CN112512951A - 用于运输摇摆吊装负载的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于沿着运输路线运输负载的系统，其中所述负载沿着所述路线被吊装并保持悬挂。所述系统包括桥、从所述桥垂挂下来的吊装模块、牵引机构和资源(时间、能量、系统磨损)优化器，所述资源优化器用于确定最佳资源消耗路线，包括确定加速、减速和摇摆抑制机动的相应参数。所述路线被分段，其中预定相应的片段安全行进摇摆跨度和相应的片段移交摇摆跨度，并且每一片段包括初始加速区段和最终减速区段，在初始加速区段中允许负载摇摆多达安全行进摇摆跨度，在最终减速区段中在后半部抑制摇摆以达到所述相应的片段移交摇摆跨度。所述资源优化器确定片段最小资源消耗路线包括根据所述相应片段安全行进摇摆跨度和所述相应片段移交摇摆跨度来确定加速、减速和摇摆抑制机动的相应参数，以及组合来自所述片段最小资源消耗路线的可能最小资源消耗路线，用于从可能的最小资源消耗路线中选择最佳资源消耗路线。所述负载的运输是根据包括其相应确定的参数的最佳资源消耗路线来进行的。还提供一种互补方法。

Description

用于运输摇摆吊装负载的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制与悬挂在诸如起重机的运输设备上的吊装负载的移动相关联的摇摆效应的系统和方法。

背景技术

起重机用于运输、建筑和制造重工业，用于例如在制造厂、建筑工地和港口装载和卸载、提升和移动负载，诸如货物、材料、装备和从装载点运输到目的地点的其他物体。由起重机将负载从装载点移动到目的地点的主要问题是摇摆。摇摆被定义为悬挂物体的摆锤移动，并且由悬挂物体速度(即，加速度)或轨迹的变化以及诸如风等天气条件造成。在起重机的情况下，由于物体的非最佳提升，并且更特别地在其重心之外对负载吊装，会进一步产生摇摆。

摇摆对负载从装载点到目的地点的运输有剧烈的影响。摇摆增加了运输负载的“有效体积”，即摇摆的负载可能捕捉的体积，需要离障碍物更远的距离，导致运输路线更长，从而需要更多的时间和能量。在目的地点，要求安全准确地放置负载，摇摆必须被阻尼到规定的限度。习惯做法告诉我们，应防止摇摆运动，并且如果摇摆运动是主动的则应适当镇定，方法就是通过限制起重机加速度和轨迹变化或者通过减少起重机移动并等待负载稳定。例如，当用起重机将钢梁从地面位置移动到位于正在建造的建筑物的第15层的目的地点时，通常的做法是采取措施来限制钢梁(通常为几米长)的自由来回摇摆。在钢梁的移动期间，这种摇摆需要最小化，以确保其安全行进和正确卸载。

在一些情况下，起重机操作员会采取机动来防止或限制摇摆。例如，塔式起重机可以通过用吊装机构提升和降低负载来操纵负载，吊装机构可以(通过台车)沿着上吊臂行进，上吊臂可以(通过回转机构)围绕塔桅旋转。当悬挂的负载摇摆时，负载的提升减小了摇摆的程度，台车的行进可以减小平行于吊臂的摇摆，并且吊臂的旋转可以减小垂直于吊臂的摇摆。现有技术的摇摆抑制技术被公开，例如Bohlke,K.A.(1995)“利用输入整形来最小化柔性空间结构的残余振动”(麻省理工学院博士论文)；Kureck，A.(2012)“桥式起重机的摇摆控制技术及其应用”，Magnetek白皮书；Cheng,S.Y.等人(2015)，“用于建筑起重机的减摇控制器”，第1-4页(芬兰奥卢第32届ISARC会议录)；以及Samin，R.E.，等人(2017)，"塔式起重机系统的防摇控制策略的比较评估"，AIP会议议录1883，020035。常规的减摇(防摇)装置通常实现在起重机上。此类装置防止控制起重机的操作员将负载加速到阈值以上，从而几乎完全消除摇摆。

发明内容

根据本发明的一个方面，因此提供一种用于沿着运输路线将负载从上传接合点运输到下载脱离点的系统，其中负载沿着路线被吊装并保持悬挂。所述系统包括桥、从桥垂挂并可操作用于接合、提升、悬挂、压下/放下和脱离负载的吊装模块、以及牵引机构，所述牵引机构特征在于可操作用于使桥移位的桥移位器和可操作用于沿着桥行进的台车中的至少一者，其中所述吊装模块从台车垂挂。

所述系统还包括资源优化器，用于确定从上传接合点到下载脱离点的最佳资源消耗路线，通过所述吊装模块和/或所述牵引机构的相应激活来进行，包括确定沿着最佳资源消耗路线的加速、减速和摇摆抑制机动的相应参数。最佳资源消耗路线被分段为至少一个片段，其中为所述至少一个片段中的每一者预定相应的片段安全行进摇摆跨度和相应的片段移交摇摆跨度，并且其中所述至少一个片段中的每一者包括初始加速区段和最终减速区段，在初始加速区段中允许摇晃的负载摇摆多达相应的片段安全行进摇摆跨度，在最终减速区段中摇晃负载的摇摆在相应片段的后半部受到限制，以在至少一个片段的端部达到相应片段移交摇摆跨度。

资源可以以时间、能量、系统磨损或这些资源的任何组合为特征，无论加权或未加权。

资源优化器可操作用于通过为至少一个片段中的每一者确定片段最小资源消耗路线来确定片段最小资源消耗路线，包括根据相应的片段安全行进摇摆跨度和相应的片段移交摇摆跨度来确定沿着至少一个片段的加速、减速和摇摆抑制机动的相应参数。

资源优化器还可操作用于组合来自片段最小资源消耗路线的可能的最小资源消耗路线，并且用于从可能的最小资源消耗路线中选择最佳资源消耗路线。

负载从上传接合点运输到下载脱离点是根据包括其相应确定的参数的最佳资源消耗路线进行的。

摇晃负载的摇摆被抑制以在至少一个片段的端部达到相应片段移交摇摆跨度的相应片段的后半部可以包括片段的端部、最终减速区段的至少后半部分、最终减速区段和中间非加速/减速区段的至少后半部分、和/或最终减速区段、中间非加速/减速区段以及初始加速部分的至少后半部分。

运输路线可以包括3维路线。加速和减速的参数可以在3个自由度上确定。摇晃负载在相应片段的后半部的摇摆可以通过应用防摇机动来主动抑制。

任选地，所述系统还包括控制器，用于通过控制相应的确定参数来控制负载从上传接合点运输到下载脱离点将根据最佳资源消耗路线来进行。控制器还可以被配置成控制防摇机动以主动抑制负载的摇摆。

桥移位器可以被配置成通过水平平移、垂直平移、水平旋转、垂直旋转以及上述的任何组合来使桥移位。

系统可以包括以桥、吊装模块、牵引机构、桥移位器和/或台车为特征的设备，诸如起重机、塔式起重机、旋转起重机、高架起重机、龙门起重机、俯仰式起重机和伸缩吊杆式起重机。

根据本发明的另一方面，提供一种用于沿着运输路线将负载从上传接合点运输到下载脱离点的方法，其中负载沿着路线被吊装并保持悬挂。所述方法包括提供一种运输系统，其中所述系统包括桥、从桥垂挂并可操作用于接合、提升、悬挂、压下/放下和脱离负载的吊装模块、以及牵引机构，所述牵引机构具有以下特征中的至少一者：可操作用于使桥移位的桥移位器和可操作用于沿着桥行进的台车，其中所述吊装模块从台车垂挂。

所述方法还包括通过相应激活所述吊装模块和/或所述牵引机构来确定从上传接合点到下载脱离点的最佳资源消耗路线来优化资源，包括确定沿着最佳资源消耗路线的加速、减速和摇摆抑制机动的相应参数。最佳资源消耗路线被分段为至少一个片段，其中为所述至少一个片段中的每一者预定相应的片段安全行进摇摆跨度和相应的片段移交摇摆跨度，并且其中所述至少一个片段中的每一者包括初始加速区段和最终减速区段，在初始加速区段中允许摇晃的负载摇摆多达相应的片段安全行进摇摆跨度，并且摇晃负载的摇摆的抑制在相应片段的后半部进行，以在至少一个片段的端部达到相应片段移交摇摆跨度。

资源可以包括时间、能量、系统磨损或上述资源的任何加权或未加权组合。

所述优化包括通过为至少一个片段中的每一者确定片段最小资源消耗路线来确定片段最小资源消耗路线，包括根据相应的片段安全行进摇摆跨度和相应的片段移交摇摆跨度来确定沿着至少一个片段的加速、减速和摇摆抑制机动的相应参数。

优化还包括组合来自片段最小资源消耗路线的可能的最小资源消耗路线。

优化还包括从可能的最小资源消耗路线中选择最佳资源消耗路线。

所述方法还包括根据最佳资源消耗路线(包括其相应的确定参数)将负载从上传接合点运输到下载脱离点。

摇晃负载的摇摆被抑制以在至少一个片段的端部达到相应片段移交摇摆跨度的相应片段的后半部可以包括片段的端部、最终减速区段的至少后半部分、最终减速区段和中间非加速/减速区段的至少后半部分、和/或最终减速区段、中间非加速/减速区段以及初始加速部分的至少后半部分。

运输路线可以包括3维路线。确定加速和减速的相应参数的程序可以包括确定3个自由度的参数。摇晃负载的摇摆的抑制可以包括通过应用防摇机动来主动抑制摇摆。

运输程序可以包括由控制器通过控制相应的确定参数，根据最佳资源消耗路线来控制负载从上传接合点到下载脱离点的运输。所述控制可以还包括由控制器控制防摇机动，以主动抑制负载的摇摆。

