RU2564560C1 - Method for increasing travelling crane accuracy and speed in carrying cargo over required path - Google Patents
Method for increasing travelling crane accuracy and speed in carrying cargo over required path Download PDFInfo
- Publication number
- RU2564560C1 RU2564560C1 RU2014118376/11A RU2014118376A RU2564560C1 RU 2564560 C1 RU2564560 C1 RU 2564560C1 RU 2014118376/11 A RU2014118376/11 A RU 2014118376/11A RU 2014118376 A RU2014118376 A RU 2014118376A RU 2564560 C1 RU2564560 C1 RU 2564560C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cargo
- crane
- coordinates
- load
- movement
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано преимущественно для повышения точности и скорости перемещения груза краном мостового типа по требуемой траектории, уменьшения отклонения фактических координат груза относительно координат требуемой траектории в каждый момент времени перемещений.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used mainly to increase the accuracy and speed of movement of cargo by a bridge-type crane along the desired path, to reduce the deviation of the actual coordinates of the cargo relative to the coordinates of the desired path at each moment of time of movement.
Известен способ для управления отклонением крюка [RU 2506221 C2, B66C 23/88, 10.02.2014]. При управлении качанием крюка мобильного крана с поворотной платформой для регулирования угла отклонения крюка крана с телескопической стрелой при помощи датчика определяют угол отклонения и направление качания троса, который соединен с крюком, в горизонтальной плоскости по отношению к направлению силы тяжести, причем угол отклонения является поперечным углом отклонения (измеряется датчиком в направлении, перпендикулярном плоскости подъема стрелы). Определяют превышение углом отклонения заданного значения. Если угол отклонения больше, чем заданное значение, вращают поворотный стол (поворотную платформу мобильного крана) в направлении качания и измеряют скорость вращения и угловое ускорение поворотного стола. Сравнивают измеренные датчиками значения скорости вращения и углового ускорения поворотного стола с разрешенными стандартными значениями скорости вращения и углового ускорения и при превышении соответственно уменьшают их. Аналогичным образом управляют качанием крюка в плоскости подъема стрелы. Угол отклонения сложного раскачивания может быть разделен на продольный угол отклонения и поперечный угол отклонения и управляться способами для управления качанием крюка в описанных выше вариантах осуществления известного способа раздельно или одновременно, так что сложное пространственное качание крюка может быть стабилизировано или устранено.A known method for controlling the deflection of the hook [RU 2506221 C2, B66C 23/88, 02/10/2014]. When controlling the swing of the hook of a mobile crane with a rotary platform to control the deflection angle of the crane hook with a telescopic boom, the deflection angle and the swing direction of the cable, which is connected to the hook, in a horizontal plane with respect to the direction of gravity, are determined using the sensor, and the deflection angle is a transverse angle deviations (measured by the sensor in a direction perpendicular to the boom lift plane). The excess of the angle of deviation of the set value is determined. If the deflection angle is greater than the set value, rotate the turntable (turntable of the mobile crane) in the swing direction and measure the rotation speed and angular acceleration of the turntable. The values of the rotational speed and angular acceleration of the rotary table measured by the sensors are compared with the permitted standard values of the rotational speed and angular acceleration and, if exceeded, they are reduced accordingly. Similarly control the swing of the hook in the boom lift plane. The deflection angle of the complex swing can be divided into the longitudinal deflection angle and the transverse deflection angle and controlled by methods for controlling the swing of the hook in the above-described embodiments of the known method separately or simultaneously, so that the complex spatial swing of the hook can be stabilized or eliminated.
