CN219771505U - 吊具、使用其的吊载装置、及调整该吊具姿态的系统 - Google Patents

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CN219771505U CN202321025202.2U CN202321025202U CN219771505U CN 219771505 U CN219771505 U CN 219771505U CN 202321025202 U CN202321025202 U CN 202321025202U CN 219771505 U CN219771505 U CN 219771505U
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张峣
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Abstract

本申请涉及吊具、使用其的吊载装置、及调整该吊具姿态的系统。具体地,本申请提供一种吊具,其中,所述吊具包括承载装置和安装到所述承载装置的流体动力装置,其中,所述承载装置通过绳索悬吊在吊载装置上,并且其中,所述流体动力装置安装到所述承载装置的至少同一个安装面。本申请还提供使用所述吊具的吊载装置、用于调整所述吊具的位置的系统。

Description

吊具、使用其的吊载装置、及调整该吊具姿态的系统
技术领域
本实用新型涉及吊载设备领域,尤其涉及一种具有吊具、使用该吊具的吊载装置、以及调整该吊具姿态的系统。
背景技术
这里提供的背景技术描述用于总体上介绍本申请的背景。当前所署名发明人的在本背景技术部分中所描述的程度上的工作,以及本描述中在申请时不构成现有技术的各方面,既非明示也非默示地被承认为与本申请相抵触的现有技术。
吊载设备在建设工程、生产制造和货物运输等领域具有广泛的应用。通常情况下,风力是影响吊载设备进行正常作业的一个常见不利因素。在作业过程中,悬吊在空中的吊载物在受到风力时会出现摇摆、旋转等情形,这不仅影响将吊载物吊放到准确的位置,更会给作业过程造成安全隐患。因此,为了保证作业安全,在大风的天气通常禁止吊载作业,这无疑会对作业进度造成影响。另一方面,现有技术中,在将吊载物吊放到目标位置的过程中,只能通过操作来移动吊臂或吊梁的位置使得吊载物接近目标位置,但吊臂和吊梁往往因为移动幅度较大而偏离目标位置,从而给操作过程带来了不便。
因此,现有技术中的吊具在抗风和位置微调功能上仍有改进需求。
实用新型内容
本节以简化形式介绍实用新型构思的选择,这些构思在下面的详细说明中将进一步得到体现。本节不旨在辨识所要求保护主题的关键特征或必要特征,也不旨在用作在确定所要求保护主题的范围时的帮助。
针对现有技术中存在的问题,一方面,本申请提供一种吊具,其中,吊具包括承载装置和安装到承载装置的流体动力装置,其中,承载装置通过绳索悬吊在吊载装置上,并且其中,流体动力装置安装到承载装置的至少同一个安装面。
优选地,并且沿以安装面的几何中心为圆心的圆周间隔分布。
优选地,流体动力装置至少为3个,且能够提供沿圆周的直径方向的力。
优选地,流体动力装置为4个,并且流体动力装置能够提供沿圆周的切线方向的力,其中,沿切线方向分别提供顺时针和逆时针方向的力的流体动力装置各为2个且交替分布。
优选地,流体动力装置以其几何中心形成为一矩形的顶点的方式布置。
优选地,吊具还包括4个额外流体动力装置,4个额外流体动力装置对应地安装在流体动力装置上,并且其运行时提供的力与对应地安装的流体动力装置在运行时提供的力方向相反。
优选地,流体动力装置的尾部安装有可转向的舵面或导风管。
优选地,吊具还包括驱动装置,驱动装置的数量与流体动力装置的数量相同。
优选地,驱动装置包括驱动电机和传动机构,传动机构为连杆或齿轮。
优选地,承载装置具有2个安装面,并且流体动力装置安装到2个安装面并处在2个安装面之间。
优选地,安装面上还安装有绞盘单元,绞盘单元包括绞盘盘体、绳索、驱动装置、传动机构和绳索导向机构,绳索的一端缠绕在绞盘盘体上并且另一端与吊载装置连接。
