一种吊具的防摇方法、装置、系统以及起重设备

文档序号:1931186 发布日期:2021-12-07 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 一种吊具的防摇方法、装置、系统以及起重设备 (Anti-swing method, device and system for lifting appliance and hoisting equipment ) 是由 李强 陈涛 孟庆柱 李卉斌 王兴峰 安津晖 丁睿晟 李鑫 赵君庆 张智博 杨洋 于 2021-09-22 设计创作,主要内容包括:本申请公开了一种吊具的防摇方法、装置、系统以及起重设备,获取吊具的运行状态,若吊具的运行状态是摆动状态,则获取吊具的摆动幅度,以及若摆动幅度大于预设幅度阈值,则调整防摇机构输出的力矩以使吊具在预设幅度区间内摆动。通过先获取到吊具的运行状态是摆动状态时对应的摆动幅度,然后根据摆动幅度与预设幅度阈值,调整防摇机构输出的力矩以使吊具在预设幅度区间内摆动,从而有效减少吊具摆幅,提高作业的安全性以及装卸效率。(The application discloses an anti-swing method, an anti-swing device, an anti-swing system and hoisting equipment of a lifting appliance, wherein the operation state of the lifting appliance is obtained, if the operation state of the lifting appliance is a swing state, the swing amplitude of the lifting appliance is obtained, and if the swing amplitude is larger than a preset amplitude threshold value, the moment output by an anti-swing mechanism is adjusted to enable the lifting appliance to swing within a preset amplitude interval. The corresponding swing amplitude when the operating state of the lifting appliance is the swing state is obtained, and then the moment output by the anti-swing mechanism is adjusted according to the swing amplitude and the preset amplitude threshold value, so that the lifting appliance swings in the preset amplitude interval, the swing amplitude of the lifting appliance is effectively reduced, and the safety of operation and the loading and unloading efficiency are improved.)

一种吊具的防摇方法、装置、系统以及起重设备

技术领域

本申请涉及吊具防摇技术领域,具体涉及一种吊具的防摇方法、装置、系统以及起重设备。

背景技术

目前,随着技术的进步和发展,在工程中通常使用起重机对集装箱进行装卸和搬运,从而提供了诸多便利。起重机通常会先通过吊具对集装箱进行对位,对位之后吊具装载着集装箱进行移动,并将集装箱放置在指定位置上。吊具的移动通常是靠小车或者驾驶室控制,那么当小车移动时会带动吊具移动。由于吊具与小车之间通常是通过钢丝绳连接,在吊具的移动过程中,吊具很有可能会发生摆动,从而导致吊具抓取的集装箱也会跟随摆动。因此,集装箱的摆动会导致吊具将集装箱摆放到指定位置时产生偏差。而且吊具的摆动也会影响吊具装卸集装箱的效率,从而浪费了大量的时间,且如果吊具的摆动过大也可能导致作业的安全性降低。

发明内容

为了解决上述技术问题,提出了本申请。本申请的实施例提供了一种吊具的防摇方法、装置、系统以及起重设备,解决了由于吊具的摆动导致的装卸效率低以及安全性低的问题。

根据本申请的一个方面,提供了一种吊具的防摇方法,包括:获取所述吊具的运行状态;若所述吊具的运行状态是摆动状态,则获取所述吊具的摆动幅度;其中,所述摆动状态表示所述吊具做水平运动;以及若所述摆动幅度大于预设幅度阈值,则调整防摇机构输出的力矩以使所述吊具在预设幅度区间内摆动;其中,所述防摇机构用于控制所述吊具的摆动,所述防摇机构包括第一防摇机构和所述第二防摇机构,所述第一防摇机构与所述第二防摇机构相对设置,所述第一防摇机构与所述吊具远离所述第一防摇机构的一边连接,所述第二防摇机构与所述吊具远离所述第二防摇机构的一边连接。

在一实施例中,所述调整防摇机构输出的力矩包括:获取所述吊具的摆动方向;以及若所述吊具的摆动方向满足预设条件,则调整所述防摇机构输出的力矩。

在一实施例中,所述若所述吊具的摆动方向满足预设条件,则调整所述防摇机构输出的力矩包括:若所述吊具的摆动方向为第一方向,则根据所述摆动幅度与所述预设幅度阈值,计算得到第一幅度补偿值;其中,所述第一方向表示所述吊具由所述第一防摇机构向所述第二防摇机构移动;根据所述第一幅度补偿值和初始力矩,计算得到所述第一防摇机构输出的力矩;其中,所述第一防摇机构输出的力矩用于驱动所述吊具沿所述第一方向的反方向移动。

