TWI572548B - 防止擺盪的天車控制裝置及方法 - Google Patents

Description

防止擺盪的天車控制裝置及方法

本發明係關於一種天車控制裝置及方法，特別是關於一種防止擺盪的天車控制裝置及方法。

一般天車結構通常裝設在廠房內上方，並距地面有一預定之高度，利用吊車懸吊工作物的方式，並透過吊車滑移作動進行重物之搬運移動，使工作物由一處移至另一處，進而提供較大物料進行施工，由於可節省人力，適合在較大面積廠房或物件較龐大的場所作業。

習用懸吊式天車構造主要包含有二呈平行並相距有預定間距之端樑、二利用鞍座跨接於該二端樑下方之橫樑及一利用車輪行走於該二橫樑上之台車，藉由控制該鞍座帶動該橫樑於該端樑上之縱向移動及控制該台車於該橫樑上之橫向移動，來達到全平面式之移動搬運作業。

然而，透過人工方式進行操作的懸吊式天車，於吊掛物體運行時，僅能夠憑個人的操作經驗及目測的結果操作該天車，該懸吊式天車仍受到人工(一指令一動作)的操作方式的影響，無法完成免除懸吊式天車的吊掛物體在運行時擺盪的問題。

再者，天車擺盪角度的資訊，大多透過現場拍攝的影像呈現，其利用安裝光源板或標示器在吊爪上，再透過攝影機取得吊爪與天車 之間的水平位移。上述方式容易產生時間延遲的問題，因而無法即時準確得知該吊爪擺盪的角度變化。

本發明之主要目的在於提供一種防止擺盪的天車控制裝置，利用水平偵測單元偵測天車的吊爪的擺盪角度，使控制單元能夠由擺盪角度控制天車的移動速度，以增加天車移動時的穩定性。

本發明之另一目的在於提供一種防止擺盪的天車控制方法，利用水平偵測單元偵測天車的吊爪的擺盪角度，使控制單元能夠由擺盪角度控制天車的移動速度，降低物件因擺盪所造成的碰撞損害。

為達上述之目的，本發明提供一種防止擺盪的天車控制裝置，包含一橫向滑軌、一天車、一水平偵測單元及一控制單元；該天車包括一車體及一吊爪，該車體設置在該橫向滑軌上，該吊爪連接該車體；該水平偵測單元設置在該吊爪上，用以偵測該吊爪的水平狀態，並產生一水平偵測信號；該控制單元用以接收該水平偵測信號，並控制該車體於該橫向滑軌上移動的速度。

在本發明之一較佳實施例中，該控制單元包含一處理模組及一驅動模組；該處理模組電性連接該水平偵測單元，且用以處理該水平偵測信號；該驅動模組電性連接該處理模組且用以驅動該車體移動。

在本發明之一較佳實施例中，該天車控制裝置還包含一縱向滑軌，該橫向滑軌跨設在該縱向滑軌上，該控制單元係控制該橫向滑軌於該縱向滑軌上移動速度。

在本發明之一較佳實施例中，該水平偵測單元為一數位電子 角度水平儀。

在本發明之一較佳實施例中，該數位電子角度水平儀係設置在該吊爪的一頂面。

為達上述之目的，本發明提供一種防止擺盪的天車控制方法，該方法包含：一加速步驟，利用一控制單元控制一車體加速移動；一第一等速步驟，當一水平偵測單元偵測該車體下方之一吊爪所產生的一水平偵測信號超過一預設擺盪角度時，該控制單元控制該車體等速移動；一減速步驟，利用該控制單元驅動該車體減速移動；及一第二等速步驟，當該水平偵測單元由偵測該吊爪所產生的水平偵測信號超過該預設擺盪角度時，該控制單元控制該車體等速移動。

在本發明之一較佳實施例中，在該第一等速步驟之後，當該水平偵測單元偵測該水平偵測信號小於該預設擺盪角度時，該控制單元控制該車體加速移動，並重複進行該加速步驟及第一等速步驟，使該車體加速至一預設最大速度。

在本發明之一較佳實施例中，在該車體加速至該預設最大速度之後，當該水平偵測單元偵測該水平偵測信號小於該預設擺盪角度時，該控制單元控制該車體減速移動，並重複進行該減速步驟及第二等速步驟，使該車體減速至停止。

在本發明之一較佳實施例中，該預設擺盪角度為左右各擺盪0.3度。

如上所述，藉由該水平偵測單元設置在該吊爪上，使該吊爪的擺盪角度能夠被快速取得，並回傳於該處理模組中，透過該驅動模組驅 動該天車的移動速度，可將該擺盪角度控制在該預設擺盪角度內，以增加該天車於移動吊運物件的穩定性，進而降低物件因擺盪所造成的碰撞損害。