优选地,绞盘单元有多个,且绞盘单元的绞盘盘体沿以安装面的几何中心为圆心的圆周间隔分布。
优选地,绞盘单元的数量为4个,并且绞盘单元的绞盘盘体以其几何中心构成一矩形的顶点的方式设置。
优选地,流体动力装置是螺旋桨、涵道、气体喷射装置、或液体喷射装置。
优选地,流体动力装置是气体喷射装置,并且安装面上还安装有气体存储装置以便为气体喷射装置提供气体。
优选地,每个气体喷射装置上均安装有节流阀。
优选地,气体喷射装置的数量至少为4个。
优选地,气体喷射装置的数量为8个,其中每2个气体喷射装置集成安装在一起且喷射方向互相垂直。
优选地,气体喷射装置的数量为12个,其中每3个喷射装置集成安装在一起,且2个气体喷射装置的喷射方向互相垂直,1个气体喷射装置的喷射方向与其他2个气体喷射装置的喷射方向均成45°夹角。
在另一方面,本申请提供一种吊具,其中,吊具包括承载装置和安装到承载装置的流体动力装置,其中,承载装置通过绳索悬吊在吊载装置上,其中,承载装置为矩形箱体,并且其中,在矩形箱体的沿高度方向的每条边上各自安装有至少一个流体动力装置。
在再一方面,本申请提供一种使用吊具的吊载装置。
优选地,在矩形箱体的沿高度方向的每条边上各自安装有三个流体动力装置。
优选地,矩形箱体在顶面或侧面设置有开口或者在底面设置有能够开闭的门。
优选地,流体动力装置是螺旋桨、涵道、气体喷射装置、或液体喷射装置。
在又一方面,本申请提供一种用于调整吊具的位置的系统,其中,系统包括检测单元和控制单元,检测单元能够检测承载装置偏离目标位置的偏离信息,控制单元能够接收偏离信息,并根据偏离信息控制流体动力装置的开关和/或调整流体动力装置的力值。
优选地,控制器根据接收到的偏离信息向电子调速器或电动流量调节阀指令来开关流体动力装置和/或调整流体动力装置的力值,电子调速器或电动流量调节阀根据指令控制流体动力装置的开关和/或调整流体动力装置的力值。
优选地,检测单元包括定位器和安装在承载装置上的接收器。
附图说明
在对实施例的以下详细描述中仅通过示例方式呈现其它或额外特征、优点和细节。在附图中:
图1示出了根据本申请原理的吊具的结构示意图;
图2示出了在承载装置安装面上安装2个流体动力装置时的示意图;
图3示出了在承载装置安装面上安装有舵面的示意图;
图4示出了流体动力装置在承载装置安装面上的布局示意图;
图5示出了在承载装置安装面上安装8个流体动力装置时的示意图;
图6示出了流体动力装置安装到承载装置的两个安装面时的侧视示意图;
图7示出了在承载装置安装面上安装8个流体喷射装置时的示意图;
图8示出了在承载装置安装面上安装12个流体喷射装置时的示意图;
图9示出了在承载装置安装面上安装绞盘单元时的示意图;
图10示出了在承载装置安装面上安装4个绞盘单元时的简化布局示意图;
图11示出承载装置为矩形箱体时的结构示意图;
图12示出了承载装置为矩形箱体且侧面有开口的结构示意图;
图13示出了承载装置为矩形箱体且底面有开口和门的结构示意图;
图14示出了利用绳索为承载装置上的电源充电时的结构示意图;
图15示出了利用绳索为承载装置上的电源充电时的另一结构示意图;
图16示出了根据本申请原理的用于调整吊具位置的系统的示意图。
具体实施方式
下面的描述本质上仅是示范性的并且不旨在限制本申请、应用或使用。此外,无意于受到在前面的技术领域、背景技术和实用新型内容或下面的详细描述中所呈现的任何明示或默示理论的限制。应当理解在整个附图中,相应的参考标记标识相似或相应的部件或特征。
现在将会进一步进行阐述本申请。在下面的段落中,更详细地限定本申请的不同方面。除非明确地相反指示,如此限定的每一方面可与任何其他(多个)方面进行结合。特别地,指示为优选或有利的任何特征可与指示为优选或有利的任何其它(多个)特征相结合。
