RU2326806C1 - Load-lifting crane safety device with graphic display (versions) - Google Patents
Load-lifting crane safety device with graphic display (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2326806C1 RU2326806C1 RU2006130924/11A RU2006130924A RU2326806C1 RU 2326806 C1 RU2326806 C1 RU 2326806C1 RU 2006130924/11 A RU2006130924/11 A RU 2006130924/11A RU 2006130924 A RU2006130924 A RU 2006130924A RU 2326806 C1 RU2326806 C1 RU 2326806C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crane
- processor
- working area
- signals
- graphic display
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- B66C23/88—Safety gear
- B66C23/94—Safety gear for limiting slewing movements
-
- 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
- B66C23/88—Safety gear
- B66C23/90—Devices for indicating or limiting lifting moment
- B66C23/905—Devices for indicating or limiting lifting moment electrical
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
- Jib Cranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к системам защиты грузоподъемных кранов, обладающих возможностью предоставлять крановщику информацию о безопасных режимах работы крана.The invention relates to protection systems for hoisting cranes with the ability to provide the crane operator with information about safe operating modes of the crane.
Известно устройство безопасности грузоподъемного крана, содержащее цифровой вычислительный блок и подключенные к нему датчики рабочих параметров крана, запоминающий блок, исполнительный блок и блок визуальной индикации, выполненный в виде жидкокристаллического семисегментного индикатора-дисплея, в частности типа ИЖЦ21-4/7 [1].A safety device for a crane is known, comprising a digital computing unit and connected sensors for operating parameters of the crane, a storage unit, an executive unit and a visual indication unit made in the form of a seven-segment liquid crystal display indicator, in particular, type IZhTS21-4 / 7 [1].
Его недостатком является низкая информативность отображения информации о работе крана, вызванная ограниченными возможностями семисегментного индикатора-дисплея, не позволяющего отображать графическую и текстовую информацию (за исключением небольшого количества букв, которые могут быть синтезированы с помощью 7-сегментного индикатора).Its disadvantage is the low information content of displaying information about the operation of the crane, caused by the limited capabilities of the seven-segment display indicator, which does not allow displaying graphic and text information (with the exception of a small number of letters that can be synthesized using a 7-segment indicator).
Наиболее близким к предложенному является устройство защиты грузоподъемного крана, содержащее датчики, размещенные на кране и предназначенные для формирования сигналов, характеризующих его нагрузку и пространственное положение стрелового оборудования, клавиатуру, выходное устройство, жидкокристаллический графический дисплей с блоком памяти графической информации и процессор, связанный с упомянутыми датчиками, клавиатурой, графическим дисплеем и с выходным устройством, соединенным с исполнительными устройствами крана. Процессор выполнен с возможностью формирования и периодического обновления графической информации об условном изображении крана в блоке памяти в зависимости от выходных сигналов датчиков, с возможностью определения по командам, поступающим с клавиатуры, и записи в блок памяти информации о рабочей зоне крана, а также воспроизведения на экране графического дисплея неподвижного изображения этой зоны одновременно с условным изображением крана в динамике [2].Closest to the proposed device is a crane protection device containing sensors located on the crane and designed to generate signals characterizing its load and the spatial position of the boom equipment, a keyboard, an output device, a liquid crystal graphic display with a graphic information memory unit, and a processor associated with the aforementioned sensors, keyboard, graphic display and with an output device connected to the actuators of the crane. The processor is configured to generate and periodically update graphical information about the conditional image of the crane in the memory unit depending on the output signals of the sensors, with the ability to determine by the commands from the keyboard and write to the memory unit information about the working area of the crane, as well as playback on the screen graphic display of a still image of this zone simultaneously with the conditional image of the crane in dynamics [2].
В этом устройстве на графическом дисплее обеспечивается одновременное отображение движений крана и введенной крановщиком разрешенной зоны его работы, что обеспечивает повышение удобства работы крановщика.In this device, a graphic display provides the simultaneous display of the movements of the crane and the permitted zone of its operation introduced by the crane operator, which improves the convenience of the crane operator.
Однако параметры рабочей зоны вводятся лишь крановщиком, а ее изображение на экране дисплея в динамических режимах работы крана остается неподвижным. Это не позволяет учесть иные (кроме введенных крановщиком) ограничения рабочей зоны, вызывает необходимость частого переключения режимов отображения информации на дисплее в процессе подъема и перемещения груза краном. Такие переключения отвлекают крановщика от контроля работы крана и, соответственно, снижают безопасность его работы.However, the parameters of the working area are entered only by the crane operator, and its image on the display screen in the dynamic modes of operation of the crane remains stationary. This does not allow to take into account other (except for those introduced by the crane operator) restrictions of the working area, which necessitates frequent switching of the display modes of the information on the display during the lifting and moving of the load by the crane. Such switching distract the crane operator from monitoring the operation of the crane and, accordingly, reduce the safety of his work.
Техническими результатами, на достижение которых направлено изобретение, являются:The technical results to which the invention is directed are:
- повышение безопасности работы крана за счет реализации дополнительных функций ограничения движений крана и уменьшения отвлечения крановщика от процесса контроля и управления рабочими операциями крана;- improving the safety of the crane due to the implementation of additional functions to limit the movements of the crane and reduce the distraction of the crane operator from the process of monitoring and control of crane operations;
- повышение удобства работы крановщика на кране путем повышения информативности информации, отображаемой на дисплее, и упрощения ввода параметров рабочей зоны крана.- improving the convenience of the crane operator on the crane by increasing the information content of the information displayed on the display, and simplifying the input of the parameters of the working area of the crane.
