專利名稱：岸邊起重機的防風系統(tǒng)及防風方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及起重機安全技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種岸邊起重機的運行狀態(tài)判斷技術(shù)及采用該技術(shù)的防風技術(shù)，在岸邊起重機受風力影響而出現(xiàn)跑位時能及時進行制動。
背景技術(shù)：
隨著我國國內(nèi)和世界貿(mào)易量的不斷增加，國內(nèi)各地港口建設(shè)的不斷增加和發(fā)展，特別是各大沿海港口大型、超大型岸邊起重機械不斷增加。由于沿海港口碼頭所處地理位置的特殊，南北方港口每年冬夏兩季，都會遭受臺風和強對流天氣，對碼頭岸邊起重機械的安全構(gòu)成嚴重威脅。
由于港口碼頭作業(yè)平凡，特別是夏季突發(fā)性的災(zāi)難性天氣，現(xiàn)代氣象技術(shù)難以預(yù)報，若正在作業(yè)的大型起重機械未被錨地固定，加之起重機大車行走機構(gòu)制動裝置不完整，或制動力不能滿足抵御突發(fā)風載的情況下，就會發(fā)生起重機在風載作用下自行跑位。一旦起重機自行跑位，碼頭岸邊同軌道多臺起重機之間就會發(fā)生碰撞損壞，嚴重情況下就會導致起重機的傾翻。
起重機在風載作用下自行跑位，隨著跑位速度加快，惡性事故就不可避免，即便塞入輪下通常用于大車行走定位的鐵靴，也擋不住運行中的起重機的。實踐證明起重機在風載作用下自行跑位，比較有效的制動方式是，向運行著的大車行走輪下填充軟體砂包，利用砂包在軌道和車輪之間形成很大的阻尼，在極短的范圍內(nèi)吸收轉(zhuǎn)換整機動能，起到阻止起重機大車的跑位運行，進而贏得對起重機做進一步緊固處理的時間。
于是，就需要一種能及時判斷起重機處于風載作用下的非正常跑位并能及時采用砂包進行制動的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種能及時判斷起重機處于風載作用下的非正常移動的方法及裝置。
本發(fā)明的另一個目的是在起重機處于風載作用下的非正常移動時能及時采用砂包進行制動的方法及系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種岸邊起重機的運行狀態(tài)判斷裝置，當岸邊起重機出現(xiàn)移動時，判斷該移動是受到風力影響還是正常移動，該運行狀態(tài)判斷裝置包括行走指令判斷裝置，判斷所述岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令；車輪測速裝置，判斷所述岸邊起重機的車輪是否滾動；風速測定裝置，判斷風速是否大于一預(yù)定風速；邏輯控制器，連接到所述行走指令判斷裝置、車輪測速裝置、風速測定裝置，判斷岸邊起重機是否出現(xiàn)移動，以及判斷該移動是受到風力影響還是正常運行；當判斷岸邊起重機出現(xiàn)受風力影響的跑位時，所述運行狀態(tài)判斷裝置還發(fā)出警報并輸出制動控制信號。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，邏輯控制器的判斷邏輯包括行走指令判斷裝置指示有行走指令產(chǎn)生，車輪測速裝置指示岸邊起重機有移動，則邏輯控制器判斷該移動是正常運行；行走指令判斷裝置指示沒有行走指令產(chǎn)生，車輪測速裝置指示岸邊起重機沒有移動，則邏輯控制器判斷岸邊起重機處于正常狀態(tài)；行走指令判斷裝置指示沒有行走指令產(chǎn)生，車輪測速裝置指示岸邊起重機有移動，且風速測定裝置指示風速大于所述預(yù)定風速，則邏輯控制器判斷該移動是受到風力影響的跑位。較佳的，所述預(yù)定風速根據(jù)環(huán)境狀況和起重機型號格規(guī)確定，比如預(yù)定風速定為25m/s。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，該裝置還包括電源模塊，采用市電以及UPS向所述行走指令判斷裝置、車輪測速裝置、風速測定裝置和邏輯控制器供電。