CN114634117A - 配备有用于确立构造和操作特性的识别部件的提升和操纵设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提升和操纵设备(G)以及用于监测所述提升和操纵设备(G)的操作的方法，所述提升和操纵设备包括多个结构元件、多个操作元件、安装在结构元件上的至少一个压载元件、中央监测单元、多个识别部件(01‑26)，每个结构元件、操作元件和压载元件联接到识别部件，并且每个识别部件包括无线电通信模块和无线电通信主单元(UM)，无线电通信模块具有预定的无线电通信范围(R)以便能够与至少一个其他识别部件进行通信，无线电通信主单元连接到多个识别部件(01‑26)并且用于从每个部件接收识别信息。

Description

配备有用于确立构造和操作特性的识别部件的提升和操纵 设备
技术领域
本发明涉及一种提升和操纵设备，比如像起重机，其包括组装的结构元件和操作元件以及用于识别所述结构元件和操作元件的识别部件。本发明进一步涉及一种用于监测前述提升和操纵设备的操作的监测方法。
背景技术
一些提升和操纵设备，比如建筑起重机，特别是分段式起重机(也称为顶部回转起重机)和自升式起重机，由独立的结构元件(也称为框架元件)组成，这些结构元件被组装以形成结构或框架，尤其是形成悬臂(由几个悬臂元件组成)、反向悬臂、枢轴、桅杆(也称为塔架)(由几个桅杆元件组成)和在其上安装桅杆的基座。这些结构元件可以以可变的构造进行组装以用于每个施工现场。此外，通常某些结构元件能够用在几种起重机上，有时是不同型号的起重机，比如结构桅杆元件。一般来说，每个结构元件由其自身独特的物理标记来标识，该独特的物理标记例如可以指示结构元件的制造的地点和日期。
在物流供应过程中，园区管理员准备并向施工现场发送适当的结构元件。
一旦这些结构元件在施工现场被接收，安装人员必须确保他将正确类型的结构元件安装在起重机上的合适位置，以实现预定的起重机构造。还应注意，起重机还包括：
提供提升和操纵设备或负载的运动的操作元件，比如致动器，比如像提升绞车、分配绞车、变幅绞车，以及驱动元件，比如像用于负载分配的分配小车、用于提升负载的提升滑车系统；以及
压载元件，也称为压载物或配重，通常设置在基座的水平高度处和/或反向悬臂上。
因此，此类操作元件和此类压载元件安装在结构元件上，并且参与提升和操纵设备的提升能力和极限。
一旦安装了提升和操纵设备，安装人员或技术人员随后选择适合于预定提升和操纵设备的构造的负载曲线；需要注意的是，该载荷曲线将取决于提升和操纵设备的构造，更具体地说，取决于限定结构的刚性和尺寸的结构元件(类型、数量、是否存在加强件以及结构元件的位置)，比如桅杆的高度、悬臂的长度和反向悬臂的长度，以及操作元件的长度(致动器和驱动元件的类型、数量和位置)和压载元件的长度(位置、重量、数量)。
那么装配误差可能导致不同于预定构造的实际构造，并因此导致选择了不适用于实际构造的负载曲线，这具有潜在的严重后果，比如提升和操纵设备的损坏或甚至倒塌。
因此，通常在视觉上对提升和操纵设备的安装进行监测。这种监测通常很久、繁琐，并且可能会出现人为错误。
现有技术可以通过文献US2016223313A的教导来说明，该文献描述了一种设置有比如起重机的可移动臂的机器，该机器包括几个铰接段，其中一些铰接段设置有与评估模块通信的发射器/接收器模块，以评估铰接段的位置，从而了解活动臂的运动、振动和/或偏转。
然而，目前的技术水平并未以任何方式提出一种解决方案，使其能够促进提升和操纵设备的组装，并且首先了解该提升和操纵设备的构造，并因此使操作特性适配该构造，尤其是负载曲线；操作特性的概念指定了代表操作元件的控制的特性，作为提醒，这确保提升和操纵设备的移动并从而确保负载的移动，特别是控制极限，比如由前述负载曲线限定的负载极限。
文献DE 10 2015 016856 A1的教导也可以说明现有技术的状态，该文献公开了一种基于在线门户构造起重机的方法，该在线门户包含至少一个包括多个标准起重机构造的数据库，该数据库具有用于用户访问在线门户的接口。该方法特别使用对某些结构元素的检测来确定构造。这种构造方法可以从门户恢复负载曲线，然而，这对于起重机的实际构造并不是最佳的，而且这种方法不适于响应具有长悬臂或高桅杆的可变的甚至极端的构造。
本发明的目的是解决上述所有或部分缺点。
本发明的技术问题具体在于提供一种提升和操纵设备，比如起重机，使得能够了解所述提升和操纵设备的构造并能够使操作特性精确地适配所述提升和操纵设备的构造，以及一种用于监测所述提升和操纵设备的操作的方法。
发明内容
为此，本发明涉及一种提升和操纵设备，其包括：多个结构元件，所述多个结构元件被组装以形成所述提升和操纵设备的结构；多个操作元件，所述多个操作元件由包括在多个结构元件中的结构元件承载并被设计用于提供提升和操纵设备的移动或负载的移动；至少一个压载元件，所述至少一个压载元件安装在结构元件上；中央监测单元，所述中央监测单元控制包括在多个操作元件中的至少一个操作元件，所述提升和操纵设备的显著之处在于其进一步包括：