Этот способ не может быть использован для повышения точности и скорости перемещения груза по требуемой траектории грузоподъемным краном мостового типа, поскольку он разработан для крана с поворотной платформой и телескопической стрелой и использует соответствующие измеряемые датчиками информационные параметры (углы отклонения грузового каната в вертикальных плоскостях, параллельных и перпендикулярных плоскости подъема стрелы) для выработки компенсирующих управляющих воздействий и приводы поворотного стола крана и стрелы для их осуществления. У мобильных кранов с телескопической стрелой при подъеме груза, лежащего на опорной поверхности, возникает значительный упругий прогиб стрелы, изменяющий вылет и способный вызывать маятниковые колебания груза, в то время как кранам мостового типа данная проблема не свойственна из-за их конструкции. Способ не учитывает требуемые и фактические координаты расположения груза в пространстве в текущий момент времени, то есть выполняется только гашение маятниковых колебаний крюка с грузом, но при этом не отслеживаются и не контролируются ни текущие, ни конечные фактические координаты груза в пространстве, которые вследствие указанных причин могут отличаться от заданных (требуемых промежуточных и требуемых целевых) координат. Фактическая траектория перемещения груза по этим причинам также может отличаться от требуемой. Это предопределяет необходимость вмешательства человека-оператора в управление приводами перемещения механизмов крана, снижает производительность.This method cannot be used to increase the accuracy and speed of cargo movement along the required trajectory with a bridge-type crane, because it is designed for a crane with a slewing platform and a telescopic boom and uses the corresponding information parameters measured by the sensors (deflection angles of the cargo rope in vertical planes parallel to and perpendicular to the boom lifting plane) for generating compensating control actions and the rotary table drives of the crane and boom for their uschestvleniya. Mobile cranes with a telescopic boom when lifting a load lying on a supporting surface, there is a significant elastic deflection of the boom, which changes the outreach and can cause pendulum oscillations of the load, while cranes of bridge type this problem is not peculiar due to their design. The method does not take into account the required and actual coordinates of the load in space at the current time, that is, only the damping of the swingarm of the hook with the load is performed, but neither the current nor the final actual coordinates of the load in space are tracked and controlled, which due to these reasons may differ from the specified (required intermediate and required target) coordinates. The actual trajectory of the cargo for these reasons may also differ from the required one. This determines the need for intervention by a human operator in controlling the movement drives of crane mechanisms, and reduces productivity.
Точка подвеса крюка и груза (оголовок телескопической стрелы) согласно этому способу, поворотом поворотного стола и/или подъемом/опусканием стрелы крана автоматически перемещается в направлении качания, т.е. в направлении отклонения крюка от гравитационной вертикали, чтобы компенсировать, т.е. уменьшить это отклонение. Однако при подобном смещении точки подвеса равновесное положение крюка и груза (находящееся на линии гравитационной вертикали под точкой подвеса) также смещается одновременно с гашением колебаний. При этом, учитывая сложный характер маятниковых пространственных колебаний крюка и груза, новое равновесное положение крюка и груза, в которое автоматически переместится точка подвеса, будет отличаться от заданного или целевого. Для достижения последнего человеку-оператору потребуется осуществить еще одно или несколько перемещений точки подвеса и груза, которые, в свою очередь, вызовут новые маятниковые пространственные колебания крюка и груза. То есть, способу свойственен недостаток снижения как точности, так и средней скорости работы крана (увеличения времени его рабочего цикла) из-за того, что не учитываются требуемые и фактические координаты расположения груза в пространстве в текущий момент времени, а компенсируются только углы отклонения крюка и каната от гравитационной вертикали.According to this method, the hook and load suspension point (head of the telescopic boom), by turning the turntable and / or raising / lowering the crane boom, automatically moves in the swing direction, i.e. in the direction of the deviation of the hook from the gravitational vertical to compensate, i.e. reduce this deviation. However, with a similar shift of the suspension point, the equilibrium position of the hook and the load (located on the line of the gravitational vertical below the suspension point) also shifts simultaneously with the damping of vibrations. Moreover, taking into account the complex nature of the pendulum spatial oscillations of the hook and the load, the new equilibrium position of the hook and the load, to which the suspension point will automatically move, will differ from the set or target. To achieve the latter, the human operator will need to carry out one or more movements of the suspension point and load, which, in turn, will cause new pendulum spatial oscillations of the hook and load. That is, the method has the disadvantage of reducing both the accuracy and the average speed of the crane (increasing the time of its working cycle) due to the fact that the required and actual coordinates of the load in space at the current time are not taken into account, and only the hook deflection angles are compensated and a rope from the gravitational vertical.
