CN101665216B - 一种岸桥集装箱吊具运行轨迹的控制方法、系统和装置 - Google Patents

一种岸桥集装箱吊具运行轨迹的控制方法、系统和装置 Download PDF

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CN101665216B CN2009101769922A CN200910176992A CN101665216B CN 101665216 B CN101665216 B CN 101665216B CN 2009101769922 A CN2009101769922 A CN 2009101769922A CN 200910176992 A CN200910176992 A CN 200910176992A CN 101665216 B CN101665216 B CN 101665216B
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Abstract

本发明的实施例公开了一种岸桥集装箱吊具运行轨迹的控制方法、系统和装置,该方法包括:获取吊具当前位置和目标位置,以确定吊具的运行轨迹;所述位置包括水平方向位置和垂直方向位置,所述运行轨迹为直线;根据所述运行轨迹以及控制运行速度的驱动装置的请求输出频率确定对应的运行速度;所述运行速度包括水平运行速度和垂直运行速度;根据所述确定的运行速度将所述吊具运行到所述目标位置。通过本发明,实现了对吊具运行的准确控制,缩短了运行时间,节约了运行能量,降低了事故率。

Description

一种岸桥集装箱吊具运行轨迹的控制方法、系统和装置
技术领域
[0001] 本发明涉及港口机械领域,特别是涉及一种岸桥集装箱吊具运行轨迹的控制方法、系统和装置。
背景技术
[0002] 随着经济发展的全球化,国际运输的需求大大增加,以海上运输为主导的国际集装箱运输得到了快速的发展。集装箱运输是指以集装箱这种大型容器为载体,将货物集合组装成集装单元,以便在现代流通领域内运用大型装卸机械和大型载运车辆进行装卸、搬运作业和完成运输任务,从而更好地实现货物运输的一种新型、高效率和高效益的运输方式。
[0003] 岸边集装箱起重机(简称岸桥)是港口前沿装卸集装箱的主要设备,在岸桥的工作循环中,岸桥进行对箱、取箱、放箱的操作时间比较固定,而吊具升降和小车运行的时间会因吊具的运行轨迹不同而不同。现有岸桥作业过程中,吊具的运行轨迹由操作员操作起升手柄和小车手柄进行控制,因此吊具的运行轨迹以及运行时间完全取决于操作员对距离的判断、作业熟练程度和作业习惯。
[0004] 随着全球集装箱运输高速发展,很多集装箱港口面临通过能力不足的压力,如何提高岸桥的作业效率是亟待解决的问题。
[0005] 在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术至少存在如下问题:
[0006] 现有技术通过人工控制吊具的运行轨迹和运行时间,由于操作员不能够准确地判断运输现场的水平距离和垂直距离的关系,无法合理地确定吊具的水平运行速度和垂直运行速度,从而导致作业效率低。
发明内容
[0007] 本发明的实施例提供一种岸桥集装箱吊具运行轨迹的控制方法、系统和装置,用于对吊具运行的准确控制,缩短了运行时间,节约了运行能量,降低了事故率。
[0008] 本发明的实施例提供一种岸桥集装箱吊具运行轨迹的控制方法,包括:
[0009] 获取吊具当前位置和目标位置,以确定吊具的运行轨迹;所述位置包括水平方向位置和竖直方向位置,所述运行轨迹为直线;
[0010] 根据所述运行轨迹以及控制运行速度的驱动装置的请求输出频率确定对应的运行速度;所述运行速度包括水平运行速度和竖直运行速度;
[0011] 根据确定的运行速度将所述吊具运行到所述目标位置。
[0012] 其中,所述确定吊具的运行轨迹后,还包括:
[0013] 判断所述运行轨迹上是否存在障碍物,若存在则对所述运行轨迹进行修正,得到修正后的运行轨迹。
[0014] 其中,所述对所述运行轨迹进行修正包括:
[0015] 获取所述运行轨迹中具有最高高度的障碍物;[0016] 将所述运行轨迹划分为所述当前位置到所述具有最高高度的障碍物的第一路径、 以及所述具有最高高度的障碍物到所述目标位置的第二路径;