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種岸邊起重機的防風系統(tǒng)，當岸邊起重機出現(xiàn)移動時，判斷該移動是受到風力影響還是正常運行，如果是受風力影響的跑位，則所述防風系統(tǒng)阻止該移動，所述系統(tǒng)包括運行狀態(tài)判斷裝置，包括行走指令判斷裝置，判斷所述岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令；車輪測速裝置，判斷所述岸邊起重機的車輪是否滾動；風速測定裝置，判斷風速是否大于一預(yù)定風速；邏輯控制器，連接到所述行走指令判斷裝置、車輪測速裝置、風速測定裝置，判斷岸邊起重機是否出現(xiàn)移動，以及判斷該移動是受到風力影響還是正常移動；當判斷岸邊起重機出現(xiàn)受風力影響的跑位時，所述運行狀態(tài)判斷裝置還發(fā)出警報并輸出制動控制信號；報警裝置，連接到所述運行狀態(tài)判斷裝置，在收到運行狀態(tài)判斷裝置還發(fā)出的警報時，進行報警；制動系統(tǒng)，連接到所述運行狀態(tài)判斷裝置，在收到運行狀態(tài)判斷裝置還發(fā)出的制動控制信號時，進行制動。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，邏輯控制器的判斷邏輯包括行走指令判斷裝置指示有行走指令產(chǎn)生，車輪測速裝置指示岸邊起重機有移動，則邏輯控制器判斷該移動是正常運行；行走指令判斷裝置指示沒有行走指令產(chǎn)生，車輪測速裝置指示岸邊起重機沒有移動，則邏輯控制器判斷岸邊起重機處于正常狀態(tài)；行走指令判斷裝置指示沒有行走指令產(chǎn)生，車輪測速裝置指示岸邊起重機有移動，且風速測定裝置指示風速大于所述預(yù)定風速，則邏輯控制器判斷該移動是受到風力影響的跑位。較佳的，所述預(yù)定風速根據(jù)環(huán)境狀況和起重機型號規(guī)格確定，比如預(yù)定風速設(shè)為25m/s。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，該防風系統(tǒng)還包括，電源模塊，采用市電以及UPS向所述行走指令判斷裝置、車輪測速裝置、風速測定裝置和邏輯控制器供電；該電源模塊還向報警裝置及制動系統(tǒng)供電。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，所述制動系統(tǒng)包括制動控制器，接收運行狀態(tài)判斷裝置還發(fā)出的制動控制信號并采取動作；砂包投擲機，由所述制動控制器控制，在制動控制器采取動作時投擲砂包到岸邊起重機的車輪與軌道之間進行制動。較佳的，所述制動系統(tǒng)包括一組制動控制器，其中的每一個對應(yīng)岸邊起重機的一組車輪；一組砂包投擲機，其中的每一個對應(yīng)岸邊起重機的所述一組制動控制器中的一個，所述砂包投擲機安裝在岸邊起重機的每一組車輪中間的間隔處，其投擲的砂包掉落在所對應(yīng)的一組車輪的前進方向的軌道上。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種岸邊起重機的運行狀態(tài)判斷方法，用于當岸邊起重機出現(xiàn)移動時，判斷該移動是受到風力影響還是正常運行，該運行狀態(tài)判斷方法包括判斷所述岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令；判斷所述岸邊起重機的車輪是否滾動；判斷風速是否大于一預(yù)定風速；根據(jù)岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令、岸邊起重機是否出現(xiàn)移動、以及風速，判斷是否出現(xiàn)受到風力影響的跑位；當判斷岸邊起重機出現(xiàn)受風力影響的跑位時，該方法還包括發(fā)出警報并輸出制動控制信號。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，所述根據(jù)岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令、岸邊起重機是否出現(xiàn)移動、以及風速，判斷是否出現(xiàn)受到風力影響的跑位的步驟包括判斷有行走指令產(chǎn)生并且岸邊起重機有移動，則判斷該移動是正常運行；判斷沒有行走指令產(chǎn)生并且岸邊起重機沒有移動，則判斷岸邊起重機處于正常狀態(tài)；判斷沒有行走指令產(chǎn)生并且岸邊起重機有移動，同時風速大于所述預(yù)定風速，則判斷該移動是受到風力影響的跑位。