Auslenkung vorgegebenen, be grenzten Bewegungsstrecke der Antriebsvorrichtung (12) aufweist. 11. Construction and / or material handling machine according to the preceding claim, wherein the control device (2) and / or the mobile terminal (16) has a setting means (19) for setting the predetermined per deflection, be limited movement distance of the drive device (12) .
12. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bestimmungseinrichtung (15) dazu ausgebildet ist, Dreh- und/oder Kippbewegungen des Funktionselementes (10) und/oder des mobilen Endgeräts (16) um eine aufrechte Drehachse aus den Beschleuni- gungs- und Drehratensignalen der Inertialmesseinrichtung (IMU) zu bestim men, und die Steuervorrichtung (2) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit der bestimmten Drehbewegung des Funktionselementes (10) um die genannte liegende Achse ein Flubwerk zum Anheben und Absenken des Funktionsele mentes (10) und/oder des mobilen Endgeräts (16) anzusteuern. 12. Construction and / or material handling machine according to one of the preceding claims, wherein the determination device (15) is designed to rotate and / or tilt movements of the functional element (10) and / or the mobile terminal (16) about an upright axis of rotation from the To determine acceleration and yaw rate signals of the inertial measuring device (IMU), and the control device (2) is designed to provide a lifting mechanism for raising and lowering the functional element (10) around the said horizontal axis as a function of the specific rotational movement of the functional element (10). 10) and / or the mobile terminal (16) to control.
13. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach dem vorhergehenden An spruch, wobei die Steuervorrichtung (2) dazu ausgebildet ist, eine bestimmte Drehbewegung des Funktionselementes (10) und/oder des mobilen Endge- räts (16) um die genannte aufrechte Achse in ein ein- oder mehrmaliges Ab senken oder Anheben des Funktionselementes (10) um einen vorbestimmten Betrag umzusetzen. 13. Construction and / or material handling machine according to the preceding claim, wherein the control device (2) is designed to perform a specific rotary movement of the functional element (10) and / or of the mobile terminal advises (16) to lower said upright axis in a single or multiple Ab or raise the functional element (10) to implement a predetermined amount.
14. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zusätzlich zu der Inertialmesseinrichtung (IMU) an dem Funktionselement (10) eine Eingabevorrichtung (7) zum Eingeben eines Flubsteuersignals und eines Senksteuersignals vorgesehen ist. 14. Construction and / or material handling machine according to one of the preceding claims, wherein in addition to the inertial measuring device (IMU) on the functional element (10) an input device (7) for inputting a flow control signal and a lowering control signal is provided.
15. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem Funktionselement (10) ein Aktivierungs-Eingabe- mittel (7) zum Aktivieren und Deaktivieren eines Auslenkungs-Steuermodus der Steuervorrichtung (2) vorgesehen ist, in dem die Steuervorrichtung (2) die zumindest eine Antriebsvorrichtung (12) in Abhängigkeit der aus den Mess signalen der Inertialmesseinrichtung (IMU) bestimmten Auslenkung ansteuert, wobei die genannten Aktivierungs-Eingabemittel vorzugsweise derart ausge bildet sind, dass der genannte Auslenkungs-Steuerbetriebsmodus der Steu ervorrichtung (2) nur dann aktiviert ist, wenn die genannten Aktivierungsein gabemittel betätigt sind. 15. Construction and / or material handling machine according to one of the preceding claims, wherein an activation input means (7) for activating and deactivating a deflection control mode of the control device (2) is provided on the functional element (10), in which the control device (2) controls the at least one drive device (12) as a function of the deflection determined from the measurement signals of the inertial measuring device (IMU), the aforementioned activation input means preferably being designed in such a way that the aforementioned deflection control operating mode of the control device (2) is only activated when the aforementioned Aktivierungsein input means are operated.
16. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die die genannte Erfassungseinrichtung (3) umfassend die Inertialmesseinrichtung (IMU) und/oder eine Neigungssensorik Kommunikati onsmittel zum drahtlosen Kommunizieren mit der Steuervorrichtung (2) auf weist. 16. Construction and / or material handling machine according to one of the preceding claims, wherein said detection device (3) comprising the inertial measuring device (IMU) and / or inclination sensor communication means for wireless communication with the control device (2) has.
17. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Inertialmessvorrichtung mit einem an dem Funktions element (10) vorgesehenen Energiespeicher zum Energieversorgen der Er fassungseinrichtung (3) verbunden ist, wobei der genannte Energiespeicher vorzugsweise einen Akku aufweist. 17. Construction and / or material handling machine according to one of the preceding claims, wherein the inertial measuring device is connected to an energy store provided on the functional element (10) for supplying energy to the detection device (3), said energy store preferably having a rechargeable battery.
18. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem Funktionselement (10) ein Generator zum Erzeu gen von elektrischer Energie aus am Funktionselement (10) auftretenden Be wegungen und/oder darauf einwirkenden Kräften zum Energieversorgen der Erfassungseinrichtung (3) vorgesehen ist. 18. Construction and / or material handling machine according to one of the preceding claims, wherein on the functional element (10) a generator for generating electrical energy from movements occurring on the functional element (10) and / or forces acting on it for supplying energy to the detection device (3 ) is provided.
19. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach dem vorhergehenden An spruch, wobei der genannte Generator von einer Um lenkflasche antreibbar ist, durch die das Funktionselement (10) über ein Hubseil (11) pendelnd auf gehängt ist. 19. Construction and / or material handling machine according to the preceding claim, wherein said generator can be driven by an order steering bottle through which the functional element (10) is suspended on a hoist rope (11) pendulously.
20. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bestimmungseinrichtung (15) erste Bestimmungsmittel zum Bestimmen und/oder Schätzen einer Verkippung des Funktionselemen tes (10) aus dem Beschleunigungs- und Drehratensignalen der Inertialmess- einrichtung (IMU) und zweite Bestimmungsmittel zum Bestimmen der Auslen kung (cp) der Pendelaufhängung des Funktionselementes (10), insbesondere des das Funktionselement (10) tragenden Flubseils (11), gegenüber der Ver tikalen (14) aus der ermittelten Verkippung des Funktionselementes (10) und einer Inertialbeschleunigung der genannten Pendelaufhängung aufweist. 20. Construction and / or material handling machine according to one of the preceding claims, wherein the determining device (15) first determining means for determining and / or estimating a tilting of the functional elements (10) from the acceleration and rotation rate signals of the inertial measuring device (IMU) and second determining means for determining the deflection (cp) of the pendulum suspension of the functional element (10), in particular of the floating rope (11) carrying the functional element (10), relative to the vertical (14) from the determined tilting of the functional element (10) and an inertial acceleration has the said pendulum suspension.
21. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach dem vorhergehenden An spruch, wobei die ersten Bestimmungsmittel einen Komplementärfilter mit ei nem Flochpass-Filter für das Drehratensignal der Inertialmesseinrichtung (IMU) und einen Tiefpass-Filter für das Beschleunigungssignal der Inertial messeinrichtung (IMU) oder ein daraus abgeleitetes Signal aufweist, welcher Komplementärfilter dazu ausgebildet ist, eine drehratengestützte Schätzung der Verkippung des Lastaufnahmemittels, die auf dem hochpassgefilterten Drehratensignal basiert, und eine beschleunigungsgestützte Schätzung der Verkippung des Lastaufnahmemittels, die auf dem tiefpassgefilterten Be schleunigungssignal basiert, miteinander zu verknüpfen und aus den ver- knüpften drehraten- und beschleunigungsgestützten Schätzungen der Verkip pung des Lastaufnahmemittels die gesuchte Verkippung des Lastaufnah memittels zu bestimmen. 21. Construction and / or material handling machine according to the preceding claim, wherein the first determination means a complementary filter with egg nem flochpass filter for the rate of rotation signal of the inertial measuring device (IMU) and a low-pass filter for the acceleration signal of the inertial measuring device (IMU) or a has a signal derived therefrom, which complementary filter is designed to link a rotation rate-based estimate of the tilting of the load suspension device, which is based on the high-pass filtered rotation rate signal, and an acceleration-based estimate of the tilt of the load suspension equipment, which is based on the low-pass filtered acceleration signal, to link with one another and from the ver - linked yaw rate and acceleration-based estimates of the tilt of the load handling device to determine the desired tilt of the load handling device.
22. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach dem vorhergehenden An spruch, wobei die drehratengestützte Schätzung der Verkippung des Lastauf nahmemittels eine Integration des hochpassgefilterten Drehratensignals um fasst und/oder die beschleunigungsgestützte Schätzung der Verkippung des Lastaufnahmemittels auf dem Quotienten einer gemessenen Horizontalbe schleunigung und einer gemessenen Vertikalbeschleunigung beruht. 22. Construction and / or material handling machine according to the preceding claim, wherein the rotation rate-based estimate of the tilting of the load receiving means includes an integration of the high-pass filtered rotation rate signal and / or the acceleration-based estimate of the tilting of the load receiving means based on the quotient of a measured horizontal acceleration and a measured one Vertical acceleration is based.
23. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach dem vorhergehenden An spruch, wobei die Filter- und/oder Beobachtereinrichtung einen Kalman-Filter, insbesondere einen erweiterten oder einen unscented Kalman-Filter, umfasst. 23. Construction and / or material handling machine according to the preceding claim, wherein the filter and / or observer device comprises a Kalman filter, in particular an expanded or an unscented Kalman filter.
24. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach dem Oberbegriff des An spruchs 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die genannte Erfassungseinrichtung (3) Positionsbestimmungsmittel (20) zum Bestimmen der Veränderung der Position eines mobilen Endgeräts (16) aufweist und die Steuervorrichtung (20) dazu ausgebildet ist, die zumindest eine Antriebsvor richtung (12) so anzusteuern, dass das Funktionselement (10) der sich verän dernden Position des mobilen Endgeräts (16) nachgeführt wird. 24. Construction and / or material handling machine according to the preamble of claim 1 or one of the preceding claims, wherein said detection device (3) has position determining means (20) for determining the change in the position of a mobile terminal (16) and the control device (20 ) is designed to control the at least one drive device (12) in such a way that the functional element (10) tracks the changing position of the mobile terminal (16).
25. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach dem vorhergehenden An spruch, wobei das mobile Endgerät (16) Aktivierungs-Eingabemittel (21) zum Aktivieren und Deaktivieren eines Nachführ-Steuermodus der Steuervorrich tung (2) vorgesehen ist, in dem die Steuervorrichtung (2) die zumindest eine Antriebsvorrichtung (12) in Abhängigkeit der sich verändernden Position des mobilen Endgeräts (16) ansteuert, wobei die genannten Aktivierungs-Einga bemittel (21) vorzugsweise derart ausgebildet sind, dass der genannte Nach- führ-Steuerbetriebsmodus der Steuervorrichtung (2) nur dann aktiviert ist, wenn die genannten Aktivierungs-Eingabemittel (21) betätigt sind. 25. Construction and / or material handling machine according to the preceding claim, wherein the mobile terminal (16) activation input means (21) for activating and deactivating a tracking control mode of the control device (2) is provided in which the control device (2 ) controls the at least one drive device (12) as a function of the changing position of the mobile terminal (16), said activation input means (21) preferably being designed in such a way that said tracking control operating mode of the control device (2) is only activated when said activation input means (21) are actuated.
26. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der beiden vorherge henden Ansprüche, wobei die Positionsbestimmungsmittel (20) ein Satelliten navigationsmodul umfassen und/oder dazu ausgebildet sind, die sich verän dernde Position des mobilen Endgeräts (16) aus Mobilfunkdaten und/oder aus den Beschleunigungs- und Drehratensignalen der Inertialmesseinrichtung (IMU) zu bestimmen. 26. Construction and / or material handling machine according to one of the two preceding claims, wherein the position determining means (20) comprise a satellite navigation module and / or are designed to change the changing position of the mobile terminal (16) from cellular data and / or from to determine the acceleration and yaw rate signals of the inertial measuring device (IMU).
