CN108137291A - 载荷控制设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于控制悬吊的载荷的移动的载荷控制设备和方法。载荷控制设备包括：基座，其用于附接到载荷或形成载荷的一部分；支撑元件，其枢转地固定到所述基座并从所述基座延伸，用于接纳和/或连接到起重线；以及致动装置，其在相应的位置处连接到所述支撑元件和所述基座，所述相应的位置与所述支撑元件和所述基座之间的枢转连接部间隔开，使得在使用时所述致动装置的致动引起所述基座相对于所述支撑元件枢转。

Description

载荷控制设备
本发明涉及一种用于控制悬吊的载荷的移动的设备。更具体地但非排他地，本发明涉及一种用于减小或消除悬吊的载荷(特别是由吊机悬吊的载荷中)的摆动移动的设备。
背景
通常需要吊机和其他起重设备来将载荷从一个位置移动到另一个位置。在离岸行业中，例如，吊机通常用于在船舶和岸之间、或者从船舶到船舶或从船舶到海运输载荷。
当通过吊机或其他起重设备运输载荷时，如果悬吊的载荷开始以钟摆型运动方式摆动，就可能会出现问题。吊机载荷的摆动可以由几个因素引起。由于吊机顶端和悬吊的载荷之间的初始速度差异，吊机顶端本身的移动可能会引起摆动。此外，对于位于离岸平台或船上的吊机，平台或船的波浪运动可能引起悬吊的载荷摆动。作用在吊机顶端的风或载荷本身也可能引起悬吊载荷的摆动。在一些情况下，钟摆动作也可能变成能量增加的共振。
摆动的载荷可能难以控制，并且在将载荷安全地降落到其期望的位置之前，吊机操作员通常可能不得不等待摆动自然地减小。或者，起重操作可能不得不延迟到规定的海况条件。这通常是一个非常耗时因此成本高昂的过程。此外，在一些环境中，摇摆的载荷也可能成为健康和安全问题。
对于定位在浮动的平台(例如船)上的吊机，连续的波浪运动可能会进一步增添减小摆动的载荷的运动的问题。在没有充分地稳定载荷的能力的情况下，可能难以将载荷以要求的精度降落在正确的位置。
GB2380182中描述的一种已知系统是具有可在缩回位置和延伸位置之间移动的可伸缩稳定器的载荷处理装置。在缩回位置，载荷可相对于装置自由移动，并且在伸出位置，稳定器接触载荷以限制或控制载荷的枢转移动。
GB2336355中描述的另一种已知的系统包括可在起重缆索上延伸的稳定框架。稳定框架在起重期间在起重缆索上或附近延伸，以使稳定系统的重心保持相对于起重缆索沿着相同的竖直轴线。这有助于控制载荷的移动，这是因为在起重期间，由于稳定系统的重心移置到一侧，没有明显的横向力作用在载荷上。
在GB1150695、US4883184、GB2355705和US7150366中描述了其他载荷处理系统。
虽然一些已知的设备在一定程度上控制了载荷的摇摆(钟摆效应)，但当载荷受到诸如波浪运动和风的外部因素的作用时，存在特别的问题(如上所述)。在波涛汹涌的海上操作吊机时，这些问题更为突出。
上面的许多装置包括减震器/阻尼器。阻尼器是一种消耗能量的无源器件。在粘滞阻尼器的情况下，阻尼力与速度有关。
本发明的目的在于提供解决上述问题中的一个或更多个的设备。本发明的目的还在于提供一种载荷控制设备，其能够主动响应载荷的移动并且减轻由更极端的环境引起的钟摆式运动的影响。本发明的目的还在于提供一种载荷控制设备，其可以与现有起重装置一起使用而不影响起重装置的认证(最大操作载荷)。本发明的目的还在于提供一种载荷控制设备，其能够响应悬吊的载荷的移动并且施加力以对抗悬吊的载荷的移动。
公开的简要概述
根据本发明的第一方面，提供了一种用于控制悬吊的载荷的移动的载荷控制设备，所述设备包括：基座，其用于附接到载荷或形成载荷的一部分；支撑元件，其枢转地连接和/或常平地连接(gimballed)和/或固定到基座并从基座延伸，以接纳和/或连接到起重线；以及致动装置，其在相应的位置处连接到所述支撑元件和所述基座，所述相应的位置与枢转连接部间隔开，使得在使用时所述致动装置的致动引起所述基座相对于所述支撑元件枢转。
