BR112021016746A2 - Guindaste, bem como dispositivo para o seu controle - Google Patents

Abstract

guindaste, bem como dispositivo para o seu controle. a presente invenção refere-se a um guindaste, em particular, a um guindaste giratório de torre (1) com uma lança do guindaste (3), da qual desce um cabo de içamento (6) ligado com um gancho de carga (7), bem como com um dispositivo de determinação da posição do gancho de carga (8) para a determinação da posição do gancho de carga, sendo que, o dispositivo de determinação da posição do gancho de carga (8) apresenta pelo menos três módulos de rádio (9) eletromagnéticos que trocam sinais de rádio entre si, dos quais pelo menos um módulo de rádio é colocado no gancho de carga e pelo menos dois outros módulos de rádio são colocados distanciados um do outro na estrutura do guindaste e/ou no ambiente do guindaste, bem como possui um dispositivo eletrônico de avaliação para a avaliação dos sinais de radio e determinação da posição do gancho de carga a partir dos sinais de rádio.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “GUINDASTE, BEM COMO DISPOSITIVO PARA O SEU CONTROLE”.

[001] A presente invenção se refere a um guindaste como, por exemplo, um guindaste giratório de torre com uma lança do guindaste, da qual desce um cabo de içamento ligado com um gancho de carga, bem como com um dispositivo de determinação da posição do gancho de carga para a determinação da posição do gancho de carga. A invenção se refere, além disso, a um método, bem como a um dispositivo para o controle de um guindaste desse tipo, no qual a posição do gancho de carga de um gancho de carga ligado com o cabo de içamento é detectada por sensor de um dispositivo de determinação da posição do gancho de carga.

[002] Guindastes giratórios de torre podem apresentar uma lança do guindaste pelo menos aproximadamente deitada, eventualmente também basculante, que é suportada por uma torre que se estende na vertical, e pode ser girada em torno do eixo longitudinal da torre vertical. No caso de um denominado dispositivo de giro superior, nesse caso, a lança gira em relação à torre, enquanto que no caso de um dispositivo de giro inferior a torre toda e com isso a lança é girada articulada nela. A distância do gancho de carga do eixo da torre pode ser ajustada por meio de um carro do guindaste, que é deslocável ao longo da lança, sendo que, o cabo de içamento ligado com o gancho de carga desce através do mencionado carro do guindaste, ou também através de movimento basculante de uma lança de agulha.

[003] Por diversos motivos, nesse caso, é desejável determinar de modo mais exato possível a posição exata do gancho de carga através de um correspondente dispositivo de determinação da posição do gancho de carga. Isso pode ser vantajoso não apenas se o gancho de carga, por exemplo, atrás de um muro para o condutor do guindaste não for mais visível, mas também então se a posição do carro do guindaste não estiver mais exatamente em concordância com a posição do gancho de carga, isto é, não for mais congruente na direção perpendicular (entende-se que, através da profundidade de abaixamento do gancho de carga a posição vertical desvia do gancho de carga e do carro do guindaste). Um desvio desse tipo da posição do gancho de carga da posição do carro do guindaste pode ter diversas causas, por exemplo, um curso estranho devido às forças do vento ou vibrações superiores do cabo de içamento ou desvios dinâmicos como movimentos de pêndulo da carga ou desvios do vento. Em função da tarefa a ser realizada, nesse caso, pode ser suficiente determinar a posição do gancho de carga apenas em relação ao carro do guindaste ou em relação ao guindaste, por exemplo, a fim de amortecer os movimentos de pêndulo, ou também pode ser necessária uma posição absoluta do gancho de carga no espaço, por exemplo, a fim de realizar uma operação automatizada com processos de transbordo. Abstraindo de tais usos do sinal da posição do gancho de carga para fins de controle, um aumento da segurança também pode ser alcançado através da determinação da posição do gancho de carga, uma vez que a carga pode ser monitorada permanentemente, sendo que, eventualmente também pode ser alcançada uma redundância do sensor de profundidade de abaixamento.

[004] Sistemas de assistência de um guindaste desse tipo como, por exemplo, um amortecimento de pêndulo, os quais trabalham com uma determinação da posição do gancho de carga são conhecidos, por exemplo, dos documentos de patente alemães DE 20 2008 018 260 U1 ou DE 10 2009 032 270 A1, DE 10 324 692 A1 ou também dos documentos de patente europeus EP 16 28 902 B1, EP 25 62 125 B1, ou dos documentos de patente americanos US 2013 01 61 279 A ou

US 55 26 946 B.

[005] Além disso, da firma Liebherr com o nome de “Cycoptronic” é conhecido um sistema de amortecimento de pêndulo de carga para guindastes marítimos, o qual calcula antecipadamente movimentos de carga e influências como vento, e com base neles introduz movimentos de compensação, sendo que, por meio de giroscópios são detectados o ângulo do cabo em relação à vertical e suas alterações, a fim de interferir no controle em função dos sinais do giroscópio.

[006] Nesse caso, a posição do gancho de carga pode ser detectada, em princípio, em diversas maneiras, sendo que, por exemplo, o documento de patente universal WO 91/146 44 A1 mostra uma determinação da posição do gancho de carga desse tipo.