Указанные технические результаты в устройстве защиты грузоподъемного крана, содержащем датчики, размещенные на кране и предназначенные для формирования сигналов, характеризующих нагрузку и/или пространственное положение его стрелы и/или грузозахватного органа, выходное устройство, графический дисплей с блоком памяти графической информации и процессор, связанный с упомянутыми датчиками, графическим дисплеем и с выходным устройством, выходы которого подключены к исполнительным устройствам грузоподъемного крана, причем процессор выполнен с возможностью формирования и периодического обновления графической информации об условном изображении крана в блоке памяти в зависимости от выходных сигналов датчиков, записи в блок памяти информации о рабочей зоне крана, и воспроизведения изображения этой зоны одновременно с условным изображением крана в динамике на экране графического дисплея, достигаются тем, что в зависимости от вариантов реализации устройства:The indicated technical results in a crane protection device containing sensors located on the crane and designed to generate signals characterizing the load and / or spatial position of its boom and / or load-gripping organ, an output device, a graphic display with a graphic information memory and a processor connected with the aforementioned sensors, a graphic display and with an output device, the outputs of which are connected to the actuators of the crane, and the processor configured to generate and periodically update graphical information about the conditional image of the crane in the memory unit depending on the output signals of the sensors, record information about the working area of the crane in the memory unit, and play back the image of this zone simultaneously with the conditional image of the crane in dynamics on the graphic display screen, are achieved in that, depending on the implementation options of the device:
- процессор выполнен с возможностью периодического определения подлежащей записи в блок памяти информации о рабочей зоне крана в динамике из условия предотвращения как перегрузки крана, так и его столкновений с препятствиями, в частности, в зависимости от выходных сигналов датчика длины стрелы и/или положения противовеса;- the processor is configured to periodically determine to be recorded in the memory unit information about the crane working area in dynamics from the condition of preventing both crane overload and its collisions with obstacles, in particular, depending on the output signals of the boom length sensor and / or counterweight position;
- процессор выполнен с возможностью определения информации о рабочей зоне крана с использованием сигналов, принятых от устройств позиционирования, расположенных вне грузоподъемного крана на подвижных или неподвижных объектах, или с использованием сигналов локатора обзора рабочей зоны крана;- the processor is configured to determine information about the working area of the crane using signals received from positioning devices located outside the crane on moving or stationary objects, or using the signals of the locator for viewing the working area of the crane;
- процессор выполнен с возможностью переключения в режим настройки по команде крановщика и определения в этом режиме информации о рабочей зоне крана, подлежащей записи в блок памяти, путем определения положений наиболее удаленной точки стрелы и/или грузозахватного органа крана с использованием выходных сигналов датчиков пространственного положения стрелы и/или грузозахватного органа крана или выходных сигналов приемника системы глобального спутникового позиционирования;- the processor is configured to switch to the setting mode at the command of the crane operator and to determine in this mode information about the crane working area to be recorded in the memory unit by determining the positions of the farthest boom point and / or crane body using the output signals of the boom position sensors and / or the crane body or the output signals of the receiver of the global satellite positioning system;
- графический дисплей снабжен сенсорным экраном, который выполнен с возможностью формирования сигналов при воздействии на него крановщика и соединен с процессором, который выполнен с возможностью формирования рабочей зоны грузоподъемного крана или установки режима его работы с использованием этих сигналов, включая, в частности, возможность установки режима работы стрелового оборудования и/или положения опор крана;- the graphic display is equipped with a touch screen that is configured to generate signals when a crane operator is exposed to it and connected to a processor that is configured to form a working area of a crane or set its operating mode using these signals, including, in particular, the ability to set a mode operation of the boom equipment and / or the position of the crane supports;
- дисплей и процессор выполнены с возможностью воспроизведения трехмерного условного изображения крана и/или его рабочей зоны.- the display and processor are configured to reproduce a three-dimensional conditional image of the crane and / or its working area.
Кроме того, для достижения указанных технических результатов, в любом варианте предложенного устройства возможны:In addition, to achieve the specified technical results, in any version of the proposed device, the following are possible:
- применение органов ручного ввода параметров рабочей зоны, соединенных с процессором, который выполнен с возможностью изменения рабочей зоны крана в зависимости от сигналов этих органов управления;- the use of bodies for manual input of the parameters of the working area connected to the processor, which is configured to change the working area of the crane depending on the signals of these controls;
- реализация процессора с возможностью определения рабочей зоны крана с использованием сигналов, принятых от устройств позиционирования, расположенных вне грузоподъемного крана на подвижных или неподвижных объектах, к которым относится, в частности, другой грузоподъемный кран, или транспортное средство, или неподвижное препятствие, или человек. В качестве устройства позиционирования может быть использован приемник системы глобального спутникового позиционирования, а передача информации от этого устройства в процессор может осуществляться с использованием проводного или беспроводного интерфейса, например, радиоканала, для чего устройство позиционирования и процессор оснащены соответственно передатчиком и приемником информации о пространственном положении объекта.- the implementation of the processor with the ability to determine the working area of the crane using signals received from positioning devices located outside the crane on moving or stationary objects, which include, in particular, another crane, or a vehicle, or a fixed obstacle, or a person. A receiver of the global satellite positioning system can be used as a positioning device, and information can be transmitted from this device to the processor using a wired or wireless interface, for example, a radio channel, for which the positioning device and processor are equipped with a transmitter and receiver of information about the spatial position of the object, respectively .
