專(zhuān)利名稱：集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集裝箱裝卸技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及集裝箱吊裝過(guò)程中運(yùn)行控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法。

背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會(huì)中，物流的快速發(fā)展使得集裝箱吊裝越來(lái)越追求高效，集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)集裝箱堆放錯(cuò)落有致、高低不齊。吊裝中間稍有不慎，就會(huì)撞翻集裝箱，發(fā)生所謂的“打保齡球”現(xiàn)象，并可能導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。為了安全，起重機(jī)在吊裝過(guò)程中往往要求司機(jī)把吊具起吊垂直升降到最高點(diǎn)，高于堆場(chǎng)內(nèi)所有可能的集裝箱高度，即運(yùn)行在吊具運(yùn)行在集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)吊具絕對(duì)安全運(yùn)行高度輪廓里時(shí)然后再移動(dòng)小車(chē)讓吊具水平快速移動(dòng)(所謂的“門(mén)字形”運(yùn)動(dòng))，從而可以保證吊裝的安全運(yùn)行，有效地避免吊具在有集裝箱和無(wú)集裝箱時(shí)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與堆場(chǎng)集裝箱發(fā)生嚴(yán)重碰撞和翻箱事故，但“門(mén)字形”運(yùn)動(dòng)增加了運(yùn)行距離，可能導(dǎo)致吊裝時(shí)間增加，效率下降，同時(shí)也增加了吊車(chē)油耗和機(jī)械磨損。
裝箱堆場(chǎng)吊裝途徑中捷徑自然是兩點(diǎn)之間盡可能走直線，如果集裝箱堆場(chǎng)吊裝途徑中沒(méi)有集裝箱阻擋，理論上司機(jī)可以操作起吊和小車(chē)同時(shí)運(yùn)行，讓吊具走“直線”或“拋物線”而不是“門(mén)字形”，這樣可以使得作業(yè)效率高、節(jié)約能源、減少機(jī)械磨損等優(yōu)點(diǎn)，但也容易由于運(yùn)動(dòng)速度、視覺(jué)障礙、疲勞駕駛、操作失誤等人為因素，造成吊具和堆場(chǎng)集裝箱發(fā)生嚴(yán)重碰撞導(dǎo)致翻箱事故，為安全起見(jiàn)，司機(jī)吊裝過(guò)程中如果不走“門(mén)字形”曲線而選擇走捷徑，即走“直線”或“拋物線”，通常會(huì)限制起重機(jī)運(yùn)行速度，自動(dòng)進(jìn)行減速或慢速運(yùn)行，以免發(fā)生碰撞或嚴(yán)重碰撞導(dǎo)致翻箱事故，但這種減速或慢速運(yùn)行如果是出現(xiàn)在吊具在安全運(yùn)行高度輪廓里(絕大部分吊車(chē)運(yùn)行機(jī)會(huì)是這樣的，因?yàn)榈蹙叩倪\(yùn)動(dòng)是由司機(jī)操作的)，即任何允許的運(yùn)行速度下都不可能發(fā)生碰撞的空間里，勢(shì)必大大降低了吊裝效率。
為了能夠讓吊具走“直線”或“拋物線”高速運(yùn)行，并且不發(fā)生碰撞，目前人們直觀的做法是希望吊具在吊裝過(guò)程中及時(shí)得到堆場(chǎng)內(nèi)集裝箱高度，因此不可避免地需要引入集裝箱高度測(cè)量裝置，如激光、超聲波測(cè)距儀等，當(dāng)被測(cè)量到的堆場(chǎng)集裝箱高度低于吊具運(yùn)行高度，吊具可以正常運(yùn)行，當(dāng)被測(cè)量到的堆場(chǎng)集裝箱高度高于吊具運(yùn)行高度時(shí)，即可能發(fā)生碰撞，從而，利用控制器對(duì)吊具運(yùn)行采取減速或停止。
由于高度測(cè)量裝置，特別是常用的激光測(cè)距儀價(jià)格很高，并且對(duì)工作條件要求苛刻，使用壽命和可靠性有限，數(shù)據(jù)通訊易被干擾等等原因，上述采用對(duì)集裝箱高度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量集裝箱高度的方法并沒(méi)有被實(shí)際應(yīng)用廣泛接受，并且人們擔(dān)心，如果測(cè)距儀不能安全可靠地保證提供集裝箱高度，系統(tǒng)反而會(huì)出現(xiàn)致命錯(cuò)誤和事故。