Из известных технических решений наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому объекту является способ управления грузоподъемным краном [RU 2325317 C1, B66C 13/18, 27.05.2008]. Он включает определение положения оборудования крана, инициирование оператором движений оборудования крана и отключение приводов оборудования крана при перегрузке. До определения положения оборудования крана запоминают координаты препятствий на стройплощадке. В памяти процессора формируют контуры препятствий и отображают их на дисплее, а по сигналам датчиков положения оборудования крана определяют координаты начального положения грузозахватного органа, задают координаты конечного положения грузозахватного органа, запоминают и отображают их на дисплее. При инициировании крановщиком движений оборудования крана определяют прогнозируемую траекторию перемещения грузозахватного органа и отображают ее на дисплее. При отсутствии пересечения контуров определяют направления независимых движений оборудования крана, каждого в отдельности, для доставки грузозахватного органа в конечную точку по кратчайшему пути за минимальное время, а при пересечении контуров препятствий прогнозируемой траекторией перемещения грузозахватного органа определяют оптимальную траекторию, запоминают и отображают ее на дисплее. Перемещение грузозахватного органа осуществляют в режимах гашения раскачивания груза, снижения скорости перемещения грузозахватного органа с последующим торможением и остановом движений.Of the known technical solutions, the closest in combination of essential features to the claimed object is a method of controlling a crane [RU 2325317 C1, B66C 13/18, 05.27.2008]. It includes determining the position of the crane equipment, the operator initiating movements of the crane equipment, and shutting down the crane equipment drives during overload. Before determining the position of the crane equipment, the coordinates of the obstacles on the construction site are remembered. The contours of obstacles are formed in the processor’s memory and displayed on the display, and the signals of the crane equipment position sensors determine the coordinates of the initial position of the load-gripping organ, specify the coordinates of the final position of the load-gripping organ, store and display them on the display. When the crane operator initiates the movements of the crane equipment, the predicted trajectory of the load-gripping organ is determined and displayed on the display. If there is no intersection of the contours, the directions of the independent movements of the crane equipment, each individually, are determined to deliver the load gripping organ to the end point along the shortest path in the shortest time, and when crossing the contour of obstacles, the predicted trajectory of the load gripping organ determines the optimal trajectory, remembers it and displays it on the display. The movement of the load gripping body is carried out in the damping modes of rocking the load, reducing the speed of movement of the load gripping body with subsequent braking and stopping the movements.
Однако известный способ обладает следующими недостатками: перемещение грузозахватного органа осуществляют в режимах гашения раскачивания груза и снижения скорости перемещения. Каким именно образом осуществляется режим гашения раскачивания груза при его перемещении, не оговаривается, однако гашение раскачивания в любом случае заключается в уменьшении максимальных значений угла отклонения грузозахватного органа крана и грузовых канатов от гравитационной вертикали, недопущении превышения этим углом отклонения малых предельных значений. Такое уменьшение угла отклонения канатов при перемещении груза на свободном и гибком канатном подвесе, согласно динамике маятниковых колебаний, возможно только при уменьшении скоростей и ускорений перемещения, то есть при увеличении общего времени перемещения звеньев крана и груза. Гашение колебаний груза целесообразно при приближении грузозахватного органа к точке его доставки, то есть на конечном участке траектории и непосредственно при достижении целевой точки доставки. В то же время в известном способе режим гашения колебаний груза не только на конечном участке, а в процессе всего перемещения на гибком канатном подвесе, включающий в себя постоянное уменьшение угла отклонения грузового каната от гравитационной вертикали, неизбежно вызывает снижение скорости и производительности крана.However, the known method has the following disadvantages: the movement of the gripping body is carried out in the damping modes of rocking the load and reduce the speed of movement. It is not specified how the damping of the swinging load is carried out during its movement, however, the damping of the swing in any case consists in decreasing the maximum values of the angle of deviation of the crane body and cargo ropes from the gravitational vertical, and preventing the deviation from exceeding small limit values. Such a decrease in the angle of deviation of the ropes when moving the load on a free and flexible rope suspension, according to the dynamics of the pendulum vibrations, is only possible with a decrease in the speeds and accelerations of movement, that is, with an increase in the total travel time of the crane links and the load. The damping of cargo fluctuations is advisable when the load-gripping body approaches its delivery point, that is, on the final section of the trajectory and immediately upon reaching the target delivery point. At the same time, in the known method, the mode of damping cargo vibrations not only in the final section, but during the entire movement on a flexible rope suspension, which includes a constant decrease in the angle of deviation of the cargo rope from the gravitational vertical, inevitably causes a decrease in the speed and productivity of the crane.
