EP4368558A1 - Method for controlling the position of a load element and/or a load of a crane held by a load element - Google Patents

Method for controlling the position of a load element and/or a load of a crane held by a load element Download PDF

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EP4368558A1
EP4368558A1 EP22206755.5A EP22206755A EP4368558A1 EP 4368558 A1 EP4368558 A1 EP 4368558A1 EP 22206755 A EP22206755 A EP 22206755A EP 4368558 A1 EP4368558 A1 EP 4368558A1
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EP
European Patent Office
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load
crane
load element
designed
drive devices
Prior art date
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Application number
EP22206755.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dr.-Ing. Oliver Fenker
Dr.-Ing. Martin Inderelst
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XCMG European Research Center GmbH
Original Assignee
XCMG European Research Center GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by XCMG European Research Center GmbH filed Critical XCMG European Research Center GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/04—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
    • B66C13/06—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads
    • B66C13/063—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads electrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/62—Constructional features or details
    • B66C23/64—Jibs
    • B66C23/70—Jibs constructed of sections adapted to be assembled to form jibs or various lengths
    • B66C23/701—Jibs constructed of sections adapted to be assembled to form jibs or various lengths telescopic

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the position of a load element and/or a load held by a load element of a crane such as a tower crane, gantry crane, telescopic boom crane or the like, wherein the crane comprises movable crane elements which can be moved by controlling drive devices assigned to the crane elements, and a load element which can be raised and lowered, wherein a detection system for detecting the position of the load element is provided, which comprises at least one position detection element and a computing unit, wherein the crane further comprises a control device which communicates on the one hand with the detection system for the purpose of determining the position of the load element and on the other hand with the drive devices and controls the drive devices taking into account the detected position.
  • a detection system for detecting the position of the load element is provided, which comprises at least one position detection element and a computing unit
  • the crane further comprises a control device which communicates on the one hand with the detection system for the purpose of determining the position of the load element and on the other hand with the drive devices and controls the
  • Such methods are known from practice and are used to enable a load to be approached precisely with the load element or to be approached precisely at a place where a load is to be set down.
  • the object of the invention is to avoid the aforementioned disadvantages and to provide a generic method with which the control of the position of a load element and/or a load of a crane held by a load element can be carried out in an improved manner.
  • This task is solved in a generic method in that the computing unit evaluates the temporal sequence of the recorded positions to detect oscillating movements including swinging of the load element and that the computing unit is designed for the targeted control of the drive devices for the purpose of dampening the oscillation behavior and carries out such targeted control of the drive devices if oscillating movements of the load element are detected.
  • the computing unit evaluates the temporal sequence of the recorded positions to detect oscillating movements including swinging of the load element and that the computing unit is designed for the targeted control of the drive devices for the purpose of dampening the oscillation behavior and carries out such targeted control of the drive devices if oscillating movements of the load element are detected.
  • the recorded position can be an absolute position or a relative position that is related to certain reference points.
  • the crane can be designed as a telescopic boom crane and the load element as a platform or a basket.
  • the drive devices are usually designed as hydraulic cylinders.
  • the load element can be designed as a load-carrying device that works by means of frictional locking and/or positive locking.
  • This is the case with most cranes, which can be designed, for example, as tower cranes, gantry cranes, telescopic boom cranes or the like.
  • load-carrying device for example, designed as a hook or clamping device, such as a clamping pliers.
  • Other alternative forms are, for example, an electro-magnet or a vacuum suction lifter.
  • a load held by the load element can be provided, so that vibrations can be dampened not only when the load element is moved to a load, but also when a load is transported.
  • a load held by the load element can be provided and at least one position detection element can be provided at an end region of the load.
  • This end region of the load can be, for example, an end region in the horizontal and/or vertical direction, such as a lower edge or a lower end of the load, a side edge or a lateral end of the load.
  • the load can usually be flat or elongated.
  • position detection elements can also be provided on the load in order to detect the respective position of several end areas of the load.
  • a position detection element can be provided at each end area. In this way, the position of the load can be detected precisely and Movements of the load can be determined from the temporal sequence of the recorded positions.
  • At least one position detection element for detecting an absolute position of the load element or of a load held by the load element, can be designed as a GPS receiver provided on the load element or on the load held by it, which first determines the position values for the absolute position of the load element or the load and then passes these position values determined by it on to the computing unit.
  • At least one position detection element can be provided on the load element or on the load held by it, which first determines the position values for the relative position of the load element or the load and then passes these position values determined by it on to the computing unit.
  • At least one position detection element can be designed to function independently, preferably as an ultrasonic rangefinder, laser rangefinder, mono camera or stereo camera. This makes it possible to determine a position without the need for additional equipment (e.g. the GPS satellite network) and possibly even without it having to be provided and/or installed.
  • additional equipment e.g. the GPS satellite network
  • the detection system can also comprise at least one signal transmitter positioned in the environment of the crane, preferably in the working area of the crane, wherein the detection system is designed such that the position detection element cooperates with at least one signal transmitter positioned in the environment for detecting the relative position of the load element or for detecting the relative position of a load held by the load element.
  • At least one position detection element interacting with a signal generator can be designed as a camera and the associated signal generator can be designed as a light source, such as a laser or position light.
  • At least one position detection element interacting with a signal generator can also be designed as a radio receiver and the associated signal generator as a radio transmitter.
  • At least one position detection element interacting with a signal generator can be designed as a sound wave receiver and the associated signal generator can be designed as a sound wave source.
