CN113998599B - 起重装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种起重装置。所述起重装置包括：第一滚筒，其上缠绕有线绳；第一马达，其使所述第一滚筒旋转；第二滚筒，其上缠绕有从所述第一滚筒供给的所述线绳；以及第二马达，其使所述第二滚筒旋转。所述第一马达被驱动以使所述第一滚筒旋转以便将所述线绳提升，并且所述第二马达被驱动以使所述第二滚筒旋转以便将从所述第一滚筒供给的所述线绳提升。

Description

起重装置

技术领域

本发明涉及一种将线绳提升的起重装置。

背景技术

日本未审查专利申请公开第2008-109918号(JP 2008-109918A)公开了一种用于将来自森林抚育间伐的木材从采伐位置运送至卸载位置的木材运送系统。上述木材运送系统包括：塔架(tower yarder)，其布置在作业道路的卸载位置附近；第一绞盘，其设置在所述塔架中并且卷绕第一线绳；第二绞盘，其布置在所述塔架中并且卷绕第二线绳；多个滑轮，其连接在所述第二线绳的行进路径的中间并且变换第二线绳的行进方向；装载工具，其装载木材；以及多个带锯齿的滑轮(zigzag pulleys)，其连接在所述装载工具的行进路径的中间并且变换所述装载工具的行进方向。

发明内容

在JP 2008-109918A描述的技术中，线绳由绞盘提升。然而，当将要提升的线绳的长度长时，线绳可以由绞盘以多层提升。当线绳的张力在以多层提升线绳时大时，线绳可能咬进低层中的线绳的间隙，这可能引起缩紧。

本发明的目的在于提供一种用于抑制被提升的线绳发生缩紧的技术。

为了解决上述问题，根据本发明的方案的起重装置包括：第一滚筒，其上缠绕有线绳；第一马达，其使所述第一滚筒旋转；第二滚筒，其上缠绕有从所述第一滚筒供给的所述线绳；以及第二马达，其使所述第二滚筒旋转。所述第一马达被驱动以使所述第一滚筒旋转以便将所述线绳提升，并且所述第二马达被驱动以使所述第二滚筒旋转以便对从所述第一滚筒供给的所述线绳进行卷绕。

根据本发明，能够提供一种用于抑制被提升的线绳发生缩紧的技术。

附图说明

将在下文中参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业方面的重要性，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1为用于描述架空线利用系统的图；

图2为起重装置的立体图；

图3为示出当在侧视图中观看时的起重装置的视图；以及

图4示出架空线利用系统的功能构造。

具体实施方式

图1为用于描述架空线利用系统1的图。架空线利用系统1包括第一支撑柱10a、第二支撑柱10b、第三支撑柱10c、第四支撑柱10d(当没有区分支撑柱时，每个支撑柱被称作“支撑柱10”)，第一主索12a、第二主索12b(当没有区分主索时，每个主索被称作“主索12”)，第一作业索14a、第二作业索14b、第三作业索14c、第四作业索14d、第五作业索14e、第六作业索14f(当没有区分作业索时，每个作业索被称作“作业索14”)，第一移动装置16a、第二移动装置16b(当没有区分移动装置时，每个移动装置被称作“移动装置16”)，悬架装置18，引导滑轮22以及起重装置24。

架空线利用系统1为所谓的使用架空线的H型系统。架空线利用系统1用于使用在空中伸展的主索12和作业索14提升在森林中采伐的树木20并且将树木20运送至收集地点26附近。这允许从森林运送树木20而没有修建道路。

四个支撑柱10竖立在基于直立的树木的布置以及收集地点26的位置而确定的适于竖立的位置。依据架空线利用系统1等的规模，支撑柱10分别被设定为例如大约5米至10米的规模。

主索12和作业索14作为架空线固定至支撑柱10或者悬挂在支撑柱10的滑轮上。第一主索12a固定至第一支撑柱10a和第二支撑柱10b，而第二主索12b固定至第三支撑柱10c和第四支撑柱10d。第一主索12a和第二主索12b用作空中轨道。第一主索12a和第二主索12b设置为以便彼此不交叉。主索12的长度为大约300至1500米。

