CN211733588U - 一种起吊装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种起吊装置及系统，其中，该起吊装置包括吊具、电子导板、起吊部件、调节机构以及控制器；所述吊具包括在所述吊具的同一侧面均匀分布的多个起吊部件安装件，每个所述起吊部件安装件均连有一个调节机构；所述电子导板至少有两个，不同所述电子导板与不同的起吊部件安装件连接，用于检测所述吊具与集装箱之间的姿态偏差信息；所述控制器与所述电子导板连接，用于基于所述电子导板获取的姿态偏差信息，控制所述调节机构调整所述吊具的姿态。通过实时扫描吊具与集装箱之间的角度偏差，并调整该角度偏差，提高了起吊装置的调整效率，缩短了调整过程需要的时间。
Description
技术领域
本申请涉及设备控制技术领域，尤其是涉及一种起吊装置及系统。
背景技术
集装箱吊具是集装箱装卸转运的大型专用机具，适用于货运、水运等多种运输方式，常见于大型仓库、港口、码头等地点，具有可靠性高、运行平稳、作业效率高等特点，同时，集装箱吊具一般具有自动抓放箱的功能。
目前，集装箱吊具所采用的自动抓放箱方案，大多为远距或是远近距组合的测量方式，两者都是通过目标位偏差检测装置(target posture scanner，TPS)以及负载姿态检测装置(load posture scanner，LPS)，来获得吊具与集装箱之间、目标箱与负载之间的位置偏差，同时获取吊具的姿态角度，并利用调整执行机构进行调整操作。当达到抓放箱要求后，再进行抓放箱操作。其中，目标位偏差检测装置和负载姿态检测装置的调整效率较低、成本较高，故而，在进行自动抓放箱时，其整体效率较低，且成本较高。
实用新型内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种起吊装置及系统，通过实时扫描吊具与集装箱之间的角度偏差，并调整该角度偏差，提高了起吊装置的调整效率，缩短了调整过程需要的时间。
第一方面，本申请实施例提供了一种起吊装置，包括吊具、电子导板、起吊部件以及控制器；
其中，所述吊具包括在所述吊具的同一侧面均匀分布的多个起吊部件安装件，每个所述起吊部件安装件均连有一个调节机构；
所述电子导板至少有两个，不同所述电子导板与不同的起吊部件安装件连接，用于检测所述吊具与集装箱之间的姿态偏差信息；
所述控制器与所述电子导板连接，用于基于所述电子导板获取的姿态偏差信息，控制所述调节机构调整所述吊具的姿态。
一种可选的实施方式中，所述电子导板包括：激光器、雷达、摄像头以及角度传感器中的一种或者多种。
一种可选的实施方式中，在所述电子导板包括激光器的情况下；
所述激光器安装于距离所述吊具外沿的预设距离的位置处。
一种可选的实施方式中，所述激光器为单点激光器。
一种可选的实施方式中，在所述电子导板包括雷达的情况下；
所述雷达的扫描面与所述起吊部件构成的平面之间的角度满足预设角度。
一种可选的实施方式中，所述雷达的扫描面与所述起吊部件构成的平面之间的角度满足预设角度，包括：
所述雷达的扫描面与所述起吊部件构成的平面垂直；
和/或
所述雷达的扫描面与所述起吊部件构成的平面所成夹角满足预设角度。
一种可选的实施方式中，所述雷达为单线雷达。
一种可选的实施方式中，在所述电子导板包括摄像头的情况下；
所述摄像头的光轴与所述起吊部件构成的平面成预设角度，且所述摄像头与所述吊具外沿之间的距离在预设距离范围内。
一种可选的实施方式中，所述角度传感器为三轴角度传感器。
第二方面，本申请实施例提供了一种起吊系统，包括：如上任意一项所述的起吊装置，以及承载体；
所述起吊装置设置在所述承载体上。
本申请实施例提供的一种起吊装置及系统。其中，该起吊装置包括吊具、电子导板、起吊部件、调节机构以及控制器；所述吊具包括在所述吊具的同一侧面均匀分布的多个起吊部件安装件，每个所述起吊部件安装件均连有一个调节机构；所述电子导板至少有两个，不同所述电子导板与不同的起吊部件安装件连接，用于检测所述吊具与集装箱之间的姿态偏差信息；所述控制器与所述电子导板连接，用于基于所述电子导板获取的姿态偏差信息，控制所述调节机构调整所述吊具的姿态。
本装置及系统通过将不同所述电子导板与不同的起吊部件安装件连接，从而检测所述吊具与集装箱之间的姿态偏差信息，并依此控制所述调节机构调整所述吊具的姿态，极大地提高了起吊装置的调整效率，缩短了调整过程需要的时间。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本实用新型实施例所提供的一种起吊装置的系统结构示意图之一；
图2示出了本实用新型实施例所提供的一种起吊装置的系统结构示意图之二；
图3示出了本实用新型实施例所提供的一种电子导板的结构示意图；
图4示出了本申请实施例所提供的一种起吊装置控制方法的流程图。
图示说明：
100-起吊装置；101-吊具；102-电子导板；103-起吊部件；104-调节机构；105-控制器；
1021-激光器；1022-雷达；1023-摄像头；1024-角度传感器。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