2‧‧‧橫向滑軌

3‧‧‧縱向滑軌

4‧‧‧天車

41‧‧‧車體

42‧‧‧吊爪

5‧‧‧水平偵測單元

6‧‧‧控制單元

61‧‧‧處理模組

62‧‧‧驅動模組

101‧‧‧鋼捲

201‧‧‧加速步驟

202‧‧‧第一等速步驟

203‧‧‧減速步驟

204‧‧‧第二等速步驟

θ‧‧‧擺盪角度

第1圖是根據本發明一較佳實施例之防止擺盪的天車控制裝置的示意圖；第2圖是根據本發明一較佳實施例之防止擺盪的天車控制裝置的吊爪向左擺盪的示意圖；第3圖是根據本發明一較佳實施例之防止擺盪的天車控制裝置的吊爪向右擺盪的示意圖；第4圖是根據本發明一較佳實施例之防止擺盪的天車控制裝置的速度-時間及擺盪角度-時間的關係圖；及第5圖是根據本發明一較佳實施例之防止擺盪的天車控制方法的流程圖。

為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。再者，本發明所提到的方向用語，例如上、下、頂、底、前、後、左、右、內、外、側面、周圍、中央、水平、橫向、垂直、縱向、軸向、徑向、最上層或最下層等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

請參照第1圖所示，本發明一較佳實施例之防止擺盪的天車 控制裝置，包含一橫向滑軌2、一縱向滑軌3、一天車4、一水平偵測單元5及一控制單元6。本發明將於下文詳細說明各元件的細部構造、組裝關係及其運作原理。

請參照第1圖所示，該縱向滑軌3係以二支撐架縱向設置在一廠房的天花板處，該橫向滑軌2利用二支撐架橫向跨設在該縱向滑軌3上，其中該橫向滑軌2透過滾輪在該縱向滑軌3上滑動而進行縱向位移。

請參照第1圖所示，該天車4包括一車體41及一吊爪42；該車體41設置在該橫向滑軌2上，並可透過滾輪在該橫向滑軌2上滑動而進行橫向位移；該吊爪42利用一纜繩連接該車體41，透過捲收該纜繩而驅動該吊爪42升降移動，而用以夾取一物件，例如一鋼捲101；另外，該天車4還可包括一荷重感測器(圖未示)，用以感測該吊爪42是否夾取該鋼捲101。

請參照第1圖所示，該水平偵測單元5設置在該吊爪42上，用以偵測該吊爪42的水平狀態，例如該吊爪42的擺盪角度，並產生一水平偵測信號；在本較佳實施例中，該水平偵測單元5為一數位電子角度水平儀，設置在該吊爪42的一頂面，用以偵測該吊爪42的擺盪角度。

請參照第1圖所示，該控制單元6設置在該橫向滑軌2上，用以接收該水平偵測信號，並基於該水平偵測信號控制該橫向滑軌2於該縱向滑軌3上移動的速度，同時控制該車體41於該橫向滑軌2上移動的速度，例如加速移動、等速移動或停止。該控制單元6包含一處理模組61及一驅動模組62；該處理模組61電性連接該水平偵測單元5，且用以處理該水平偵測信號；該驅動模組62電性連接該處理模組61且用以驅動該車體41移動。

依據上述的結構，當該驅動模組62驅動該車體41開始移動， 即該車體41具有一加速度，同時該吊爪42會受到該車體41的拉力而形成一擺盪角度θ(如第2圖所示)，且如第4圖所示的擺盪角度θ為正值；當該擺盪角度θ超過一預設擺盪角度時，該驅動模組62會驅動該車體41等速移動，而逐漸縮小該擺盪角度θ；在該車體41反復進行加速及等速移動之後，該車體41會加速至一預設最大速度，此時該驅動模組62驅動該車體41開始減速，同時該吊爪42會受到該車體41的拉力而形成該擺盪角度θ(如第3圖所示)，且如第4圖所示的擺盪角度θ為負值；當該擺盪角度θ超過一預設擺盪角度時，該驅動模組62會驅動該車體41等速移動，使該擺盪角度θ縮小；該車體41將反復進行減速及等速移動，最後該車體41即在該橫向滑軌2的一預定位置停止。

如上所述，藉由水平偵測單元5設置在該吊爪42上，使該吊爪42的擺盪角度能夠被快速取得，並回傳於該處理模組61中，透過該驅動模組62驅動該天車4的移動速度，可將該擺盪角度θ控制在該預設擺盪角度內，以增加該天車4於移動吊運物件的穩定性，進而降低物件因擺盪所造成的碰撞損害。

請參照第5圖並配合第1圖所示，本發明一較佳實施例之防止擺盪的天車控制方法，係藉由上述較佳實施例的防止擺盪的天車控制裝置進行作業，該方法包含一加速步驟201、一第一等速步驟202、一減速步驟203及一第二等速步驟204。