[0017] 判断所述第一路径和第二路径上是否存在障碍物;
[0018] 当所述第一路径和/或第二路径上存在障碍物时,继续对存在障碍物的路径进行修正;否则将所述第一路径和第二路径的组合作为修正后的运行轨迹。
[0019] 其中,根据所述运行轨迹确定对应的运行速度包括:
[0020] 根据所述运行轨迹确定对应的水平运行速度和竖直运行速度的比例关系;
[0021] 获取与所述水平运行速度对应的请求输出频率和与所述竖直运行速度对应的请求输出频率;
[0022] 按照整定选取原则和所述比例关系确定实际的所述水平运行速度和所述竖直运行速度。
[0023] 其中,确定的吊具的运行轨迹为所述当前位置与所述目标位置之间的直线;
[0024] 所述运行速度与控制所述运行速度的驱动装置的输出频率对应,所述水平运行速度的请求输出频率为fx(1,所述水平运行速度最大的请求输出频率为fx _,所述竖直运行速度的请求输出频率为fy(1,所述竖直运行速度最大的请求输出频率为fy _,所述整定选取原则包括:
[0025]当
Figure CN101665216BD00061
时,则:
Figure CN101665216BD00062
[0026]当
Figure CN101665216BD00063
,则:
Figure CN101665216BD00064
[0027]且 vx = kxfx,
Figure CN101665216BD00065
[0028] 其中,fx为小车驱动装置的输出频率,fy为起升驱动装置的输出频率,Vx为所述水平运行速度,kx为所述水平运行速度的请求输出频率与所述水平运行速度的比例系数,Vy 为所述竖直运行速度,ky为所述竖直运行速度的请求输出频率与所述竖直运行速度的比例系数,kv为所述水平运行速度与所述竖直运行速度的比例系数,X1为吊具在水平方向的当前位置,yi为吊具在竖直方向的当前位置,X2为吊具在水平方向的目标位置,y2为吊具在竖直方向的目标位置。
[0029] 本发明的实施例提供一种岸桥集装箱吊具运行轨迹的控制系统,包括:控制器,位置检测装置和管理系统,所述控制器分别与所述位置检测装置和所述管理系统相连,
[0030] 所述控制器,用于通过所述位置检测装置获取吊具当前位置和目标位置,以确定吊具的运行轨迹;所述位置包括水平方向位置和竖直方向位置,所述运行轨迹为直线;根据所述运行轨迹以及控制运行速度的驱动装置的请求输出频率确定对应的运行速度;所述运行速度包括水平运行速度和竖直运行速度;根据确定的运行速度将所述吊具运行到所述目标位置。
[0031] 所述位置检测装置,用于对所述吊具当前位置进行检测,并由所述控制器读取检测信息而获取所述吊具的当前位置;
[0032] 所述管理系统,用于获取所述目标位置,并将所述目标位置发送给所述控制器。
[0033] 本发明的实施例提供一种控制器,包括:[0034] 获取模块,用于获取吊具当前位置和目标位置,以确定吊具的运行轨迹;所述位置包括水平方向位置和竖直方向位置,所述运行轨迹为直线;
[0035] 处理模块,用于根据所述获取模块获取的所述运行轨迹以及控制运行速度的驱动装置的请求输出频率确定对应的运行速度;所述运行速度包括水平运行速度和竖直运行速度;
[0036] 控制模块,用于根据所述处理模块确定的运行速度将所述吊具运行到所述目标位置。
[0037] 其中,所述处理模块还用于:
[0038] 判断所述运行轨迹上是否存在障碍物,若存在则对所述运行轨迹进行修正,得到修正后的运行轨迹。
[0039]其中,
[0040] 所述获取模块还用于:获取所述运行轨迹中具有最高高度的障碍物;
[0041] 所述处理模块具体用于:将所述运行轨迹划分为所述当前位置到所述具有最高高度的障碍物的第一路径、以及所述具有最高高度的障碍物到所述目标位置的第二路径;判断所述第一路径和第二路径上是否存在障碍物;当所述第一路径和/或第二路径上存在障碍物时,继续对存在障碍物的路径进行修正;否则将所述第一路径和第二路径的组合作为修正后的运行轨迹。
[0042] 其中,所述处理模块还用于:
[0043] 根据所述运行轨迹确定对应的水平运行速度和竖直运行速度的比例关系。
[0044] 所述获取模块还用于:
[0045] 获取与所述水平运行速度对应的请求输出频率和与所述竖直运行速度对应的请求输出频率。
[0046] 所述处理模块还用于:按照整定选取原则和所述比例关系确定实际的所述水平运行速度和所述竖直运行速度。