参照附图1,示出了根据本实用新型原理的一种吊具10。吊具10包括承载装置100和安装到承载装置100的流体动力装置200。图1中示出流体动力装置200安装到承载装置100的同一个安装面,承载装置100能够通过绳索(未示出)例如钢丝绳或者铜丝绳、以及、尼龙绳等任何形式的绳索悬吊在吊载装置(未示出)上。有利地,吊具10还可以包括与承载装置100连接的绳索,绳索可以例如为金属绳索,例如钢丝绳或铜丝绳,以及尼龙绳等任何形式的绳索。由此,在起吊过程中,当吊具10受到风力的作用而发生摆动时,可以通过流体动力装置200通过搅拌或喷射流体,从而为吊具10提供总体上与风力方向相反且大小足以抵消风力影响的力,保证吊具10的基本稳定。有利地,承载装置100上还可以设置有镂空结构(未示出),以减轻承载装置100的重量。有利地,承载装置100上可以安装有电源(未示出)以便为流体动力装置200或其他有需要的装置提供电力。
尽管图1中示出流体动力装置为4个,但本领域技术人员明白,流体动力装置的数量不限于此。流体动力装置200的数量可以为1个或2个,在此情形下,流体动力装置200可以是可转向的,从而能够根据风力的方向调整流体动力装置200的转向,使之能够提供与风力方向相反的力来抵消风力的影响。可选地,在只有固定的单向或双向风力的一些应用场景中,流体动力装置200也可以是固定的,从而只提供与单向或双向风力相反的力。流体动力装置200的数量也可以为3个、或更多个。承载装置100可以是矩形、圆形或其他适宜的形状,优选地,承载装置100是矩形。
有利地,流体动力装置200的数量可以为至少2个,并且沿以安装面的几何中心为圆心的圆周间隔分布。参照附图2,流体动力装置200的数量可以为2个且是可转向的,承载装置100上可以安装有电机(未示出)以驱动流体动力装置200转向。有利地,流体动力装置200可以安装在平分以安装面的几何中心为圆心的圆周A的位置处,从而有利于承载装置100的负载均匀。有利地,流体动力装置200的数量可以为至少3个,在此情形下,流体动力装置200可以是可转向的,也可以是固定安装的。当流体动力装置200为固定安装时,流体动力装置200能够提供沿圆周A的直径方向的力,本领域技术人员容易理解,当流体动力装置200运行时,其提供的力能够通过安装面的几何中心,避免产生能使承载装置100发生旋转的力矩。
有利地,当流体动力装置200至少为3个且固定安装时,在每个流体动力装置200的尾部还可以安装有可转向的舵面210,如图3所示。舵面210通过转向可以改变流体动力装置200搅动或喷射的流体的方向,进而改变流体动力装置200提供的力的方向。有利地,承载装置100上还可以安装有驱动装置220,驱动装置220的数量与流体动力装置200的数量相等,并且为与流体动力装置200对应的舵面210提供转向动力。驱动装置220包括电机221和传动机构222,其中电机221为舵面210提供动力,传动机构222将动力传递给舵面210,从而驱动舵面210转向。传动机构222可以是连杆,也可以是齿轮。可替代地,每个流体动力装置200的尾部还可以安装有可转向的导风管,以改变流体动力装置200提供的力的方向。
参照附图4,流体动力装置200的数量可以为4个,并且能够提供沿以安装面的几何中心为圆心的圆周A的切线方向的力,其中提供沿切线顺时针方向的力和逆时针方向的力的流体动力装置200各为2个且交替分布,由此,可以通过控制各个流体动力装置200的开关和力的大小,来提供各个方向的不同大小的力。并且,在一方面,流体动力装置200提供沿圆周A切线方向的力可以避免对布局在圆周A中的其他部件产生影响,例如,当流体动力装置200是涵道或者螺旋桨时,当其通过旋转而提供朝向圆周A方向的力时,其产生的气流会对圆周A内布局的其他部件产生影响,例如对绳索造成扰动;在另一方面,流体动力装置200的力沿切线方向时更有利于提供或合成所需的力,例如,当承载装置100为长方形时,长边的受力面积更大,因而需要更大的反作用力来抵消风力的影响,因此,每个流体动力装置200可以被设置为能够提供沿圆周A切线方向且朝向长边一侧的力,从而相对于提供其他方向的力,每个流体动力装置200只需提供较小的力,就能够提供或合成所需的力来抵消风力的影响。有利地,4个流体动力装置200以其每个的几何中心在圆周A上形成为一矩形的四个顶点的方式分布,从而有利于承载装置100的负载均匀、以及布局美观。