[007] Nesse caso, do estado da técnica é conhecido detectar opticamente a posição do gancho de carga. A título de exemplo o documento de patente japonês JP 9-142773 mostra um guindaste, em cuja ponta da lança, da qual desce o cabo de içamento, está montada uma câmera voltada para baixo, cuja direção de vista é ajustada a fim de seguir movimentos de pêndulo do gancho de carga, de tal modo que o operador de guindaste possa ver sempre gancho de carga através da câmera. O documento de patente alemão DE 197 25 315 C2 descreve um guindaste de usina metalúrgica com um carro do guindaste deslocável em relação a uma armação de suporte, do qual desce o cabo de içamento. Na armação de suporte estão dispostas várias câmeras, cujo campo de visão é suficientemente grande, para poder detectar o gancho do guindaste em diversas posições do carro do guindaste. No caso de um guindaste de usina metalúrgica desse tipo as posições a serem abaixadas são relativamente rígidas, de tal modo que a quantidade de dados de imagem a serem processadas permanece manejável. Se um sistema desse tipo for usado em um guindaste giratório de torre, o resultado seria uma inundação de dados que dificilmente poderiam ser processados.

[008] Além disso, do documento de patente universal WO 2005/082770 A1, é conhecido um guindaste giratório de torre, em cujo carro do guindaste é colocada uma câmera voltada para baixo, a fim de indicar ao operador do guindaste uma imagem de vídeo do ambiente do gancho de carga, de tal modo que o operador do guindaste pode reconhecer melhor obstáculos que ficam na direção de movimento. Esse sistema de câmera serve para a visualização de obstáculos ou da área de depósito ou de coleta, que o operador do guindaste tem que controlar, no entanto, nesse caso, não é determinada a posição do gancho de carga em relação ao guindaste ou absolutamente no espaço.

[009] No entanto, com sistemas de câmera desse tipo é difícil determinar a posição do gancho de carga de forma suficientemente rápida e suficientemente confiável, uma vez que os sistemas de avaliação de imagem muitas vezes precisam processar grandes quantidades de dados, e isso requer um certo tempo com capacidade limitada do computador. Além disso, com grandes profundidades de abaixamento, o gancho de carga da lança do guindaste só pode ser visto muito pequeno, razão pela qual já foi proposto no documento de patente europeu EP 29 31 649 B1 equipar a câmera de observação com um zoom automático. No entanto, desse modo as influências ambientais que prejudicam a visibilidade, como neblina ou fumaça, não podem ser tratadas dessa forma.

[010] O documento de patente alemão DE 10 2006 001279 A sugere colocar no carro do guindaste de um guindaste giratório de torre um dispositivo de emissão e recepção, que troca sinais com módulos de rádio no gancho de carga e na lança, sendo que, com auxílio do tempo de funcionamento dos sinais são determinadas a distância do carro do guindaste da torre e, com isso, podem ser determinadas a descarga e a profundidade de abaixamento do gancho de carga. A fim de determinar também um deslocamento lateral do gancho de carga em relação ao carro do guindaste, com um sensor de inclinação é medido o ângulo de desvio do cabo de içamento, a partir do que em ligação com a profundidade de abaixamento a descarga da carga é corrigida ou é determinado o deslocamento do gancho de carga em relação ao carro do guindaste.

[011] Por isso, à presente invenção cabe a tarefa de criar um guindaste aperfeiçoado, bem como um método aperfeiçoado e um dispositivo melhorado para seu controle, evitar as desvantagens do estado da técnica e aperfeiçoar essas últimas de forma vantajosa. Em particular, deve ser obtida uma determinação precisa e de confiança da posição do gancho de carga em tempo real, que permanece o menos afetado possível por más condições ambientais, como neblina e fumaça.

[012] De acordo com a invenção, a tarefa mencionada é solucionada por um guindaste de acordo com a reivindicação 1, por um dispositivo para o seu controle de acordo com a reivindicação 17 e por um dispositivo de acordo com a reivindicação 20. Formas de execução preferidas da invenção são objeto das reivindicações dependentes.

[013] Portanto é sugerido colocar em determinados pontos do guindaste módulos de rádio eletromagnéticos, que se comunicam entre si, e com auxílio dos sinais de rádio trocados determinar a posição dos módulos de rádio em relação um ao outro, e disso determinar a posição do gancho de carga. De acordo com a invenção, o dispositivo de determinação da posição do gancho de carga apresenta pelo menos três módulos de rádio eletromagnéticos que trocam sinais de rádio entre si, dos quais pelo menos um módulo de rádio é colocado no gancho de carga e pelo menos dois outros módulos de rádio são colocados distanciados um do outro na estrutura do guindaste, bem como, além disso, possui um dispositivo de avaliação para a avaliação dos sinais de radio e determinação da posição do gancho de carga a partir dos sinais de rádio de dois outros módulos de rádio, sendo que, o dispositivo de avaliação pode determinar a posição do gancho de carga a partir dos sinais de rádio entre o módulo de rádio no gancho de carga e nos pelo menos dois outros módulos de rádio. Sinais de rádio e/ou eletromagnéticos desse tipo não são influenciados por fumaça e névoa e, além disso, podem ser avaliados rapidamente, de tal modo que é possível uma determinação da posição em tempo real.