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種能夠?qū)b箱堆場(chǎng)內(nèi)吊具安全運(yùn)行高度輪廓進(jìn)行實(shí)時(shí)自學(xué)習(xí)和實(shí)時(shí)安全運(yùn)行控制，實(shí)現(xiàn)過(guò)程簡(jiǎn)單快捷、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、工作性能穩(wěn)定安全可靠、成本較低，適用范圍較為廣泛的集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法如下 該集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法，所述的系統(tǒng)中包括小車(chē)位置檢測(cè)模塊和起升位置檢測(cè)模塊，其主要特點(diǎn)是，所述的方法包括以下步驟 (1)系統(tǒng)進(jìn)行初始化操作； (2)系統(tǒng)實(shí)時(shí)通過(guò)小車(chē)位置檢測(cè)模塊和起升位置檢測(cè)模塊獲取吊具當(dāng)前位置信息； (3)系統(tǒng)判斷吊具當(dāng)前位置是否處于安全運(yùn)行區(qū)域中； (4)如果是，則系統(tǒng)控制吊具在任意速度下運(yùn)行； (5)如果否，則系統(tǒng)控制吊具減速或慢速運(yùn)行； (6)在吊具運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，系統(tǒng)不斷進(jìn)行安全運(yùn)行區(qū)域自學(xué)習(xí)處理； (7)重復(fù)上述步驟(2)。
該集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法中的安全運(yùn)行區(qū)域自學(xué)習(xí)處理，包括以下步驟 (11)系統(tǒng)根據(jù)吊具當(dāng)前位置信息實(shí)時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的高度輪廓信息； (12)系統(tǒng)根據(jù)該高度輪廓信息得到吊具可以安全運(yùn)行的安全運(yùn)行區(qū)域。
該集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法中，所述的小車(chē)位置檢測(cè)模塊可以為小車(chē)位置絕對(duì)編碼器，所述的起升位置檢測(cè)模塊可以為起升位置絕對(duì)編碼器，所述的系統(tǒng)通過(guò)小車(chē)位置檢測(cè)模塊和起升位置檢測(cè)模塊獲取吊具當(dāng)前位置信息，可以包括以下步驟 (21)系統(tǒng)通過(guò)小車(chē)位置絕對(duì)編碼器獲得小車(chē)當(dāng)前的左右位置信息； (22)系統(tǒng)通過(guò)起升位置絕對(duì)編碼器獲得吊具相對(duì)于小車(chē)的當(dāng)前的上下位置信息； (23)系統(tǒng)根據(jù)小車(chē)當(dāng)前的左右位置信息和吊具相對(duì)于小車(chē)的當(dāng)前的上下位置信息得到吊具當(dāng)前位置信息； (24)系統(tǒng)判斷吊具當(dāng)前是否吊裝有集裝箱； (25)如果有，則進(jìn)行吊具當(dāng)前位置信息修正操作。。
該集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法中，所述的小車(chē)位置檢測(cè)模塊也可以包括小車(chē)位置相對(duì)編碼器和小車(chē)限位開(kāi)關(guān)單元，所述的起升位置檢測(cè)模塊也可以包括起升位置相對(duì)編碼器和起升限位開(kāi)關(guān)單元，所述的系統(tǒng)通過(guò)小車(chē)位置檢測(cè)模塊和起升位置檢測(cè)模塊獲取吊具當(dāng)前位置信息，也可以包括以下步驟 (31)系統(tǒng)通過(guò)小車(chē)位置相對(duì)編碼器和小車(chē)限位開(kāi)關(guān)單元獲得小車(chē)當(dāng)前的左右位置信息； (32)系統(tǒng)通過(guò)起升位置相對(duì)編碼器和起升限位開(kāi)關(guān)單元獲得吊具相對(duì)于小車(chē)的當(dāng)前的上下位置信息； (33)系統(tǒng)根據(jù)小車(chē)當(dāng)前的左右位置信息和吊具相對(duì)于小車(chē)的當(dāng)前的上下位置信息得到吊具當(dāng)前位置信息； (34)系統(tǒng)判斷吊具當(dāng)前是否吊裝有集裝箱； (35)如果有，則進(jìn)行吊具當(dāng)前位置信息修正操作。
該集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法中的吊具當(dāng)前位置信息修正操作，具體為 將原吊具當(dāng)前位置信息中的高度信息中減去所吊裝的集裝箱的高度，得到修正后的吊具當(dāng)前位置信息。
