FI96502C - Menetelmä ja laite nosturin ohjaamiseksi - Google Patents

Description

96502

Menetelmä ja laite nosturin ohjaamiseksi

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen menetelmään ja patenttivaatimuksen 8 5 johdanto-osan mukaiseen laitteeseen nosturin kuorman ohjaamiseksi haluttuun kohteeseen tai kuorman haluttuun ete-nemissuuntaan käyttäen nosturin koneistojen liikkeiden ohjaukseen nosturin ulkopuolella olevaa nosturiin signaalia lähettävää signaalilähetintä ja nosturissa olevaa sig-10 naalivastaanotinta.

Siltanosturin liikkeitä ohjataan tavallisesti joko nosturin ohjaamosta ns. kontrollereilla, nosturin yhteydessä olevalla painikeohjaimella tai käyttäen erilaisia kauko-, radio- tai automaattiohjauksia. Ohjaamoon sijoite-15 tut kontrollerit voivat olla joy-stick-tyyppisiä, joissa yhden kontrollerin ohjausvipuun voidaan sijoittaa kahden liikkeen ohjaus. Tällä saavutetaan se etu, että esimerkiksi siltanosturin ajoliikkeiden kontrollerin ohjausvivun suunta vastaa karkeasti taakan liikkeen suuntaa ohjaamosta 20 katsottuna.

Ohjattaessa nosturia lattiatasolta käytetään tavallisesti nosturista riippuvaa tai muuten siihen yhteydessä olevaa painikeohjainta, jossa on painonapit tai ohjausvi-vut nosturin liikkeiden ohjaamiseksi. Riippuva painikeoh-25 jäin voi kiertyä ripustuksensa varassa, joten taakan liikkeet eivät joka tilanteessa enää vastaakaan ohjaimen painonappien tai ohjausvipujen suuntia. Kiertonostureissa ohjaustoimenpiteiden ja kuorman liikkeen suoraa vastaavuutta ei ole geometrisistakaan syistä. Ohjaussuuntien 30 tunnistamista hankaloittaa myös se, että riippuvan paini-keohjaimen ohjainten taso on pystysuorassa. Nosturista riippuvan painikeohjaimen tai nosturista erillään olevan kannettavan ohjaimen painikkeiden ohjaamien liikkeiden suuntien selventämiseksi on painikkeet ja ohjausvivut va-35 rustettava usein suuntasymboleilla ja nosturi vastaavilla 2 96509 symboleilla varustetulla isolla kilvellä. Erityisesti kiertonosturista riippuvaa kuormaa on vaikea ohjata kulkemaan tarkasti haluttua liikerataa.

Tämän keksinnön tarkoituksena on esittää uusi mene-5 telmä, jossa nosturin ajoliikkeitä ohjataan nosturin ulkopuolella olevalla signaalilähettimellä niin, että nosturin kuorman liikkeen suunta seuraa lähetettävän signaalin lä-hetyssuuntaa.

Keksinnön eräs sovellus esittää keksinnön mukaisen 10 menetelmän soveltamista nosturin painikeohjaimella tapahtuvaan nosturin ajoon määräkohteeseensa.

Eräässä toisessa sovelluksessa keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan nosturin kuorma kulkemaan joy-stick-tyyppisen ohjaimen osoittamaan suuntaan, esimerkiksi käy-15 tettäessä kannettavaa ohjauslaitetta, riippumatta ohjauslaitteen runko-osan vaakasuuntaisesta asennosta.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on sanottu patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkki-osassa. Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista, 20 se mitä on sanottu itsenäisen patenttivaatimuksen 8 tun-nusmerkkiosassa. Keksinnön muut piirteet on esitetty patenttivaatimuksissa 2 - 7 ja 9 - 10.

Keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan nosturin kuorma kulkemaan ohjauslaitteen osoittamaan suuntaan, jol-25 loin vältytään kahden ohjauspainikkeen painamisesta yhtäaikaa.

Ohjaimesta lähetettävän signaalin avulla voidaan myös välittää lisäinformaatiota, kuten kuorman nopeuden ohjearvo, tai kuorman liikkeen eteen-taakse-tieto, jolloin 30 nosturin kuorman ohjaaminen haluttuun kohteeseen on eri tyisen helppoa.