因此，本发明提供了一种设备，该设备可以被构造成例如通过主动地抵消悬吊的载荷的摆动运动来提供对悬吊的载荷的移动的主动控制。
支撑元件可以包括用于连接到起重线的连接装置。设备可以被配置为使得载荷的重量经由基座和支撑元件传递到起重线，例如由此该设备可以包括或提供用于与起重设备连接的起重框架。这使得该设备能够形成载荷的一部分，这不影响起重装置的认证。替代地，起重线可以直接连接到基座或载荷，在这种情况下，支撑元件可以接纳起重线，例如起重线的可以延伸穿过支撑元件以与基座或载荷连接的部分。
支撑元件可以包括长形构件，柱或梁。支撑元件可以枢转地连接和/或常平地连接和/或固定到基座的中心部分，例如在支撑元件的端部之一(例如第一端)处或在支撑元件的端部之一(例如第一端)附近。支撑元件可以包括在支撑元件的一个端部(例如支撑元件的端部中的另一个或第二端)处或在支撑元件的一个端部(例如支撑元件的端部中的另一个或第二端)附近的连接装置。替代地，支撑元件或柱或梁被构造成在使用时接纳所述起重线的连接到所述基座或所述载荷的部分。例如，支撑元件可以包括管状柱，起重线可以延伸穿过该管状柱并连接到基座或载荷。
致动装置可以在第一端和第二端之间或者在第二端处或在第二端附近连接到支撑元件。致动装置可以连接到基座的外围部分或周边部分。
在实施方案中，设备或致动装置包括致动器，例如一个或两个或更多个致动器。至少一个或每个致动装置可以在第一端和第二端之间或者在第二端处或在第二端附近连接到支撑元件。额外地或替代地，至少一个或每个致动器可以连接到基座的不同的外围部分或周边部分。所述设备可以被配置成使得在使用时两个或更多个致动器中的每个的致动会引起基座相对于柱沿不同的方向和/或围绕不同的轴线枢转。致动器或致动器中的至少两个可以互相成角度地从支撑元件延伸。适当地，它们互相成直角或大致直角(例如正交)地从支撑元件延伸。替代地，它们可以互相成倾斜角度(例如锐角或钝角或优角或斜角)地从支撑元件延伸。在实施方案中，致动器或致动器中的至少两个沿相应的方向从支撑元件径向地延伸，所述相应的方向互相成这样的角度地延伸。
如本文所使用的，术语致动器或致动用于用以移动另一构件的部件。即，致动器主动施加力以移置构件。
支撑元件和基座之间的枢转连接部或固定结构可以允许支撑元件相对于基座围绕两个或更多个轴线枢转。额外地或替代地，基座和支撑元件之间的枢转连接部或固定结构可以包括万向接头或平衡架单元。
所述设备可以包括控制装置，该控制装置是可操作的，以例如响应于悬吊的载荷的移动来控制致动装置或至少一个或每个致动器的致动。控制装置可以包括算法，该算法被配置成检测或预测载荷的摆动运动，并且例如响应于载荷的摆动运动来控制致动装置或者一个或者至少一个或者每个致动器的致动和/或防止或抑制这种摆动运动。控制装置可以包括控制系统或一个或更多个控制器或这种系统的模块或这种控制器中的一个或这种控制器的组合。
所述设备可以包括感测装置，感测装置可以操作性地连接到控制装置。感测装置可以被配置为感测基座、支撑元件、降落平台和/或在使用时与载荷控制设备连接的起重设备中的任何两个或更多个之间的相对移动或运动。所述设备或感测装置是可操作的或配置成将运动数据或感测的相对移动传递到控制装置。感测装置可以包括与基座、支撑元件、降落平台和/或起重设备中的至少一个或每个或任意组合相关联(例如安装到或固定到)的一个或更多个传感器。本领域技术人员应该理解，可以使用若干个传感器的组合来检测或预测载荷的摆动运动。
基座可以包括中心部分，例如支撑元件可以枢转地连接到和/或固定到该中心部分。基座可以包括外围部分或周边部分，例如致动装置或至少一个或每个致动器可以连接到该外围部分或周边部分。该中心部分例如通过一个或更多个，适当地两个或更多个，更适当地至少三个径向元件或辐条适当地固定或连接到该外围部分或周边部分或与该外围部分或周边部分成一体。在实施方案中，基座是平面的和/或包括板，例如底板。应该理解，当基座包括板时，板可以包括任何合适的厚度，但是仅需要包括适合于所涉及的载荷的厚度和/或构造，例如箱形部分或框架组件。还应该理解，在基座形成载荷的一部分的情况下，也就是说，支撑元件和致动装置直接连接到载荷，载荷的形成基座的部分可以包括容器或壳体的壁或实心元件或构件(例如混凝土块或类似物)的一部分。