[014] Nesse caso, os módulos de rádio podem ser colocados, em princípio, em diversos pontos da estrutura do guindaste, sendo que, uma disposição ligada à vista simplifica a avaliação dos sinais de rádio ou a determinação das posições dos módulos de rádio um em relação ao outro. Se o guindaste possuir um carro do guindaste apoiado deslocável ao longo da lança do guindaste, da qual desce o cabo de içamento, então em um aperfeiçoamento vantajoso da invenção pelo menos um módulo de rádio pode ser colocado no chamado carro do guindaste, a fim de determinar, a partir dos sinais de rádio trocados entre o módulo de rádio no gancho de carga e o módulo de rádio no carro do guindaste a posição do gancho de carga em relação ao carro do guindaste.

[015] Nesse caso, de forma vantajosa, no carro do guindaste mencionado podem ser dispostos vários módulos de rádio distribuídos ou distanciados um do outro, o que facilita consideravelmente a determinação da posição do gancho de carga a partir dos sinais de rádio trocados. Em particular, pelo menos três módulos de rádio podem ser dispostos distanciados um do outro na lança do guindaste, sendo que, os pelo menos três módulos de rádio estão dispostos, de forma vantajosa, não ao longo de uma reta, mas nos cantos de um triângulo. Em particular, os módulos de rádio podem ser dispostos no carro do guindaste, tanto na direção longitudinal da lança, como também transversalmente deslocados um ao outro, sendo que, os módulos de rádio podem ser dispostos em um plano comum que fica, em particular, aproximadamente horizontal, ou também em vários planos posicionados de modo diverso. Devido à distribuição na direção longitudinal da lança e transversalmente a ela, a partir dos sinais de rádio entre o gancho de carga e os módulos de rádio no carro do guindaste pode ser determinada de modo relativamente simples a posição do gancho de carga, se o gancho de carga se movimentar para fora da posição exatamente vertical sob o carro do guindaste, por exemplo, através de movimentos de pêndulo, transversalmente em relação à direção longitudinal da lança ou também paralela a ela. Tais desvios transversais podem surgir durante a frenagem de um movimento de rotação do guindaste ou de um movimento de deslocamento do carro do guindaste, mas também no caso de influências externas como vento.

[016] Eventualmente podem ser dispostos também mais que três módulos de rádio no carro do guindaste, por exemplo, nos cantos de um retângulo, que pode se estender em um plano horizontal.

[017] Em um aperfeiçoamento vantajoso da invenção, pelo menos um módulo de rádio também pode ser montado na lança, por exemplo, em uma seção final ou também exatamente no centro da lança do guindaste. De forma vantajosa, também podem ser colocados fixamente na lança do guindaste vários módulos de rádio, em particular, respectivamente um módulo de rádio nas seções finais que ficam opostas da lança, sendo que, por um lado, as mencionadas seções finais podem ser a ponta da lança em balanço e, por outro lado, podem ser a peça de articulação da lança com a qual a lança pode ser articulada inclinando na torre de um guindaste giratório de torre ou no carro superior de um guindaste de lança telescópica. Através dos módulos de rádio nas seções finais da lança do guindaste e eventualmente em uma seção central da lança do guindaste, com auxílio dos sinais de rádio, que são trocados entre os módulos de rádio da lança e o módulo de rádio do gancho de carga, pode ser determinada a posição do gancho de carga com relação ao eixo longitudinal da lança e, com isso também um deslocamento de pêndulo em relação ao carro do guindaste em forma simples.

[018] Em um aperfeiçoamento da invenção, de modo alternativo ou adicional aos mencionados módulos de rádio, também pode ser colocado mais um ou vários outros módulos de rádio em outro ponto da estrutura do guindaste, por exemplo, na torre de um guindaste giratório de torre ou também em uma outra posição distanciada do guindaste no canteiro de obras ou em um outro guindaste.

[019] Através da troca de sinais de rádio entre o módulo de rádio no gancho de carga e cada ou pelo menos alguns dos outros módulos de rádio mencionados na estrutura do guindaste pode ser determinada não apenas a distância do gancho de carga da lança ou do carro do guindaste no sentido da profundidade de abaixamento, mas também um deslocamento transversal horizontal do gancho de carga em relação ao ponto de descida do cabo de içamento na lança ou no carro do guindaste e/ou um desvio horizontal do gancho de carga em relação à lança e, por conseguinte, a posição do gancho de carga relativo à estrutura do guindaste inclusive a posição relativa horizontal e na verdade, em particular, também então quando o cabo de içamento juntamente com o gancho de carga oscila ou é desviado pelo vento ou a lança e/ou a torre se deformam sob carga.

[020] De forma vantajosa, os módulos de rádio estão dispostos de forma distribuída, de tal modo que eles têm contato de visão um em relação ao outro, pelo menos então se nenhuma borda do edifício ou contornos de objeto similares ficarem entre o gancho de carga e a estrutura do guindaste.

[021] A fim de poder alimentar os módulos de rádio com energia elétrica, aos módulos de rádio pode ser coordenado um acumulador de energia elétrica, por exemplo, em forma de uma bateria ou de um acumulador carregável, sendo que, a cada módulo de rádio pode ser coordenado individualmente seu próprio acumulador de energia ou também a um grupo de módulos de rádio pode ser coordenado um acumulador de energia comum.

