起重機(jī)的負(fù)載承受器上的負(fù)載測(cè)量的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于測(cè)定作業(yè)技術(shù)裝置的作用在負(fù)載承受器上的力的裝置，所述負(fù)載承受器相對(duì)作業(yè)技術(shù)裝置的組成部件可運(yùn)動(dòng)地設(shè)置，其中，設(shè)置有測(cè)定作用在負(fù)載承受器上的力的傳感器裝置；設(shè)置有傳輸裝置，所述傳輸裝置將由傳感器裝置產(chǎn)生和發(fā)出的表示所述力的信號(hào)無線傳輸給作業(yè)技術(shù)裝置的控制裝置；并且在負(fù)載承受器上設(shè)置有供能裝置，所述供電裝置至少為傳感器裝置和/或傳輸裝置供電。
【專利說明】起重機(jī)的負(fù)載承受器上的負(fù)載測(cè)量
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分的相應(yīng)特征的用于測(cè)定作業(yè)技術(shù)裝置、如起重機(jī)、吊車或類似物的作用在負(fù)載承受器上的力的方法及用于實(shí)施該方法的裝置。
[0002]本發(fā)明尤其是涉及移動(dòng)式機(jī)械、如吊車的負(fù)載承受器上的直接負(fù)載測(cè)量。但它也適用于固定式設(shè)施。負(fù)載承受器通常是鉤子或其它類似的機(jī)械裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]為了作業(yè)技術(shù)裝置的運(yùn)行、即不僅為了正常運(yùn)行而且也出于安全角度必然要求當(dāng)負(fù)載承受器相對(duì)作業(yè)技術(shù)裝置的組成部件可運(yùn)動(dòng)地設(shè)置并且也進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)，能夠檢測(cè)作用在該負(fù)載承受器上的力。對(duì)作業(yè)技術(shù)裝置的運(yùn)行、尤其是對(duì)吊車的運(yùn)行、此外尤其是在安全方面對(duì)負(fù)載力矩限制和作用范圍而言重要的是:應(yīng)知道作用在負(fù)載承受器上的力、尤其是應(yīng)被運(yùn)輸?shù)膽覓煸谪?fù)載承受器(鉤子)上的負(fù)載。除此之外當(dāng)然重要的還:應(yīng)知道其它參數(shù)、例如吊車懸臂的調(diào)整角(Anstellwinkel)、懸臂長度、風(fēng)速、溫度或類參數(shù)。由所有這些檢測(cè)到或手動(dòng)設(shè)定的值、尤其是運(yùn)行參數(shù)來測(cè)定作業(yè)技術(shù)裝置的運(yùn)行、尤其是其作用范圍和其負(fù)載力矩限制。這意味著，根據(jù)所測(cè)定的值得到作業(yè)技術(shù)裝置的允許作用范圍和不允許作用范圍。在此，作用在負(fù)載承受器上的力的運(yùn)行參數(shù)是多個(gè)運(yùn)行參數(shù)之一、但同時(shí)也是一個(gè)重要的運(yùn)行參數(shù)。因?yàn)槿绻缭趹?yīng)用于吊車中時(shí)應(yīng)表明懸掛在鉤子上的負(fù)載根據(jù)懸臂長度并且根據(jù)懸臂的調(diào)整角將導(dǎo)致吊車翻倒，那么基于檢測(cè)到的作用在負(fù)載承受器上的力必須通過控制裝置避免該負(fù)載繼續(xù)運(yùn)動(dòng)或可能被承收。
[0004]因此必須要檢測(cè)作用在負(fù)載承受器上的力。
[0005]已經(jīng)已知了用于測(cè)定作業(yè)技術(shù)裝置的作用在負(fù)載承受器上的力的方法和裝置，其中，不是直接測(cè)定在負(fù)載承受器上的負(fù)載，而是由作業(yè)技術(shù)裝置的其它檢測(cè)到的或預(yù)先設(shè)定的運(yùn)行參數(shù)來間接測(cè)定。雖然這在一定程度上令人滿意，但始終存在不足，即，間接測(cè)定的作用在負(fù)載承受器上的力很不精確并且因此具有高的誤差范圍。在檢測(cè)間接計(jì)算負(fù)載的運(yùn)行參數(shù)時(shí)可能出現(xiàn)時(shí)間延遲，使得間接測(cè)定的負(fù)載并不總是代表實(shí)時(shí)存在的負(fù)載。此外，檢測(cè)這種運(yùn)行參數(shù)——以便基于其間接進(jìn)行負(fù)載測(cè)量——可能意味著高的費(fèi)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的在于:提供一種用于測(cè)定作業(yè)技術(shù)裝置的作用在負(fù)載承受器上的力的方法及用于實(shí)施該方法的裝置，借助它們能夠可靠、迅速且簡(jiǎn)單地檢測(cè)負(fù)載并且將其提供給控制裝置以便進(jìn)一步處理。