在实施方案中，致动装置(例如至少一个或每个致动器)枢转地连接到支撑元件和/或基座中的一个或每个。基座可以包括一个或更多个枢转连接部或连接件，例如一对或更多对直立支架，每个直立支架可以包括孔，例如相对孔(an opposed hole)，用于接纳销以接合致动器的端部。类似地，支撑元件可以包括一个或更多个枢转连接部或连接件，例如一个或更多个直立支架，每个直立支架可以包括孔，例如相对孔，用于接纳销以接合致动器的端部。
致动装置，例如至少一个或每个致动器，可以包括液压致动器或气动致动器或机电致动器。至少一个或每个致动器可包括缸体和/或可在缸体内和/或沿缸体移动的活塞。至少一个或每个致动器可以包括杆，其可以连接到活塞，例如在杆的端部(可以是其第一端)处，和/或该杆可以从缸体的端部(例如缸体的第一端和/或开口端)延伸。至少一个或每个致动器可以在其一个端部或每个端部处包括枢转连接部或连接件。所述缸体或每个缸体可以在其端部处(例如第二端和/或封闭端)包括枢转连接部或连接件。所述杆或每个杆可以端部(可以是杆的第二端)处包括枢转连接部或连接件。
替代地，致动装置可以包括电动机等，其通过活塞、杆、链条等向支撑元件提供扭矩。
枢转连接部或连接件中的至少一个可以包括衬套或轴承，所述衬套或轴承具有穿过其中的孔或轴或销。
支撑元件可以包括一个或更多个起重孔，用于接纳附接到起重线的起重元件或用于接纳起重线的一部分。基座可以包括用于将基座附接到载荷的一个或更多个附接特征。
所述设备可以包括罗盘或罗盘航向装置，例如用于确定设备相对于降落平台的定向。
根据本发明的第二个方面，提供了控制载荷的移动的方法，例如利用以上描述的设备。所述方法可以包括经由致动装置在支撑元件和基座之间施加枢转力，以对抗或抑制悬吊的载荷的移动和/或阻止或抑制检测到的或预期的摆动运动或移动。
本发明的另一方面提供了一种计算机程序元件，该计算机程序元件包括计算机可读程序代码装置，用于使处理器执行程序来实现上述方法。本发明的另一方面提供体现在计算机可读介质上的计算机程序元件。
本发明的另一方面提供了计算机可读介质，计算机可读介质在其上存储有程序，其中程序被设置成使计算机执行程序以实现上述方法。
本发明的另一方面提供了一种包括上述计算机程序单元或计算机可读介质的控制装置或控制系统或控制器。
为了本公开的目的，尽管有上述内容，但应理解，本文描述的任何控制器、控制单元和/或控制模块均可以包括具有一个或更多个电子处理器的控制单元或计算装置。控制器可以包括单个控制单元或电子控制器，或者替代地，系统或设备的不同控制功能可以体现在或托管(hosted)在不同的控制单元或控制器或控制模块中。如本文所使用的，术语“控制单元”和“控制器”将被理解为既包括单个控制单元或控制器也包括共同操作以提供所需控制功能的多个控制单元或控制器。可以提供一组指令，所述指令在被执行时引起所述控制器或控制单元或控制模块实施本文描述的控制技术(包括本文描述的方法)。该组指令可以被嵌入到一个或更多个电子处理器中，或者替代地可以被提供为由一个或更多个电子处理器执行的软件。例如，第一控制器可以以在一个或更多个电子处理器上运行的软件来实现，并且一个或更多个其他控制器也可以以在一个或更多个电子处理器(可选地与第一控制器相同的一个或更多个处理器)上运行的软件来实现。然而，应该理解，其他设置也是有用的，因此，本发明不限于任何特定的设置。在任何情况下，本文描述的该组指令可以被嵌入在计算机可读存储介质(例如非暂时性存储介质)中，该计算机可读存储介质可以包括用于以机器或电子处理器/计算装置可读的形式存储信息的任何机构，包括但不限于：磁存储介质(例如软盘)；光存储介质(例如，CD-ROM)；磁光存储介质；只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；可擦写可编程存储器(例如，EPROM和EEPROM)；闪存；或用于存储这样的信息/指令的电的或其他类型的介质。
