CN107487716A

CN107487716A - 起重机无线控制系统

Info

Publication number: CN107487716A
Application number: CN201710427753.4A
Authority: CN
Inventors: 鲜于永球
Original assignee: DAESAN INOTEC Inc
Current assignee: ()INOTEC; DAESAN INOTEC Inc
Priority date: 2016-06-10
Filing date: 2017-06-08
Publication date: 2017-12-19
Also published as: KR101715351B1

Abstract

本发明涉及起重机无线控制系统及无线控制方法。本发明一实施例的起重机无线控制系统包括：通信部，与用户终端无线连接，用于接收作业人员输入的指令；以及马达驱动信号生成部，基于从通信部所接收的作业人员指令来计算起重机的货物移送轨迹，并生成起重机的马达驱动信号，马达驱动信号生成部利用吊在起重机的货物的当前位置和最终移送位置来自动计算货物移送轨迹。

Description

起重机无线控制系统

技术领域

本发明涉及起重机无线控制系统及无线控制方法，更详细地，涉及通过智能手机、平板电脑等的用户终端以无线方式控制起重机的系统及方法。

背景技术

起重机(hoist)作为在厂库、火车站、模具厂、铸造厂等中用于运输货物或者在工厂中用于分解、组装设备的装置，是指提升重物或者提升并移送到所希望的位置的装置。起重机在利用安装在链条的末端的吊钩(hook)来提升货物后，以沿着横向(左右方向)移动的方式将货物移送到所希望的位置。

起重机通常根据运行方式分别为：作业人员通过直接移动链条来进行操作的手动起重机；使用电动马达来进行操作的电动起重机；以及通过压缩空气来驱动马达的气动起重机。

其中，电动起重机和气动起重机为通过操作开关来控制马达的驱动的所谓的自动起重机，这种自动起重机通常通过与起重机本体有线连接的操作开关来控制起重机的运行。但是，在远离起重机的情况下，无法通过有线操作开关进行控制，因此存在作业人员需要始终待在接近起重机的位置来对有线操作开关进行操作的不便以及减低作业效率的问题。

另一方面，起重机需要如下的多种检测功能，即，为了预先防止破损而需要检测超载或链条过卷等，并且为了寿命管理而需要检测使用次数等。因此，在作业人员的立场上也需要可进一步容易确认并管理这些检测功能的系统。

发明内容

本发明用于解决上述的现有技术问题，其目的在于，提供如下的无线控制系统及方法，即，为了提高起重机作业的效率性，可通过用户终端简单且精确地控制起重机的移动。

并且，本发明的目的在于，提供通过用户终端可简单地管理起重机的系统及方法。

用于达成上述目的的本发明的代表性的结构如下。

本发明一实施例的起重机无线控制系统包括：通信部，与用户终端无线连接，用于接收作业人员输入的指令；以及马达驱动信号生成部，基于从通信部所接收的作业人员指令来计算起重机的货物移送轨迹，并生成起重机的马达驱动信号，马达驱动信号生成部利用吊在起重机的货物的当前位置和最终移送位置来自动计算货物移送轨迹。

根据本发明的一实施例，马达驱动信号生成部可基于根据吊在起重机的货物的荷载而预先设定的最大移送速度、加速度来计算货物移送轨迹。

根据本发明的一实施例，马达驱动信号生成部可利用相对于吊在起重机的货物的当前位置的最终移送位置的相对值来计算货物移送轨迹。

根据本发明的一实施例，马达驱动信号生成部能够以包括加速步骤、匀速步骤及减速步骤的3步骤来计算货物移送轨迹。

根据本发明的一实施例，通信部能够通过蓝牙与用户终端相连接。

本发明一实施例的起重机无线控制系统还可以包括起重机管理部，上述起重机管理部用于检测并记录与吊在起重机的货物的荷载、链条是否过卷、起重机的使用次数相关信息中的至少一个。

根据本发明的一实施例，通信部可向用户终端传输在起重机管理部完成检测并记录的信息，以能够使作业人员进行确认。

根据本发明的一实施例，通信部可通过设置于用户终端的专用应用程序来进行无线信号的收发，并且仅在被赋予专用应用程序访问权限的情况下进行无线信号的收发。

本发明一实施例的起重机无线控制方法包括：接收由用户终端所输入的作业人员指令的步骤；基于所接收的作业人员指令来计算起重机的货物移送轨迹的步骤；以及根据货物移送轨迹来生成马达驱动信号的步骤。其中，在计算货物移送轨迹的步骤中，利用吊在起重机的货物的当前位置和最终移送位置来自动计算货物移送轨迹。