[022] De modo alternativo ou adicional às baterias ou acumuladores desse tipo, pelo menos ao módulo de rádio no gancho de carga pode ser coordenado também um gerador, que prepara energia elétrica e pode ser acionado pelo movimento de rotação de uma polia de desvio através da qual o cabo de içamento é desviado. A corrente elétrica preparada pelo gerador pode ser fornecida diretamente ao módulo de rádio, mas também pode ser armazenada de forma vantajosa, em um acumulador recarregável. Por meio de um gerador desse tipo acionável por uma polia de desvio podem ser evitadas linhas de corrente para o gancho e apesar disso pode ser assegurada uma alimentação com energia permanente.

[023] Eventualmente também aos módulos de rádio no carro do guindaste e/ou na lança podem ser coordenados um ou vários geradores, eventualmente em ligação com um acumulador recarregável, sendo que, um gerador no carro do guindaste e/ou na lança de forma vantajosa, também pode ser acionado pelo movimento de rotação de uma polia de desvio através da qual o cabo de içamento e/ou o cabo do carro é desviado.

[024] A avaliação dos sinais de rádio trocados entre os módulos de rádio pode ocorrer, em princípio, de diversas formas e eventualmente também compreendem diversas, várias abordagens de avaliação, a fim de determinar a posição dos módulos de rádio um em relação ao outro e, com isso, determinar de forma redundante a posição do gancho de carga, ou também formar um valor médio a partir de vários valores de posição determinados.

[025] Em particular, o dispositivo de determinação da posição pode compreender um dispositivo de determinação do tempo de funcionamento, para a determinação do tempo de funcionamento dos sinais de rádio entre os módulos de rádio. A partir do tempo de funcionamento dos sinais de rádio pode ser determinada a distância entre os módulos de rádio, em particular, também podem ser determinadas alterações da distância entre dois módulos de rádio, uma vez que uma alteração desse tipo está relacionada com uma alteração do tempo de funcionamento.

[026] Nesse caso, o tempo de funcionamento dos sinais, por sua vez, pode ser determinado de diversas formas. Por exemplo, o dispositivo de determinação do tempo de funcionamento mencionado pode compreender um módulo de TDOA (Time Difference of Arrival) e/ou um módulo de TOA (Time of Arrival), por meio do qual pode ser determinada a diferença no tempo de chegada ou o tempo de chegada propriamente dito, para o qual um sinal de rádio enviado por um módulo de rádio é recebido em um outro módulo de rádio. Em particular, o módulo de TDOA pode medir a diferença no tempo de funcionamento de uma marcação de tempo, que os sinais de rádio, por exemplo, do módulo de rádio do gancho de carga têm para diversos outros módulos de rádio na estrutura do guindaste, por exemplo, no carro do guindaste e/ou na lança. A partir das diferenças no tempo de funcionamento o dispositivo de avaliação pode calcular a localização ou a posição do módulo de rádio do gancho de carga.

[027] Em oposição a isso, o módulo de TOA pode trabalhar com tempos absolutos, sendo que, a partir do deslocamento de tempo entre a transmissão a um módulo de rádio e a recepção no outro módulo de rádio pode ser determinada a distância. Por exemplo, um módulo de rádio pode transmitir uma marcação de tempo, enquanto que no outro módulo de rádio pode ser determinado o tempo de recepção e disso então pode ser calculado o tempo de funcionamento absoluto do rádio.

[028] Às vezes, um sensor de tempo de funcionamento também é designado como módulo de TOF, o qual pode determinar o tempo de funcionamento do sinal de rádio de um módulo de rádio para o outro.

[029] De modo alternativo ou adicional para uma determinação do tempo de funcionamento, também pode ser determinado um respectivo ângulo do sinal de rádio, sob o qual um módulo de rádio recebe um sinal de rádio de um outro módulo de rádio. Um correspondente dispositivo de determinação de ângulo para a determinação do ângulo do sinal de rádio pode apresentar, por exemplo, um módulo de deslocamento de fase, o qual pode determinar o deslocamento de fase dos sinais úteis ou dos sinais de rádio recebidos a diversos módulos de rádio. De modo alternativo ou adicional, um módulo de determinação de amortecimento pode determinar um amortecimento condicionado pela característica de endireitar na antena de um receptor de sinal de rádio e disso pode determinar o ângulo do sinal de rádio.

[030] O dispositivo de avaliação, com auxílio dos ângulos do sinal de rádio determinados, que podem ser determinados nos diversos módulos de rádio, pode calcular a posição dos módulos de rádio um em relação ao outro e, com isso a posição do gancho de carga. Em particular, o dispositivo de avaliação pode avaliar trigonometricamente os ângulos do sinal de rádio, a fim de calcular, em ligação com os tipos de colocação conhecidos dos módulos de rádio, as posições, em particular, a posição do gancho de carga.

[031] Em um aperfeiçoamento da invenção, os módulos de rádio podem ser executados como módulos de telefone celular, que operam de acordo com um padrão de telefone celular conhecido per se, como, por exemplo, 4G ou 5G. A determinação da posição do módulo de rádio no gancho de carga ou também dos módulos de rádio na construção do guindaste podem ser melhorados adicionalmente através de sinais de telefone celular desse tipo ou também podem ocorrer exclusivamente sobre isso.