参照附图5,可替代地,流体动力装置的数量可以为8个,并且均能提供沿以安装面的几何中心为圆心的圆周A的切线方向的力,其中,4个流体动力装置200安装在承载装置的安装面上,并且提供沿圆周A的切线上顺时针方向的力和逆时针方向的力的流体动力装置200各为2个且交替分布,另外4个额外流体动力装置对应地安装在前述4个流体动力装置200上,并且安装在安装面上的每个流体动力装置200运行时提供的力与安装在其上的额外流体动力装置200提供的力方向相反。本领域技术人员容易理解,在这种情形下,由于流体动力装置200的数量增多,并且各自提供的力的方向均不同,从而有利于流体动力装置200之间配合使用以提供沿各个方向的力。
额外地,参照附图6,承载装置100还可以具有2个安装面,并且流体动力装置200安装到这2个安装面并且处在这2个安装面之间。由此,可以使得各个流体动力装置200的安装更加稳固,并且也能够提供更大的安装空间,有利于承载装置100上各部件的布局。此外,流体动力装置200以及其他部件安装在两个安装面之间还能对两个安装面起到支撑和加固作用,因而无需在两个安装面之间另行设置支撑结构,又由于两个安装面之间安装的部件增强了承载装置100的结构强度,在一定程度上还能降低对每个安装面的强度要求,因而也可以在安装面上设置镂空结构以减轻承载装置100的重量。
本领域技术人员容易理解,流体动力装置200可以是通过搅动或发射流体而提供推力的装置,例如可以是螺旋桨、涵道、气体喷射装置或液体喷射装置。优选地,流体动力装置200可以是涵道。
参照附图7,有利地,流体动力装置200也可以是气体喷射装置230,气体喷射装置230的数量可以为至少为4个,以便提供多个方向的力。气体喷射装置230上设置有节流阀(未示出),可以调节流量。有利地,气体喷射装置230的数量为8个,其中每2个气体喷射装置集成安装在一起,并且集成安装在一起的2个气体喷射装置230的喷射方向互相垂直,在安装面为矩形的情形下,可以在矩形的每个角处或靠近角的位置安装2个流体喷射装置,由此,则可以提供沿与矩形每条边平行的方向上的力。承载装置100上可以安装有气体存储装置231以便为每个气体喷射装置230提供气体,所有的气体喷射装置230可以共用一个气体存储装置231,也可以为每个气体喷射装置231设置单独的气体存储装置231。可替代地,气体喷射装置230可以与其对应的气体存储装置231一体安装。
参照附图8,气体喷射装置230的数量为12个,其中,每3个气体喷射装置230集成安装在一起。在安装面为矩形的情形下,可以在矩形的每个角处或靠近角的位置安装这3个流体喷射装置。有利地,在集成安装的3个气体喷射装置230中,2个气体喷射装置的喷射方向互相垂直或大体垂直,1个气体喷射装置230与其他2个气体喷射装置230的喷射方向成45°角或大体45°角,从而能够提供沿更多方向的力。
参照附图9,承载装置100上还可以安装有绞盘单元300。绞盘单元300包括绞盘盘体310和绳索320,其中绳索320的一端缠绕在绞盘盘体310上,另一端与吊载装置(未示出)连接,从而可以使吊具10能够悬挂在吊载装置(未示出)上。尽管图9中示出了绞盘单元及相应绳索的数量为4个,然而,本申请不限于此,而是其数量可以例如为1个、2个、3个或其他数量。有利地,在绞盘单元310为至少2个时,绞盘盘体310沿以安装面几何中心为圆心的圆周间隔分布,从而有利于承载装置的载荷均匀,也使得承载装置100在多个受力点上受到垂直方向的拉力,因而在起吊物体的过程中不容易发生旋转和倾斜。在绞盘单元310为1个时,其优选地设置在承载装置的安装面的几何中心处以具有良好的悬吊稳定性。
有利地,绞盘单元300还包括驱动装置330、传动机构340和绳索导向机构350。驱动装置330能够驱动绞盘盘体310转动,从而使得绞盘盘体310收放绳索320来实现吊具的升降。有利地,驱动装置330是电机。传动机构340能够将驱动装置330输出的动力传递给绞盘盘体310,传动机构340可以是行星齿轮机构,也可以是锥齿轮机构。绳索导向机构350能够约束和改变绳索320的走向,使得绳索320沿着预期的走向收放。
