CN207293962U - 用于操作起重机的控制开关、控制系统以及起重机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于操作起重机(1)的控制开关(8)。控制开关(8)包括第一接口(12)，第一接口(12)构造成用于在起重机(1)的控制开关(8)和控制单元(11)之间进行信号传输。为了尤其以经济的方式结合在工业使用中所需的控制开关(8)的稳定性和操作安全性与提高的功能范围，提出设置具有第二接口(13)的控制开关(8)，第二接口(13)构造成用于在移动终端设备(10)和控制开关(8)之间进行信号传输。本实用新型还提供了一种起重机(1)和操作起重机(1)的控制系统(9)。

Description

用于操作起重机的控制开关、控制系统以及起重机

技术领域

本实用新型涉及一种用于操作起重机的控制开关、尤其是起重机控制开关、以及用于操作起重机的控制系统、尤其是起重机控制系统以及具有所述控制开关和/或所述控制系统的起重机。

背景技术

在实际应用中，起重机大多用于负载在其工作区域之内在彼此不同的位置上的提升和下降。作为在起重机驾驶室中的替代或补充，大多情况可通过操作控制开关来进行其操作，操作开关可构造成经线缆连接(例如呈悬挂式控制开关的形式)或无线。

除了传统的需要机械驱动的物理操作元件(例如，可通过弹簧支承的按键或按钮、调整旋钮或调整滑键以及接入或非接入式开关)以外，在操作器件和机械时越来越多地使用具有触敏表面的控制面板。大多可直观操作的触摸屏形式已经标准化地应用在平板电脑和智能手机中。其屏幕允许对几乎无限数量的不同功能的选择，该屏幕可在其纯虚拟的操作元件的可视输出(例如呈图像按键形式)中可变。此外，例如可能产生的操作数据也可同时或通过切换显示，这为可能进行的输入和设置或监控提供了基础。

DE 10 2012 010 721A1公开了一种用于机械、例如起重机的机械控制装置，该机械控制装置通过与可携带式操作件的数据连接实现了对起重机的控制。可携带式操作件可为智能手机或平板电脑，人员可通过智能手机或平板电脑直接地并且无需额外的专用操作元件地进行操作。

此外，DE 10 2014 216 982 A1公开了一种用于技术装置、例如起重机的控制系统，该控制系统包括装置的控制单元和控制开关。控制系统具有第一接口，第一接口构造成用于在控制开关和控制单元之间的信号传输。关于借助控制开关对装置进行操作，使控制单元可与移动式手持设备以传输信号的方式连接。手持设备例如可为智能电话或平板电脑。该装置通过此时位于控制开关的周围环境中，可由与控制单元直接连接的移动式手持设备进行控制。

除了触摸屏的明显优势以外，尤其是在工作区中的日常使用提高了对它们的耐受性的要求。因此，市售的移动终端设备不适合完全地替代控制开关。与此相反，使用专门设计满足工业要求的终端设备伴随有相应高的成本。控制开关的完全去除会降低在操作中的安全性(特别是在标准输入的情况下)，这是因为缺乏传统的机械驱动的物理操作元件有时使触觉变差，因此会增加操作错误的风险。最后，触摸屏在控制开关中的毫无问题的应用在双方面也会导致经济上的不利，这表现在增加制造成本和缩短生产周期方面。鉴于这些因素，因此起重机的控制开关和控制系统完全仍有改进的空间。

实用新型内容

在此基础上，本实用新型的目的是如下地进一步改进用于操作起重机的控制开关以及控制系统，即，尤其以经济的方式结合在工业使用中所需的控制开关稳定性和操作安全性与提高的功能范围。

该目的通过具有以下特征的控制开关实现：即包括第一接口，所述第一接口构造成用于在所述起重机的所述控制开关和控制单元之间进行信号传输，所述控制开关具有第二接口，所述第二接口构造成用于在移动终端设备和所述控制开关之间进行信号传输。该目的的另一实现方案是具有以下特征的控制系统，即包括前述的控制开关以及移动终端设备，所述移动终端设备能够经由所述第二接口以信号传输方式与所述控制开关连接。本实用新型的优选设计方案是相应从属技术方案的主题。

根据本实用新型，此时提出在控制开关上设置附加的第二接口，该第二接口用于为在移动终端设备和控制开关之间的信号传输建立通信连接。由此获得的优点是，能够附加地连接并连接移动终端设备，通过移动终端设备能够几乎任意地提高控制开关的功能范围。通过原则上保留控制开关，该控制开关例如可用于标准化操作起重机。由于有利于习惯性地、无改变地布置控制开关的物理操作元件还实现了操作者的近似盲操作。由此，结合控制开关的稳固构造地保持了高度的操作可靠性。