Задачей изобретения является разработка способа оперативного повышения точности и скорости перемещения груза грузоподъемным краном мостового типа с гибким канатным подвесом по требуемой траектории и уменьшения неуправляемых пространственных перемещений груза, обеспечивающего: - приближение фактической траектории перемещения груза грузоподъемным краном мостового типа к требуемой траектории; - уменьшение неуправляемых пространственных перемещений груза и повышение за счет этого скорости перемещения и производительности работы крана (уменьшение длительности его рабочего цикла). Дополнительными техническими результатами являются: - повышение безопасности работы крана за счет уменьшения отклонений груза от требуемой траектории перемещения и снижения за счет этого вероятности его столкновения с посторонними объектами и препятствиями (в т.ч. с персоналом и имуществом), находящимися вне требуемой траектории перемещения; - уменьшение неуправляемых пространственных перемещений груза, возникающих под воздействием внешних случайных (ветровых) нагрузок.The objective of the invention is to develop a method for quickly improving the accuracy and speed of movement of cargo by a bridge-type crane with a flexible rope suspension along the desired path and reducing uncontrolled spatial movements of the cargo, providing: - approximation of the actual trajectory of the load by a bridge-type crane to the desired trajectory; - reducing uncontrolled spatial movements of the cargo and increasing due to this the speed of movement and productivity of the crane (reducing the duration of its working cycle). Additional technical results are: - increasing the safety of the crane by reducing the deviation of the cargo from the desired trajectory and reducing due to this the probability of its collision with foreign objects and obstacles (including personnel and property) that are outside the desired trajectory of movement; - reduction of uncontrolled spatial movements of the cargo arising under the influence of external random (wind) loads.
Указанные технические результаты достигаются тем, что путем воздействия на органы управления краном в автоматическом режиме формируют сигналы управления приводами механизмов перемещения моста и грузовой тележки крана (т.е. перемещения точки подвеса груза) на основе предложенных математических выражений, использующих значения как текущих требуемых, так и текущих фактических декартовых координат положения груза в пространстве. Основа заявляемого способа заключается не в уменьшении углов отклонения подвеса от гравитационной вертикали как таковых в процессе перемещения груза, а в управлении ими путем оперативного формирования закона движения точки подвеса с целью приближения фактической траектории движения груза к требуемой. В то же время заявляемый способ позволяет снижать скорости перемещения груза при приближении к целевой точке, что позволит гасить маятниковые колебания груза, используя для этого только перемещения точки подвеса и одновременно стабилизируя положение груза в целевой точке.These technical results are achieved by the fact that, by acting on the crane controls, they automatically generate control signals for the actuators of the mechanisms for moving the bridge and the crane truck (i.e., move the suspension point of the cargo) based on the proposed mathematical expressions that use the values of the current required and current actual Cartesian coordinates of the position of the load in space. The basis of the proposed method is not to reduce the angles of deviation of the suspension from the gravitational vertical as such in the process of moving the cargo, but to control them by quickly forming the law of motion of the suspension point in order to approximate the actual trajectory of the cargo to the desired. At the same time, the inventive method allows to reduce the speed of movement of the cargo when approaching the target point, which will dampen the pendulum fluctuations of the cargo, using only the movement of the suspension point and at the same time stabilizing the position of the load at the target point.
Для этого подвижные элементы крана оснащаются датчиками, измеряющими фактические текущие декартовы координаты положения крюковой обоймы с грузом в пространстве.To do this, the movable elements of the crane are equipped with sensors that measure the actual current Cartesian coordinates of the position of the hook clip with the load in space.
Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и прилагаемой к нему фиг. 1, где приведена блок-схема алгоритма осуществления способа при постоянной длине грузового каната крана во время перемещения груза.The invention is illustrated by the following description and the attached FIG. 1, which shows a block diagram of the algorithm for implementing the method with a constant length of the cargo rope of the crane during the movement of the cargo.
