確定負(fù)荷擺動(dòng)和/或轉(zhuǎn)動(dòng)角和抑制負(fù)荷擺動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于確定在起重機(jī)上的通過至少一個(gè)繩索式的固定件提起的負(fù) 荷的至少一個(gè)擺動(dòng)角和/或轉(zhuǎn)動(dòng)角的方法，其中，起重機(jī)具有懸臂和能夠沿著懸臂借助驅(qū) 動(dòng)裝置線性運(yùn)動(dòng)的滑車，在滑車上通過至少一個(gè)繩索式的固定件固定負(fù)荷，并且在起重機(jī) 上的設(shè)置了至少一個(gè)光學(xué)檢測(cè)裝置以檢測(cè)負(fù)荷的擺動(dòng)角和/或轉(zhuǎn)動(dòng)角，在該方法中借助至 少一個(gè)光學(xué)檢測(cè)裝置檢測(cè)負(fù)荷的擺動(dòng)角和/或轉(zhuǎn)動(dòng)角。此外，本發(fā)明涉及一種用于抑制在 起重機(jī)上的通過至少一個(gè)繩索式的固定件提起的負(fù)荷的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)和/或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方法， 以及一種起重機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了轉(zhuǎn)運(yùn)負(fù)荷、例如從船泊轉(zhuǎn)移到貨車或者火車上，使用起重機(jī)、特別是所謂的集 裝箱橋式起重機(jī)，該起重機(jī)具有基本上水平定向的懸臂以及能夠沿著懸臂借助滑車驅(qū)動(dòng)裝 置線性運(yùn)動(dòng)的滑車。此外，這種起重機(jī)對(duì)于負(fù)荷轉(zhuǎn)移還能夠包括起重機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，通常通過 該裝置，起重機(jī)整體能夠橫向于滑車的運(yùn)動(dòng)方向移動(dòng)并且因此能夠橫向于懸臂移動(dòng)。
[0003] 對(duì)于運(yùn)輸過程而言，其中可能涉及集裝箱或類似物的、要轉(zhuǎn)運(yùn)的負(fù)荷，通過一個(gè)或 多個(gè)繩索式固定件固定在起重機(jī)的滑車上，其中可能涉及繩索、鏈、帶或者類似物。繩索式 固定件的長(zhǎng)度能夠通過與滑車相對(duì)應(yīng)的抬升機(jī)構(gòu)來改變。負(fù)荷能夠直接固定在繩索式固定 件上。替代地，固定件能夠與負(fù)荷提起件、例如所謂的吊具相連，該負(fù)荷承受件又提起負(fù)荷。 為此，吊具有利地包括夾緊裝置，利用該夾緊裝置能夠夾緊不同尺寸的負(fù)荷。
[0004] 在此，通過繩索式固定件和可能的吊具懸掛在滑車上的負(fù)荷能夠通過使用抬升機(jī) 構(gòu)來提升，通過滑車的沿著懸臂的運(yùn)動(dòng)以及懸臂的或者整個(gè)起重機(jī)的運(yùn)動(dòng)、特別是橫向于 滑車的運(yùn)動(dòng)方向的運(yùn)動(dòng)，該負(fù)荷能夠從船上運(yùn)輸?shù)疥懙厣匣蛘叻聪蜻M(jìn)行并且隨后被放置。
[0005] 在這種運(yùn)輸過程中，存在以下問題，即通過滑車的運(yùn)動(dòng)和可能的起重機(jī)的運(yùn)動(dòng)以 及通過外界影響、例如風(fēng)引發(fā)了由繩索引導(dǎo)的負(fù)荷的不同擺動(dòng)類型的運(yùn)動(dòng)。在此，能夠引發(fā) 負(fù)荷的橫向擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)、即引發(fā)線擺類的運(yùn)動(dòng)，以及引發(fā)圍繞其軸線中的一個(gè)的旋轉(zhuǎn)振蕩，其 中負(fù)荷按照轉(zhuǎn)擺類型來運(yùn)動(dòng)。其中后面提到的旋轉(zhuǎn)的振蕩運(yùn)動(dòng)特別地對(duì)于圍繞主要垂直軸 的負(fù)荷的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有重要意義，這種運(yùn)動(dòng)也稱為傾斜運(yùn)動(dòng)。
[0006] 因?yàn)殡S著負(fù)荷的不同振蕩運(yùn)動(dòng)而出現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)，必須觀察這種運(yùn)動(dòng)并且可能的情況 下采取相應(yīng)措施。由現(xiàn)有技術(shù)，預(yù)知了不同的方法，利用這些方法能夠檢測(cè)借助起重機(jī)要轉(zhuǎn) 運(yùn)的、繩索引導(dǎo)的負(fù)荷的當(dāng)前擺動(dòng)角和/或轉(zhuǎn)動(dòng)角。