牵引机构的相应激活可以包括根据以下各项中的至少一者通过桥移位器使桥移位：水平平移、垂直平移、水平旋转、垂直旋转以及上述方式的任何组合。

桥、吊装模块、牵引机构、桥移位器和/或台车可以形成设备的一部分，所述设备诸如起重机、塔式起重机、旋转起重机、高架起重机、龙门起重机、俯仰式起重机和伸缩吊杆式起重机。

附图说明

参考以下附图，通过阅读以下对本发明的非限制性示例性实施方案的详细描述，可以更清楚地理解本发明，其中：

图1是根据本发明的实施方案构建和操作的用于运输负载的系统的示意图；

图2是根据本发明操作的用于运输负载的方法的框图；

图3是塔式起重机可以通过几种可能的示例性轨迹或路径将负载从起点移动到终点的现场的俯视图；

图4是对于图3的路径，负载速度作为时间的函数的图表；

图5是塔式起重机和建筑物的侧视图，例示了用于将负载从起点转移到终点的竖直平面中的可能路径；

图6是详述不同路径中不同摇摆的撞击点的放大视图，其中负载所呈现的体积摇摆而延伸到更远的位置；

图7展示了起重机变形和不同的承载能力；

图8是根据本发明主题的示例性实施方案构建和操作的用于运输负载的系统的框图；

图9示出了根据本发明主题的示例性实施方案构建和操作的起重机的简化结构；

图10是根据本发明主题的示例性实施方案构建和操作的通过使用利用起重机控制系统的起重机来移动负载的方法的框图；

图11是根据本发明主题的示例性实施方案构建和操作的用于通过使用利用起重机控制系统的起重机来计算负载从装载点到目的地点的路线的方法的框图；

图12是示出根据本发明主题的示例性实施方案的通过使用利用起重机控制系统的起重机来计算负载从装载点到目的地点的路线的额外方法的框图；

图13示意性地示出了根据本发明主题的示例性实施方案构建和操作的由起重机操作区包围的起重机和用于运输负载的规划路线的俯视图；

图14至22示出了用于阻尼摇摆和负载轨迹规划的示例性计算的配置。图14和15示出了双摆锤的情况；

图16例示了具有两个流形的串联平面机器人的C空间，演示了机械限制建模；

图17是具有几个运输路径的示例性起重机和建筑物的侧视图；

图18示出了通过取它们的闵可夫斯基和(Minkowski sum)使障碍物变肥；

图19是演示负载沿转移路径的椭圆形有效定位的侧视图；

图20是示出根据本发明提供的几个随机采样的中间负载转移配置的侧视图；

图21是图20的放大侧视图；以及

图22是用于图论问题求解的Dijkstra图。

本发明实施方案的以下详细描述参考了上文提到的附图。附图中示出的部件和特征的尺寸是为了呈现的方便或清晰而选择的，并且不一定按比例示出。在可能的情况下，相同的附图标记将在所有附图和以下描述中用于指代相同或相似的部分。

具体实施方式

在本发明最广泛的方面，本发明包括一种用于沿着运输路线将负载从上传接合点运输到下载脱离点的系统，其中负载沿着路线被吊装并保持悬挂。所述系统包括桥、从桥垂挂并可操作用于接合、提升、悬挂、压下/放下和脱离负载的吊装模块、以及牵引机构，所述牵引机构特征在于可操作用于使桥移位的桥移位器和可操作用于沿着桥行进的台车中的至少一者，其中所述吊装模块从台车垂挂。

所述系统还包括资源优化器，用于确定从上传接合点到下载脱离点的最佳资源消耗路线，通过吊装模块和/或牵引机构的相应激活来进行，包括确定沿着最佳资源消耗路线的加速、减速和摇摆抑制机动的相应参数。最佳资源消耗路线被分段为至少一个片段，其中为所述至少一个片段中的每一者预定相应的片段安全行进摇摆跨度和相应的片段移交摇摆跨度，并且其中所述至少一个片段中的每一者包括初始加速区段和最终减速区段，在初始加速区段中允许摇晃的负载摇摆多达相应的片段安全行进摇摆跨度，在最终减速区段中摇晃负载的摇摆在相应片段的后半部受到限制，以在至少一个片段的端部达到相应片段移交摇摆跨度。

资源可以以时间、能量、系统磨损或这些资源的任何组合为特征，加权或未加权。

资源优化器可操作用于通过为至少一个片段中的每一者确定片段最小资源消耗路线来确定片段最小资源消耗路线，包括根据相应的片段安全行进摇摆跨度和相应的片段移交摇摆跨度来确定沿着至少一个片段的加速、减速和摇摆抑制机动的相应参数。

资源优化器还可操作用于组合来自片段最小资源消耗路线的可能的最小资源消耗路线，并且用于从可能的最小资源消耗路线中选择最佳资源消耗路线。

负载从上传接合点运输到下载脱离点是根据包括其相应确定的参数的最佳资源消耗路线进行的。

摇晃负载的摇摆被抑制以在至少一个片段的端部达到相应片段移交摇摆跨度的相应片段的后半部可以包括片段的端部、最终减速区段的至少后半部分、最终减速区段和中间非加速/减速区段的至少后半部分、和/或最终减速区段、中间非加速/减速区段以及初始加速部分的至少后半部分。

运输路线可以包括3维路线。加速和减速的参数可以在3个自由度上确定。摇晃负载在相应片段的后半部的摇摆可以通过应用防摇机动来主动抑制。

任选地，所述系统还包括控制器，用于通过控制相应的确定参数来控制负载从上传接合点运输到下载脱离点将根据最佳资源消耗路线来进行。控制器还可以被配置成控制防摇机动以主动抑制负载的摇摆。

桥移位器可以被配置成通过水平平移、垂直平移、水平旋转、垂直旋转以及上述的任何组合来使桥移位。

系统可以包括以桥、吊装模块、牵引机构、桥移位器和台车为特征的设备，诸如起重机、塔式起重机、旋转起重机、高架起重机、龙门起重机、俯仰式起重机和伸缩吊杆式起重机。

根据其他方面，本发明的特征在于一种用于沿着运输路线将负载从上传接合点运输到下载脱离点的方法，其中负载沿着路线被吊装并保持悬挂。所述方法包括提供一种运输系统，其中所述系统包括桥、从桥垂挂并可操作用于接合、提升、悬挂、压下/放下和脱离负载的吊装模块、以及牵引机构，所述牵引机构具有以下特征中的至少一者：可操作用于使所述桥移位的桥移位器和可操作用于沿着桥行进的台车，其中所述吊装模块从台车垂挂。

所述方法还包括通过相应激活所述吊装模块和/或所述牵引机构来确定从上传接合点到下载脱离点的最佳资源消耗路线来优化资源，包括确定沿着最佳资源消耗路线的加速、减速和摇摆抑制机动的相应参数。最佳资源消耗路线被分段为至少一个片段，其中为所述至少一个片段中的每一者预定相应的片段安全行进摇摆跨度和相应的片段移交摇摆跨度，并且其中所述至少一个片段中的每一者包括初始加速区段和最终减速区段，在初始加速区段中允许摇晃的负载摇摆多达相应的片段安全行进摇摆跨度，并且摇晃负载的摇摆的抑制在相应片段的后半部进行，以在至少一个片段的端部达到相应片段移交摇摆跨度。

资源可以包括时间、能量、系统磨损或上述资源的任何加权或未加权组合。

所述优化包括通过为至少一个片段中的每一者确定片段最小资源消耗路线来确定片段最小资源消耗路线，包括根据相应的片段安全行进摇摆跨度和相应的片段移交摇摆跨度来确定沿着至少一个片段的加速、减速和摇摆抑制机动的相应参数。

优化还包括组合来自片段最小资源消耗路线的可能的最小资源消耗路线。

优化还包括从可能的最小资源消耗路线中选择最佳资源消耗路线。

所述方法还包括根据最佳资源消耗路线(包括其相应的确定参数)将负载从上传接合点运输到下载脱离点。

摇晃负载的摇摆被抑制以在至少一个片段的端部达到相应片段移交摇摆跨度的相应片段的后半部可以包括片段的端部、最终减速区段的至少后半部分、最终减速区段和中间非加速/减速区段的至少后半部分、和/或最终减速区段、中间非加速/减速区段以及初始加速部分的至少后半部分。

运输路线可以包括3维路线。确定加速和减速的相应参数的程序可以包括确定3个自由度的参数。摇晃负载的摇摆的抑制可以包括通过应用防摇机动来主动抑制摇摆。

运输程序可以包括由控制器通过控制相应的确定参数，根据最佳资源消耗路线来控制负载从上传接合点到下载脱离点的运输。所述控制可以还包括由控制器控制防摇机动，以主动抑制负载的摇摆。

牵引机构的相应激活可以包括根据以下各项中的至少一者通过桥移位器使桥移位：水平平移、垂直平移、水平旋转、垂直旋转以及上述方式的任何组合。

桥、吊装模块、牵引机构、桥移位器和/或台车可以形成设备的一部分，所述设备诸如起重机、塔式起重机、旋转起重机、高架起重机、龙门起重机、俯仰式起重机和伸缩吊杆式起重机。