  • the invention further relates to a crane, such as a tower crane, gantry crane, telescopic boom crane or the like, wherein the crane comprises movable crane elements which can be moved by controlling drive devices assigned to the crane elements, and a load element which can be raised and lowered, wherein a detection system is provided for detecting the position of the load element or of a load held thereby, which comprises at least one position detection element and a computing unit, wherein the crane further comprises a control device which can communicate both with the detection system for the purpose of determining the position of the load element or of the load held thereby and with the drive devices and is designed to control the drive devices taking into account the detected position.
  • a crane such as a tower crane, gantry crane, telescopic boom crane or the like
  • the crane comprises movable crane elements which can be moved by controlling drive devices assigned to the crane elements, and a load element which can be raised and lowered
  • a detection system is provided for detecting the position of the load element or of a load held thereby,
  • the computing unit should be designed to evaluate the temporal sequence of the recorded positions in order to detect oscillation movements of the load element or the load held by it and that the computing unit should also be designed for the targeted control of the drive devices for the purpose of damping the oscillation behavior. and is designed to carry out such targeted control of the drive devices in the event of detection of oscillatory movements of the load element.
  • Such an improved crane can be operated in particular with a method improved according to the invention.
  • vibrational movements can be detected at an early stage, which usually represent an undesirable operating condition.
  • This condition can also be automatically counteracted by the computing unit specifically controlling the drive devices, thus dampening the vibration behavior.
  • the invention also relates to a system comprising, on the one hand, a crane, such as a tower crane, gantry crane, telescopic boom crane or the like, wherein the crane comprises movable crane elements which can be moved by controlling drive devices assigned to the crane elements, and a load element which can be raised and lowered, wherein a detection system is provided for detecting the position of the load element or of a load held thereby, which comprises at least one position detection element and a computing unit, wherein the crane further comprises a control device which can communicate both with the detection system for the purpose of determining the position of the load element and with the drive devices and is designed to control the drive devices taking into account the detected position.
  • a crane such as a tower crane, gantry crane, telescopic boom crane or the like
  • the crane comprises movable crane elements which can be moved by controlling drive devices assigned to the crane elements, and a load element which can be raised and lowered
  • a detection system is provided for detecting the position of the load element or of a load
  • the system should comprise at least one position signal positioned in the environment and/or a signal transmitter which is connected to at least is designed to cooperate with a position detection element, wherein the computing unit is designed to evaluate the temporal sequence of the detected positions in order to detect oscillatory movements of the load element or the load held thereby and, in the event of oscillation behavior detected during the evaluation, is designed accordingly to control the drive devices for the purpose of damping the oscillation behavior.
  • Such an improved system can be operated in particular with a method improved according to the invention.
  • the detection system can comprise at least one signal transmitter positioned in the environment of the crane, preferably in the working area of the crane, wherein the detection system is designed such that the position detection element is designed to cooperate with at least one signal transmitter positioned in the environment for detecting the relative position of the load element or for detecting the relative position of a load held by this load element.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Position eines Lastelementes und/oder einer von einem Lastelement gehaltenen Last eines Krans, wobei der Kran bewegliche, durch Ansteuerung von den Kranelementen zugeordneten Antriebsvorrichtungen bewegbare, Kranelemente und ein anhebbares und absenkbares Lastelement umfasst, wobei ein Erfassungssystem zur Erfassung der Position des Lastelementes vorgesehen ist, welches zumindest ein Positionserfassungselement sowie eine Recheneinheit umfasst, wobei der Kran weiterhin eine Steuereinrichtung aufweist, welche zum einen mit dem Erfassungssystem zum Zwecke der Bestimmung der Position des Lastelementes und zum anderen mit den Antriebsvorrichtungen kommuniziert und die Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen unter Berücksichtigung der erfassten Position vornimmt.Für eine verbessert Steuerung der Position soll mittels der Recheneinheit eine Bewertung der zeitlichen Abfolge der erfassten Positionen zur Erkennung von Schwingungsbewegungen des Lastelementes erfolgen und die Recheneinheit für die gezielte Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen zum Zwecke der Bedämpfung des Schwingungsverhaltens ausgebildet sein und eine solche gezielte Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen im Falle der Erkennung von Schwingungsbewegungen des Lastelementes vornehmen.The invention relates to a method for controlling the position of a load element and/or a load of a crane held by a load element, wherein the crane comprises movable crane elements that can be moved by controlling drive devices assigned to the crane elements and a load element that can be raised and lowered, wherein a detection system is provided for detecting the position of the load element, which comprises at least one position detection element and a computing unit, wherein the crane further comprises a control device that communicates with the detection system for the purpose of determining the position of the load element and with the drive devices on the other hand and controls the drive devices taking the detected position into account. For improved control of the position, the computing unit should be used to evaluate the temporal sequence of the detected positions in order to detect oscillatory movements of the load element and the computing unit should be designed for the targeted control of the drive devices for the purpose of dampening the oscillation behavior and should carry out such targeted control of the drive devices in the event that oscillatory movements of the load element are detected.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Position eines Lastelementes und/oder einer von einem Lastelement gehaltenen Last eines Krans wie z. B. Turmdrehkran, Portalkran, Teleskopauslegerkran oder dergleichen, wobei der Kran bewegliche Kranelemente, die durch Ansteuerung von den Kranelementen zugeordneten Antriebsvorrichtungen bewegbar sind, und ein anhebbares und absenkbares Lastelement umfasst, wobei ein Erfassungssystem zur Erfassung der Position des Lastelementes vorgesehen ist, welches zumindest ein Positionserfassungselement sowie eine Recheneinheit umfasst, wobei der Kran weiterhin eine Steuereinrichtung aufweist, welche zum einen mit dem Erfassungssystem zum Zwecke der Bestimmung der Position des Lastelementes und zum anderen mit den Antriebsvorrichtungen kommuniziert und die Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen unter Berücksichtigung der erfassten Position vornimmt.The invention relates to a method for controlling the position of a load element and/or a load held by a load element of a crane such as a tower crane, gantry crane, telescopic boom crane or the like, wherein the crane comprises movable crane elements which can be moved by controlling drive devices assigned to the crane elements, and a load element which can be raised and lowered, wherein a detection system for detecting the position of the load element is provided, which comprises at least one position detection element and a computing unit, wherein the crane further comprises a control device which communicates on the one hand with the detection system for the purpose of determining the position of the load element and on the other hand with the drive devices and controls the drive devices taking into account the detected position.