作业索14用作由移动装置16或者起重装置24提升的动索。第一作业索14a、第二作业索14b、第三作业索14c以及第四作业索14d分别悬挂在针对对应的支撑柱10设置的滑轮上，并且分别具有连接至移动装置16的一端以及连接至起重装置24的另一端。第一作业索14a从起重装置24伸展并且经由第二支撑柱10b和第一支撑柱10a连接至第一移动装置16a。第二作业索14b从起重装置24伸展并且经由第二支撑柱10b连接至第一移动装置16a。第三作业索14c从起重装置24伸展并且经由第四支撑柱10d和第三支撑柱10c连接至第二移动装置16b。第四作业索14d从起重装置24伸展并且经由第四支撑柱10d连接至第二移动装置16b。第五作业索14e和第六作业索14f连接至移动装置16和悬架装置18。

一对移动装置16由一对主索12支撑，并且能够在空中沿着主索12移动。第一作业索14a、第二作业索14b以及第五作业索14e连接至第一移动装置16a，而第三作业索14c、第四作业索14d以及第六作业索14f连接至第二移动装置16b。第五作业索14e将第一移动装置16a和悬架装置18连接，而第六作业索14f将第二移动装置16b和悬架装置18连接。移动装置16具有响应于无线指令信号将第五作业索14e提升和降低的作用。

悬架装置18具有升降绳索以及设置在升降绳索的末端的夹紧装置19。夹紧装置19夹紧树木20并且在夹紧装置19夹紧树木20的状态下切割树木20。悬架装置18被降低以夹紧树木20，被提升以运送树木20，并且被降低以卸载树木20。悬架装置18悬挂的装置并不限于夹紧装置19。从悬架装置18悬挂的装置可以是监视树木20的周围的监视装置以及检测树木20的位置和状态的检查装置等，并且可以是可替换的。在任何情况下，作业索14设置有在空中移动的装置。

引导滑轮22改变悬挂的作业索14的方向。起重装置24用作提升每个作业索14的绞盘，并且包括用于提升和降低每个作业索14的滚筒(drum)以及驱动源。

将描述架空线利用系统1的操作。起重装置24提升第一作业索14a和第二作业索14b中的一个并且将另一个降低，使得第一移动装置16a沿着第一主索12a移动。起重装置24提升第三作业索14c和第四作业索14d中的一个并且将另一个降低，使得第二移动装置16b沿着第二主索12b移动。通过上述处理，悬架装置18沿着主索12位移。

移动装置16将第五作业索14e和第六作业索14f中一个提升并且将另一个降低使得悬架装置18在第一移动装置16a与第二移动装置16b之间移动。通过上述处理，悬架装置18在由四个支撑柱10围绕的区域中能够水平地移动。

如上所述，起重装置24和移动装置16缠绕作业索14(线绳)使得悬架装置18和夹紧装置19在空中沿水平方向能够移动。在图1所示的架空线利用系统1的模式中，将第五作业索14e和第六作业索14f提升的移动装置16连接至主索12。然而，架空线利用系统1的模式并不限于此，并且当第五作业索14e和第六作业索14f延伸至起重装置24的位置时，移动装置16的起重功能能够集成到起重装置24中。

在图1中，起重装置24设置有多个滚筒使得作业索14是能够提升的。然而，可以为每个作业索14单独设置滚筒。即，相对于对应的作业索14为每个支撑柱10设置起重装置24。

图2为起重装置30的立体图。此外，图3示出了当在侧视图中观看时的起重装置30。起重装置30包括线绳32、滑轮34、第一滚筒36、第一马达38、转盘40、第二滚筒42、第二马达44、基架46以及支撑柱48。起重装置30不同于图1所示的起重装置24之处在于为每个作业索14单独设置起重装置30。然而，如通过起重装置24所示的，可以集成起重装置30使得能够共同卷绕作业索14。