下面描述本发明的说明性实施方案。为了清晰性，并非实际实现方式的所有特征/部件都必须被描述。本发明的主题公开了一种用于控制诸如起重机等运输系统的移动以转移负载或货物的系统和方法。起重机是运输系统的一个典型实施例，为了清楚起见，所述描述例示了起重机上下文中的运输系统。根据本发明的方面，呈现装载点和目的地点，并且计算其间的运输路线，包括其加速/减速图表，考虑到沿着路线产生的摇摆，允许沿着运输路线规划最短的适用运输时间(和/或最小的能量消耗，和/或具有最小受阻的起重机磨损)。另外，本发明提供了不同路线的规划，这些路线在允许的摇摆(即，由运输机构的安全要求和/或机械限制所规定的摇摆限制)方面也是不同的，并且提供了在所述路线中选择最佳路线，在时间方面、能量方面和/或最小起重机磨损方面。

装载点和目的地点可以由用户提供，或者通过充足的预馈信息或实时传感器以自动方式导出。根据本发明的一些方面，可以部署各种传感器和信令标记，用于控制起重机，监控和控制负载，监控现场，提供现场、起重机和负载的3D模型的指示，以及标记特定物体用于它们的监控。

起重机移动检测器可以安装在吊臂远侧边缘、台车和吊钩上，用于指示这些起重机部件的位置和移动，以及由它们的移动和负载摇摆引起的弹性变形和振动。此类传感器可以聚集在检测单元中，所述检测单元包括加速度计、陀螺仪、数字罗盘和用于将收集的数据转发给系统的传输器。负载移动检测器可以包括安装在台车上的摄像机，用于对负载进行成像。图像分析可以允许计算负载与台车、吊钩的距离、其几何形状、其尺寸和旋转，以及实时监控实际摇摆以反馈其摇摆和轨迹，从而校正即将到来的移动或未来的轨迹规划。负载移动检测器还可以包括安装在卷筒基座的吊装缆绳张力计，用于测量负载重量，所述负载重量可以关于检测到的缆绳张力进行计算。

三维(3D)现场监控可以基于安装在起重机上的LIDAR传感器，其提供工作现场的测绘用于创建3D模型，并用于实时指示物体相对于起重机部件的定位以警示附近安全危险的存在。在同一区域中的起重机移动允许其重复扫描和更新模型。向传感器用信号通知特定兴趣点的标记可以分布在相关位置，诸如装载点、目的地点、需要避开的特定物体、负载等。

本文使用的术语“起重机”是示例性的，并且可以指任何种类的机器或运输装备，其能够通过使用缆绳、绳索或类似元件悬挂负载来提升、降低和移动负载，负载在被运输装备移动的同时从所述元件垂挂。主题中公开的技术并不限于起重机的特定类型和/或设计。一些实施例可以包括：塔式起重机、旋转起重机、高架起重机、龙门起重机、俯仰式起重机、伸缩吊杆式起重机或用于转移悬挂在缆绳上的负载的任何其他设备。

本文使用的术语“摇摆”被定义为由负载的加速和/或移动(也可能由诸如风等外部扰动，或起重机结构的振动引起)引起的从一侧到另一侧的摆锤移动(或振荡)，所述负载同时通过缆绳从桥、吊臂或任何高架起重机部件悬挂，其中在多达三个轴线(三维)上描述、监控和计算移动方向。

本发明的一个新颖原理是，起重机的移动并不限于防止摇摆在整个运输路线上开始或减少。在一定程度上，摇摆仅限于防止负载撞到沿着运输路线的物体或危及起重机稳定性或损害完整性。这种能力是通过定义起重机移动和负载摇摆之间的关系来实现的。通过允许起重机最大自由度地加速和改变轨迹，总运输时间(或能量消耗，或起重机磨损)可以显著地减少。另外，所述系统将仅在最近点以最小的方式限制摇摆，以允许负载在运输结束卸载时安全且正确地放置在脱离点。

潜在运输路线中障碍物的位置是基于上传到系统中的现场3D模型来确定的，例如，现场的实时更新细节，诸如地面地形、建筑物、物体、障碍物、障碍、起重机限制区域(比如对行人开放的公共道路和人行道)。如果相关3D模型不可用，系统将允许用户手动输入定义禁止运输区域或允许运输区域的信息。或者，如果没有可用的数据，系统使用机器学习算法，基于起重机随时间的重复移动来产生和完善现场的基本3D模型。无论现场的3D模型的来源如何，系统都将绘制出可能的最直接路线，而不会在运输负载时撞到障碍物。一旦产生路线，系统将计算路线上每个点可能的最大摇摆。所述系统将产生一组更长的路线，与障碍物的距离更大，从而允许增加加速度和轨迹变化，导致更大的摇摆。系统将确定路线以及加速和减速图表，以允许在最短的运输时间(或以最小的耗能，或以对起重机造成的最小磨损)进行运输。

术语“装载点”或“接合点”或“起点”是指负载将从此处被装载以便由起重机运输的特定区域，或者是指负载被移交给起重机的区域(即，系在或垂挂在起重机吊装缆绳的吊钩上)。术语“目的地点”或“脱离点”或“终点”是指起重机应将负载运输到的特定区域，用于卸载或移交给另一运载或运输工具。在一些实施方案中，装载点和目的地点的区域具有3维坐标(诸如纬度、经度和海拔)。

起重机在多种行业中对生产力做出了重大贡献，诸如建筑、基础设施、海港、和矿山工厂、钢厂、铸造厂、造船厂、仓库、核电站、废物回收设施和其他工业复合体等。起重机的效率是根据将负载从装载点运输到目的地点所需的时间来计算的。运输时间受负载沿运输路径移动的速度以及负载停止摇摆所需的时间的影响，特别是在卸载目的地，以便允许安全并精确地定位负载。

通常，有经验的操作员从运输路径的起点开始并一直手动控制速度和加速度以避免负载碰撞，并在到达卸载目的地时提供最小的允许摇摆，如放置或移交负载所要求的。使用自动方法(带有自动摇摆控制器)将运输路径上的摇摆减小到最小，相对于手动操作(没有摇摆控制器)而言，提供了一些改进，但是仍然受到额外消耗宝贵时间的阻碍(相对于完全没有摇摆控制)，从而降低了起重机的生产率。为了提高起重机的生产率，本发明公开了一种用于操作起重机的方法和系统，而不需要最小化整个运输路径的摇摆。

在运输期间，当自由摇晃的负载悬挂在空中时，摇摆现象的影响有限，前提是负载不会与运输路线附近的任何物体发生碰撞，并且摇摆负载施加在起重机上的力不会损害起重机的稳定性或完整性。然而，当负载即将被放置在卸载目的地时，摇摆是需要处理的主要因素，并且需要对其进行限制。

常规地，当运输负载(有时称为“货物”)时，起重机操作员限制加速度和轨迹变化以防止摇摆开始。起重机操作员通常规划一条延长的运输路线，以减少负载的摇摆。例如，当将负载(例如，钢梁)从建筑工地的第一地面位置移动到不同的地面位置时，起重机操作员通常将负载一直向上拉到高架起重机吊臂的基座，从而缩短吊装缆绳并抑制摇摆的可能性，并且仅在此后在水平路径中移动负载。这个程序延伸了运输路线。

如果发生负载摇摆，操作员通常试图通过降低负载的水平速度或通过在与摇摆的瞬时方向相反的方向上施加负载的移动来消除它。操作员能够抵消摇摆的程度取决于操作员的技能和起重机的响应时间。然而，这总是需要时间的，并显著增加了理论无摇摆运输时间。另外，操作员试图抵消摇摆对起重机本身有有害效应，因为增加了结构和机构上的负载，导致对结构元件、控制件和起重机驱动机构的磨损增加。

装备有电子驱动控制件的常规起重机通过电子限制加速度来帮助操作员控制摇摆。当前控制负载摇摆的技术，无论是手动还是电子的，都是基于通过限制起重机在整个运输路线上的移动来防止或消除摇摆。克服负载摇摆总是需要时间，并且会显著增加周期时间，“…有消息称，抵消摇摆可能会占用高达30％的平均移动时间。在高速、高压环境下，诸如工艺环境，用于抵消摇摆的时间会对港口的生产率和船舶周转时间产生显著影响，然而“负载摇摆……在负载处于空中时并不总是重要的……当起重机操作员试图准确地降落负载时，这变得非常重要。"(http://www.hoistmagazine.com/features/anti-sway- systems)。

因此，本文所公开的技术允许负载沿着其运输路线摇摆，其方式仅限于摇摆可能导致负载与物体碰撞、危及起重机稳定性或危及负载的程度。一个物理模型用于计算沿着轨迹到目的地的所有负载摆锤状移动。根据时间/能量/磨损便利性的考虑，在接近目的地之前，仅在转移轨迹的后半区段进行摆锤摇摆的抑制，主动地(通过应用防摇机动)或被动地(通过让摩擦来平息摇摆)。

现有的操作自动化系统模拟人的操作，并且尽可能沿直线路径移动负载，并相对简单地避免与障碍物碰撞。在具有多个障碍物的挑战性的工作环境中，移动速度会大大减慢，以完全防止负载摇摆，从而防止与障碍物碰撞。主动防撞系统通过检测可能导致碰撞的实时移动来提供额外的安全级别，并通过警告操作员或接管起重机的瞬时控制直到危险消除来防止碰撞。所述系统对场地限制是被动的并且不参与路线规划。

现在参考图1，图1是根据本发明的实施方案构建和操作的用于运输负载12的系统(标为10)的示意图。系统12被设计用于沿着运输路线从上传接合点14到下载脱离点16运输负载12，其中负载12沿着路线被吊装并保持悬挂。系统12包括桥18(例如，吊臂)、从桥18垂挂并可操作用于接合、提升、悬挂、压下/放下和脱离负载12的吊装模块20、以及牵引机构22，所述牵引机构特征在于可操作用于使桥18移位的桥移位器24(例如，使桥18旋转的回转单元)和可操作用于沿着桥18行进的台车26中的至少一者，其中所述吊装模块20从台车26垂挂。桥移位器24可以被配置成通过水平平移、垂直平移、水平旋转、垂直旋转以及上述的任何组合来使桥18移位。