参照附图10,有利地,绞盘盘体310的数量为4个,并且沿以安装面的几何中心为圆心的圆周A’间隔分布,由此,使得每个绞盘盘体310到安装面几何中心的距离都相等,有利于承载装置100的稳定与平衡。有利地,绞盘盘体310的几何中心构成矩形B的顶点,从而使得承载装置100更容易抵御外部施加的旋转力矩,增强稳定性。绞盘盘体310可以与流体动力装置200在同一个圆周上分布,也可以在不同的圆周上分布。
本申请还提供了吊具的另一种替代方案。参照附图11,吊具10包括承载装置100和安装到承载装置100的流体动力装置200,其中承载装置100为矩形箱体,矩形箱体的顶面设置有开口260,并通过绳索320悬吊在吊载装置(未示出)上。本领域技术人员容易理解,承载装置100为矩形箱体时可以将吊载物盛装在矩形箱体中进行吊载,使得吊载物在起吊过程中不易掉落,增强了安全性。有利地,矩形箱体沿高度方向的每条边上各自安装有至少一个流体动力装置200,流体动力装置200可以是固定安装的,也可以是可转向的。在流体动力装置200是可转向的情况下,承载装置100上还可以安装有电机240和传动机构250,其中电机240能够为流体动力装置200提供转向动力,传动机构250能够将电机240提供的动力传递给流体动力装置200。传动机构250可以是连杆机构,也可以是齿轮机构。还有利地,沿矩形箱体的高度方向的每条边上可以各自安装有3个或2个流体动力装置200,从而可以通过控制运行的流体动力装置200的数量和/或每个流体动力装置200的转向来提供不同大小和方向的力。
当承载装置100为矩形箱体时,绞盘单元200的数量可以为4个,具体地,矩形箱体两个相对的侧面上可以各自安装有2个绞盘盘体310,由此,可以保证在起吊时绳索320始终在垂直方向,而无需安装绳索导向机构350。有利地,绞盘盘体310以其几何中心为能够形成与箱体底面平行的矩形的顶点的方式布置,从而有利于承载装置100的稳定与平衡。
额外地或优选地,矩形箱体的侧面上可以设置有开口270,参照附图12,从而便于通过从开口270中取放货物,此时,开口270上可以设置门,也可以不设置门。相比于顶面开口260,对于具有一定重量的物体,可以使用人力或者器械将其从侧面开口270中放入或取出,避免了从顶面开口260取放时的不便。
额外地或替代地,矩形箱体的底面上可以设置有开口280和门281,参照附图13。当放入物体时,门281关闭从而为物体提供支撑力,当需要取出物体时,可以将门281打开,从而使得物体在一定高度掉落或滑落到目标位置。
仍参照附图9,承载装置100上可以设置有安装孔290,以用于安装吊钩或者其他部件,安装孔可以根据需要安装的部件设置为不同的形状,例如圆形、椭圆形、矩形、三角形或多边形等。承载装置100的安装面上可以设置有镂空(未示出)等,只要不影响承载或安装流体动力装置或其他部件即可,如本领域技术人员容易理解,这样将有利于减轻吊具的重量。
本领域技术人员容易理解,根据本申请原理的吊具不仅能抵抗风力对吊具10的影响,使吊具10保持稳定,而且能够调整吊具10在悬空/悬吊状态下的位置。在吊载装置在将吊具吊运到目标位置的过程中,如果承载吊载物的吊具10在向目标位置水平移动的过程中出现了偏移,则可以通过流体动力装置200为吊具10提供相应的推力,将吊具10推到期望的位置,这特别适用于需要对吊具10的位置进行小幅度调整的情形,从而避免了移动吊载装置对吊具10位置进行调整时操作复杂且调整幅度过大的缺陷。
有利地,承载装置100上还可以设置有切断执行装置(未示出),当吊具10处于异常状态时,切断执行装置可以根据需要切断绳索320,从而避免异常状态对吊具造成损坏。异常状态包括但不限于绞盘单元300无法运转、绳索320缠绕到异物之上、承载装置100下放后超过预设时间而没有收回等。
本申请的吊具10能应用到吊载装置例如包括但不限于无人或载人的飞行器、桥式起重设备、门式起重设备、堆垛起重设备、臂架式起重设备、浮式起重设备、或桅杆起重设备等,如本领域技术人员所明白,在使用时,吊具10通过绳索的一端与承载装置100连接,通过绳索的另一端连接到吊载装置。