[032] O dispositivo de avaliação mencionado, de preferência, inclusive o dispositivo de determinação do tempo de funcionamento mencionado e/ou o dispositivo de determinação do ângulo pode, em princípio, ser integrado, previsto em diversos pontos do guindaste, por exemplo, implementado no controle do guindaste, que também executa outras tarefas de controle do guindaste como, por exemplo, o controle do movimento ou a limitação de carga. Em alternativa a isso, o dispositivo de avaliação mencionado, em particular, porém também pode ser integrado em um dos módulos de rádio mencionados, ou junto com um dos módulos de rádio formar um conjunto comum ou ser reunido em um conjunto eletrônico comum. Desse modo são economizados outros meios de transmissão de dados e os atrasos associados. Os sinais de rádio são avaliados imediatamente ali, onde são recebidos.

[033] Em um aperfeiçoamento vantajoso da invenção, o dispositivo de determinação de posição pode recorrer não apenas aos sinais de rádio mencionados e sua avaliação, mas também usar outros sinais do sensor. Em particular, no gancho de carga pode ser previsto pelo menos um dispositivo sensor, por meio do qual podem ser determinados dados da posição e/ou do alinhamento e/ou da aceleração, os quais podem ser avaliados pelo dispositivo de determinação de posição ou seu dispositivo de avaliação e podem ser usados para a determinação de posição do gancho de carga.

[034] Por exemplo, no gancho de carga pode ser colocado um dispositivo de medição de inércia, que pode compreender, em particular, meios de aceleração e/ou meios do sensor de taxa de rotação a fim de preparar os sinais de aceleração e/ou de taxa de rotação. Um dispositivo de medição de inércia desse tipo é designado também como IMU e pode medir as acelerações e taxas de rotação que atuam e surgem no gancho de carga.

[035] As acelerações e/ou taxas de rotação medidas pelo dispositivo sensor, ou de modo geral os dados da posição e/ou do alinhamento e/ou da aceleração podem ser transmitidos, de forma vantajosa, pelo módulo de rádio no gancho de carga próprio para os outros módulos de rádio como parte do sinal de rádio transmitido. No entanto em alternativa também seria possível um módulo transmissor separado, a fim de transmitir os dados do sensor ao dispositivo de avaliação do dispositivo de determinação da posição.

[036] De forma vantajosa, o dispositivo de avaliação mencionado pode ser executado para a determinação da posição do gancho de carga tanto para o propósito de avaliar e usar os sinais de rádio dos módulos de rádio eletromagnéticos na forma descrita antes quanto para usar os dados da posição e/ou do alinhamento e/ou da aceleração do dispositivo sensor, em particular, as acelerações e taxas de rotação medidas disso para a determinação da posição. O uso simultâneo dos sinais de rádio ou das variáveis derivadas disso como tempo de funcionamento ou sinais de rádio, por um lado, e dos sinais do sensor mencionados como acelerações e taxas de rotação, por outro lado, pode ocorrer, por exemplo, através de um dispositivo de filtro apropriado. Por exemplo, o dispositivo de avaliação pode compreender um filtro de Kalman, a fim de fundir e compensar os diversos conjuntos de sinais uns com os outros.

[037] A seguir a invenção será esclarecida em mais detalhes com auxílio de um exemplo de execução preferido e de desenhos correspondentes. Nos desenhos são mostrados: Na fig. 1: uma vista lateral de um guindaste em forma de um guindaste giratório de torre de acordo com uma forma de execução vantajosa da invenção, em cuja lança está previsto um carro do guindaste deslocável, do qual desce o cabo de içamento ligado com um gancho de carga, Na fig. 2: uma vista lateral esquemática do guindaste da figura 1, que mostra os módulos de rádio no gancho de carga, no carro do guindaste e na lança do guindaste, e Na fig. 3: uma vista de cima sobre o guindaste a partir das figuras precedentes, que mostra um desvio transversal do gancho de carga em relação ao carro do guindaste e a distribuição dos módulos de rádio no gancho de carga e no carro do guindaste.

[038] Como mostra a figura 1, o guindaste pode ser executado, por exemplo, como guindaste giratório de torre 1, cuja torre 2 que se estende na vertical suporta uma lança 3, bem como eventualmente uma contra-lança. A mencionada lança 3 pode ser girada em relação à torre 2 em torno do eixo longitudinal da torre 4 vertical, e pode assumir uma posição horizontal pelo menos aproximadamente. Em alternativa na forma de execução como dispositivo de giro inferior, no entanto também é possível que a torre 2 junto com a lança 3 possa girar em relação à base do guindaste. Além disso, também seria possível que a lança 3 pudesse ser basculada para cima e para baixo em torno de um eixo transversal horizontal.

[039] Na mencionada lança 3 está suspenso um carro do guindaste 5 deslocável, de tal modo que em essência o carro do guindaste 5 pode ser deslocado ao longo de todo o comprimento da lança 3, a fim de poder variar a descarga do gancho de carga 7. O mencionado gancho de carga 7, nesse caso, está fixado em um cabo de içamento 6, que desce através do mencionado carro do guindaste 5 a fim de poder abaixar e levantar o gancho de carga 7. De forma bastante conhecida, nesse caso, no gancho de carga 7 pode ser previsto um moitão de carga 13 com uma ou várias polias de desvio, através do qual o cabo de içamento 6 é desviado ou revertido no gancho de carga 7.