通过根据本实用新型的用于根据需要连接移动终端设备与控制开关的方案此时实现了，为其实际存在的操作元件例如补充了可显示在移动终端设备上的按键。以这种方式可为控制开关的有限的功能范围扩展了用于操作起重机的附加方案。可替代地或作为补充地，移动终端设备可用于例如显示、改变起重机的重要参数和/或调取存储在数据库中的任意指令和帮助。

传输信号的连接或通过相应的通信连接进行信号传输在本实用新型中理解成，下面仅示例性地并且不是封闭性地描述的在可彼此连接的设备或单元(设备或单元尤其是控制单元、控制开关和移动终端设备)之间的信息中的至少一个以数字或模拟的方式进行交换，

-控制信号

-操作数据

-状态数据

-参数

-图像和/或声音数据。

根据本实用新型的基本思想的特别优选的改进方案，控制开关构造成，能够通过第一接口和第二接口在移动终端设备和控制单元之间传输信号。这意味着，在实际应用中，在移动终端设备和控制单元之间的信号传输连接优选仅在控制开关的准中间连接的情况下并且经由控制开关来进行。在此，移动终端设备使用控制开关的第一接口和经由第一接口在控制单元和控制开关之间建立的通信连接以及控制开关的第二接口和经由第二接口在控制开关和移动设备之间建立的通信连接来获得与控制单元的信号传输的连接。

根据本实用新型的基本思想的优选的改进方案，用于在控制开关和控制单元之间进行信号传输的第一接口构造成用于无线的信号传输，例如通过无线电。可替代地或作为补充地，用于在移动终端设备和控制开关之间进行信号传输的第二接口构造成用于无线的信号传输。无线的信号传输允许取消非无限信号传输下所必须的物理导线，这允许快速地安装和拆卸以及经济地制造。此外，这种无线连接不会经受磨损或由于线缆断裂或完全断开的任何损害。

根据本实用新型的可替代的设计方案，用于在控制开关和控制单元之间传输信号的第一接口可构造成用于建立经线缆连接的通信连接和经由该通信连接进行的信号传输。可替代地或作为补充地，当然也可将用于在移动终端设备和控制开关之间进行信号传输的第二接口构造成用于建立经线缆连接的通信连接和经由该通信连接进行的信号传输。这种经线缆连接的通信连接尤其在无线通信连接时可能会出现干扰影响和/或环境阻碍了其有效范围的情况下具有优点。可能的干扰影响为，或者阻碍信号传输的干扰影响或者会影响其他装置或装置零件的干扰影响。

根据本实用新型的特别优选的设计方案，第二接口和对应的通信连接构造成用于借助近场通信、尤其根据“Near Field Communication”(简称NFC)的传输标准在移动终端设备和控制开关之间进行信号传输。这种连接根据结构形式设置用于仅经由较短路径进行的对数据的无接触式交换。通过该传输标准的一般降低到仅几厘米的并且在实验室中限定在几米的有效范围实现了高度安全性，因为仅可在附近范围中接收经由NFC 彼此成对设备的信号。为此也几乎排除了位于较远设备或设备零件的不期望的干扰。

根据接口和通信连接的设计方案，当然也可使用已知的所有其他无线传输标准来传输信号，例如借助“蓝牙”或“无线局域网”(Wireless Local Area Network＝WLAN)，其对需要传输的信号全部实现了大的有效范围和高的数据传输速率。用于信号传输的其他方案为移动无线电标准，例如称为UMTS(＝通用移动电信系统)或“长期演进”(＝LTE)以及扩展名“高级长期演进”(＝LTE Advanced)，这些所有也允许访问互联网和移动无线网络。也可考虑基于视线连接的传输标准，在其中发送和接收电磁波。例如在此提出，长久以来已知的标准“IrDA”(＝红外线数据协会)，其借助红外光为光学的无线的点至点的数据传输提供高的数据传输速率，同时提供高的安全性。

关于用于在控制开关和控制单元之间进行信号传输的第一接口或通信连接可看作是有利的，第一结构或通信连接构造成用于借助串行总线系统、例如所谓的控域网(简称CAN) 进行的信号传输。在本文中也能够使用对于工业应用合适的其他现场总线系统。这独立于无线的、例如基于无线电的或经线缆连接的传输方式进行。由此可传输的数据能够被传输，其中，尤其经线缆连接的系统具有最少的线缆束。