所述系统还包括资源优化器28，用于确定从上传接合点14到下载脱离点16的最佳资源消耗路线30。所述确定是通过吊装模块20和/或牵引机构22(或其任何部件——桥移位器24和/或台车26)的相应激活来进行的，包括确定沿着最佳资源消耗路线30的加速、减速和摇摆抑制机动的相应参数。资源优化器28可以位于负载移动元件的结构特征上(例如，设置在塔式起重机的桅杆上的舱室)，或者位于与移动元件的传感器和控制器通信的远程位置。最佳资源消耗路线30被分段为至少一个片段，由用实线32、虚线34、实线36和虚线38表示的四个连续段为例，其中为至少一个片段中的每一者预定相应的片段安全行进摇摆跨度和相应的片段移交摇摆跨度。至少一个片段(例如片段34)中的每一者包括初始加速区段(例如，片段34的区段40，用双虚线表示)以及最终减速区段(例如，片段34的区段42，用另一双虚线表示)，在初始加速区段中允许摇晃负载12摇摆多达相应的片段安全行进摇摆跨度，在最终减速区段中摇晃负载12的摇摆被限制在相应片段的后半部，用于在所述至少一个片段的端部到达相应的片段移交摇摆跨度。应注意，作为非加速/减速区段的过渡区段(诸如片段34的区段44)可以设置在初始加速区段(例如，区段40)和最终减速区段(例如，区段42)之间。资源可以以时间、能量、系统磨损或这些资源的任何组合为特征，加权或不加权。资源优化器28可操作用于通过为至少一个片段中的每一者确定片段最小资源消耗路线来确定片段最小资源消耗路线，包括根据相应的片段安全行进摇摆跨度和相应的片段移交摇摆跨度来确定沿着至少一个片段的加速、减速和摇摆抑制机动的相应参数。资源优化器28还可操作用于组合来自片段最小资源消耗路线的可能的最小资源消耗路线，并且用于从可能的最小资源消耗路线中选择最佳资源消耗路线30。

负载12从上传接合点14运输到下载脱离点16是根据包括其相应确定的参数的最佳资源消耗路线30进行的。

摇晃负载12的摇摆被抑制以在至少一个片段的端部达到相应片段移交摇摆跨度的相应片段的后半部可以包括片段的端部(例如，在片段34的端部)、最终减速区段的至少后半部分(例如，区段42的后半部分)、最终减速区段和中间非加速/减速区段的至少后半部分(例如，区段42和区段44的后半部分)、和/或最终减速区段、中间非加速/减速区段以及初始加速部分的至少后半部分(例如，区段42和44以及区段40的后半部分)。

运输路线30可以包括3维路线。加速和减速参数可以在3个自由度上确定。摇晃负载12在相应片段的后半部的摇摆可以通过应用防摇机动来主动抑制。

任选地，所述系统还包括控制器46，用于通过控制相应的确定参数来控制负载12从上传接合点14运输到下载脱离点16将根据最佳资源消耗路线30来进行。控制器46或另一控制器48可以还被配置成控制防摇机动，以主动抑制负载12的摇摆。控制器46或控制器48可以位于负载移动元件的结构特征上(例如，设置在塔式起重机的桅杆上的舱室)，或者位于与移动元件的传感器和控制器通信的远程位置。

现在参考图2，图2是根据本发明操作的用于运输负载的方法50的框图。根据方法50，负载沿着运输路线从上传接合点运输到下载脱离点，其中负载沿着路线被吊装并保持悬挂。在方法50的程序52中，提供运输系统，其中所述系统包括桥、从桥垂挂并可操作用于接合、提升、悬挂、压下/放下和脱离负载的吊装模块、以及牵引机构，所述牵引机构具有以下特征中的至少一者：可操作用于使所述桥移位的桥移位器和可操作用于沿着桥行进的台车，其中所述吊装模块从台车垂挂。

在程序54中，通过相应激活吊装模块和/或牵引机构来确定从上传接合点到下载脱离点的最佳资源消耗路线来优化资源，包括确定沿着最佳资源消耗路线的加速、减速和摇摆抑制机动的相应参数。最佳资源消耗路线被分段为至少一个片段，其中为所述至少一个片段中的每一者预定相应的片段安全行进摇摆跨度和相应的片段移交摇摆跨度，并且其中所述至少一个片段中的每一者包括初始加速区段和最终减速区段，在初始加速区段中允许摇晃的负载摇摆多达相应的片段安全行进摇摆跨度，并且摇晃负载的摇摆的抑制在相应片段的后半部进行，以在至少一个片段的端部达到相应片段移交摇摆跨度。资源可以包括时间、能量、系统磨损或上述资源的任何加权或未加权组合。

优化的程序54包括通过为至少一个片段中的每一者确定片段最小资源消耗路线来确定片段最小资源消耗路线，包括根据相应的片段安全行进摇摆跨度和相应的片段移交摇摆跨度来确定沿着至少一个片段的加速、减速和摇摆抑制机动的相应参数。

优化的程序54还包括组合来自片段最小资源消耗路线的可能的最小资源消耗路线。

优化的程序54还包括从可能的最小资源消耗路线中选择最佳资源消耗路线。

在程序56中，根据最佳资源消耗路线，包括其相应的确定参数，将负载从上传接合点运输到下载脱离点。

运输的程序56可以包括由控制器通过控制相应的确定参数，根据最佳资源消耗路线来控制负载从上传接合点到下载脱离点的运输。所述控制可以还包括由控制器控制防摇机动，以主动抑制负载的摇摆。

现在参考图3和4。图3是塔式起重机T可以通过几种可能的示例性轨迹或路径将负载从起点S移动到终点E的现场的俯视图。为了简化解释，所述移动纯粹是水平的，没有提升或降低负载(例如，起重机的吊装缆绳长度没有变化)。图4是对于图3的路径，负载速度作为时间的函数的图表。轨迹R例示了人类控制的轨迹，没有任何轨迹规划的辅助。操作员以最小的加速度沿着轨迹R移动负载，以便将负载的摇摆限制到最小。所述轨迹被分段为几个弧形片段，这些弧形片段相对于前一片段在不同的方向上突然开始，因为负载最初在每一片段的开头沿着每一片段的第一区段加速并且然后减慢或保持恒定的速度，同时运动方向逐渐改变，以避免与附近在建建筑物BC碰撞。路径R花费的总时间是所有路径中最长的。

轨迹Y例示了人类控制的轨迹，具有电子摇摆限制辅助系统的辅助。辅助系统限制沿着整个轨迹的加速度以限制摇摆，并且操作员简单地控制负载移动的方向使其看起来像一条平滑的弧形路径，而没有突然的加速/减速开始，所述加速/减速完全由辅助系统管理。负载沿路径R和Y的最大速度是相似的。与路径R相比，路径Y花费的总时间略有减少。

轨迹B例示了完全受控的轨迹，由根据本发明构建和操作的系统控制。所述轨迹被分段为几个弧形片段，这些弧形片段相对于前一片段在稍微不同的方向上开始，因为负载沿着每一区段的大部分路径(如果不是全部路径)加速到最大允许加速度，并且仅在接近片段端部时减慢，然后再移交到新的片段，在新的区段中负载再次加速但方向不同。在此实施例中，无论方向如何，总速度沿路径B的前半部持续增加，且与R和Y路径相比达到明显更高的最大值，并且沿路径B的后半部下降(朝向端部的较小加速度是摇摆抑制机动)。沿着路径B执行减慢只是为了避免与物体(建筑物BLD)碰撞并到达终点。路径B花费的总时间是所有路径中最短的。

根据现场限制规划路线

现在参考图5和6。图5是塔式起重机CR和建筑物BLD的侧视图，例示了用于将负载从起点S转移到终点E的竖直平面中的可能路径。图6是详述不同路径中不同摇摆的撞击点的放大视图，其中负载所呈现的体积摇摆而延伸到更远的位置。

路径BL展示了在电子辅助系统的辅助下人类控制的起重机移动。在此路径中，操作员通常选择一个自由度的路径，在这种情况下是垂直方向(提升、水平传播、下降)。辅助系统自动在整个路径中将负载加速度限制在最小，以将摇摆限制到几乎“无摇摆”，允许平滑加速。起重机经受的弹性变形接近于零。几乎不摇摆的负载在空间中呈现的有效尺寸与负载的物理尺寸非常相似。

路径BL要求负载以较慢的平均速度行进较长的距离，从而增加了总运输时间，然而由于在运输结束时不需要消除摇摆，因此减少了一些时间。

路径DB展示了由根据本发明构建和操作的系统控制的一种可能移动。所述系统检查允许更接近障碍物的移动路径(根据最佳计算，最多有三个自由度)，假设摇摆减小。根据允许的减少摇摆，系统认为负载在空间中呈现稍微较大的体积，由撞击点附近的侧气球表示——在这种情况下是建筑物BLD的拐角。在此路径中，起重机经受的弹性变形较小，增加了一些负载摇摆。由于其受限的摇摆，负载的有效尺寸相对于其物理尺寸稍大。