-多个识别部件，包括在多个结构元件中的每个结构元件都联接到包括在多个识别部件中的识别部件，包括在多个操作元件中的每个操作元件都联接到包括在多个识别部件中的识别部件，并且至少一个压载元件联接到包括在多个识别部件中的识别部件，并且每个识别部件都包括具有预定无线电通信范围的无线电通信模块以便能够与至少一个其他识别部件通信，以及
-主无线电通信单元，其连接到多个识别部件并且旨在从包括在多个识别部件中的每个识别部件接收识别信息；识别部件中的每一个的形状都被确定成根据在位于识别部件的无线电通信范围内的识别部件之间的逐跳通信协议将识别信息发送至无线电通信主单元；
识别部件中的每一个都被构造成根据在位于识别部件的无线电通信范围内的识别部件之间的逐跳通信协议将识别信息发送至无线电通信主单元；
并且其中，所述中央监测单元与无线电通信主单元相链接并且被构造为根据由识别部件中的每一个发送到无线电通信主单元的识别信息来确定包括在多个结构元件中的每个结构元件的位置、包括在多个操作元件中的每个操作元件的位置以及至少一个压载元件的位置，并且由此推导提升和操纵设备的构造，然后推导所述提升和操纵设备的与所述构造相关联的至少一个典型操作特性。
因此，本发明使得能够通过逐跳通信将与结构元件、操作元件和压载元件相关联的所有识别部件的识别信息上传(ascend)到无线电通信主单元，并因此上传到中央监测单元。
识别部件之间的这种逐跳通信有利地使得即使在无线电通信范围缩小的情况下，只要该无线电通信范围足以与相邻的识别部件通信，也能够将识别信息上传到无线电通信主单元。这种解决方案在分段式起重机(也称为顶部回转起重机)领域中特别有利，因为此类起重机可能具有更高或更低的桅杆以及更长或更短的悬臂(具体取决于所选择的安装构造)，因此，无论从主无线电通信单元到最远的识别部件的距离如何，由于识别部件实现的逐跳通信协议，识别部件始终能够发出其识别信息。
此外，本发明使得能够从与结构元件、操作元件和压载元件相关联的所有识别部件的识别信息中推导出典型操作特性。其优点是，通过不仅考虑结构元件，还考虑有助于提升和操纵设备以及负载的移动能力的操作元件和压载元件，来优化该典型操作特性。
根据一种可能方案，由所述多个结构元件的每个结构元件的识别部件传递的识别信息包含结构参数，该结构参数代表所述结构元件的许用应力的最大值，并且其中中央监测单元被构造为还根据与多个结构元件的每个结构元件相关联的结构参数来确立典型操作特性。
该结构参数可以是代表相关结构元件的刚度的参数。换句话说，由多个结构元件的每个结构元件的识别部件传递的识别信息可以包含代表所述结构元件的刚度的结构参数。代表所述元件的刚度(或刚性)的结构参数例如可以提供关于所述结构元件是否被增强的信息。
根据另一种可能方案，由多个操作元件的每个操作元件的识别部件传递的识别信息包含极限操作参数，该极限操作参数代表所述操作元件的许用应力的最大值，并且其中所述中央监测单元被构造为还根据与多个操作元件的每个操作元件相关联的极限操作参数来确立典型操作特性。
该极限操作参数可以是代表与相关操作元件相关联的移动的最大许用负载的参数；比如，例如绞车或缸等致动器的最大负载。
根据另一种可能方案，由至少一个压载元件的识别部件传递的识别信息包含极限压载参数，该极限压载参数代表所述至少一个压载元件的许用应力的最大值，并且其中所述中央监测单元被构造为还根据与至少一个压载元件相关联的极限压载参数来确立典型操作特性。
该极限压载参数可以是代表相关压载元件的质量或重量的参数。
考虑结构参数和/或极限操作参数和/或极限压载参数在确立和优化所述典型操作特性方面特别有利，从而不仅考虑元件还考虑其许用应力的最大值；这些许用应力例如是针对静载荷情况、动载荷情况和疲劳来确定的。
识别部件例如可以指定有源的电池供电的识别标签。
提升和操纵设备可以指起重机，并且例如是分段式塔式起重机(或顶部回转起重机)或自升式起重机，并且可以进一步具有以下特征中的单独或组合考虑的一个或更多个。
根据一种可能方案，多个结构元件选自包括以下的列表，桅杆元件、悬臂元件、反向悬臂元件、枢轴(桅杆的顶部处的旋转零件)、伸缩笼、锚定框架、举升结构或基座(桅杆的脚部处的支承零件)。
伸缩笼是一种放置在枢轴下方(或旋转零件下方)的结构元件，并且伸缩笼用于添加或移除桅杆元件。此类伸缩笼通常包括线性致动器，比如缸，这使得能够提升旋转零件并提供自由空间来定位新的桅杆元件。
锚定框架是沿着桅杆固定的框架，并且锚定框架被设计成通过刚性连杆固定到相邻结构(这具体取决于最终达到的高度)，以便将由大桅杆高度产生的力传递到该结构。
举升结构及其可能的支撑框架是放置在桅杆的脚部处并用于向上推动整个桅杆的结构元件。
多个操作元件可以从包括致动器和驱动元件的列表中选择，操作元件参与负载的移位(例如在提升和分配中)和/或一个或更多个结构元件的移位(例如悬臂定向和悬臂降低/升高)。
致动器可以至少包括一个提升绞车和一个分配绞车，并且所述驱动元件包括至少一个分配小车和一个提升滑车系统。
也可以设想其他致动器，比如用于降低/升高悬臂的变幅绞车或变幅缸、伸缩缸(与伸缩笼联接)、举升缸(与举升结构联接)或悬臂定向马达。
