WO2022029155A1 - Auslegerdrehkran mit einer kamera sowie verfahren zur reduzierung von lastpendelungen im kranbetrieb - Google Patents

Auslegerdrehkran mit einer kamera sowie verfahren zur reduzierung von lastpendelungen im kranbetrieb Download PDF

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WO2022029155A1
WO2022029155A1 PCT/EP2021/071730 EP2021071730W WO2022029155A1 WO 2022029155 A1 WO2022029155 A1 WO 2022029155A1 EP 2021071730 W EP2021071730 W EP 2021071730W WO 2022029155 A1 WO2022029155 A1 WO 2022029155A1
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WO
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camera
axis
lam
jib
crane
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PCT/EP2021/071730
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English (en)
French (fr)
Inventor
Dirk Rother
Mike Hegewald
Original Assignee
Konecranes Global Corporation
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/04—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
    • B66C13/06—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads
    • B66C13/063—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads electrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/22—Control systems or devices for electric drives

Definitions

  • the invention relates to a slewing jib crane according to the preamble of claim 1 and a method according to claim 7.
  • the hoist rope Due to the mechanical properties of the hoist rope, in particular its flexibility, and due to the forces acting on the element hanging from it, in particular the suspension element and/or the load handling device and/or the load carried by it, for example centrifugal or wind forces, as well as due to diagonal pull, it can come to a relative displacement of the respective element from a lateral target position.
  • Undesirable pendulum movements can arise, in particular load pendulum movements.
  • a lateral actual position of the suspension element and/or load handling element and/or the load must be known.
  • a crane with a sensor unit for determining a cable angle relative to the direction of gravitational force is known from EP 1 992 583 B1, in which the sensor unit is arranged on a cable follower element guided on the hoist cable.
  • the sensor unit is arranged on a cable follower element guided on the hoist cable.
  • such a mechanism that swings with the hoist rope is susceptible to damage.
  • EP 1 880 971 B1 discloses a crane with a gyroscope sensor for determining twisting of a hook crossbar, the gyroscope sensor being arranged on the hook crossbar. Such an arrangement of the sensor has the disadvantage that radio data transmission from the sensor to a crane controller is unreliable.
  • a slewing jib crane of this type is known from DE 10 2013 012 019 A1.
  • Other cranes with a camera for detecting the load or the rope angle are known from EP 2 878 565 A1, DE EP 3 000 761 A1 and DE 26 42 373 A1.
  • the object of the present invention is to improve a slewing jib crane and a method by means of which a reduction, preferably elimination or avoidance, of pendulum movements of the support means and/or load handling means and/or the load during crane operation is made possible in a simple manner.
  • a slewing jib crane is provided with a jib which has at least one deflection pulley for at least one hoist rope in the area of its jib tip, and a drive for pivoting the jib about a horizontal luffing axis and a drive for rotating the jib about a vertical axis of rotation and a drive for lifting or Lowering an element hanging on the at least one hoist rope in the form of a suspension element and/or load handling device and/or a load taken up by it, as well as a controller, with a camera being arranged in the area of the boom tip, the detection range of which is directed towards the element hanging on the at least one hoist rope and whose camera axis is aligned essentially parallel to a weight axis, the camera being set up to detect a lateral actual position of the element, and the controller being designed and set up to detect a relative displacement between the lateral actual position and a lateral sol l-position of the element
  • the angular deviation of the camera axis from the weight force axis detected, in particular measured, by the angle sensor is used to correct the actual lateral position of the suspension element detected by the camera, which is incorrect due to the angular deviation.
  • the angle deviation can be taken into account when determining the relative displacement.
  • suspension means is understood to mean a component which is firmly connected to the crane and which is arranged between the hoisting cable and a load handling device or between the hoisting cable and a load which is connected directly and directly to the suspension means.
  • the suspension means can, for example, comprise a load hook, a bottom block and/or a hook crossbeam, with the corresponding suspension means then being and remaining connected to the crane for permanent operation, even for different types and shapes of load handling devices and/or loads.
  • the load-carrying means which is preferably intended for immediate and direct pick-up of the load, can be changed during operation depending on the type and shape of the loads to be handled, for example from a container spreader for handling containers to a gripper for handling bulk goods or else between different sizes of the same type of load handling device, for example different grippers for different bulk goods.
  • control commands are defined in terms of their type, for example rocking or turning, and in terms of their size, for example for a duration of ten seconds or by an angle of 10°. Defining the control commands can include creating or generating the control commands. The control commands are then sent to the respective drive.
  • the camera arranged and set up according to the invention can be used to optically record, for example, the lateral actual position of the suspension element and/or the load handling element and/or the load picked up as an element hanging on at least one hoist rope.
  • the lateral actual position of the respective element can be detected in particular using at least one, in particular outer, contour of the element and/or, within the framework of the system mentioned below, using at least one target marking on the element that can be detected by the camera.
  • typical contours of the element considered for determining the relative displacement can also be used in the control be stored, which can then be compared with camera data, especially camera images, in order to detect the actual lateral position of the element.
  • the controller determines, in particular with the help of suitable evaluation software, a deviation of the lateral actual position from a lateral target position of the element. This can be done in particular based on a deviation of the actual position of the at least one target marking and/or contour recorded by the camera from a target position of the at least one target marking and/or contour.
  • a center of gravity of the element considered for determining the relative displacement can be determined using the detected contours and the center of gravity is used for determining the relative displacement between the lateral actual position and a lateral target position of the element.
  • the lateral target position is predetermined and, in particular, freely selectable.
  • a center of gravity of the element under consideration, in particular the suspension element and/or load handling device and/or load preferably lies in the lateral target position on a virtual target line which points in the direction of the weight axis and thereby through the run-off point of the hoist rope from the deflection pulley or at several hoisting ropes and deflection pulleys and corresponding drainage points through a center point of a line formed by all drainage points.
  • the controller determines control commands for at least one of the drives in order to dampen or avoid pendulum movements of the element, i.e. in particular the suspension element and/or load handling element and/or the load. It is possible in particular to avoid oscillating movements by detecting (undesirable) diagonal pull from a load that has not yet been lifted, with the controller being able to determine control commands for at least one of the drives before oscillating movements occur.
  • the camera is preferably set up to also detect a rotational displacement or rotation of the element in addition to the lateral displacement.
  • a rotational displacement or rotation of the element On the basis of such a shift is in particular an angular position of the element, in particular the load, can be determined, which in particular at a Handling of the element, in particular the load, can be taken into account.
  • the lateral actual position of the corresponding element can be determined in an advantageous manner without additional sensors on the hoist cable or suspension means.
  • the camera is located in an area of the jib where low forces act. Mechanical connections with the hoist rope or the suspension means or another element hanging on the hoist rope are not required. Signal transmission from the camera to the controller can therefore be implemented in a particularly simple manner via a transmission-safe cable connection.
  • wireless signal transmission is also advantageously possible, since the arrangement of the camera on the boom tip means that there is no risk of the direct signal path being impaired, for example by movements of the at least one hoisting cable and elements hanging from it.
  • the camera is articulated in order to enable the camera axis to be aligned, with the camera preferably rotating around a first bearing axis, which is arranged perpendicularly to the camera axis, and/or around a second bearing axis, which is perpendicular to the camera axis and to the first Bearing axis is arranged and preferably intersects the first bearing axis, is articulated to allow alignment of the camera axis.
  • a rotatability of the camera about the first bearing axis is used in particular to compensate for pivoting movements of the boom, ie when changing the radius of the boom.
  • a rotary joint can be provided for each bearing axis, which enables the camera to rotate about the respective bearing axis, in particular in two directions of rotation. It is therefore conceivable that two rotary joints are provided, with each of the rotary joints enabling the camera to rotate about one of the bearing axes.