較佳的，所述預(yù)定風速根據(jù)環(huán)境狀況和起重機型號規(guī)格確定，比如所述預(yù)定風速設(shè)為25m/s。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，采用市電以及UPS交替供電。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種岸邊起重機的防風方法，用于當岸邊起重機出現(xiàn)移動時，判斷該移動是受到風力影響還是正常運行，且如果是受風力影響的跑位，則該方法還阻止該移動，該方法包括判斷所述岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令；判斷所述岸邊起重機的車輪是否滾動，以判斷所述岸邊起重機是否出現(xiàn)移動；判斷風速是否大于一預(yù)定風速；根據(jù)岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令、岸邊起重機是否出現(xiàn)移動、以及風速，判斷是否出現(xiàn)受到風力影響的跑位；當判斷岸邊起重機出現(xiàn)受風力影響的跑位時，該方法還包括發(fā)出警報并輸出制動控制信號；在收到警報時，進行報警；以及在收到運行狀態(tài)判斷裝置發(fā)出的制動控制信號時，進行制動。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，所述根據(jù)岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令、岸邊起重機是否出現(xiàn)移動、以及風速，判斷是否出現(xiàn)受到風力影響的跑位的步驟包括判斷有行走指令產(chǎn)生并且岸邊起重機有移動，則判斷該移動是正常運行；判斷沒有行走指令產(chǎn)生并且岸邊起重機沒有移動，則判斷岸邊起重機處于正常狀態(tài)；判斷沒有行走指令產(chǎn)生并且岸邊起重機有移動，同時風速大于所述預(yù)定風速，則判斷該移動是受到風力影響的跑位。較佳的，所述預(yù)定風速根據(jù)環(huán)境狀況和起重機型號規(guī)格確定，比如預(yù)定風速設(shè)為25m/s。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，采用市電以及UPS交替供電。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，所述制動步驟包括投擲砂包到岸邊起重機的車輪與軌道之間進行制動。較佳的，所述制動步驟包括由安裝在岸邊起重機的每一組車輪中間的間隔處的一組砂包投擲機投擲砂包，砂包掉落在所對應(yīng)的一組車輪的前進方向的軌道上。
采用本發(fā)明的技術(shù)方案，能有效判斷岸邊起重機是否處于風載作用下的非正常跑位，并能在出現(xiàn)非正常跑位時通過投擲砂包來阻止這種移動，實踐證明，砂包能產(chǎn)生很大的運動阻尼，能有效阻止岸邊起重機的移動且不給起重機帶來很大的水平?jīng)_擊。


在本發(fā)明中，相同的附圖標記始終表示相同的特征，其中，圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的運行狀態(tài)判斷裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的防風系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的防風系統(tǒng)電氣原理圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的防風系統(tǒng)的砂包投擲機的安裝位置示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明一實施例的防風系統(tǒng)砂包投擲機的工作原理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例進一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案。