根据一种可能方案，所述至少一个典型操作特性表示代表提升和操纵设备的负载极限的量或曲线，比如在伸缩或提升的情况下，负载曲线或待提升的总质量；在考虑范围内定义最大操作负载的负载曲线。
每个识别部件都可以包括监测设备，该监测设备连接到包含识别信息的存储器，从而能够识别结构元件或操作元件或相关联的压载元件的，该监测设备连接到用于向监测设备供电的电池，并且该监测设备连接到用于确保识别部件之间的通信的无线电通信模块。
根据一个实施例，识别部件之间的通信是短距离或中距离的，并且通过蓝牙、射频或WIFI来完成。
每个识别部件的无线电通信模块的无线电通信范围可以小于或等于30m。
有利的是，事实上每个识别部件的每个无线电通信模块具有小于或等于30m，优选地在15m和20m之间的无线电通信范围，这允许每个识别部件从无线电通信中接收包含识别信息的信号(例如与来自一个或更多个相邻的识别部件的接收信号强度指示(RSSI)以及网状网络的形成相关联)，从而允许中央监测单元提取每个构造元件、每个操作元件和每个压载元件的位置以便了解提升和操纵设备的构造。
有利的是，事实上每个识别部件的每个无线电通信模块都具有小于或等于30m，优选地在15m和20m之间的无线电通信范围，这允许通过三角测量来定位识别部件。
根据一个实施例，中央监测单元被构造为根据由每个识别部件发送的识别信息的信号功率、信号衰减或响应时间来确定包括在多个结构元件中的每个结构元件的位置、包括在多个操作元件中的每个操作元件的位置以及至少一个压载元件的位置。
中央监测单元可以被构造为从存储在计算机数据库中的多个典型操作特性中选择至少一个典型操作特性，该计算机数据库列出了提升和操纵设备的与相应典型操作特性相关联的多个构造。
本发明还涉及一种用于监测如上所述的提升和操纵设备的操作的监测方法，该监测方法包括以下步骤：
附接步骤，其包括将识别部件附接在包括在多个结构元件中的每个结构元件上、包括在多个操作元件中的每个操作元件上以及至少一个压载元件上；
第一发送步骤，其包括由附接到每个结构元件的识别部件、附接到每个操作元件的识别部件和附接到至少一个压载元件的识别部件向包括在无线电通信范围内的至少一个其他识别部件发送识别信息；
接收步骤，其包括由连接到多个识别部件的无线电通信主单元从包括在多个识别部件中的每个识别部件接收识别信息，识别部件的识别信息根据在位于识别部件的无线电通信范围内的识别部件之间的逐跳通信协议而发送至无线电通信主单元；
第二发送步骤，其包括由无线通信主单元向中央监测单元发送每个识别部件的识别信息，所述中央监测单元控制包括在多个操作元件中的至少一个操作元件并与主无线通信单元通信；
确定步骤，其包括由中央监测单元根据由每个识别部件向主无线电通信单元发送的识别信息来确定包括在多个结构元件中的每个结构元件的位置、包括在多个操作元件中的每个操作元件的位置以及至少一个压载元件的位置；
第一推导步骤，其包括根据包括在多个结构元件中的每个结构元件的位置、包括在多个操作元件中的每个操作元件的位置、至少一个压载元件的位置以及每个识别部件的识别信息来推导提升和操纵设备的构造；以及
第二推导步骤，其包括由中央监测单元推导提升和操纵设备的与该提升和操纵设备的构造相适配的至少一个典型操作特性。
提升和操纵设备的构造可以指定与该提升和操纵设备有关的一组属性，包括桅杆的组成(桅杆的结构元件的数量、桅杆的结构元件的刚性或加强情况、从桅杆的结构元件的数量和类型推导出的桅杆的高度、桅杆的各个结构元件的位置)、基座的性质(旋转或固定基座，基座在地面上的支撑)、元件重量的数量和位置(基座处的压载元件的数量、反向悬臂处的压载元件的数量)、悬臂的组成(结构悬臂元件的数量、结构元件悬臂的刚性或加强情况、从悬臂结构元件的数量和类型推导出的悬臂的长度、各个悬臂结构元件的位置)、反向悬臂的性质(反向悬臂的尺寸和刚性)，分配小车的性质(分配小车的型号和分配能力)、提升滑车系统的性质(提升滑车系统的型号和提升能力)、致动器的性质(绞车的能力，比如提升绞车和分配绞车，或者用于悬臂降低/升高的变幅绞车)。
根据一种可能方案，由多个结构元件中的每个结构元件的识别部件传递的识别信息包含结构参数，该结构参数代表所述结构元件的许用应力的最大值，并且其中所述中央监测单元还根据与多个结构元件中的每个结构元件相关联的结构参数确立典型操作特性。
根据另一种可能方案，由多个操作元件的每个操作元件的识别部件传递的识别信息包含极限操作参数，该极限操作参数代表所述操作元件的许用应力的最大值，并且其中所述中央监测单元还根据与多个操作元件的每个操作元件相关联的极限操作参数确立典型操作特性。
根据另一种可能方案，由至少一个压载元件的识别部件传递的识别信息包含极限压载参数，该极限压载参数代表所述至少一个压载元件的许用应力的最大值，并且其中所述中央监测单元还根据与至少一个压载元件相关联的极限压载参数确立典型操作特性。
第二推导步骤进一步包括从存储在计算机数据库中的多个典型操作特性中选择至少一个典型操作特性，该计算机数据库列出了提升和操纵设备的具有相关联的典型操作特性的多个构造。