  • a single swivel joint is preferably provided, which enables rotary movements of the camera about the first and second bearing axis. A superimposition of the rotational movements about the first and second bearing axis is possible.
  • a ball joint for mounting the camera on the boom is also conceivable, but movements that do not take place around the first or second axis are undesirable and therefore preferably prevented, for example by appropriate guidance.
  • a focal point of the camera is arranged at a distance from the bearing axis(s) in such a way that the camera is suspended like a pendulum, with the camera axis being aligned automatically by its own weight. In this way, passively, ie without additional aids, the camera axis is aligned essentially parallel to the weight axis when the camera is in an equilibrium position.
  • Movement of the camera can advantageously be dampened by means of a damper, and the damper is preferably designed as a torsion damper.
  • a damper is preferably provided for each bearing axis, so that rotational movements about the respective bearing axis can be damped.
  • the damper is assigned exclusively to a single bearing axis.
  • the damper is located between the camera and the boom.
  • the damper can form a structural unit with the respective swivel joint or can be arranged independently of the respective swivel joint.
  • the damper designed for example as a torsion damper, is assigned to a single bearing axis, is arranged around the respective bearing axis and preferably forms a structural unit with the rotary joint.
  • the damper in particular a torsion damper, can be designed as an oil damper, for example. Of course, other types of dampers can also be used.
  • an essentially parallel alignment of the camera axis to the weight force axis is made possible, even in the case of dynamic movements and/or vibrations of the boom.
  • the angle sensor preferably detects the angle deviation in all, for example four, possible directions of rotation of the camera. It is also conceivable that the angle sensor detects the angular deviation in only one, two or three directions of rotation. In addition, in an embodiment with only one bearing axis of the camera, it can be provided that the angle sensor detects angular deviations transversely, preferably perpendicularly, to the possible directions of rotation of the camera, which can occur, for example, due to elastic deformations of the boom during its rotational movements.
  • Such an angular deviation can be, for example, a dynamic angular deviation generated by vibrations and/or a pendulum movement of the camera.
  • a static angle deviation due to friction in or on the swivel joint and/or damper is also possible.
  • Knowing the angular deviation makes it possible to achieve a high degree of accuracy when determining the actual position of the element considered for determining the relative displacement.
  • An angular deviation would be interpreted as a relative displacement between the actual lateral position and the desired lateral position, so that erroneous control commands would be determined.
  • the slewing jib crane is advantageously designed as a harbor crane, in particular a mobile harbor crane.
  • a crane is known from WO 2011/098542 A1.
  • mobile harbor cranes with which containers or bulk goods are handled in seaports or container terminals, are already known from the company brochure of Konecranes Global Corporation entitled “Diesel-Electric Model 4 Mobile Harbor Cranes”.
  • Such a jib slewing crane consists essentially of an undercarriage, with which the jib slewing crane is supported on land, for example a quay, or on a floating pontoon, and an upper carriage rotatably mounted on the undercarriage about a vertical axis of rotation.
  • the undercarriage can be mounted on tires on the quay or on rail wheels rails can be moved. During handling operations, the undercarriage can be supported on supports.
  • a vertically extending tower On the superstructure are a vertically extending tower, a slewing gear for rotating a boom and/or superstructure around the axis of rotation, a hoist for winding and unwinding a hoist rope for lifting or lowering the element hanging thereon in the form of a suspension element and/or or load handling equipment and/or a load picked up by it.
  • a counterweight is also preferably arranged on the superstructure.
  • the boom can be connected to the superstructure or the tower on a side of the tower facing away from the counterweight so that it can pivot about a horizontal luffing axis.
  • the jib can be pivoted via a luffing cylinder articulated on the jib and on the superstructure or tower from its laterally cantilevered operating position into a less cantilevered or upright other operating or rest position.
  • the boom is preferably designed as a framework construction, for example in the form of a lattice mast.
  • some of the aforementioned components can also be left out or connected to one another in a different way, since the presence of a jib on a corresponding slewing jib crane that can be pivoted about the luffing axis and rotated about the axis of rotation is sufficient.
  • the crane does not have an upper carriage and the tower with the boom is mounted on the undercarriage via the slewing gear and can be rotated together about the vertical axis of rotation.
  • the hoist and the counterweight are then not carried by the superstructure, but are each arranged at another suitable location on the crane, for example on the tower.
  • the reduction in the relative displacement can be further improved by using a system with a slewing jib crane according to the invention and at least one target marking arranged on the element, in particular support means and/or load handling means and/or a load carried by them, for detecting the lateral actual position of the Elements is formed.
  • This enables a particularly reliable detection of the lateral actual position of the element considered for this purpose.
  • the invention also relates to a method for reducing, preferably eliminating or avoiding, pendulum movements of at least one The element hanging from the hoist rope of a jib slewing crane in the form of a suspension element and/or load handling device and/or a load carried by it, the at least one hoist rope being deflected on a jib of the jib slewing crane in the area of its jib tip, with a camera arranged in the area of the jib tip being used to take a lateral view - Position of the element is detected and a relative displacement between the lateral actual position and a lateral target position of the element is determined by means of a controller and based on the relative displacement control commands for a drive to pivot the boom about a horizontal luffing axis and / or a drive for rotating the boom about a vertical axis of rotation and/or a drive for raising or lowering the element are determined and preferably sent to the respective drive in order to reduce, preferably completely
  • an angular deviation of a camera axis from a weight axis is detected by means of an angle sensor, and based on the angular deviation, the lateral actual position detected by the camera is corrected, preferably by calculation, and then the relative displacement between the corrected lateral actual Position and the lateral target position of the element is determined.
  • a distance between the element and the boom tip is determined using the camera and using the at least one target marking on the element or using the at least one contour of the element and using the controller in order to determine a free length of the hoist rope and to be included in the determination of the control commands for the drive for pivoting the jib about the horizontal luffing axis and/or the drive for rotating the jib about the vertical axis of rotation and/or the drive for raising or lowering the element.
  • the size of the at least one target marking and/or the at least one contour is known here, so that a distance between the target marking and/or Contour and the camera and from this a distance between the element and the boom tip can be determined.
  • the free length of the hoist rope also referred to as the free pendulum length, can then be determined, in particular calculated.
  • Figure 1 is a schematic view of a slewing jib crane
  • Figure 2 shows a schematic view of the slewing jib crane with a camera mounted on its jib tip.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a slewing jib crane 1 in the form of a mobile harbor crane for handling standardized containers, in particular ISO containers, between land and water or vice versa or within container terminals.
  • the slewing jib crane 1 is provided with a suitable carrying means T, which hangs on its at least one hoist rope 11 and can accommodate a load handling device LAM, which is designed here, for example, as a spreader for accommodating ISO containers or other standardized containers.
  • the slewing jib crane 1 can also be equipped with a gripper for handling bulk goods.
  • the load handling device LAM is connected to a load L designed as an example of an ISO container.
  • the jib slewing crane 1 essentially comprises an undercarriage 2 and an optional upper carriage 3 with a tower 4 and a jib 5.
  • the jib slewing crane 1 is supported in the usual way via its undercarriage 2 on land, here a quay 7.
  • the slewing jib crane 1 can be moved on the quay 7 via the undercarriage 2 with the chassis 6, in particular a wheel tire chassis, and is supported on this during handling operation via a support device 8, in particular its supports. It is also possible that the slewing jib crane 1 can be moved on rails or fixed in a stationary manner on a floating pontoon.
  • the optional upper carriage 3 is mounted on the undercarriage 2 and can be pivoted by a slewing gear d about a vertical axis of rotation D and in particular relative to the undercarriage 2 .
  • the slewing gear d usually has a slewing ring in engagement with a drive gear.
  • the superstructure 3 also carries a hoist h and a counterweight 9 in the rear area.
  • the tower 4 which extends in the vertical direction and at the top of which a roller head 10 is fastened with sheaves. Furthermore, the jib 5 is articulated on the tower 4, approximately in the region of half its length and on the side facing away from the counterweight 9.