路径DB要求负载以比路径BL更快的平均速度行进较短的距离，从而减少总的运输时间，然而由于在运输结束时需要一些摇摆消除，相比路径BL而增加了一些时间。

路径G展示了由根据本发明构建和操作的系统控制的另一可能移动。这里，系统检查保持负载尽可能远离障碍物的路径(根据最佳计算，最多有三个自由度)，允许最大摇摆。根据允许的最大摇摆，系统认为负载在空间中呈现实质上较大的体积，由撞击点附近的侧气球表示——在这种情况下，撞击点是建筑物BLD的拐角、起重机CR吊臂的底部和塔桅的侧面。在此路径中，起重机CR经受的弹性变形较大，增加了显著的负载摇摆。由于其增加的摇摆，负载的有效尺寸相对于其物理尺寸实质上较大。

路径G要求负载以最快的平均速度行进比路径BL短但比路径DB长的距离。由于运输结束时需要显著的摇摆消除，因此增加了一些时间。

系统将选择时间/能量/起重机磨损最小的优选路径。

现有的操作自动化系统并不太重视起重机的机械限制，因为它们模仿人类操作员的操作，并且没有利用起重机在加速度、移动自由度或机械耐久性方面的最大机械能力。本发明将移动过程规划到仅由起重机的机械限制所限制的程度，例如允许耗尽的运动范围、加速度、装载能力和起重机主体的弹性变形。作为系统集成过程的一部分，使用起重机控制系统和负载控制系统(安装在起重机上的传感器)以及计算起重机能力和起重机主体弹性变形的物理模型来研究起重机的机械能力。起重机的机械限制在系统中通过不能超过的加速度来表示，类似于物理障碍。

塔式起重机中存在明显的结构变形。塔式起重机的变形类型分为几种模式：第一模式主要由吊臂结构的变形决定，而第二和第三模式主要是整个起重机结构的复杂弯曲模式。

在第四模式中发现吊臂结构的扭曲。(JU F.等人，“有效负载的摆锤运动引起的塔式起重机的动态响应”，《国际固体和结构杂志》43(2006)376–389(https:// www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0020768305001885)。

现在参考图7，图7展示了起重机变形和不同的承载能力。根据起重机的机械限制来规划路线考虑了起重机变形的四种可能的弹性变形，由图7中的箭头所示。如图7中吊臂的阴影梯度所示，吊臂的承载能力随着垂挂的负载被设置地更远离桅杆而降低。

根据负载参数规划路线时会考虑负载的形状及其重心，这些将显著影响摆锤移动，并可能导致负载在摆动期间围绕自身进行螺旋移动。现有的操作自动化系统通过减慢运动和抑制负载的摇摆来最小化负载形状及其重心位置的影响，但代价是延长了移动时间。本发明提供适用摄像机持续监控负载几何形状及其位置，并且还允许使用测量负载吊装缆绳张力的部件来计算负载的重量。负载数据用于规划路线并在移动中更新路线。

现在参考图8至图13。图8示出了根据本发明主题的示例性实施方案构建和操作的用于运输负载的系统。在图8中，起重机控制系统110被配置成接收相应于负载的装载点和目的地点的数据，并且计算路线并将其传输到起重机130。此类数据可以通过用户界面120输入。计算的路线可以基于负载的装载点和目的地点、起重机规格、负载数据(尺寸、重量、形状、内容等)来计算，并且在一些实施方案中，基于起重机130周围或沿着路线的区域的3D模型来计算。

起重机控制系统110包括处理器111、存储器112、通信模块113和传感器模块114。处理器111被配置成接收来自存储器112、通信模块113和传感器模块114的数据，并计算用于运输负载的路线。在此情况下，术语传感器“模块”114指的是概念分组，即并入各种可以部署而不需要彼此链接的传感器。存储器112被配置成存储先前由通信模块113接收的数据、计算的路线(新的或旧的)以及起重机130的规格。另外，存储器112被配置成存储安全规程，以及将被应用于所计算的路线的限制规则。通信模块113被配置成与用户界面120、起重机控制系统110、起重机130(及其操作员，其可以是用户)交换数据，以及在一些实施方案中，与远程服务器(未示出)交换数据。

传感器模块114包括多个传感器。在一些实施方案中，传感器模块114的传感器被配置成收集关于由负载产生或影响负载的实际摇摆的数据。在一些情况下，关于摇摆的数据可以包括摇摆半径、摇摆极端点的高度差等。在其他实施方案中，负载摇摆(和/或缆绳摇摆)的传感器测量可以由图像处理单元115进行。另外，传感器模块114可以被配置成频繁地测量从负载到由传感器检测到的物体的距离。距离测量值被传输(例如，经由通信模块113)到处理器111进行处理。

在其他实施方案中，传感器模块114的传感器被配置成收集关于负载和/或起重机130的周围区域的数据。在一些实施方案中，传感器模块114包括图像处理单元115和距离测量单元116。在一些实施方案中，传感器模块114被配置成在提升负载之前收集关于要连接到起重机130的负载的数据。

在本发明的示例性实施方案中，传感器模块114被配置成测量到起重机130的操作区中的物体的距离，并产生所述操作区的3D模型。在其他实施方案中，传感器模块可以被配置成验证存储在起重机控制系统110的存储器112中的现有3D模型的正确性，所述正确性可以由处理器111根据传感器的更新后的读数来更新和纠正。

在另一实施方案中，传感器模块114被配置成收集关于起重机130周围的操作区的数据。在其他实施方案中，传感器模块114被配置成更新起重机周围的操作区的3D模型。例如，传感器模块114可以在另一楼层被添加到在建的建筑物时更新模型。

用户界面120可以是由操作起重机130的人使用的装置。在一些实施方案中，用户界面120可以由从设置在起重机上的操作舱操作起重机的移动的起重机操作员使用，，或者由从遥控器控制起重机130的另一人使用。在一些实施方案中，用户界面120包括路线设置模块121和被配置成与起重机控制系统110交换数据的通信模块122。在一些实施方案中，路线设置模块121允许控制用户界面120的用户例如通过使用诸如光标、键盘、触摸屏、鼠标等人机界面来标记装载点和目的地点。用户界面120被配置成接收具有装载点和目的地点的负载移动请求，并将负载移动请求传输到起重机控制系统110。用户界面120还可以用于通过任一点(装载、目的地)或环境条件(例如风力)的任何变化来更新起重机控制系统110。在一些实施方案中，负载移动请求进一步以负载信息为特征(例如，重量、形状、尺寸、重心、易碎性、内含物、运输液体——以及是否在开放式容器中)。

在一些实施方案中，用户可以通过用户界面120定义无障碍物走廊，即没有会限制负载安全摇摆的障碍物体。无障碍物走廊是由用户配置的至少两个虚拟墙壁限定的空间，出于计算路线的目的，起重机控制系统110可以将其视为实际的墙壁。在此类情况下，起重机控制系统110可以计算位于虚拟墙壁之间的无障碍走廊内部的路线。

起重机130包括起重机主体131，其被配置成将负载从装载点运输到目的地点。起重机130还包括控制件132，用于由操作员控制起重机主体131的移动。在一些实施方案中，起重机130是手动或半手动操作的，并且控制件132是物理的，例如，手动操作的手柄、驱动轮、旋钮、把手和轴、或其他人机界面装置(遥控器、键盘、鼠标等)。在其他实施方案中，起重机130可以自动操作，并且控制件132可以实现为计算机程序，而不是物理/人机界面控制机构。起重机130还可以包含通信模块134，所述通信模块被配置成与另一实体例如用户界面120和/或起重机控制系统110交换信号。

现在参考图9。图9示出了根据本发明主题的示例性实施方案构建和操作的起重机的简化结构。图9展示了运载负载210的塔式起重机200，在此实施方案中，负载210悬挂在空中。尽管本文描述的起重机是塔式起重机，但是也可以使用任何其他的起重机，并且本文以非限制性的方式来描述塔式起重机配置。塔式起重机200包括基座220、塔桅230、吊臂240和台车250。基座220和塔桅230通常使用重物固定在地面上，并且用作塔式起重机200的锚，用于其在吊装和运载负载时保证稳定性。吊臂240安装在塔桅230上，并被配置成绕塔桅230水平旋转(例如，通过合适的回转单元)。台车250设置在吊臂240中(通常在吊臂240的底部)，并被配置成沿着其行进。吊装缆绳260从台车250摇晃垂下，并且负载210通常借助于吊钩(未示出)悬挂在缆绳240的底部。通常，台车250包含缆绳260附接到其上的缆绳控制机构(未示出)。缆绳控制机构被配置成向上拉或向下放缆绳260，从而提升或下降缆绳260。因此，塔式起重机200被配置成控制缆绳260和负载210的移动，所述负载在所有方向上附接于缆绳，这些可以用三维来描述。例如，沿Y轴的移动由台车250沿吊臂240的移动引起，沿X轴的移动由吊臂240的水平旋转引起(此类旋转也有X分量)，并且沿Z轴的移动由缆绳控制机构拉动或释放缆绳260引起。

通过在这三个轴线上移动，塔式起重机200限定了大致由圆柱体限定的操作区域，所述操作区域的半径由吊臂240的长度确定，台车250可以在所述半径中移动(缆绳260越长，负载可以摇摆得越远，且因此摇摆体积由圆锥平截头体而不是圆柱体限定)。因此，塔式起重机200可以被定位成在操作区域内的任何点处放置附接到台车250的缆绳260。

在一些实施方案中，起重机还包含控制室(未示出)，所述控制室被设计成容纳控制塔式起重机200的操作员。在其他实施方案中，控制室包含塔式起重机控制机构和起重机控制系统界面，所述起重机控制系统界面被配置成向操作员呈现数据。