在一实施例中,所述根据所述第一幅度补偿值和初始力矩,计算得到所述第一防摇机构输出的力矩包括:获取所述第一防摇机构连接所述吊具的第一绳长;根据所述第一绳长,计算得到绳长补偿值;以及根据所述第一幅度补偿值、所述初始力矩和所述绳长补偿值,计算得到所述第一防摇机构输出的力矩。

在一实施例中,所述第一防摇机构包括第一防摇电机,其中,所述根据所述第一幅度补偿值、所述初始力矩和所述绳长补偿值,计算得到所述第一防摇机构输出的力矩包括:获取所述第一防摇电机的第一运行速度;根据所述第一运行速度,计算得到速度补偿值;以及根据所述第一幅度补偿值、所述初始力矩、所述绳长补偿值和所述速度补偿值,计算得到所述第一防摇机构输出的力矩。

在一实施例中,所述若所述吊具的摆动方向满足预设条件,则调整所述防摇机构输出的力矩包括:若所述吊具的摆动方向为第二方向,则根据所述摆动幅度和所述摆动幅度阈值,计算得到第二幅度补偿值;其中,所述第二方向表示所述第二防摇机构向所述第一防摇机构移动;根据所述第二幅度补偿值和初始力矩,计算得到所述第二防摇机构输出的力矩;其中,所述第二防摇机构输出的力矩用于驱动所述吊具以所述第二方向的反方向移动。

在一实施例中,所述吊具的防摇方法还包括:若所述吊具的运行状态为下降状态,则获取所述吊具的扭转角度;若所述扭转角度大于预设扭转角度阈值,则根据所述扭转角度和所述预设扭转角度阈值,计算得到扭转角度补偿值;以及根据所述扭转角度补偿值,计算得到所述防摇机构输出的力矩;其中,所述防摇机构输出的力矩用于抑制所述吊具的扭转。

根据本申请的另一个方面,提供了一种吊具的防摇装置,包括:运行状态获取模块,用于获取所述吊具的运行状态;摆动幅度获取模块,用于若所述吊具的运行状态是摆动状态,则获取所述吊具的摆动幅度;其中,所述摆动状态表示所述吊具做水平运动;以及调整模块,用于若所述摆动幅度大于预设幅度阈值,则调整防摇机构输出的力矩以使所述吊具在预设幅度区间内摆动;其中,所述防摇机构用于控制所述吊具的摆动,所述防摇机构包括第一防摇机构和所述第二防摇机构,所述第一防摇机构与所述第二防摇机构相对设置,所述第一防摇机构所述吊具远离与所述第一防摇机构的一边连接,所述第二防摇机构与所述吊具远离所述第二防摇机构的一边连接。

根据本申请的另一个方面,提供了一种吊具的防摇系统,包括:防摇机构,所述防摇机构设置于所述吊具上,所述防摇机构包括第一防摇机构和第二防摇机构,所述第一防摇机构与所述第二防摇机构相对设置,所述第一防摇机构与所述吊具远离所述第一防摇机构的一边连接,所述第二防摇机构与所述吊具远离所述第二防摇机构的一边连接,所述防摇机构用于控制所述吊具的摆动;以及控制器,所述控制器与所述防摇机构连接,所述控制器用于:获取所述吊具的运行状态;若所述吊具的运行状态是摆动状态,则获取所述吊具的摆动幅度;其中,所述摆动状态表示所述吊具做水平运动;以及若所述摆动幅度大于预设幅度阈值,则调整防摇机构输出的力矩以使所述吊具在预设幅度区间内摆动。

根据本申请的另一个方面,提供了一种起重设备,包括:起重设备本体,所述起重设备本体包括吊具;以及如上述的吊具防摇系统,所述吊具防摇系统设置于所述吊具上。

本申请提供的一种吊具的防摇方法、装置、系统以及起重设备,获取吊具的运行状态,若吊具的运行状态是摆动状态,则获取吊具的摆动幅度,其中,摆动状态表示所述吊具做水平运动,以及若摆动幅度大于预设幅度阈值,则调整防摇机构输出的力矩以使吊具在预设幅度区间内摆动,其中,防摇机构用于控制吊具的摆动,防摇机构包括第一防摇机构和第二防摇机构,第一防摇机构与第二防摇机构相对设置,第一防摇机构与吊具远离第一防摇机构的一边连接,第二防摇机构与吊具远离第二防摇机构的一边连接。通过先获取到吊具的运行状态是摆动状态时对应的摆动幅度,然后根据摆动幅度与预设幅度阈值,调整防摇机构输出的力矩以使吊具在预设幅度区间内摆动,从而有效减少吊具摆幅,提高作业的安全性以及装卸效率。