  • the jib 5 is pivotably connected to the tower 4 about a horizontal luffing axis W and additionally via a luffing gear w, which is articulated to the jib 5 and below to the superstructure 3 and which is usually designed as a hydraulic cylinder, from its laterally projecting operating position into an upright rest position pivotable.
  • the boom 5 is designed in the usual way as a lattice mast.
  • One or more deflection pulley(s) is rotatably mounted on a boom tip 5a of the boom 5 facing away from the tower 4, via which one or more hoist ropes 11 are connected from the hoist h via the pulley head 10 to the on the hoist rope(s) 11 attached support means T are guided.
  • the aforementioned components and their connection to one another are described purely by way of example and are not a prerequisite for the implementation of the invention, which is not limited to the mobile harbor crane specifically described by way of example.
  • a camera 12 (see FIG. 2) is arranged and set up according to the invention on a jib tip 5a of the jib 5 .
  • the slewing jib crane 1 includes a controller 15, by means of which the method according to the invention can be carried out in particular.
  • FIG. 2 shows a schematic view of the slewing jib crane 1 with a camera 12 arranged on its jib tip 5a.
  • a camera 12 arranged on its jib tip 5a.
  • only one hoisting cable 11 is shown here as an example.
  • the detection range of the camera arranged in the area of the boom tip 5a 12 is directed towards the suspension means T hanging on the at least one hoist rope 11 .
  • a camera axis 12a of the camera 12 is aligned essentially parallel to a weight axis 200 .
  • the camera 12 is set up to optically detect a lateral actual position of the suspension element T, for example using at least one, in particular outer, contour of the suspension element T and/or using at least one target marking on the suspension element T that can be detected by the camera 12.
  • the actual position of the suspension element T is then sent to the controller 15 by means of a signal connection 16 .
  • the arrangement of the controller 15 on the slewing jib crane 1 is freely selectable.
  • the arrangement of the controller 15 chosen in FIG. 2 is only used for a simplified schematic representation.
  • the camera 12 is articulated about a first bearing axis 14.1, the first bearing axis 14.1 being arranged perpendicularly to the camera axis 12a, in the present illustration of FIG. 2 also perpendicularly to the plane of the drawing. Rotatability of the camera 12 about the first bearing axis 14.1 serves to compensate for pivoting movements of the boom 5 about the horizontal rocking axis W. This also enables the camera axis 12a to be aligned during pivoting movements of the boom 5.
  • the camera 12 can also be articulated about a second bearing axis 14.2, which is arranged perpendicularly to the camera axis 12a and to the first bearing axis 14.1.
  • a rotary joint is provided for each bearing axis 14.1, 14.2, which enables the camera 12 to rotate about the respective bearing axis 14.1, 14.2 in two directions of rotation.
  • a superimposition of rotational movements about the first bearing axis 14.1 and the second bearing axis 14.2 is possible here.
  • a focal point of the camera 12 is arranged at a distance from the bearing axes 14.1, 14.2 in such a way that the camera 12 is suspended like a pendulum. The camera axis 12a is thus aligned automatically by its own weight.
  • Movements of the camera 12 are dampened by means of a damper (not shown), in particular a torsion damper, in order to enable the camera axis 12a to be aligned essentially parallel to the weight force axis 200 even in the event of dynamic movements and/or vibrations of the boom 5 .
  • a damper is provided for each bearing axis 14.1, 14.2, so that rotational movements about the respective bearing axis 14.1, 14.2 can be damped.
  • An angular deviation 100 of the camera axis 12a from the weight force axis 200 can be detected by means of an angle sensor 13 arranged on the camera 12 .
  • the angle sensor 13 detects the angular deviation 100 in all possible directions of rotation of the camera 12, in this case four.
  • a static angle deviation 100 due to friction in or on the respective swivel joint and/or damper is also possible.
  • the angular deviation 100 is sent to the controller 15 by means of a signal connection 16, which can be the signal connection 16 for the camera 12 for transmitting the detected actual position of the suspension element T or a further separate signal connection 16.
  • the controller 15 determines, for example with the aid of suitable evaluation software, a relative displacement between the lateral actual position and a lateral target position of the suspension element T.
  • the lateral target position is predetermined and in particular freely selectable.
  • a center of gravity of suspension element T in the lateral target position preferably lies on a virtual target line that points in the direction of weight axis 200 and, in doing so, passes through the point at which hoist rope 11 runs off the deflection pulley or, in the case of multiple hoist ropes 11 and deflection pulleys, through a center point of one of line formed at all drainage points.
  • the angle deviation 100 can be taken into account when determining the relative displacement.
  • the angle deviation 100 of the camera axis 12a from the weight force axis 200 detected by the angle sensor 13 is used here to correct the lateral actual position of the suspension element T detected by the camera 12, which is incorrect due to the angle deviation 100.
  • the controller 15 determines control commands for driving the slewing gear d and/or driving the luffing gear w and/or driving the hoisting gear h in order to reduce, preferably completely eliminate or avoid the relative displacement.
  • the control commands are sent from the controller 15 to the respective drive by means of a further signal connection 16 .

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Auslegerdrehkran (1) mit einem Antrieb zum Heben oder Senken eines an dem mindestens einen Hubseil (11) hängenden Elements (T; LAM; L) in Form eines Tragmittels (T) und/oder Lastaufnahmemittels (LAM) und/oder einer davon aufgenommenen Last (L) sowie einer Steuerung (15), wobei im Bereich der Auslegerspitze (5a) eine Kamera (12) angeordnet ist, deren Erfassungsbereich auf das Element (T; LAM; L) gerichtet ist. Um den Auslegerdrehkran zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass mittels eines an der Kamera (12) angeordneten Winkelsensors (13) eine Winkelabweichung (100) der Kameraachse (12a) von der Gewichtskraftachse (200) erfassbar ist und mittels der Steuerung auf Basis der Winkelabweichung (100) die mittels der Kamera (12) erfasste laterale Ist-Position des Elements (T; LAM; L), vorzugsweise rechnerisch, korrigierbar ist. Außerdem betritt die Erfindung ein Verfahren zur Reduzierung, vorzugsweise Beseitigung oder Vermeidung, von Pendelbewegungen im Betrieb eines Auslegerdrehkrans (1).

Description

Auslegerdrehkran mit einer Kamera sowie Verfahren zur Reduzierung von Lastpendelungen im Kranbetrieb
Die Erfindung betrifft einen Auslegerdrehkran gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 7.
Bedingt durch mechanische Eigenschaften des Hubseils, insbesondere dessen Flexibilität, und aufgrund von auf das hieran hängende Element, insbesondere Tragmittel und/oder das Lastaufnahmemittel und/oder die davon aufgenommene Last, wirkenden Kräften, beispielsweise Zentrifugal- oder Windkräften, sowie aufgrund von Schrägzug kann es zu einer relativen Verschiebung des jeweiligen Elements aus einer lateralen Soll-Position kommen. Dabei können unerwünschte Pendelbewegungen entstehen, insbesondere Lastpendelbewegungen. Um derartige Verschiebungen ermitteln und anschließend mit entsprechenden Regelungsstrategien der Antriebe die unerwünschten Pendelbewegungen zumindest reduzieren oder vermeiden zu können, muss eine laterale Ist-Position des Tragmittels und/oder Lastaufnahmemittels und/oder der Last bekannt sein.
Aus der EP 1 992 583 B1 ist ein Kran mit einer Sensoreinheit zur Ermittlung eines Seilwinkels relativ zur Gravitationskraftrichtung bekannt, bei dem die Sensoreinheit an einem am Hubseil geführten Seilfolgeelement angeordnet ist. Eine solche mit dem Hubseil pendelnde Mechanik ist allerdings anfällig gegenüber Beschädigungen.