Благодаря указанным отличительным признакам, обеспечивается двухмерное или трехмерное отображение зоны допустимых положений стрелового оборудования крана с учетом как реализации координатной защиты крана, так и ограничения его максимальной нагрузки. Реализуется автоматическое изменение этой зоны при изменении параметров стрелового оборудования крана, в частности, длины его стрелы, а также при изменении окружающей обстановки. Обеспечивается автоматический ввод параметров рабочей зоны крана, отображаемой на дисплее, путем контроля перемещений стрелового оборудования крана, или путем воздействия крановщика на сенсорный дисплей, или на основании данных, полученных от локатора обзора рабочей зоны краны, или передаваемых с внешних объектов. К этим объектам относятся, в частности, другие краны, транспортные средства и люди, находящиеся в рабочей зоне крана и снабженные соответствующими устройствами позиционирования и передачи данных.Due to these distinctive features, a two-dimensional or three-dimensional display of the zone of permissible positions of the crane boom equipment is provided, taking into account both the implementation of the coordinate protection of the crane and the limitation of its maximum load. This zone is automatically changed when the parameters of the crane's boom equipment are changed, in particular, the length of its boom, as well as when the environment changes. It provides automatic input of the crane working area parameters displayed on the screen by controlling the movements of the crane's boom equipment, or by the crane operator acting on the touch screen, or based on data received from cranes for viewing the working area of the crane, or transmitted from external objects. These objects include, in particular, other cranes, vehicles and people located in the working area of the crane and equipped with appropriate positioning and data transmission devices.
Эти отличительные признаки обеспечивают повышение безопасности работы крана и повышение удобства работы крановщика и, соответственно, находятся в прямой причинно-следственной связи с достижением этих технических результатов.These distinctive features provide increased safety of the crane and increase the convenience of the crane operator and, therefore, are in direct causal connection with the achievement of these technical results.
На фиг.1 в качестве примера приведена функциональная схема устройства защиты грузоподъемного крана с графическим дисплеем, на фиг.2 - пример воспроизведения информации о режимах работы и рабочей зоне крана на экране этого дисплея.In Fig. 1, an example is a functional diagram of a crane protection device with a graphic display; Fig. 2 is an example of reproducing information about operating modes and a crane working area on a screen of this display.
Устройство защиты грузоподъемного крана (фиг.1) содержит процессор 1, реализованный на основе микроконтроллера и подключенных к нему интерфейсных устройств, обеспечивающих согласование входов/выходов микроконтроллера с внешними линиями связи. К процессору подключены датчики рабочих параметров крана 2, размещенные на кране и предназначенные для формирования сигналов, характеризующих нагрузку и/или пространственное положение его стрелы и/или грузозахватного органа. К ним относятся, в частности, тензометрический датчик силы, установленный в канате стрелового или в грузового полиспаста, или тензометрические датчики давления, установленные в гидроцилиндре подъема стрелы, датчик угла наклона стрелы (микромеханический акселерометр/инклинометр), датчик угла азимута, датчик длины стрелы, выполненный в виде кабельного барабана с редуктором, концевые выключатели предельного подъема грузозахватного органа, положений органов управления гидравлической системы крана, положений опор и противовеса крана, датчик приближения к линии электропередачи и т.д. Конкретный состав датчиков 2 определяется в зависимости от установленных требований к устройству защиты и конструктивных особенностей грузоподъемного крана.The protection device of the crane (Fig. 1) contains a processor 1, implemented on the basis of the microcontroller and connected to it interface devices that ensure the coordination of the inputs / outputs of the microcontroller with external communication lines. The processor is connected to the sensors of the operating parameters of the crane 2, located on the crane and designed to generate signals characterizing the load and / or spatial position of its boom and / or load-gripping body. These include, in particular, a strain gauge force sensor installed in the boom rope or in the chain hoist, or strain gauge pressure sensors installed in the boom lift cylinder, boom angle sensor (micromechanical accelerometer / inclinometer), azimuth angle sensor, boom length sensor, made in the form of a cable drum with a reducer, limit switches for lifting the load-gripping body, the positions of the controls of the hydraulic system of the crane, the positions of the supports and counterweight of the crane, dates IR proximity to power lines, etc. The specific composition of the sensors 2 is determined depending on the established requirements for the protection device and the design features of the crane.
Датчики 2 могут иметь как аналоговые, в частности, токовые, так и цифровые выходы (в любой комбинации). В первом случае подключение датчиков 2 к процессору 1 осуществляется по отдельным проводам, а процессор 1 (его микроконтроллер или какая-либо интерфейсная схема) содержит АЦП, в общем случае многоканальный. Если датчики 2 выполнены с цифровыми выходами - с мультиплексным каналом обмена данными, то каждый датчик 2 содержит последовательно соединенный первичный преобразователь, АЦП, микроконтроллер (или микроконтроллер со встроенным АЦП) и контроллер, трансивер или драйвер мультиплексного канала обмена данными последовательного интерфейса LIN (Local Interconnect Network), J1850 (SAE), CAN (Controller Area Network), RS-485, USB и т.п. Аналогичный контроллер, трансивер или драйвер мультиплексного канала имеет и процессор 1. В этом случае датчики 2 подключаются параллельно к мультиплексному каналу обмена данными. К этому же каналу может быть подключено и выходное устройство 3, если передача в него сигналов управления исполнительными устройствами крана 4 также реализована по мультиплексному каналу.Sensors 2 can have both analog, in particular, current, and digital outputs (in any combination). In the first case, the sensors 2 are connected to the processor 1 via separate wires, and the processor 1 (its microcontroller or some interface circuit) contains an ADC, in the general case multi-channel. If the sensors 2 are made with digital outputs - with a multiplex data exchange channel, then each sensor 2 contains a series-connected primary converter, an ADC, a microcontroller (or a microcontroller with a built-in ADC) and a controller, transceiver, or a driver of a multiplex data link LIN serial interface (Local Interconnect Network), J1850 (SAE), CAN (Controller Area Network), RS-485, USB, etc. A similar controller, transceiver, or multiplex channel driver has a processor 1. In this case, the sensors 2 are connected in parallel to the multiplex communication channel. An output device 3 can also be connected to the same channel if the transmission of control signals to the actuating devices of the crane 4 is also realized via a multiplex channel.