此外，本实用新型涉及控制系统，其用于操作起重机。在本文中，控制系统也可称为起重机控制系统。根据本实用新型的控制系统包括控制开关以及移动终端设备。以特别优选的方式，控制开关可为前面详细描述的根据本实用新型的控制开关。根据本实用新型的控制系统的移动终端设备可经由第二接口和对应的用于信号传输的通信连接与控制开关连接。由此在信号传输方面可彼此连接的由控制开关和移动终端设备组成的装置允许控制开关的功能范围的极其有利的扩展，该功能范围否则由于其实际存在的并且可机械操纵的操作元件的布置和功能确定。

因此，特别优选地，能够使控制开关和/或移动终端设备经由第一接口和对应的通信连接以传输信号的方式与控制单元连接，该移动终端设备经由第二接口和对应的通信连接与控制开关以传输信号的方式连接。换句话说，根据本实用新型的控制系统以这种方式优选可仅通过第一接口与起重机的控制单元连接，其中，在移动终端设备和控制单元之间的传输信号的连接仅在控制开关的类似中间连接的情况下并经由控制开关进行。移动终端设备和控制开关能够或者必须利用第一接口和对应的在控制开关和控制单元之间的通信连接来传输信号。

其他优点已经在前面针对根据本实用新型的控制开关进行了详细阐述，从而为了避免重复参见关于控制开关的实施方式。

原则上本实用新型规定，移动终端设备可以是平板电脑和 /或智能电话。当然也可考虑在此未详细描述的其他移动终端设备，其包含平板电脑的已知功能范围和/或智能电话并因此适合对控制开关进行补充。在使用平板电脑和/或智能电话的情况下的优点是，至少直观的使用并且有时存在大量接口。

本实用新型中，与起重机的控制单元以传输信号的方式连接的控制开关与移动终端设备以传输信号的方式连接，使得通过移动终端设备的尤其基于软件的功能扩展控制开关的基本为静态的(物理确定的)功能范围。由此获得的优点已经在关于根据本实用新型的控制开关和控制系统的描述中详细阐述，从而为了避免重复参见其相应的实施方式。

本实用新型中，借助与控制开关连接的移动终端设备读取起重机的当前操作数据和/或设定起重机的参数。对于在此出现的信号传输，尤其使用第一接口和在控制开关和控制单元之间的通信连接。

用于功能扩展并且在移动终端设备上运行的程序例如可从物理数据载体传输到终端设备上。特别优选地，也可提供该程序下载。对此，可使用网络的可借助通道数据到达的区域，其中所述网络可以是内部网络或互联网。有利地，可在建立的下载门户中提供相应所需的应用软件并且例如以也称为App 的应用的形式将软件下载到移动终端设备上。通过并行的以及未来的进一步改进可由此持续地扩展功能范围并且对此进行改进或提高，而无需强制性地更换尤其是起重机控制开关的硬件。

附图说明

根据下面描述详细阐述本实用新型的实施例。其中：

图1示出了根据本实用新型的起重机的立体图，以及

图2示出了图1中的起重机的根据本实用新型的控制系统的示意图。

附图标记列表

1起重机

2吊车梁

2a上弦梁

2b下弦梁

2c桁架斜撑

3端部

4端部

5行驶机构

6行驶机构

7吊车小车

8控制开关

8a物理操作元件

9控制系统

10移动终端设备

10a触摸屏

11控制单元

12第一接口

12a通信连接

13第二接口

13a通信连接

F行驶方向

x纵向方向

具体实施方式

图1示出了用于根据本实用新型的起重机1的示例性结构的立体图。可看出，起重机1构造成呈单梁桥式起重机形式的桥式起重机，该起重机具有可沿着未示出的吊车轨道移动地支承的吊车梁2。吊车梁2实施成桁架梁，桁架梁具有上弦梁2a 和下弦梁2b以及在上弦梁2a和下弦梁2b之间延伸的桁架斜撑2c。