为了避免疑问，本文所描述的任何特征同样适用于本发明的任何方面。例如，所述设备可以包括与其相关的方法的任何一个或更多个特征，反之亦然。
本发明的另一个方面提供了一种计算机程序元件，其包括和/或描述和/或限定用于三维打印装置或打印机或增材制造工具或装置的三维设计，所述三维设计包括上述设备的实施方案的一个或更多个部件。
在本申请的范围内，明确的意图是，在前述段落、权利要求和/或以下描述和附图中所阐述的各个方面、实施方案、示例和可选方案，并且特别地其各自的特征可以被单独地采用或以任意的组合采用。也就是说，所有实施方案和/或任何实施方案的特征可以以任何方式和/或组合进行组合，除非这些特征不兼容。为了避免疑义，在此使用的术语“可以”、“和/或”、“例如”和任何类似的术语应该被解释为非限制性的，使得如此描述的任何特征不一定存在。实际上，在不脱离本发明的范围的情况下，明确地设想可选特征的任何组合，无论这些特征是否明确要求保护。申请人保留更改任何原始提交的权利要求或相应提交任何新的权利要求的权利，包括修改任何原始提交的权利要求以从属于和/或包含任何其他权利要求的任何特征的权利，尽管所述特征并未以这种方式原始地要求权利。
附图简述
现在将仅通过示例的方式参考附图描述实施方案，在附图中：
图1示出了根据一个实施方案的当被定位在吊机上时的载荷控制设备；
图2是图1的载荷控制设备处于中立位置时的从近处看的透视图；
图3是图2的载荷控制设备的俯视图；
图4和5是图2和图3的载荷控制设备的侧视图；
图6是图1的载荷控制设备当在单个平面中倾斜时的透视图；
图7是图6的载荷控制设备的侧视图；
图8是图1的载荷控制设备当在两个平面中倾斜时的透视图；
图9是图8的载荷控制设备的侧视图；以及
图10和11是示出作用在起重线和载荷上的力的示意图。
详细描述
现在参考附图，图1示出了与吊机组件102一起使用的载荷控制设备100。这里示出载荷控制设备与塔式吊机(或平衡吊机)系统一起使用。应该理解，载荷控制设备也可以与许多其他类型的吊机或起重设备(例如伸缩式吊机、安装在卡车上的吊机、高架吊机、A型框架)一起使用。
起重控制设备100(例如经由起重线端部处的钩)附接到吊机组件102的起重线(lift line)104。起重载荷106附接到起重控制设备100并且悬吊在起重控制设备100上。
图2至5更详细地示出了起重控制设备100的一个示例。
起重控制设备100包括可连接载荷106的基座108。适当地，载荷106连接到基座108，其中基座108的底表面接触载荷106的表面。在连接时，如图1所示，基座108的底表面适当地与载荷106的表面齐平。以这种方式，施加到基座108的任何力可以被直接传递到载荷。
在该示例中，基座108包括大致圆形的板，所述板具有圆形中心部分和通过四个径向辐条连接到中心部分的环形周边部分。基座108由钢形成，但是其他合适的材料可以包括例如基于铝、铬和/或镍的合金、钛复合材料或基于碳纤维的材料或任何其他合适的材料。适当地，基座是未加劲的(unstiffened)，即，基座应当具有足够大的劲度以将由致动器引起的力传递到载荷，而不会发生基座显著弯曲，基座显著弯曲可能导致设备过度磨损。
支撑元件110(例如柱或梁)枢转地固定到基座108并从基座108延伸。在该示例中，支撑元件110呈大致圆柱形的柱的形式，并且由钢形成，但是也可以使用其他材料。例如，支撑元件可以由基于铝、铬和/或镍的合金、钛复合材料或基于碳纤维的材料或任何其他合适的材料形成。支撑元件被示出与基座成大致垂直的角度。