在所描述的方法中，如果在第一推导步骤中推导的提升和操纵设备的构造未出现在计算机数据库中，则中央监测单元发出警告信号并阻止提升和操纵设备投入使用。
根据第一实施例，推导至少一个典型操作特性的步骤包括推导与提升和操纵设备的构造适配的单个典型操作特性。
在该实施例中，所描述的方法可以包括选择步骤，该选择步骤包括由中央监测单元自动选择典型操作特性，以引起驾驶员对提升和操纵设备的控制的限制。
根据所述方法的第二实施例，第二推导步骤包括推导与提升和操纵设备的构造适配的至少两个典型操作特性，所述监测方法进一步包括以下步骤：
显示步骤，其包括向负责监测提升和操纵设备的驾驶员显示至少两个典型操作特性；
选择步骤，其包括由驾驶员从至少两个典型操作特性中选择优选的典型操作特性；
选择步骤，其包括由中央监测单元选择优选的典型操作特性，以引起驾驶员对提升和操纵设备的控制的限制。
附图说明
借助于下文参考附图公开的详细描述，将更好地理解本发明，其中：
图1是包括结构元件、操作元件和压载元件的提升和操纵设备的示意图。
图2是包括多个识别部件的图1的提升和操纵设备的示意图。
图3是表示图2的识别部件和连接到中央监测单元的无线电通信主单元之间逐跳通信的图。
图4是示出用于监测图1的提升和操纵设备的操作的方法的第一实施例的执行步骤的流程图。
图5是示出执行用于监测图1的提升和操纵设备的操作的方法的第二实施例的步骤的流程图。
图6是识别部件的示意图。
具体实施方式
在上文定义的附图的以下详细描述中，相同的元件或实现相同功能的元件可以保留相同的附图标记，以便简化对本发明的理解。
提升和操纵设备的构成
本发明涉及一种提升和操纵设备G，其表示为图1中所示的起重机，并且例如是分段式塔式起重机或自升式塔式起重机，其包括多个结构元件EMi、EFj、B、P、CF，这些结构元件被组装以形成所述提升和操纵设备的结构。
在图1所示的示例中，提升和操纵设备G包括以下结构元件：
桅杆元件EMi(本文是EM1、EM2、EM3、EM4、…EM9)，一旦组装，其形成竖直延伸桅杆M；
基座B，桅杆M的脚部固定在其上，所述基座B通常搁置在地面上；
枢轴P，其固定到桅杆M的顶部并且可绕垂直轴线旋转移动；
悬臂元件EFj(本文是EF1、EF2、EF3、EF4、…EF11)，一旦组装在枢轴P上就形成水平延伸的箭头F；以及
反向悬臂CF，其组装在枢轴P上，与悬臂f相反。
提升和操纵设备G还包括多个操作元件，这些操作元件由包括在多个结构元件EMi、EFj、B、P、CF中的结构元件承载，并且被设计用于提供提升和操纵设备G或负载的移动。操作元件可以从包括致动器和驱动元件的列表中选择。
在图1所示的示例中，驱动元件包括至少一个可沿箭头F移动的用于负载分配的分配小车CD以及悬挂在分配小车CD上用于提升负载的提升滑车系统ML。此外，致动器可以包括至少一个分配绞车(未示出)以及提升绞车(未示出)，所述分配绞车经由分配线缆来致动分配小车CD的移位，所述提升绞车经由提升线缆致动提升滑车系统ML的移位。这些致动器还可以包括安装在枢轴P上的定向马达(未示出)以致动由枢轴P、悬臂F和反向悬臂CF组成的旋转零件的旋转。
提升和操纵设备G还包括安装在结构元件上的至少一个压载元件L1、L2。
在图1所示的示例中，压载元件包括安装在基座B上的一个或更多个配重L1，以及安装在反向悬臂CF上的一个或更多个配重L2。
提升和操纵设备G包括中央监测单元UC(如图3所示)，其控制包括在多个操作元件中的至少一个操作元件。在这种情况下，该中央监测单元UC控制致动器，比如前述的分配绞车、提升绞车和定向马达。
参考图2，所述提升和操纵设备G进一步包括多个识别部件01-26，包括在多个结构元件EMi、EFj、B、P、CF中的每个结构元件与多个识别部件01-26中的识别部件联接，包括在多个操作元件中的每个操作元件联接到包括在多个识别部件01-26中的识别部件，并且至少一个配重元件L1、L2联接到包括在多个识别部件01-26中的识别部件。
在图2所示的示例中，识别部件01-11安装在形成悬臂F的11个悬臂元件EF1、…、EF11上，识别部件12安装在反向悬臂CF上，识别部件13安装在枢轴P上，识别部件14安装在由枢轴P承载的驾驶员舱CP上，识别部件15安装在分配小车CD上，识别部件16安装在提升滑车系统ML上，识别部件17-25安装在形成桅杆M的九个桅杆元件EM1、…、EM9上，并且识别部件26安装在基座B上。同样，在该图2中，未示出所有的识别部件，缺少与致动器和压载元件L1、L2相关联的识别部件。
每个识别部件01-26包括具有预定的无线电通信范围R的无线电通信模块，以便能够与至少一个其他识别部件通信。
提升和操纵设备G包括主无线电通信单元UM，其连接到多个识别部件01-26，并用于从包括在多个识别部件01-26中的每个识别部件接收识别信息。该主无线电通信单元UM还通过例如有线或无线方式连接到中央监测单元UC。
识别部件
参考图6，在提升和操纵设备G中，每个识别部件01-26包括：
无线电通信模块100，其具有预定的无线电通信范围R(如图2所示)，以便能够与至少一个其他识别部件通信，所述无线电通信模块形成发射机/接收机；