Возможна также беспроводная передача данных от датчиков 2 в процессор 1 по радиоканалу какого-либо типа.It is also possible to wirelessly transmit data from sensors 2 to processor 1 via a radio channel of some type.
К процессору 1 дополнительно подключены органы управления 5, выполненные, например, в виде кнопок или переключателей, и графический матричный дисплей 6, преимущественно жидкокристаллический, с блоком памяти графической информации 7, отображаемой на дисплее. Дисплей 6 может иметь сенсорный экран, выходы которого непосредственно или через дополнительный контроллер сенсорного экрана соединены с входами процессора 1.Controls 5 are additionally connected to the processor 1, made, for example, in the form of buttons or switches, and a graphic matrix display 6, mainly liquid crystal, with a memory unit for graphic information 7 displayed on the display. The display 6 may have a touch screen, the outputs of which directly or through an additional touch screen controller are connected to the inputs of the processor 1.
Устройство защиты может дополнительно содержать соединенные с процессором 1: устройство приема/передачи данных от какого-либо внешнего объекта (например, приемопередатчик радиоканала связи), устройство определения местоположения крана или его стрелы (например, приемник системы глобального спутникового позиционирования GPS), дополнительный блок памяти регистратора параметров, радиолокационное или ультразвуковое устройство обзора рабочей зоны крана, часы реального времени, дополнительные устройства звуковой и световой сигнализации и т.п. (на фиг.1 условно не показаны).The protection device may further comprise connected to the processor 1: a device for receiving / transmitting data from any external object (for example, a transceiver of a radio communication channel), a device for determining the location of a crane or its boom (for example, a receiver of a global GPS satellite positioning system), an additional memory unit a parameter recorder, a radar or ultrasonic device for surveying the crane working area, a real-time clock, additional devices for sound and light signaling, and n. (Fig.1 conditionally not shown).
Выходное устройство 3 выполнено в виде набора силовых электронных ключей или электромагнитных реле с соответствующими драйверами. Это устройство 3 может быть также выполнено на основе микроконтроллера и подключенных к нему силовых электронных ключей или электромагнитных реле. В зависимости от варианта исполнения выходное устройство 3 своими входами или двунаправленными входами/выходами, подключено к процессору 1, соответственно, при помощи отдельных линий связи или мультиплексного канала обмена данными.The output device 3 is made in the form of a set of power electronic keys or electromagnetic relays with the corresponding drivers. This device 3 can also be made on the basis of a microcontroller and power electronic keys or electromagnetic relays connected to it. Depending on the embodiment, the output device 3, with its inputs or bidirectional inputs / outputs, is connected to the processor 1, respectively, using separate communication lines or a multiplex communication channel.
Выход (выходы) исполнительного устройства 3 подключен (подключены) к одному или к нескольким исполнительным устройствам 4 грузоподъемного крана, выполненным, например, в виде электрогидравлических клапанов или контакторов (пускателей), осуществляющих блокирование опасных перемещений механизмов крана.The output (s) of the actuator 3 is connected (connected) to one or several actuators 4 of the crane, made, for example, in the form of electro-hydraulic valves or contactors (starters) that block dangerous movements of the crane mechanisms.
Процессор 1, выходное устройство 3, органы управления 5, дисплей 6 с блоком памяти 7 и другие функциональные блоки (при их наличии) могут быть выполнены в виде единого электронного блока - блока индикации, блока обработки данных, центрального контролера системы безопасности и т.п. Возможна также многоблочная реализация устройства защиты, при которой, кроме датчиков 2, присутствует два и более электронных блока. Например, выходное устройство 3 может быть вынесено в отдельный блок (выходной блок, блок расширения, исполнительный контроллер системы безопасности и т.п.). При этом часть датчиков, например концевые выключатели, могут быть подключены к этому отдельному блоку.The processor 1, the output device 3, the controls 5, the display 6 with a memory unit 7 and other functional units (if any) can be made in the form of a single electronic unit - an indication unit, a data processing unit, a central security system controller, etc. . A multi-block implementation of a protection device is also possible, in which, in addition to sensors 2, two or more electronic units are present. For example, the output device 3 can be placed in a separate unit (output unit, expansion unit, executive controller of the security system, etc.). In this case, part of the sensors, for example limit switches, can be connected to this separate unit.
Перед началом работы грузоподъемного крана устройство защиты (автоматически при первоначальном включении напряжения питания или помощи органов управления 5) переводится в режим настройки рабочего состояния крана. В этом режиме крановщиком при помощи органов управления 5 задаются и вводятся в микроконтроллер процессора 1 данные о режиме и параметрах работы крана и, соответственно, устройства защиты - тип использующегося стрелового оборудования (наличие и угол наклона гуська, кратность запасовки грузового полиспаста и т.п.), положение опор и т.д., если это необходимо для данной конструкции грузоподъемного крана. При вводе этих данных микроконтроллер процессора 1 формирует условные графические изображения элементов конструкции крана и записывает их блок памяти 7. Далее эти изображения отображаются на дисплее 6, позволяя крановщику контролировать правильность ввода данных (параметров).Before starting the operation of the crane, the protection device (automatically when the power supply is turned on for the first time or using the controls 5) is switched to the setting mode of the crane operating state. In this mode, the crane operator, using the controls 5, sets and enters into the microcontroller of processor 1 data on the operation mode and parameters of the crane and, accordingly, the protection device — the type of jib equipment used (the presence and angle of the jib, the multiplicity of the cargo block tackle, etc. ), the position of the supports, etc., if necessary for this design of the crane. When entering this data, the microcontroller of the processor 1 generates conditional graphic images of the crane structural elements and records their memory unit 7. Further, these images are displayed on display 6, allowing the crane operator to control the correct input of data (parameters).