運行狀態(tài)判斷裝置首先，在判斷并防止岸邊起重機發(fā)生風載作用下的非正常跑位時，需要考慮如下幾個問題1)如何判斷起重機大車運行是控制運行，還是自行移動？2)如何滿足防風裝置運行的不間斷供電要求？3)如何確定起重機自行跑位運行速度的起止范圍？針對上述的要求，本發(fā)明提供一種岸邊起重機的運行狀態(tài)判斷裝置，當岸邊起重機出現(xiàn)移動時，判斷該移動是受到風力影響還是正常運行，參考圖1，圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的運行狀態(tài)判斷裝置的結(jié)構(gòu)框圖，該運行狀態(tài)判斷裝置100包括行走指令判斷裝置102，判斷岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令；在電路實現(xiàn)中，如果岸邊起重機的控制系統(tǒng)發(fā)出行走指令，則反饋高電平(或者反饋1)，如果岸邊起重機的控制系統(tǒng)沒有發(fā)出行走指令，則反饋低電平(或者反饋0)。
車輪測速裝置104，判斷岸邊起重機的車輪是否滾動，；在電路實現(xiàn)中，如果岸邊起重機的車輪滾動，則表明起重機出現(xiàn)移動，車輪測速裝置104反饋高電平(或者反饋1)，如果岸邊起重機的車輪沒有滾動，則表明起重機沒有出現(xiàn)移動，車輪測速裝置104反饋低電平(或者反饋0)。
風速測定裝置106，判斷風速是否大于一預(yù)定風速；對于大型的岸邊起重機來說，一般情況風速在25m/s以下時，各類型起重機迎風面所受風載下，是不會被風刮自行跑位的。但是，由于起重機型號規(guī)格的不同以及各個港口的環(huán)境的差別，使得風速的門限值會有所不同，所以，預(yù)定的風速門限值應(yīng)當根據(jù)環(huán)境狀況和起重機型號規(guī)格確定，此處，以最常見的門限值，25m/s為例進行說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，25m/s僅僅是一個示例。當起重機沒有發(fā)出控制運行指令就出現(xiàn)移動或運行，應(yīng)該是起重機受到較大的風載，風速應(yīng)該在25m/s以上。所以風速測定裝置對風速信號以25m/s作為門檻值設(shè)置高電平或低電平。需要說明，風速在25m/s以下時，起重機如果出現(xiàn)非正常移動可能是出于其他的故障原因，這不在本發(fā)明的關(guān)注范圍內(nèi)，因此，本發(fā)明不涉及由于非風力原因而造成的非正常移動，但是，本發(fā)明所提供的采用砂包來阻止起重機移動的方法也可用于各種原因的非正常移動。在風速測定裝置106的電路實現(xiàn)中，如果風速大于25m/s，則風速測定裝置106反饋高電平(或者反饋1)，如果風速小于25m/s，則風速測定裝置106反饋低電平(或者反饋0)。
邏輯控制器108，連接到行走指令判斷裝置102、車輪測速裝置104、風速測定裝置106，判斷岸邊起重機是否出現(xiàn)移動，以及判斷該移動是受到風力影響還是正常運行。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，邏輯控制器108的判斷邏輯包括1)行走指令判斷裝置102指示有行走指令產(chǎn)生，即行走指令判斷裝置102反饋高電平或者1，車輪測速裝置104指示岸邊起重機有移動，即車輪測速裝置104反饋高電平或者1，則邏輯控制器108判斷該移動是正常移動；2)行走指令判斷裝置102指示沒有行走指令產(chǎn)生，即行走指令判斷裝置102反饋低電平或者0，車輪測速裝置104指示岸邊起重機沒有移動，即車輪測速裝置104反饋低電平或者0，則邏輯控制器108也判斷岸邊起重機處于正常狀態(tài)；3)行走指令判斷裝置102指示沒有行走指令產(chǎn)生，即行走指令判斷裝置102反饋低電平或者0，而車輪測速裝置104指示岸邊起重機有移動，即車輪測速裝置104反饋高電平或者1，并且風速測定裝置106指示風速大于預(yù)定風速(25m/s)，即風速測定裝置106反饋高電平或者1，則邏輯控制器108判斷該移動是受到風力影響的跑位。