存储器101，其存储识别信息ID，使得能够单独识别相关联的元件，无论其是结构元件、操作元件还是压载元件；
电力电池102；和
监测设备103，例如处理器或监测类型的监测设备，其连接到存储器101、电力电池102和无线电通信模块100，以允许识别部件向一个或更多个相邻的识别部件发送其识别信息ID，并且还从一个或更多个相邻的识别部件接收其相应的识别信息ID，以便向其他相邻的识别部件转发它从一个或更多个相邻的识别部件接收的这个或这些识别信息IS。
以这种方式，识别部件01-26形成“网状”网络或形成有使用分散无线电协议逐步通信的自主识别部件01-26。术语“相邻的识别部件”是指位于无线电通信范围R内的识别部件。
在由识别部件01-26形成的网状网络中，主无线电通信单元UM被连接：
直接连接到与其邻接的识别部件，例如图1和图3的示例中的识别部件01、12、13、14、17和18；
或者经由通过相邻的识别部件之一传递的逐跳通信，间接发送到与其不相邻的识别部件。
换句话说，识别部件01-26中的每一个都被成形为根据在位于其无线电通信范围R内的识别部件之间的逐跳通信协议向主无线电通信单元UM发送识别信息。术语“逐跳通信”是指在位于其无线电通信范围R内的识别部件之间的连续无线传输，直到无线电通信信号到达主无线电通信单元UM，如图3所示。
根据一个实施例，每个识别部件01-26的无线电通信模块是短程无线电通信模块或中程无线电通信模块，也就是说，其范围R小于或等于30m，或者甚至小于或等于20m。该无线电通信模块例如是通过蓝牙、射频或WIFI的无线电通信模块。
对于每个识别部件01-26，识别信息还包含极限参数，该参数代表相关元件的许用应力的最大值，即：
对于每个结构元件，代表所述结构元件的许用应力的最大值的结构参数；
对于每个操作元件，代表所述操作元件的许用应力的最大值的极限操作参数；并且
对于所述或每个压载元件，代表所述压载元件的许用应力的最大值的极限压载参数。
例如，由多个结构元件中的每个结构元件的识别部件传递的识别信息可以包含代表所述结构元件的刚度的结构参数。
代表所述元件的刚度(或刚性)的这个结构参数可以例如提供关于所述元件是否被加强的信息。
中央监测单元UC被构造为还根据与多个结构元件的每个结构元件相关联的结构参数、与多个操作元件的每个操作元件相关联的极限操作参数，以及与压载元件或每个压载元件相关联的极限压载参数来确立典型操作特性。
有利地，形成具有自主识别部件01-26的网状网络(所述自主识别部件根据分散无线电协议逐跳通信，每个识别部件01-26向至少一个相邻的识别部件发送包含识别信息的无线电通信的信号)使得中央监测单元UC能够：
经由主无线电通信单元UM检索包含各个识别部件01-26的识别信息的所有无线电通信信号；并且
由这些信号计算或推导提升和操纵设备G中每个识别部件01-26的位置；
根据包含在识别部件的无线电通信信号中的识别信息，推导与不同识别部件01-26相关联的每个结构元件、每个操作元件和每个压载元件的位置；
根据这些结构元件、操作元件和压载元件的位置，构建或推导出提升和操纵设备G的构造。
有利的是，中央监测单元UC通过确定谁是每个识别部件01-26的邻居而至少部分地通过三角测量来运算每个识别部件01-26的位置。
作为一种变型或者除了通过三角测量该位置之外，中央监测单元UC可以根据由识别部件接收的无线电通信信号的功率、由识别部件接收的无线电通信信号的衰减或者由每个识别部件发送的识别信息的响应时间来确定每个识别部件01-26的位置。实际上，这些信号参数(接收功率或RSSI、衰减或响应时间)中的每一个都是相互通信的两个识别部件之间距离的函数。
表[表1]表示从主无线电通信单元UM发送到中央监测单元UC的与提升和操纵设备G的桅杆M相关的信息的序列的示例。中央监测单元UC测量主无线电通信单元UM和桅杆M的每个桅杆元件EMi之间的距离，识别信息与该距离相关联，使得中央监测单元UC可以推导桅杆M的组成。
[表1]
Figure BDA0003415929780000141
中央监测单元UC可以在所述中央监测单元UC中存储的测量距离和理论距离之间的应用一致性监测。中央监测单元UC因此能够检测桅杆M中是否缺少一个或更多个桅杆元件，并且因此能够将其报告给负责安装桅杆M的操作人员。
同样，中央监测单元UC能够确定偏转件F的组成、反向偏转件CF的性质或分配小车CD的性质等。
操作特性的确定
在根据本发明的提升和操纵设备G中，中央监测单元UC因此链接到主无线电通信单元UM并且被构造为根据由每个识别部件01-26发送到主无线电通信单元UM的识别信息(更准确地说，包含识别信息的无线电通信信号)确定包括在多个结构元件中的每个结构元件的位置、包括在多个操作元件中的每个操作元件的位置以及每个压载元件L1、L2的位置，并推导提升和操纵设备G的构造。
注意，中央监测单元UC还可以根据与多个结构元件中的每个结构元件相关联的结构参数、与多个操作元件中的每个操作元件相关联的极限操作参数以及与该压载元件或每个压载元件相关联的极限压载参数来确立典型操作特性。