[0007]該目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征得以實(shí)現(xiàn)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的裝置設(shè)定:設(shè)置有測(cè)定作用在負(fù)載承受器上的力的傳感器裝置；設(shè)置有傳輸裝置，該傳輸裝置將由傳感器裝置產(chǎn)生和發(fā)出的表示力的信號(hào)無線傳輸給作業(yè)技術(shù)裝置，并且此外在負(fù)載承受器上設(shè)置供能裝置，所述供能裝置至少為傳感器裝置和/或傳輸裝置供電。
[0009]通過直接設(shè)置在負(fù)載承受器上并且測(cè)定作用在該負(fù)載承受器上的力的傳感器裝置直接在負(fù)載的產(chǎn)生位置上測(cè)定負(fù)載并且無需如現(xiàn)有技術(shù)中那樣間接由其它參數(shù)測(cè)定。由此可以極其迅速并且還可靠及精確地提供作用在負(fù)載承受器上的力。傳感器裝置發(fā)出代表在負(fù)載承受器上的力的信號(hào)。因?yàn)樨?fù)載承受器相對(duì)作業(yè)技術(shù)裝置的組成部件可運(yùn)動(dòng)地設(shè)置，有利地進(jìn)一步設(shè)定:傳輸裝置將由傳感器裝置發(fā)出的信號(hào)無線傳輸給作業(yè)技術(shù)裝置的控制裝置。由此可省卻電線，其在負(fù)載承受器與作業(yè)技術(shù)裝置的組成部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況下可能根本無法使用或?qū)⒊惺芨叩哪p。因此，當(dāng)負(fù)載承受器是設(shè)置在鉤繩上的鉤子并且鉤繩在一個(gè)端部上經(jīng)由吊車懸臂的頂端上的轉(zhuǎn)向輥被導(dǎo)向時(shí)，在實(shí)踐中不能連線地實(shí)施信號(hào)傳輸。通常傳感器裝置和/或傳輸裝置需要供電，基于負(fù)載承受器與作業(yè)技術(shù)裝置的組成部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)從作業(yè)技術(shù)裝置向負(fù)載承受器的供電即使可能也是十分困難的。因此進(jìn)一步有利的是:在負(fù)載承受器上設(shè)置供能裝置，所述供能裝置至少為傳感器裝置和/或傳輸裝置供電。由此負(fù)載承受器連同傳感器裝置、傳輸裝置以及供能裝置一起以有利的方式構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的單元，借助該單元能夠迅速、可靠并且主要是直接地測(cè)定作用在負(fù)載承受器上的力并將其傳輸給作業(yè)技術(shù)裝置的控制裝置。根據(jù)傳輸裝置的設(shè)計(jì)，傳感器信號(hào)并非必須傳輸給設(shè)置在作業(yè)技術(shù)裝置中或上的控制裝置，而也可以在必要時(shí)傳輸給獨(dú)立于此的控制裝置，該控制裝置并不設(shè)置在作業(yè)技術(shù)裝置中或上。
[0010]在本發(fā)明的改進(jìn)方案中，傳感器裝置和/或傳輸裝置構(gòu)造成用于借助聲表面波技術(shù)來測(cè)定所述力和/或借助聲表面波技術(shù)來傳輸所述信號(hào)。由此以有利的方式提供一種技術(shù)，借助該技術(shù)可以測(cè)定作用在負(fù)載承受器上的力和/或?qū)⒋碡?fù)載的信號(hào)通過作業(yè)技術(shù)裝置的組成部件傳輸給控制裝置。
