CN105398957B - 起重机防摇系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种起重机防摇系统，包括控制器、起升机构、小车机构、至少一个偏移机构以及角度传感器。控制器通讯连接起升机构和小车机构，用于控制吊具的起升以及小车的行进。偏移机构与控制器通讯连接，并且偏移机构上设置有用于固定起升钢丝的移动吊点，该吊点能够相对于小车移动。角度传感器设置于吊具上，用于实时监测吊具的倾角，并将倾角发送至控制器。本发明基于常规的小车电子防摇系统基础之上，通过辅助调节钢丝绳的固定吊点的位置实现辅助防摇效果提供了一种有结构简单、操作舒适并且高精度的起重机防摇系统。本发明还公开了一种起重机防摇方法。
Description
技术领域
本发明涉及起重机领域，特别涉及一种起重机防摇系统及方法。
背景技术
港口常用的大吨位起重机在运输集装箱时常会出现集装箱摇摆的现象，因此起重机需要配置有防摇装置。目前常用的防摇方法包括电子防摇和机械八绳防摇。电子防摇是通过控制器来控制的，实时采集小车速度、起升高度、载重量、实时吊具倾斜角度，风速等，经过复杂的运算，最终对小车速度的控制进行控制，以达到防摇的效果；机械八绳防摇则是通过小车架增加四台防摇电机，防摇电机通过减速箱带动连接在吊具上架的四根钢丝绳，通过实施给定的速度和力矩控制，实现防摇效果。然而，对已电子防摇，在小车运行的控制中，驾驶员有明显的不可控性，特别是在第一次振幅完成后，小车架需要有几次微小振幅，驾驶员操作会有不舒适感，并且小车反复次数有限，调整精度不太理想；相比之下机械防摇效果会好一些，但其结构复杂并且故障率高，导致维护工作较为繁重，整体成本较高。因此，设计一种结构简单、操作舒适度高并且防摇效果好的起重机防摇装置成为该领域中亟待解决的问题之一。
发明内容
为了克服现有技术中所存在的缺陷，本发明提供一种有结构简单、操作舒适并且高精度的起重机防摇系统及方法。
本发明的一种起重机防摇系统，包括控制器、起升机构、小车机构、至少一个偏移机构以及角度传感器，其中
起升机构包括起升电机，起升电机通过起升电机变频器与控制器通讯连接，该起升机构用于控制吊具的起升；
小车机构包括小车电机，小车电机通过小车电机变频器与控制器通讯连接，该小车机构用于控制小车的行进；
偏移机构与控制器通讯连接，并且偏移机构上设置有用于固定起升钢丝的移动吊点，移动吊点能够相对于小车移动；
角度传感器设置于吊具上，用于实时监测吊具的倾角，并将倾角发送至控制器。
进一步地，偏移机构包括轨道、设置于轨道上的偏移装置、驱动电机、以及连接偏移装置和驱动电机的链条，其中
轨道和驱动电机固定于小车上；
偏移装置设置于轨道上；
链条在驱动电机的驱动下带动偏移装置沿轨道行进；
移动吊点设置在偏移装置上。
进一步地，至少一个偏移机构彼此相对独立操作。
进一步地，至少一个偏移机构包括分别设置于小车两侧的一对偏移机构。
进一步地，至少一个偏移机构包括分别设置于小车两侧的两对偏移机构。
进一步地，位于小车同侧的偏移机构共用一个轨道。
本发明的一种起重机防摇方法，包括以下步骤：
步骤一：启动小车机构，小车携带吊具沿小车轨道行进；
步骤二：角度传感器实时检测吊具倾角，并将倾角发送至控制器；
步骤三：控制器根据倾角的变化指示小车机构令小车减速行进；
步骤四：角度传感器继续实时检测吊具倾角，并将倾角发送至控制器，控制器根据倾角的变化控制小车机构使小车继续行进至吊具上方的位置，以实现第一次防摇动作；
步骤五：小车停止行进，启动偏移机构，控制器根据倾角控制偏移机构分别对移动吊点进行反复微调，以完成第二次防摇动作。