现在参考图10。图10是根据本发明主题的示例性实施方案构建和操作的通过使用利用起重机控制系统的起重机来移动负载的方法的框图。在步骤405，起重机控制系统接收负载移动请求。负载移动请求可以从操作用户界面的用户接收，所述用户界面被配置成向起重机控制系统发送负载移动请求。一旦检测到瞬间缆绳张力(由所连接负载的初始吊装引起)，负载移动请求和装载点可以由系统自动识别。在其他实施方案中，可以从远程服务器接收负载移动请求。在一些情况下，负载移动请求可以包含负载的装载点和负载的目的地点。在一些实施方案中，装载点和目的地点可以由全球定位系统(GPS)坐标表示。在其他实施方案中，装载点和目的地点可以由起重机区域的三维模型中的位置标记来表示，例如建筑工地的3D模型。在其他实施方案中，负载移动请求可以包含/定义由用户定义的无障碍物走廊。无障碍物走廊可定义为允许起重机和/或负载在其中移动而不限制摇摆的空间。

在步骤410中，起重机控制系统将装载点标记为目的点，用于将起重机吊装接口(例如吊钩)移动到那里。起重机控制系统被配置成计算从起重机吊装接口的当前位置到装载点的路线。起重机的当前位置(例如，其吊钩的位置)可以由塔式起重机的吊臂、台车和缆绳的位置来定义。在一些实施方案中，起重机控制系统例如在显示装置上向塔式起重机操作员呈现计算出的路线。起重机控制系统可以被配置成防止操作员偏离计算出的路线。在其他实施方案中，起重机控制系统可以向操作员(以及额外的人员)警示与向其呈现的计算路线的每一偏离。在一些实施方案中，起重机控制系统被配置成自主控制起重机通过计算的路线。

在步骤415，当起重机装载接口到达装载点时，负载被钩到/连接到缆绳。负载的连接可以自动或手动完成。然后，在可选步骤420中，起重机控制系统控制负载的适当测量(例如，通过与吊装缆绳或吊装机构耦接的合适的压力计)，或者从另一来源接收负载的重量(例如，由用户手动输入或者来自外部数据馈送)。

在步骤425中，起重机控制系统计算从装载点到另一目的地点(用于卸载)的路线。与被配置成防止任何负载摇摆的当前方法相反，当前方法被配置成通过允许沿着路线的最大安全摇摆来允许和控制摇摆以优化路线。然而，起重机控制系统还被配置成以由用户定义的或针对起重机、负载和环境的参数预定义的所需和/或推荐摇摆极限将负载带到目的地点。例如，以1米的摇摆半径到达目的地点。在一些实施方案中，计算出的路线包含用于起重机的一个以上部件的移动指令、每一移动的速度和每一移动的加速度(例如，塔式起重机的吊臂的旋转、台车沿着吊臂的行进、或吊装缆绳的提升/降低)。在一些实施方案中，所计算的路线被配置成控制在移动期间产生的摇摆(例如，通过加速用于抑制摇摆的驱动部件来减少摇摆)，并且被配置成计算如何减速以便在到达目的地点时减少摇摆。考虑到操作区中的约束(如建筑工地的建筑物和物体)和其他关于起重机和负载限制的参数，计算移动期间的允许摇摆。

因此，起重机控制系统使得起重机操作员能够将负载载运到其目的地，而不限制移动，或者具有最小的移动限制，当沿着整个路线常规地应用所述限制时，将增加完成运输过程所需的时间。

然后，在步骤430，通过下列方式使得起重机遵循计算出的路线：或者通过起重机操作员根据路线的指令操作起重机控制件，或者通过计算机程序操作控制件。在步骤435中，当起重机到达目的地点时，负载从吊装缆绳脱离。

现在参考图11。图11是根据本发明主题的示例性实施方案构建和操作的用于通过使用利用起重机控制系统的起重机来计算负载从装载点到目的地点的路线的方法的框图。为了计算路线，起重机系统在特定规则下计算所连接负载的摇摆：

当负载被吊装在空中时，允许负载的摇摆，并且在沿着路线的每一点定义最大摇摆半径，使得摇摆不会接触任何障碍物，并且不会超过起重机或负载的极限。另外，安全距离可以由用户定义或在系统中预定义。安全距离是摇摆的远端点到最近物体之间的距离。例如，如果路线距离物体30米，并且安全距离被定义为任何此类物体周围10米，则允许的摇摆将被限制为具有20米的半径以防止与物体碰撞。还可以为起重机或负载的极限定义安全裕度。

沿路线允许的摇摆不应危及起重机的稳定性。例如，损害起重机稳定性可能是由摇摆半径大于负载和起重机塔之间的距离直接造成的(即，负载与起重机桅杆碰撞)。起重机的额外风险可能是由摇摆引起的，所述摇摆将对起重机的结构或系统产生足够大的力并使起重机不稳定，从而使得起重机可能失去稳定性并且甚至倒塌。

负载应该以不超过用户定义或预定义的限制的最小摇摆到达目的地点。

在一些实施方案中，计算出的路线可以由控制起重机控制件的计算机程序自动实现。在其他实施方案中，计算出的路线被呈现给起重机操作员以实现所述路线。在此类情况下，起重机控制系统可以实现防偏离机制，以防止操作员偏离路线。在一些实施方案中，通过中断起重机移动来停止负载，从而防止偏离。在一些实施方案中，在使移动暂停之前，防偏离机制可以允许偏离路线达到预定义程度。

在步骤505，起重机控制系统接收装载点和目的地点。在一些实施方案中，起重机控制系统接收装载点和目的地点作为3D模型点(坐标)。在其他实施方案中，起重机接收无障碍物走廊边界，由此应在其边界内部计算路线。

在步骤510中，起重机控制系统计算/产生从装载点到目的地点的最佳路线，所述路线将导致最短的行进时间(或者具有最小的能量消耗，或者受到最小的起重机磨损的阻碍)。最佳路线被定义为花费最短时间行进，或者消耗较少能量/起重机磨损的路线。在一些实施方案中，路线包含一系列移动片段，其中每一片段可以包含在多达三个轴线上的移动分量，这些移动分量可以同时执行(而不是连续执行)。在此类情况下，考虑所述区域中的障碍物来计算移动片段，并且在一些实施方案中，考虑在接收的3D模型中定义的或由用户定义的障碍物周围的安全距离来进行计算。在其他实施方案中，路线可以被定义为从装载点到目的地点的最短路线或直线。

在步骤515，起重机控制系统进一步计算路线的3个自由度的加速/减速时间表。在一些实施方案中，为整个路线确定简单的加速/减速时间表，例如，通过初始路线区段的加速阶段、通过中间路线区段的恒速阶段、以及通过最终路线区段的减速阶段。在其他实施方案中，为路线的每一片段分别确定加速/减速时间表，例如，每一片段的特征在于：通过初始片段区段的加速阶段、通过中间片段区段的恒速阶段、以及通过最终片段区段的减速阶段。在不限于理论的情况下，为路线的区段或路线的每一片段的区段确定的加速/减速确定了起重机的驱动部件为实现期望的加速/减速所使用的力和能量。在一些实施方案中，进行计算以减少在整个路线上花费的能量。此类计算可以根据安全要求排除沿其最终区段和/或其他区段的减速，以预防起重机或沿线物体的风险，以安全卸载负载所需的最小摇摆(摇摆值由用户定义/预定义)将负载带到目的地点。

例如，如果需要一条穿过200米长的直线上没有障碍物的区域的路线规划，系统将在前100米内应用最大加速度，从而产生负载摇摆，在接下来的50米内以恒定速度继续以允许摇摆减小，并在最后50米内以强烈的减速进行减速，从而改变摇摆，这将在目的地主动减小到1米半径。最后50米区段的摇摆减小还可能涉及除简单减速之外的其他机动，例如，缩短缆绳的初始提升、吊臂/台车的反向加速等)。

在步骤520，起重机控制系统用在步骤515中确定的加速/减速值模拟在步骤510中的计算路线，并计算将在路线的每一点产生的负载摇摆。在一些实施方案中，为每一自由度计算负载摇摆，从而产生6个自由度的摇摆分量。如果路线包含几个片段，考虑到所述片段安全的允许摇摆，计算每一片段的摇摆。

在一些实施方案中，方法还包括步骤525，该步骤中起重机控制系统计算额外的替代路线，以允许比较所计算的路线并在其中选择最佳路线，所述最佳路线是相对于其他替代的计算路线负载以最短时间/最少能量/最少磨损到达目的地点的路线。

在步骤530，起重机控制系统计算路线的不同摇摆跨度。不同的摇摆跨度定义了在路线中至少一个片段/区段，其中路线中摇摆受到特定极限的限制。对于不同的负载或不同的路线，可以分别以不同的方式限制摇摆。例如，不同的摇摆跨度可以将路线/片段分成两个区段——第一区段，摇摆实际上是无限的(安全极限不能超过)，并且起重机控制系统可以产生路线以最大化速度而不管摇摆如何；以及摇摆受限的第二区段。例如，如果装载点到目的地点之间的距离为75米，摇摆可以在62米内不受限，并且在13米内受限。摇摆受限的第二区段的长度可以根据负载的重量、所述区域的3D模型等来计算。

在步骤535，起重机控制系统根据受控摇摆距离校正路线。

现在参考图12。图12是示出根据本发明主题的示例性实施方案构建和操作的通过使用利用起重机控制系统的起重机来计算负载从装载点到目的地点的路线的额外方法的框图。在步骤605，起重机控制系统接收装载点和目的地点。在一些实施方案中，系统没有关于操作区中的障碍物的预定义数据。在此类情况下，起重机的“操作员”(软件或人员)可以操作额外的工具来寻找沿着路径的障碍物，或者操作防止碰撞的工具。