Aus der EP 1 880 971 B1 ist ein Kran mit einem Gyroskopsensor zur Ermittlung einer Verdrehung einer Hakentraverse bekannt, wobei der Gyroskopsensor an der Hakentraverse angeordnet ist. Eine solche Anordnung des Sensors hat den Nachteil, dass eine Funk-Datenübertragung von dem Sensor zu einer Kransteuerung unsicher ist.
Ein gattungsgemäßer Auslegerdrehkran ist aus der DE 10 2013 012 019 A1 bekannt. Weitere Krane mit einer Kamera zur Erfassung der Last oder des Seilwinkels sind aus der EP 2 878 565 A1 , DE EP 3 000 761 A1 und der DE 26 42 373 A1 bekannt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Auslegerdrehkran sowie ein Verfahren zu verbessern, mittels welchem auf einfache Weise eine Reduzierung, vorzugsweise Beseitigung oder Vermeidung, von Pendelbewegungen des Tragmittels und/oder Lastaufnahmemittels und/oder der Last im Kranbetrieb ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch einen Auslegerdrehkran mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
Erfindungsgemäß wird ein Auslegerdrehkran mit einem Ausleger, der im Bereich seiner Auslegerspitze mindestens eine Umlenkrolle für mindestens ein Hubseil aufweist, und einem Antrieb zum Schwenken des Auslegers um eine horizontale Wippachse und einem Antrieb zum Drehen des Auslegers um eine vertikale Drehachse und einem Antrieb zum Heben oder Senken eines an dem mindestens einen Hubseil hängenden Elements in Form eines Tragmittels und/oder Lastaufnahmemittels und/oder einer davon aufgenommenen Last sowie einer Steuerung, wobei im Bereich der Auslegerspitze eine Kamera angeordnet ist, deren Erfassungsbereich auf das an dem mindestens einen Hubseil hängende Element gerichtet und deren Kameraachse im Wesentlichen parallel zu einer Gewichtskraftachse ausgerichtet ist, wobei die Kamera eingerichtet ist, eine laterale Ist-Position des Elements zu erfassen, und die Steuerung ausgebildet und eingerichtet ist, eine relative Verschiebung zwischen der lateralen Ist-Position und einer lateralen Soll-Position des Elements zu ermitteln und auf Basis der relativen Verschiebung Steuerbefehle für mindestens einen der vorgenannten Antriebe zu bestimmen, um die relative Verschiebung zu reduzieren, vorzugsweise vollständig zu beseitigen oder zu vermeiden, dadurch verbessert, dass mittels eines an der Kamera angeordneten Winkelsensors eine Winkelabweichung der Kameraachse von der Gewichtskraftachse erfassbar ist und mittels der Steuerung auf Basis der Winkelabweichung die mittels der Kamera erfasste laterale Ist-Position des Elements, vorzugsweise rechnerisch, korrigierbar ist.
Mit anderen Worten wird die durch den Winkelsensor erfasste, insbesondere gemessene, Winkelabweichung der Kameraachse von der Gewichtskraftachse dazu verwendet, die von der Kamera erfasste laterale Ist-Position des Tragmittels, welche aufgrund der Winkelabweichung fehlerhaft ist, zu korrigieren. Mittels der Steuerung, insbesondere mittels einer geeigneten Auswertesoftware, kann die Winkelabweichung bei der Ermittlung der relativen Verschiebung entsprechend berücksichtigt werden.
Unter Tragmittel wird im Rahmen der Erfindung eine fest mit dem Kran verbundene Komponente verstanden, die zwischen dem Hubseil und einem Lastaufnahmemittel oder zwischen dem Hubseil und einer unmittelbar und direkt mit dem Tragmittel verbundenen Last angeordnet ist. Das Tragmittel kann beispielsweise einen Lasthaken, eine Unterflasche und/oder eine Hakentraverse umfassen, wobei das entsprechende Tragmittel dann jeweils für einen dauerhaften Betrieb, auch für unterschiedliche Arten und Formen von Lastaufnahmemitteln und/oder Lasten, mit dem Kran verbunden ist und bleibt. Demgegenüber ist das, vorzugsweise zur unmittelbaren und direkten Aufnahme der Last vorgesehene, Lastaufnahmemittel während des Betriebs je nach Art und Form der umzuschlagenden Lasten wechselbar, beispielsweise von einem auch als Spreader bezeichneten Containergeschirr zum Umschlagen von Containern zu einem Greifer für den Umschlag von Schüttgut oder auch zwischen unterschiedlichen Größen derselben Lastaufnahmemittelart, beispielsweise verschiedene Greifer für unterschiedliche Schüttgüter.
Unter Steuerbefehle bestimmen wird im Rahmen der Erfindung verstanden, dass Steuerbefehle hinsichtlich ihrer Art, beispielsweise Wippen oder Drehen, und hinsichtlich ihrer Größe, beispielsweise für eine Dauer von zehn Sekunden oder um einen Winkel von 10°, festgelegt werden. Das Festlegen der Steuerbefehle kann ein Erzeugen oder Generieren der Steuerbefehle umfassen. Die Steuerbefehle werden anschließend an den jeweiligen Antrieb gesendet.
Mit anderen Worten ist mittels der erfindungsgemäß angeordneten und eingerichteten Kamera beispielsweise die laterale Ist-Position des Tragmittels und/oder des Lastaufnahmemittels und/oder der aufgenommenen Last als am mindestens einen Hubseil hängendes Element optisch erfassbar. Die laterale Ist-Position des jeweiligen Elements ist insbesondere anhand mindestens einer, insbesondere äußeren, Kontur des Elements und/oder im Rahmen des unten genannten Systems anhand mindestens einer von der Kamera erfassbaren Zielmarkierung an dem Element erfassbar. In diesem Zusammenhang können in der Steuerung auch typische Konturen des für die Ermittlung der relativen Verschiebung betrachteten Elements hinterlegt sein, die dann mit Kameradaten, insbesondere Kamerabildern, abgeglichen werden können, um die laterale Ist-Position des Elements zu erfassen.
Die Steuerung ermittelt, insbesondere mithilfe einer geeigneten Auswertesoftware, eine Abweichung der lateralen Ist-Position von einer lateralen Soll-Position des Elements. Dies kann insbesondere anhand einer Abweichung der von der Kamera erfassten Ist-Position der mindestens einen Zielmarkierung und/oder Kontur von einer Soll-Position der mindestens einen Zielmarkierung und/oder Kontur erfolgen.
Es ist auch denkbar, dass mittels der erfassten Konturen ein Schwerpunkt des für die Ermittlung der relativen Verschiebung betrachteten Elements ermittelbar ist und der Schwerpunkt für eine Ermittlung der relativen Verschiebung zwischen der lateralen Ist-Position und einer lateralen Soll-Position des Elements verwendet wird.
Die laterale Soll-Position ist vorgegeben und insbesondere frei wählbar. Vorzugsweise liegt ein Schwerpunkt des betrachteten Elements, insbesondere Tragmittels und/oder Lastaufnahmemittels und/oder Last, in der lateralen Soll-Position auf einer virtuellen Soll-Linie, welche in Richtung der Gewichtskraftachse zeigt und dabei durch den Ablaufpunkt des Hubseils von der Umlenkrolle oder bei mehreren Hubseilen und Umlenkrollen sowie entsprechenden Ablaufpunkten durch einen Mittelpunkt einer von allen Ablaufpunkten gebildeten Linie verläuft.
Anhand der relativen Verschiebung des für deren Ermittlung betrachteten Elements werden mittels der Steuerung Steuerbefehle für mindestens einen der Antriebe bestimmt, um eine Dämpfung oder Vermeidung von Pendelbewegungen des Elements, also insbesondere des Tragmittels und/oder Lastaufnahmemittels und/oder der Last, zu erreichen. Eine Vermeidung von Pendelbewegungen ist insbesondere durch eine Erfassung von (unerwünschtem) Schrägzug einer noch nicht angehobenen Last möglich, wobei die Steuerung Steuerbefehle für mindestens einen der Antriebe bestimmen kann, bevor Pendelbewegungen auftreten.