一旦中央监测单元UC确立提升和操纵设备G的构造，该中央监测单元UC就确定该提升和操纵设备G的与所述构造相关联的至少一个典型操作特性。
所述至少一个典型操作特性指定为代表负载极限的量或曲线，例如负载曲线。负载曲线定义了提升和操纵设备G在沿其箭头F所考虑的范围内可提升的最大负载，尤其还根据提升和操纵设备G的设计期间使用的常规风阻。
根据一种可能方案，中央监测单元UC被构造为从存储在计算机数据库中的多个典型操作特性中选择至少一个典型操作特性，该计算机数据库列出了提升和操纵设备G的与相应的典型操作特性相关联的多个构造。与提升和操纵设备G相关的计算机数据库可以例如指定为中央监测单元UC的本地数据库，或者被记录在专用服务器上，例如专用远程服务器。
由中央监测单元UC选择的至少一个典型操作特性可以考虑当地规范或者甚至与风相关的物理量，比如风速。
监测提升和操纵设备的操作的方法
本发明还涉及一种用于监测提升和操纵设备G的操作的监测方法，其包括图4和图5中所示的以下步骤：
附接步骤S1，其包括将识别部件01-26附接到包括在多个结构元件中的每个结构元件、包括在多个操作元件的每个操作元件和每个压载元件上；
第一发送步骤S2，其包括通过附接到每个结构元件、每个操作元件和每个压载元件的识别部件01-26将识别信息发送到包括在无线电通信范围R中的至少一个其他识别部件；
接收步骤S3，其包括由连接到多个识别部件01-26的主无线电通信单元UM从包括在多个识别部件01-26中的每个识别部件接收识别信息，所述识别部件的识别信息根据在位于识别部件的无线电通信范围R内的识别部件之间的逐跳通信协议而发送至无线电通信主单元UM；
第二发送步骤S4，其包括由无线电通信主单元UM向中央监测单元UC发送每个识别部件01-26的识别信息；
确定步骤S5，其包括由中央监测单元UC根据由每个识别部件发送到主无线电通信单元UM的识别信息确定包括在多个结构元件中的每个结构元件的位置、包括在多个操作元件中的每个操作元件的位置以及每个压载元件的位置；
第一推导步骤S6，其包括根据包括在多个结构元件中的每个结构元件的位置、包括在多个操作元件中的每个操作元件的位置、每个压载元件的位置以及每个识别部件01-26的识别信息来推导提升和操纵设备G的构造；
第二推导步骤S7，其包括由中央监测单元UC推导提升和操纵设备G的适用于该提升和操纵设备G的构造的至少一个典型操作特性。
如前所述，第二推导步骤S7包括从存储在计算机数据库中的多个典型操作特性中选择至少一个典型操作特性，所述计算机数据库列出了提升和操纵设备G的多个典型操作特性以及相关联的典型操作特性。
在所描述的方法中，如果在第一推导步骤S6期间推导出的提升和操纵设备G的构造没有出现在计算机数据库中，则中央监测单元UC发出警报信号并阻止提升和操纵设备G的调试。
第一实施例
根据第一实施例，第二推导步骤S7包括推导适用于提升和操纵设备G的构造的单个典型操作特性。例如，在数据库中，单个典型操作特性与该构造相关联。
在该实施例中，所述方法可包括图4中所示的选择步骤S8，该步骤包括由中央监测单元UC自动选择典型操作特性，以便引起驾驶员对提升和操纵设备G的控制的限制。换句话说，基于这种典型操作特性，通常位于驾驶舱CP中的提升和操纵设备G的驾驶员在其控制上受到限制，该典型操作特性作为提醒可以有利地是负载曲线。
第二实施例
根据所述方法的第二实施例，第二推导步骤S7包括推导适用于提升和操纵设备的构造的至少两个典型操作特性。例如，在数据库中，两个典型操作特性与该构造相关联，例如，一个典型操作特性将有利于悬臂的端部的提升能力而损害悬臂的底部的最大提升能力，另一个典型操作特性将有利于悬臂的底部的提升能力而损害悬臂的末端的最大提升能力。
在该第二模式中，该方法进一步包括图5所示的以下步骤：
显示步骤S8’，其包括向负责控制提升和操纵设备G的驾驶员显示至少两个典型操作特性；
选择步骤S9’，其包括驾驶员在至少两个典型操作特性中选择最偏好的典型操作特性(例如根据现场条件，尤其是风力条件)；
选择步骤S10’，其包括由中央监测单元UC选择优选的典型操作特性，以引起驾驶员对提升和操纵设备G的控制的限制。
换句话说，基于驾驶员从与该构造适配的操作特性中选择的这种偏好的典型操作特性，提升和操纵设备G的驾驶员在其控制上受到限制。
尽管已经结合特定实施例描述了本发明，但是很明显，本发明并不限于此，并且本发明包括所描述的设备的所有技术等同物以及其组合(如果它们属于本发明的范围)。

Claims (25)

1.一种提升和操纵设备(G)，其包括：
多个结构元件(EMi、EFj、B、P、CF)，所述多个结构元件经组装以形成所述提升和操纵设备的结构；
多个操作元件(CD，ML)，所述多个操作元件由包括在所述多个结构元件中的结构元件承载并被设计成提供所述提升和操纵设备或负载的移动；
至少一个压载元件(L1；L2)，所述至少一个压载元件安装在结构元件上；
中央监测单元(UC)，所述中央监测单元控制包括在所述多个操作元件(CD,ML)中的至少一个操作元件；
所述提升和操纵设备(G)的特征在于，其进一步包括：