[040] Como mostra a figura 2, um dispositivo de determinação da posição do gancho de carga 8 compreende vários módulos de rádio 9 eletromagnéticos, que trocam sinais de rádio eletromagnéticos entre si e podem ser executados, por exemplo, como módulos de telefone celular de acordo com o padrão de 5G.

[041] Nesse caso, pelo menos um módulo de rádio 9 está fixado no gancho de carga 7, por exemplo, centrado em um lado superior da mencionado moitão de desvio. Pelo menos três outros módulos de rádio 9 estão dispostos de forma vantajosa, no mencionado carro do guindaste 5, sendo que, os módulos de rádio 9 no carro do guindaste 5 podem ser posicionados na direção longitudinal da lança e transversalmente a ele deslocados um do outro, em particular, nos cantos de um triângulo aproximadamente eqüilátero, o qual está disposto em um plano horizontal. Em outras palavras, os módulos de rádio 9 podem ser dispostos no carro do guindaste 5 na mesma altura, e ser dispostos deslocados longitudinal e transversalmente em relação ao eixo longitudinal da lança.

[042] Como mostra a figura 2, outros módulos de rádio 9 podem ser fixados em seções finais da lança do guindaste 3.

[043] Os mencionados módulos de rádio 9 trocam todos os sinais de rádio alternadamente entre si, como ilustram as setas nas figuras 2 e 3. De modo alternativo ou adicional, também é possível um cabeamento para a transmissão dos sinais.

[044] O mencionado dispositivo de determinação da posição do gancho de carga 8 compreende um dispositivo de avaliação 10, que pode ser executado em forma de uma unidade de computação eletrônica, por exemplo, com um microprocessador e uma memória de programa, na qual pode ser armazenado um algoritmo de avaliação ou um software de avaliação.

[045] O dispositivo eletrônico de avaliação 10 pode ser previsto em um dos módulos de rádio 9, por exemplo, no módulo de rádio 9 colocado na lança 3, na proximidade da torre 2, eventualmente porém também pode ser previsto como parte do controle do guindaste.

[046] Nesse caso, o dispositivo eletrônico de avaliação 10 mencionado compreende, de forma vantajosa, um dispositivo de determinação do tempo de funcionamento 11, que pode ser processado pelo microprocessador como módulo de software, e pode determinar o tempo de funcionamento dos sinais entre os módulos de rádio 9.

[047] Nesse caso, o mencionado dispositivo de determinação do tempo de funcionamento 11 pode compreender um módulo de TDOA 12, um módulo de TOA 13 e/ou um módulo de TOF 14, como esclarecido antes, a fim de determinar com auxílio das diferenças dos tempos de chegada e/ou com auxílio dos tempos de transmissão, o tempo de funcionamento do sinal, e disso calcular as distâncias entre os módulos de rádio 9. Os mencionados módulos de TDOA, de TOA ou de TOF 12, 13, 14 podem ser processados, da mesma forma, pelo microprocessador do dispositivo eletrônico de avaliação, em forma de um módulo de software. A partir dos tempos de funcionamento do sinal o mencionado dispositivo de avaliação 10 calcula as distâncias entre os módulos de rádio e disso, por sua vez, a posição do módulo de rádio 9 colocado no gancho de carga 7 em relação ao carro do guindaste 5 e/ou em relação à lança 3.

[048] Além disso, o mencionado dispositivo de avaliação 10 também pode compreender um dispositivo de determinação do ângulo 15, por meio do qual podem ser calculados os ângulos entre os módulos de rádio 9, em particular, através dos deslocamentos de fase dos sinais de rádio nos diversos módulos de rádio 9 e/ou através dos amortecimentos nas antenas dos módulos de rádio 9 condicionados pela característica de endireitar. O mencionado dispositivo de determinação do ângulo 15 pode compreender módulos de deslocamento de fases e/ou de amortecimento 16 e 17, executados de modo correspondente, que podem determinar os deslocamentos de fases e os amortecimentos. Os mencionados módulos de deslocamento de fases e/ou de amortecimento 16 e 17 podem ser executados, do mesmo modo, em forma de módulos de software, os quais podem ser executados pelo processador do dispositivo eletrônico de avaliação 10.

[049] Com auxílio dos deslocamentos de fases e/ou amortecimentos medidos ou determinados o dispositivo de determinação do ângulo 15 pode calcular os ângulos dos sinais de rádio e com isso os ângulos entre os módulos de rádio 9. A partir dos ângulos do sinal de rádio determinados desse modo, com cálculos trigonométricos, pelo dispositivo de avaliação 10 pode ser calculada a posição do módulo de rádio 9 no gancho de carga e, com isso, a posição do gancho de carga.

[050] Além disso, no gancho de carga 9 está previsto um dispositivo sensor 18 para a medição de valores de posição e/ou de alinhamento e/ou de aceleração do gancho de carga 7, sendo que, um dispositivo sensor 18 desse tipo pode medir, em particular, as acelerações e taxas de rotação que ocorrem no gancho de carga. Para isso, o dispositivo sensor 18 pode compreender, em particular, um dispositivo de medição de inércia, que é colocado no gancho de carga 7, e pode transmitir seus sinais de medição, de preferência sem fio para o dispositivo de avaliação 10 do dispositivo de determinação da posição do gancho de carga 8.