Die Kamera ist vorzugsweise eingerichtet, zusätzlich zur lateralen Verschiebung auch eine rotatorische Verschiebung beziehungsweise Verdrehung des Elements zu erfassen. Auf Basis einer solchen Verschiebung ist insbesondere eine Winkellage des Elements, insbesondere der Last, ermittelbar, welche insbesondere bei einer Handhabung des Elements, insbesondere der Last, berücksichtigt werden kann.
Mit dem erfindungsgemäßen Auslegerdrehkran kann in vorteilhafter weise ohne zusätzliche Sensorik am Hubseil oder Tragmittel die laterale Ist-Position des entsprechenden Elements ermittelt werden. Die Kamera ist in einem Bereich des Auslegers angeordnet, in dem geringe Kräfte wirken. Mechanische Verbindungen mit dem Hubseil oder dem Tragmittel oder einem anderen am Hubseil hängenden Element sind nicht erforderlich. Eine Signalübertragung von der Kamera zu der Steuerung kann daher in besonders einfacher Weise über eine übertragungssichere Kabelverbindung realisiert werden. Aber auch eine drahtlose Signalübertragung ist vorteilhaft möglich, da durch die Anordnung der Kamera an der Auslegerspitze keine Beeinträchtigung des direkten Signalwegs, beispielsweise durch Bewegungen des mindestens einen Hubseils und daran hängenden Elementen, zu befürchten sind.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Kamera gelenkig gelagert ist, um eine Ausrichtung der Kameraachse zu ermöglichen, wobei die Kamera vorzugsweise um eine erste Lagerachse, welche senkrecht zur Kameraachse angeordnet ist, und/oder um eine zweite Lagerachse, welche senkrecht zur Kameraachse und zur ersten Lagerachse angeordnet ist und vorzugsweise die erste Lagerachse schneidet, gelenkig gelagert ist, um eine Ausrichtung der Kameraachse zu ermöglichen.
Eine Drehbarkeit der Kamera um die erste Lagerachse dient insbesondere einem Ausgleich von Schwenk-Bewegungen des Auslegers, also bei Veränderung der Ausladung des Auslegers.
Je Lagerachse kann ein Drehgelenk vorgesehen sein, welches eine Drehbewegung der Kamera um die jeweilige Lagerachse, insbesondere in zwei Drehrichtungen, ermöglicht. Es ist also denkbar, dass zwei Drehgelenke vorgesehen sind, wobei jedes der Drehgelenke eine Drehbewegung der Kamera um eine der Lagerachsen ermöglicht. Vorzugsweise ist ein einziges Drehgelenk vorgesehen, welches Drehbewegungen der Kamera um die erste und zweite Lagerachse ermöglicht. Eine Überlagerung der Drehbewegungen um die erste und zweite Lagerachse ist möglich.
Auch ist ein Kugelgelenk zur Lagerung der Kamera an dem Ausleger denkbar, jedoch sind Bewegungen, welche nicht um die erste oder zweite Achse erfolgen, unerwünscht und daher vorzugsweise unterbunden, beispielsweise durch eine entsprechende Führung.
Hierdurch ist es möglich, die Kameraachse auch bei Schwenk- und/oder Dreh- Bewegungen des Auslegers im Wesentlichen parallel zu der Gewichtskraftachse auszurichten, um eine möglichst genaue Erfassung der lateralen Ist-Position und damit eine möglichst genaue Ermittlung der relativen Verschiebung zwischen der lateralen Ist-Position und der lateralen Soll-Position sicherzustellen.
In konstruktiv einfacher Weise ist ein Schwerpunkt der Kamera derart zu der/den Lagerachse(n) beabstandet angeordnet, dass sich eine pendelartige Aufhängung der Kamera ergibt, bei der die Ausrichtung der Kameraachse selbsttätig durch ihr Eigengewicht erfolgt. Hierdurch wird passiv, das heißt ohne weitere Hilfsmittel, erreicht, dass die Kameraachse in einer Gleichgewichtslage der Kamera im Wesentlichen parallel zur Gewichtskraftachse ausgerichtet ist.
Vorteilhaft ist eine Bewegung der Kamera mittels eines Dämpfers dämpfbar und der Dämpfer vorzugsweise als Torsionsdämpfer ausgebildet.
Vorzugsweise ist für jede Lagerachse ein Dämpfer vorgesehen, sodass Drehbewegungen um die jeweilige Lagerachse dämpfbar sind. Der Dämpfer ist insbesondere ausschließlich einer einzigen Lagerachse zugeordnet. Es ist jedoch auch möglich, dass ein Dämpfer mehreren Lagerachsen zugeordnet ist.
Der Dämpfer ist zwischen der Kamera und dem Ausleger angeordnet. Der Dämpfer kann mit dem jeweiligen Drehgelenk eine bauliche Einheit bilden oder unabhängig von dem jeweiligen Drehgelenk angeordnet sein.
Der beispielsweise als Torsionsdämpfer ausgebildete Dämpfer ist jeweils einer einzigen Lagerachse zugeordnet, um die jeweilige Lagerachse angeordnet und bildet mit dem Drehgelenk vorzugsweise eine bauliche Einheit.
Der Dämpfer, insbesondere Torsionsdämpfer, kann beispielsweise als Öldämpfer ausgebildet sein. Selbstverständlich können auch andere Dämpferarten eingesetzt werden. Mittels des Dämpfers wird eine im Wesentlichen parallele Ausrichtung der Kameraachse zur Gewichtskraftachse auch bei dynamischen Bewegungen und/oder Schwingungen des Auslegers ermöglicht.
Der Winkelsensor erfasst die Winkelabweichung vorzugsweise in allen, beispielsweise vier, möglichen Drehrichtungen der Kamera. Es ist auch denkbar, dass der Winkelsensor die Winkelabweichung in nur einer, zwei oder drei Drehrichtungen erfasst. Außerdem kann bei einer Ausführungsform mit nur einer Lagerachse der Kamera vorgesehen sein, dass der Winkelsensor Winkelabweichungen quer, vorzugsweise senkrecht, zu den möglichen Drehrichtungen der Kamera erfasst, die beispielsweise aufgrund von elastischen Verformungen des Auslegers bei dessen Dreh-Bewegungen auftreten können.
Eine solche Winkelabweichung kann beispielsweise eine durch Schwingungen und/oder Pendelbewegung der Kamera erzeugte dynamische Winkelabweichung sein. Auch eine statische Winkelabweichung aufgrund von Reibung in oder an dem Drehgelenk und/oder Dämpfer ist möglich.
Durch eine Kenntnis der Winkelabweichung ist eine Erzielung einer hohen Genauigkeit bei der Ermittlung der Ist-Position des für die Ermittlung der relativen Verschiebung betrachteten Elements möglich. Eine Winkelabweichung würde als eine relative Verschiebung zwischen der lateralen Ist-Position und der lateralen Soll- Position interpretiert, sodass fehlerbehaftete Steuerbefehle bestimmt würden.
Vorteilhafter Weise ist der Auslegerdrehkran als Hafenkran, insbesondere Hafenmobilkran ausgebildet. Ein solcher Kran ist aus der WO 2011/098542 A1 bekannt. Des Weiteren sind bereits aus dem Firmenprospekt der Konecranes Global Corporation mit dem Titel „Diesel-Electric Model 4 Mobile Harbor Cranes“ sogenannte Hafenmobilkrane bekannt, mit denen Container oder Schüttgüter in Seehäfen oder Container-Terminals umgeschlagen werden. Ein derartiger Auslegerdrehkran besteht im Wesentlichen aus einem Unterwagen, mit dem sich der Auslegerdrehkran auf dem Land, beispielsweise einem Kai, oder auf einem Schwimmponton abstützt, und einem um eine vertikale Drehachse drehbar auf dem Unterwagen gelagerten Oberwagen. Der Unterwagen kann über Reifen auf dem Kai oder über Schienenräder auf Schienen verfahrbar sein. Während des Umschlagbetriebes kann der Unterwagen über Stützen abgestützt werden.