参照附图14和15,承载装置100上可以安装有电源331以便为电机330或其他有需要的装置例如流体动力装置200提供电力。有利地,承载装置100上还可以安装有充放电控制装置333,电源331的正极和负极分别通过导线332a和332b与充放电控制装置333电性连接,从而使得充放电控制装置333可以控制电源331的充电电压和电流,以及控制电源331的放电最低电压和最大电流,稳定输出电压和电流。充放电控制装置333的分别通过两条导线334a和334b与电机330电性连接,导线334a和334b在充放电控制装置333内部分别与332a和332b电性连接,从而形成为电机330供电的回路,以便电源331为电机330供电。
有利地,本申请的绳索320可以是可导电的,以便在需要时为电源331提供充电功能。例如,绳索220可以例如是钢丝绳、附带有导线的尼龙绳等。承载装置上的电源331在需要充电时可以利用可导电绳索与外部电源例如吊载装置的外部电源进行充电。在另一种实施方式中,例如参照附图13和14,绳索320a的未缠绕在绞盘盘体310上的一端与外部电源(未示出)的正极电性连接,绳索320b未缠绕在绞盘盘体310上的一端与外部电源的负极电性连接,本领域技术人员容易理解,绳索320a和320b可以通过另一个充放电控制装置(未示出)分别与外部电源的正极和负极电性连接。并且,绞盘盘体310的内圈均安装有集电滑环336,集电滑环336的转子336a与绞盘盘体310的内圈连接,并且能够与绞盘盘体310一同转动,绳索320a和绳索320b缠绕在绞盘盘体310上的一端可以分别与相应的转子336a电性连接,从而在绞盘盘体310转动时,能够将电流经由转子336a传递给定子336b。充放电控制装置333分别通过导线335a和335b分别与两个集电滑环336的定子336b电性连接,并且导线335a和335b在充放电控制装置333内部分别与导线332a和332b电性连接,从而形成了连接电源331和外部电源的充电电路,实现了通过绳索320给电源331充电,提高了绳索320的利用率,简化了吊具10的结构。
本申请还提供一种用于调整吊具位置的系统。吊具位置调整系统可包括检测单元和控制单元,检测单元能够检测承载装置100的位置信息,控制单元能够接收位置信息并计算实际位置与预期位置的偏离信息,并根据偏离信息控制流体动力装置200的开关和/或调整流体动力装置200所提供的力的大小。参照附图16,检测单元可以是UWB(Ultra WideBand,即超宽带)定位装置,其包括定位标签(未示出)和接收器400,该定位标签可以安装在地面的目标位置上或者待起吊的吊载物上,能够将目标位置信息例如以电磁波的形式即时发送给接收器400,接收器400安装在吊具10上,并且能够根据目标位置信息得出吊具10与目标位置的相对位置信息,当相对位置信息出现变化时或者不在预期的范围内时,表明吊具10偏离了预期的相对位置,例如因受到了风力的影响或者移动过程中操作不够精确而偏离了该预期的相对位置,也即偏离了预期位置。通常情况下,吊具10的预期位置可以是目标位置正上方的任何位置,当吊具10受到风力作用出现摆动进而不在目标位置的正上方时,此时吊具10便偏离了预期位置。接收器400能够根据吊具10与目标位置的相对位置信息计算出偏离信息,并将位置偏离信息传递给控制单元。在吊具10的自身坐标系中,偏离信息包括吊具10在X轴和Y轴上偏离目标位置的水平距离,以及吊具10在YAW轴上的旋转角度。控制单元在接收到偏离信息后,通过例如PID(比例积分微分)、ADRC(自抗扰控制)、LQR(线性二次型调节器)或MPC(模型预测控制)等控制算法,将偏离信息转化为流体动力装置200的转速或流量的期望值,并根据期望值控制流体动力装置200的转速或流量,从而为吊具10提供期望方向和大小的力,将吊具10推至期望的位置。优选地,在利用控制算法转化偏离信息之前,可以通过例如卡尔曼滤波算法等过滤信息数据以剔除噪声数据。在流体动力装置为可转向的情况下,控制单元还能够根据接收到的偏离信息,通过运动解算算法得出转向电机中转子的绝对角度期望值,并根据绝对角度期望值控制转向电机的转动,从而使流体动力装置200转动期望的角度。上述控制算法是控制领域已知的,在此不再详述