[0011]相對(duì)SAW技術(shù)備選的或補(bǔ)充的是:所述傳感器裝置可以構(gòu)造為應(yīng)變片。同樣備選或補(bǔ)充的是:傳輸裝置構(gòu)造為例如根據(jù)IEEE-802-標(biāo)準(zhǔn)(尤其是WLAN)的無線電傳輸裝置。相應(yīng)備選方案的優(yōu)點(diǎn)在于:一方面為了檢測(cè)作用在負(fù)載承受器上的力可以使用傳統(tǒng)技術(shù)、如應(yīng)變片。同樣無線電傳輸作為用于傳輸傳感器信號(hào)的代替SAW技術(shù)的備選方案可供作為檢驗(yàn)(probate)裝置。此外，為了確定作用在負(fù)載承受器上的力也可以冗余地使用SAW技術(shù)、或冗余地使用應(yīng)變片或同時(shí)使用SAW技術(shù)和應(yīng)變片。這個(gè)變型方案的優(yōu)點(diǎn)在于冗余地測(cè)定作用在負(fù)載承受器上的力。一般來說，這通過兩個(gè)相同的測(cè)量原理(例如兩個(gè)具有的應(yīng)變片)或通過兩個(gè)不同的測(cè)量原理(例如一個(gè)是SAW技術(shù)而一個(gè)是應(yīng)變片)來進(jìn)行。這樣在安全角度方面確?？煽康販y(cè)定作用在負(fù)載承受器上的力。這同樣地適用于傳輸路徑或者傳輸裝置。在此也可以冗余地使用兩種相同的技術(shù)(例如冗余地使用SAW技術(shù)或無線電傳輸技術(shù))或冗余地使用兩種不同的傳輸路徑和/或傳輸裝置(例如一個(gè)是通過作業(yè)技術(shù)裝置的組成部件的SAW技術(shù)而一個(gè)是無線電傳輸技術(shù))。上面所描述的有關(guān)傳感器裝置和傳輸裝置的傳感器技術(shù)和傳輸技術(shù)僅僅是示例性的并且沒有限制作用，因此也可以備選或補(bǔ)充地使用不同于上述技術(shù)的其它傳感器裝置或者其它傳輸裝置。
[0012]在本發(fā)明的改進(jìn)方案中，負(fù)載承受器上的供能裝置構(gòu)造為干電池、蓄電池或者太陽能電池。這些列舉也并非限制性的，因而也可使用其它供能裝置，其適合并且構(gòu)造為用于直接在負(fù)載承受器上至少為傳感器裝置和/或傳輸裝置供電。使用干電池的優(yōu)點(diǎn)在于干電池壽命長并且可迅速更換。由于這與固定成本有關(guān)，作為備換方案可考慮使用蓄電池，蓄電池可反復(fù)充電以便在負(fù)載承受器上供電。由于這種蓄電池的充電有可能在作業(yè)技術(shù)裝置運(yùn)行時(shí)構(gòu)成時(shí)間限制，所以還可以進(jìn)一步想到將供能裝置構(gòu)造成太陽能電池。通過這種太陽能電池最大程度地保證永久供電。當(dāng)太陽能電池基于黑暗、遮擋或類似原因不能供電時(shí)，可以以被證明有效的方式考慮能量存儲(chǔ)器(例如蓄電池、電容器或類似物)作為緩沖器。
[0013]概括來說上述說明涉及具有負(fù)載承受器的作業(yè)技術(shù)裝置，其中，力作用在該負(fù)載承受器上并且該負(fù)載承受器相對(duì)作業(yè)技術(shù)裝置的組成部件可運(yùn)動(dòng)地設(shè)置。有利的是將根據(jù)本發(fā)明的裝置或者根據(jù)本發(fā)明的方法應(yīng)用在移動(dòng)式或固定式吊車中，其中，負(fù)載承受器是設(shè)置在吊車?yán)K上的鉤子并且該鉤子借助吊車?yán)K而可以在吊車的懸臂上相對(duì)該懸臂運(yùn)動(dòng)。移動(dòng)式吊車?yán)缡瞧嚻鹬貦C(jī)，固定式吊車?yán)缡强杉茉O(shè)在建筑工地上的格子形桁架起重機(jī)(Gittermastkran)、碼頭起重機(jī)或類似起重機(jī)。負(fù)載承受器并非必須總是一個(gè)單個(gè)的鉤子，而也可以構(gòu)造為專用的負(fù)載承受器(例如用于承受集裝箱)。同樣作業(yè)技術(shù)裝置、尤其是吊車的組成部件并非必須總是懸臂，而也可以是另一構(gòu)件。這同樣適用于吊車?yán)K，其可以是一根，但往往是多根(根據(jù)滑輪原理)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]用于實(shí)施該方法的裝置在唯一的附圖中示出并在下面加以說明。
【具體實(shí)施方式】
[0015]附圖示意性示出負(fù)載承受器I連同其組成部件以及作業(yè)技術(shù)裝置2連同其組成部件、尤其是用于控制該作業(yè)技術(shù)裝置的運(yùn)行的控制裝置。