該集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法中的判斷吊具當(dāng)前位置是否處于所述的安全運(yùn)行區(qū)域中，包括以下步驟 (41)根據(jù)吊具當(dāng)前位置信息，如果吊具當(dāng)前位置處于所述的安全運(yùn)行區(qū)域的高度輪廓以上，則吊具當(dāng)前位置處于所述的安全運(yùn)行區(qū)域中； (42)反之，則吊具當(dāng)前位置未處于所述的安全運(yùn)行區(qū)域中。
采用了該發(fā)明的集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法，由于其本身基于對(duì)集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)吊具安全運(yùn)行高度輪廓進(jìn)行實(shí)時(shí)的自學(xué)習(xí)，并通過(guò)小車(chē)位置檢測(cè)模塊和起升位置檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)得到吊具的準(zhǔn)確位置并判斷其是處于安全區(qū)域還是非安全區(qū)域，從而利用系統(tǒng)中的吊車(chē)控制裝置和吊具控制模塊實(shí)時(shí)控制吊具的運(yùn)行位置和速度，因此原則上不需要實(shí)時(shí)高度測(cè)量裝置(如激光、超聲波測(cè)距儀等)，從而取代了對(duì)堆場(chǎng)集裝箱實(shí)際高度的實(shí)時(shí)測(cè)量，與已有的防碰撞方法相比更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用，安全可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本很低，適用范圍也更加廣泛，并可有效地解決集裝箱吊裝高速運(yùn)行中碰撞引起的安全問(wèn)題，對(duì)節(jié)能降耗，減少污染，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，均有很大幫助。



圖1為本發(fā)明的集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法的工作流程示意圖。
圖2為本發(fā)明的集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明的集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法的工作原理示意圖。

具體實(shí)施例方式 為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。
請(qǐng)參閱圖1所示，該集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法，所述的系統(tǒng)中包括小車(chē)位置檢測(cè)模塊和起升位置檢測(cè)模塊，包括以下步驟 (1)系統(tǒng)進(jìn)行初始化操作； (2)系統(tǒng)實(shí)時(shí)通過(guò)小車(chē)位置檢測(cè)模塊和起升位置檢測(cè)模塊獲取吊具當(dāng)前位置信息；其中，所述的小車(chē)位置檢測(cè)模塊可以為小車(chē)位置絕對(duì)編碼器，所述的起升位置檢測(cè)模塊可以為起升位置絕對(duì)編碼器，所述的系統(tǒng)通過(guò)小車(chē)位置檢測(cè)模塊和起升位置檢測(cè)模塊獲取吊具當(dāng)前位置信息，可以包括以下步驟 (a)系統(tǒng)通過(guò)小車(chē)位置絕對(duì)編碼器獲得小車(chē)當(dāng)前的左右位置信息； (b)系統(tǒng)通過(guò)起升位置絕對(duì)編碼器獲得吊具相對(duì)于小車(chē)的當(dāng)前的上下位置信息； (c)系統(tǒng)根據(jù)小車(chē)當(dāng)前的左右位置信息和吊具相對(duì)于小車(chē)的當(dāng)前的上下位置信息得到吊具當(dāng)前位置信息； (d)系統(tǒng)判斷吊具當(dāng)前是否吊裝有集裝箱； (e)如果有，則進(jìn)行吊具當(dāng)前位置信息修正操作，具體為 將原吊具當(dāng)前位置信息中的高度信息中減去所吊裝的集裝箱的高度，得到修正后的吊具當(dāng)前位置信息； 其中，所述的小車(chē)位置檢測(cè)模塊也可以包括小車(chē)位置相對(duì)編碼器和小車(chē)限位開(kāi)關(guān)單元，所述的起升位置檢測(cè)模塊也可以包括起升位置相對(duì)編碼器和起升限位開(kāi)關(guān)單元，所述的系統(tǒng)通過(guò)小車(chē)位置檢測(cè)模塊和起升位置檢測(cè)模塊獲取吊具當(dāng)前位置信息，也可以包括以下步驟 (a)系統(tǒng)通過(guò)小車(chē)位置相對(duì)編碼器和小車(chē)限位開(kāi)關(guān)單元獲得小車(chē)當(dāng)前的左右位置信息； (b)系統(tǒng)通過(guò)起升位置相對(duì)編碼器和起升限位開(kāi)關(guān)單元獲得吊具相對(duì)于小車(chē)的當(dāng)前的上下位置信息； (c)系統(tǒng)根據(jù)小車(chē)當(dāng)前的左右位置信息和吊具相對(duì)于小車(chē)的當(dāng)前的上下位置信息得到吊具當(dāng)前位置信息； (d)系統(tǒng)判斷吊具當(dāng)前是否吊裝有集裝箱； (e)如果有，則進(jìn)行吊具當(dāng)前位置信息修正操作，具體為 將原吊具當(dāng)前位置信息中的高度信息中減去所吊裝的集裝箱的高度，得到修正后的吊具當(dāng)前位置信息； (3)系統(tǒng)判斷吊具當(dāng)前位置是否處于安全運(yùn)行區(qū)域中，包括以下步驟 (a)根據(jù)吊具當(dāng)前位置信息，如果吊具當(dāng)前位置處于所述的安全運(yùn)行區(qū)域的高度輪廓以上，則吊具當(dāng)前位置處于所述的安全運(yùn)行區(qū)域中； (b)反之，則吊具當(dāng)前位置未處于所述的安全運(yùn)行區(qū)域中； (4)如果是，則系統(tǒng)控制吊具在任意速度下運(yùn)行； (5)如果否，則系統(tǒng)控制吊具減速或慢速運(yùn)行； (6)在吊具運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，系統(tǒng)不斷進(jìn)行安全運(yùn)行區(qū)域自學(xué)習(xí)處理，包括以下步驟 (a)系統(tǒng)根據(jù)吊具當(dāng)前位置信息實(shí)時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的高度輪廓信息； (b)系統(tǒng)根據(jù)該高度輪廓信息得到吊具可以安全運(yùn)行的安全運(yùn)行區(qū)域； (7)重復(fù)上述步驟(2)。
再請(qǐng)參閱圖2所示，在實(shí)際使用當(dāng)中，該集裝箱起重吊裝系統(tǒng)，包括吊車(chē)控制裝置5，其中，所述的系統(tǒng)還包括小車(chē)控制單元6、起升控制單元7、大車(chē)控制單元8、小車(chē)位置檢測(cè)模塊和起升位置檢測(cè)模塊，所述的吊車(chē)控制裝置5分別與所述的小車(chē)控制單元6、起升控制單元7、大車(chē)控制單元8、小車(chē)位置檢測(cè)模塊和起升位置檢測(cè)模塊相連接，所述的吊車(chē)控制裝置5、小車(chē)控制單元6、起升控制單元7、大車(chē)控制單元8為PLC可編程邏輯控制器或?qū)Ｓ每刂破骰蚬I(yè)電腦。
其中，所述的小車(chē)位置檢測(cè)模塊可以包括小車(chē)位置相對(duì)編碼器1和小車(chē)限位開(kāi)關(guān)單元2，所述的小車(chē)位置相對(duì)編碼器1和小車(chē)限位開(kāi)關(guān)單元2均與所述的吊車(chē)控制裝置5相連接，同時(shí)，所述的的小車(chē)位置檢測(cè)模塊也可以為小車(chē)位置絕對(duì)編碼器。
而且所述的起升位置檢測(cè)模塊可以包括起升位置相對(duì)編碼器3和起升限位開(kāi)關(guān)單元4，所述的起升位置相對(duì)編碼器3和起升限位開(kāi)關(guān)單元4均與所述的吊車(chē)控制裝置5相連接，同時(shí)，所述的起升位置檢測(cè)模塊也可以為起升位置絕對(duì)編碼器。
同時(shí)，該基于自學(xué)習(xí)技術(shù)的集裝箱起重吊裝高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法中吊具控制模塊包括小車(chē)控制單元6，起升控制單元7和大車(chē)控制單元8，所述的小車(chē)控制單元6，起升控制單元7和大車(chē)控制單元8與所述的吊車(chē)控制裝置5相連接。
在本發(fā)明的方法實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中，請(qǐng)參閱圖1至圖3所示，本發(fā)明集裝箱起重吊裝系統(tǒng)在工作過(guò)程中，起重機(jī)11可以整車(chē)移動(dòng)到一個(gè)箱位，其中該圖3為一個(gè)箱位的剖面圖，在該箱位上，小車(chē)12可以左右移動(dòng)，吊具14可以上下移動(dòng)，通過(guò)控制小車(chē)12和吊具14的移動(dòng)，即可以對(duì)集裝箱16進(jìn)行裝卸操作，通常是把堆場(chǎng)上的集裝箱吊裝到卡車(chē)15上，或者是把卡車(chē)上的集裝箱吊裝到堆場(chǎng)上，也可以是僅僅對(duì)堆場(chǎng)上的集裝箱位置調(diào)整而進(jìn)行的吊裝。裝卸時(shí)，司機(jī)坐在司機(jī)室13里與小車(chē)一起聯(lián)動(dòng)。