當判斷岸邊起重機出現(xiàn)受風力影響的跑位時，該運行狀態(tài)判斷裝置100還發(fā)出警報并輸出制動控制信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，邏輯控制器108采用8051系列單片機為主體，配以獨立的WDT電路，用以保證控制系統(tǒng)的可靠性。該系列的單片機配有參數(shù)設(shè)定和顯示人機接口，方便調(diào)試和控制。需要說明的是，根據(jù)本發(fā)明的實施例，該運行狀態(tài)判斷裝置還可以增加其他的參數(shù)作為判斷邏輯的考慮因素，比如，考慮起重機的非正常運行的速度，起重機非正常移動的距離，以及起重機非正常移動的速度變化趨勢等等，這些因素在不同的應(yīng)用環(huán)境中可以被使用，應(yīng)為對于有些特殊的應(yīng)用環(huán)境，比如地形特殊的港口，一定范圍內(nèi)的非正常移動不會造成危害，并會自行消除，此時并不一定需要進行人為的制動手段，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，這并不超出本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明是提出了一種判斷是否是非正常跑位的方法并且提供了有效的制動手段。
繼續(xù)參考圖1，為了解決問題2)如何滿足防風裝置運行的不間斷供電要求？本發(fā)明的運行狀態(tài)判斷裝置100還包括電源模塊110，采用市電以及UPS向行走指令判斷裝置102、車輪測速裝置104、風速測定裝置106和邏輯控制器108供電。當電網(wǎng)供電時系統(tǒng)工作在電網(wǎng)供電模式，一但電網(wǎng)停電系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入UPS供電模式。根據(jù)本發(fā)明的運行狀態(tài)判斷裝置的待機工作用電負荷量，UPS正常供電情況下可以持續(xù)48小時以上，并保證防風制動系統(tǒng)能正常實施工作。當電網(wǎng)恢復(fù)供電時，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入電網(wǎng)供電，同時電網(wǎng)向UPS充電儲備電能。
運行狀態(tài)判斷方法根據(jù)本發(fā)明，結(jié)合上述的運行狀態(tài)判斷裝置，還提供一種岸邊起重機的運行狀態(tài)判斷方法，用于當岸邊起重機出現(xiàn)移動時，判斷該移動是受到風力影響還是正常運行，該運行狀態(tài)判斷方法包括判斷岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令；判斷岸邊起重機的車輪是否滾動；判斷風速是否大于一預(yù)定風速；根據(jù)環(huán)境狀況和起重機型號規(guī)格確定預(yù)定風速；根據(jù)岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令、岸邊起重機是否出現(xiàn)移動、以及風速，判斷是否出現(xiàn)受到風力影響的跑位；在該判斷步驟中，采用的判斷邏輯如下1)判斷有行走指令產(chǎn)生并且岸邊起重機有移動，則判斷該移動是正常運行；2)判斷沒有行走指令產(chǎn)生并且岸邊起重機沒有移動，則判斷岸邊起重機處于正常狀態(tài)；3)判斷沒有行走指令產(chǎn)生并且岸邊起重機有移動，同時風速大于所述預(yù)定風速，則判斷該移動是受到風力影響的跑位。
當判斷岸邊起重機出現(xiàn)受風力影響的跑位時，該方法還包括發(fā)出警報并輸出制動控制信號。
在運行狀態(tài)判斷方法中，采用市電以及UPS交替供電。
該岸邊起重機的運行狀態(tài)判斷方法的細節(jié)與前述的起重機的運行狀態(tài)判斷裝置的細節(jié)相對應(yīng)，這里就不再重復(fù)描述。