支撑元件110的第一下端枢转地固定到基座108的中心。支撑元件110的第二上端包括具有通孔(或起重孔)的呈一对直立支架116形式的连接装置，起重线104或起重钩可以插入并连接到所述通孔中。起重控制设备100因此被配置成使得载荷106的重量经由基座108和支撑元件110被传递到起重线104。
在该实施方案中，支撑元件110通过连接部连接到基座108，该连接部允许支撑元件110相对于基座108在穿过与基座108正交的中心轴线Z的所有平面中倾斜。也就是说，支撑元件110可以围绕其第一端相对于基座108在所有方向上枢转，但是支撑元件不能相对于基座旋转。以这种方式，枢转连接部允许支撑元件110相对于基座108围绕两个或更多个轴线枢转。
在该示例中，枢转连接部呈具有两个旋转轴线的平衡架单元(gimbalunit)114的形式，以允许支撑元件110相对于基座108在穿过与基座108正交的中心轴线Z的所有平面中倾斜。当然，其他万向接头或联接件或一系列联接件可以提供该枢转连接部。
一对致动器112中的每个在与平衡架单元114间隔开的相应位置处连接到支撑元件110和基座108。在此示例中，致动器112是液压柱塞，每个液压柱塞包括一个缸体和一个活塞杆。适当地，将液压柱塞112定位成使缸体处于最靠近基座108的端部处。这具有这样的优点：重量可以更好地分布在设备上，其中重心更靠近基座。
每个致动器112将支撑元件110的上端连接到基座108的不同(外围)位置。以这种方式，在使用时，每个致动器的致动会引起基座108相对于柱沿不同的方向和/或围绕不同的轴线枢转。在该示例中，两个致动器112沿互相正交的径向方向从支撑元件110的上端延伸到基座108，如在图3中可以最清楚地可见的。
致动器112经由枢转接头118枢转地连接到基座108和支撑元件110中的每个，以允许致动器112相对于基座108和支撑元件110倾斜。每个枢转接头118包括具有相对的孔的一对间隔开的支架，每个孔接纳与致动器112的孔、衬套或轴承接合的销120。应该理解，致动器112的孔、衬套或轴承应构造成允许基座相对于支撑元件沿所有方向发生至少一些倾斜(参见例如图9)。替代地，致动器112可以经由万向接头在一个或两个端部处被连接，这将允许支撑元件110相对于基座108沿所有方向更自由地枢转。
控制单元或控制装置可以安装在设备上，以响应载荷的移动来控制致动器。控制单元可以包括用于感测载荷的移动的一个或更多个传感器。动力源单元可以安装到设备上并且将动力供应到控制单元和/或将加压液压流体供应到致动器112。替代地，例如，控制单元和/或动力源可以安装在起重装置上，或者安装在起重设备所在的船舶的地面或甲板上。在一些实施方案中，致动器112可以是机电驱动的，例如使得可以使用单个电的动力源来为控制单元和致动器二者供能。在一些实施方案中，载荷可以是能够向控制单元和致动器供能的带动力的载荷。因此，当使用带动力的载荷时，可能不需要额外的动力源单元。
在使用时，起重载荷106可以经由一个或更多个附接特征附接到基座108。附接特征可以包括一个或更多个紧固件，例如螺栓和/或钩、框架、钩环和/或线中的任何一个或更多个。
图6和7示出了起重控制设备100，其中，一个致动器112b从中立位置延伸。在该示例中，致动器112b处于伸出位置并且比处于中立位置的致动器112a长。因此基座108相对于支撑元件110在单个平面中倾斜。应该理解，通过相对于其中立位置收缩致动器112b可以实现基座108沿相反方向的类似倾斜。
图8和9示出了起重控制设备100，其中，两个致动器112都从中立位置延伸。在该示例中，与中立位置相比，两个致动器112a、112b都延伸。因此基座108相对于支撑元件110在两个平面中倾斜。同样，应该理解，通过相对于其中立位置收缩致动器112a、112b可以实现基座108沿相反方向的类似倾斜。
在使用时，致动器112的致动引起基座108相对于支撑元件110(和起重线104)枢转。换言之，致动器112可以延伸和缩回以向支撑元件110和基座108施加力。当致动器延伸或缩回时，起重线104通过在连接部分116处施加到支撑元件110的力而偏转，由此抵抗起重载荷106的任何运动。换言之，施加的力起到对抗起重载荷106的惯性的作用，从而减小载荷106的任何摆动运动。