可替代地,检测单元也可以是GPS定位装置,其中,GPS定位装置中预设了目标位置的位置信息,并且能够检测吊具10的实际位置信息,从而能够得出目标位置与吊具10的实际位置之间的偏离信息,并将偏离信息传递给控制单元,由控制单元通过控制算法计算出流体动力装置200的转速或流量期望值,以及转向电机的转子绝对角度期望值。
控制单元包括控制器410和电子调速器(未示出),电子调速器能够通过调节涵道或螺旋桨的转速来调整其所提供的力的大小。可替代地,当流体动力装置200为气体喷射装置或液体喷射装置时,控制单元可以包括控制器410和电动流量调节阀(未示出),电动流量调节阀能够通过调整气体或液体体喷射装置的流量来调整其所提供的力的大小。控制器410能够接收检测单元发送的偏离信息,通过其内置的算法得出流体动力装置200的转速或流量的期望值,并控制电子调速器或电动流量调节阀来实现相应的期望值。在流体动力装置为可转向的情况下,控制器还可以得出转向电机转子的绝对角度期望值,并控制通过电子调速器来实现转向电机转子的绝对角期望值。控制器410可以是MCU(MicrocontrollerUnit,微控制单元或单片机)并且可以安装在承载装置100上,也可以与承载装置100分开安装,电子调速器或电动流量调节阀可以与流体的动力装置200一体安装,或分开安装。
本申请还提供一种调整吊具位置的方法,该方法包括以下步骤:
确定吊具的位置并检测吊具的位置偏离预期位置的信息。例如可以通过检测单元或定位装置来检测或确定吊具的位置,并通过检测单元例如UWB定位装置来检测吊具的位置与预期位置的偏离信息。
在接收到所检测的吊具的偏离信息时,使用控制算法例如PID、ADRC、LQR或MPC等进行分析以得出流体动力装置200的转速或流量的期望值;然后,基于该分析结果控制流体动力装置的开关和/或调整流体动力装置的力的值,以给吊具提供期望方向和大小的力来使吊具达到预期位置。例如,可以通过电子调速器或电动流量调节阀控制流体动力装置的开关和/或调整流体动力装置提供的力的值,以便为吊具提供相应的力来矫正和克服前述的偏离。
虽然在前面的详细描述中描述了至少一个示范性实施例,但是应当明白存在大量的变形。还应当明白,在此描述的一个示范性实施例或多个示范性实施例仅仅是例子,并不旨在以任何方式限制本申请的范围、适用性或构造。相反,前面的详细描述将为本领域技术人员提供方便的指引以实施一个示范性实施例或多个示范性实施例。应当理解,在不偏离由所附权利要求及其等同方案阐明的本申请范围的情况下可以对元件的功能和排列做出各种变化、变型或改变等。

Claims (28)

1.一种吊具,其特征在于,所述吊具包括承载装置和安装到所述承载装置的流体动力装置,其中,所述承载装置通过绳索悬吊在吊载装置上,并且其中,所述流体动力装置安装到所述承载装置的至少同一个安装面。
2.如权利要求1所述的吊具,其特征在于,所述流体动力装置至少为2个,并且沿以所述安装面的几何中心为圆心的圆周间隔分布。
3.如权利要求2所述的吊具,其特征在于,所述流体动力装置至少为3个,且能够提供沿所述圆周的直径方向的力。
4.如权利要求2所述的吊具,其特征在于,所述流体动力装置为4个,并且所述流体动力装置能够提供沿所述圆周的切线方向的力,其中,沿所述切线方向分别提供顺时针和逆时针方向的力的流体动力装置各为2个且交替分布。
5.如权利要求4所述的吊具,其特征在于,所述流体动力装置以其几何中心形成为一矩形的顶点的方式布置。
6.如权利要求4所述的吊具,其特征在于,所述吊具还包括4个额外流体动力装置,所述4个额外流体动力装置对应地安装在所述流体动力装置上,并且其运行时提供的力与对应地安装的流体动力装置在运行时提供的力方向相反。
7.如权利要求3所述的吊具,其特征在于,所述流体动力装置的尾部安装有可转向的舵面或导风管。
8.如权利要求7所述的吊具,其特征在于,所述吊具还包括驱动装置,所述驱动装置的数量与所述流体动力装置的数量相同。