线绳32对应于在架空线利用系统1中使用时的作业索14。当在架空线利用系统1中使用线绳32时，线绳32具有大约200米至2000米的长度，并且设置起重装置30使得起重装置30能够卷绕具有大约2000米的最大长度的线绳32。因此，起重装置30以多层对线绳32进行卷绕。然而，当通过线绳32产生例如等于或大于1000牛顿的张力的高张力时，可能发生缩紧。由于缩紧的发生，以多层卷绕的线绳32可能咬进内层侧的线绳32中的间隙中。这可能导致线绳的变形并且导致难以对线绳32进行退绕。因此，根据实施例的起重装置30包括用于以多层对具有低张力的线绳32进行卷绕的两个滚筒，以便抑制缩紧的发生。起重装置30可以用于大型起重机和船舶等。

滑轮34设置在支撑柱48的上部分中。线绳32挂在滑轮34上并且滑轮34通过改变线绳32的方向将线绳32向第一滚筒36引导。在架空线利用系统1中，支撑柱48可以支撑从支撑柱10延伸的作业索14，或者可以是支撑柱10。

第一滚筒36设置在滑轮34下方，将从滑轮34延伸的线绳32提升，并且向第二滚筒42供给线绳32。线绳32多次缠绕在第一滚筒36上。然而，第一滚筒36以单层而不是以多层对线绳32进行卷绕。线绳32在第一滚筒36上的圈数通过实验等来设定，并且设定为使得供给至第二滚筒42的线绳32的张力等于或小于预定参考值。预定参考值例如设定为1000牛顿。例如，在设置有1000米的线绳32的架空线利用系统1中，线绳32大约10次缠绕在第一滚筒36上。预定参考值不限于1000牛顿。

第一马达38能够使第一滚筒36旋转以将线绳32提升和降低。缠绕在第一滚筒36上的线绳32的张力明显变高。因此，来自第一马达38的输出因此变高。

从第一滚筒36送出的线绳32连接至转盘40并且从转盘40供给至第二滚筒42。转盘40包括滑轮部40a、轨道部40b以及滑动部40c。

从第一滚筒36供给的线绳32挂在滑轮部40a上，并且滑轮部40a将线绳32向第二滚筒42引导。轨道部40b平行于第二滚筒42的旋转轴线方向而延伸并且设置在第二滚筒42上方。滑动部40c支撑滑轮部40a并且能够沿着轨道部40b滑动。通过该构造，滑轮部40a能够沿与线绳32朝向第二滚筒42卷绕线绳32的位置延伸的方向垂直的方向滑动。

当滑轮部40a滑动时线绳32的从滑轮部40a延伸的位置47与第二滚筒42对线绳32进行卷绕的位置49(卷绕位置)能够沿上下方向排列，并且在线绳32垂直的状态下第二滚筒42对线绳32进行卷绕。当滑轮部40a滑动时，线绳32从滑轮部40a延伸的位置47沿着第二滚筒42的旋转轴线方向位移，并且第二滚筒42的卷绕位置49根据线绳32的圈数的排列而沿着旋转轴线方向位移。滑轮部40a通过根据第二滚筒42的卷绕位置49滑动而能够引导线绳32，这使得能够抑制由第二滚筒42卷绕的线绳32的扭曲。转盘40针对第二滚筒42逐层地排列线绳32以提升线绳32。

第二滚筒42对经由转盘40从第一滚筒36供给的线绳32进行卷绕。缠绕在第二滚筒42上的线绳32被多层地缠绕并且由第二滚筒42保持。第二马达44能够使第二滚筒42旋转以将线绳32提升和降低。第二马达44可以具有制动功能以停止线绳32的提升和降低。控制装置(未示出)控制第一马达38和第二马达44的驱动。

相比于线绳32被第一滚筒36提升前的线绳32的张力，从第一滚筒36供给的线绳32的张力根据线绳32在第一滚筒36上的圈数而减小。这是因为线绳32的张力被改变为每次线绳32缠绕在第一滚筒36上时沿内径方向使线绳32缩紧的力。

第一滚筒36缠绕具有高张力的线绳32以供给具有低张力的线绳32，并且第二滚筒42将具有低张力的线绳32提升。即，第一滚筒36具有减小线绳32的张力的功能，并且第二滚筒42具有容纳线绳32的功能。第一马达38将具有相对高的张力的线绳32提升。因此，来自第一马达38的输出变得比第二马达44高。