Aus der Praxis sind derartige Verfahren bekannt, die dazu eingesetzt werden, ein genaues Anfahren einer Last mit dem Lastelement bzw. ein genaues Anfahren eines Absetzortes einer Last zu ermöglichen.Such methods are known from practice and are used to enable a load to be approached precisely with the load element or to be approached precisely at a place where a load is to be set down.

Nachteilig hierbei ist, dass es aufgrund unterschiedlicher Umstände, wie z. B. Wind, aber auch aufgrund der Massenträgheit bei Verfahrvorgängen, zu Schwingungsbewegungen inkl. Pendeln kommen kann. Hierdurch ist zum einen ein genaues Anfahren einer beabsichtigten Position nicht möglich und zum anderen kann es zu einem Aufschaukeln kommen, was zu instabilen Betriebszuständen führen kann und zudem auch Beschädigungen durch unkontrollierte Bewegungen des Lastelementes eintreten können bis hin zu einem Abfallen einer Last vom Lastelement.The disadvantage here is that due to various circumstances, such as wind, but also due to the inertia of the mass during movement, vibrations including pendulum movements can occur. This means that On the one hand, it is not possible to approach an intended position precisely and, on the other hand, rocking can occur, which can lead to unstable operating conditions and, in addition, damage can occur due to uncontrolled movements of the load element, up to and including a load falling off the load element.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und ein gattungsgemäßes Verfahren anzugeben, mit dem die Steuerung der Position eines Lastelementes und/oder einer von einem Lastelement gehaltenen Last eines Krans in verbesserter Weise erfolgen kann.The object of the invention is to avoid the aforementioned disadvantages and to provide a generic method with which the control of the position of a load element and/or a load of a crane held by a load element can be carried out in an improved manner.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass mittels der Recheneinheit eine Bewertung der zeitlichen Abfolge der erfassten Positionen zur Erkennung von Schwingungsbewegungen inkl. Pendeln des Lastelementes erfolgt und dass die Recheneinheit für die gezielte Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen zum Zwecke der Bedämpfung des Schwingungsverhaltens ausgebildet und eine solche gezielte Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen im Falle der Erkennung von Schwingungsbewegungen des Lastelementes vornimmt. Somit kann ein stabiler Betrieb des Krans unabhängig von dem Können und der Erfahrung des Kranführers gewährleistet werden und dem Auftreten von kritischen und gefährlichen Situationen kann automatisch entgegengewirkt werden.This task is solved in a generic method in that the computing unit evaluates the temporal sequence of the recorded positions to detect oscillating movements including swinging of the load element and that the computing unit is designed for the targeted control of the drive devices for the purpose of dampening the oscillation behavior and carries out such targeted control of the drive devices if oscillating movements of the load element are detected. In this way, stable operation of the crane can be guaranteed regardless of the skills and experience of the crane operator and the occurrence of critical and dangerous situations can be automatically counteracted.

Somit wird durch die kontinuierliche Erfassung der Position des Lastelementes eine Schwingungsbewegung bereits frühzeitig erkannt, die regelmäßig einen unerwünschten Betriebszustand darstellt, und es wird diesem Zustand ebenfalls automatisch entgegengewirkt, indem durch die Recheneinheit eine gezielte Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen erfolgt und somit eine Bedämpfung des Schwingungsverhaltens bewirkt wird. Die erfasste Position kann eine absolute Position oder aber eine relative Position sein, die auf bestimmte Bezugspunkte bezogen ist.Thus, by continuously recording the position of the load element, a vibration movement is detected at an early stage, which usually represents an undesirable operating state, and this state is automatically counteracted by the computing unit specifically controlling the drive devices and thus dampening the vibration behavior. The recorded position can be an absolute position or a relative position that is related to certain reference points.

Vorteilhafterweise kann der Kran als Teleskopauslegerkran und das Lastelement als eine Plattform oder ein Korb ausgebildet sein. Dann sind üblicherweise die Antriebsvorrichtungen als Hydraulikzylinder ausgebildet.Advantageously, the crane can be designed as a telescopic boom crane and the load element as a platform or a basket. In this case, the drive devices are usually designed as hydraulic cylinders.

Erfindungsgemäß kann das Lastelement als ein mittels Kraftschluss und/oder mittels Formschluss arbeitendes Lastaufnahmemittel ausgebildet sein. Dies ist bei den meisten Kranen so, die beispielsweise als Turmdrehkran, Portalkran, Teleskopauslegerkran oder dergleichen ausgebildet sein können.According to the invention, the load element can be designed as a load-carrying device that works by means of frictional locking and/or positive locking. This is the case with most cranes, which can be designed, for example, as tower cranes, gantry cranes, telescopic boom cranes or the like.