由于采用以上技术方案，本发明与现有技术相比具有如下优点：
1.本发明的防摇系统基于SKEW机构的辅助微调，提高了防摇体统的精确度；
2.与传统电子防摇系统相比，本发明以钢丝固定吊点的反复智能微调代替小车的往复运动，提高了驾驶员操作时的舒适度；
3.与传统机械防摇系统相比，本发明结构简单、成本低。
附图说明
图1为依据本发明的起重机防摇系统的示意图；
图2为偏移机构的示意图；
图3a-3d为执行起重机防摇方法的示意图。
附图标记说明：
1控制器，2起升机构，201起升电机，202起升电机变频器，3小车机构，301小车电机，小车电机变频器，4SKEW机构，401轨道，402SKEW装置，403驱动电机，404链条，5角度传感器，6小车，7吊具，801移动吊点，802固定吊点。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为依据本发明的起重机防摇系统的示意图。起重机防摇系统包括控制器1、起升机构2、小车机构3、偏移机构(SKEW机构)4以及角度传感器5。如图所示，起升机构2包括起升电机201，起升电机201通过起升电机变频器202与控制器1通讯连接，用于控制吊具的起升；小车机构3包括小车电机301，小车电机301通过小车电机变频器302与控制器1通讯连接，用于控制小车的行进；SKEW机构4与控制器通讯连接，并且偏移机构4上设置有用于固定起升钢丝的移动吊点(图1未示出)，移动吊点能够相对于小车移动。其中，SKEW机构4的个数可以是多个，优选地，可以是分别设置于小车左、右两侧的一对SKEW机构4。角度传感器5设置于吊具上，用于实时检测吊具的倾角，并将该倾角发送至控制器1，作为控制器1控制防摇作业的依据。控制器1通过向起升机构2和小车机构3发送指令以控制吊具的起升以及小车的行进。SKEW机构可以对小车左右两侧的吊点进行微调，直至吊具不再相对于小车摇摆。
图2为偏移机构的一个实施例的示意图。在该实施例中，位于小车6的左右两侧的一对SKEW机构4分别包括轨道401、设置于轨道401上的偏移装置(SKEW)402、驱动电机403、以及连接SKEW装置402和驱动电机403的链条404。其中，轨道401和驱动电机403固定于小车6上，SKEW装置402设置于轨道401上，链条404可以在驱动电机403的驱动下带动SKEW装置402沿轨道401行进。如图所示，在两个偏移装置402上各自设置有一个移动吊点801。一旦接收到控制器1发送的指令，移动吊点801随偏移装置402沿轨道401移动。由于轨道401固定于小车6上，因此移动吊点801可以相对于小车6移动，从而进行反复的跟钩动作。作为优选地，两个SKEW机构4的动作彼此独立，既可以同步运行，也可以不同步运行。图2所述的实施例中还包括固定于小车6上的一对固定吊点802，该固定吊点802在小车停止后便不参与跟钩动作。
在另一实施例中，可以包括设置于小车6的左右两侧的两对SKEW机构4，四个吊点均为设置在各自的SKEW装置402上的移动吊点，彼此相对独立的进行微调。在这个实施例中，作为优选地，位于同一侧的SKEW装置402可以使用同一轨道。
图3a-3d依次描述了使用图1所示的防摇系统在起重机运输货物时进行的防摇作业。在图3a中，随着小车6被启动，小车6携带着吊具7以及吊具7下方的货物(未示出)沿小车轨道(未示出)行进。在行进过程中，吊具7与小车6产生了一定角度的偏移。在图3b中，小车6收到停止命令，开始减速行进。此时吊具7由于惯性继续向前行进，并随后以小车6为中心进行摇摆。在图3c中，角度传感器5实时检测吊具7的倾角，并将倾角发送至控制器1(未示出)，控制器1根据倾角控制小车机构3使小车6继续行进至吊具上方的位置，以实现第一次防摇动作。在第一次防摇动作之前以及过程中，小车6无需进行反复行进，因此车内的驾驶员不会感到不适。