[0007] 在此，通常在負(fù)荷的當(dāng)前偏轉(zhuǎn)狀態(tài)中，作為擺動(dòng)角測(cè)量或檢測(cè)在至少一個(gè)繩索式 的、用于使負(fù)荷固定在滑車處的固定件和垂線之間圍成的角、或者該角度在由滑車的運(yùn)動(dòng) 方向和垂線所張緊的平面中的投影。檢測(cè)負(fù)荷在其圍繞其軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)相對(duì)于零點(diǎn) 位置已經(jīng)旋轉(zhuǎn)了的角度作為轉(zhuǎn)動(dòng)角。如果負(fù)荷實(shí)施了傾斜運(yùn)動(dòng)、即實(shí)施了圍繞其垂直軸的 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，那么還稱為傾斜角。
[0008] 為了檢測(cè)當(dāng)前的擺動(dòng)角或轉(zhuǎn)動(dòng)角，特別地使用配屬于起重機(jī)結(jié)構(gòu)的光學(xué)檢測(cè)裝 置、例如攝像系統(tǒng)，利用其能夠觀察負(fù)荷的橫向和/或旋轉(zhuǎn)的振蕩運(yùn)動(dòng)。這種攝像系統(tǒng)通常 包括設(shè)置在滑車底側(cè)處的攝像機(jī)以及定位在負(fù)荷上方的、朝向攝像機(jī)且對(duì)于圖像分析所必 需的反射器。通過適當(dāng)?shù)膱D像處理方法，由借助攝像機(jī)和反射器來生成的影像確定負(fù)荷的 當(dāng)前擺動(dòng)角和/或轉(zhuǎn)動(dòng)角。
[0009] 對(duì)于用于確定負(fù)荷的當(dāng)前的擺動(dòng)角和/或轉(zhuǎn)動(dòng)角的攝像系統(tǒng)傳遞可靠的測(cè)量值 的前提條件是，精細(xì)地校正該系統(tǒng)。在此，特別需要，使設(shè)置在滑車處的攝像機(jī)和設(shè)置在負(fù) 荷處的反射器精確的彼此相對(duì)地朝向。
[0010] 該前提條件在起重機(jī)的惡劣運(yùn)行環(huán)境中，通常無法滿足或者僅在大量耗費(fèi)的情況 下得到滿足。一方面存在著結(jié)構(gòu)上的限制，這導(dǎo)致了已知的攝像系統(tǒng)必須裝配在不符合要 求的位置上，由此例如產(chǎn)生了在攝像機(jī)和反射器之間的不期望的偏移。在這種情況下，在測(cè) 量負(fù)荷的當(dāng)前位置時(shí)，有恒定的偏置（Offset)。此外還能夠發(fā)生，必須如下地定位攝像機(jī)， 使得其以一個(gè)角度拍攝負(fù)荷、或者設(shè)置在負(fù)荷頂側(cè)處的反射器。在此對(duì)負(fù)荷位置的測(cè)量還 是包含誤差的，其中誤差取決于提升高度、即繩索式固定件的當(dāng)前長(zhǎng)度相關(guān)，通過該固定件 使負(fù)荷固定在滑車處。在所提到的情況中，代替實(shí)際擺動(dòng)角或轉(zhuǎn)動(dòng)角，檢測(cè)了含誤差的角 度。
[0011] 由現(xiàn)有技術(shù)已知了不同的工作方法，以便克服上述問題。一方面，可以校準(zhǔn)所使用 的攝像系統(tǒng)。為此，在起動(dòng)運(yùn)行的范疇中執(zhí)行補(bǔ)償，以便使攝像機(jī)的零點(diǎn)位置盡可能地與負(fù) 荷的零點(diǎn)位置相一致。這例如能夠通過手動(dòng)校正系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。利用這種校正產(chǎn)生了非常顯 著的耗費(fèi)并且還產(chǎn)生了其他問題，即在起重機(jī)的惡劣環(huán)境中僅在較短的時(shí)間區(qū)間內(nèi)保持校 準(zhǔn)不變。
[0012] 另一種可行性在于，放棄測(cè)量負(fù)荷的絕對(duì)位置信息，并且僅確定位置差值。這意 味著，替代位置，特別是代替當(dāng)前絕對(duì)的擺動(dòng)角或轉(zhuǎn)動(dòng)角，僅檢測(cè)通過差值形成獲得的角速 度。但是，以這種方式獲得的相對(duì)信息經(jīng)常被認(rèn)為是不充分的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 從現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目的是，提供一種用于確定在起重機(jī)上的通過至少一 個(gè)繩索式的固定件提起的前述類型負(fù)荷的至少一個(gè)擺動(dòng)角和/或轉(zhuǎn)動(dòng)角的方法，利用該方 法能夠可靠地確定由繩索引導(dǎo)的負(fù)荷的擺動(dòng)角和/或轉(zhuǎn)動(dòng)角。