根据本发明，可通过用户终端简单且精密地控制起重机的移动。

并且，根据本发明，通过用户终端检测起重机的过卷、超载、使用次数等，从而容易地管理起重机。

附图说明

图1为简要示出本发明一实施例的通过用户终端来控制起重机的状态的图。

图2为简要示出本发明一实施例的起重机无线控制系统的结构的图。

图3为示出本发明一实施例的由起重机无线控制系统计算出的移送轨迹的一例的图。

附图标记的说明

10：起重机

11：马达及制动器

13：减速器

15：链条

16：链条箱

17：电力控制部

19：有线操作开关

20：用户终端

100：起重机无线控制系统

110：通信部

120：起重机管理部

130：马达驱动信号生成部

140：数据库

150：控制部

具体实施方式

以下，参照如图，以能够使本发明所属技术领域的普通技术人员容易实施的程度对本发明的优选实施例进行详细的说明。

为了明确说明本发明而省略了与说明无关的部分，在说明书全文中，对于相同或类似的结构要素，标注了相同的附图标记。并且，为了说明便利，任意地示出了附图中所示出的各结构的大小等，因此本发明并不限定于所示出的附图。

即，需要理解的是，在不脱离本发明的思想及范围的情况下，在说明书中记载的特定形状、结构及特性可从一实施例变更成另一实施例，并且在不脱离本发明的思想及范围的情况下，也可变更个别结构要素的位置或配置。因此，后述的详细说明并不用于限制本发明，本发明的保护范围包括权利要求书中的权利要求所要保护的范围及与其等同的所有范围。

参照图1，本实施例的起重机10作为电动吊链，可包括马达、制动器11、减速器13、链条15、链条箱16，电力控制部17及有线操纵器19。

起重机10的马达可具有在马达壳体内设置定子(stator)及转子(rotor)的结构。其中，定子固定于马达壳体，转子固定于以能够旋转的方式由轴承支撑的转子轴，转子轴能够以贯通定子的中心部的方式配置。设置于马达的一端的制动器可起到如下的功能，即，在驱动马达前上述制动器抓住转子轴，并在向马达的定子供给电力的情况下，上述制动器解除转子轴。若通过向马达供给电力来驱动马达，则使动力通过减速器13传递至链条15。

减速器13由至少一个驱动抽和与驱动轴相连接的多个齿轮构成，从而可起到调节减速比和扭矩的功能。

链条15可通过减速器接收马达的动力来向下往返移动。在起重机本体的内部进可配置链块，在链块可设置载重轮，当使链条15进行上下往返移动时，上述载重轮可卷绕链条15。在链条15的一端部可设置能够吊住货物的吊钩，在吊钩的上部可设置缓冲器或弹簧。另一方面，配置于起重机本体的外部的链条箱16可起到卷绕并保管链条15的功能。

电力控制部17可起到控制用于驱动马达的电力供给的功能，为了实现这种功能，在本实施例中可设置逆变器。

另一方面，在本实施例中，起重机10可与用户终端20进行无线连接，为此，在电力控制部17可设置近距离无线通信模块。在本实施例中，起重机10可通过蓝牙与用户终端20相连接，为此，电力控制部17的无线通信模块可包括蓝牙低功耗(BLE，Bluetooth lowenergy)芯片。并且，无线通信模块可包括用于处理所接收的信号的解码(decoding)等的微控制器。例如，作为蓝牙低功耗芯片可使用CC2540、CC2541、CSR-1000、CSR-1001等，微控制器可使用Atmega328等。

上述的近距离无线通信模块能够以拆装的方式设置于起重机10，由此，可容易地进行无线通信模块的更换、维护、修理。

有线操纵器19可与电力控制部17有线连接，并起到控制链条15的上下移动及终止等的功能。

如上所述地，在本实施例中，作业人员可利用用户终端20来控制起重机。本实施例的用户终端20作为可与近距离无线通信模块进行通信的数字设备，上述近距离无线通信模块为了使作业人员控制起重机而安装在起重机，在本实施例中，作为用户终端20而使用智能手机、平板电脑等的移动设备。

例如，可通过设置于用户终端20且用于控制起重机的专用应用程序来控制起重机的移送轨迹、速度等，并且还可以确认针对起重机的状态的信息。由此，使作业人员无需跟着起重机移动而进行控制，从而可提高作业的效率性，并且也使起重机的管理简便。并且，仅向所需人员赋予用户终端20的用于控制起重机的应用程序等的访问权限，从而可事先防止因非专业人员或新手启动起重机而产生的安全事故。

另一方面，本发明并不限定于上述的实施例，作为用户终端20还可使用笔记本电脑、个人数字助理等的具有存储装置且装载微处理器而具有计算能力的其它数字设备。并且，在本实施例中，虽然例示了用户终端20通过蓝牙与起重机相连接的例子，当本发明并不限定于此，也可使用其它所公知的无线通信方式。