27. Verfahren zum Steuern einer Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine (1), deren beweglich, insbesondere pendelnd aufgehängtes Funktionselement (10) durch zumindest eine Antriebsvorrichtung (12) verfahren wird, wobei die genannte zumindest eine Antriebsvorrichtung (12) von einer Steuervorrich tung (2) der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine (1) in Abhängigkeit von händischen Manipulationsbewegungen zum Bewegen des Funktionsele mentes (10) angesteuert wird, die von einer Erfassungseinrichtung erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Funktionselement (10) von einer dort angebrachten Inertialmesseinrichtung (IMU) mit Beschleunigungs und Drehratensensoren Beschleunigungs- und Drehratensignale, die die translatorischen Beschleunigungen und die Drehraten am Funktionselement (10) angeben, bereitgestellt und drahtlos an die Steuervorrichtung (2) über mittelt werden, wobei aus den genannten Beschleunigungs- und Drehraten signalen eine Auslenkung (cp) des Funktionselementes (10) gegenüber einer durch den Pendelaufhängungspunkt des Funktionselementes (10) gehenden Vertikalen (14) von einer Bestimmungseinrichtung (15) bestimmt wird und die zumindest eine Antriebsvorrichtung (12) von der Steuervorrichtung (2) so an gesteuert wird, dass die bestimmte Auslenkung (cp) kompensiert wird. 27. A method for controlling a construction and / or material handling machine (1), the movably, in particular pendularly suspended functional element (10) of which is moved by at least one drive device (12), said at least one drive device (12) being controlled by a control device ( 2) the construction and / or material handling machine (1) is controlled as a function of manual manipulation movements for moving the functional element (10), which are detected by a detection device, characterized in that on the functional element (10) by an inertial measuring device attached there (IMU) with acceleration and rotation rate sensors, acceleration and rotation rate signals that indicate the translational accelerations and rotation rates on the functional element (10), provided and transmitted wirelessly to the control device (2), a deflection from the acceleration and rotation rate signals mentioned (cp) of the functional element (10) relative to a vertical (14) passing through the pendulum suspension point of the functional element (10) is determined by a determining device (15) and the at least one drive device (12) is controlled by the control device (2) in such a way that the determined deflection (cp) is compensated becomes.
28. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch oder dessen Oberbegriff, wo bei an einem mobilen Endgerät (16) eines Maschinenführers oder-einweisers von einer dort angebrachten Inertialmesseinrichtung (IMU) mit Beschleuni gungs- und Drehratensensoren Beschleunigungs- und Drehratensignale, die die translatorischen Beschleunigungen und die Drehraten des mobilen End geräts (16) angeben, bereitgestellt und drahtlos an die Steuervorrichtung (2) übermittelt werden, wobei aus den genannten Beschleunigungs- und Drehra tensignalen eine Auslenkung des mobilen Endgeräts (16) gegenüber einer Ruhelage des mobilen Endgeräts (16) von einer Bestimmungseinrichtung (17) bestimmt wird und die zumindest eine Antriebsvorrichtung (12) von der Steu ervorrichtung (2) in Abhängigkeit der Auslenkung des mobilen Endgeräts (16) angesteuert wird. 28. The method according to the preceding claim or its preamble, where at a mobile terminal (16) of a machine operator or instructor from an inertial measuring device (IMU) attached there with acceleration and rotation rate sensors acceleration and rotation rate signals that indicate the translational accelerations and the Specify rotation rates of the mobile terminal (16), provided and wirelessly to the control device (2) are transmitted, with a deflection of the mobile terminal (16) relative to a rest position of the mobile terminal (16) being determined by a determination device (17) from the aforementioned acceleration and rotation signals, and the at least one drive device (12) is determined by the control device ( 2) is controlled as a function of the deflection of the mobile terminal (16).
29. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche oder dem Oberbegriff des Anspruchs 27, wobei von Positionsbestimmungsmitteln (20) die sich verändernde Position eines mobilen Endgeräts (16) eines Maschinen führers und/oder -einweisers erfasst wird und Positionssignale, die sich än dernde Position wiedergeben, an die Steuervorrichtung (2) übermittelt wer den, wobei die zumindest eine Antriebsvorrichtung (12) von der Steuervorrich tung (2) in Abhängigkeit der übermittelten Positionsdaten so angesteuert wird, dass das Funktionselement (12) der sich verändernden Position des mobilen Endgeräts (16) nachgeführt wird. 29. The method according to any one of the two preceding claims or the preamble of claim 27, wherein the changing position of a mobile terminal (16) of a machine operator and / or instructor is detected by position determining means (20) and position signals that change position reproduce, transmitted to the control device (2), the at least one drive device (12) being controlled by the control device (2) as a function of the transmitted position data in such a way that the functional element (12) of the changing position of the mobile terminal ( 16) is tracked.
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