Дополнительно крановщик при помощи органов управления 5 вводит в микроконтроллер процессора 1 параметры координатной защиты крана - ограничения зоны работы крана. Этими ограничениями могут быть, в частности, ограничения максимального значения вылета грузозахватного органа, высоты подъема стрелы, предельные углы поворота крановой установки влево и/или вправо и т.д. Ввод осуществляется, в частности, путем набора на клавиатуре 5 численных значений параметров пространственного положения стрелы или грузозахватного органа. Полученные данные также сохраняются в памяти микроконтроллера процессора 1 или в дополнительном блоке энергонезависимой памяти. Далее микроконтроллером процессора 1 по заранее установленному алгоритму на основании введенных параметров формируется зона работа крана в виде замкнутого пространства допустимых положений стрелового оборудования крана и записывается в блок памяти графической информации 7. Сформированная рабочая зона 8 (фиг.2, незаштрихованная зона) отображается на графическом дисплее 6.In addition, the crane operator, using the controls 5, enters the crane coordinate protection parameters into the microcontroller of processor 1 — the crane operation zone limits. These restrictions may include, in particular, restrictions on the maximum departure value of the load-gripping body, the height of the boom, the maximum angles of rotation of the crane to the left and / or right, etc. The input is carried out, in particular, by typing on the keyboard 5 numerical values of the parameters of the spatial position of the boom or load-gripping body. The obtained data is also stored in the memory of the microcontroller of processor 1 or in an additional block of non-volatile memory. Next, the microcontroller of the processor 1 according to a predetermined algorithm on the basis of the entered parameters forms the zone of the crane in the form of a closed space of the permissible positions of the crane boom equipment and writes it to the graphic information memory 7. The generated working area 8 (Fig. 2, the open area) is displayed on the graphic display 6.
В качестве примера на фиг.2 показаны введенные ограничения «поворот влево» 9, «поворот вправо» 10, «стена» 11 и «потолок» (максимальная высота Нмах) 12 на линейном индикаторе высоты подъема стрелы 13. Стрела крана показана отрезком прямой 14, конечная точка (крест) которой показывает реальное положение грузозахватного органа на изображении рабочей зоны крана в плане. На этом же чертеже показано положение опор крана 15.As an example, figure 2 shows the introduced restrictions "turn left" 9, "turn right" 10, "wall" 11 and "ceiling" (maximum height N max ) 12 on the linear indicator of the height of the
Другой способ ввода в устройство параметров координатной защиты (информации о рабочей зоне) заключается в переключении устройства в режим настройки координатной защиты по команде крановщика (при помощи одного из органов управления 5), перемещений стрелы и/или грузозахватного органа крана с охватом рабочей зоны крана, определения во время этих перемещений координат (положений) наиболее удаленной точки стрелы и/или грузозахватного органа крана путем соответствующей обработки выходных сигналов датчиков 2 или выходных сигналов расположенного на стреле приемника системы глобального спутникового позиционирования, их запоминания и последующего использования в качестве граничных значений рабочей зоны крана. В этом случае после выхода из режима настройки координатной защиты (по команде крановщика), микроконтроллер процессора 1 анализирует запомненную траекторию перемещения удаленной точки стрелы и/или грузозахватного органа крана и, на основании этого анализа, формирует рабочую зону крана и записывает соответствующую информацию в блок памяти 7 для последующего отображения на дисплее 6.Another way to enter the coordinate protection parameters (information about the working area) into the device is to switch the device to the coordinate protection settings mode at the command of the crane operator (using one of the controls 5), to move the boom and / or the load-gripping organ of the crane with the coverage of the crane working area, determining during these movements the coordinates (positions) of the farthest point of the boom and / or load-gripping organ of the crane by appropriate processing of the output signals of the sensors 2 or the output signals th on the boom global positioning satellite receiver system, stored, and later as the boundary of the working area of the crane values. In this case, after exiting the coordinate protection setting mode (at the command of the crane operator), the microcontroller of the processor 1 analyzes the stored trajectory of the remote point of the boom and / or load-gripping organ of the crane and, based on this analysis, forms the working area of the crane and writes the corresponding information to the memory block 7 for subsequent display on the display 6.
При вводе параметров координатной защиты, движение стрелового оборудования может быть заменено механическим воздействием крановщика на дисплей. В этом случае дисплей 6 снабжается сенсорным экраном, который передает в микроконтроллер процессора 1 координаты тех точек сенсорного экрана (дисплея), на которые воздействует крановщик. Эти координаты с определенным масштабом соответствуют координатам рабочей зоны крана.When entering the coordinate protection parameters, the movement of the boom equipment can be replaced by the mechanical action of the crane operator on the display. In this case, the display 6 is equipped with a touch screen, which transmits to the microcontroller of the processor 1 the coordinates of those points of the touch screen (display) that are affected by the crane operator. These coordinates with a certain scale correspond to the coordinates of the working area of the crane.
Для удобства ввода параметров координатной защиты подобным образом, координаты точек сенсорного экрана, на которые воздействует крановщик, могут отображаться в цифровой форме на свободном поле дисплея, например, в виде значений вылета и угла азимута. Этим же способом можно осуществить настройку рабочего состояния крана - ввод параметров стрелового оборудования, положения опор крана и т.д.For the convenience of entering the coordinate protection parameters in a similar way, the coordinates of the points on the touch screen that the crane operator acts on can be displayed digitally on a free display field, for example, in the form of offset values and azimuth angle. In the same way, you can configure the operating status of the crane - enter the parameters of the boom equipment, the position of the crane supports, etc.