适当地，由致动器112施加的力远小于起重载荷，并且不形成主载荷路径的一部分。这降低了载荷106被致动器112引向与初始运动相反的方向的可能性，并且防止载荷控制设备引起另外的不期望的摇晃运动。
例如，在起重载荷106期间，载荷106可能开始以钟摆式运动的方式摇晃。控制器可以监控载荷106的移动，并且可以响应于载荷106的移动操作致动器112。致动器112中的一个或更多个可以延伸或缩回以向支撑元件110和基座108施加枢转力。这个力对抗载荷106的惯性，并因此起到减速和减小载荷的移动的作用。
在图10和11中更清楚地示出了此操作，图10和11示出了致动器112施加的力的简化的二维形式。
图10示出当载荷106在页面上沿顺时针方向摇晃(速度VCW)时致动器112所施加的力。当载荷106沿顺时针方向摇晃时，致动器112从其中立位置延伸。致动器112因此向起重线104施加力F1，由此如图所示使起重线向左侧偏转。即，致动器沿载荷106的移动方向偏转起重线。因此反向力F2被施加到载荷以对抗顺时针摇晃VCW，由此使载荷106减速，如AACW所示。
图11示出当载荷106在页面上沿逆时针方向摇晃(速度VACW)时致动器112所施加的力。当载荷106沿逆时针方向摇晃时，致动器112从其中立位置收缩。致动器112因此向起重线104施加力F3，由此如图所示使起重线向右侧偏转。因而，致动器沿载荷106的移动方向偏转起重线。因此反向力F4被施加到载荷以对抗逆时针摇晃VACW，由此使载荷106减速，如ACW所示。
如图10和11所示，致动器112可以由控制单元连续地控制以延伸和收缩，从而对抗载荷106的移动。当然，当使用两个或更多个致动器112时，可以通过根据需要延伸和/或收缩相关致动器112而沿所有方向控制载荷106的摇晃移动。
当载荷106降落到相对于起重设备不移动的平台上(例如，将载荷从陆地上的一个位置移动到陆地上的另一个位置时)，载荷控制设备100可以被设定成减小载荷106相对于起重设备的任何移动，使得当载荷处于其降落位置时，载荷相对于起重设备的相对移动非常小或没有相对移动。
然而，当降落在相对于起重设备移动的平台上时(例如，当吊机102位于陆地上时，将载荷从陆地移动到船舶上的甲板)，还应该考虑降落平台或甲板相对于载荷的相对移动。例如，操作性地连接到起重设备上的控制装置的感测装置可以被定位在降落平台上，以感测降落平台的运动。该额外的感测装置然后可以将运动数据传递到起重装置上的控制装置。起重设备上的控制装置然后可利用位移、速度和加速度的相对值来确定如何控制致动器以相对于降落平台的移动合适地影响载荷的移动。
载荷控制设备100可以与任何现有的吊机102或起重设备102一起使用，因为它可以直接附接到吊机钩或起重线104。这具有额外的优点：设备不会影响吊机102的载荷认证，因为吊机102本身不需要任何修改。
该载荷控制设备也比已知的阻尼系统轻得多，通常可以重约70kg，但是当然，设备的实际重量取决于起重载荷的要求。这意味着使用载荷控制设备不会显著影响起重装置可承受的载荷质量。
在一些实施方案中，起重控制设备100还可以包括安装在起重控制设备本身和/或降落平台上的至少一个罗盘或罗盘航向装置(compassheading)，以确定载荷相对于降落平台的相对定向并允许起重载荷围绕起重线轴线旋转。
在上述实施方案的替代装置中，支撑元件可以包括管状柱或其他空心柱结构。起重设备的起重线于是可以延伸穿过管状柱并且直接附接到起重载荷。这样，当起重线连接到载荷(例如经由钩)时，管状柱可以支承起重线的被接纳在管状柱中的部分。因此，起重线的被接纳在管状柱中的部分在效果上成为刚性柱结构的一部分，并且设备可以以与上述实施方案类似的方式起作用。