[0014] 在用于確定在起重機(jī)上的通過至少一個(gè)繩索式的固定件提起的前述類型負(fù)荷的 至少一個(gè)擺動(dòng)角和/或轉(zhuǎn)動(dòng)角的方法中，該目的由此來實(shí)現(xiàn)，
[0015] -設(shè)定所檢測(cè)的擺動(dòng)角和/或轉(zhuǎn)動(dòng)角含有通過至少一個(gè)光學(xué)檢測(cè)裝置來決定的系 統(tǒng)誤差，并且
[0016] -求出所檢測(cè)的擺動(dòng)角和/或轉(zhuǎn)動(dòng)角所含有的系統(tǒng)誤差值。
[0017] 換句話說，本發(fā)明的基礎(chǔ)構(gòu)想在于，由此有針對(duì)性地出發(fā)，即借助至少一個(gè)常用的 光學(xué)檢測(cè)裝置檢測(cè)的負(fù)荷當(dāng)前擺動(dòng)角度值和/或轉(zhuǎn)動(dòng)角度值是含有誤差的。在此，根據(jù)本 發(fā)明設(shè)定，通過用于角度測(cè)量的、其中例如可能涉及攝像系統(tǒng)的裝置自身決定了該誤差。具 體而言由此出發(fā)，即通過至少一個(gè)所應(yīng)用的光學(xué)裝置的組件的不符合要求的安裝位置，特 別是通過攝像機(jī)和/或反射器的不符合要求的位置、或者該組件的不符合要求的或含誤差 的彼此校正，導(dǎo)致了系統(tǒng)誤差，檢測(cè)到的角度值以該系統(tǒng)誤差偏離于實(shí)際值。系統(tǒng)誤差特別 地涉及偏置、即涉及所測(cè)量的角度值相對(duì)于實(shí)際應(yīng)檢測(cè)的角度值的偏移量。
[0018] 從所檢測(cè)的角度值不是實(shí)際值的設(shè)定出發(fā)，因此根據(jù)本發(fā)明求出該系統(tǒng)誤差的 值。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于所檢測(cè)的擺動(dòng)角和/或轉(zhuǎn)動(dòng)角含有系統(tǒng)誤差的設(shè)定例如通過使 用數(shù)學(xué)模型地進(jìn)行，在數(shù)學(xué)模型中考慮到了擺動(dòng)角或轉(zhuǎn)動(dòng)角可能具有誤差。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的方法能夠與下述無關(guān)地應(yīng)用，即負(fù)荷的擺動(dòng)角和/或轉(zhuǎn)動(dòng)角是否實(shí) 際包含或不包含系統(tǒng)誤差。對(duì)于已經(jīng)正確地校正了所使用的光學(xué)檢測(cè)裝置的情況，例如能 求出零或者低于預(yù)設(shè)闕值的值以作為系統(tǒng)誤差值。因此，還能夠應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的方法，以 便判斷，在起重機(jī)上的光學(xué)檢測(cè)裝置是否被錯(cuò)誤地校正。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的方法有利實(shí)施方式的特征在于，求出無誤差的擺動(dòng)角和/或轉(zhuǎn)動(dòng) 角。
[0022] 如果根據(jù)本發(fā)明求出了負(fù)荷的擺動(dòng)角或轉(zhuǎn)動(dòng)角所包含的系統(tǒng)誤差的值，那么所檢 測(cè)的擺動(dòng)角或轉(zhuǎn)動(dòng)角能夠清除所求出的系統(tǒng)誤差，并且因此能夠獲得負(fù)荷的實(shí)際的、無誤 差的擺動(dòng)角或轉(zhuǎn)動(dòng)角。
[0023] 通過這種根據(jù)本發(fā)明的誤差清除，能夠完全放棄對(duì)于所使用的至少一種光學(xué)裝置 的大量花費(fèi)的手動(dòng)校正，由此顯著地節(jié)省了時(shí)間并且因此節(jié)省了成本。
[0024] 甚至在起重機(jī)結(jié)構(gòu)上的至少一個(gè)光學(xué)檢測(cè)裝置初始化時(shí)，能夠允許已知的含誤差 的裝配或校正，因?yàn)榍蟪隽擞纱舜_定的系統(tǒng)測(cè)量誤差，并且所測(cè)量的角度值能夠去除該誤 差。因此可行的是，光學(xué)檢測(cè)裝置還設(shè)置在與現(xiàn)有技術(shù)不同的位置上、例如更易接觸的位置 上，由此同樣節(jié)省了時(shí)間和成本。
[0025]