Übliche Ausprägungen eines solchen Lastaufnahmemittels sind beispielsweise als Haken oder Klemmvorrichtung, wie z. B. Klemmzange ausgebildet. Andere alternative Ausprägungen sind beispielsweise ein Elektro-Magnet oder ein Unterdruck-Saugheber.Common forms of such a load-carrying device are, for example, designed as a hook or clamping device, such as a clamping pliers. Other alternative forms are, for example, an electro-magnet or a vacuum suction lifter.

Bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine von dem Lastelement gehaltene Last vorgesehen sein, so dass eine Bedämpfung von Schwingungen nicht nur beim Fahren des Lastelementes zu einer Last, sondern auch beim Transport einer Last, erfolgen kann.In a preferred variant of the method according to the invention, a load held by the load element can be provided, so that vibrations can be dampened not only when the load element is moved to a load, but also when a load is transported.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann an dem Lastelement eine von diesem gehaltene Last vorgesehen sein und zumindest ein Positionserfassungselement kann an einem Endbereich der Last vorgesehen sein. Dieser Endbereich der Last kann beispielsweise ein Endbereich in horizontaler und/oder vertikaler Richtung sein, wie z. B. eine Unterkante oder ein unteres Ende der Last, eine Seitenkante oder ein seitliches Ende der Last. Die Last kann dabei üblicherweise flächig oder länglich ausgebildet sein.In a preferred embodiment of the invention, a load held by the load element can be provided and at least one position detection element can be provided at an end region of the load. This end region of the load can be, for example, an end region in the horizontal and/or vertical direction, such as a lower edge or a lower end of the load, a side edge or a lateral end of the load. The load can usually be flat or elongated.

Vorteilhafterweise können auch mehrere Positionserfassungselemente an der Last vorgesehen sein, um somit die jeweilige Position von mehreren Endbereichen der Last zu erfassen. So kann beispielsweise bei einem von einem Kran transportierten Stahlträger, der horizontal an dem Lastelement gehalten ist, an beiden Endbereichen jeweils ein Positionserfassungselement vorgesehen sein. Somit kann die Position der Last genau erfasst werden und es sind Bewegungen der Last aus dem zeitlichen Ablauf der erfassten Positionen ermittelbar.Advantageously, several position detection elements can also be provided on the load in order to detect the respective position of several end areas of the load. For example, in the case of a steel beam transported by a crane and held horizontally on the load element, a position detection element can be provided at each end area. In this way, the position of the load can be detected precisely and Movements of the load can be determined from the temporal sequence of the recorded positions.

Erfindungsgemäß kann für eine Erfassung einer absoluten Position des Lastelementes oder einer von dem Lastelement gehaltenen Last zumindest ein Positionserfassungselement als an dem Lastelement oder an der von diesem gehaltenen Last vorgesehener GPS-Empfänger ausgebildet sein, welches zuerst die Positionswerte zu der absoluten Position des Lastelementes bzw. der Last ermittelt und anschließend diese von ihm ermittelten Positionswerte an die Recheneinheit weitergibt.According to the invention, for detecting an absolute position of the load element or of a load held by the load element, at least one position detection element can be designed as a GPS receiver provided on the load element or on the load held by it, which first determines the position values for the absolute position of the load element or the load and then passes these position values determined by it on to the computing unit.

Vorzugsweise kann für eine Erfassung einer relativen Position des Lastelementes oder einer von dem Lastelement gehaltenen Last zumindest ein Positionserfassungselement an dem Lastelement oder an der von diesem gehaltenen Last vorgesehen sein, welches zuerst die Positionswerte zu der relativen Position des Lastelementes bzw. der Last ermittelt und anschließend diese von ihm ermittelten Positionswerte an die Recheneinheit weitergibt.Preferably, for detecting a relative position of the load element or of a load held by the load element, at least one position detection element can be provided on the load element or on the load held by it, which first determines the position values for the relative position of the load element or the load and then passes these position values determined by it on to the computing unit.

Erfindungsgemäß kann zumindest ein Positionserfassungselement eigenständig funktionierend ausgebildet sein, vorzugsweise als Ultraschall-Entfernungsmesser, Laser-Entfernungsmesser, Mono-Kamera oder Stereo-Kamera ausgebildet sein. Somit ist eine Positionsbestimmung möglich, ohne dass weitere Gerätschaften benötigt (z. B. das GPS-Satelliten-Netzwerk) und ggf. sogar vorgesehen und/oder installiert werden müssen.According to the invention, at least one position detection element can be designed to function independently, preferably as an ultrasonic rangefinder, laser rangefinder, mono camera or stereo camera. This makes it possible to determine a position without the need for additional equipment (e.g. the GPS satellite network) and possibly even without it having to be provided and/or installed.

Auch kann das Erfassungssystem wenigstens einen in der Umgebung des Krans, vorzugsweise in dem Arbeitsbereich des Krans, positionierten Signalgeber umfassen, wobei das Erfassungssystem derart ausgebildet ist, dass das Positionserfassungselement für eine Erfassung der relativen Position des Lastelementes bzw. für eine Erfassung der relativen Position einer von dem Lastelement gehaltenen Last mit wenigstens einem in der Umgebung positionierten Signalgeber zusammenwirkt.The detection system can also comprise at least one signal transmitter positioned in the environment of the crane, preferably in the working area of the crane, wherein the detection system is designed such that the position detection element cooperates with at least one signal transmitter positioned in the environment for detecting the relative position of the load element or for detecting the relative position of a load held by the load element.