[051] Com auxílio das acelerações e taxas de rotação preparadas pelo dispositivo sensor 18, a posição do gancho de carga pode ser calculada pelo dispositivo eletrônico de avaliação 10, por exemplo, com auxílio do método conhecido por si de acordo com o documento de patente alemão DE 10 2007 039 408 A1. Para a melhoria da exatidão da detecção, de forma vantajosa, os resultados desse cálculo podem ser fundidos um no outro com auxílio das acelerações e taxas de rotação com a determinação da posição a partir dos sinais de rádio, por exemplo, da medição do tempo de funcionamento, no dispositivo eletrônico de avaliação 10 ou em um dos módulos de rádio 9, o que pode ser realizado, por exemplo, com auxílio de um filtro de Kalman.

Claims (20)

REIVINDICAÇÕES

1. Guindaste, em particular, guindaste giratório de torre (1) com uma lança do guindaste (3), da qual desce um cabo de içamento (6) ligado com um gancho de carga (7), bem como com um dispositivo de determinação da posição do gancho de carga (8) para a determinação da posição do gancho de carga, sendo que o dispositivo de determinação da posição do gancho de carga (8) apresenta pelo menos três módulos de rádio (9) eletromagnéticos que trocam sinais de rádio entre si, dos quais pelo menos um módulo de rádio (9) é colocado no gancho de carga (7) e pelo menos dois outros módulos de rádio (9) são colocados distanciados um do outro na estrutura do guindaste e/ou no ambiente do guindaste, caracterizado pelo fato de que no gancho de carga (7) o módulo de rádio (9) troca sinais com cada um dos pelo menos dois outros módulos de rádio (9) e possui um dispositivo eletrônico de avaliação (10) para a determinação da posição do gancho de carga (7) a partir dos sinais de rádio entre o módulo de rádio (9) no gancho de carga (7) e os pelo menos dois outros módulos de rádio (9).

2. Guindaste de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um carro do guindaste (5) estar apoiado deslocável ao longo da lança do guindaste (3) e o cabo de içamento (6) desce do mencionado carro do guindaste (5), sendo que, pelo menos um módulo de rádio (9) está colocado no mencionado carro do guindaste (5).

3. Guindaste de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por pelo menos três módulos de rádio (9) estarem colocados no carro do guindaste (5), e em uma vista de cima vertical sobre o carro do guindaste (5) estão dispostos nos cantos de um triângulo, sendo que, cada um dos pelo menos três módulos de rádio (9) mencionados no gancho de carga (7) troca sinais pelo menos com o módulo de rádio (9) no gancho de carga (7) e o dispositivo eletrônico de avaliação (10) é executado para o propósito de determinar a posição do gancho de carga (7) em relação ao carro do guindaste (5), inclusive de um deslocamento horizontal do gancho de carga (7) em relação ao carro do guindaste (5), a partir dos sinais entre o módulo de rádio (9) no gancho de carga (7) e os pelo menos três módulos de rádio (9) no carro do guindaste (5).

4. Guindaste de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por na lança do guindaste (3) estar colocado pelo menos um módulo de rádio e pelo menos um módulo de rádio (9) estar colocado no/ em um carro do guindaste (5) deslocável na lança do guindaste (3), sendo que, o módulo de rádio (9) no gancho de carga (7) troca sinais tanto com o módulo de rádio na lança do guindaste (3) quanto com o módulo de rádio (9) no carro do guindaste (5), e o dispositivo eletrônico de avaliação (10) é executado para o propósito de determinar a posição do gancho de carga (7) em relação à lança do guindaste inclusive de um deslocamento horizontal eventualmente dado através de pêndulo do gancho de carga (7) em relação ao carro do guindaste (5), a partir dos sinais entre o módulo de rádio (9) no gancho de carga (7) e os módulos de rádio (9) na lança do guindaste (3) e no carro do guindaste (5).

5. Guindaste de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por vários módulos de rádio (9) estarem colocados distanciados um do outro na lança do guindaste (3), em particular, pelo menos em cada seção final da lança do guindaste (3) estar colocado respectivamente um módulo de rádio (9), sendo que, o módulo de rádio (9) no gancho de carga (7) troca sinais com cada um dos pelo menos dois módulos de rádio (9) na lança do guindaste (3), e o dispositivo eletrônico de avaliação (10) é executado para o propósito de determinar a posição do gancho de carga (7) em relação à lança do guindaste (3) a partir dos sinais entre o módulo de rádio (9) no gancho de carga (7) e os módulos de rádio (9) na lança do guindaste (3).

6. Guindaste de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por os módulos de rádio (9) serem alimentados com energia elétrica, em particular, por um acumulador de energia, em particular, de uma bateria ou acumulador.

7. Guindaste de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por pelo menos no gancho de carga (7) estar previsto um gerador acionável rotatoriamente por uma polia de desvio de cabo para a alimentação com energia elétrica do módulo de rádio (9) no gancho de carga (7).

8. Guindaste de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o dispositivo de avaliação (10) apresentar um dispositivo de determinação do tempo de funcionamento (11), para a determinação dos tempos de funcionamento do sinal entre os módulos de rádio (9) e a determinação das distâncias dos módulos de rádio um do outro, a partir dos tempos de funcionamento do sinal.