Auf dem Oberwagen sind ein sich in Vertikalrichtung erstreckender Turm, ein Drehwerk für das Drehen eines Auslegers und/oder Oberwagens um die Drehachse, ein Hubwerk für das Auf- und Abwickeln eines Hubseils zum Heben beziehungsweise Senken des daran hängenden Elements in Form eines Tragmittels und/oder Lastaufnahmemittels und/oder einer davon aufgenommenen Last angeordnet. Auch ein Gegengewicht ist vorzugsweise auf dem Oberwagen angeordnet. Der Ausleger kann an einer vom Gegengewicht abgewandten Seite des Turms um eine horizontale Wippachse schwenkbar mit dem Oberwagen oder dem Turm verbunden sein. Zusätzlich ist der Ausleger über einen am Ausleger und am Oberwagen oder T urm angelenkten Wippzylinder aus seiner seitlich auskragenden Betriebsstellung in eine weniger weit auskragende oder aufrechte andere Betriebs- oder Ruhestellung verschwenkbar. Außerdem ist der Ausleger vorzugsweise als Fachwerkkonstruktion, beispielsweise in Form eines Gittermastes, ausgebildet. Je nach Ausgestaltung des Krans, können einzelne der vorgenannten Komponenten auch weggelassen oder anders miteinander verbunden sein, da im Rahmen der Erfindung das Vorhandensein eines um die Wippachse schwenkbaren und um die Drehachse drehbaren Auslegers an einem entsprechenden Auslegerdrehkran ausreicht. Beispielsweise ist es denkbar, dass der Kran keinen Oberwagen aufweist und der Turm mit dem Ausleger über das Drehwerk auf dem Unterwagen gelagert und hierüber gemeinsam um die vertikale Drehachse drehbar sind. Das Hubwerk und das Gegengewicht werden dann nicht vom Oberwagen getragen, sondern sind jeweils an einer anderen geeigneten Stelle des Krans, beispielsweise am Turm, angeordnet.
Die Reduzierung der relativen Verschiebung lässt sich weiter verbessern, indem ein System mit einem Auslegerdrehkran gemäß der Erfindung und mindestens einer an dem Element, insbesondere Tragmittel und/oder Lastaufnahmemittel und/oder einer davon aufgenommenen Last, angeordneten Zielmarkierung zur Erfassung der lateralen Ist-Position des Elements gebildet wird. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige Erfassung der lateralen Ist-Position des hierfür betrachteten Elements.
Die Erfindung richtet sich ferner auf ein Verfahren zur Reduzierung, vorzugsweise Beseitigung oder Vermeidung, von Pendelbewegungen eines an mindestens einem Hubseil eines Auslegerdrehkrans hängenden Elements in Form eines Tragmittels und/oder Lastaufnahmemittels und/oder einer davon aufgenommenen Last, wobei das mindestens eine Hubseil an einem Ausleger des Auslegerdrehkrans im Bereich seiner Auslegerspitze umgelenkt ist, wobei mittels einer im Bereich der Auslegerspitze angeordneten Kamera eine laterale Ist-Position des Elements erfasst wird und mittels einer Steuerung eine relative Verschiebung zwischen der lateralen Ist-Position und einer lateralen Soll-Position des Elements ermittelt wird und auf Basis der relativen Verschiebung Steuerbefehle für einen Antrieb zum Schwenken des Auslegers um eine horizontale Wippachse und/oder einen Antrieb zum Drehen des Auslegers um eine vertikale Drehachse und/oder einen Antrieb zum Heben oder Senken des Elements bestimmt und vorzugsweise an den jeweiligen Antrieb gesendet werden, um die relative Verschiebung zu reduzieren, vorzugsweise vollständig zu beseitigen oder zu vermeiden. Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mittels eines Winkelsensors eine Winkelabweichung einer Kameraachse von einer Gewichtskraftachse erfasst wird und auf Basis der Winkelabweichung eine, vorzugsweise rechnerische, Korrektur der von der Kamera erfassten lateralen Ist- Position erfolgt und anschließend die relative Verschiebung zwischen der korrigierten lateralen Ist-Position und der lateralen Soll-Position des Elements ermittelt wird.
In vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass die laterale Ist-Position anhand mindestens einer Zielmarkierung an dem Element oder anhand mindestens einer Kontur des Elements erfasst wird.
Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass mittels der Kamera und anhand der mindestens einen Zielmarkierung an dem Element oder anhand der mindestens einen Kontur des Elements sowie mittels der Steuerung ein Abstand zwischen dem Element und der Auslegerspitze ermittelt wird, um eine freie Länge des Hubseils zu ermitteln und in die Bestimmung der Steuerbefehle für den Antrieb zum Schwenken des Auslegers um die horizontale Wippachse und/oder den Antrieb zum Drehen des Auslegers um die vertikale Drehachse und/oder den Antrieb zum Heben oder Senken des Elements einzubeziehen.
Die Größe der mindestens einen Zielmarkierung und/oder der mindestens einen Kontur ist hierbei bekannt, sodass mittels einer von der Kamera erfassten Zielmarkierung und/oder Kontur ein Abstand zwischen der Zielmarkierung und/oder Kontur und der Kamera und hieraus ein Abstand zwischen dem Element und der Auslegerspitze ermittelbar sind. Anschließend kann die auch als freie Pendellänge bezeichnete freie Länge des Hubseils ermittelt, insbesondere berechnet, werden.
Weitere Details der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung, in der
Figur 1 eine schematische Ansicht eines Auslegerdrehkrans und
Figur 2 eine schematische Ansicht des Auslegerdrehkrans mit einer an seiner Auslegerspitze angeordneten Kamera zeigt.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Auslegerdrehkrans 1 in Form eines Hafenmobilkrans für den Umschlag von normierten Behältern, insbesondere von ISO- Containern, zwischen Land und Wasser beziehungsweise umgekehrt beziehungsweise innerhalb von Container-Terminals. Dementsprechend ist der Auslegerdrehkran 1 mit einem geeigneten Tragmittel T versehen, das an seinem mindestens einen Hubseil 11 hängt und ein Lastaufnahmemittel LAM, das vorliegend beispielhaft als Spreader zur Aufnahme von ISO-Containern oder anderen normierten Behältern ausgebildet ist, aufnehmen kann. Auch kann der Auslegerdrehkran 1 mit einem Greifer zum Umschlag von Schüttgütern ausgerüstet werden. Das Lastaufnahmemittel LAM ist mit einer beispielhaft als ISO-Container ausgebildeten Last L verbunden.
Der Auslegerdrehkran 1 umfasst im Wesentlichen einen Unterwagen 2 und einen optionalen Oberwagen 3 mit einem Turm 4 und einem Ausleger 5. In üblicher Weise wird der Auslegerdrehkran 1 über seinen Unterwagen 2 auf dem Land, hier einem Kai 7, abgestützt. Über den Unterwagen 2 mit dem Fahrwerk 6, insbesondere einem Radreifenfahrwerk, ist der Auslegerdrehkran 1 auf dem Kai 7 verfahrbar und wird während des Umschlagbetriebes über eine Abstützvorrichtung 8, insbesondere deren Stützen, auf diesem abgestützt. Auch ist es möglich, dass der Auslegerdrehkran 1 auf Schienen verfahrbar oder stationär auf einem Schwimmponton befestigt wird. Auf dem Unterwagen 2 ist der optionale Oberwagen 3 gelagert, der von einem Drehwerk d um eine vertikale Drehachse D und insbesondere relativ zu dem Unterwagen 2 schwenkbar ist. Das Drehwerk d weist üblicher Weise einen Drehkranz im Eingriff mit einem Antriebszahnrad auf. Der Oberwagen 3 trägt auch ein Hubwerk h und im rückwärtigen Bereich ein Gegengewicht 9.