在第一次防摇动作之后，小车6停止行进，但吊具7还会进行轻微的摇摆。随后在图3d中启动SKEW机构4，控制器1根据倾角控制SKEW机构4分别对固定起升钢丝的吊点进行反复微调，直至吊具7不再相对于小车6摇摆，以完成第二次防摇动作。
本发明提出的辅助防摇方案，基于常规的小车电子防摇系统基础之上，通过辅助调节钢丝绳的固定吊点的位置实现辅助防摇效果，避免了小车微调中的往复动作，提高了操作舒适度，且控制系统简易，安全。
传统电子防摇系统由于小车反复次数有限，调整精度不太理想，即使能够达到理想的精度，也需要附加多种传感设备以及复杂的运算做辅助，从而增加了防摇作业的成本的复杂性。而本发明的另一优点就在于，由于SKEW机构对固定吊点的微调不会影响驾驶员的舒适度，因此无需限制其调整的次数，可以在简单的操作环境下反复调整至理想的精度。
以上实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种起重机防摇系统，其特征在于，包括控制器、起升机构、小车机构、至少一个偏移机构以及角度传感器，其中
所述起升机构包括起升电机，所述起升电机通过起升电机变频器与所述控制器通讯连接，所述起升机构用于控制吊具的起升；
所述小车机构包括小车电机，所述小车电机通过小车电机变频器与所述控制器通讯连接，所述小车机构用于控制小车的行进；
所述偏移机构与所述控制器通讯连接，所述偏移机构位于所述小车的侧面，并且所述偏移机构上设置有用于固定起升钢丝的移动吊点，所述移动吊点能够相对于所述小车移动；
所述角度传感器设置于吊具上，用于实时监测所述吊具的倾角，并将所述倾角发送至所述控制器。
2.根据权利要求1所述的起重机防摇系统，其特征在于，所述偏移机构包括轨道、设置于所述轨道上的偏移装置、驱动电机、以及连接所述偏移装置和所述驱动电机的链条，其中
所述轨道和所述驱动电机固定于所述小车上；
所述偏移装置设置于所述轨道上；
所述链条在所述驱动电机的驱动下带动所述偏移装置沿所述轨道行进；
所述移动吊点设置在所述偏移装置上。
3.根据权利要求1所述的起重机防摇系统，其特征在于，至少一个所述偏移机构彼此相对独立操作。
4.根据权利要求1-3任一项所述的起重机防摇系统，其特征在于，至少一个所述偏移机构包括分别设置于所述小车两侧的一对所述偏移机构。
5.根据权利要求2所述的起重机防摇系统，其特征在于，至少一个所述偏移机构包括分别设置于所述小车两侧的两对所述偏移机构。
6.根据权利要求5所述的起重机防摇系统，其特征在于，位于所述小车同侧的所述偏移机构共用一个所述轨道。
7.一种起重机防摇方法，包括以下步骤：
步骤一：启动小车机构，小车携带吊具沿小车轨道行进；
步骤二：角度传感器实时检测所述吊具的倾角，并将所述倾角发送至控制器；
步骤三：所述控制器根据所述倾角的变化指示所述小车机构令所述小车减速行进；
步骤四：所述角度传感器继续实时检测所述吊具的所述倾角，并将所述倾角发送至所述控制器，所述控制器根据所述倾角的变化控制所述小车机构使所述小车继续行进至所述吊具上方的位置，以实现第一次防摇动作；
步骤五：所述小车停止行进，启动偏移机构，所述控制器根据所述倾角控制所述偏移机构分别对移动吊点进行反复微调，以完成第二次防摇动作。
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