吊车梁2可通过马达沿横向于其纵向方向x的基本水平的行驶方向F移动。对此，在吊车梁2的相对而置的端部3、4 上分别设置行驶机构5、6，行驶机构分别支撑在这里未详细示出的吊车轨道的吊车导轨上。在吊车梁2上、尤其是在吊车梁的下弦梁2b上设置具有升降机构的吊车小车7，吊车小车可通过马达与升降机构一起平行于吊车梁2的纵向方向x沿着吊车梁2移动。通过控制开关8操作起重机1，即，尤其是操控行驶机构5、6、吊车小车7和其驱动装置以及升降机构的运动和功能，控制开关在此构造成经线缆连接的悬挂式控制开关。

图2示出了根据本实用新型的控制系统9的示意图，控制系统除了控制开关8还包括移动终端设备10。同样仅示意性示出的起重机1还具有控制单元11，控制单元11经由尤其是用作控制线路的通信连接12a在控制单元11和控制开关8之间连接。为此，控制开关8具有第一接口12，第一接口构造成借助通信连接12a在控制单元11和控制开关8之间进行经线缆连接的信号传输。对此可替代地，也可考虑用于无线地传输信号的接口12，其中，对应的通信连接12a或控制线路此时相应地实现为无线的。不管具体实施方式如何，优选借助串行总线系统或现场总线系统在控制单元11和控制开关8之间进行信号传输。

可看出，控制开关8具有传统的、需要以机械方式驱动的多个物理操作元件8a，操作元件呈按键、尤其是按钮、和/或开关的形式，而移动终端设备10基本包括呈具有触敏表面的触摸屏10a形式的操作面板。在操作人员带着触敏表面对此不会做出反应的手套时，根据应用技术也可通过合适的笔来操作操作面板或其触敏表面。控制开关8以及控制系统9具有第二接口13，第二接口设置用于通过在移动终端设备10和控制开关8之间的通信连接13a进行信号传输。优选地，第二接口 13和对应的通信连接13a构造用于无线的信号传输，该信号传输在此借助近场通信、尤其是NFC来进行。以这种方式，控制开关8和移动终端设备10仅在减小到几厘米的作用范围之内通过通信连接13a彼此连接，从而其本地连接要求有相应的空间接近。由此建立的、通信连接13a的有效距离限制提高了该连接的可靠性，这是因为几乎排除了从外部访问。此外，经由移动终端设备10通过以下方式实现了在使用与安全相关的功能时的附加可靠性，即，在超出通信连接13a的有效范围的空间分离的情况下，在终端设备10和控制开关8之间的通信连接13a自动断开，即，被中断。在具体的实施方式中，控制开关8对此可具有至少一个NFC天线，经由NFC天线，移动终端设备10访问控制开关8。

当然，在移动终端10和控制开关8之间的通信连接13a 也可以通过线缆连接的方式来建立。第二接口13此时以相应的方式被构造。这也包括在移动终端设备10和控制开关8之间的插拔连接的方案，该插拔连接尤其例如经由至少一个可插拔的器件实现机械的直接连接。

移动终端设备10优选例如可以是平板电脑和/或智能手机。

在实际应用中，与起重机1的控制单元11连接的控制开关8在需要时可经由其第二接口13和通信连接13a与移动终端设备10以传输信号的方式连接。在此，起重机1可具有独特的标识，标识允许构造和应用在移动终端设备10和控制开关8之间的通信连接13a。例如，起重机1或起重机的控制开关8可具有独特的QR编码(＝快速响应)，独特的QR编码经由移动终端设备10的在此未详细示出的图像传感器检测并评估。由此可识别出对连接重要的信息，在此信息的基础上此时通过通信连接13a进行真正的连接或在此信息的基础上解除通信连接13a并且只有在之后才能使用。通过这种QR编码实现的几千字节的存储足以能够传送用于对起重机1设置参数所需的传输值。

通过与移动终端设备10的成功连接可扩展控制开关8的功能范围，尤其是关于移动终端设备10的基于软件的功能。对此，在连接移动终端设备10和控制开关8时可在移动终端设备10上启动合适的应用软件，该应用软件也称为应用 (App)。对此替代地或补充地，首先可通过移动终端设备10 例如从内网或互联网的服务器下载这种App，然后安装，接下来启动。为此所需的信号传输例如可通过移动终端设备10的移动通信标准来完成。也可将这种App用作控制系统9到互联网的接口，以便例如获得为相应起重机1显示的线路图以及帮助页面和特殊备件，直至其直接在线处理。此外，这种App 可用作维修工具，来读取并分析起重机1的可能的操作数据的情况以及可能出现的控制单元11的错误报告。