請(qǐng)參閱圖2所示，該發(fā)明的基于自學(xué)習(xí)技術(shù)的集裝箱起重吊裝高速節(jié)能安全運(yùn)行控制系統(tǒng)中，需要用到小車(chē)和起升的移動(dòng)位置信息，通常吊車(chē)在其自身控制系統(tǒng)中已經(jīng)配備有小車(chē)位置相對(duì)編碼器1和小車(chē)限位開(kāi)關(guān)單元2，通過(guò)它們可以得到小車(chē)在吊具移動(dòng)空間中的左右位置，該位置也可以有小車(chē)位置絕對(duì)編碼器獲得；吊車(chē)在其自身控制系統(tǒng)中已經(jīng)還配備有起升位置相對(duì)編碼器3和起升限位開(kāi)關(guān)單元4，通過(guò)它們可以得到吊具在吊具移動(dòng)空間中的上下位置，該位置也可以有起升位置絕對(duì)編碼器獲得。他們的信息共同形成吊具在吊具移動(dòng)空間的空間位置，通過(guò)該空間位置的實(shí)際測(cè)量可以自學(xué)習(xí)得到集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)吊具安全運(yùn)行高度輪廓；同時(shí)實(shí)時(shí)測(cè)得的吊具運(yùn)行位置與已經(jīng)自學(xué)習(xí)得到的集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)吊具安全運(yùn)行高度輪廓比較可以判斷出是否運(yùn)行安全，從而控制吊具運(yùn)行是否可以高速節(jié)能安全運(yùn)行，如果是不安全的空間(可能是第一次運(yùn)行)在操作人員的操作下可以低速運(yùn)行并一次更新集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)吊具安全運(yùn)行高度輪廓，為以后的運(yùn)行提供高速節(jié)能安全運(yùn)行的條件和保證。吊具運(yùn)行的位置控制是通過(guò)吊車(chē)控制器5(它也是吊車(chē)已有的設(shè)備，通常由PLC可編程邏輯控制器或?qū)Ｓ每刂破骰蚬I(yè)電腦來(lái)實(shí)現(xiàn))來(lái)進(jìn)行小車(chē)控制6和起升控制7，吊車(chē)控制器5同時(shí)也負(fù)責(zé)完成吊車(chē)行走的大車(chē)控制8，一旦大車(chē)行走(超過(guò)一定距離)意味吊車(chē)運(yùn)行到其它集裝箱箱位上了，其集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)吊具安全運(yùn)行高度輪廓也就發(fā)生了變化。這時(shí)對(duì)于新的集裝箱箱位，其集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)吊具安全運(yùn)行高度輪廓必須從新開(kāi)始自學(xué)習(xí)過(guò)程。
該基于自學(xué)習(xí)技術(shù)的集裝箱起重吊裝高速節(jié)能安全運(yùn)行控制系統(tǒng)，其中包括有集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)吊具安全運(yùn)行高度輪廓的自學(xué)習(xí)方法，以及針對(duì)吊具在有集裝箱和無(wú)集裝箱時(shí)，吊具運(yùn)行在安全區(qū)域和不在安全區(qū)域情況下的運(yùn)動(dòng)控制方法。
該集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)吊具安全運(yùn)行高度輪廓的自學(xué)習(xí)方法是它利用吊車(chē)自身已有的起升編碼器和小車(chē)行走編碼器，可以在線實(shí)時(shí)記錄吊具可以運(yùn)行的高度輪廓信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)吊具安全運(yùn)行高度輪廓的自學(xué)習(xí)，只要吊具運(yùn)動(dòng)，該自學(xué)習(xí)是連續(xù)不斷動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)和積累的，充分利用了以往吊具運(yùn)行的數(shù)據(jù)和操作工經(jīng)驗(yàn)。
所述的吊具在有集裝箱和無(wú)集裝箱時(shí)不同運(yùn)行狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)控制方法是利用自學(xué)習(xí)得到的吊具安全運(yùn)行高度輪廓，針對(duì)吊具在有集裝箱和無(wú)集裝箱時(shí)，計(jì)算出吊具運(yùn)行是否在安全區(qū)域，如果是在安全區(qū)域，吊具運(yùn)行控制可以在任何速度下運(yùn)行，包括高速運(yùn)行，從而滿足高效吊裝；如果不是在安全區(qū)域，則吊具運(yùn)行控制必須控制吊具減速或慢速或停止運(yùn)行，從而可以有效地避免吊具在有集裝箱和無(wú)集裝箱時(shí)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與堆場(chǎng)集裝箱發(fā)生碰撞或嚴(yán)重碰撞導(dǎo)致翻箱事故。