9. Guindaste de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o dispositivo de determinação do tempo de funcionamento (11) apresentar um módulo de TDOA (12) para a determinação das diferenças de tempo nos tempos de chegada de um sinal de rádio de um módulo de rádio (9) a outros módulos de rádio (9) e para a determinação dos tempos de funcionamento do sinal entre os módulos de rádio (9).

10. Guindaste de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado por o dispositivo de determinação do tempo de funcionamento (11) apresentar um módulo de TOA ou de TOF (13, 14) para a determinação dos tempos de chegada absolutos de um sinal de rádio de um módulo de rádio (9) a outros módulos de rádio (9) e a partir dos tempos de chegada absolutos ou tempos de transmissão determina as distâncias entre os módulos de rádio (9).

11. Guindaste de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o dispositivo de avaliação (10) apresentar um dispositivo de determinação do ângulo (15), para a determinação dos ângulos entre os módulos de rádio (9), e a partir dos ângulos determinados determina trigonometricamente a posição dos módulos de rádio um em relação ao outro.

12. Guindaste de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o dispositivo de determinação do ângulo (15) apresentar um módulo de deslocamento de fase (16) para a determinação dos deslocamentos de fase dos sinais de rádio para os diversos módulos de rádio (9), e a partir dos deslocamentos de fase determinados determinar os ângulos entre os módulos de rádio (9).

13. Guindaste de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado por o dispositivo de determinação do ângulo (15) apresentar um módulo de amortecimento (17) para a determinação dos amortecimentos dos módulos de rádio (9) condicionados pela característica de endireitar das antenas e a partir dos amortecimentos determinados determinar os ângulos entre os módulos de rádio .

14. Guindaste de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por no gancho de carga (7) estar previsto um dispositivo sensor (18) para a determinação de dados de posição e/ou dados de alinhamento e/ou dados de aceleração, e o dispositivo eletrônico de avaliação (10) é executado para o propósito de calcular a posição de gancho de carga do gancho de carga (7) a partir dos dados de posição e/ou dados de alinhamento e/ou dados de aceleração detectados pelo dispositivo sensor (18).

15. Guindaste de acordo com a reivindicação 14,

caracterizado por o dispositivo sensor (18) apresentar um dispositivo de medição de inércia IMU com meios de aceleração e/ou meios do sensor de taxa de rotação para a preparação dos sinais de aceleração e/ou de taxa de rotação, sendo que, o dispositivo de avaliação (10) apresenta meios de determinação para a determinação e/ou a estimativa de uma inclinação do gancho de carga (7) a partir dos sinais de aceleração e/ou de taxa de rotação do dispositivo de medição de inércia IMU e segundos meios de determinação para a determinação do desvio do cabo de içamento (6) e/ou do gancho de carga (7) em relação à vertical a partir da inclinação do gancho de carga (7) e de uma aceleração inicial do gancho de carga (7).

16. Guindaste de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizado por o dispositivo de avaliação (11) apresentar um filtro de Kalman para a condução em conjunto da posição do gancho de carga determinada a partir dos sinais de rádio dos módulos de rádio (9) e da posição do gancho de carga determinada a partir dos sinais do sensor do dispositivo sensor (18).

17. Método para o controle de um guindaste com uma lança do guindaste (3), da qual desce um cabo de içamento (6) ligado com um gancho de carga (7), com um dispositivo de determinação da posição do gancho de carga (8) para a determinação da posição de gancho de carga do gancho de carga (7), caracterizado pelo fato de que por pelo menos um módulo de rádio (9) colocado no gancho de carga (7), são trocados sinais de rádio com vários módulos de rádio (9) colocados na estrutura do guindaste, e por um dispositivo de avaliação (10) é determinada a posição do gancho de carga (7) a partir dos sinais de rádio, que são trocados na estrutura do guindaste entre o módulo de rádio (9) no gancho de carga (7) e cada um dos pelo menos dois outros módulos de rádio (9).

18. Método de acordo com a reivindicação 17,

caracterizado por o dispositivo de avaliação determinar tempos de funcionamento do sinal dos sinais de rádio trocados e/ou ângulos dos sinais de rádio nos módulos de rádio, e a posição do gancho de carga é determinada a partir dos tempos de funcionamento do sinal e/ou dos ângulos do sinal de rádio.

19. Método de acordo com uma a reivindicação 17 ou 18, caracterizado por com auxílio da posição do gancho de carga determinada serem controlados dispositivos de acionamento do guindaste, em particular, um mecanismo de giro e/ou um guincho e/ou um carrinho.

20. Dispositivo para o controle de um guindaste com uma lança do guindaste (3), da qual desce um cabo de içamento (6) ligado com um gancho de carga (7), com um dispositivo de determinação da posição do gancho de carga (8) para a determinação da posição de gancho de carga do gancho de carga (7), caracterizado pelo fato de que pelo menos um módulo de rádio (9) colocado no gancho de carga (7) troca sinais de rádio com vários módulos de rádio (9) colocados na estrutura do guindaste, e um dispositivo de avaliação (10) está previsto e é executado para o propósito de determinar a posição do gancho de carga (7) a partir dos sinais de rádio, que são trocados na estrutura do guindaste entre o módulo de rádio (9) no gancho de carga (7) e cada um dos pelo menos dois outros módulos de rádio (9).