Keksintöä selostetaan seuraavassa erään sovelluksen valossa viittaamalla kuvioihin, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista järjestelyä nos-35 turin ohjaamiseksi, ib : ylti i i i ai > 3 96502 kuvio 2a esittää tasomaisen lasersignaalin muodostumista ja signaalin osumista signaalivastaanottimiin, kuvio 2b esittää signaalien esiintymistä ohjattaessa kiertyvän nosturin kuormaan pitkin suoraviivaista lii-5 kerataa, kuvio 2c esittää signaalien esiintymistä kun siltanosturin kuormaa ohjataan pitkin erästä toivottua liikerataa, kuvio 3 esittää signaalipulssien ajallista esiinty-10 mistä ja kuvio 4 esittää liikkeiden suuntien määrittelyä signaalipulsseista.

Kuvio 1 esittää kaaviomaisesti esitettynä siltanosturia 1, jossa sillan liikettä 3 kiskoilla 5 ohjataan sil-15 lan ajokoneistolla 4. Nosturissa on pääkannatin 19, jonka varassa nostovaunun 6 liike 7 tapahtuu vaunun ajokoneiston 20 käyttämänä sillan liikkeelle 3 poikittaiseen suuntaan. Kuorma 8 riippuu nostoköysien 9 varassa nostovaunusta. Nosturin kuormalla 8 tarkoitetaan nosturin kuormauselintä, 20 kuten koukkua siinä olevineen taakkoineen tai ilman taakkaa. Nosturia ohjataan ohjaimella (painikeohjaimella) 10, jossa on ohjauspainikkeet 11 nosturin liikkeiden suuntien ja nopeuksien määräämiseksi. Painikeohjaimessa on nosturin haluttua liikesuuntaa 12 osoittava osoitinlaite ja signaa-25 lilähetin 13, joka lähettää tasomaista lasersignaalia 14, joka liikkuu tai kääntyy jaksollisesti lähetyssuunnassa 33 kulmavälillä 15. Painikeohjain riippuu liitäntäkotelosta 16 ohjauskaapelin 17 varassa ja kääntyy osoitettaessa ohjaimella nosturin haluttuun liikesuuntaan 12, jolloin sig-30 naalin 14 lähetyssuunta 33 myös kääntyy vastaavasti. Sig-naalivastaanottimia 18 on neljä, 18A, 18B, 18C ja 18D ja ne on asetettu nelikulmion muotoiseen asemaan. Ne voisivat olla asetetut muuhunkin asemaan, mutta käytännössä kuitenkin on edullista käyttää neljää tunnistinta nelikulmion 35 muotoisessa asemassa, koska signaalin laskennallinen tul- 96502 4 kinta on helpompaa suorakulmaisessa koordinaatistossa, tulkintalaitteet ovat yksinkertaisempia ja neljän vastaanotetun signaalin avulla voidaan myös toteuttaa lisävarmistus tarkkailemaan vastaanottimien kuntoa ja lasersignaalin 5 optisia siirto-olosuhteita. Signaalivastaanottimet on sijoitettu painikeohjaimen liitäntäkoteloon, jolla on oma ajokisko, jonka varassa painikeohjainta 10 liitäntäkote-loineen voidaan siirtää nosturin alla haluttuun paikkaan vaunun liikkeen 7 suunnassa. Keksinnön toimimisen kannalta 10 painikeohjaimen ei tarvitse kuitenkaan olla mekaanisesti nosturiin liitetty, vaan painikeohjain laserlähettimineen voi olla esimerkiksi kannettava nosturin ohjain. Samoin signaalivastaanottimet voivat olla sijoitetut muuhun paikkaan nosturissa, esimerkiksi nostovaunuun. Keksinnön toi-15 mimisen kannalta ohjaimen ei myöskään tarvitse olla painikeohjain, vaan painikkeiden sijaan ohjain voi olla joy-stick-tyyppinen kannettava ohjain, jolloin haluttu liikesuunta määräytyy laitteen asennon sijaan suoraan joystick- tyyppisen ohjaimen ohjausvarren suunnan mukaan. Ta-20 vallisessa kannettavassa joy-stick-tyyppisessä ohjaimessa, kuten kannettavassa radio-ohjaimessa nosturin liikkeen suunnat määräytyvät joy-stick ohjaimen vipuvarren ja ohjaimen kotelon välisen kulman mukaan.

Nosturin kuorman 8 ajamiseksi kohteeseensa painike-25 ohjainta 10 käännetään pystyakselinsa suhteen osoittamaan haluttua kuorman liikesuuntaa 12, tässä kuviossa nosturin työskentelyalueella 31 olevaa kohdetta 22. Signaalilähet-timen 13 lähettämä lasersignaalin 14 lähetyssuunta 33, joka vastaa haluttua liikesuuntaa 12, kiertyy painikeoh-30 jaimen mukana ja nosturissa olevat neljä signaalivastaan-otinta 18A, 18B, 18C ja 18D vastaanottavat lähetyssuun- nassa 33 jaksollisesti lasersignaalin 14. Signaalivastaa-nottimien tunnistamien lasersignaalien havaintokohtien aikaerojen perusteella jaetaan ohjauskomento sillan ja 35 vaunun ajoliikkeiden suuntia vastaaviin komponentteihin, >1 «»-·- 44« I l » 5 96502 joilla ohjataan nosturin kuorma liikkumaan ohjaimen osoittamaan suuntaan kohti kohdetta 22.