Подобный способ ввода параметров удобен для крановщика - он поддерживает его естественное стремление изменить какую-либо настройку устройства путем прикосновения к изображению соответствующего условного изображения какого-либо узла или механизма крана или к изображению границы зоны его работы.Such a method of entering parameters is convenient for the crane operator - he supports his natural desire to change any device setting by touching the image of the corresponding conditional image of any node or mechanism of the crane or the image of the border of his working area.
При использовании любого способа ввода параметров координатной защиты, эти параметры могут быть дополнительно скорректированы крановщиком по командам с органов управления 5. Причем, если одновременно используется несколько различных способов ввода параметров координатной защиты и они приводят к получению различных параметров границ рабочей зоны, микроконтроллер процессора 1 формирует наименьшую зону работы крана. Далее крановщик, при необходимости, проводит ее корректировку при помощи органов управления 5.When using any method for entering coordinate protection parameters, these parameters can be further adjusted by the crane operator using commands from control bodies 5. Moreover, if several different methods for entering coordinate protection parameters are used at the same time and they lead to various parameters of the working area boundaries, the microcontroller of processor 1 generates smallest working area of the crane. Next, the crane operator, if necessary, carries out its adjustment using the controls 5.
При работе крана процессор 1, работая по программе, предварительно записанной в памяти его микроконтроллера или в дополнительном блоке энергонезависимой памяти, по отдельным линиям связи или по мультиплексному каналу обмена данными получает от датчиков 2 текущие значения рабочих параметров крана. На основании этих данных, в соответствии с заранее записанным его памяти порядком (алгоритмом) обработки этих параметров, микроконтроллер процессора 1 вычисляет текущую нагрузку грузоподъемного крана и положение его стрелового оборудования. Вычисления производятся, например, с использованием математической модели грузоподъемного крана.When the crane is operating, processor 1, working on a program previously recorded in the memory of its microcontroller or in an additional non-volatile memory unit, receives the current values of the operating parameters of the crane from sensors 2 via separate communication lines or via a multiplex data exchange channel. Based on this data, in accordance with the order (algorithm) of processing these parameters recorded in its memory, the microcontroller of processor 1 calculates the current load of the crane and the position of its boom equipment. Calculations are made, for example, using a mathematical model of a crane.
Допустимые режимы нагружения в виде грузовых характеристик крана хранятся в памяти микроконтроллера процессора 1 или в дополнительном блоке энергонезависимой памяти.Permissible loading modes in the form of crane loading characteristics are stored in the memory of the processor microcontroller 1 or in an additional non-volatile memory unit.
Микроконтроллер процессора 1 осуществляет сравнение фактического нагружения крана с предельно допустимым, а также сравнение фактического положения стрелового (грузоподъемного) оборудования с зоной допустимых положений стрелы и/или грузозахватного органа. Далее, в зависимости от результатов этих сравнений, от процессора 1 по отдельным проводам или по мультиплексному каналу обмена данными на выходное устройство 3 и, соответственно, на исполнительные устройства 4 передаются сигналы, блокирующие опасные движения крана. Благодаря этому обеспечивается защита крана от перегрузки и защита от столкновения стрелового оборудования с препятствиями (координатная защита).The microcontroller of the processor 1 compares the actual crane loading with the maximum permissible, as well as comparing the actual position of the boom (hoisting) equipment with the zone of permissible positions of the boom and / or load-gripping organ. Further, depending on the results of these comparisons, signals are transmitted from the processor 1 via separate wires or via a multiplex data exchange channel to the output device 3 and, accordingly, to the actuating devices 4, which block dangerous movements of the crane. Thanks to this, the crane is protected from overload and protection from collision of the boom equipment with obstacles (coordinate protection).
Дополнительно на дисплее 6 отображаются основные параметры работы грузоподъемного крана - степень загрузки крана по грузовому моменту (Мз, %), текущее значение массы поднимаемого груза (Q, т), максимально допустимое значение массы поднимаемого при текущем значении вылета (Qмах, т), вылет (R, м), высота подъема стрелы или грузозахватного органа (Н, м), максимально допустимая высота с учетом введенного ограничения (Нмах, м), длина стрелы (L, м), угол наклона стрелы (α, град.) и угол азимута (γ, град.), а также предупреждающие сообщения для крановщика 17 и режимы работы дисплея или устройства защиты в целом 18 (P1, P2 и т.д.).Additionally, the display 6 shows the main parameters of the crane - the load of the crane at the load moment (M s ,%), the current value of the mass of the load lifted (Q, t), the maximum allowable mass of the load when the current value of the departure (Q max , t) , reach (R, m), lifting height of the boom or load-gripping body (N, m), maximum permissible height, taking into account the introduced restrictions (N max , m), boom length (L, m), boom angle (α, deg. ) and the azimuth angle (γ, degrees), as well as warning messages for the
Степень загрузки крана по грузовому моменту может дополнительно отображаться на линейном индикаторе 19.The degree of loading of the crane by the load moment can be additionally displayed on the
Граница рабочей зоны крана 16, отображаемая на дисплее (фиг.2), соответствует максимально возможной загрузке крана по грузовому моменту (Мз=100%). Поэтому приближение грузозахватного органа (креста стрелы 14) к этой границе отражает приближение уровня нагрузки крана к максимально допустимому. В то же время приближение грузозахватного органа (креста стрелы 14) к линиям 9, 10 и 11 свидетельствует об опасном приближении стрелового оборудования крана к границе разрешенной зоны работы по координатной защите.The boundary of the working area of the
Благодаря этому крановщик, наблюдая приведенное на фиг.2 изображение, имеет возможность оценивать безопасность работы и заблаговременно выявлять приближение крана к опасным режимам работы как с точки зрения перегрузки, так и столкновений крана с препятствиями. При этом переключений режимов работы дисплея не требуется, что обеспечивает повышение удобства работы крановщика и позволяет избежать отвлечения его внимания от управления краном. Это приводит к повышению безопасности работы крана.Due to this, the crane operator, observing the image shown in Fig. 2, has the opportunity to evaluate the safety of work and to detect in advance the approach of the crane to dangerous modes of operation both from the point of view of overload and collisions of the crane with obstacles. At the same time, switching of the display operating modes is not required, which provides increased convenience for the crane operator and avoids distracting his attention from the crane control. This leads to increased safety of the crane.