[0047] 其中,确定的吊具的运行轨迹为所述当前位置与所述目标位置之间的直线;
[0048] 所述运行速度与控制所述运行速度的驱动装置的输出频率对应,所述水平运行速度的请求输出频率为fx(1,所述水平运行速度最大的请求输出频率为fx _,所述竖直运行速度的请求输出频率为fy(1,所述竖直运行速度最大的请求输出频率为fy _,所述整定选取原则包括:
[0049]当 时,则:fx = fxQ,fy =JTT^ J ^max J y msx. 少,
[0050]当^时,则:力=y°'kV' y fy = fy0 ;
^ χ max J y max x ,
[0051 ]且 Vx = kxfx,Vy = kyfy -K =I ^ I=I Jt^ I,
[0052] 其中,fx为小车驱动装置的输出频率,fy为起升驱动装置的输出频率,Vx为所述水平运行速度,kx为所述水平运行速度的请求输出频率与所述水平运行速度的比例系数,Vy 为所述竖直运行速度,ky为所述竖直运行速度的请求输出频率与所述竖直运行速度的比例系数,kv为所述水平运行速度与所述竖直运行速度的比例系数,X1为吊具在水平方向的当
7前位置,yi为吊具在竖直方向的当前位置,X2为吊具在水平方向的目标位置,y2为吊具在竖直方向的目标位置。
[0053] 本发明的实施例通过吊具的当前位置和目标位置确定吊具的运行轨迹以及运行速度,实现了对吊具运行的准确控制,缩短了运行时间,节约了运行能量,降低了事故率。当然,实施本发明的实施例的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
[0054] 附图说明
[0055] 为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对本发明或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0056] 图1为本发明实施例中一种岸桥集装箱吊具运行轨迹的控制方法的流程图;
[0057] 图2为本发明实施例中一种岸桥集装箱吊具运行轨迹的控制方法的流程图;
[0058] 图3为本发明实施例中一种控制器的结构示意图;
[0059] 图4为本发明实施例中一种岸桥集装箱吊具运行轨迹的控制系统的结构示意图。
[0060] 具体实施方式
[0061] 本发明的实施例提出:获取吊具当前位置和目标位置,以确定吊具的运行轨迹; 所述位置包括水平方向位置和垂直方向位置,所述运行轨迹为直线;根据所述运行轨迹以及控制运行速度的驱动装置的请求输出频率确定对应的运行速度;所述运行速度包括水平运行速度和垂直运行速度;根据所述确定的运行速度将所述吊具运行到所述目标位置。
[0062] 下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0063] 本发明的实施例提供一种岸桥集装箱吊具运行轨迹的控制方法,如图1所示,具体包括以下步骤:
[0064] 步骤101、获取吊具当前位置和目标位置,以确定吊具的运行轨迹;所述位置包括水平方向位置和垂直方向位置,所述运行轨迹为直线。
[0065] 步骤102、根据所述运行轨迹以及控制运行速度的驱动装置的请求输出频率确定对应的运行速度;所述运行速度包括水平运行速度和垂直运行速度。
[0066] 步骤103、根据所述确定的运行速度将所述吊具运行到所述目标位置。
[0067] 以下结合具体的应用场景,对本发明的技术方案进一步进行详细阐述。
[0068] 本发明的实施例提供一种岸桥集装箱吊具运行轨迹的控制方法,如图2所示,具体包括以下步骤:
[0069] 步骤201、操作员选择将要进行的操作。
[0070] 操作员通过操作界面选取集装箱操作,例如:吊箱和放箱等。
[0071] 步骤202、控制器读取位置检测装置的检测信息,并确定吊具的当前位置。
[0072] 当操作人员对吊具进行操作之前,需要通过位置检测装置获取吊具的当前位置。
[0073] 本发明实施例中以检测装置为编码器为例进行说明。
[0074] 编码器实时对吊具的当前位置进行检测,当操作员需要对吊具进行操作时,控制器读取检测装置的检测信息,并确定吊具的当前位置。
[0075] 首先,在获取吊具的当前位置之前,需要确定吊具位置的参考点以及吊具运动的参考方向。