附图说明

通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述,本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请实施例一起用于解释本申请,并不构成对本申请的限制。在附图中,相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1是本申请一示例性实施例提供的吊具的防摇方法的流程示意图。

图2是本申请一示例性实施例提供的防摇机构输出的力矩调整方法的流程示意图。

图3是本申请另一示例性实施例提供的防摇机构输出的力矩调整方法的流程示意图。

图4是本申请另一示例性实施例提供的防摇机构输出的力矩调整方法的流程示意图。

图5是本申请另一示例性实施例提供的吊具的防摇方法的流程示意图。

图6是本申请一示例性实施例提供的吊具的防摇装置的结构示意图。

图7是本申请另一示例性实施例提供的吊具的防摇装置的结构示意图。

图8是本申请一示例性实施例提供的吊具的防摇系统的结构示意图。

图9是本申请另一示例性实施例提供的吊具的防摇系统的结构示意图。

图10是本申请一示例性实施例提供的电子设备的结构图。

具体实施方式

下面,将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。显然,所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例,而不是本申请的全部实施例,应理解,本申请不受这里描述的示例实施例的限制。

图1是本申请一示例性实施例提供的吊具的防摇方法的流程示意图。如图1所示,吊具的防摇方法包括如下步骤:

步骤110:获取吊具的运行状态。

首先,获取吊具此时的运行状态。该运行状态包括摆动状态、下降状态以及起升状态等。通过获取吊具的运行状态,并根据不同的运行状态确定吊具的防摇控制方法,以提高吊具在各个运行状态下高效率作业。

步骤120:若吊具的运行状态是摆动状态,则获取吊具的摆动幅度。

当吊具处于静止状态时,吊具的摆幅接近零。当吊具摆动时,可通过传感器监测到当前吊具的摆动幅度。通过吊具的摆动幅度可以知道吊具的摆动幅度是过大还是过小,然后调整吊具的摆动幅度,从而减少吊具摆幅,防止吊具的摇摆影响装卸效率。其中,摆动状态表示吊具做水平运动。也就是说,当吊具在下降时不考虑吊具的摆动状态。

步骤130:若摆动幅度大于预设幅度阈值,则调整防摇机构输出的力矩以使吊具在预设幅度区间内摆动。

若摆动幅度大于预设幅度阈值,说明吊具此时的摆动幅度过大,会使集装箱产生较大的摆动。因此通过调整防摇机构输出的力矩以使吊具的摆幅减小,从而使吊具在预设幅度区间内摆动。例如可设定预设幅度阈值为5厘米(cm),吊具当前的摆动幅度为7厘米。可以得到7厘米大于5厘米需要调整防摇机构输出的力矩以使吊具的摆幅在5厘米以内。该预设幅度区间可以为0到5厘米。其中,防摇机构用于抑制吊具的摆动,防摇机构包括第一防摇机构和第二防摇机构,第一防摇机构与第二防摇机构相对设置,第一防摇机构与吊具远离第一防摇机构的一边连接,第二防摇机构与吊具远离第二防摇机构的一边连接。

另外,该防摇机构不仅仅为两个防摇机构,其数量也可以为4个或者8个以上。例如第一防摇机构包括第一子防摇机构和第二子防摇机构。第二防摇机构包括第三子防摇机构和第四子防摇机构。第一子防摇机构与第四子防摇机构相对设置,第三子防摇机构与第二子防摇机构相对设置。且每个子防摇机构均包括防摇电机、钢丝绳、防摇卷筒以及导向滑轮。第一子防摇机构和第二子防摇机构分别与吊具远离第一子防摇机构和第二子防摇机构的一边连接,第三子防摇机构和第四子防摇机构与吊具远离第三子防摇机构和第四子防摇机构的一边连接。其中,第一子钢丝绳的一端与吊具远离第一子防摇机构的一边固定连接。第一子钢丝绳的另一端通过第一子导向滑轮缠绕在第一子防摇卷筒上并与第一子防摇电机连接。第二子钢丝绳的一端与吊具远离第二子防摇机构的一边固定连接。第二子钢丝绳的另一端通过第二子导向滑轮缠绕在第二子防摇卷筒上并与第二子防摇电机连接。第三子钢丝绳的一端与吊具远离第三子防摇机构的另一边固定连接。第三子钢丝绳的另一端通过第三子导向滑轮缠绕在第三子防摇卷筒上并与第三子防摇电机连接。第四子钢丝绳的一端与吊具远离第四子防摇机构的另一边固定连接。第四子钢丝绳的另一端通过第四子导向滑轮缠绕在第四子防摇卷筒上并与第四子防摇电机连接。第一子防摇电机、第二子防摇电机、第三子防摇电机以及第四子防摇电机用于驱动吊具的摆动和抑制吊具的扭转。第一子导向滑轮、第二子导向滑轮、第三子导向滑轮以及第四子导向滑轮用于使对应的第一子钢丝绳、第二子钢丝绳、第三子钢丝绳和第四子钢丝绳沿滑轮的滑动方向滑动。