在上述实施方案的替代装置中，基座可以形成载荷的一部分。也就是说，基座可以集成到载荷本身。该基座可以是与上述具有板的基座类似的基座，或者该基座可以简单地包括载荷的与支撑元件和致动器连接的或可以连接的部分。
虽然已经描述了以上的实施方案具有两个致动器112，但是应该理解，可以使用一个、三个、四个或更多个致动器112。适当地，载荷控制设备100包括至少两个致动器，以允许支撑元件110相对于基座108在所有平面内倾斜。当然，也可以使用三个或四个致动器并且它们可以一起工作来影响载荷的移动。
例如，四个致动器112可围绕支撑元件110和基座108的外围部分等距地间隔开。在该示例中，当一个致动器112延伸时，相对的致动器将收缩。这种布置对于特别重的载荷可能是有利的，因为两个致动器可以一起作用来将力施加到起重线并且影响载荷的移动。
尽管致动器在上文中已经被描述为互相正交地从支撑元件延伸，但是应该理解，其他角度也是可能的。例如，致动器可以仅互相近似正交地从支撑元件延伸，或者可以互相成任何其他合适的角度地从支撑元件延伸。
应该理解，致动器112不一定在基座108和支撑元件110的第二端之间延伸。替代地，致动器112可以在支撑元件110的两端之间的位置和基座106之间延伸，该位置可以邻近该第二端。替代地，致动器112可以通过延伸超过支撑元件的第二端的支架连接到支撑元件110。以这种方式，致动器112仍然可以操作以在支撑元件110上施加力并偏转起重线，从而减小载荷106的移动。
虽然致动器在上面被描述为液压柱塞，但是也可以使用其他致动器，例如气动或机电致动器。尽管上述的支撑元件是大致圆柱形的柱，但是其他合适的支撑元件可以呈例如具有任何合适形状的杆、支柱、撑杆、梁或棒的形式。
利用本发明，载荷的重心逆着摇晃的载荷的摆动移动被改变。因此，负功(负角动量)被添加到系统。当载荷摇晃时，制动器逆着摇晃方向改变质量中心，从而减小角动量。
利用本发明，提供了一种载荷控制设备，其能够主动地响应载荷的移动并且减轻摇晃运动的影响。此外，该设备可以响应悬吊的载荷的移动并且施加对抗载荷的移动的力。
此外，与先前已知的起重设备所允许的条件相比，所述载荷控制设备可允许起重设备在更恶劣的海况下工作。
在本说明书的整个描述和权利要求中，词语“包括”和“包含”以及其变型意指“包括但不限于”，并且其不意图(并且不)排除其他部分、添加物、组成部分、整体或步骤。在本说明书的整个描述和权利要求中，单数涵盖复数，除非上下文另有要求。特别地，在使用不定冠词的情况下，本说明书应理解为考虑复数以及单数，除非上下文另有要求。
结合本发明的特定方面、实施方案或示例描述的特征、整体、特性、化合物、化学部分或组应被理解为可适用于本文描述的任何其他方面、实施方案或示例，除非与其不相容。在本说明书(包括任何所附的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征和/或如此公开的任何方法或工艺的所有步骤可以在任何组合中被组合，除了其中这类特征和/或步骤中的至少某些是相互地排他的组合之外。本发明不限于任何前述的实施方案的细节。本发明扩展至在本说明书(包括任何所附的权利要求、摘要和附图)中公开的特征中的任何新颖的特征或任何新颖的组合，或扩展至如此公开的任何方法或工艺的步骤中的任何新颖的步骤或任何新颖的组合。
阅读者的注意力被指向与本说明书与本申请有关的与本说明书同时地或在本说明书之前被提交的并且与本说明书一起向公众开放的所有的论文和文献，并且所有的这类论文和文献的内容通过引用并入本文。
本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，设想了对上述实施方案的几种变型。本领域的技术人员还应理解的是，前述特征和/或附图中所示的那些特征的任何数量的组合提供了优于现有技术的明显优点，并且因此处于本文所描述的本发明的范围内。

Claims (23)

1.一种载荷控制设备，用于控制悬吊的载荷的移动，所述设备包括：