目前，现有技术中目标位偏差检测装置和负载姿态检测装置的调整效率较低、成本较高，从而导致吊具进行自动抓放箱时的整体效率较低，且成本较高。
为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种起吊装置及系统进行详细介绍。
需要注意的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
另外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例一
如图1、图2所示，本申请实施例提供了一种起吊装置100，包括：吊具101、电子导板102、起吊部件103、调节机构104以及控制器105；
其中，所述吊具101包括在所述吊具101的同一侧面均匀分布的多个起吊部件103安装件，每个所述起吊部件103安装件均连有一个调节机构104；
所述电子导板102至少有两个，不同所述电子导板102与不同的起吊部件103安装件连接，用于检测所述吊具101与集装箱之间的姿态偏差信息；
所述控制器105与所述电子导板102连接，用于基于所述电子导板102获取的姿态偏差信息，控制所述调节机构104调整所述吊具101的姿态。
示例性的，所述电子导板102安装于吊具101外沿的一侧，可以安装在吊具101外沿的长边、也可以安装在吊具101外沿的短边，为了使电子导板102可以采集到更多的信息，通常将电子导板102安装在吊具101外沿的长边。
参阅图3，图3为本申请实施例所提供的电子导板102的结构示意图。
其中，所述电子导板102包括：激光器1021、雷达1022、摄像头1023以及角度传感器1024中的一种或者多种。
在所述电子导板102包括激光器1021的情况下，所述激光器1021安装于距离所述吊具101外沿的预设距离的位置处。
在所述电子导板102包括雷达1022的情况下，所述雷达1022的扫描面与所述起吊部件103构成的平面之间的角度满足预设角度。
在所述电子导板102包括摄像头1023的情况下，所述摄像头1023的光轴与所述起吊部件103构成的平面成预设角度，且所述摄像头1023与所述吊具101外沿之间的距离在预设距离范围内。
示例性的，所述激光器1021可以选取单点激光器，该单点激光器可以安装在吊具外沿3cm左右位置处。
示例性的，所述雷达1022可以选用单线雷达，该单线雷达1022的扫描面与起吊部件103构成的平面满足任一关系：
雷达1022的扫描面与起吊部件103构成的平面垂直、雷达1022的扫描面与起吊部件103构成的平面之间满足预设角度。
其中该预设角度可以按照实际需要确定，例如，与起吊部件103构成的平面成±15°，或是与起吊部件103构成平面的垂直面成±15°，或是其他预设角度。
示例性的，摄像头1023可以按照在距离吊具101中心位置50厘米处附近，由此，可以同时观察到吊具101平面、地面标识线等多处位置。
示例性的，所述角度传感器1024可以为三轴角度传感器，在满足需要的同时，其成本较低。
实施例二
本申请实施例还提供了一种起吊系统，包括：如上所述实施例1中所述的起吊装置，以及承载体；
所述起吊装置设置在所述承载体上。
实施例三
如图4所示，本申请实施例还提供了一种起吊装置控制方法，该方法包括：
获取所述起吊装置与集装箱之间的姿态偏差信息。
基于所述起吊装置与集装箱之间的姿态偏差信息，确定所述起吊装置与所述集装箱之间的角度偏差。
基于所述起吊装置与所述集装箱之间的角度偏差，控制所述调节机构，调整所述起吊装置的姿态，以使所述起吊装置与所述集装箱之间的角度偏差满足预设偏差条件。
下面分别加以详细说明。
首先，基于实施例1中的起吊装置，获取所述起吊装置与集装箱之间的姿态偏差信息。
示例性的，通过电子导板中的激光器、雷达、摄像头以及角度传感器中的一种或者多种，检测所述起吊装置与集装箱之间的姿态偏差信息，并将所采集到的姿态偏差信息发送至所述控制器。
之后，基于所述起吊装置与集装箱之间的姿态偏差信息，确定所述起吊装置与所述集装箱之间的角度偏差。
当所述电子导板的数量超过4个，可以直接通过检测到的所述起吊装置与集装箱之间的姿态偏差信息，得到所述起吊装置与所述集装箱之间的角度偏差。
但是，当所述电子导板的数量不超过4个，且至少为2个时，检测到的所述起吊装置与集装箱之间的姿态偏差信息便不能达到所需的检测精度，于是便需要基于所述起吊装置与集装箱之间的姿态偏差信息，根据最小二乘法偏差算法，计算所述吊具与所述集装箱之间的角度偏差。其具体实施方法如下：首先适当调整吊具，使得吊具与集装箱之间存在合理的预置偏差，之后，再利用最小二乘法公式，获得吊具与集装箱之间的角度偏差。
除此之外，还可以利用目标集装箱与负载集装箱的姿态偏差信息，确定目标集装箱与负载集装箱之间的角度偏差，并进行后续处理。其具体实施方法如下：首先适当调整吊具，使得目标集装箱与负载集装箱之间存在合理的预置偏差，之后，再利用最小二乘法公式，获得目标集装箱与负载集装箱之间的角度偏差。
最后，基于所述起吊装置与所述集装箱之间的角度偏差，控制所述调节机构，调整所述起吊装置的姿态，以使所述起吊装置与所述集装箱之间的角度偏差满足预设偏差条件。