[0016]負(fù)載承受器I除了未示出的機(jī)械部件(如本來的吊鉤)外還包括傳感器裝置11，在其中為了檢測(cè)作用在負(fù)載承受器I上的力而使用技術(shù)如DMS (應(yīng)變片)、SAW (聲表面波)或其它技術(shù)。傳感器裝置11發(fā)出信號(hào)，該信號(hào)輸送給單元12、尤其是模擬和/或數(shù)字的分析處理單元。在該單元12后可以、但并非必須連接數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置13。在該數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置13中例如可以進(jìn)行傳感器裝置11的或者單元12的輸出信號(hào)的可信度測(cè)試。傳感器裝置11的或單元12的或(如在此示出的)單元13的輸出信號(hào)被提供給傳輸裝置14的輸入端。借助該傳輸裝置14將傳感器裝置11的代表作用在負(fù)載承受器上的力的信號(hào)經(jīng)由傳輸路段3無線傳輸給作業(yè)技術(shù)裝置2的控制裝置中的對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸裝置21。這表示，傳輸裝置14和數(shù)據(jù)傳輸裝置21為了借助無線電傳輸進(jìn)行無線數(shù)據(jù)交換而具有相應(yīng)的發(fā)送和接收裝置。在借助SAW技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸中無需所述發(fā)送和接收裝置。由數(shù)據(jù)傳輸裝置21接收的數(shù)據(jù)可以被、但并非必須被傳輸給數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置22。數(shù)據(jù)傳輸裝置21的或數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置22的輸出信號(hào)被提供給作業(yè)技術(shù)裝置的控制單元23以用于其運(yùn)行。由于原則上已知作業(yè)技術(shù)裝置如何根據(jù)檢測(cè)到的運(yùn)行參數(shù)(但到目前為止僅借助間接的負(fù)載測(cè)量)來運(yùn)行，所以無需相關(guān)描述。數(shù)據(jù)傳輸裝置21 (或數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置22)的數(shù)據(jù)還可以被輸送給過載保險(xiǎn)裝置24 (例如負(fù)載力矩限制裝置)。借助這種同樣已知的負(fù)載力矩限制裝置可以實(shí)現(xiàn)的是:作業(yè)技術(shù)裝置借助控制裝置23可以僅在允許的作用范圍內(nèi)運(yùn)行。如果有必要或期望，也可以在負(fù)載指示器25中顯示所檢測(cè)的和傳輸?shù)膫鞲衅餮b置11的已知表示作用在負(fù)載承受器上的力的信號(hào)。
[0017]在唯一的附圖中僅示出并且在上面于此有關(guān)地說明，在檢測(cè)和傳輸路徑上檢測(cè)作用在負(fù)載承受器上的力并將其無線傳輸給作業(yè)技術(shù)裝置2的控制裝置以便在那里進(jìn)行進(jìn)一步處理。這對(duì)于一些應(yīng)用目的可能是足夠的。但通常要求檢測(cè)和傳輸值冗余地、也就是說至少兩次地并且彼此獨(dú)立地運(yùn)行輸出，以確保在故障情況下在檢測(cè)負(fù)載和/或?qū)⒇?fù)載傳輸給控制裝置時(shí)可以產(chǎn)生作業(yè)技術(shù)裝置的安全關(guān)鍵性狀態(tài)。這兩個(gè)檢測(cè)和傳輸路徑的構(gòu)造可以是相同的或彼此不同。
[0018]下面換種表述來簡(jiǎn)要說明現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明。
