DE69826817T2 - Verfahren zum Messen des Kippwinkeles - Google Patents
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Description
- Beschreibung des Standes der Technik
- Kräne und Hubarbeitsplattformen (Hubarbeitsbühnen) verwenden viele Vorrichtungen um den Abstand zu, die Länge von und/oder die Position eines Elements zu bestimmen, wie z.B. eines Auslegers, welcher einen Teil des Krans oder der Hubarbeitsplattform bildet. Diese Vorrichtungen sind auf einen Kontakt zwischen der Vorrichtung und dem Teilbereich des Elements angewiesen, dessen Position und/oder Länge detektiert werden soll. Vorrichtungen, welche von Kontakten abhängig sind, haben jedoch eine begrenzte Lebensdauer, da jeder physische Kontakt zu Ermüdung und zum Verschleiß der Vorrichtung führt. Kontaktvorrichtungen fallen auch wegen externen Einflüssen aus, welche die Detektion des Kontakts verhindern. Beispielsweise verwenden die meisten Kontaktvorrichtungen elektrische Schalter, wobei Eis und gefrierender Regen solche Schalter außer Funktion setzen können.
- Weiterhin stellen die meisten Kontaktvorrichtungen nur eine unstetige, diskrete Messung zur Verfügung. Wenn der Kontakt auftritt, zeigt dieser Kontakt an, dass z.B. der Ausleger sich an einer vorbestimmten Position befindet oder eine vorbestimmte Länge besitzt. Solche Kontaktvorrichtungen können eine kontinuierlich variierende Echtzeitmessung nicht liefern. Kontaktvorrichtungen haben auch eine langsame Reaktionszeit. Der Ausleger wird im Laufe der Zeit nicht mehr in der vorbestimmten Position sein, in der der detektierte Kontakt gemeldet wird. Dementsprechend ist Kontaktvorrichtungen eine gewisse Menge von Irrtümern/Fehlern immanent.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Gemäß einer Ausführungsform umfasst das System zur Messung des Kippwinkels gemäß der vorliegenden Erfindung eine berührungslose Entfernungsmesseinrichtung, die an einer Nasensektion eines ersten Auslegers befestigt ist. Die berührungslose Entfernungsmesseinrichtung misst den Abstand zu einem zweiten Ausleger, der schwenkbar mit dem ersten Ausleger verbunden ist. Die berührungslose Entfernungsmesseinrichtung ist an der Nasensektion derart montiert, dass, wenn der Kippwinkel zwischen dem ersten und dem zweiten Ausleger ansteigt, der Abstand, welcher durch die berührungslose Entfernungsmesseinrichtung gemessen wird, ebenso ansteigt. Eine Steuereinrichtung wandelt den gemessenen Abstand in einen Kippwinkel um.
- Nach einer weiteren Ausführungsform des Systems zur Messung des Kippwinkels gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine berührungslose Entfernungsmesseinrichtung an einer Nasensektion eines ersten Auslegers montiert und überträgt elektromagnetische Energie zu einem zweiten Ausleger, der mit dem ersten Ausleger schwenkbar verbunden ist. Die berührungslose Entfernungsmesseinrichtung empfängt die elektromagnetische Energie, welche von dem zweiten Ausleger reflektiert wird, und misst den Zeitverzug zwischen der Aussendung der elektromagnetischen Energie und dem Empfang der reflektierten elektromagnetischen Energie. Die berührungslose Messeinrichtung ist derart an der Nasensektion montiert, dass, wenn der Kippwinkel zwischen dem ersten und dem zweiten Ausleger ansteigt, die gemessene Zeitverzögerung ansteigt. Eine Steuereinrichtung wandelt die gemessene Zeitverzögerung in einen Kippwinkel um.
- Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung ein System zur Messung eines Kippwinkels zur Verfügung, welches nicht von einem physischen Kontakt abhängt und deshalb nicht unter den Problemen und Nachteilen leidet, die mit solchen kontaktbasierten Systemen verbunden sind.