9.如权利要求8所述的吊具,其特征在于,所述驱动装置包括驱动电机和传动机构,所述传动机构为连杆或齿轮。
10.如权利要求1-8中任一项所述的吊具,其特征在于,所述承载装置具有2个安装面,并且所述流体动力装置安装到所述2个安装面并处在所述2个安装面之间。
11.如权利要求1-8中任一项所述的吊具,其特征在于,所述安装面上还安装有绞盘单元,所述绞盘单元包括绞盘盘体、绳索、驱动装置、传动机构和绳索导向机构,所述绳索的一端缠绕在所述绞盘盘体上并且另一端与所述吊载装置连接。
12.如权利要求11所述的吊具,其特征在于,所述绞盘单元有多个,且所述绞盘单元的绞盘盘体沿以所述安装面的几何中心为圆心的圆周间隔分布。
13.如权利要求11所述的吊具,其特征在于,所述绞盘单元的数量为4个,并且所述绞盘单元的绞盘盘体以其几何中心构成一矩形的顶点的方式设置。
14.如权利要求10所述的吊具,其特征在于,所述流体动力装置是螺旋桨、涵道、气体喷射装置、或液体喷射装置。
15.如权利要求14所述的吊具,其特征在于,所述流体动力装置是气体喷射装置,并且所述安装面上还安装有气体存储装置以便为气体喷射装置提供气体。
16.如权利要求15所述的吊具,其特征在于,每个气体喷射装置上均安装有节流阀。
17.如权利要求16所述的吊具,其特征在于,所述气体喷射装置的数量至少为4个。
18.如权利要求17所述的吊具,其特征在于,所述气体喷射装置的数量为8个,其中每2个气体喷射装置集成安装在一起且喷射方向互相垂直。
19.如权利要求17所述的吊具,其特征在于,所述气体喷射装置的数量为12个,其中每3个喷射装置集成安装在一起,且2个气体喷射装置的喷射方向互相垂直,1个气体喷射装置的喷射方向与其他2个气体喷射装置的喷射方向均成45°夹角。
20.一种吊具,其特征在于,所述吊具包括承载装置和安装到所述承载装置的流体动力装置,其中,所述承载装置通过绳索悬吊在吊载装置上,其中,承载装置为矩形箱体,并且其中,在所述矩形箱体的沿高度方向的每条边上各自安装有至少一个流体动力装置。
21.如权利要求20所述的吊具,其特征在于,在所述矩形箱体的沿高度方向的每条边上各自安装有三个流体动力装置。
22.如权利要求21所述的吊具,其特征在于,所述矩形箱体在顶面或侧面设置有开口或者在底面设置有能够开闭的门。
23.如权利要求20-22中任一项所述的吊具,其特征在于,所述流体动力装置是螺旋桨、涵道、气体喷射装置、或液体喷射装置。
24.一种使用如权利要求1-23中任一项所述的吊具的吊载装置。
25.如权利要求24所述的吊载装置,其特征在于,所述吊载装置为飞行器、桥式起重设备、门式起重设备、堆垛起重设备、臂架式起重设备、浮式起重设备、或桅杆起重设备。
26.一种用于调整吊具的位置的系统,所述吊具为如权利要求1-23中任一项所述的吊具或者如权利要求24或25所述的吊载装置使用的吊具,其特征在于,所述系统包括检测单元和控制单元,所述检测单元能够检测承载装置偏离目标位置的偏离信息,所述控制单元能够接收所述偏离信息,并根据偏离信息控制流体动力装置的开关和/或调整所述流体动力装置的力值。
27.如权利要求26所述的系统,其特征在于,所述控制单元包括控制器和电子调速器或电动流量调节阀,其中,所述控制器根据接收到的所述偏离信息向所述电子调速器或电动流量调节阀指令来开关流体动力装置和/或调整流体动力装置的力值,所述电子调速器或电动流量调节阀根据所述指令控制流体动力装置的开关和/或调整流体动力装置的力值。
28.如权利要求27所述的系统,其特征在于,所述检测单元包括定位器和安装在承载装置上的接收器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20240182272A1 (en) * 2022-12-06 2024-06-06 Shawn Albert Carter Hoisting apparatus with automated load leveling

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