請參照第5圖並配合第1圖所示，該加速步驟201是利用一控制單元6的一處理模組61控制一驅動模組62驅動一車體41加速移動，其中該車體41的加速度係根據該吊爪42及吊取物件的重量而相對調整，使該吊爪 42的一擺盪角度在一預設擺盪角度範圍內，在本較佳實施例中，該預設擺盪角度為該吊爪42相對於垂直於地面的垂直中線(未標示)左右各擺盪0.3度(分別如第2及3圖之擺盪角度θ所示)。

請參照第5圖並配合第1圖所示，在該第一等速步驟202中，當一水平偵測單元5偵測該車體41下方之吊爪42所產生的一水平偵測信號(即擺盪角度)超過一預設擺盪角度時，該驅動模組62即驅動該車體41等速移動。

請參照第5圖並配合第1圖所示，要說明的是，在該第一等速步驟202之後，當該水平偵測單元5偵測該水平偵測信號小於該預設擺盪角度時，該驅動模組62又驅動該車體41加速移動，接著重複進行該加速步驟及第一等速步驟，直至該車體41加速至一預設最大速度。

請參照第5圖並配合第1圖所示，該減速步驟203中，在該車體41加速至該預設最大速度之後，當該水平偵測單元5偵測該水平偵測信號小於該預設擺盪角度時，該驅動模組62即驅動該車體41減速移動。

請參照第5圖並配合第1圖所示，在該第二等速步驟204中，當該水平偵測單元5由偵測該吊爪42所產生的水平偵測信號超過該預設擺盪角度時，該驅動模組62即驅動該車體41等速移動。

請參照第5圖並配合第1圖所示，接著，當該水平偵測單元5偵測該水平偵測信號小於該預設擺盪角度時，該驅動模組62又驅動該車體41減速移動，並重複進行該減速步驟203及第二等速步驟204，使該車體41減速至停止。

如上所述，藉由水平偵測單元5設置在該吊爪42上，使該吊 爪42的擺盪角度能夠被快速取得，並回傳於該處理模組61中，透過該驅動模組62驅動該天車4的移動速度，可將該擺盪角度控制在該預設擺盪角度內，以增加該天車4於移動吊運物件的穩定性，進而降低物件因擺盪所造成的碰撞損害。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

2‧‧‧橫向滑軌

3‧‧‧縱向滑軌

4‧‧‧天車

41‧‧‧車體

42‧‧‧吊爪

5‧‧‧水平偵測單元

6‧‧‧控制單元

61‧‧‧處理模組

62‧‧‧驅動模組

101‧‧‧鋼捲

Claims (6)

1. 一種防止擺盪的天車控制裝置，其包含：一橫向滑軌；一天車，包括：一車體，設置在該橫向滑軌上；及一吊爪，連接該車體；一水平偵測單元，為一數位電子角度水平儀，設置在該吊爪的一頂面，用以偵測該吊爪的一擺盪角度，並產生一水平偵測信號；及一控制單元，包含：一處理模組，用以接收並處理該水平偵測信號；及一驅動模組，電性連接該處理模組，用以驅動該車體移動，並控制該車體於該橫向滑軌上移動的速度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之防止擺盪的天車控制裝置，還包含一縱向滑軌，該橫向滑軌跨設在該縱向滑軌上，該控制單元係控制該橫向滑軌於該縱向滑軌上移動速度。
3. 一種防止擺盪的天車控制方法，其包含步驟：一加速步驟，利用一控制單元之一驅動模組驅動並控制一車體加速移動；一第一等速步驟，當設置在一吊爪的一頂面的一數位電子角度水平儀偵測該車體下方之吊爪的一擺盪角度所產生的一水平偵測信號超過一預設擺盪角度時，該控制單元之一處理模組用以接收並處理該水平偵測信號，及該控制單元之驅動模組電性連接該處理模組，用以驅動並控制該車體等速移動； 一減速步驟，利用該控制單元之驅動模組驅動該車體減速移動；及一第二等速步驟，當該數位電子角度水平儀由偵測該吊爪的擺盪角度所產生的水平偵測信號超過該預設擺盪角度時，該控制單元之處理模組接收並處理該水平偵測信號，及該控制單元之驅動模組驅動並控制該車體等速移動。
4. 如申請專利範圍第3項所述之防止擺盪的天車控制方法，其中在該第一等速步驟之後，當該數位電子角度水平儀偵測該水平偵測信號小於該預設擺盪角度時，該控制單元之驅動模組驅動及控制該車體加速移動，並重複進行該加速步驟及第一等速步驟，使該車體加速至一預設最大速度。
5. 如申請專利範圍第4項所述之防止擺盪的天車控制方法，其中在該車體加速至該預設最大速度之後，當該數位電子角度水平儀偵測該水平偵測信號小於該預設擺盪角度時，該控制單元之驅動模組驅動並控制該車體減速移動，並重複進行該減速步驟及第二等速步驟，使該車體減速至停止。
6. 如申請專利範圍第3項所述之防止擺盪的天車控制方法，其中，該預設擺盪角度為左右各擺盪0.3度。