在步骤610，起重机控制系统计算从装载点到目的地点的路径。在一些实施方案中，路线被确定为两点之间的直线。在此类情况下，路线可以分成例如两个区段：

1)自由摇摆区段，其中只要摇摆不危及起重机稳定性或所辨识的障碍物，摇摆就不受控制；以及

2)受控摇摆区段，其中在此部分摇摆应该减小，以便将负载带到具有预定摇摆值的目的地点。

两个区段中的每一者的长度(即3个自由度的加速度图表)是基于路线的长度、起重机的规格和负载信息计算的。

由于与路线的任何偏离都可能改变负载摇摆的跨度和方向，因此路线被定义为维持到已知障碍物的安全距离，和/或当发现物体在距离负载的安全距离内时，停止移动负载并重新计算新的路线。

在步骤615中，起重机控制系统向起重机操作员(人或被配置成操作起重机的计算机程序)呈现路线。在步骤620中，起重机的操作员遵循所述路线。在一些实施方案中，路线被分成单独的区段，其中每一负载移动部件(例如，吊臂、台车、提升机)具有不同的指令，诸如针对加速度和方向。例如，路线的某一区段的指令是“保持直线并在接下来的50米内维持速度，在X-Y方向允许的最大摇摆是30米”。

在步骤620，起重机的操作员沿着路线行进，直到负载到达目的地点，如在步骤630中，或者负载即将碰到障碍物，如在步骤625中。在步骤620，起重机的操作员沿着路线行进，在途中没有遇到障碍物，并且以用户预先定义的摇摆到达目的地点。在步骤625，操作员接收到所述负载将要遇到障碍物的指示，在一些实施方案中，在一些情况下，在计算的路线中可能没有考虑到所述障碍物。在此类情况下，起重机操作员偏离路线，以便阻止摇摆负载与障碍物的可能碰撞。所述偏离可以由操作员通过改变负载的速度或路线或者通过此项技术中已知的防撞自动系统来手动完成。

在步骤635，考虑到遇到的障碍物，起重机控制系统重新计算路线。然后，起重机控制系统将新计算的路线呈现给操作员以开始其操作(步骤620)。在一些实施方案中，起重机控制系统包括机器学习能力。在此类情况下，如果在短时间内再次遇到障碍物，起重机控制系统可以假设在所述路径中存在大的障碍物，将所述数据存储在其存储器中，并将相应地计算路线(步骤610)。在系统更新表示障碍物已被移走之前，系统将一直考虑这个新障碍物。

现在参考图13。图13示意性地示出了根据本发明主题的示例性实施方案构建和操作的由起重机操作区包围的起重机和用于运输负载的规划路线的俯视图。图13展示了区域700，诸如建筑工地。在区域700中，设置有起重机705，并且被起重机操作区710包围，起重机操作区是起重机可以运输负载的区域。建筑工地715受到安全距离的阻碍，低于所述安全距离，与负载的碰撞是可能的，并且建筑工地由围绕建筑工地715的虚线界线720表示。在一些实施方案中，安全距离是基于运输负载的重量和/或最大允许负载摇摆来计算的。

起重机705用于将负载从装载点725运输到目的地点730。由于没有额外的数据呈现给起重机控制系统，起重机控制系统直接计算从装载点725到目的地点730的第一路线735。然后，起重机控制系统将计算出的路线呈现给操作员以开始其操作。在路线735的第一区段期间，负载被允许产生摇摆，并且没有功率或时间被花费在阻止摇摆的产生上。沿着路线，负载沿着路线735到达点736，并遇到安全距离界线720。起重机控制系统识别出负载即将越过建筑工地715的安全距离界线720，停止负载的移动，并重新计算绕行的第二路线740，替代第一路线735的不可用的第二区段737。

为了将负载带到目的地点而不越过碰撞不安全区的界线720，起重机控制系统引导起重机705经由第二路径740操纵负载。沿着第二路径740，负载被允许产生摇摆，并且没有功率或时间被花费在阻止所述摇摆的产生上。当到达距离由虚线742表示的距目的地点的计算距离时，起重机控制系统开始限制沿着路线到达区段745的摇摆，以减少摇摆。沿着路线到达区段745，起重机控制负载速度的减速，并且任选地应用摇摆抑制机动，仅以卸载所需的预定摇摆或没有摇摆的情况下将负载带到目的地点730。

现在参考图14至22，示出了用于阻尼摇摆和负载(也称为“有效负载”)轨迹规划的示例性计算的配置。典型塔式起重机的典型提升包括将负载垂挂在附接到起重机吊钩/吊钩组装件的缆绳上，所述起重机吊钩/吊钩组装件通过另一缆绳/缆绳布置悬挂在台车上，且因此造成双摆锤情况，如图14和15所示。摆锤的工作空间是塔式起重机和负载在任何时间点可以占据的几何点集。

有效负载模型：悬挂在塔式起重机上的有效负载模型是用球摆方程来数学表述的。欧拉-拉格朗日(Euler-Lagrange)方程可以用来表述运动方程。拉格朗日算符定义为：

欧拉-拉格朗日方程是：

此处使用q＝[θ，φ]，并且假设没有施加外力。所以，运动方程是：

并且

让我们分别用α，c，r来表示塔式起重机角度、推车位置和钢丝绳长度。起重机上台车位置的笛卡尔坐标为：

[x_c，y_c]＝[c cos α，c sin α]

有效负载的坐标是：

[x_p，y_p]＝[x_c，y_c]+[r sinθcos(φ+α)，r sinθsin(φ+α)]

此处φ是从起重机的臂上测得的。

阻尼摆锤运动：阻尼摆锤摇摆可以通过两种方式进行：

1.计算摆锤能量，并在每个时间步长沿能量梯度的相反方向移动塔式起重机自由度(α和c)，直到达到放松配置：

2.为了简单起见，让我们假设一个平面摆锤。在最大倾斜高度，质量能量采用以下形式：

E＝mgl(1-cos(θ))

如果我们在此位置向减小θ的方向移动推车，我们将能量改变为：

这里V_y被计算为从l(1-cos(θ))到l(1-cos(θ′))的自由落体，

应注意，在静态位置时，小车周围的力矩(通过M＝mel sin(θ)计算)在θ′减小，导致倾斜角减小。在所述情况下能量是通过起重机的钢丝绳传递的。

起重机的动态响应：在提升负载期间，由于起重机的弹性，起重机的结构会发生振动。存在三种主要的振动——桅杆扭曲、桅杆弯曲和臂弯曲。起重机的动态响应可以使用起重机的自由度来控制。起重机结构的动态响应与摆锤角度的幅度成正比，与摆锤的长度无关。

塔式起重机机械限制-电机扭矩：起重机电机的扭矩和速度是有限的。这些限制被建模为配置空间C中的物理“障碍”(图16)。新障碍被定义为扭矩和速度等于其各自阈值的水平集。图16例示了具有两个流形的串联平面机器人的C空间，展示了机械限制建模。一个流形表示机构与工作空间真实世界障碍物碰撞的配置边界，另一流形表示扭矩阈值。

结构力：需要解决的额外限制是起重机主体可以承受的最大结构力，而没有倒塌的风险。钢丝绳上的有效负载摇摆力f＝mω²l被加到有效负载的重量上。这限制了包括摇摆在内的运动时有效负载的质量。

初始轨迹规划：现在参考图17，图17是具有几个运输路径的示例性起重机和建筑物的侧视图。当规划空间移动主体的运动时，可以考虑六个参数：主体的三个重心(CG)以及对应于主体围绕偏航、俯仰和滚转轴移动的三个角度。对于起重机，可以考虑其三个自由度中的每一者，因此起重机的配置空间为(α，c，r)。大多数负载移动包括从初始点A到目标点B的有效负载直线路径上的障碍物(一个或多个)干扰(图17)：

·“障碍物”可以是主体的上边缘，负载应与所述边缘保持足够的间隙。因此，直接轨迹(箭头R)是无效的，需要替代轨迹(箭头G)

·“障碍物”也可以是起重机无法在其上方操纵负载的主体，从而要求负载绕过障碍物(虚线箭头B)

人们可以使用闵可夫斯基和作为一种有效的几何技术，在动态和不确定的空间中增肥物体，用于提供有效和安全的运动计算。在有多边形障碍物的空间中处理多边形机构时——所述空间通过取主体形状的闵可夫斯基和(最大主体几何形状)来使每一障碍物变胖，如图18中所示，其示出通过取障碍物P和Q的闵可夫斯基和P⊕Q来使两者变胖。

通过使用摆锤移动计算来计算闵可夫斯基和。这提供了使用标准最短路径算法将物体点从起点移动到目标点的简单而快速的轨迹。可以使用闵可夫斯基和(MS)方法，因此有效负载的摇摆问题通过“膨胀”障碍物来考虑障碍物的所有尺寸。如果呈现为圆形摇摆，则MS可以与障碍物几何形状和圆盘一起使用。这实现了有效负载运动的最大安全性和实时轨迹计算。

在提供初始轨迹之后，计算运动的动力学。在此情况下，有效负载在空间中的位置可能有一些不同的形状，而不是圆盘。在此阶段，基于新的且最有可能是缩小的主体几何形状重新计算轨迹，所述几何形状由图19中的一系列缩小椭圆体表示，图19是侧视图，展示了负载沿转移路径的椭圆有效定位。这使得能够控制有效负载的速度和摇摆，使得闵可夫斯基和中的有效负载摇摆将采取椭圆而不是圆盘的形状。