线绳32单层地缠绕在第一滚筒36上，并且线绳32多层地缠绕在第二滚筒42上。通过该构造，第一滚筒36向第二滚筒42供给具有低张力的线绳32。因此，即使当线绳32多层地缠绕时也能够抑制缩紧的发生。

转盘40的滑轮部40a位于第二滚筒42上方并且相比于第一滚筒36设置在更靠近第二滚筒42的位置。即，相比于第一滚筒36的旋转中心，滑轮部40a的旋转中心设置在更靠近第二滚筒42的旋转中心的位置。通过该构造，能够沿着第二滚筒42提升线绳32的方向从靠近第二滚筒42的位置供给线绳32，这使得能够稳定地排列线绳32。此外，当从图3所示的旋转轴线方向观看时，转盘40的滑轮部40a布置在滑轮部40a沿上下方向与第二滚筒42重叠的位置处，相比于滑轮部40a布置在朝向图3中的右侧远离第二滚筒42的情况，这使得能够减小线绳32的弯曲角。

如图3所示，线绳32被滑轮34、第一滚筒36、转盘40以及第二滚筒42弯曲。当沿图3所示的旋转轴线方向观看时，线绳32的弯曲方向都是顺时针方向并且沿相同方向弯曲。线绳32在滑轮34、第一滚筒36、转盘40以及第二滚筒42处沿相同方向弯曲，使得能够抑制线绳32的劣化。

起重装置30的每个部件固定至基架46，由此使起重装置30单元化。此外，在架空线利用系统1中使用的支撑柱10被用作支撑柱48，这使得能够使用四个单元构造架空线利用系统1的支撑柱10和驱动源。

图4示出架空线利用系统1的功能构造。控制装置50设置在控制室中并且能够远程控制悬架装置18和起重装置30。悬架装置18和起重装置30能够与控制装置50无线通信。虽然在图4中只示出一个起重装置30，但实际上对应于作业索14设置有多个起重装置30，并且起重装置30的功能构造彼此相同。因此，省略其他起重装置30的功能构造。

悬架装置18包括位置检测单元64和成像单元66。位置检测单元64使用卫星定位系统检测悬架装置18的位置信息。成像单元66为设置在悬架装置18中的摄像机，主要捕捉悬架装置18的下部，并且检测包括夹紧装置19的捕捉到的图像。

起重装置30的第一马达38和第二马达44由控制装置50远程控制并且根据由控制装置50进行的控制而被驱动。

控制装置50包括显示单元52、处理单元54、接收单元56、位置获取单元58、图像获取单元60以及控制单元62。位置获取单元58从悬架装置18获取悬架装置18的位置信息。图像获取单元60分别从悬架装置18和夹紧装置19获取捕捉到的图像。接收单元56为触控面板或者机械式控制器，并且接收由操作者进行的操作。

处理单元54基于悬架装置18的位置信息以及悬架装置18和夹紧装置19的捕捉到的图像生成待显示在显示单元52上的显示图像。操作者在目视检查显示在显示单元52上的悬架装置18的位置信息和捕捉到的图像的同时，对起重装置30进行操作。

控制单元62基于输入至接收单元56的操作者的操作信息对起重装置30进行控制。控制单元62根据基于操作信息计算的线绳32的提升量驱动第一马达38。通过该构造，线绳32被第一滚筒36提升并且供给至第二滚筒42。第二马达44通过由第二滚筒42卷绕的线绳32的张力变为等于或小于预定参考值的输出而被驱动。例如，第二马达44向第二滚筒42施加旋转扭矩以便以1000牛顿拉动线绳32。通过该构造，从第一滚筒36供给的线绳32被第二滚筒42卷绕。