該發(fā)明的基于自學(xué)習(xí)技術(shù)的集裝箱起重吊裝高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法中，軟件流程是通過(guò)吊車(chē)控制器5(它也是吊車(chē)已有的設(shè)備，通常由PLC可編程邏輯控制器或?qū)Ｓ每刂破骰蚬I(yè)電腦來(lái)實(shí)現(xiàn))來(lái)實(shí)現(xiàn)的，首先，讀小車(chē)和起升編碼器信息，計(jì)算出吊具的位置，然后通過(guò)了解吊具是否吊有集裝箱，修正安全運(yùn)行距離，該安全距離根據(jù)吊具運(yùn)行速度是有一定變化的。然后與安全運(yùn)行空間進(jìn)行比較，如果判斷運(yùn)行是安全的，則不改變和限制運(yùn)行速度，吊具可以高速運(yùn)行，如果判斷運(yùn)行不是在安全區(qū)域的，則立即啟動(dòng)減速或限速或停車(chē)運(yùn)行程序，最后，運(yùn)行中操作人員可以運(yùn)行的區(qū)域信息會(huì)被用來(lái)自學(xué)習(xí)更新安全運(yùn)行高度輪廓，為以后的運(yùn)行提供高速節(jié)能安全運(yùn)行的條件和保證。
采用了該種結(jié)構(gòu)的基于自學(xué)習(xí)技術(shù)的集裝箱起重吊裝高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法，原則上無(wú)需安裝實(shí)時(shí)高度測(cè)量裝置，無(wú)需增加集裝箱輪胎吊的硬件設(shè)備，通過(guò)現(xiàn)有操作工人的通常吊裝過(guò)程，自動(dòng)學(xué)習(xí)、記憶、更新集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)吊具安全運(yùn)行高度輪廓，而不是集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)集裝箱高度的輪廓，它們的不同在于 ●前者把起重吊裝過(guò)程中吊具可以行走的高度自動(dòng)記錄下來(lái)作為更新集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)吊具安全運(yùn)行高度輪廓的依據(jù)，而后者需要利用激光測(cè)距儀等高度測(cè)量裝置來(lái)實(shí)時(shí)測(cè)量集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)吊具運(yùn)動(dòng)過(guò)程中集裝箱的精確高度； ●前者安全運(yùn)行高度輪廓是以往運(yùn)行中已經(jīng)吊具運(yùn)動(dòng)行走過(guò)的安全空間，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，后者是在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)時(shí)測(cè)量的高度，依賴于測(cè)量裝置和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，增加了故障點(diǎn)； ●前者是充分運(yùn)用工人操作過(guò)程中積累的經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)動(dòng)形成安全運(yùn)行高度輪廓，具有自學(xué)習(xí)功能，后者是完全依靠測(cè)量?jī)x器，放棄已有運(yùn)動(dòng)已經(jīng)獲取的信息。
●前者對(duì)于沒(méi)有走過(guò)和操作過(guò)的運(yùn)行高度不計(jì)入安全運(yùn)行高度輪廓，在該區(qū)域運(yùn)行自動(dòng)進(jìn)入限速狀態(tài)，后者并不利用已往運(yùn)行信息，只要測(cè)量裝置實(shí)際測(cè)量的高度滿足要求，即使已往沒(méi)有運(yùn)行過(guò)的區(qū)域，同樣可以進(jìn)行高速運(yùn)行狀態(tài)，存在安全隱患。
●前者關(guān)心的是可以高速節(jié)能安全運(yùn)行控制，后者是關(guān)心堆場(chǎng)集裝箱高度輪廓的實(shí)時(shí)檢測(cè)用于避免碰撞。
當(dāng)然，集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)吊具安全運(yùn)行高度輪廓最理想的空間應(yīng)該是集裝箱高度形成的輪廓，能夠得到準(zhǔn)確可靠的集裝箱高度當(dāng)然是最好，但條件是獲取上述信息的代價(jià)和可靠性如前述是有很難保證的。采用本發(fā)明的方法，如果工人操作過(guò)程中吊具沒(méi)有運(yùn)行到實(shí)際集裝箱堆場(chǎng)所有集裝箱高度形成的輪廓，這時(shí)兩者得到的空間是不一樣的，也就是集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)吊具安全運(yùn)行高度輪廓形成的空間應(yīng)該比采用集裝箱堆場(chǎng)集裝箱高度形成的輪廓求出的安全運(yùn)行空間要小。