多个识别部件(01-26)，包括在所述多个结构元件(EMi，EFj，B，P，CF)中的每个结构元件都联接到包括在所述多个识别部件(01-26)中的识别部件，包括在所述多个操作元件(CD，ML)中的每个操作元件都联接到包括在所述多个识别部件(01-26)中的识别部件，并且所述至少一个压载元件(L1；L2)联接到包括在所述多个识别部件(01-26)中的识别部件，并且每个识别部件都包括具有预定无线电通信范围(R)的无线电通信模块以便能够与至少一个其他识别部件通信；以及
无线电通信主单元(UM)，所述无线电通信主单元连接到所述多个识别部件(01-26)并且旨在从包括在所述多个识别部件(01-26)中的每个识别部件处接收识别信息；
每个识别部件(01-26)都被构造为根据在位于所述识别部件的无线电通信范围(R)内的识别部件之间的逐跳通信协议向所述无线电通信主单元(UM)发送识别信息；
并且，所述中央监测单元(UC)链接到主无线电通信单元(UM)并且被构造为：
根据由每个识别部件(01-26)发送到所述主无线电通信单元(UM)的识别信息来确定包括在所述多个结构元件(EMi，EFj，B，P，CF)中的每个结构元件的位置、包括在所述多个操作元件(CD，ML)中的每个操作元件的位置以及所述至少一个压载元件(L1；L2)的位置，以及
由此推导所述提升和操纵设备(G)的构造，然后推导所述提升和操纵设备(G)的与所述构造相关联的至少一个典型操作特性。
2.根据权利要求1所述的提升和操纵设备(G)，其中，由所述多个结构元件(EMi，EFj，B，P，CF)的每个结构元件的识别部件传递的识别信息包含结构参数，所述结构参数代表所述结构元件的许用应力的最大值，并且所述中央监测单元(UC)被构造为，还根据与所述多个结构元件(EMi，EFj，B，P，CF)的每个结构元件相关联的结构参数来确立典型操作特性。
3.根据权利要求2所述的提升和操纵设备(G)，其中，所述结构参数是代表相关结构元件的刚度的参数。
4.根据权利要求1所述的提升和操纵设备(G)，其中，由所述多个操作元件(CD，ML)的每个操作元件的识别部件传递的识别信息包含极限操作参数，所述极限操作参数代表所述操作元件的许用应力的最大值，并且所述中央监测单元(UC)被构造为，还根据与所述多个操作元件(CD，ML)的每个操作元件相关联的极限操作参数来确立典型操作特性。
5.根据权利要求4所述的提升和操纵设备(G)，其中，所述极限操作参数是代表与相关操作元件相关联的移动的最大许用负载的参数。
6.根据权利要求1所述的提升和操纵设备(G)，其中，由所述至少一个压载元件(L1；L2)的识别部件传递的识别信息包含极限压载参数，所述极限压载参数代表所述至少一个压载元件(L1；L2)的许用应力的最大值，并且所述中央监测单元(UC)被构造为还根据与所述至少一个压载元件(L1；L2)相关联的极限压载参数来确立典型操作特性。
7.根据权利要求6所述的提升和操纵设备(G)，其中，所述极限压载参数是代表相关压载元件的质量或重量的参数。
8.根据权利要求1所述的提升和操纵设备(G)，其是起重机，例如分段式塔式起重机或自升式起重机。
9.根据权利要求1所述的提升和操纵设备(G)，其中，所述多个结构元件(EMi、EFj、B、P、CF)选自包括以下的列表，桅杆元件(EMi)、悬臂元件(EFi)、反向悬臂(CF)、枢轴(P)、伸缩笼、锚定框架、举升结构或基座(B)。
10.根据权利要求1所述的提升和操纵设备(G)，其中，所述多个操作元件(CD，ML)选自包括致动器和驱动元件(CD，ML)的列表。
11.根据权利要求10所述的提升和操纵设备(G)，其中，所述致动器至少包括一个提升绞车和一个分配绞车，并且所述驱动元件包括至少一个分配小车(CD)和提升滑车系统(ML)。
12.根据权利要求1所述的提升和操纵设备(G)，其中，所述至少一个典型操作特性是代表所述提升和操纵设备(G)的负载极限的量或曲线，比如负载曲线。
13.根据权利要求1所述的提升和操纵设备(G)，其中，每个识别部件(01-26)包括连接到存储器的监测设备，所述存储器包含识别信息，从而允许识别相关联的结构元件(EMi、EFj、B、P、CF)或操作元件(CD、ML)或压载元件(L1；L2),所述监测设备连接到旨在为所述监测设备供给的电力电池，并且所述监测设备连接到旨在确保所述识别部件之间通信的无线电通信模块。
14.根据权利要求1所述的提升和操纵设备(G)，其中，每个识别部件的无线电通信模块的无线电通信范围(R)小于或等于30m。
15.根据权利要求1所述的提升和操纵设备(G)，其中，所述中央监测单元(UC)被构造为，根据由每个识别部件(01-26)发送的识别信息的功率信号、信号衰减或响应时间来确定包括在所述多个结构元件(EMi，EFj，B，P，CF)中的每个结构元件的位置、包括在所述多个操作元件(CD，ML)中的每个操作元件的位置以及所述至少一个压载元件(L1；L2)的位置。
16.根据权利要求1所述的提升和操纵设备(G)，其中，所述中央监测单元(UC)被构造为，从存储在计算机数据库中的多个典型操作特性中选择所述至少一个典型操作特性，所述计算机数据库列出所述提升和操纵设备(G)的与相应的典型操作特性相关联的多个构造。