Заявляемый способ заключается в следующем. Он основан на физической зависимости - придания ускорения грузу в горизонтальной плоскости (в плане) в направлении расположения проекции точки подвеса на горизонтальную плоскость, если координаты точки подвеса не совпадают с координатами центра масс крюковой обоймы с грузом (имеется угол отклонения грузовых канатов от гравитационной вертикали). Очевидно, что ускорение будет тем большим, чем больше угол отклонения канатов от гравитационной вертикали, связанный через выражение l·sinθ (l - длина грузового каната крана от точки подвеса до точки центра масс крюковой обоймы с грузом; θ - угол отклонения грузовых канатов крана от гравитационной вертикали) с расстоянием в плане между проекциями точки центра масс крюковой обоймы с грузом и точки подвеса на горизонтальную плоскость. Если груз в каждый текущий момент времени находится в точке координат требуемой траектории или достаточно близко к ней, то наличие угла отклонения грузовых канатов крана от гравитационной вертикали не представляет опасности и его предельное (максимальное) значение может быть увеличено в несколько раз по сравнению с известными способами, достигая 20-40 угловых градусов. Указанное увеличение предельного значения угла отклонения позволяет повысить скорость и уменьшить время перемещения груза, поскольку больший угол отклонения канатов позволяет придавать грузу большие ускорения перемещения, обеспечивая его перемещение по требуемой криволинейной траектории с большей точностью и одновременно за меньшее время.The inventive method is as follows. It is based on physical dependence - giving acceleration to the load in the horizontal plane (in the plan) in the direction of the projection of the suspension point projection onto the horizontal plane, if the coordinates of the suspension point do not coincide with the coordinates of the center of mass of the hook clip with the load (there is an angle of deviation of the cargo ropes from the gravitational vertical) . Obviously, the acceleration will be the greater, the greater the angle of deviation of the ropes from the gravitational vertical, connected through the expression l · sinθ (l is the length of the cargo rope of the crane from the point of suspension to the point of the center of mass of the hook clip with the load; θ is the angle of deviation of the cargo ropes of the crane from gravitational vertical) with the distance in the plan between the projections of the center of mass point of the hook clip with the load and the suspension point on the horizontal plane. If the cargo at each current time is located at the coordinate point of the desired trajectory or close enough to it, then the presence of the angle of deviation of the cargo ropes of the crane from the gravitational vertical is not dangerous and its limit (maximum) value can be increased several times in comparison with known methods reaching 20-40 angular degrees. The specified increase in the limit value of the deflection angle allows you to increase the speed and reduce the time of movement of the load, since a larger deflection angle of the ropes allows you to give the load greater acceleration of movement, ensuring its movement along the required curved path with greater accuracy and at the same time in less time.
При отработке требуемой траектории перемещения груза, которая задана в виде временных зависимостей его декартовых координат в неподвижной системе отсчета, закон управляющего воздействия по координатным компонентам вдоль горизонтальных осей x1 и x2 в виде координат точки подвеса в плане xП1, xП2 будет задаваться следующими выражениями:When working out the required trajectory of cargo movement, which is specified in the form of time dependences of its Cartesian coordinates in a fixed reference system, the law of control action along the coordinate components along the horizontal axes x 1 and x 2 in the form of coordinates of the suspension point in the plan x П1 , x П2 will be set as follows expressions:
xП1(t)=xТР1(t)+(xТР1(t)-xГР1(t))·kУ; xП2(t)=xТР2(t)+(xТР2(t)-xГР2(t))·kУ,x P1 (t) = x TP1 (t) + (x TP1 (t) -x GR1 (t)) · k U ; P2 x (t) = x TP2 (t) + (x TP2 (t) -x GR2 (t)) · k y,
где xТР1, xТР2 - декартовы координаты точки на траектории, в которой в момент времени t должен находиться центр масс крюковой обоймы с грузом (требуемые координаты груза в плане); xГР1 xГР2 - фактические координаты груза в плане в момент времени t, измеряемые при помощи датчиков; kУ - коэффициент усиления управляющего отклонения точки подвеса относительно рассогласования фактического и требуемого положений груза в плане.where x TP1 , x TP2 are the Cartesian coordinates of the point on the trajectory at which at time t should be the center of mass of the hook clip with the load (the required coordinates of the load in the plan); x ГР1 x ГР2 - the actual coordinates of the cargo in the plan at time t, measured using sensors; k U is the gain of the control deviation of the suspension point relative to the mismatch of the actual and required provisions of the load in the plan.