Kuviossa 2a on esitetty nosturin ohjaimeen 10 liitetyn signaalilähettimen 13 osia ja toimintaperiaatetta.

5 Signaalilähettimenä voi edullisesti olla laserlähetin. Signaalilähde 23 muodostaa lasersignaalin 24, joka muutetaan signaalin muokkauselimillä, ensin optisessa konvertterissa 25 tasomaiseksi lasersignaaliksi 27 joka lasersig-naali 27 osuu peiliin 26, joka värähtelee edestakaisin 10 määrätyllä kulmavälillä 29 akselin 28 ympäri ja peililtä 26 heijastunut tasomainen lasersignaali 14 värähtelee kulman 15 välillä lähettäen signaalivastaanottimien 18A, 18B, 18C ja 18D suuntaan jaksollisesti halutussa ajosuunnassa liikkuvaa tasomaista lasersignaalia. Kun ohjaimella 10 15 (kuvio 1) osoitetaan nosturin kuorman 8 haluttua kohdetta 22, niin silloin määräytyy myös tasomaisen lasersignaalin 14 ja nosturissa olevien signaalivastaanottimien 18 välinen kulma 30. Kulman suuruus määrää sen, missä aikajärjestyksessä signaali 14 osuu mihinkin vastaanottimista 20 18A...18D ensiksi. Nosturin ohjauslaitteissa 32 näistä signaalien saapumisajoista tulkitaan sillan ja vaunun liikkeiden tarvitsemat suunta- ja nopeustiedot.

Sovelluksissa, joissa haluttu liikesuunta 12 osoitetaan joystick-tyyppisen ohjaimen (ohjaimen varren) asen-25 nolla koko ohjauslaitteen 10 akselia 28 ja siihen liittyviä laitteita, signaalilähdettä 23, lasersignaalia 24 ja signaalilähdettä 23 käännetään ohjauslaitteen 10 runko-osan asennosta riippumatta.

Lasersignaali 14 voi sisältää myös nosturin kuorman 30 nopeuden ohjearvon. Tämä järjestetään siten, että ohjaimessa 10 tuotetun nopeuden ohjearvon avulla koodataan lasersäteen toistotaajuutta, joka ilmaistaan signaalivas-taanottimilla ja tulkitaan nosturissa nopeuden ohjearvoksi sinänsä tunnetuilla tavoilla.

96502 6

Tasomaisen toistuvan signaalin 14 liikkeen aikaansaamiseksi voidaan käyttää tietysti muitakin tekniikoita kuin edellä on esitetty. Koko signaalilähetintä 13 voidaan liikutella tietyn akselin ympäri. Konvertteri 25 tai sig-5 naalilähde 23 ja lasersignaali 24 voivat myös värähdellä jaksollisen signaalin muodostamiseksi. Eräänä menetelmän sovelluksena voidaan käyttää pyörivää peiliä 26, jolloin liikkuvaa tasomaista signaalia voidaan käyttää myös eteen-taakse-informaation välittämiseen ohjaimesta nosturille.

10 Lasersignaalin ei tarvitse välttämättä olla tasomainen, vaan myös muun muotoiset verhomaiset signaalit ovat mahdollisia. Tasomaisen signaalin tulkinta on usein kuitenkin helpointa. Keksinnön johtava ajatus on siis se, että sig-naalilähettimestä lähetetään vähintään yhtä toistuvasti 15 liikkuvaa, verhomaista signaalia nosturiin ja lähetettävän verhomaisen signaalin liikkeen suuntaa vaihdellaan nosturin ohjaamiseksi, sekä, että nosturin haluttu liikesuunta tulkitaan nosturissa signaalivastaanottimien vastaanotto-havaintojen aikaerojen perusteella.

20 Kuvio 2b esittää signaalien esiintymistä kiertyvän nosturin kuorman liikkuessa pitkin suoraviivaista liikerataa 52.

Kuvio 2c esittää signaalien esiintymistä siltanosturin kuorman kulkiessa pitkin murtoviivamaista liikera-25 taa. Kuvioissa on käytetty samoja laitteiden numeroita, kuin kuviossa 1, mutta signaalivastaanottimet 18 on selvyyden vuoksi merkitty vain kirjaintunnuksin A...D.