另一方面，也可通过本实施例的起重机10的设置于电力控制部17的近距离无线通信模块与外部服务器30进行通信。例如，可向服务器30传输起重机10的使用履历、负载、升降等的信息。

图2为简要示出本发明一实施例的起重机无线控制系统的结构的图，以下，参照图2来对起重机无线控制系统及无线控制方法进行具体的说明。

本发明一实施例的起重机无线控制系统100可包括通信部110、起重机管理部120、马达驱动信号生成部130、数据库140及控制部150。本实施例的起重机无线控制系统100可在上述的起重机10的电力控制部17内构成。例如，设置于电力控制部10的逆变器和近距离无线通信模块可构成起重机无线控制系统100。但是，在本实施例中，虽然以起重机无线控制系统100设置于起重机10的电力控制部17内的例子进行了说明，但本发明并不限定于此，起重机无线控制系统100的结构要素或功能中的至少一部分可根据需要包括在起重机10的其他部分或者由外部实现，这对本发明所属技术领域的普通技术人员而言是理所当然的。

首先，本发明一实施例的起重机无线控制系统100的通信部110基本上可起到从用户终端20接收用于控制起重机的信号的功能。为此，通信部110可由前述的近距离无线通信模块形成。并且，通信部110以能够与用户终端20或服务器30进行双向通信的方式构成，从而还可以向用户终端20或服务器30提供用于管理起重机的信息。

本发明一实施例的起重机管理部120可起到检测并管理起重机的使用履历至当前状态的功能。

例如，起重机管理部120可对使用次数进行计数等记录使用履历，并且可通过检测负载来判断超载与否，除此之外，可检测与起重机10的其它功能或结构要素相关的信息，并对这些信息进行管理。为此，起重机管理部120可与用于检测货物的荷载的装置(例如，称重传感器或载荷限制器)、用于检测过卷的装置(例如，限位开关)、用于对使用次数进行计数的装置等相连接。

在起重机管理部120完成检测并记录的信息可通过通信部110传输至用户终端20或服务器30。例如，在因超载或过卷而存在破损可能性的情况下可通过后述的马达驱动信号生成部130来切断供给到马达的电力或者通过运行制动器来终止起重机10的运行，除此之外，可通过用户终端20等向作业人员发送警告或警报。由此，作业人员可通过用户终端20或与服务器30相连接的外部显示装置来实时确认起重机的状态，尤其，相对当前正在运行的起重机，在产生超载、过卷等状态的情况下，可立即进行确认及采取措施。

然后，本发明一实施例的马达驱动信号生成部130起到根据通过通信部110接收的用户的控制信号(指令)来生成用于驱动马达的信号的功能。

具体地，作业人员即可通过用户终端20来直接控制起重机10的运行、终止或上下移动，又可通过设定吊在起重机10的货物的移动速度、高度等来控制起重机10进行自动运行。

本实施例的起重机10的自动控制能够以点对点(point to point，PTP)方式进行。具体地，能够以如下的方式进行，即，在链条的吊钩吊住货物后，若用户指定所要移送的地点，则自动生成移送轨迹来进行移送。

图3为示出本发明一实施例的由起重机无线控制系统计算的移送轨迹的一例的图，具体是随着时间的经过示出货物的位置(l)、移送速度及移送加速度的曲线图。

参照图3，在本实施例中，通过起重机的货物的移送可由加速步骤、匀速步骤、减速步骤构成。即，可由时间t为0～t_b之间的加速步骤、时间t为t_b～(t_f-t_b)之间的匀速步骤、时间t为(t_f-t_b)～t_f之间的减速步骤形成。在本实施例中，加速步骤和减速步骤能够以加速度相同的方式设定，并且各步骤中的加速度能够以其的大小相同且方向相反的方式设定。

如图3所示，在货物的移送由包括加速步骤、匀速步骤及减速步骤的3步骤形成的情况下，可如下地示出各步骤中的货物的位置。

数学式1：

在上述数学式1中，l₀和l_f分别为移送前、移送后的货物的位置(高度)、t_b为进行加速的时间、t_f为整个移送时间。并且，为匀速步骤中的速度，即最大移送速度，为加速步骤和减速步骤中的加速度的大小。

其中，用于区分加速步骤、匀速步骤及减速步骤的时间t_b和t_f、和最大移送速度或加速度的大小可根据货物的荷载预先设定。例如，在货物的荷载大的情况下，为了安全性，可较大地设定整个移送时间t_f，相反地，最大移送速度和加速度的大小可较少地设定。

移送前的货物的位置(高度)l₀可通过起重机管理部120来确认。并且，作为移送后的目标的货物的位置(高度)l_f可在使作业人员考虑货物的大小等通过用户终端来输入，上述位置l_f还能够以针对当前货物的位置的相对值输入。例如，将移送前的货物的位置l₀设定为0，并使作业人员将相对当前货物的位置而将移送后的相对位置设定成l_f。