- Weitere Gegenstände, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung, Verfahren, Betrieb und Funktionen der bezogenen Elemente des Aufbaus; Kombinationen von Teilen; und Einsparungen in der Herstellung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und den anliegenden Zeichnungen klar, welche alle einen Teil dieser Beschreibung bilden, wobei gleiche Bezugsziffern korrespondierende Teile in den verschiedenen Figuren bezeichnen.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Die vorliegende Erfindung wird aus der detaillierten Beschreibung, die hiernach folgt und den anliegenden Zeichnungen, welche lediglich aus Gründen der Illustration angegeben sind, und deswegen in keiner Weise begrenzend für die vorliegende Erfindung sind, klarer verständlich, wobei:
-
1 eine Ausführungsform des Systems zur Messung des Kippwinkels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. - Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
-
1 zeigt ein System zur Messung eines Kippwinkels gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt, ist ein Kippausleger430 schwenkbar mit einer Nasensektion405 eines Hauptauslegers400 verbunden. Ein erstes Seil450 , welches mit einer Nasensektion463 des Schwenkauslegers430 verbunden ist, steuert das Hochheben (d.h., die schwenkende Bewegung) des Schwenkauslegers450 . Eine Strebe420 und ein Steuerarm410 unterstützen das erste Seil450 und helfen, den Schwenkausleger430 zu stabilisieren. - Ein zweites Seil
460 , welches durch den Schwenkausleger430 unterstützt wird, ist mit einem Hakenblock465 verbunden. Das zweite Seil460 wird weiterhin durch die Strebe420 und den Steuerarm410 unterstützt. Während des Betriebs steuert ein erstes Hebezeug (nicht gezeigt) die Bewegung des ersten Seils450 und somit die Anhebung des Schwenkauslegers430 . Ein zweites Hebezeug (nicht gezeigt) steuert die Bewegung des zweiten Seils460 und somit die Bewegung des Hakenblocks465 . - In Abhängigkeit von der Last, welche angehoben wird, und der Höhe, auf die die Last anzuheben ist, wird der Schwenkausleger
430 auf einer bestimmten Höhe angeordnet. Ein MIR-System440 ist an der Nasensektion405 des Hauptauslegers400 montiert. Wie es bekannt ist, senden MIR-Systeme Nahbereich-Ultrabreitbandimpulse aus und detektieren die Reflektion dieser Impulse von einem Körper. Basierend auf den reflektierten Impulsen, nämlich der Zeitverzögerung zwischen der Aussendung und dem Empfang der Impulse, bestimmen die MIR-Systeme unter anderem die Entfernung zu dem Körper. Das MIR-System440 ist an der Nasensektion405 derart montiert, dass dessen Antennen (nicht gezeigt) Impulse aussenden, welche von dem Schwenkausleger430 zurückreflektiert werden. Insbesondere ist das MIR-System440 derart montiert, dass das MIR-System440 reflektierte Impulse von dem Schwenkausleger430 empfängt, wenn der Schwenkausleger430 einen Winkel mit dem Hauptausleger400 bildet, welcher von 0 bis mehr als 90°, aber weniger als 180° beträgt. Die maximale Anhebung des Schwenkauslegers430 , bei der das MIR-System440 reflektierte Impulse von diesem empfängt, hängt von der Länge des Schwenkauslegers430 ab. - Weil der Winkel zwischen dem Schwenkausleger und dem Hauptausleger
400 ansteigt, steigt die Entfernung zwischen dem MIR-System440 und dem Schwenkausleger430 an. Das MIR-System440 gibt diese Abstandsmessung zu einem Steuersystem470 über ein elektrisches Kabel445 aus. Das Steuersystem470 umfasst einen Prozessor472 , welcher mit einem RAM474 und einem ROM476 verbunden ist. Das Steuersystem470 speichert entweder eine Wertetabelle oder eine Gleichung zur Umwandlung der Abstandsmessung in einen Anhebungswinkel des Schwenkauslegers430 (d.h. der Winkel zwischen dem Schwenkausleger430 und dem Hauptausleger400 ), und wandelt die Entfernungsmessung, welche durch das MIR-System440 ausgegeben wurde in einen Anhebungswinkel um. - Anstelle des Lieferns einer Entfernungsmessung kann das MIR-System
440 so konfiguriert werden, dass es die Zeitverzögerung zwischen dem Aussenden und dem Empfangen von Impulsen liefert. In dieser alternativen Ausführungsform speichert das Steuersystem470 eine Wertetabelle, welche die Zeitverzögerung in einen Anhebungswinkel umwandelt. - Anstelle der Verwendung von MIR-Systemen, um Hindernisse zu detektieren, kann jede Vorrichtung, welche die Entfernung zu einem Körper oder einer Oberfläche ohne auf einen Kontakt angewiesen zu sein, misst, verwendet werden, so wie z.B. akustische, Ultraschall-, Infrarot- und Laserabstandsmesseinrichtungen.
- Es ist offensichtlich, dass die Erfindung, die in dieser Art beschrieben wurde, in gleicher Art und Weise in vielerlei Hinsicht variiert werden kann. Solche Variationen sind nicht als vom Kern der Erfindung abweichend zu bewerten und alle diese Modifikationen, wie sie für einen Fachmann naheliegend sind, werden für innerhalb des Bereichs der Erfindung liegend gehalten.