Kuvio 3 esittää nosturin ajoliikkeiden suuntien muodostamista signaalipulssien aikatekijöistä. Piikkimäi-30 nen figuuri 32 kuvaa signaalivastaanottimien 18A...18D muodostamia jaksollisia pulsseja. Vaaka-akselilla on aika t. Signaalivastaanottimien 18A..18D asemat muodostavat nelikulmion, joten sillan suunnan ohjearvo vastaa aikaväliä tl8C - tl8D, joka aika tietenkin on yhtäsuuri kuin 35 aikaväli tl8B - tl8A. Vastaavasti vaunun suunnan ohjearvo ! «et «Iti 111« - 7 96502 vastaa aikaväliä tl8A - tl8D, joka taas on yhtäsuuri kuin aikaväli tl8B - tl8C. Kahdesti esiintyviä aikavälejä voidaan käyttää informaation varmentamiseen ja vikatilanteiden havainnointiin.

5 Kuvio 4 esittää erästä signaalien käsittelyn yksin kertaistettua kytkentää nosturin liikkeiden suuntien ja nopeuksien määrittelemiseksi, kun käytetään tasomaista signaalia, jonka liikenopeus on vakio. Sillan ajoliikkeen suunta ja suhteellinen nopeus on määritelty laitteessa 39, 10 joka määrittelee signaalivastaanottimen 18A ja 18B tunnistamien pulssien tulojärjestyksen ja pulssien välisen ajan. Signaalivastaanottimien 18A ja 18B pulssit on johdettu pulssien tulojärjestyksen tunnistimen 41 ja pulssien aikaeron ilmaisimen 42 kautta ohjaamaan laskinta 43. Laskennan 15 perustaajuus tulee laskuriin oskillaattorista 44 JA-elimen 50 ohjaamana. Laskimesta on signaali johdettu pitopiiriin (HOLD) 45, jota ohjataan SET-signaalilla. RESETX- ja SETX-piirit on muodostettu signaalivastaanottimien pulsseista 18AP, 18BP, 18CP ja 18DP, jotka on kytketty pulssintunnis-20 tuksen 34 kautta aikaelimeen 35 ja 36. Aikaelimen 35 laskurille 43 antama RESET signaali vastaa signaalilähettimen 13 lähettämän (laser)signaalin 14 toistoaikaa. Aikaelimen 36 pitopiirille 45 (HOLD) antama signaali SET siirtää laskimen senhetkisen arvon D/A-muuntimelle 46 ja sieltä ulos 25 suunta- ja nopeussignaaalina D/A-muuntimelle 46 ja sieltä ulos suunta- ja nopeussignaalina 47 sillan ajokoneiston sähköistykseen. Oskillaattorin 44 taajuus on siten asetettu, että käytettävällä signaalin 14 liikenopeudella laskuri 43 ja vastaavasti lähtösignaali 47 saavuttavat maksi-30 miarvonsa kun lähetyssuunta 33 on sellainen, että tulo-pulssien 18A-18D ja 18B-18C välinen aikaero on suurimmil-. laan.

Vastaavasti vaunun ajoliikkeen suunta- ja nopeus-signaali 48 määräytyy laitteessa 40, johon signaalivas-35 taanottimien 18B ja 18C signaalit on kytketty. Silloin, 96502 8 kun vaakasuuntaisten ajoliikkeiden maksiminopeudet ovat eri suuret, lähtösignaalia 47 voidaan muokata muokkauseli-mellä 49 signaaliksi 51 siten, että liikkeen maksiminopeus rajoitetaan samaksi kuin mikä on toisen vaakasuuntaisen 5 liikkeen nopeus, kun tämä on saavuttanut maksimiarvonsa.

Kiertonostureissa laitteella 49 voidaan lisäksi asettaa kiertoliikkeen maksiminopeus riippuvaksi nostoeli-men etäisyyteen kiertoliikkeen keskiöstä. Signaalivastaan-ottimen 18D signaalien kytkentää ei ole esitetty, mutta 10 niiden kytkentä olisi samanmuotoinen kuin kytkentä laitteissa 39 ja 40. Signaalivastaanottimen 18D vastaava laite toimisi varmistus- ja vertailulaitteena laitteille 39 ja 40.

Keksintöä on edellä esitetty erään sovelluksen va-15 lossa. Esitys ei kuitenkaan ole rajoittava, vaan keksinnön suojapiiri voi vaihdella seuraavien patenttivaatimusten mukaan.