基座，其用于附接到载荷或形成载荷的一部分；
支撑元件，其枢转地固定到所述基座并从所述基座延伸，用于接纳起重线和/或连接到起重线；以及
致动装置，其在相应的位置处连接到所述支撑元件和所述基座，所述相应的位置与所述支撑元件和所述基座之间的枢转连接部间隔开，使得在使用时所述致动装置的致动引起所述基座相对于所述支撑元件枢转。
2.根据权利要求1所述的载荷控制设备，其中，所述支撑元件包括柱，所述柱在所述柱的第一端处或在所述柱的第一端附近枢转地连接到所述基座的中心部分，所述致动装置在所述柱的第二端处或在所述柱的第二端附近连接到所述柱，并且连接到所述基座的外围部分。
3.根据权利要求2所述的载荷控制设备，其中，所述柱包括在所述第二端处或在所述第二端附近的连接装置，以便连接到所述起重线。
4.根据权利要求2所述的载荷控制设备，其中，所述柱被构造成在使用时接纳连接到所述基座或所述载荷的起重线的一部分。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的载荷控制设备，其中，所述致动装置包括两个或更多个致动器，每个致动器在所述第二端处或在所述第二端附近连接到所述柱并且连接到所述基座的不同的外围部分，使得在使用时每个致动器的致动引起所述基座相对于所述柱沿不同的方向和/或围绕不同的轴线枢转。
6.根据任一前述权利要求所述的载荷控制设备，其中，所述致动装置包括互相正交地从所述支撑元件延伸的两个致动器。
7.根据任一前述权利要求所述的载荷控制设备，其中，所述枢转连接部允许所述支撑元件相对于所述基座围绕两个或更多个轴线枢转。
8.根据任一前述权利要求所述的载荷控制设备，其中，所述基座和所述支撑元件之间的所述枢转连接部包括万向接头或平衡架单元。
9.根据任一前述权利要求所述的载荷控制设备，还包括控制装置，所述控制装置是可操作的，以响应于所述悬吊的载荷的移动来控制所述致动装置的致动。
10.根据权利要求9所述的载荷控制设备，还包括操作性地连接到所述控制装置的感测装置，其中，所述感测装置被配置为感测所述基座与起重设备或降落平台之间的相对运动并且将运动数据传递到所述控制装置。
11.根据任一前述权利要求所述的载荷控制设备，其中，所述基座包括具有中心部分和外围部分的板，所述支撑元件枢转地连接到所述中心部分，并且所述致动装置连接到所述外围部分。
12.根据任一前述权利要求所述的载荷控制设备，其中，所述致动装置枢转地连接到所述支撑元件和所述基座中的每个。
13.根据任一前述权利要求所述的载荷控制设备，其中，所述致动装置包括液压致动器或气动致动器或机电致动器。
14.根据任一前述权利要求所述的载荷控制设备，其中，所述支撑元件包括连接装置，所述连接装置包括用于接纳附接到起重线的起重元件的一个或更多个起重孔。
15.根据任一前述权利要求所述的载荷控制设备，其中，所述基座包括用于将所述基座附接到所述载荷的一个或更多个附接特征。
16.根据任一前述权利要求所述的载荷控制设备，还包括罗盘航向装置，其用于确定所述设备相对于降落平台的定向。
17.一种利用任一前述权利要求中描述的设备来控制载荷的移动的方法，所述方法包括经由所述致动装置在所述支撑元件与所述基座之间施加枢转力，以对抗所述悬吊的载荷的移动。
18.一种计算机程序元件，包括计算机可读程序代码装置，用于使处理器执行程序来实现权利要求17所述的方法。
19.一种计算机可读介质，其上存储有程序，其中所述程序被设置成使计算机执行程序以实现权利要求17所述的方法。
20.一种控制器，包括权利要求18所述的计算机程序元件或权利要求19所述的计算机可读介质。
21.一种载荷控制设备，其大体上如本文中参照附图所描述的。
22.一种控制悬吊的载荷的移动的方法，其大体上如本文中参照附图所描述的。
23.一种控制悬吊的载荷的移动的控制器，其大体上如本文中参照附图所描述的。
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