本申请提供的一种吊具的防摇方法,首先获取吊具的运行状态,然后若吊具的运行状态是摆动状态,则获取吊具的摆动幅度,其中,摆动状态表示吊具做水平运动,以及最后若摆动幅度大于预设幅度阈值,则调整防摇机构输出的力矩以使吊具在预设幅度区间内摆动,其中,防摇机构用于控制吊具的摆动,防摇机构包括第一防摇机构和第二防摇机构,第一防摇机构与第二防摇机构相对设置,第一防摇机构与吊具远离第一防摇机构的一边连接,第二防摇机构与吊具远离第二防摇机构的一边连接。通过先获取到吊具的运行状态是摆动状态时对应的摆动幅度,然后根据摆动幅度与预设幅度阈值,调整防摇机构输出的力矩以使吊具在预设幅度区间内摆动,从而有效减少吊具摆幅,提高作业的安全性以及装卸效率。

图2是本申请一示例性实施例提供的防摇机构输出的力矩调整方法的流程示意图。如图2所示,步骤120可以包括:

步骤121:获取吊具的摆动方向。

通过获取吊具的摆动方向,从而确定吊具是沿第一防摇机构向第二防摇机构移动还是沿第二防摇机构向第一防摇机构移动。

步骤122:若吊具的摆动方向满足预设条件,则调整防摇机构输出的力矩。

若确定出吊具是沿第一防摇机构向第二防摇机构移动,则调整第一防摇机构输出的力矩。若确定出吊具是沿第二防摇机构向第一防摇机构移动,则调整第二防摇机构输出的力矩。该第一防摇机构包括第一防摇电机,第二防摇机构包括第二防摇电机,通过设定第一防摇电机和第二防摇电机的力矩以调整吊具的摆动幅度。

图3是本申请另一示例性实施例提供的防摇机构输出的力矩调整方法的流程示意图。如图3所示,步骤122可以包括:

步骤1221:若吊具的摆动方向为第一方向,则根据摆动幅度与预设幅度阈值,计算得到第一幅度补偿值。

确定出吊具由第一防摇机构向第二防摇机构移动,且摆动幅度大于预设幅度阈值,那么可以先计算摆动幅度与预设幅度阈值之间的第一差值。根据第一差值和初始力矩,计算得到第一幅度补偿值。即第一幅度补偿值等于第一差值与初始力矩之间的乘积。首先确定吊具的摆动幅度超过了预设幅度阈值多少,然后计算出需要补偿的力矩值。也就是说,为了保证吊具在预设幅度区间内摆动,吊具在初始力矩的基础上还需要多少力矩值拉动吊具以使吊具的摆动幅度小于或者等于预设幅度阈值。其中,第一方向表示吊具由第一防摇机构向第二防摇机构移动。

步骤1222:根据第一幅度补偿值和初始力矩,计算得到第一防摇机构输出的力矩。

第一防摇机构输出的力矩等于第一幅度补偿值加上初始力矩。其中,第一防摇机构输出的力矩用于驱动吊具沿第一方向的反方向移动。并将第二防摇机构输出的力矩设定为初始力矩,从而减少吊具的摆幅,提高吊具的装卸效率。

在一实施例中,步骤1222可具体实施为:获取第一防摇机构连接吊具的第一绳长;根据第一绳长,计算得到绳长补偿值;以及根据第一幅度补偿值、初始力矩和绳长补偿值,计算得到第一防摇机构输出的力矩。

第一防摇机构包括第一钢丝绳,且第一防摇机构通过第一钢丝绳连接吊具。第二防摇机构包括第二钢丝绳,且第二防摇机构通过第二钢丝绳连接吊具。当吊具的摆动方向为第一方向时,对第二钢丝绳进行收绳,对第一钢丝绳进行放绳,且放绳后的第一钢丝绳的长度大于收绳后的第二钢丝绳的长度。若收绳后的第二钢丝绳的长度小于平均绳长且放绳后的第一钢丝绳的长度大于平均绳长,则获取第一防摇机构连接吊具的第一绳长。