Граница рабочей зоны крана по максимальному значению его нагрузки (кривая 16) не остается постоянной, а изменяется в процессе работы крана. Например, изменение длины (телескопирование) стрелы приводит к изменению положения центра ее тяжести и, соответственно, к изменению максимальной грузоподъемности крана Qмах при одном и том же значении вылета. В этом случае микроконтроллер процессора 1, после получения данных от датчика длины стрелы 2, осуществляет формирование нового графического изображения рабочей зоны крана (новой кривой 16). Соответствующая графическая информация записывается в блок памяти 7 и далее вместе с условным изображением крана (фиг.2, поз.14, 15) отображается на экране дисплея 6. То же самое происходит при изменении других параметров крана, влияющих на максимально допустимое значение грузового момента крана - при изменении положения противовеса, угла наклона гуська, положения опор и т.п.The boundary of the working area of the crane according to the maximum value of its load (curve 16) does not remain constant, but changes during the operation of the crane. For example, a change in the length (telescoping) of the boom leads to a change in the position of its center of gravity and, consequently, to a change in the maximum lifting capacity of the crane Q max for the same reach. In this case, the microcontroller of the processor 1, after receiving data from the sensor of the length of the boom 2, performs the formation of a new graphic image of the working area of the crane (new curve 16). The corresponding graphic information is recorded in the memory unit 7 and then, together with the conditional image of the crane (Fig.2, pos.14, 15) is displayed on the display screen 6. The same thing happens when you change other parameters of the crane, affecting the maximum allowable load moment of the crane - when changing the position of the counterweight, the angle of inclination of the jib, the position of the supports, etc.
В итоге, в динамических режимах работы крана осуществляется изменение не только схематичного изображения крана, включая положение и длину его стрелы, но и изображения рабочей зоны крана. Это повышает информативность отображения информации на дисплее.As a result, in the dynamic modes of operation of the crane, not only the schematic image of the crane is changed, including the position and length of its boom, but also the image of the working area of the crane. This increases the information content of the display information.
При наличии технической возможности, аналогичным образом может осуществляться объемное отображение схематичного изображения крана и его рабочей зоны.If there is a technical possibility, in a similar way, a three-dimensional display of a schematic image of a crane and its working area can be carried out.
Для дальнейшего повышения удобства работы крановщика и безопасности работы крана в устройстве защиты может быть предусмотрена автоматическая установка или автоматическая коррекция (уменьшение) разрешенной рабочей зоны крана, отображаемой на дисплее 6, при наличии вблизи грузоподъемного крана каких-либо объектов, столкновение с которым недопустимо.To further improve the convenience of the crane operator and the safety of the crane, the protection device can be provided with automatic installation or automatic correction (reduction) of the allowed working area of the crane displayed on display 6, if there are any objects near the load-lifting crane that are not allowed to collide with.
Для этого устройство защиты снабжается радиолокатором или ультразвуковым локатором, осуществляющим обзор (сканирование) рабочей зоны крана и выявляющим различные объекты в этой зоне. В этом случае микроконтроллер процессора 1, после анализа окружающего грузоподъемный кран пространства, формирует или корректирует границы разрешенной зоны работы крана с последующим выводом ее изображения на экран дисплея 6.To do this, the protection device is equipped with a radar or an ultrasonic locator that provides a survey (scan) of the crane working area and identifies various objects in this zone. In this case, the microcontroller of the processor 1, after analyzing the space surrounding the crane, generates or adjusts the boundaries of the permitted zone of operation of the crane with the subsequent display of its image on the display screen 6.
Другой подход к решению этой задачи заключается в оснащении крана (описываемого устройства защиты) и объектов, находящихся в рабочей зоне крана, устройствами позиционирования. Такими объектами могут быть, в частности, другие грузоподъемные краны, транспортные средства, неподвижные препятствия (здания, сооружения) и рабочие, находящиеся в рабочей зоне крана (на строительной площадке). В качестве устройства позиционирования удобно использовать приемники системы глобального спутникового позиционирования (GPS).Another approach to solving this problem is to equip the crane (described protection device) and objects located in the working area of the crane with positioning devices. Such objects can be, in particular, other hoisting cranes, vehicles, fixed obstacles (buildings, structures) and workers located in the crane working area (at the construction site). It is convenient to use global satellite positioning system (GPS) receivers as a positioning device.
Передача информации от устройства позиционирования в процессор 1 осуществляется по кабелям или по беспроводному каналу связи. Соответственно, устройство защиты (процессор 1) и устройство позиционирования объекта оснащаются, соответственно, передатчиком и приемником информации о пространственном положении этого объекта.Information is transmitted from the positioning device to the processor 1 via cables or wirelessly. Accordingly, the protection device (processor 1) and the object positioning device are equipped, respectively, with a transmitter and a receiver of information about the spatial position of this object.