Dabei kann zumindest ein mit einem Signalgeber zusammenwirkendes Positionserfassungselement als Kamera und der zugeordnete Signalgeber als Lichtquelle, wie z. B. Laser oder Positionslicht, ausgebildet sein.At least one position detection element interacting with a signal generator can be designed as a camera and the associated signal generator can be designed as a light source, such as a laser or position light.

Auch kann zumindest ein mit einem Signalgeber zusammenwirkendes Positionserfassungselement als Funkempfänger und der zugeordnete Signalgeber als Funksender ausgebildet sein.At least one position detection element interacting with a signal generator can also be designed as a radio receiver and the associated signal generator as a radio transmitter.

Weiterhin kann zumindest ein mit einem Signalgeber zusammenwirkendes Positionserfassungselement als Schallwellenempfänger und der zugeordnete Signalgeber als Schallwellenquelle ausgebildet sein.Furthermore, at least one position detection element interacting with a signal generator can be designed as a sound wave receiver and the associated signal generator can be designed as a sound wave source.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Kran, wie z. B. Turmdrehkran, Portalkran, Teleskopauslegerkran oder dergleichen, wobei der Kran bewegliche Kranelemente, die durch Ansteuerung von den Kranelementen zugeordneten Antriebsvorrichtungen bewegbar sind, und ein anhebbares und absenkbares Lastelement umfasst, wobei ein Erfassungssystem zur Erfassung der Position des Lastelementes bzw. einer davon gehaltenen Last vorgesehen ist, welches zumindest ein Positionserfassungselement sowie eine Recheneinheit umfasst, wobei der Kran weiterhin eine Steuereinrichtung aufweist, die zum einen sowohl mit dem Erfassungssystem zum Zwecke der Bestimmung der Position des Lastelementes bzw. der davon gehaltenen Last als auch mit den Antriebsvorrichtungen kommunizieren kann und zum anderen zur Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen unter Berücksichtigung der erfassten Position ausgebildet ist.The invention further relates to a crane, such as a tower crane, gantry crane, telescopic boom crane or the like, wherein the crane comprises movable crane elements which can be moved by controlling drive devices assigned to the crane elements, and a load element which can be raised and lowered, wherein a detection system is provided for detecting the position of the load element or of a load held thereby, which comprises at least one position detection element and a computing unit, wherein the crane further comprises a control device which can communicate both with the detection system for the purpose of determining the position of the load element or of the load held thereby and with the drive devices and is designed to control the drive devices taking into account the detected position.

Um die eingangs genannten Nachteile zu vermeiden und einen gattungsgemäßen Kran anzugeben, bei dem die Steuerung der Position eines Lastelementes eines Krans und/oder einer hiervon gehaltenen Last in verbesserter Weise erfolgen kann, soll die Recheneinheit zur Bewertung der zeitlichen Abfolge der erfassten Positionen zur Erkennung von Schwingungsbewegungen des Lastelementes bzw. der davon gehaltenen Last ausgebildet ist und dass die Recheneinheit weiterhin für die gezielte Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen zum Zwecke der Bedämpfung des Schwingungsverhaltens ausgebildet und dazu eingerichtet ist, eine solche gezielte Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen im Falle der Erkennung von Schwingungsbewegungen des Lastelementes vorzunehmen.In order to avoid the disadvantages mentioned at the beginning and to provide a crane of the type in which the control of the position of a load element of a crane and/or a load held by it can be carried out in an improved manner, the computing unit should be designed to evaluate the temporal sequence of the recorded positions in order to detect oscillation movements of the load element or the load held by it and that the computing unit should also be designed for the targeted control of the drive devices for the purpose of damping the oscillation behavior. and is designed to carry out such targeted control of the drive devices in the event of detection of oscillatory movements of the load element.

Ein solch verbesserter Kran ist insbesondere mit einem erfindungsgemäß verbesserten Verfahren betreibbar.Such an improved crane can be operated in particular with a method improved according to the invention.

Somit ist durch die kontinuierliche Erfassung der Position des Lastelementes bzw. der hiervon gehaltenen Last eine Schwingungsbewegung bereits frühzeitig erkennbar, welche regelmäßig einen unerwünschten Betriebszustand darstellt. Weiterhin kann diesem Zustand ebenfalls automatisch entgegengewirkt werden, indem durch die Recheneinheit eine gezielte Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen erfolgt und somit eine Bedämpfung des Schwingungsverhaltens bewirkbar ist.This means that by continuously recording the position of the load element or the load held by it, vibrational movements can be detected at an early stage, which usually represent an undesirable operating condition. This condition can also be automatically counteracted by the computing unit specifically controlling the drive devices, thus dampening the vibration behavior.