通过位置编码器可计算出收绳后的第二钢丝绳的第一绳长。根据第一绳长和平均绳长,计算得到绳长补偿值。也就是计算第一绳长和平均绳长的第二差值。根据第二差值和初始力矩,计算得到绳长补偿值。绳长补偿值=(第一绳长-平均绳长)×初始力矩。其中,该平均绳长为吊具在静止状态时检测到的第一钢丝绳的绳长和第二钢丝绳的绳长的平均值。即平均绳长=(第一钢丝绳的绳长+第二钢丝绳的绳长)/2。其中检测到的第一钢丝绳的绳长近似等于第二钢丝绳的绳长。第一防摇机构输出的力矩=第一幅度补偿值+初始力矩+绳长补偿值。为了保证吊具在预设幅度区间内摆动,考虑到收绳后的第二钢丝绳的绳长变化,在初始力矩和第一幅度补偿值已知的情况下还需要多少力矩值拉动吊具以使吊具的摆动幅度小于或者等于预设幅度阈值。

在一实施例中,第一防摇机构包括第一防摇电机,步骤1222可具体实施为:获取第一防摇电机的第一运行速度;根据第一运行速度,计算得到速度补偿值;以及根据第一幅度补偿值、初始力矩、绳长补偿值和速度补偿值,计算得到第一防摇机构输出的力矩。

当吊具在静止状态时,通过速度编码器可测得第一防摇电机和第二防摇电机的运行速度相等。可记为初始速度。速度编码器将检测出来的速度反馈给第一防摇电机,从而实现全闭环控制吊具的摆动幅度,从而提高了速度检测的精准度和系统响应的速度。当吊具的摆动方向为第一方向时,则第一防摇电机的运行速度大于初始速度且第二防摇电机的运行速度小于初始速度。若第一防摇电机的运行速度大于初始速度且第二防摇电机的运行速度小于初始速度,则获取第一防摇电机的第一运行速度。根据第一运行速度和初始速度,计算得到速度补偿值。也就是计算第一运行速度与初始速度的第三差值。根据第三差值和初始力矩,计算得到速度补偿值。即速度补偿值=(第一运行速度-初始速度)×初始力矩。第一防摇机构输出的力矩=第一幅度补偿值+初始力矩+绳长补偿值+速度补偿值。为了保证吊具在预设幅度区间内摆动,考虑到第一防摇电机的运行速度,在初始力矩、第一幅度补偿值以及绳长补偿值已知的情况下还需要多少力矩值拉动吊具以使吊具的摆动幅度小于或者等于预设幅度阈值。

若第一防摇机构包括第一子防摇机构和第二子防摇机构,则第一子防摇机构和第二子防摇机构分别输出的力矩等于第一幅度补偿值+初始力矩+绳长补偿值+速度补偿值。若第二防摇机构包括第三子防摇机构和第四子防摇机构,则第三子防摇机构和第四子防摇机构分别输出的力矩等于初始力矩。

图4是本申请另一示例性实施例提供的防摇机构输出的力矩调整方法的流程示意图。如图4所示,步骤122可以包括:

步骤1223:若吊具的摆动方向为第二方向,则根据摆动幅度和摆动幅度阈值,计算得到第二幅度补偿值。

确定出吊具由第二防摇机构向第一防摇机构移动。且摆动幅度大于预设幅度阈值,那么可以先计算摆动幅度与预设幅度阈值之间的第四差值。根据第四差值和初始力矩,计算得到第二幅度补偿值。即第二幅度补偿值等于第四差值与初始力矩之间的乘积。首先确定吊具的摆动幅度超过了预设幅度阈值多少,然后计算出需要补偿的力矩值。也就是说,为了保证吊具在预设幅度区间内摆动,吊具在初始力矩的基础上还需要增加多大力矩值拉动吊具以使吊具的摆动幅度小于或者等于预设幅度阈值。其中,第二方向表示第二防摇机构向第一防摇机构移动。

步骤1224:根据第二幅度补偿值和初始力矩,计算得到第二防摇机构输出的力矩。

第二防摇机构输出的力矩=第二幅度补偿值+初始力矩,其中,第二防摇机构输出的力矩用于驱动吊具以第二方向的反方向移动。并将第一防摇机构输出的力矩设定为初始力矩,从而减少吊具的摆幅,提高吊具的装卸效率。

在一实施例中,步骤1224可具体实施为:获取第二防摇机构连接吊具的第二绳长;根据第二绳长,计算得到第二防摇机构的绳长补偿值;以及根据第二幅度补偿值、初始力矩和第二防摇机构的绳长补偿值,计算得到第二防摇机构输出的力矩。