При этом координата точки подвеса xП1 будет соответствовать перемещению моста крана, а координата xП2 - перемещению грузовой тележки крана вдоль моста. Вычисляемые в режиме реального времени зависимости xП1(t), xП2(t) используются для компенсирующего управления приводами подвижных элементов крана - моста и грузовой тележки соответственно. При этом в качестве сигналов отрицательной обратной связи для повышения точности траектории используются сигналы датчиков, измеряющих фактические координаты груза, а также линейные перемещения моста крана и грузовой тележки относительно моста.In this case, the coordinate of the suspension point x П1 will correspond to the movement of the crane bridge, and the coordinate x P2 - to the movement of the crane truck along the bridge. The dependencies x П1 (t), x П2 (t) calculated in real time are used for compensating control of the drives of the moving elements of the crane - the bridge and the cargo truck, respectively. At the same time, as signals of negative feedback, to increase the accuracy of the trajectory, the signals of sensors measuring the actual coordinates of the cargo, as well as the linear displacements of the crane bridge and the cargo trolley relative to the bridge, are used.
Коэффициент усиления управляющего отклонения kУ принимает определенные значения, при этом большим значениям kУ будет соответствовать большая точность реализации требуемой траектории при одновременном увеличении скоростей и ускорений точки подвеса, развиваемых приводами мостового крана. Целесообразно использовать диапазон изменения значений коэффициента усиления kУ от 0 до 50 со средними значениями порядка 5…15. Большие значения kУ целесообразно использовать при большей длине грузового каната l. Длина грузового каната l может при этом меняться произвольным образом согласно любой заданной отдельно зависимости. В результате положение груза в каждый момент времени перемещения будет приближаться к требуемой траектории, отклонение фактической траектории от требуемой будет автоматически уменьшено, а в случае неподвижности точки требуемого положения груза во времени (например, после достижения целевой точки на требуемой траектории) будет происходить автоматическое уменьшение (гашение) маятниковых колебаний груза до полного их устранения, причем положение равновесия при отсутствии колебаний будет совпадать с целевым положением груза.The gain of the control deviation k U takes on certain values, while large values of k Y will correspond to greater accuracy in the implementation of the desired trajectory while increasing the speeds and accelerations of the suspension point developed by the drives of the overhead crane. It is advisable to use the range of variation of the values of the gain k Y from 0 to 50 with average values of the order of 5 ... 15. Large values of k U it is advisable to use with a larger length of the cargo rope l. The length of the cargo rope l can be changed arbitrarily in this case according to any separately defined dependency. As a result, the position of the load at each moment of time of movement will approach the desired trajectory, the deviation of the actual trajectory from the required will be automatically reduced, and if the point of the desired position of the load in time is not fixed (for example, after reaching the target point on the desired trajectory), an automatic decrease ( damping) of the pendulum oscillations of the cargo until they are completely eliminated, and the equilibrium position in the absence of oscillations will coincide with the target position of the cargo.
Компенсирующее управление реализуется с учетом предельно допустимых значений параметров и ограничений на работу приводов, ограничений по допустимым нагрузкам крана в целом и его отдельных механизмов, а также информации о статических и динамических параметрах крана, массе перемещаемого груза, предварительно введенных в бортовое вычислительное устройство. Для этого в выражении изменяется значение коэффициента усиления управляющего отклонения kУ. В процессе движения груза бортовое вычислительное устройство, с использованием выходных сигналов датчиков, в реальном режиме времени отслеживает текущее пространственное положение груза, моста и грузовой тележки и осуществляет изменение сигналов управления приводами моста и грузовой тележки, обеспечивая безопасное и быстрое перемещение груза по требуемой траектории.Compensating control is implemented taking into account the maximum permissible values of the parameters and restrictions on the operation of the drives, restrictions on the permissible loads of the crane as a whole and its individual mechanisms, as well as information on the static and dynamic parameters of the crane, the mass of the transported cargo, previously entered into the on-board computing device. For this, the value of the gain of the control deviation k U changes in the expression. During the movement of the cargo, the on-board computing device, using the output signals of the sensors, monitors the current spatial position of the cargo, bridge and cargo truck in real time and changes the control signals of the drive axles of the bridge and cargo truck, ensuring safe and fast movement of cargo along the desired path.