Il »»-f l^lli I M M

Claims (10)

9 96502

1. Menetelmä nosturin (1) kuorman (8) ohjaamiseksi haluttuun kohteeseen tai kuorman haluttuun etenemissuun-5 taan käyttäen nosturin koneistojen (4, 20) liikkeiden (3, 7. ohjaukseen nosturin ulkopuolella olevaa nosturiin signaalia lähettävää signaalilähetintä ja nosturissa olevaa signaalivastaanotinta, tunnettu siitä, että sig-naalilähettimestä (13) lähetetään nosturin (1) signaali- 10 vastaanottimeen (18A, 18B, 18C, 18D) vähintään yhtä lähe-tyssuunnaltaan vaihtelevaa signaalia (14), jonka lähetys-suunnan (33) perusteella ohjataan nosturin kuorma (8) kohteeseensa (22) tai haluttuun kuorman (8) liikesuuntaan (12).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että signaali (14) on muodoltaan tasomainen tai verhomainen.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että signaalin (14) lähetyssuunta 20 (33) vaihtelee jaksollisesti tai toistuvasti kahden raja- arvon välillä.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nosturin (1) koneistojen (4, 20) liikkeiden (3, 7) suunnat ja nopeussuhteet 25 määritellään signaalivastaanottimiin (18A, 18B, 18C, 18D) saapuvien signaalien (32) saapumisaikojen (tl8A, tl8B, tl8C, tl8D) perusteella.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että signaalilähetin (13) 30 sijoitetaan kiinteästi tai nivelöidysti nosturin ohjaimeen (10) ja että signaalin (14) lähetyssuuntaa (33) käännetään joko osoittamalla ohjaimella (10) haluttua nosturin (1) kuorman (8) kohdetta (22) tai kääntämällä nivelöidysti sijoitettua signaalilähetintä (13) ohjaimen (10) suhteen 35 osoittamaan haluttua kuorman (8) kohdetta (22) tai haluttua etenemissuuntaa. 96502 10

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että signaalin (14) tois-totaajuutta käytetään kuorman halutun nopeuden ohjearvon välittämiseen nosturin liikkeille.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 2-6 mukainen mene telmä, tunnettu siitä, että verhomaisen tai tasomaisen signaalin (14) lähetyssuuntaa (33) käytetään eteen-taakse-informaation välittämiseen nosturin liikkeille.

8. Laite nosturin (1) kuorman (8) ohjaamiseksi ha luttuun kohteeseen tai kuorman haluttuun liikesuuntaan (12) käyttäen nosturin koneistojen (4, 20) liikkeiden (3, 7. ohjaukseen nosturin ulkopuolella olevaa nosturiin signaalia lähettävää liikuteltavaa nosturin ohjaimeen (10) 15 sijoitettua signaalilähetintä ja nosturissa olevaa signaali vastaanotinta, tunnettu siitä, että signaalilä-hetin (13) lähettää nosturin (1) signaalivastaanottimeen (18A, 18B, 18C, 18D) vähintään yhtä signaalia (14), jonka lähetyssuunnan (33) perusteella ohjataan nosturin kuorma 20 (8) kohteeseensa (22) tai haluttuun kuorman (8) liikesuun taan (12).

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että liikuteltavaan nosturin ohjaimeen (10) on sijoitettu joy-stick-tyyppiset ohjaimet, signaali-25 lähde (23), joka lähettää lasersignaalia (24) ja lasersig-naalin muokkauselimet (25, 26), ja että nosturiin lähetettävän signaalin (14) lähetyssuunta (33) riippuu signaali-lähteen (23), lasersignaalin (24) ja muokkauselinten (25, 26. vaakasuuntaisesta asennosta ja vastaa joy-stick-tyyp-30 pisen ohjaimen varren asentoa ohjaimen (10) rungon asennosta riippumatta.

• 10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tun nettu siitä, että ohjain (10) on varustettu siihen kiinteästi tai nivelöidysti kiinnitetyllä signaalilähetti-35 mellä (13), joka lähettää nosturissa (1) olevaan signaali- 11 96502 vastaanottimeen (18A, 18B, 18C, 18D) signaalin (14), kuten verhomaisen lasersignaalin, jonka suunta (33) vastaa nos-. turin haluttua liikesuuntaa (12) ja jonka signaalin (14) liike on jaksollisesti toistuvaa ja että nosturin (1) ko-5 neistojen (4, 20) liikkeiden (3, 7) tarvittavat suuntatie-dot ja nopeussuhteet on määritelty signaalivastaanottimiin (18A, 18B, 18C, 18D) saapuvien signaalien saapumisaikojen (tl8A, tl8B, tl8C, tl8D) perusteella. 96502 12