Auch ist auf dem Oberwagen 3 der sich in Vertikalrichtung erstreckende Turm 4 abgestützt, an dessen Spitze ein Rollenkopf 10 mit Seilscheiben befestigt ist. Des Weiteren ist an dem Turm 4, etwa im Bereich seiner halben Länge und auf der dem Gegengewicht 9 abgewandten Seite, der Ausleger 5 angelenkt. Der Ausleger 5 ist um eine horizontale Wippachse W schwenkbar mit dem Turm 4 verbunden und zusätzlich über ein an dem Ausleger 5 und unten an dem Oberwagen 3 angelenktes Wippwerk w, das üblicher Weise als Hydraulikzylinder ausgebildet ist, aus seiner seitlich auskragenden Betriebsstellung in eine aufrechte Ruhestellung verschwenkbar. Außerdem ist der Ausleger 5 in üblicher Weise als Gittermast ausgebildet. An einer dem Turm 4 abgewandten Auslegerspitze 5a des Auslegers 5 ist eine oder sind mehrere Umlenkrolle(n) drehbar gelagert, über die ausgehend von dem Hubwerk h ein oder mehrere Hubseile 11 über den Rollenkopf 10 zu dem an dem/den Hubseil(en) 11 angehängten Tragmittel T geführt sind. Die vorgenannten Komponenten und deren Verbindung untereinander sind rein beispielhaft beschrieben und keine Voraussetzung für die Realisierung der Erfindung, welche nicht auf den beispielhaft konkret beschriebenen Hafenmobilkran beschränkt ist.
An einer Auslegerspitze 5a des Auslegers 5 ist eine Kamera 12 (siehe Figur 2) erfindungsgemäß angeordnet und eingerichtet. Zudem umfasst der Auslegerdrehkran 1 eine Steuerung 15, mittels derer insbesondere das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann.
Die Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht des Auslegerdrehkrans 1 mit einer an seiner Auslegerspitze 5a angeordneten Kamera 12. Der Auslegerdrehkran 1 weist im Bereich seiner Auslegerspitze 5a des Auslegers 5 mindestens eine Umlenkrolle für mindestens ein Hubseil 11 auf. Zur vereinfachten Darstellung ist hier exemplarisch nur ein Hubseil 11 gezeigt.
Der Erfassungsbereich der im Bereich der Auslegerspitze 5a angeordneten Kamera 12 ist auf das an dem mindestens einen Hubseil 11 hängende Tragmittel T gerichtet. Eine Kameraachse 12a der Kamera 12 ist dabei im Wesentlichen parallel zu einer Gewichtskraftachse 200 ausgerichtet. Die Kamera 12 ist eingerichtet, eine laterale Ist- Position des Tragmittels T, beispielsweise anhand mindestens einer, insbesondere äußeren, Kontur des Tragmittels T und/oder anhand mindestens einer von der Kamera 12 erfassbaren Zielmarkierung an dem Tragmittel T, optisch zu erfassen. Die Ist-Position des Tragmittels T wird anschließend mittels einer Signalverbindung 16 an die Steuerung 15 gesendet.
Die Anordnung der Steuerung 15 am Auslegerdrehkran 1 ist frei wählbar. Die in Figur 2 gewählte Anordnung der Steuerung 15 dient lediglich einer vereinfachten schematischen Darstellung.
Die Kamera 12 ist um eine erste Lagerachse 14.1 gelenkig gelagert, wobei die erste Lagerachse 14.1 senkrecht zur Kameraachse 12a angeordnet ist, in der vorliegenden Darstellung von Figur 2 auch senkrecht zur Zeichenebene. Eine Drehbarkeit der Kamera 12 um die erste Lagerachse 14.1 dient einem Ausgleich von Schwenk- Bewegungen des Auslegers 5 um die horizontale Wippachse W. Hierdurch wird also eine Ausrichtung der Kameraachse 12a auch bei Schwenk-Bewegungen des Auslegers 5 ermöglicht. Die Kamera 12 kann zudem um eine zweite Lagerachse 14.2, welche senkrecht zur Kameraachse 12a und zur ersten Lagerachse 14.1 angeordnet ist, gelenkig gelagert sein. Optional ist je Lagerachse 14.1 , 14.2 ein Drehgelenk vorgesehen, welches eine Drehbewegung der Kamera 12 um die jeweilige Lagerachse 14.1 , 14.2 in zwei Drehrichtungen ermöglicht. Eine Überlagerung von Drehbewegungen um die erste Lagerachse 14.1 und zweite Lagerachse 14.2 ist hierbei möglich. Ein Schwerpunkt der Kamera 12 ist derart zu den Lagerachsen 14.1 , 14.2 beabstandet angeordnet, dass sich eine pendelartige Aufhängung der Kamera 12 ergibt. Die Ausrichtung der Kameraachse 12a erfolgt somit selbsttätig durch ihr Eigengewicht. Bewegungen der Kamera 12 werden mittels eines nicht dargestellten Dämpfers, insbesondere Torsionsdämpfers, gedämpft, um eine im Wesentlichen parallele Ausrichtung der Kameraachse 12a zur Gewichtskraftachse 200 auch bei dynamischen Bewegungen und/oder Schwingungen des Auslegers 5 zu ermöglichen. Für jede Lagerachse 14.1 , 14.2 ist ein Dämpfer vorgesehen, sodass Drehbewegungen um die jeweilige Lagerachse 14.1 , 14.2 dämpfbar sind. Mittels eines an der Kamera 12 angeordneten Winkelsensors 13 ist eine Winkelabweichung 100 der Kameraachse 12a von der Gewichtskraftachse 200 erfassbar. Der Winkelsensor 13 erfasst die Winkelabweichung 100 in allen möglichen, vorliegend vier, Drehrichtungen der Kamera 12. Eine solche Winkelabweichung 100 kann beispielsweise eine durch Schwingungen und/oder Pendelbewegung der Kamera 12 erzeugte dynamische Winkelabweichung 100 sein. Auch eine statische Winkelabweichung 100 aufgrund von Reibung in oder an dem jeweiligen Drehgelenk und/oder Dämpfer ist möglich. Die Winkelabweichung 100 wird mittels einer Signalverbindung 16 an die Steuerung 15 gesendet, wobei es sich um die Signalverbindung 16 für die Kamera 12 zum Übertragen der erfassten Ist-Position des Tragmittels T oder um eine weitere separate Signalverbindung 16 handeln kann.
Die Steuerung 15 ermittelt, beispielsweise mithilfe einer geeigneten Auswertesoftware, eine relative Verschiebung zwischen der lateralen Ist-Position und einer lateralen Soll-Position des Tragmittels T. Die laterale Soll-Position ist vorgegeben und insbesondere frei wählbar. Vorzugsweise liegt ein Schwerpunkt des Tragmittels T in der lateralen Soll-Position auf einer virtuellen Soll-Linie, welche in Richtung der Gewichtskraftachse 200 zeigt und dabei durch den Ablaufpunkt des Hubseils 11 von der Umlenkrolle oder bei mehreren Hubseilen 11 und Umlenkrollen durch einen Mittelpunkt einer von allen Ablaufpunkten gebildeten Linie verläuft.