[0019]涉及的是移動(dòng)式機(jī)械的負(fù)載承受器上的直接負(fù)載測(cè)量。但也適用于固定式設(shè)施。負(fù)載承受器通常是鉤子或其它類似的機(jī)械裝置。迄今為止還沒有一種可用的方法提供這樣的功能。目前原則上在技術(shù)上可實(shí)現(xiàn)負(fù)載測(cè)量。但其因至今缺乏負(fù)載值(或直接對(duì)應(yīng)的物理量、如電壓、電流或數(shù)字)的傳輸原理而未實(shí)現(xiàn)。作為負(fù)載測(cè)量在此使用如DMS (應(yīng)變片)、SAff (聲表面波)技術(shù)或其它技術(shù)。
[0020]本專利描述了結(jié)合模擬/數(shù)字的分析處理和傳輸單元和用于向負(fù)載承受器上的所有電子元件供電的“獨(dú)立”和“必需”的供電裝置的物理負(fù)載測(cè)量的應(yīng)用。獨(dú)立的供電裝置依賴于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)并且因此是專用的。
[0021]附圖標(biāo)記列表
[0022]
【權(quán)利要求】
1.用于測(cè)定作業(yè)技術(shù)裝置的作用在負(fù)載承受器上的力的裝置，所述負(fù)載承受器相對(duì)作業(yè)技術(shù)裝置的組成部件可運(yùn)動(dòng)地設(shè)置，其特征在于，設(shè)置有測(cè)定作用在負(fù)載承受器上的力的傳感器裝置；設(shè)置有傳輸裝置，所述傳輸裝置將由傳感器裝置產(chǎn)生和發(fā)出的表示所述力的信號(hào)無線傳輸給作業(yè)技術(shù)裝置的控制裝置；并且在負(fù)載承受器上設(shè)置有供能裝置，所述供能裝置至少為傳感器裝置和/或傳輸裝置供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，所述傳感器裝置和/或傳輸裝置構(gòu)造成用于借助聲表面波技術(shù)來測(cè)定力，和/或借助聲表面波技術(shù)來傳輸信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，所述傳感器裝置構(gòu)造為應(yīng)變片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，所述傳輸裝置構(gòu)造為無線電傳輸裝置。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的裝置，其特征在于，傳感器裝置和/或傳輸裝置冗余地存在。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的裝置，其特征在于，所述供能裝置構(gòu)造為干電池、蓄電池或者太陽能電池。
7.用于測(cè)定作業(yè)技術(shù)裝置的作用在負(fù)載承受器上的力的方法，所述負(fù)載承受器相對(duì)作業(yè)技術(shù)裝置的組成部件可運(yùn)動(dòng)地設(shè)置，其特征在于，借助傳感器裝置來測(cè)定作用在負(fù)載承受器上的力，傳輸裝置將由傳感器裝置產(chǎn)生和發(fā)出的表示所述力的信號(hào)無線傳輸給作業(yè)技術(shù)裝置的控制裝置，并且在負(fù)載承受器上，供能裝置至少為傳感器裝置和/或傳輸裝置供電。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，傳感器裝置和/或傳輸裝置借助聲表面波技術(shù)來測(cè)定力，和/或借助聲表面波技術(shù)來傳輸信號(hào)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，所述傳感器裝置和/或傳輸裝置冗余地運(yùn)行。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求至少之一的裝置或者方法在移動(dòng)式或固定式吊車中的應(yīng)用，其中，負(fù)載承受器是設(shè)置在吊車?yán)K上的鉤子并且該鉤子借助吊車?yán)K能在吊車的懸臂上相對(duì)該懸臂運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】G01G3/13GK103764539SQ201280042175
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月31日
【發(fā)明者】R·卡普特爾, H·克滕巴赫, R·托爾蒂 申請(qǐng)人:赫思曼自動(dòng)化控制有限公司