但集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)吊具安全運(yùn)行高度輪廓形成的空間并不是越大越好，因?yàn)橛邢喈?dāng)部分的地方吊具并不會(huì)走到，因此，取得合理有效的安全空間最為重要，而這個(gè)恰恰是操作工人最關(guān)心的，并據(jù)此評(píng)價(jià)是否是合適去走捷徑的理由，本發(fā)明的方法恰恰可以自學(xué)習(xí)已往運(yùn)動(dòng)的軌跡并有機(jī)地把操作工人的經(jīng)驗(yàn)融入進(jìn)去，從而可以保證對(duì)吊裝的快速節(jié)能安全控制。
并且本發(fā)明的方法中所提供的安全空間是吊具已經(jīng)運(yùn)行得到的空間，而且往往是多次運(yùn)用得當(dāng)?shù)?，?shù)據(jù)安全可靠，而不是僅僅依賴于高度測(cè)量裝置，高度測(cè)量裝置本身就增加了故障點(diǎn)，它的安全可靠性就變得尤為重要，一次測(cè)量錯(cuò)誤就可能導(dǎo)致很?chē)?yán)重的后果。
一旦通過(guò)自學(xué)習(xí)獲取集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)吊具安全運(yùn)行高度輪廓，吊具在有集裝箱和無(wú)集裝箱時(shí)不同運(yùn)行狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)控制方法可以簡(jiǎn)化為如果吊具運(yùn)行在集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)吊具安全運(yùn)行高度輪廓里時(shí)，吊具可以正常運(yùn)行，包括高速運(yùn)行；如果吊具運(yùn)行在集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)吊具安全運(yùn)行高度輪廓外時(shí)，意味著吊具可能與堆場(chǎng)集裝箱發(fā)生碰撞，吊具運(yùn)行必須減速或慢速或停車(chē)運(yùn)行，從而避免吊具在有集裝箱和無(wú)集裝箱時(shí)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與堆場(chǎng)集裝箱發(fā)生碰撞或嚴(yán)重碰撞導(dǎo)致翻箱事故。
在此說(shuō)明書(shū)中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說(shuō)明書(shū)和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1、一種集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法，所述的系統(tǒng)中包括小車(chē)位置檢測(cè)模塊和起升位置檢測(cè)模塊，其特征在于，所述的方法包括以下步驟
(1)系統(tǒng)進(jìn)行初始化操作；
(2)系統(tǒng)實(shí)時(shí)通過(guò)小車(chē)位置檢測(cè)模塊和起升位置檢測(cè)模塊獲取吊具當(dāng)前位置信息；
(3)系統(tǒng)判斷吊具當(dāng)前位置是否處于安全運(yùn)行區(qū)域中；
(4)如果是，則系統(tǒng)控制吊具在任意速度下運(yùn)行；
(5)如果否，則系統(tǒng)控制吊具減速或慢速運(yùn)行；
(6)在吊具運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，系統(tǒng)不斷進(jìn)行安全運(yùn)行區(qū)域自學(xué)習(xí)處理；
(7)重復(fù)上述步驟(2)。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法，其特征在于，所述的安全運(yùn)行區(qū)域自學(xué)習(xí)處理，包括以下步驟
(11)系統(tǒng)根據(jù)吊具當(dāng)前位置信息實(shí)時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的高度輪廓信息；
(12)系統(tǒng)根據(jù)該高度輪廓信息得到吊具可以安全運(yùn)行的安全運(yùn)行區(qū)域。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法，其特征在于，所述的小車(chē)位置檢測(cè)模塊為小車(chē)位置絕對(duì)編碼器，所述的起升位置檢測(cè)模塊為起升位置絕對(duì)編碼器，所述的系統(tǒng)通過(guò)小車(chē)位置檢測(cè)模塊和起升位置檢測(cè)模塊獲取吊具當(dāng)前位置信息，包括以下步驟