Mittels der Steuerung 15, insbesondere mittels der Auswertesoftware, kann die Winkelabweichung 100 bei der Ermittlung der relativen Verschiebung entsprechend berücksichtigt werden. Die durch den Winkelsensor 13 erfasste Winkelabweichung 100 der Kameraachse 12a von der Gewichtskraftachse 200 wird hierbei dazu verwendet, die von der Kamera 12 erfasste laterale Ist-Position des Tragmittels T, welche aufgrund der Winkelabweichung 100 fehlerhaft ist, zu korrigieren.
Auf Basis der relativen Verschiebung werden von der Steuerung 15 Steuerbefehle für einen Antrieb des Drehwerks d und/oder einen Antrieb des Wippwerks w und/oder einen Antrieb des Hubwerks h bestimmt, um die relative Verschiebung zu reduzieren, vorzugsweise vollständig zu beseitigen oder zu vermeiden. Die Steuerbefehle werden von der Steuerung 15 an den jeweiligen Antrieb mittels einer weiteren Signalverbindung 16 gesendet. Bezugszeichenliste
1 Auslegerdrehkran
2 Unterwagen
3 Oberwagen
4 Turm
5 Ausleger
5a Auslegerspitze
6 Fahrwerk
7 Kai
8 Abstützvorrichtung
9 Gegengewicht
10 Rollenkopf
11 Hubseil
12 Kamera
12a Kameraachse
13 Winkelsensor
14.1 erste Lagerachse
14.2 zweite Lagerachse
15 Steuerung
16 Signalverbindung 100 Winkelabweichung 200 Gewichtskraftachse d Drehwerk
D Drehachse h Hubwerk
L Last
LAM Lastaufnahmemittel
T Tragmittel w Wippwerk W Wippachse

Claims

Patentansprüche
1. Auslegerdrehkran (1) mit einem Ausleger (5), der im Bereich seiner Auslegerspitze (5a) mindestens eine Umlenkrolle für mindestens ein Hubseil (11) aufweist, und einem Antrieb zum Schwenken des Auslegers (5) um eine horizontale Wippachse (W) und einem Antrieb zum Drehen des Auslegers (5) um eine vertikale Drehachse (D) und einem Antrieb zum Heben oder Senken eines an dem mindestens einen Hubseil
(11) hängenden Elements (T; LAM; L) in Form eines Tragmittels (T) und/oder Lastaufnahmemittels (LAM) und/oder einer davon aufgenommenen Last (L) sowie einer Steuerung (15), wobei im Bereich der Auslegerspitze (5a) eine Kamera (12) angeordnet ist, deren Erfassungsbereich auf das Element (T; LAM; L) gerichtet und deren Kameraachse (12a) im Wesentlichen parallel zu einer Gewichtskraftachse (200) ausgerichtet ist, wobei die Kamera (12) eingerichtet ist, eine laterale Ist-Position des Elements (T; LAM; L) zu erfassen, und die Steuerung (15) ausgebildet und eingerichtet ist, eine relative Verschiebung zwischen der lateralen Ist-Position und einer lateralen Soll-Position des Elements (T; LAM; L) zu ermitteln und auf Basis der relativen Verschiebung Steuerbefehle für mindestens einen der vorgenannten Antriebe zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines an der Kamera
(12) angeordneten Winkelsensors (13) eine Winkelabweichung (100) der Kameraachse (12a) von der Gewichtskraftachse (200) erfassbar ist und mittels der Steuerung auf Basis der Winkelabweichung (100) die mittels der Kamera (12) erfasste laterale Ist-Position des Elements (T; LAM; L), vorzugsweise rechnerisch, korrigierbar ist.
2. Auslegerdrehkran (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (12) gelenkig gelagert ist, um eine Ausrichtung der Kameraachse (12a) zu ermöglichen, wobei die Kamera (12) vorzugsweise um eine erste Lagerachse (14.1), welche senkrecht zur Kameraachse (12a) angeordnet ist, und/oder um eine zweite Lagerachse (14.2), welche senkrecht zur Kameraachse (12a) und zur ersten Lagerachse (14.1) angeordnet ist und vorzugsweise die erste Lagerachse (14.1) schneidet, gelenkig gelagert ist, um eine Ausrichtung der Kameraachse (12a) zu ermöglichen.
3. Auslegerdrehkran (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwerpunkt der Kamera (12) derart zu der/den Lagerachse(n) (14.1 , 14.2) beabstandet angeordnet ist, dass sich eine pendelartige Aufhängung der Kamera (12) ergibt, bei der die Ausrichtung der Kameraachse (12a) selbsttätig durch ihr Eigengewicht erfolgt.
4. Auslegerdrehkran (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Dämpfers eine Bewegung der Kamera (12) dämpfbar ist, und der Dämpfer vorzugsweise als Torsionsdämpfer ausgebildet ist.
5. Auslegerdrehkran (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Hafenkran, insbesondere Hafenmobilkran, ausgebildet ist.
6. System mit einem Auslegerdrehkran (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mindestens einer an dem Element (T; LAM; L), insbesondere Tragmittel (T) und/oder Lastaufnahmemittel (LAM) und/oder einer davon aufgenommenen Last (L), angeordneten Zielmarkierung zur Erfassung der lateralen Ist-Position des Elements (T; LAM; L).
7. Verfahren zur Reduzierung, vorzugsweise Beseitigung oder Vermeidung, von Pendelbewegungen eines an mindestens einem Hubseil (11) eines Auslegerdrehkrans (1) hängenden Elements (T; LAM; L) in Form eines Tragmittels (T) und/oder Lastaufnahmemittels (LAM) und/oder einer davon aufgenommenen Last (L), wobei das mindestens eine Hubseil (11) an einem Ausleger (5) des Auslegerdrehkrans (1) im Bereich seiner Auslegerspitze (5a) umgelenkt ist, wobei mittels einer im Bereich der Auslegerspitze (5a) angeordneten Kamera (12) eine laterale Ist-Position des Elements (T; LAM; L) erfasst wird, und mittels einer Steuerung (15) eine relative Verschiebung zwischen der lateralen Ist-Position und einer lateralen Soll-Position des Elements (T; LAM; L) ermittelt wird und auf Basis der relativen Verschiebung Steuerbefehle für einen Antrieb zum Schwenken des Auslegers (5) um eine horizontale Wippachse (W) und/oder einen Antrieb zum Drehen des Auslegers (5) um eine vertikale Drehachse (D) und/oder einen Antrieb zum Heben oder Senken des Elements (T; LAM; L) bestimmt werden, um die relative Verschiebung zu reduzieren, vorzugsweise vollständig zu beseitigen oder zu vermeiden, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Winkelsensors (13) eine Winkelabweichung (100) einer Kameraachse (12a) von einer Gewichtskraftachse 17
(200) erfasst wird und auf Basis der Winkelabweichung (100) eine, vorzugsweise rechnerische, Korrektur der von der Kamera (12) erfassten lateralen Ist-Position erfolgt und anschließend die relative Verschiebung zwischen der korrigierten lateralen Ist-Position und der lateralen Soll-Position des Elements (T; LAM; L) ermittelt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die laterale Ist-Position anhand mindestens einer Zielmarkierung an dem Element (T; LAM; L) oder anhand mindestens einer Kontur des Elements (T; LAM; L) erfasst wird. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der
Kamera (12) und anhand der mindestens einen Zielmarkierung an dem Element (T; LAM; L) oder anhand der mindestens einen Kontur des Elements (T; LAM; L) sowie mittels der Steuerung (15) ein Abstand zwischen dem Element (T; LAM; L) und der Auslegerspitze (5a) ermittelt wird, um eine freie Länge des Hubseils (11) zu ermitteln und in die Bestimmung der Steuerbefehle für den Antrieb zum Schwenken des Auslegers (5) um die horizontale Wippachse (W) und/oder den Antrieb zum Drehen des Auslegers (5) um die vertikale Drehachse (D) und/oder den Antrieb zum Heben oder Senken des Elements (T; LAM; L) einzubeziehen.
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