第一防摇机构包括第一钢丝绳,且第一防摇机构通过第一钢丝绳连接吊具。第二防摇机构包括第二钢丝绳,且第二防摇机构通过第二钢丝绳连接吊具。当吊具的摆动方向为第二方向时,对第一钢丝绳进行收绳,对第二钢丝绳进行放绳,且放绳后的第二钢丝绳的长度大于收绳后的第一钢丝绳的长度。通过位置编码器可计算出收绳后的第一钢丝绳的第二绳长。根据第二绳长和平均绳长,计算得到第二防摇机构的绳长补偿值,也就是计算第二绳长和平均绳长的第五差值。根据第五差值和初始力矩,计算得到第二防摇机构的绳长补偿值。第二防摇机构的绳长补偿值=(第二绳长-平均绳长)×初始力矩。其中,该平均绳长为吊具在静止状态时检测到的第一钢丝绳的绳长和第二钢丝绳的绳长的平均值。即平均绳长=(第一钢丝绳的绳长+第二钢丝绳的绳长)/2。其中检测到的第一钢丝绳的绳长近似等于第二钢丝绳的绳长。第二防摇机构输出的力矩=第二幅度补偿值+初始力矩+第二防摇机构的绳长补偿值。为了保证吊具在预设幅度区间内摆动,考虑到收绳后的第一钢丝绳的绳长变化,在初始力矩和第二幅度补偿值已知的情况下还需要增加多大力矩值拉动吊具以使吊具的摆动幅度小于或者等于预设幅度阈值。

在一实施例中,第二防摇机构包括第二防摇电机,步骤1224可具体实施为:获取第二防摇电机的第二运行速度;根据第二运行速度,计算得到第二防摇机构的速度补偿值;以及根据第二幅度补偿值、初始力矩、第二防摇机构的绳长补偿值和第二防摇机构的速度补偿值,计算得到第二防摇机构输出的力矩。

当吊具在静止状态时,通过速度编码器可测得第一防摇电机和第二防摇电机的运行速度相等,可记为初始速度。当吊具的摆动方向为第二方向时,第二防摇电机的运行速度大于初始速度以及第一防摇电机的运行速度小于初始速度。若第二防摇电机的运行速度大于初始速度以及第一防摇电机的运行速度小于初始速度,则获取第二防摇电机的第二运行速度。根据第二运行速度和初始速度,计算得到第二防摇机构的速度补偿值,也就是计算第二运行速度与初始速度的第六差值。根据第六差值和初始力矩,计算得到第二防摇机构的速度补偿值。即第二防摇机构的速度补偿值=(第二运行速度-初始速度)×初始力矩。第二防摇机构输出的力矩=第二幅度补偿值+初始力矩+第二防摇机构的绳长补偿值+第二防摇机构的速度补偿值。为了保证吊具在预设幅度区间内摆动,考虑到第二防摇电机的运行速度,在初始力矩、第二幅度补偿值以及第二防摇机构的绳长补偿值已知的情况下还需要增加多大力矩值拉动吊具以使吊具的摆动幅度小于或者等于预设幅度阈值。

图5是本申请另一示例性实施例提供的吊具的防摇方法的流程示意图。如图5所示,吊具的防摇方法还可以包括:

步骤140:若吊具的运行状态为下降状态,则获取吊具的扭转角度。

确定吊具的运行状态是否为下降状态。若是,则获取吊具在下降状态时对应的扭转角度。因为吊具在下降过程中吊具由于重心不稳容易发生扭转,因此通过传感器可确定吊具的扭转角度并通过扭转角度抑制吊具扭转。在吊具的运行状态为下降状态时,即使吊具可能摆动也不需要再进行获取吊具的摆动幅度,只需要获取吊具的扭转角度,从而抑制吊具的扭转即可。

步骤150:若扭转角度大于预设扭转角度阈值,则根据扭转角度和预设扭转角度阈值,计算得到扭转角度补偿值。

若扭转角度大于预设扭转角度阈值时,说明吊具此时扭转角度过大,且大于预设扭转角度阈值,例如可设定预设扭转角度为0.3度。吊具此时的扭转角度为0.5度,则0.5度大于0.3度,说明需要调整防摇机构输出的力矩以抑制吊具的扭转。扭转角度补偿值=(扭转角度-预设扭转角度阈值)×初始力矩。也就是计算扭转角度和预设扭转角度阈值之间的第七差值。根据第七差值和初始力矩,计算得到扭转角度补偿值。

步骤160:根据扭转角度补偿值,计算得到防摇机构输出的力矩。

通过扭转角度补偿值和初始力矩,计算得到防摇机构输出的力矩,并通过防摇机构输出的力矩抑制吊具的扭动。防摇机构输出的力矩=扭转角度补偿值+初始力矩。也就是将第一防摇机构和第二防摇机构输出的力矩分别设定为初始力矩和扭转角度补偿值的和值。