[0076] (a)确定吊具位置的参考点。
[0077] 优选地,确定吊具位置的参考点为确定吊具坐标原点位置。此处,定义吊具坐标原点位置0(X(I,y0)为岸桥的吊具位于陆侧极限点时所在的位置,其中陆侧极限点为吊具同时距离地面和海侧最远时所在位置。
[0078] (b)确定吊具运动的参考方向。
[0079] 优选地,确定吊具运动的参考方向为确定吊具运动所在平面的X轴、Y轴以及二者的正方向。此处,定义吊具沿小车轨道海侧方向为X轴正方向,垂直向下为Y轴正方向。
[0080] 当然,上述吊具位置的参考点以及吊具运动的参考方向的确定仅是本发明的一种优选实施方式,凡是可以用于确定吊具位置的方式均属于本发明的保护范围。例如,定义吊具坐标的原点位置为吊具锁销的陆侧极限位置,或定义吊具沿小车轨道海侧方向为X轴负方向,垂直向下为Y轴负方向等等。
[0081] 其次,由于吊具在吊箱和没有吊箱时,其低端距离小车的距离不同,并且在实际操作的过程中,该距离不能够被忽略,即不能够将吊具看作一个点进行操作,所以在获取吊具的当前位置之前,需要确定不同情况下吊具位置的测量点。其中,确定不同工作状态下吊具位置的测量点具体包括以下两种情况中的任一种:
[0082] (a)当吊具没有吊箱时,以吊具的锁销底端为测量点。
[0083] (b)当吊具吊箱时,以吊具所吊的集装箱的底端为测量点。当控制器检测到吊具的闭锁到位信号时,认为吊具吊有集装箱,集装箱的高度由集装箱本身的信息提供,该信息已存储在港口管理系统,该港口管理系统存储有运输现场的分布图和相应的位置参数,以及各种设备的参数。管理系统还包括本机管理系统,其中存储有本机设备的参数,并通过与港口管理系统的通信获取本机操作所需信息。
[0084] 从上述测量点的确定方法可以看出,测量点的选取以吊具在不同工作状态下距离地面最近处为原则。
[0085] 具体的,控制器获取吊具的当前位置包括以下步骤:
[0086] (1)编码器对吊具的当前位置进行检测。
[0087] 由于吊具具有水平和垂直两个运动方向,所以在起升电机和小车电机上分别安装有编码器,用于实时检测吊具在Χ、γ方向的当前位置,其中小车电机上的编码器1用于检测 X方向的当前位置,起升电机上的编码器2用于检测Y方向的当前位置。
[0088] 优选地,为了消除编码器的累计误差,在起升位置和小车位置分别安装有对码编器进行标定的检测接近开关。此外,控制器具有断电保存功能,断电重启后能记忆断电前吊具的位置。
[0089] (2)控制器读取编码器的检测信息,从而确定吊具的当前位置。
[0090] 本发明实施例中以吊具的当前位置为A1U1, Y1)为例进行说明。
[0091] 需要说明的是,编码器是常用的吊具位置检测元件,但不是唯一的,凡是通过检测元件进行位置或距离检测均属于本发明的保护范围,例如通过激光测距仪、长度传感器等进行距离检测,从而确定位置。[0092] 步骤203、控制器获取吊具的目标位置。
[0093] 当吊具需要将所吊的集装箱运送到指定位置时,吊具的目标位置即为门架内或船内的集装箱堆放位;当吊具需要到指定位置进行吊箱时,吊具的目标位置即为门架内或船内的集装箱。
[0094] 吊具的目标位置的测量点为目标物最上端处,与吊具的当前位置的测量点有所区别。
[0095] 具体的,控制器获取吊具的目标位置包括以下步骤:
[0096] (1)操作员通过操作界面输入吊具的目标位置所在地。
[0097] (2)控制器根据目标位置所在地获取吊具的目标位置,包括以下多种情况中的任一种:
[0098] (a)吊具的目标位置为集卡。
[0099] 当吊具的目标位置为集卡时,由于集卡位置相对固定,所以集卡位置的坐标也相对固定。优选地,将集卡位置的坐标存储在控制器中,当目标位置为集卡时,直接调用之前存储的集卡位置的坐标。
[0100] (b)吊具的目标位置为门架内集装箱或集装箱堆放位。
[0101] 当吊具的目标位置为门架内集装箱或集装箱堆放位时,控制器通过本机管理系统与港口管理系统的通信获取门架内集装箱或集装箱堆放位的位置信息,控制器据此信息计算出目标位置。
[0102] 当然,也可以由本机管理系统与港口管理系统直接将门架内集装箱或集装箱堆放位的位置坐标发送给控制器。
[0103] (c)吊具的目标位置为船内集装箱或集装箱堆放位。