Реализация заявляемого способа включает в себя следующие этапы:The implementation of the proposed method includes the following steps:
а) Грузозахватный орган (крюковая обойма) под управлением оператора подводится к грузу, проводится его строповка и минимально возможное натяжение грузового каната и строп без отрыва груза от опорной поверхности.a) The load-gripping body (hook clip) under the control of the operator is brought to the load, its sling is carried out and the rope rope and slings are tensioned as low as possible without breaking the load off the supporting surface.
б) По данным датчика датчиков, измеряющих фактические координаты крюковой обоймы с грузом, определяются начальные координаты крюковой обоймы с грузом, которые заносятся в бортовое вычислительное устройство.b) According to the sensor data sensors that measure the actual coordinates of the hook clip with the load, the initial coordinates of the hook clip with the load are determined, which are entered into the on-board computing device.
в) Формируется требуемая сглаженная траектория перемещения груза в виде временных зависимостей декартовых координат груза в неподвижной системе координат. Требуемая траектория включает в себя задаваемые оператором координаты конечной целевой точки перемещения крюковой обоймы с грузом и определенное количество промежуточных опорных точек. Требуемая траектория характеризуется, помимо геометрических координат начальной, промежуточных опорных и целевой точек, также временем перемещения груза, задаваемым в пределах, которые способны реализовать приводы используемой конструкции крана и их устройства управления.c) The required smoothed trajectory of cargo movement is formed in the form of time dependences of the Cartesian coordinates of the cargo in a fixed coordinate system. The required trajectory includes the coordinates specified by the operator of the final target point of movement of the hook clip with the load and a certain number of intermediate reference points. The required trajectory is characterized, in addition to the geometric coordinates of the starting, intermediate reference and target points, also the time of movement of the load, set within the limits that are able to implement the drives of the crane design used and their control device.
г) Бортовое вычислительное устройство по команде оператора формирует сигналы управления приводами механизмов перемещения моста, грузовой тележки крана и подъема/опускания груза, обеспечивая согласно приведенным выше выражениям автоматическое приближение координат перемещаемого груза в каждый момент времени к координатам на требуемой траектории, а также уменьшение неуправляемых пространственных перемещений груза как во время перемещения, так и на этапе завершения перемещения и в целевой точке.d) On-board computing device, at the command of the operator, generates control signals for the drives of the mechanisms for moving the bridge, crane truck, and raising / lowering the cargo, providing, according to the above expressions, the coordinates of the moving cargo at each moment of time automatically approach the coordinates on the desired trajectory, as well as reducing uncontrollable spatial cargo movements both during the movement and at the stage of completion of the movement and at the target point.
В результате пространственные маятниковые колебания груза при достижении целевой точки уменьшаются до их полного устранения, а фактическая траектория перемещения груза приближается к требуемой. Степень точности приближения фактической траектории груза к требуемой будет определяться требованиями оператора через задание максимального значения коэффициента усиления kУ и ограничиваться возможностями и быстродействием приводов механизмов крана и их устройств управления.As a result, the spatial pendulum oscillations of the load when reaching the target point are reduced until they are completely eliminated, and the actual trajectory of the cargo moves closer to the desired one. The degree of accuracy of approximation of the actual cargo trajectory to the required one will be determined by the requirements of the operator by setting the maximum value of the gain coefficient k U and be limited by the capabilities and speed of the crane mechanisms drives and their control devices.