17.一种用于监测根据权利要求1所述的提升和操纵设备(G)的操作的监测方法，所述监测方法包括以下步骤：
附接步骤(S1)，所述附接步骤包括将识别部件附接在包括在多个结构元件(EMi、EFj、B、P、CF)中的每个结构元件上、包括在多个操作元件(CD、ML)中的每个操作元件上以及至少一个压载元件上(L1；L2)；
第一发送步骤(S2)，所述第一发送步骤包括通过附接到每个结构元件(EMi、EFj、B、P、CF)、每个操作元件(CD、ML)和至少一个压载元件(L1；L2)的识别部件将识别信息发送到包括在无线电通信范围(R)中的至少一个其它识别部件(01-26)；
接收步骤(S3)，所述接收步骤包括由连接到多个识别部件(01-26)的无线电通信主单元(UM)接收来自包括在所述多个识别部件(01-26)中的每个识别部件的识别信息，所述识别部件的识别信息根据在位于所述识别部件的无线电通信范围(R)内的识别部件之间的逐跳通信协议而被发送至所述无线电通信主单元(UM)；
第二发送步骤(S4)，所述第二发送步骤包括通过所述无线电通信主单元(UM)将每个识别部件(01-26)的识别信息发送到中央监测单元(UC)，所述中央监测单元(UC)控制包括在多个操作元件(CD，ML)中的至少一个操作元件并与所述无线电通信主单元(UM)通信；
确定步骤(S5)，所述确定步骤包括通过所述中央监测单元(UC)根据由每个识别部件发送到所述无线电通信主单元的识别信息来确定包括在所述多个结构元件(EMi，EFj，B，P，CF)中的每个结构元件的位置、包括在所述多个操作元件(CD，ML)中的每个操作元件的位置以及所述至少一个压载元件(L1；L2)的位置；
第一推导步骤(S6)，所述第一推导步骤包括根据包括在所述多个结构元件(EMi，EFj，B，P，CF)中的每个结构元件的位置、包括在所述多个操作元件(CD，ML)中的每个操作元件的位置、所述至少一个压载元件(L1；L2)的位置和每个部件识别(01-26)的识别信息的位置来推导所述提升和操纵设备(G)的构造；
第二推导步骤(S7)，所述第二推导步骤包括通过所述中央监测单元(UC)推导所述提升和操纵设备(G)的适用于该提升和操纵设备(G)的构造的至少一个典型操作特性。
18.根据权利要求17所述的监测方法，其中，由所述多个结构元件(EMi，EFj，B，P，CF)的每个结构元件的识别部件传递的识别信息包含结构参数，所述结构参数代表所述结构元件的许用应力的最大值，并且所述中央监测单元(UC)还根据与所述多个结构元件(EMi，EFj，B，P，CF)的每个结构元件相关联的结构参数来确立典型操作特性。
19.根据权利要求17所述的监测方法，其中，由所述多个操作元件(CD，ML)的每个操作元件的识别部件传递的识别信息包含极限操作参数，所述极限操作参数代表所述操作元件的许用应力的最大值，并且所述中央监测单元(UC)还根据与所述多个操作元件(CD，ML)的每个操作元件相关联的极限操作参数来确立所述典型操作特性。
20.根据权利要求17所述的监测方法，其中，由所述至少一个压载元件(L1；L2)的识别部件传递的识别信息包含极限压载参数，所述极限压载参数代表所述至少一个压载元件(L1；L2)的许用应力的最大值，并且所述中央监测单元(UC)还根据与所述至少一个压载元件(L1；L2)相关联的极限压载参数来确立典型操作特性。
21.根据权利要求17所述的监测方法，其中，所述第二推导步骤(S7)进一步包括从存储在计算机数据库中的多个典型操作特性中选择至少一个典型操作特性，所述计算机数据库列出了所述提升和操纵设备(G)的与相应的典型操作特性相关联的多个构造。
22.根据权利要求21所述的监测方法，其中，如果在所述第一推导步骤(S6)期间推导的提升和操纵设备(G)的构造未出现在所述计算机数据库中，则所述中央监测单元(UC)发出警告信号并阻止所述提升和操纵设备(G)的调试。
23.根据权利要求17所述的监测方法，其中，所述第二推导步骤(S7)包括推导与所述提升和操纵设备(G)的构造相适配的单个典型操作特性。
24.根据权利要求23所述的监测方法，包括选择步骤(S8)，所述选择步骤包括由所述中央监测单元(UC)自动选择典型操作特性以引起驾驶员对所述提升和操纵设备(G)的控制的限制。
25.根据权利要求17所述的监测方法，其中，所述第二推导步骤(S7)包括推导与所述提升和操纵设备的构造相适配的至少两个典型操作特性，
所述监测方法进一步包括以下步骤：
显示步骤(S8’)，所述显示步骤包括向负责控制所述提升和操纵设备(G)的驾驶员显示至少两个典型操作特性；
选择步骤(S9’)，所述选择步骤包括由所述驾驶员从所述至少两个典型操作特性中选择优选的典型操作特性；
选择步骤(S10’)，所述选择步骤包括由所述中央监测单元(UC)选择所述优选的典型操作特性以引起驾驶员对所述提升和操纵设备(G)的控制的限制。
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