Die Erfindung betrifft außerdem ein System, umfassend einerseits einen Kran, wie z. B. Turmdrehkran, Portalkran, Teleskopauslegerkran oder dergleichen, wobei der Kran bewegliche Kranelemente, die durch Ansteuerung von den Kranelementen zugeordneten Antriebsvorrichtungen bewegbar sind, und ein anhebbares und absenkbares Lastelement umfasst, wobei ein Erfassungssystem zur Erfassung der Position des Lastelementes bzw. einer davon gehaltenen Last vorgesehen ist, welches zumindest ein Positionserfassungselement sowie eine Recheneinheit umfasst, wobei der Kran weiterhin eine Steuereinrichtung aufweist, die zum einen sowohl mit dem Erfassungssystem zum Zwecke der Bestimmung der Position des Lastelementes als auch mit den Antriebsvorrichtungen kommunizieren kann und zum anderen zur Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen unter Berücksichtigung der erfassten Position ausgebildet ist.The invention also relates to a system comprising, on the one hand, a crane, such as a tower crane, gantry crane, telescopic boom crane or the like, wherein the crane comprises movable crane elements which can be moved by controlling drive devices assigned to the crane elements, and a load element which can be raised and lowered, wherein a detection system is provided for detecting the position of the load element or of a load held thereby, which comprises at least one position detection element and a computing unit, wherein the crane further comprises a control device which can communicate both with the detection system for the purpose of determining the position of the load element and with the drive devices and is designed to control the drive devices taking into account the detected position.

Um die eingangs genannten Nachteile zu vermeiden und ein gattungsgemäßes System anzugeben, bei dem die Steuerung der Position eines Lastelementes eines Krans und/oder einer hiervon gehaltenen Last in verbesserter Weise erfolgen kann, soll das System wenigstens ein in der Umgebung positioniertes Positionssignal und/oder einen Signalgeber umfassen, der mit zumindest einem Positionserfassungselement zusammenwirkend ausgebildet ist, wobei die Recheneinheit zur Bewertung der zeitlichen Abfolge der erfassten Positionen zur Erkennung von Schwingungsbewegungen des Lastelementes bzw. der davon gehaltenen Last ausgebildet ist und im Falle eines im Rahmen der Bewertung erkannten Schwingungsverhaltens zur Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen zum Zwecke der Bedämpfung des Schwingungsverhaltens entsprechend ausgebildet ist.In order to avoid the disadvantages mentioned above and to provide a generic system in which the control of the position of a load element of a crane and/or a load held thereby can be carried out in an improved manner, the system should comprise at least one position signal positioned in the environment and/or a signal transmitter which is connected to at least is designed to cooperate with a position detection element, wherein the computing unit is designed to evaluate the temporal sequence of the detected positions in order to detect oscillatory movements of the load element or the load held thereby and, in the event of oscillation behavior detected during the evaluation, is designed accordingly to control the drive devices for the purpose of damping the oscillation behavior.

Ein solch verbessertes System ist insbesondere mit einem erfindungsgemäß verbesserten Verfahren betreibbar.Such an improved system can be operated in particular with a method improved according to the invention.

Somit ist durch die kontinuierliche Erfassung der Position des Lastelementes bzw. der hiervon gehaltenen Last eine Schwingungsbewegung bereits frühzeitig erkennbar, welche regelmäßig einen unerwünschten Betriebszustand darstellt. Weiterhin kann diesem Zustand ebenfalls automatisch entgegengewirkt werden, indem durch die Recheneinheit eine gezielte Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen erfolgt und somit eine Bedämpfung des Schwingungsverhaltens bewirkbar ist.This means that by continuously recording the position of the load element or the load held by it, a vibration movement can be detected at an early stage, which usually represents an undesirable operating condition. Furthermore, this condition can also be automatically counteracted by the computing unit specifically controlling the drive devices, thus dampening the vibration behavior.

Dabei kann das Erfassungssystem wenigstens einen in der Umgebung des Krans, vorzugsweise in dem Arbeitsbereich des Krans, positionierten Signalgeber umfassen, wobei das Erfassungssystem derart ausgebildet ist, dass das Positionserfassungselement für eine Erfassung der relativen Position des Lastelementes bzw. für eine Erfassung der relativen Position einer von diesem Lastelement gehaltenen Last mit wenigstens einem in der Umgebung positionierten Signalgeber zusammenwirkend ausgebildet ist.The detection system can comprise at least one signal transmitter positioned in the environment of the crane, preferably in the working area of the crane, wherein the detection system is designed such that the position detection element is designed to cooperate with at least one signal transmitter positioned in the environment for detecting the relative position of the load element or for detecting the relative position of a load held by this load element.

Claims (15)