[0104] 当吊具的目标位置为船内集装箱或集装箱堆放位时,控制器通过本机管理系统与港口管理系统的通信获取船内集装箱或集装箱堆放位的船内位置信息。因水位高低及船重因素会影响船内集装箱的基准,因此控制器必须保存最近一次在船上作业的位置信息,以此为基准计算出目标位置。
[0105] 当然,也可以由本机管理系统与港口管理系统直接将船内集装箱或集装箱堆放位的位置坐标发送给控制器。
[0106] 本发明实施例中以吊具的目标位置*A2(x2,y2)为例进行说明。
[0107] 通过上述步骤202和步骤203,控制器获取了吊具的当前位置,和吊具的目标位置。为了达到吊具从当前位置到目标位置的运行时间最短,所以需要在二者之间进行直线运动。根据两点确定一条直线的原理,此时吊具的运行轨迹已经确定,即为吊具的当前位置和目标位置之间的直线。
[0108] 步骤204、控制器判断吊具的运行轨迹上是否有障碍物。
[0109] 控制器判断吊具的运行轨迹上是否有障碍物即吊具的当前位置和目标位置之间的直线与障碍物到达的直线高度是否相交,若相交,判断吊具的运行轨迹上有障碍物;若不相交,判断吊具的运行轨迹上没有障碍物。
[0110] 当控制器判断吊具的运行轨迹上有障碍物时,转到步骤205 ;
[0111] 当控制器判断吊具的运行轨迹上没有障碍物时,转到步骤206。
[0112] 步骤205、控制器将最高障碍物视为阶段目标,获取阶段目标位置。[0113] 控制器将最高障碍物视为阶段目标,获取阶段目标位置,从而获取阶段运行轨迹, 转到步骤204。
[0114] 具体的,控制器将最高障碍物视为阶段目标,获取阶段目标位置包括以
[0115] 下两种情况中的任一种:
[0116] (a)当阶段目标为门架鞍梁时,由于门架鞍梁的位置固定,所以将其保存在控制器中即可,例如控制器中保存的门架鞍梁的位置为几(~,Yjl)。
[0117] (b)当阶段目标为门架内或船上集装箱时,根据步骤203中的方法确定阶段目标位置。
[0118] 经上述步骤204和步骤205对运行轨迹进行修正,直到所确定的运行轨迹上没有障碍物,将所确定的每一个没有障碍物的阶段运行轨迹组合在一起,即为修正后的运行轨迹。
[0119] 步骤206、控制器根据运行轨迹和控制运行速度的驱动装置的请求输出频率获取吊具的运行速度。
[0120] 吊具的运行速度包括水平运行速度和垂直运行速度。岸桥吊具运行的动力由起升驱动装置和小车驱动装置提供,吊具的水平运行速度由小车驱动装置控制,吊具的垂直运行速度由起升驱动装置控制,吊具速度与驱动装置频率具有以下关系:
[0121] Vx = kxfx (1)
[0122] Vy = kyfy (2)
[0123]式中:
[0124] Vx-小车(吊具水平)速度,符号表示方向;
[0125] fx-小车驱动装置的输出频率;
[0126] kx-小车驱动装置的输出频率和小车(吊具水平)的比例系数,综合考虑了小车电机工频转速、传动比和卷筒半径(或车轮半径)等参数的系数。
[0127] Vy-吊具垂直运行速度,符号表示方向;
[0128] fy-起升驱动装置的输出频率;
[0129] ky_起升驱动装置的输出频率和吊具垂直运行速度的比例系数,综合考虑了起升电机工频转速、传动比和卷筒半径等参数的系数;
[0130] 要保证从吊具当前位置A1(Xpy1)运动到目标位置4(&,72)的运行轨迹为一条直线,吊具的水平运行速度和垂直运行速度要满足一定的比例关系,即:
[0131] (3) 、y2-yi
[0132] 式中:kv_吊具水平运行速度与垂直运行速度之比。
[0133]由式(1)、(2)、(3)推出:
「 ^ L _κ·κ
[0134] -γ-—τ~
Jy k^ (4)
[0135] 通常由操作手通过操作手柄的操作幅度向控制器发出信号,请求驱动装置的输出频率。其中,控制小车运动的操作手柄用于确定吊具的水平运行速度,控制起升运动的操作手柄用于确定吊具的垂直速度,控制器按照方式确定吊具的运行速度:
[0136] 其中,设小车手柄请求频率为fx(l,小车驱动装置最大请求输出频率为fxmax,起升车手柄请求频率为fy(l,起升驱动装置最大请求输出频率为fymax,驱动装置的实际输出频率整定选取的方式为:
[0139] 需要说明的时,吊具由当前位置运行到阶段目标位置的运行速度确定方法与由当前位置运行到目标位置的运行速度确定方法类似,此处不再赘述。