第一马达38通过对应于控制单元62的指令信号的量而旋转，并且第二马达44通过与第一马达38的驱动配合的预定输出而被驱动。第二马达44通过等于或小于预定值的输出而被驱动，使得由第二滚筒42卷绕的线绳32的张力变为等于或小于预定参考值。第二马达44通过预设的输出而被驱动。第二马达44根据第一马达38的驱动的开始来开始驱动，根据第一马达38的驱动的结束来结束驱动，并且与第一马达38的驱动互锁。通过该构造，第二滚筒42能够卷绕具有等于或小于参考值的张力的线绳32，这能够抑制缩紧的发生。

第二马达44的转速可以比第一马达38的转速快。此外，当线绳32被提升时，第二滚筒42每小时的提升量可以被设定为大于第一滚筒36每小时的提升量。通过该构造，能够抑制线绳32保持在第一滚筒36与第二滚筒42之间。

可以设置检测第一滚筒36的旋转量或者第一马达38的旋转量的旋转检测传感器，并且控制单元62可以基于旋转检测传感器的检测结果控制第一马达38。此外，控制单元62可以控制第一马达38，使得悬架装置18基于悬架装置18的位置信息到达期望的位置。

此外，控制单元62根据基于操作信息计算的线绳32的降低量来驱动第一马达38，并且与第一马达38配合地驱动第二马达44。

处理单元54基于悬架装置18的位置信息和捕捉到的图像生成指令信息以将悬架装置18移动至预定位置。例如，处理单元54生成用于使悬架装置18移动至待采伐的树木20的位置的指令信息。处理单元54可以具有用于根据悬架装置18的目标位置计算每个作业索14的提升量和降低量的程序。控制单元62根据指令信息控制起重装置30以便将悬架装置18移动至预定位置。即，可以基于由操作者进行的操作执行或者可以由处理单元54自动执行用于移动悬架装置18的起重装置30的控制。

以上已经基于实施例描述了本发明。实施例仅仅是示例，并且本领域技术人员理解各部件和处理过程的组合能够有各种变型，并且这样的变型在本发明的范围内。

例如，在实施例中，示出了转盘40沿着第二滚筒42的旋转轴线方向滑动的模式。然而，本发明并不限于此。例如，转盘40的滑轮部40a附接至具有沿着上下方向的旋转轴线的铰链，并且所述铰链根据第二滚筒42的卷绕位置49而旋转，使得滑轮部40a面向第二滚筒42的卷绕位置49。当滑轮部40a通过铰链旋转时，滑轮部40a的旋转轴线正交于从滑轮部40a供给的线绳32的延伸方向。通过该构造，根据第二滚筒42的卷绕位置49，转盘40能够改变从滑轮部40a供给的线绳32的方向。

Claims (6)

1.一种起重装置，包括：

第一滚筒，其上缠绕有线绳；

第一马达，其使所述第一滚筒旋转；

第二滚筒，其上缠绕有从所述第一滚筒供给的所述线绳；

第二马达，其使所述第二滚筒旋转，其中所述第一马达被驱动以使所述第一滚筒旋转以便将所述线绳提升，并且所述第二马达被驱动以使所述第二滚筒旋转以便对从所述第一滚筒供给的所述线绳进行卷绕；以及

转盘，所述转盘支撑所述第一滚筒与所述第二滚筒之间的所述线绳并且将所述线绳向所述第二滚筒引导，其中

所述线绳在所述第一滚筒、所述转盘以及所述第二滚筒处沿相同方向弯曲。

2.根据权利要求1所述的起重装置，其中所述第一马达具有比所述第二马达的输出高的输出，并且根据来自控制装置的指令信号来控制所述第一马达的驱动。

3.根据权利要求1所述的起重装置，其中所述第二马达通过由所述第二滚筒卷绕的所述线绳的张力变为等于或小于预定参考值的输出而被驱动。

4.根据权利要求2所述的起重装置，其中所述第二马达通过由所述第二滚筒卷绕的所述线绳的张力变为等于或小于预定参考值的输出而被驱动。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的起重装置，其中：

所述线绳单层地缠绕在所述第一滚筒上；并且

所述线绳多层地缠绕在所述第二滚筒上。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的起重装置，其中：

所述线绳被多个支撑柱支撑并且连接至预定装置；并且

所述线绳被提升和降低以便使所述预定装置在空中移动。