Verfahren zur Steuerung der Position eines Lastelementes und/oder einer von einem Lastelement gehaltenen Last eines Krans wie z. B. Turmdrehkran, Portalkran, Teleskopauslegerkran oder dergleichen, wobei der Kran bewegliche Kranelemente, die durch Ansteuerung von den Kranelementen zugeordneten Antriebsvorrichtungen bewegbar sind, und ein anhebbares und absenkbares Lastelement umfasst, wobei ein Erfassungssystem zur Erfassung der Position des Lastelementes vorgesehen ist, welches zumindest ein Positionserfassungselement sowie eine Recheneinheit umfasst, wobei der Kran weiterhin eine Steuereinrichtung aufweist, welche zum einen mit dem Erfassungssystem zum Zwecke der Bestimmung der Position des Lastelementes und zum anderen mit den Antriebsvorrichtungen kommuniziert und die Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen unter Berücksichtigung der erfassten Position vornimmt, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Recheneinheit eine Bewertung der zeitlichen Abfolge der erfassten Positionen zur Erkennung von Schwingungsbewegungen des Lastelementes erfolgt und dass die Recheneinheit für die gezielte Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen zum Zwecke der Bedämpfung des Schwingungsverhaltens ausgebildet ist und eine solche gezielte Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen im Falle der Erkennung von Schwingungsbewegungen des Lastelementes vornimmt.Method for controlling the position of a load element and/or a load held by a load element of a crane, such as a crane. B. tower crane, gantry crane, telescopic boom crane or the like, wherein the crane comprises movable crane elements which can be moved by controlling drive devices assigned to the crane elements, and a load element which can be raised and lowered, wherein a detection system is provided for detecting the position of the load element, which comprises at least one position detection element and a computing unit, wherein the crane further comprises a control device which communicates on the one hand with the detection system for the purpose of determining the position of the load element and on the other hand with the drive devices and controls the drive devices taking into account the detected position, characterized in that the computing unit is used to evaluate the temporal sequence of the detected positions in order to detect oscillatory movements of the load element and that the computing unit is designed for the targeted control of the drive devices for the purpose of dampening the oscillation behavior and carries out such targeted control of the drive devices in the event of oscillatory movements of the load element being detected. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kran als Teleskopauslegerkran und das Lastelement als eine Plattform oder ein Korb ausgebildet ist.Method according to the preceding claim, characterized in that the crane is designed as a telescopic boom crane and the load element as a platform or a basket. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastelement als ein mittels Kraftschluss und/oder mittels Formschluss arbeitendes Lastaufnahmemittel ausgebildet ist.Method according to claim 1, characterized in that the load element is designed as a load-bearing means operating by means of frictional locking and/or by means of positive locking. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine von dem Lastelement gehaltene Last vorgesehen ist.Method according to the preceding claim, characterized in that a load held by the load element is provided. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Lastelement eine von diesem gehaltene Last vorgesehen ist und zumindest ein Positionserfassungselement an einem Endbereich der Last vorgesehen ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a load held by the load element is provided on the load element and at least one position detection element is provided at an end region of the load. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Erfassung einer absoluten Position des Lastelementes oder einer von dem Lastelement gehaltenen Last zumindest ein Positionserfassungselement als an dem Lastelement oder an der von diesem gehaltenen Last vorgesehener GPS-Empfänger ausgebildet ist, welches zuerst die Positionswerte zu der absoluten Position des Lastelementes bzw. der Last ermittelt und anschließend diese von ihm ermittelten Positionswerte an die Recheneinheit weitergibt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for detecting an absolute position of the load element or of a load held by the load element, at least one position detection element is designed as a GPS receiver provided on the load element or on the load held by it, which first determines the position values for the absolute position of the load element or the load and then passes these position values determined by it on to the computing unit. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Erfassung einer relativen Position des Lastelementes oder einer von dem Lastelement gehaltenen Last zumindest ein Positionserfassungselement an dem Lastelement oder an der von diesem gehaltenen Last vorgesehen ist, welches zuerst die Positionswerte zu der relativen Position des Lastelementes bzw. der Last ermittelt und anschließend diese von ihm ermittelten Positionswerte an die Recheneinheit weitergibt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for detecting a relative position of the load element or of a load held by the load element, at least one position detection element is provided on the load element or on the load held by it, which first determines the position values for the relative position of the load element or the load and then passes these position values determined by it on to the computing unit. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Positionserfassungselement eigenständig funktionierend ausgebildet ist, vorzugsweise als Ultraschall-Entfernungsmesser, Laser-Entfernungsmesser, Mono-Kamera oder Stereo-Kamera ausgebildet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one position detection element is designed to function independently, preferably as an ultrasonic rangefinder, laser rangefinder, mono camera or stereo camera. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssystem wenigstens einen in der Umgebung des Krans, vorzugsweise in dem Arbeitsbereich des Krans, positionierten Signalgeber umfasst, wobei das Erfassungssystem derart ausgebildet ist, dass das Positionserfassungselement für eine Erfassung der relativen Position des Lastelementes bzw. für eine Erfassung der relativen Position einer von dem Lastelement gehaltenen Last mit wenigstens einem in der Umgebung positionierten Signalgeber zusammenwirkt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the detection system comprises at least one sensor positioned in the vicinity of the crane, preferably in the working area of the crane. Signal transmitter, wherein the detection system is designed such that the position detection element cooperates with at least one signal transmitter positioned in the environment for detecting the relative position of the load element or for detecting the relative position of a load held by the load element. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein mit einem Signalgeber zusammenwirkendes Positionserfassungselement als Kamera und der zugeordnete Signalgeber als Lichtquelle ausgebildet ist.Method according to the preceding claim, characterized in that at least one position detection element interacting with a signal transmitter is designed as a camera and the associated signal transmitter is designed as a light source. Verfahren nach dem Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein mit einem Signalgeber zusammenwirkendes Positionserfassungselement als Funkempfänger und der zugeordnete Signalgeber als Funksender ausgebildet ist.Method according to claim 9 or 10, characterized in that at least one position detection element interacting with a signal transmitter is designed as a radio receiver and the associated signal transmitter is designed as a radio transmitter. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein mit einem Signalgeber zusammenwirkendes Positionserfassungselement als Schallwellenempfänger und der zugeordnete Signalgeber als Schallwellenquelle ausgebildet ist.Method according to the preceding claim, characterized in that at least one position detection element interacting with a signal generator is designed as a sound wave receiver and the associated signal generator is designed as a sound wave source. Kran, wie z. B. Turmdrehkran, Portalkran, Teleskopauslegerkran oder dergleichen, wobei der Kran bewegliche Kranelemente, die durch Ansteuerung von den Kranelementen zugeordneten Antriebsvorrichtungen bewegbar sind, und ein anhebbares und absenkbares Lastelement umfasst, wobei ein Erfassungssystem zur Erfassung der Position des Lastelementes bzw. einer davon gehaltenen Last vorgesehen ist, welches zumindest ein Positionserfassungselement sowie eine Recheneinheit umfasst, wobei der Kran weiterhin eine Steuereinrichtung aufweist, die zum einen sowohl mit dem Erfassungssystem zum Zwecke der Bestimmung der Position des Lastelementes bzw. der davon gehaltenen Last als auch mit den Antriebsvorrichtungen kommunizieren kann und zum anderen zur Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen unter Berücksichtigung der erfassten Position ausgebildet ist, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit zur Bewertung der zeitlichen Abfolge der erfassten Positionen zur Erkennung von Schwingungsbewegungen des Lastelementes bzw. der davon gehaltenen Last ausgebildet ist und dass die Recheneinheit weiterhin für die gezielte Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen zum Zwecke der Bedämpfung des Schwingungsverhaltens ausgebildet und dazu eingerichtet ist, eine solche gezielte Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen im Falle der Erkennung von Schwingungsbewegungen des Lastelementes vorzunehmen.Crane, such as a tower crane, gantry crane, telescopic boom crane or the like, wherein the crane comprises movable crane elements which can be moved by controlling drive devices assigned to the crane elements, and a load element which can be raised and lowered, wherein a detection system for detecting the position of the load element or a load held thereby is provided, which comprises at least one position detection element and a computing unit, wherein the crane further comprises a control device which can communicate both with the detection system for the purpose of determining the position of the load element or the load held thereby and with the drive devices and is designed to control the drive devices taking into account the detected position, preferably for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that characterized in that the computing unit is designed to evaluate the temporal sequence of the detected positions in order to detect oscillatory movements of the load element or the load held thereby, and that the computing unit is further designed for the targeted control of the drive devices for the purpose of damping the oscillatory behavior and is set up to carry out such targeted control of the drive devices in the event of detection of oscillatory movements of the load element. System, umfassend einerseits einen Kran, wie z. B. Turmdrehkran, Portalkran, Teleskopauslegerkran oder dergleichen, wobei der Kran bewegliche Kranelemente, die durch Ansteuerung von den Kranelementen zugeordneten Antriebsvorrichtungen bewegbar sind, und ein anhebbares und absenkbares Lastelement umfasst, wobei ein Erfassungssystem zur Erfassung der Position des Lastelementes bzw. einer davon gehaltenen Last vorgesehen ist, welches zumindest ein Positionserfassungselement sowie eine Recheneinheit umfasst, wobei der Kran weiterhin eine Steuereinrichtung aufweist, die zum einen sowohl mit dem Erfassungssystem zum Zwecke der Bestimmung der Position des Lastelementes als auch mit den Antriebsvorrichtungen kommunizieren kann und zum anderen zur Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen unter Berücksichtigung der erfassten Position ausgebildet ist, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und vorzugsweise mit einem Kran nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das System andererseits wenigstens ein in der Umgebung positioniertes Positionssignal und/oder einen Signalgeber umfasst, der mit zumindest einem Positionserfassungselement zusammenwirkend ausgebildet ist, wobei die Recheneinheit zur Bewertung der zeitlichen Abfolge der erfassten Positionen zur Erkennung von Schwingungsbewegungen des Lastelementes bzw. der davon gehaltenen Last ausgebildet ist und im Falle eines im Rahmen der Bewertung erkannten Schwingungsverhaltens zur Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen zum Zwecke der Bedämpfung des Schwingungsverhaltens entsprechend ausgebildet ist.System comprising on the one hand a crane, such as. B. tower crane, gantry crane, telescopic boom crane or the like, wherein the crane comprises movable crane elements which can be moved by controlling drive devices assigned to the crane elements, and a load element which can be raised and lowered, wherein a detection system for detecting the position of the load element or a load held thereby is provided, which comprises at least one position detection element and a computing unit, wherein the crane further comprises a control device which can communicate with the detection system for the purpose of determining the position of the load element as well as with the drive devices and is designed to control the drive devices taking into account the detected position, preferably for carrying out the method according to one of claims 1 to 12 and preferably with a crane according to claim 13, characterized in that the system also comprises at least one position signal positioned in the environment and/or a signal transmitter which is designed to interact with at least one position detection element, wherein the computing unit is designed to evaluate the temporal sequence of the detected positions for detecting oscillatory movements of the load element or the load held by it and, in the event of vibration behaviour identified during the assessment, is designed to control the drive devices for the purpose of damping the vibration behaviour. System nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssystem wenigstens einen in der Umgebung des Krans, vorzugsweise in dem Arbeitsbereich des Krans, positionierten Signalgeber umfasst, wobei das Erfassungssystem derart ausgebildet ist, dass das Positionserfassungselement für eine Erfassung der relativen Position des Lastelementes bzw. für eine Erfassung der relativen Position einer von diesem Lastelement gehaltenen Last mit wenigstens einem in der Umgebung positionierten Signalgeber zusammenwirkend ausgebildet ist.System according to the preceding claim, characterized in that the detection system comprises at least one signal transmitter positioned in the environment of the crane, preferably in the working area of the crane, wherein the detection system is designed such that the position detection element is designed to cooperate with at least one signal transmitter positioned in the environment for detecting the relative position of the load element or for detecting the relative position of a load held by this load element.
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