[0140] 步骤207、控制器按照修正后的运行轨迹和获取的吊具的运行速度,控制吊具从当前位置移动到目标位置。
[0141] 通过上述步骤可知,吊具判断当前位置和目标位置之间的运行轨迹上是否有障碍物;当吊具的当前位置和目标位置之间的运行轨迹上无障碍物时,吊具按照直线轨迹运行; 当吊具的当前位置和目标位置之间的运行轨迹上有障碍物时,吊具将障碍物位置作为阶段目标位置,将当前位置和阶段目标位置之间的直线作为阶段目标轨迹,再判断该阶段目标位置和目标位置两点之间有无障碍物,如此循环,直到吊具到达目标位置,至此形成修正后的运行轨迹,该修正后的运行轨迹为折线轨迹,以使吊具每一段的运行轨迹均为直线,以提高运行速度。
[0142] 本发明的实施例提供一种岸桥集装箱吊具运行轨迹的控制系统,包括:控制器,位置检测装置和管理系统,所述控制器分别与所述位置检测装置和所述管理系统相连,
[0143] 所述控制器,用于通过所述检测装置获取吊具当前位置和目标位置,以确定吊具的运行轨迹;所述位置包括水平方向位置和垂直方向位置,所述运行轨迹为直线;根据所述运行轨迹以及控制运行速度的驱动装置的请求输出频率确定对应的运行速度;所述运行速度包括水平运行速度和垂直运行速度;根据所述确定的运行速度将所述吊具运行到所述目标位置。
[0144] 所述位置检测装置,用于对所述吊具当前位置进行检测,并由所述控制器读取检测信息而获取所述吊具的当前位置;
[0145] 所述管理系统,用于获取所述目标位置,并将所述目标位置发送给所述控制器。
[0146] 优选地,所述位置检测装置为编码器。
[0147] 所述管理系统,用于根据所述控制器的信号获取所述目标位置,并将所述目标位置发送给所述控制器。
[0148] 优选地,所述管理系统包括本机管理系统和港口管理系统。
[0149] 本发明的实施例提供一种控制器300,如图3所示,包括:
[0150] 获取模块310,用于获取吊具当前位置和目标位置,以确定吊具的运行轨迹;所述位置包括水平方向位置和垂直方向位置,所述运行轨迹为直线;
[0151] 处理模块320,用于根据获取模块310获取的所述运行轨迹确定以及控制运行速度的驱动装置的请求输出频率对应的运行速度;所述运行速度包括水平运行速度和垂直运行速度;
[0152] 控制模块330,用于根据处理模块320确定的运行速度将所述吊具运行到所述目标位置。
12[0153] 其中,处理模块320还用于:
[0154] 判断所述运行轨迹上是否存在障碍物,若存在则对所述运行轨迹进行修正,得到修正后的运行轨迹。
[0155]其中,
Figure CN101665216BD00131
[0156] 获取模块310还用于:获取所述运行轨迹中具有最高高度的障碍物;
[0157] 处理模块320具体用于:将所述运行轨迹划分为所述当前位置到所述具有最高高度的障碍物的第一路径、以及所述具有最高高度的障碍物到所述目标位置的第二路径;判断所述第一路径和第二路径上是否存在障碍物;当所述第一路径和/或第二路径上存在障碍物时,继续对存在障碍物的路径进行修正;否则将所述第一路径和第二路径的组合作为修正后的运动轨迹。
Figure CN101665216BD00132
[0158] 其中,处理模块320还用于:
[0159] 根据所述运行轨迹确定所述对应的水平运行速度和垂直运行速度的比例关系。
[0160] 获取模块310还用于:
Figure CN101665216BD00133
[0161] 获取与所述水平运行速度对应的请求输出频率和与所述垂直运行速度对应的请求输出频率。
[0162] 处理模块320还用于:按照整定选取原则和所述比例关系确定实际的所述水平运行速度和所述垂直运行速度。
[0163] 其中,所述确定的吊具的运行轨迹为所述当前位置与所述目标位置之间的直线;
[0164] 所述运行速度与控制所述运行速度的驱动装置的输出频率对应,所述水平运行速度的请求输出频率为fx(1,所述水平运行速度最大的请求输出频率为fxmax,所述垂直运行速度的请求输出频率为fy(1,所述垂直运行速度最大的请求输出频率为fymax,所述整定选取原则包括:
Figure CN101665216BD00134
[0168] 其中vx为所述水平运行速度,kx为所述水平运行速度的请求输出频率与所述水平运行速度的比例系数,Vy为所述垂直运行速度,ky为所述垂直运行速度的请求输出频率与所述垂直运行速度的比例系数,kv为所述水平运行速度与所述垂直运行速度的比例系数。