Claims (17)
- System zur Messung des Kippwinkels mit: einer berührungslosen Entfernungsmesseinrichtung (
440 ), die an einer Nasen-Sektion (405 ) eines ersten Auslegers (400 ) befestigt ist und den Abstand zu einem zweiten Ausleger (430 ) misst, der schwenkbar mit dem ersten Ausleger (400 ) verbunden ist, wobei die berührungslose Entfernungsmesseinrichtung (440 ) in der Weise an der Nasen-Sektion (405 ) des ersten Auslegers (400 ) angebracht ist, dass bei einer Erhöhung des Kippwinkels zwischen dem zweiten Ausleger (413 ) und dem ersten Ausleger (414 ) der von der berührungslosen Entfernungsmesseinrichtung (440 ) ermittelte und ausgegebene Abstand zunimmt; und einem Controller (470 ), der den gemessenen Abstand in den Kippwinkel umwandelt. - System nach Anspruch 1, wobei die berührungslose Entfernungsmesseinrichtung (
440 ) ein Mikroimpuls-Radargerät ist. - System nach Anspruch 1, wobei die berührungslose Entfernungsmesseinrichtung (
440 ) eine Schall-Entfernungsmesseinrichtung ist. - System nach Anspruch 1, wobei die berührungslose Entfernungsmesseinrichtung (
440 ) eine Ultraschall-Entfernungsmesseinrichtung ist. - System nach Anspruch 1, wobei die berührungslose Entfernungsmesseinrichtung (
440 ) eine Infrarot-Entfernungsmesseinrichtung ist. - System nach Anspruch 1, wobei die berührungslose Entfernungsmesseinrichtung (
440 ) eine Laser-Entfernungsmesseinrichtung ist. - System nach Anspruch 1, wobei der Controller (
417 ) den gemessenen Abstand unter Verwendung einer Nachschlagetabelle in den Kippwinkel umwandelt. - System nach Anspruch 1, wobei der Controller (
417 ) den gemessenen Abstand unter Verwendung einer Gleichung in den Kippwinkel umwandelt. - System zur Messung des Kippwinkels mit: einer berührungslosen, auf einer Nasen-Sektion (
405 ) eines ersten Auslegers (400 ) angebrachten Messeinrichtung (440 ), die elektromagnetische Energie zu einem zweiten Ausleger (430 ) übermittelt, der schwenkbar mit dem ersten Ausleger (414 ) verbunden ist, weiter die elektromagnetische Energie empfängt, die von dem zweiten Ausleger (430 ) reflektiert wird, und die zeitliche Verzögerung zwischen der Aussendung der elektromagnetischen Energie und dem Empfang der reflektierten elektromagnetischen Energie misst, wobei die berührungslose Messeinrichtung (440 ) so an der Nasen-Sektion (405 ) des ersten Auslegers (400 ) befestigt ist, dass bei einer Erhöhung des Kippwinkels zwischen dem zweiten Ausleger (405 ) und dem ersten Ausleger (400 ) die von der berührungslosen Messeinrichtung (440 ) gemessene und ausgegebene zeitliche Verzögerung zunimmt; und einem Controller (470 ), der die gemessene zeitliche Verzögerung in den Kippwinkel umwandelt. - System nach Anspruch 9, wobei die berührungslose Messeinrichtung (
440 ) ein Mikroimpuls-Radargerät ist. - System nach Anspruch 9, wobei die berührungslose Messeinrichtung (
440 ) eine Schall-Entfernungsmesseinrichtung ist. - System nach Anspruch 9, wobei die berührungslose Messeinrichtung (
440 ) eine Ultraschall-Entfernungsmesseinrichtung ist. - System nach Anspruch 9, wobei die berührungslose Messeinrichtung (
440 ) eine Infrarot-Entfernungsmesseinrichtung ist. - System nach Anspruch 9, wobei die berührungslose Messeinrichtung (
440 ) eine Laser-Entfernungsmesseinrichtung ist. - System nach Anspruch 9, wobei der Controller (
417 ) die gemessene zeitliche Verzögerung unter Verwendung einer Nachschlagetabelle in den Kippwinkel umwandelt. - System nach Anspruch 9, wobei der Controller (
417 ) die gemessene zeitliche Verzögerung unter Verwendung einer Gleichung in den Kippwinkel umwandelt - System nach Anspruch 1, wobei die berührungslose Entfernungsmesseinrichtung (
440 ) elektromagnetische Energie zu dem zweiten Ausleger überträgt und die elektromagnetische Energie empfängt, die von dem zweiten Ausleger reflektiert wird.
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