如上所述地，在马达驱动信号生成部130中通过预先设定的速度、加速度等的值和作业人员通过用户终端输入的移送位置来自动计算货物的移送轨迹，由此，可生成马达的驱动信号。由此，对作业人员而言，只需通过用户终端来设定货物的移送位置，从而即可进行便利的操作，又可精密地控制起重机的移送。并且，通过考虑荷载等来计算移送轨迹，由此可预先防止安全事故。

以上，虽然整个移送时间、最大移送速度及加速度以根据荷载预先设定方式进行了说明，但也可使作业人员在通过用户终端发出移送指令时可直接进行设定。并且，虽然在图3中例示了起重机的移送由包括等加速、匀速及等减速的3步骤形成的例子，但其也可由本发明所属技术领域的普通技术人员变更成多种方式。

另一方面，在通过起重机管理部120检测到超载、过卷等的情况下，马达驱动信号生成部130还可生成用于终止马达的驱动的信号。

在本发明一实施例的数据库140中可存储用于控制起重机的基本信息。例如，在数据库140可存储根据荷载的移送时间、最大移送速度、加速度的设定值、成为判断超载的基准的标准荷载、起重机的寿命(推荐运行次数)等。

在本实施例中，虽然示出了数据库140设置于起重机无线控制系统100，但根据实施本发明的技术人员的需要还可与起重机无线控制系统100独立地构成上述数据库140。例如，数据库140还可以设置于图1中示出的服务器30。

另一方面，本发明中的数据库140作为包括计算机可读记录介质的概念，不仅是狭义的数据库，也可以是包括基于文件系统的数据记录等的广义的数据库，只要是可通过检索单纯的对数集合来提取数据，则可作为本发明中的数据库140使用。

最后，本发明一实施例的控制部150起到控制通信部110、起重机管理部120、马达驱动信号生成部130及数据库140之间的数据流的功能。即，控制部150可控制来源于外部的数据流或起重机无线控制系统100的各结构要素之间的数据流，从而使通信部110、起重机管理部120、马达驱动信号生成部130及数据库140起到各个固有的功能。

以上，通过具体的结构要素等的特定事项和被限定的实施例及附图来对本发明进行了说明，但这些仅用于进一步前面了解本发明而提供，上述实施例并不用于限制本发明，本发明所属技术领域的普通技术人员可通过这些记载事项多种修改及变形。

例如，在本实施例中，虽然主要对控制起重机的上下移动的情况进行了说明，但是起重机的横向运动(水平方向运动)也能够以相同的方式，通过用户终端来进行控制。

因此，本发明的思想并不限定于所述的上述实施例，本发明的思想的范畴不仅包括后述的发明要求保护范围，还包括与该发明要求保护范围的等同或等价的所有变形。

Claims

1.一种起重机无线控制系统，以无线方式控制起重机，所述起重机无线控制系统的特征在于，

包括：

通信部，与用户终端无线连接，用于接收作业人员输入的指令；以及

马达驱动信号生成部，基于从所述通信部所接收的作业人员指令来计算起重机的货物移送轨迹，并生成起重机的马达驱动信号，

所述通信部包括以能够拆装的方式设置于起重机的近距离无线通信模块，

所述马达驱动信号生成部利用吊在起重机的货物的当前位置和最终移送位置来自动计算货物移送轨迹，并基于根据吊在起重机的货物的荷载而预先设定的最大移送速度、加速度来计算货物移送轨迹，并且根据下述数学式以包括加速步骤、匀速步骤以及减速步骤的3步骤计算货物移送轨迹：

数学式：

在所述数学式中，l₀和l_f分别为货物的当前位置和最终移送位置，t_b为进行加速的时间，t_f为整个移送时间，为最大移送速度，为加速步骤和减速步骤中的加速度的大小。

2.根据权利要求1所述的起重机无线控制系统，其特征在于，所述马达驱动信号生成部利用相对于吊在起重机的货物的当前位置的最终移送位置的相对值来计算货物移送轨迹。

3.根据权利要求1所述的起重机无线控制系统，其特征在于，所述通信部通过蓝牙与所述用户终端相连接。

4.根据权利要求1所述的起重机无线控制系统，其特征在于，还包括起重机管理部，用于检测并记录与吊在起重机的货物的荷载、链条是否过卷、起重机的使用次数相关信息中的至少一个。

5.根据权利要求4所述的起重机无线控制系统，其特征在于，所述通信部向用户终端传输在所述起重机管理部完成检测并记录的信息，以能够使作业人员进行确认。

6.根据权利要求1所述的起重机无线控制系统，其特征在于，所述通信部通过设置于所述用户终端的专用应用程序来进行无线信号的收发，并且仅在被赋予所述专用应用程序访问权限的情况下进行无线信号的收发。