Figure CN101665216BD00135
[0169] 本发明的实施例还具体的提供一种岸桥集装箱吊具运行轨迹的控制系统,如图4 所示,具体包括以下装置:
[0170] 编码器1(3)安装在小车电机上,用来检测吊具的当前水平方向位置,并由控制器 (9)读取检测信息。位置检测开关1(4)用来标定编码器1(3),清除编码器1(3)产生的累计误差。编码器2(5)安装在起升电机上,用来检测吊具的当前垂直方向位置,并由控制器 (9)读取检测信息。位置检测开关2 (6)用来标定编码器1(5),清除编码器2 (5)产生的累计误差。本机管理系统(8)与港口管理系统通无线通信装或光纤进行实时通信,从港口管理系统中获取港口集装箱及船上集装箱的位置信息,同时将这些信息传输给控制器(9)。操作手柄1(1)通过控制小车用驱动装置1(10)的请求输出频率fx(l控制吊具的水平运行速度, 操作手柄2(2)通过控制起升用驱动装置2 (11)的请求输出频率fy(l控制吊具的水平运行速度。作业时,控制器(9)读取编码器1(3)和编码器2(5)的检测信息,从而确定吊具的当前位置,以及接收港口管理系统中吊具的目标位置。确定了吊具的当前位置和目标位置时,控制器(9)根据操作手柄的操作幅度控制吊具水平运行速度和垂直运行速度,从而控制吊具沿修正的运行轨迹按照确定的运行速度运行到目标位置。
[0171] 本发明的实施例通过吊具的当前位置和目标位置确定吊具的运行轨迹以及运行速度,实现了对吊具运行的准确控制,缩短了运行时间,节约了运行能量,降低了事故率。当然,实施本发明的实施例的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
[0172] 通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0173] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (11)

1. 一种岸桥集装箱吊具运行轨迹的控制方法,其特征在于,包括:获取吊具当前位置和目标位置,以确定吊具的运行轨迹;所述位置包括水平方向位置和竖直方向位置,所述运行轨迹为直线;根据所述运行轨迹以及控制运行速度的驱动装置的请求输出频率确定对应的运行速度;所述运行速度包括水平运行速度和竖直运行速度; 根据确定的运行速度将所述吊具运行到所述目标位置。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定吊具的运行轨迹后,还包括: 判断所述运行轨迹上是否存在障碍物,若存在则对所述运行轨迹进行修正,得到修正后的运行轨迹。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述对所述运行轨迹进行修正包括: 获取所述运行轨迹中具有最高高度的障碍物;将所述运行轨迹划分为所述当前位置到所述具有最高高度的障碍物的第一路径、以及所述具有最高高度的障碍物到所述目标位置的第二路径; 判断所述第一路径和第二路径上是否存在障碍物;当所述第一路径和/或第二路径上存在障碍物时,继续对存在障碍物的路径进行修正;否则将所述第一路径和第二路径的组合作为修正后的运行轨迹。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述运行轨迹确定对应的运行速度包括:根据所述运行轨迹确定对应的水平运行速度和竖直运行速度的比例关系; 获取与所述水平运行速度对应的请求输出频率和与所述竖直运行速度对应的请求输出频率;按照整定选取原则和所述比例关系确定实际的所述水平运行速度和所述竖直运行速度。