这里假设起重机自主地移动有效负载。如果起重机的运动停止或偏离轨迹(在紧急停止或人为接管的情况下)，再次使用这种方法为操作员提供实时安全且最有效的轨迹。

完整的轨迹路线图。现在参考图20，图20是根据本发明提供的几个随机采样的中间负载转移配置的侧视图。基于采样的算法用于在起点和目标点之间构建路线图，用于起重机配置通过随机采样的几个中间配置。

如图21所示，检查每组配置(从配置A到配置B的改变)的连通性(有效操纵)，图21是图20的放大侧视图。这是通过在障碍物边界上使用“爬行”方法来完成的，而不是穿越直线路径(图20)。为了优化解决方案，将对每一连通性进行多种速度的检查。操纵6个自由度可避免超出起重机预定义最大能力的配置，并避免与障碍物碰撞以及自身碰撞。

最优轨迹操纵。对于每组有效的配置改变，计算配置改变的成本(时间、能量、机械应力……)。这是通过集成预定义的权重函数来完成的。这产生了一个加权抽象图。所述算法在图上从起重机配置的起点到目标点进行路径搜索，同时最小化总路径成本。寻找最佳路径是图论中的一个问题。最常见的算法是Dijkstra，如图22所示，这是图论问题求解中使用的Dijkstra图。

应理解，以上描述仅仅是示例性的，并且可以设计出本发明的各种实施方案，经过必要的修改，并且在上述实施方案中描述的特征以及本文没有描述的特征可以单独使用或者以任何合适的组合使用；并且本发明可以根据不一定在上文描述的实施方案来设计。

Claims (18)

1.一种用于沿着运输路线将负载从上传接合点运输到下载脱离点的系统，其特征在于，其中所述负载沿着所述路线被吊装并保持悬挂，所述系统包含：

桥；

吊装模块，所述吊装模块从所述桥垂挂，并可操作用于接合、提升、悬挂、压下/放下和脱离所述负载；

包含以下中的至少一者的牵引机构：

桥移位器，可操作用于使所述桥移位；以及

台车，可操作用于沿着所述桥行进，其中所述吊装模块从所述台车悬挂；以及

资源优化器，用于确定从所述上传接合点到所述下载脱离点的最佳资源消耗路线，通过所述吊装模块和/或所述牵引机构的相应激活来进行，包括确定沿着所述最佳资源消耗路线的加速、减速和摇摆抑制机动的相应参数，其中所述最佳资源消耗路线被分段为至少一个片段，其中，对所述至少一个片段中的每一者确定相应片段安全行进摇摆跨度和相应片段移交摇摆跨度，且其中，所述至少一个片段中的每一者包含初始加速区段和最终减速区段，在初始加速区段中允许摇晃负载摇摆多达所述相应片段安全行进摇摆跨度，在所述最终减速区段中抑制在相应片段的后半部的摇晃负载的摇摆，以在所述至少一个片段的端部到达所述相应片段移交摇摆跨度，其中所述资源包含以下中的至少一者：

时间；

能量；

系统磨损；

所述时间、能量和系统磨损的任何组合；以及

所述时间、能量和系统磨损的任何加权组合，

其中所述资源优化器可操作用于：

通过为所述至少一个片段中的每一者确定片段最小资源消耗路线来确定片段最小资源消耗路线，所述片段最小资源消耗路线包括根据所述相应片段安全行进摇摆跨度和所述相应片段移交摇摆跨度来确定沿着所述至少一个片段的加速、减速和摇摆抑制机动的相应参数；

组合来自所述片段最小资源消耗路线的可能的最小资源消耗路线；以及

从所述可能的最小资源消耗路线中选择最佳资源消耗路线，

并且其中，所述负载从所述上传接合点运输到所述下载脱离点是根据包括其相应确定的参数的所述最佳资源消耗路线进行的。

2.根据权利要求1所述的用于运输负载的系统，其特征在于，在所述相应片段的所述后半部中抑制所述摇晃负载的摇摆，以便在所述至少一个片段的所述端部到达所述相应的片段移交摇摆跨度，所述后半部包含以下中的至少一者：

所述片段的所述端部；

所述最终减速区段的至少后半部分；

所述最终减速区段和中间非加速/减速区段的至少后半部分；以及

所述最终减速区段、中间非加速/减速区段、以及所述初始加速部分的至少后半部分。

3.根据权利要求1所述的用于运输负载的系统，其特征在于，所述运输路线包含3维路线。

4.根据权利要求1所述的用于运输负载的系统，其特征在于，所述加速和减速的参数在3个自由度上确定。

5.根据权利要求1所述的用于运输负载的系统，其特征在于，所述摇晃负载在所述相应片段的后半部的摇摆通过应用防摇机动来主动抑制。

6.根据权利要求1所述的用于运输负载的系统，其特征在于，还包含控制器，用于通过控制相应的确定参数，来根据所述最佳资源消耗路线控制所述负载从所述上传接合点到所述下载脱离点的所述运输。

7.根据权利要求6所述的用于运输负载的系统，其特征在于，所述控制器还被配置成控制防摇机动，以主动抑制所述负载的摇摆。

8.根据权利要求1所述的用于运输负载的系统，其特征在于，所述桥移位器被配置成根据以下中的至少一者来使所述桥移位：

水平平移；

垂直平移；

水平旋转；

垂直旋转；以及

上述各项的任何组合。

9.根据权利要求1所述的用于运输负载的系统，其特征在于，包含以所述桥、吊装模块、牵引机构、桥移位器和/或台车为特征的设备，选自以下列表：

起重机；

塔式起重机；

旋转起重机；

高架起重机；

龙门起重机；

俯仰式起重机；以及

伸缩吊杆式起重机。

10.一种用于沿着运输路线将负载从上传接合点运输到下载脱离点的方法，其特征在于，所述负载沿着所述路线被吊装并保持悬挂，所述方法包含：

提供运输系统，所述运输系统包含：

桥；

吊装模块，所述吊装模块从所述桥垂挂，并可操作用于接合、提升、悬挂、压下/放下和脱离所述负载；

包含以下中的至少一者的牵引机构：

桥移位器，可操作用于使所述桥移位；以及

台车，可操作用于沿着所述桥行进，其中所述吊装模块从所述台车悬挂；

通过所述吊装模块和/或所述牵引机构的相应激活而通过确定从所述上传接合点到所述下载脱离点的最佳资源消耗路线来优化资源，包括确定沿着所述最佳资源消耗路线的加速、减速和摇摆抑制机动的相应参数，其中所述最佳资源消耗路线被分段为至少一个片段，其中，对所述至少一个片段中的每一者确定相应片段安全行进摇摆跨度和相应片段移交摇摆跨度，且其中，所述至少一个片段中的每一者包含初始加速区段和最终减速区段，在初始加速区段中允许摇晃负载摇摆多达所述相应的片段安全行进摇摆跨度，在最终减速区段中抑制在相应片段的后半部的摇晃负载的摇摆，以在所述至少一个片段的端部到达所述相应片段移交摇摆跨度，其中所述资源包含以下中的至少一者：

时间；

能量；

系统磨损；

所述时间、能量和系统磨损的任何组合；以及

所述时间、能量和系统磨损的任何加权组合，

其中所述优化资源包括：

通过为所述至少一个片段中的每一者确定片段最小资源消耗路线来确定片段最小资源消耗路线，所述片段最小资源消耗路线包括根据所述相应片段安全行进摇摆跨度和所述相应片段移交摇摆跨度来确定沿着所述至少一个片段的加速、减速和摇摆抑制机动的相应参数；

组合来自所述片段最小资源消耗路线的可能的最小资源消耗路线；以及

从所述可能的最小资源消耗路线中选择最佳资源消耗路线；以及

根据包括其相应确定的参数的所述最佳资源消耗路线来将所述负载从所述上传接合点运输到所述下载脱离点。

11.根据权利要求10所述的用于运输负载的方法，其特征在于，在所述相应片段的所述后半部中抑制所述摇晃负载的摇摆，以便在所述至少一个片段的所述端部到达所述相应的片段移交摇摆跨度，所述后半部包含以下各项中的至少一者：

所述片段的所述端部；

所述最终减速区段的至少后半部分；

所述最终减速区段和中间非加速/减速区段的至少后半部分；以及

所述最终减速区段、中间非加速/减速区段、以及所述初始加速部分的至少后半部分。

12.根据权利要求10所述的用于运输负载的方法，其特征在于，所述运输路线包含3维路线。

13.根据权利要求10所述的用于运输负载的方法，其特征在于，所述确定加速和减速的相应参数包含在3个自由度上确定所述参数。

14.根据权利要求10所述的用于运输负载的方法，其特征在于，所述摇晃负载的所述摇摆的所述抑制包含通过应用防摇机动来主动抑制摇摆。

15.根据权利要求10所述的用于运输负载的方法，其特征在于，所述运输程序包含由控制器通过控制所述相应的确定参数，来根据所述最佳资源消耗路线控制所述负载从所述上传接合点到所述下载脱离点的所述运输。

16.根据权利要求15所述的用于运输负载的方法，其特征在于，所述控制还包含由所述控制器控制防摇机动以主动抑制所述负载的摇摆。

17.根据权利要求10所述的用于运输负载的方法，其特征在于，所述牵引机构的所述相应激活包含根据以下中的至少一者而通过所述桥移位器使所述桥移位：

水平平移；

垂直平移；

水平旋转；

垂直旋转；以及

上述各项的任何组合。

18.根据权利要求10所述的用于运输负载的方法，其特征在于，所述桥、吊装模块、牵引机构、桥移位器和/或台车形成设备的部分，所述设备选自以下列表：

起重机；

塔式起重机；

旋转起重机；

高架起重机；

龙门起重机；

俯仰式起重机；以及

伸缩吊杆式起重机。

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