基于所述起吊装置与所述集装箱之间的角度偏差，判断所述角度偏差是否满足预设的角度偏差阈值；
若所述角度偏差超过所述预设的角度偏差阈值，则控制所述调节机构，调整所述起吊装置的姿态，以使所述起吊装置与所述集装箱之间的角度偏差满足预设偏差条件。
之后，基于吊具姿态调整中的4绳和/或8绳方案，控制所述调节机构，调整所述起吊装置的姿态，以使所述起吊装置与所述集装箱之间的角度偏差满足预设偏差条件。
示例性的，通过匹配欧氏距离计算公式，可以得到吊具与集装箱边沿的调整距离值。该距离值大小为：
其中，直线zi＝Aixi+Biyi+ci是目标箱的长边或者短边直线向量。此公式中的(xi,yi)为每个吊具上的点激光，在目标集装箱坐标系上的投影点，吊具坐标系，通过电子导板内的三轴角度传感器获得。
示例性的，吊具姿态调整中的4绳和/或8绳方案为：
通过自由度分析可知，吊具的姿态完全由起吊部件中的绳长决定，令吊具欧拉矩阵为
集装箱欧拉矩阵为
在集装箱上的吊点位置为
吊具上的吊点位置为
坐标原点为Ot＝(0,0,0)，吊具坐标原点为
有效长度矢量为
可得如下表达式：
转换可得：
Rwt tBi+wOs-Rws sAi-wli＝0
即：
wli-Rwt tBi＝wOs-Rws sAi；
由此可以获取绳长的调整量，从而调整所述起吊装置的姿态，以使所述起吊装置与所述集装箱之间的角度偏差满足预设偏差条件。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种起吊装置，其特征在于，包括吊具、电子导板、起吊部件以及控制器；
其中，所述吊具包括在所述吊具的同一侧面均匀分布的多个起吊部件安装件，每个所述起吊部件安装件均连有一个调节机构；
所述电子导板至少有两个，不同所述电子导板与不同的起吊部件安装件连接，用于检测所述吊具与集装箱之间的姿态偏差信息；
所述控制器与所述电子导板连接，用于基于所述电子导板获取的姿态偏差信息，控制所述调节机构调整所述吊具的姿态。
2.根据权利要求1所述的起吊装置，其特征在于，所述电子导板包括：激光器、雷达、摄像头以及角度传感器中的一种或者多种。
3.根据权利要求2所述的起吊装置，其特征在于，在所述电子导板包括激光器的情况下；
所述激光器安装于距离所述吊具外沿的预设距离的位置处。
4.根据权利要求3所述的起吊装置，其特征在于，所述激光器为单点激光器。
5.根据权利要求2所述的起吊装置，其特征在于，在所述电子导板包括雷达的情况下；
所述雷达的扫描面与所述起吊部件构成的平面之间的角度满足预设角度。
6.根据权利要求5所述的起吊装置，其特征在于，所述雷达的扫描面与所述起吊部件构成的平面之间的角度满足预设角度，包括：
所述雷达的扫描面与所述起吊部件构成的平面垂直；
和/或
所述雷达的扫描面与所述起吊部件构成的平面所成夹角满足预设角度。
7.根据权利要求6所述的起吊装置，其特征在于，所述雷达为单线雷达。
8.根据权利要求2所述的起吊装置，其特征在于，在所述电子导板包括摄像头的情况下；
所述摄像头的光轴与所述起吊部件构成的平面成预设角度，且所述摄像头与所述吊具外沿之间的距离在预设距离范围内。
9.根据权利要求2所述的起吊装置，其特征在于，所述角度传感器为三轴角度传感器。
10.一种起吊系统，其特征在于，包括：如上所述权利要求1-9任意一项所述的起吊装置，以及承载体；
所述起吊装置设置在所述承载体上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020327600.XU CN211733588U (zh) | 2020-03-16 | 2020-03-16 | 一种起吊装置及系统 |
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| CN202020327600.XU CN211733588U (zh) | 2020-03-16 | 2020-03-16 | 一种起吊装置及系统 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113023544A (zh) * | 2021-04-10 | 2021-06-25 | 中铁广州工程局集团有限公司 | 一种异形人行景观桥拱梁段吊装姿态调节装置 |
| WO2021185247A1 (zh) * | 2020-03-16 | 2021-09-23 | 三一海洋重工有限公司 | 起吊装置及其控制装置和方法、电子导板控制装置和方法 |
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| CN113023544A (zh) * | 2021-04-10 | 2021-06-25 | 中铁广州工程局集团有限公司 | 一种异形人行景观桥拱梁段吊装姿态调节装置 |
| CN113023544B (zh) * | 2021-04-10 | 2023-09-22 | 中铁广州工程局集团有限公司 | 一种异形人行景观桥拱梁段吊装姿态调节装置 |
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