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,确定的吊具的运行轨迹为所述当前位置与所述目标位置之间的直线;所述运行速度与控制所述运行速度的驱动装置的输出频率对应,所述水平运行速度的请求输出频率为fx(1,所述水平运行速度最大的请求输出频率为fx _,所述竖直运行速度的请求输出频率为fy(1,所述竖直运行速度最大的请求输出频率为fy _,所述整定选取原则包括:当^时,则:fx = fx0,/yJ jcmax J jv max y ,当^时,则fy = fy0;J χ max J y max x ,且 V = k f , V = k f -^v =I-I=I-—H,-L-L- v χ "tvXiX, v y 1^yiy , y y^ _ y^其中,fx为小车驱动装置的输出频率,fy为起升驱动装置的输出频率,Vx为所述水平运行速度,1^为所述水平运行速度的请求输出频率与所述水平运行速度的比例系数,Vy为所述竖直运行速度,ky为所述竖直运行速度的请求输出频率与所述竖直运行速度的比例系数,kv为所述水平运行速度与所述竖直运行速度的比例系数,X1为吊具在水平方向的当前位置,Y1为吊具在竖直方向的当前位置,X2为吊具在水平方向的目标位置,y2为吊具在竖直方向的目标位置。
6. 一种岸桥集装箱吊具运行轨迹的控制系统,其特征在于,包括:控制器,位置检测装置和管理系统,所述控制器分别与所述位置检测装置和所述管理系统相连,所述控制器,用于通过所述位置检测装置获取吊具当前位置和目标位置,以确定吊具的运行轨迹;所述位置包括水平方向位置和竖直方向位置,所述运行轨迹为直线;根据所述运行轨迹以及控制运行速度的驱动装置的请求输出频率确定对应的运行速度;所述运行速度包括水平运行速度和竖直运行速度;根据确定的运行速度将所述吊具运行到所述目标位置。所述位置检测装置,用于对所述吊具当前位置进行检测,并由所述控制器读取检测信息而获取所述吊具的当前位置;所述管理系统,用于获取所述目标位置,并将所述目标位置发送给所述控制器。
7. —种控制器,其特征在于,包括:获取模块,用于获取吊具当前位置和目标位置,以确定吊具的运行轨迹;所述位置包括水平方向位置和竖直方向位置,所述运行轨迹为直线;处理模块,用于根据所述获取模块获取的所述运行轨迹以及控制运行速度的驱动装置的请求输出频率确定对应的运行速度;所述运行速度包括水平运行速度和竖直运行速度;控制模块,用于根据所述处理模块确定的运行速度将所述吊具运行到所述目标位置。
8.如权利要求7所述的控制器,其特征在于,所述处理模块还用于:判断所述运行轨迹上是否存在障碍物,若存在则对所述运行轨迹进行修正,得到修正后的运行轨迹。
9.如权利要求8所述的控制器,其特征在于,所述获取模块还用于:获取所述运行轨迹中具有最高高度的障碍物;所述处理模块具体用于:将所述运行轨迹划分为所述当前位置到所述具有最高高度的障碍物的第一路径、以及所述具有最高高度的障碍物到所述目标位置的第二路径;判断所述第一路径和第二路径上是否存在障碍物;当所述第一路径和/或第二路径上存在障碍物时,继续对存在障碍物的路径进行修正;否则将所述第一路径和第二路径的组合作为修正后的运行轨迹。
10.如权利要求7所述的控制器,其特征在于,所述处理模块还用于:根据所述运行轨迹确定对应的水平运行速度和竖直运行速度的比例关系。所述获取模块还用于:获取与所述水平运行速度对应的请求输出频率和与所述竖直运行速度对应的请求输出频率。所述处理模块还用于:按照整定选取原则和所述比例关系确定实际的所述水平运行速度和所述竖直运行速度。
11.如权利要求10所述的控制器,其特征在于,确定的吊具的运行轨迹为所述当前位置与所述目标位置之间的直线;所述运行速度与控制所述运行速度的驱动装置的输出频率对应,所述水平运行速度的请求输出频率为fx(1,所述水平运行速度最大的请求输出频率为fx _,所述竖直运行速度的请求输出频率为fy(1,所述竖直运行速度最大的请求输出频率为fy _,所述整定选取原则包括:当
Figure CN101665216BC00041
时,则
Figure CN101665216BC00042
Figure CN101665216BC00043
时,则
Figure CN101665216BC00044
Figure CN101665216BC00045
其中,fx为小车驱动装置的输出频率,fy为起升驱动装置的输出频率,Vx为所述水平运行速度,1^为所述水平运行速度的请求输出频率与所述水平运行速度的比例系数,Vy为所述竖直运行速度,ky为所述竖直运行速度的请求输出频率与所述竖直运行速度的比例系数,kv为所述水平运行速度与所述竖直运行速度的比例系数,X1为吊具在水平方向的当前位置,Y1为吊具在竖直方向的当前位置,X2为吊具在水平方向的目标位置,y2为吊具在竖直方向的目标位置。
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