Использование новых операций: задания требуемых временных зависимостей изменения координат груза в пространстве, измерения при помощи датчиков фактических декартовых координат груза в пространстве и сравнения их с требуемыми координатами груза в каждый момент времени, вычисления по предложенным выражениям координат точки подвеса груза, позволяет в реальном режиме времени вычислять управляющие воздействия на приводы моста и грузовой тележки крана с целью приближения фактической траектории движения груза к требуемой и гашения колебаний груза на этапе завершения перемещения.Using new operations: setting the required time dependences of the change in the coordinates of the cargo in space, measuring with the help of sensors the actual Cartesian coordinates of the cargo in space and comparing them with the required coordinates of the cargo at each moment of time, calculating the coordinates of the suspension point of the cargo using the proposed expressions, allows in real time calculate the control actions on the drives of the bridge and the crane truck for the purpose of approximating the actual trajectory of the cargo to the desired and damping the vibrations Nij load at the final stage of displacement.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014118376/11A RU2564560C1 (en) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | Method for increasing travelling crane accuracy and speed in carrying cargo over required path |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014118376/11A RU2564560C1 (en) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | Method for increasing travelling crane accuracy and speed in carrying cargo over required path |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2564560C1 true RU2564560C1 (en) | 2015-10-10 |
Family
ID=54289534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014118376/11A RU2564560C1 (en) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | Method for increasing travelling crane accuracy and speed in carrying cargo over required path |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2564560C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2744647C1 (en) * | 2020-07-16 | 2021-03-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Method of adaptive control of overhead traveling crane |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2325317C1 (en) * | 2006-10-03 | 2008-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ЭГО" | Method of lifting crane control and device for its implementation |
| DE102008019373A1 (en) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for calibrating a measuring device of a crane comprises acquiring the surface of the container using sensors, determining the orientation of the surface of the container in reference systems and equilibrating the reference systems |
| RU2406679C2 (en) * | 2009-02-20 | 2010-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" | Method to rule weight swinging on flexible suspension (versions) |
-
2014
- 2014-05-06 RU RU2014118376/11A patent/RU2564560C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2325317C1 (en) * | 2006-10-03 | 2008-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ЭГО" | Method of lifting crane control and device for its implementation |
| DE102008019373A1 (en) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for calibrating a measuring device of a crane comprises acquiring the surface of the container using sensors, determining the orientation of the surface of the container in reference systems and equilibrating the reference systems |
| RU2406679C2 (en) * | 2009-02-20 | 2010-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" | Method to rule weight swinging on flexible suspension (versions) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2744647C1 (en) * | 2020-07-16 | 2021-03-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Method of adaptive control of overhead traveling crane |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11987475B2 (en) | System and method for transporting a swaying hoisted load | |
| US7367464B1 (en) | Pendulation control system with active rider block tagline system for shipboard cranes | |
| ES2901160T3 (en) | Crane and method for controlling such a crane | |
| US9919901B2 (en) | Device and a process for controlling a swinging of a load suspended from a lifting apparatus | |
| US6496765B1 (en) | Control system and method for payload control in mobile platform cranes | |
| RU2722326C2 (en) | Crane, as well as a method for controlling overload protection of such a crane | |
| JP2019064830A (en) | Method of controlling lifting device | |
| CN102976200A (en) | Hoisting control method, device and system, hoisting tool and hoisting machine | |
| US20180339888A1 (en) | Method for damping rotational oscillations of a load-handling element of a lifting device | |
| US10384915B2 (en) | Pivoting device | |
| JP6297013B2 (en) | Anti-vibration device | |
| CN104671090A (en) | Method for influencing movement of a load lifted by a crane | |
| RU2564560C1 (en) | Method for increasing travelling crane accuracy and speed in carrying cargo over required path | |
| RU2440924C1 (en) | Method of crane operation control | |
| JP7172256B2 (en) | crane | |
| CN112399959A (en) | Crane and control method thereof | |
| JP2022190556A (en) | crane | |
| JP3113473B2 (en) | Crane anti-sway operation method and apparatus | |
| JP6838781B2 (en) | Steering method for suspended loads and cranes | |
| Trinklein et al. | Active load damping of an extending boom crane using a low cost RGB-D camera | |
| JP6280395B2 (en) | Rope trolley crane runout angle measuring device | |
| EP3925919B1 (en) | Lifting control device and mobile crane | |
| KR102362585B1 (en) | Crane and method for controlling the crane | |
| Red’kin et al. | Comprehensive mobile crane control and safety system | |
| JP7513999B2 (en) | CONTROL DEVICE, CRANE, AND CRANE CONTROL METHOD |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160507 |