因此，本实用新型实现了将超出用于对起重机1进行基本操作的标准功能的功能、尤其是复杂的功能扩展到移动终端设备10上。标准功能例如是，借助行驶机构5、6进行的沿着吊车轨道的吊车行程、沿着吊车梁2的吊车小车7的小车行程或通过升降机构提升/降下具有负载或没有负载的负载接收器件。也可考虑，通过移动终端设备10可使用用于基本操作的标准功能并且尤其是可触发起重机1的相应运动，从而关于这一点可想到控制开关8的操作元件8a的多余信息。复杂的功能例如可以是下面描述的通过服务的结合而进行的故障分析和故障排除。对此，在移动终端设备10和控制开关8之间的通信不仅实现了通过控制单元11纯粹地读取起重机1的例如当前的操作数据，而且实现了具体的措施，例如设定用于可能的故障排除或功能改变和/或功能扩展的参数。例如在本文中，可能的参数有吊车轴线速度、吊车轴线加速度、悬摆阻尼值和安全功能以及数控输出的功能或运行方式。

在实际应用中，例如在发生使起重机1停止运行的故障时移动终端设备10可通过第二接口13和通信连接13a与控制开关8连接。以这种方式能够将关于故障的信息传输给移动终端设备10并且相应地进行显示。然后或同时可显示出存储的例如为消除产生故障的原因而提供的帮助。此外，如有需要，可显示出或者直接建立与服务的联系。由此也可通过移动终端设备10的传输标准询问服务的当前数据和/或传输给该服务，从而服务例如可首先提供外部支持，无需亲自在现场。由此也可为起重机1的应急运行进行设定，应急运行作为暂时的解决方案实现了起重机1的进一步的应用，直至长期来看技术人员现场地解决了该问题。

因此，尤其避免了将触摸屏集成在控制开关8中或其壳体中，从而维持了控制开关8的稳固性，然而如上所述地可扩展功能范围或功能性。

当然，本实用新型也涉及起重机1的稍有不同的设计方案以及在此未详细示出的设计方案。因此可替代地，起重机例如可构造成单梁悬臂起重机，其此时具有自由悬伸的吊车臂2。也可想到作为双梁桥式起重机或双梁门式起重机，其此时分别包括两个相应的吊车梁2。

Claims (11)

1.一种用于操作起重机(1)的控制开关(8)，其包括第一接口(12)，所述第一接口(12)构造成用于在所述起重机(1)的所述控制开关(8)和控制单元(11)之间进行信号传输，其特征在于，所述控制开关(8)具有第二接口(13)，所述第二接口(13)构造成用于在移动终端设备(10)和所述控制开关(8)之间进行信号传输。

2.根据权利要求1所述的控制开关(8)，其特征在于，所述控制开关(8)是起重机控制开关。

3.根据权利要求1所述的控制开关(8)，其特征在于，其经由所述第一接口(12)和所述第二接口(13)能够在移动终端设备(10)和控制单元(11)之间进行信号传输。

4.根据权利要求1或2所述的控制开关(8)，其特征在于，所述第一接口(12)和/或所述第二接口(13)构造成用于经线缆连接的或无线的信号传输。

5.根据前述权利要求1至3中任一项所述的控制开关(8)，其特征在于，所述第二接口(13)构造成借助近场通信(NFC)在所述移动终端设备(10)和所述控制开关(8)之间进行信号传输。

6.根据前述权利要求1至3中任一项所述的控制开关(8)，其特征在于，所述第一接口(12)构造成用于借助串行总线系统(CAN)在所述控制开关(8)和所述控制单元(11)之间进行信号传输。

7.一种用于操作起重机(1)的控制系统(9)，其包括根据权利要求1至6中任一项所述的控制开关(8)以及移动终端设备(10)，其特征在于，所述移动终端设备(10)能够经由所述第二接口(13)以信号传输方式与所述控制开关(8)连接。

8.根据权利要求7所述的控制系统(9)，其特征在于，所述控制开关(8)和/或经由所述第二接口(13)以信号传输方式与所述控制开关(8)连接的所述移动终端设备(10)能够经由所述第一接口(12)以信号传输方式与所述控制单元(11)连接。

9.根据权利要求7所述的控制系统(9)，其特征在于，所述控制系统(9)是起重机控制系统。

10.根据权利要求7所述的控制系统(9)，其特征在于，所述移动终端设备(10)是平板电脑和/或智能手机。

11.一种起重机(1)，其具有根据权利要求1至6中任一项所述的控制开关(8)和/或根据权利要求7至10中任一项所述的控制系统(9)。