若吊具的运行状态为起升状态,则防摇机构输出的力矩为初始力矩。

若吊具的运行状态为吊具与集卡在对位状态,则防摇机构输出的力矩为预设力矩值。该预设力矩值可以为2×初始力矩。如果防摇机构为4个,那么对应的预设力矩值可以为4×初始力矩。

图6是本申请一示例性实施例提供的吊具的防摇装置的结构示意图。如图6所示,吊具的防摇装置20包括:运行状态获取模块201,用于获取吊具的运行状态,摆动幅度获取模块202,用于若吊具的运行状态是摆动状态,则获取吊具的摆动幅度,其中,摆动状态表示吊具做水平运动,以及调整模块203,用于若摆动幅度大于预设幅度阈值,则调整防摇机构输出的力矩以使吊具在预设幅度区间内摆动,其中,防摇机构用于控制吊具的摆动,防摇机构包括第一防摇机构和第二防摇机构,第一防摇机构与第二防摇机构相对设置,第一防摇机构与吊具远离第一防摇机构的一边连接,第二防摇机构与吊具远离第二防摇机构的一边连接。

本申请提供的一种吊具的防摇装置,通过运行状态获取模块201,用于获取吊具的运行状态,摆动幅度获取模块202,用于若吊具的运行状态是摆动状态,则获取吊具的摆动幅度,其中,摆动状态表示吊具做水平运动,以及调整模块203,用于若摆动幅度大于预设幅度阈值,则调整防摇机构输出的力矩以使吊具在预设幅度区间内摆动,其中,防摇机构用于控制吊具的摆动,防摇机构包括第一防摇机构和第二防摇机构,第一防摇机构与第二防摇机构相对设置,第一防摇机构与吊具远离第一防摇机构的一边连接,第二防摇机构与吊具远离第二防摇机构的一边连接。通过先获取到吊具的运行状态是摆动状态时对应的摆动幅度,然后根据摆动幅度与预设幅度阈值,调整防摇机构输出的力矩以使吊具在预设幅度区间内摆动,从而有效减少吊具摆幅,提高作业的安全性以及装卸效率。

图7是本申请另一示例性实施例提供的吊具的防摇装置的结构示意图。如图7所示,调整模块203可以包括:摆动方向获取单元2031,用于获取吊具的摆动方向;调整子单元2032,用于若吊具的摆动方向满足预设条件,则调整防摇机构输出的力矩。

在一实施例中,调整子单元2032可具体配置为:若吊具的摆动方向为第一方向,则根据摆动幅度与预设幅度阈值,计算得到第一幅度补偿值;其中,第一方向表示吊具由第一防摇机构向第二防摇机构移动;根据第一幅度补偿值和初始力矩,计算得到第一防摇机构输出的力矩;其中,第一防摇机构输出的力矩用于驱动吊具沿第一方向的反方向移动。

在一实施例中,调整子单元2032可具体配置为:获取第一防摇机构连接吊具的第一绳长;根据第一绳长,计算得到绳长补偿值;以及根据第一幅度补偿值、初始力矩和绳长补偿值,计算得到第一防摇机构输出的力矩。

在一实施例中,调整子单元2032可具体配置为:获取第一防摇电机的第一运行速度;根据第一运行速度,计算得到速度补偿值;以及根据第一幅度补偿值、初始力矩、绳长补偿值和速度补偿值,计算得到第一防摇机构输出的力矩。

在一实施例中,调整子单元2032可具体配置为:若吊具的摆动方向为第二方向,则根据摆动幅度和摆动幅度阈值,计算得到第二幅度补偿值;其中,第二方向表示第二防摇机构向第一防摇机构移动;根据第二幅度补偿值和初始力矩,计算得到第二防摇机构输出的力矩;其中,第二防摇机构输出的力矩用于使吊具以第二方向的反方向移动。

在一实施例中,如图7所示,吊具的防摇装置20还包括:扭转角度获取单元204,用于若吊具的运行状态为下降状态,则获取吊具的扭转角度;扭转角度补偿值计算单元205,用于若扭转角度大于预设扭转角度阈值,则根据扭转角度和预设扭转角度阈值,计算得到扭转角度补偿值;以及输出的力矩计算单元206,用于根据扭转角度补偿值,计算得到防摇机构输出的力矩,其中,防摇机构输出的力矩用于抑制所述吊具的扭转。