При практической реализации устройства могут быть использованы различные технические средства и различные формы отображения информации на дисплеях, что не имеет принципиального значения. Независимо от этого реализация устройства защиты грузоподъемного крана в соответствии с предложенной формулой изобретения, обеспечивает повышение безопасности работы крана и удобства работы крановщика.In the practical implementation of the device, various technical means and various forms of displaying information on displays can be used, which is not of fundamental importance. Regardless of this, the implementation of the protection device of the crane in accordance with the proposed claims, improves the safety of the crane and the convenience of the crane operator.
Источники информацииInformation sources
1. RU 2116240 С1, B66C 23/90, 27.07.1998 г.1. RU 2116240 C1, B66C 23/90, 07.27.1998.
2. RU 2093452 C1, B66C 13/18, 15/00, 23/88, 20.10.1997 г.2. RU 2093452 C1,
Claims (20)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006130924/11A RU2326806C1 (en) | 2006-08-28 | 2006-08-28 | Load-lifting crane safety device with graphic display (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006130924/11A RU2326806C1 (en) | 2006-08-28 | 2006-08-28 | Load-lifting crane safety device with graphic display (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006130924A RU2006130924A (en) | 2008-03-10 |
| RU2326806C1 true RU2326806C1 (en) | 2008-06-20 |
Family
ID=39280349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006130924/11A RU2326806C1 (en) | 2006-08-28 | 2006-08-28 | Load-lifting crane safety device with graphic display (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2326806C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2448036C1 (en) * | 2010-08-04 | 2012-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" | Automotive safety device with graphical display |
| RU2571893C1 (en) * | 2014-06-24 | 2015-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") | Climbing jib crane load limiter |
| RU2617177C1 (en) * | 2015-12-01 | 2017-04-21 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Hardware and software data exchange mobile site |
| RU189015U1 (en) * | 2019-02-15 | 2019-05-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ЭГО" | Safety and control system of a lifting machine |
| RU189103U1 (en) * | 2019-02-15 | 2019-05-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ЭГО" | Safety and control system of a lifting machine |
| RU193455U1 (en) * | 2019-08-28 | 2019-10-30 | Алексей Викторович Курбаков | Safety and control system of a lifting machine |
| US20200024109A1 (en) * | 2016-12-20 | 2020-01-23 | Konecranes Global Oy | Method, computer program and equipment for controlling crane and method for updating crane |
| WO2020201473A3 (en) * | 2019-04-03 | 2020-12-10 | Liebherr-Werk Biberach Gmbh | Method and device for controlling a material handling and/or construction machine |
-
2006
- 2006-08-28 RU RU2006130924/11A patent/RU2326806C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2448036C1 (en) * | 2010-08-04 | 2012-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" | Automotive safety device with graphical display |
| RU2571893C1 (en) * | 2014-06-24 | 2015-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") | Climbing jib crane load limiter |
| RU2617177C1 (en) * | 2015-12-01 | 2017-04-21 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Hardware and software data exchange mobile site |
| US20200024109A1 (en) * | 2016-12-20 | 2020-01-23 | Konecranes Global Oy | Method, computer program and equipment for controlling crane and method for updating crane |
| US12054361B2 (en) * | 2016-12-20 | 2024-08-06 | Konescranes Global Oy | Method, computer program and equipment for controlling crane and method for updating crane |
| RU189015U1 (en) * | 2019-02-15 | 2019-05-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ЭГО" | Safety and control system of a lifting machine |
| RU189103U1 (en) * | 2019-02-15 | 2019-05-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ЭГО" | Safety and control system of a lifting machine |
| WO2020201473A3 (en) * | 2019-04-03 | 2020-12-10 | Liebherr-Werk Biberach Gmbh | Method and device for controlling a material handling and/or construction machine |
| US12084319B2 (en) | 2019-04-03 | 2024-09-10 | Liebherr-Werk Biberach Gmbh | Method and device for controlling a materials handling and/or construction machine |
| RU193455U1 (en) * | 2019-08-28 | 2019-10-30 | Алексей Викторович Курбаков | Safety and control system of a lifting machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006130924A (en) | 2008-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2326806C1 (en) | Load-lifting crane safety device with graphic display (versions) | |
| US11679961B2 (en) | Method and apparatus for controlling a crane, an excavator, a crawler-type vehicle or a similar construction machine | |
| US20220136215A1 (en) | Work machine and assist device to assist in work with work machine | |
| US9815668B2 (en) | Crane, in particular crawler crane or mobile crane | |
| US9797247B1 (en) | Command for underground | |
| CN109071187B (en) | Safety system for machine | |
| CN105143088B (en) | The crane of remote control | |
| CN111954740B (en) | Rotation control device for rotary construction machine | |
| EP0614845B1 (en) | Crane safety apparatus | |
| US20210270013A1 (en) | Shovel, controller for shovel, and method of managing worksite | |
| CN111295355B (en) | Handling device and handling crane with handling device | |
| US20180229977A1 (en) | Assembly of a controller and of a mobile control module | |
| US20200062555A1 (en) | Remotely Operated Crane System | |
| CN103359642B (en) | Tower crane operation monitoring system and method and tower crane | |
| EP3744908B1 (en) | Working machine control device | |
| KR20140132602A (en) | Apparatus for managing tower crane remotely | |
| RU2452683C2 (en) | Safety system for construction equipment (versions) | |
| AU2018201213B2 (en) | Command for underground | |
| JPWO2021177052A5 (en) | ||
| CN106480873B (en) | Dynamic compaction machinery automatic control system and method | |
| WO2020095169A1 (en) | Systems and methods for crane site monitoring | |
| RU2448036C1 (en) | Automotive safety device with graphical display | |
| RU2347736C2 (en) | Control system of load-lifting crane (versions) | |
| CN116621040A (en) | Tower crane control method and system, control terminal and storage medium | |
| JP2000063078A (en) | Remote controller for crane truck |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160829 |