(21)系統(tǒng)通過(guò)小車(chē)位置絕對(duì)編碼器獲得小車(chē)當(dāng)前的左右位置信息；
(22)系統(tǒng)通過(guò)起升位置絕對(duì)編碼器獲得吊具相對(duì)于小車(chē)的當(dāng)前的上下位置信息；
(23)系統(tǒng)根據(jù)小車(chē)當(dāng)前的左右位置信息和吊具相對(duì)于小車(chē)的當(dāng)前的上下位置信息得到吊具當(dāng)前位置信息；
(24)系統(tǒng)判斷吊具當(dāng)前是否吊裝有集裝箱；
(25)如果有，則進(jìn)行吊具當(dāng)前位置信息修正操作。。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法，其特征在于，所述的小車(chē)位置檢測(cè)模塊包括小車(chē)位置相對(duì)編碼器和小車(chē)限位開(kāi)關(guān)單元，所述的起升位置檢測(cè)模塊包括起升位置相對(duì)編碼器和起升限位開(kāi)關(guān)單元，所述的系統(tǒng)通過(guò)小車(chē)位置檢測(cè)模塊和起升位置檢測(cè)模塊獲取吊具當(dāng)前位置信息，包括以下步驟
(31)系統(tǒng)通過(guò)小車(chē)位置相對(duì)編碼器和小車(chē)限位開(kāi)關(guān)單元獲得小車(chē)當(dāng)前的左右位置信息；
(32)系統(tǒng)通過(guò)起升位置相對(duì)編碼器和起升限位開(kāi)關(guān)單元獲得吊具相對(duì)于小車(chē)的當(dāng)前的上下位置信息；
(33)系統(tǒng)根據(jù)小車(chē)當(dāng)前的左右位置信息和吊具相對(duì)于小車(chē)的當(dāng)前的上下位置信息得到吊具當(dāng)前位置信息；
(34)系統(tǒng)判斷吊具當(dāng)前是否吊裝有集裝箱；
(35)如果有，則進(jìn)行吊具當(dāng)前位置信息修正操作。
5、根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法，其特征在于，所述的吊具當(dāng)前位置信息修正操作，具體為
將原吊具當(dāng)前位置信息中的高度信息中減去所吊裝的集裝箱的高度，得到修正后的吊具當(dāng)前位置信息。
6、根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法，其特征在于，所述的判斷吊具當(dāng)前位置是否處于所述的安全運(yùn)行區(qū)域中，包括以下步驟
(41)根據(jù)吊具當(dāng)前位置信息，如果吊具當(dāng)前位置處于所述的安全運(yùn)行區(qū)域的高度輪廓以上，則吊具當(dāng)前位置處于所述的安全運(yùn)行區(qū)域中；
(42)反之，則吊具當(dāng)前位置未處于所述的安全運(yùn)行區(qū)域中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法，包括系統(tǒng)實(shí)時(shí)通過(guò)小車(chē)位置檢測(cè)模塊和起升位置檢測(cè)模塊獲取吊具當(dāng)前位置信息、判斷吊具當(dāng)前位置是否處于安全運(yùn)行區(qū)域中、是則系統(tǒng)允許吊具在任意速度下運(yùn)行、否則吊具只許減速或慢速運(yùn)行、并在吊具運(yùn)動(dòng)中系統(tǒng)不斷進(jìn)行安全運(yùn)行區(qū)域自學(xué)習(xí)處理、重復(fù)以上過(guò)程。采用該種集裝箱起重吊裝系統(tǒng)高速節(jié)能安全運(yùn)行控制方法，原則上不需要實(shí)時(shí)高度測(cè)量裝置，如激光、超聲波測(cè)距儀等，系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)實(shí)用，安全可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本很低，適用范圍廣泛，并可有效地解決集裝箱吊裝高速運(yùn)行中碰撞引起的安全問(wèn)題，對(duì)節(jié)能降耗，減少污染，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，均有很大幫助。
文檔編號(hào)B66C13/18GK101244791SQ20081003377
公開(kāi)日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2008年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月22日
發(fā)明者旭 高, 斌 陳, 薄?；?申請(qǐng)人:旭 高