图8是本申请一示例性实施例提供的吊具的防摇系统的结构示意图。如图8所示,吊具的防摇系统30包括:防摇机构31和控制器32,防摇机构设置于吊具上,防摇机构31包括第一防摇机构311和第二防摇机构312,第一防摇机构311与第二防摇机构312相对设置,第一防摇机构311与吊具远离第一防摇机构311的一边连接,第二防摇机构312与吊具远离第二防摇312机构的一边连接,防摇机构31用于控制吊具的摆动,控制器33与防摇机构31连接,控制器33用于:获取吊具的运行状态;若吊具的运行状态是摆动状态,则获取吊具的摆动幅度;以及若摆动幅度大于预设幅度阈值,则调整防摇机构31输出的力矩以使吊具在预设幅度区间内摆动。

本申请提供的一种吊具的防摇系统,通过先获取到吊具的运行状态是摆动状态时对应的摆动幅度,然后根据摆动幅度与预设幅度阈值,调整防摇机构输出的力矩以使吊具在预设幅度区间内摆动,从而有效减少吊具摆幅,提高作业的安全性以及装卸效率。

图9是本申请另一示例性实施例提供的吊具的防摇系统的结构示意图。如图9所示,第一防摇机构311包括第一子防摇机构3111和第二子防摇机构3112。第二防摇机构312包括第三子防摇机构3113和第四子防摇机构3114。第一子防摇机构3111和第四防摇子机构3114对称设置,第二子防摇机构3112和第三子防摇机构3113对称设置。每个子防摇机构均包含钢丝绳、防摇电机、防摇卷筒和导向滑轮。每根钢丝绳的一端分别与吊具的一角固定连接,另一端通过导向滑轮缠绕在防摇卷筒上。

控制器采用西门子1516高性能PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器,可编程逻辑控制器是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统),运算速度快,通讯速率高。驱动器采用ABB变频器(主要用于控制和调节三相交流异步电机的速度),采用闭环矢量控制模式。防摇电机为三合一电机。防摇电机采用变频器驱动,闭环矢量力矩控制。在防摇钢丝绳卷筒末端配置多圈绝对值编码器,实时检测防摇钢丝绳的出绳长度。通过PLC采集起升高度、载荷重量、起升机构速度、小车机构速度、大车机构速度等关键参数。通过吊具姿态检测系统(ARCK传感器)监控吊具的摆动幅度、扭转角度等状态参数。

全闭环力矩控制的防摇防扭系统具备智能检测和控制的功能,通过采集识别作业工况(起升载荷信号、吊具开闭锁信号、钢丝绳出绳速度、钢丝绳放绳长度、起升、大车、小车的速度信号等),通过PLC控制系统进行运算,计算输出防摇变频器给定力矩和速度,并通过Profibus(过程现场总线)总线采集变频器的实际输出转矩,使防摇钢丝绳达到最佳防摇拉力,实现防摇防扭过程的实时控制。

本申请提供一种起重设备,包括:起重设备本体,起重设备本体包括吊具,以及上述的吊具防摇系统,吊具防摇系统设置于吊具上。

起重设备本体包括小车平台,在小车平台的下方设置有防摇平台,防摇平台用于支撑防摇机构。

本申请提供一种起重设备,通过先获取到吊具的运行状态是摆动状态时对应的摆动幅度,然后根据摆动幅度与预设幅度阈值,调整防摇机构输出的力矩以使吊具在预设幅度区间内摆动,从而有效减少吊具摆幅,提高作业的安全性以及装卸效率。

下面,参考图10来描述根据本申请实施例的电子设备。该电子设备可以是第一设备和第二设备中的任一个或两者、或与它们独立的单机设备,该单机设备可以与第一设备和第二设备进行通信,以从它们接收所采集到的输入信号。

图10图示了根据本申请实施例的电子设备的框图。

如图10所示,电子设备10包括一个或多个处理器11和存储器12。

处理器11可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元,并且可以控制电子设备10中的其他组件以执行期望的功能。

存储器12可以包括一个或多个计算机程序产品,所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质,例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令,处理器11可以运行所述程序指令,以实现上文所述的本申请的各个实施例的吊具的防摇方法以及/或者其他期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储诸如输入信号、信号分量、噪声分量等各种内容。

在一个示例中,电子设备10还可以包括:输入装置13和输出装置14,这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。

在该电子设备是单机设备时,该输入装置13可以是通信网络连接器,用于从第一设备和第二设备接收所采集的输入信号。

此外,该输入装置13还可以包括例如键盘、鼠标等等。

该输出装置14可以向外部输出各种信息,包括确定出的距离信息、方向信息等。该输出装置14可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。

当然,为了简化,图10中仅示出了该电子设备10中与本申请有关的组件中的一些,省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外,根据具体应用情况,电子设备10还可以包括任何其他适当的组件。

所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请实施例操作的程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言,诸如Java、C++等,还包括常规的过程式程序设计语言,诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。

所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外,此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例,但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

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