岸邊起重機的防風系統(tǒng)根據(jù)本發(fā)明，還提供一種岸邊起重機的防風系統(tǒng)，在已判斷岸邊起重機的運行狀態(tài)的基礎(chǔ)上，還增加考慮如何阻止非正常移動。如前面所說的，在出現(xiàn)受風力影響的跑位時，在起重機的車輪和軌道之間投擲砂包是最有效的阻止方法，因此，本發(fā)明的防風系統(tǒng)采用了該種技術(shù)來阻止受風力影響的跑位。
于是，本發(fā)明的岸邊起重機的防風系統(tǒng)，能在岸邊起重機出現(xiàn)移動時，判斷該移動是受到風力影響還是正常運行，如果是受風力影響的跑位，則防風系統(tǒng)阻止該移動，參考圖2，圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的防風系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，該防風系統(tǒng)200包括運行狀態(tài)判斷裝置201，包括行走指令判斷裝置202，判斷岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令；在電路實現(xiàn)中，如果岸邊起重機的控制系統(tǒng)發(fā)出行走指令，則反饋高電平(或者反饋1)，如果岸邊起重機的控制系統(tǒng)沒有發(fā)出行走指令，則反饋低電平(或者反饋0)。
車輪測速裝置204，判斷岸邊起重機的車輪是否滾動，以判斷岸邊起重機是否出現(xiàn)移動；在電路實現(xiàn)中，如果岸邊起重機的車輪滾動，則表明起重機出現(xiàn)移動，車輪測速裝置204反饋高電平(或者反饋1)，如果岸邊起重機的車輪沒有滾動，則表明起重機沒有出現(xiàn)移動，車輪測速裝置204反饋低電平(或者反饋0)。
風速測定裝置206，判斷風速是否大于一預(yù)定風速；對于大型的岸邊起重機來說，一般情況風速在25m/s以下時，各類型起重機迎風面所受風載下，是不會被風刮自行移動的。但是，由于起重機型號規(guī)格的不同以及各個港口的環(huán)境的差別，使得風速的門限值會有所不同，所以，預(yù)定的風速門限值應(yīng)當根據(jù)環(huán)境狀況和起重機型號規(guī)格確定，此處，以最常見的門限值，25m/s為例進行說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，25m/s僅僅是一個示例。當起重機沒有發(fā)出控制運行指令就出現(xiàn)移動或運行，應(yīng)該是起重機受到較大的風載，風速應(yīng)該在25m/s以上。所以風速測定裝置對風速信號以25m/s作為門檻值設(shè)置高電平或低電平。需要說明，風速在25m/s以下時，起重機如果出現(xiàn)非正常移動可能是出于其他的故障原因，這不在本發(fā)明的關(guān)注范圍內(nèi)，因此，本發(fā)明不涉及由于非風力原因而造成的非正常移動，但是，本發(fā)明所提供的采用砂包來阻止起重機移動的方法也可用于各種原因的非正常移動。在風速測定裝置206的電路實現(xiàn)中，如果風速大于25m/s，則風速測定裝置206反饋高電平(或者反饋1)，如果風速小于25m/s，則風速測定裝置206反饋低電平(或者反饋0)。
邏輯控制器208，連接到行走指令判斷裝置202、車輪測速裝置204、風速測定裝置206，判斷岸邊起重機是否出現(xiàn)移動，以及判斷該移動是受到風力影響還是正常移動。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，邏輯控制器208的判斷邏輯包括1)行走指令判斷裝置202指示有行走指令產(chǎn)生，即行走指令判斷裝置202反饋高電平或者1，車輪測速裝置204指示岸邊起重機有移動，即車輪測速裝置204反饋高電平或者1，則邏輯控制器208判斷該移動是正常移動；2)行走指令判斷裝置202指示沒有行走指令產(chǎn)生，即行走指令判斷裝置202反饋低電平或者0，車輪測速裝置204指示岸邊起重機沒有移動，即車輪測速裝置204反饋低電平或者0，則邏輯控制器208也判斷岸邊起重機處于正常狀態(tài)；3)行走指令判斷裝置202指示沒有行走指令產(chǎn)生，即行走指令判斷裝置202反饋低電平或者0，而車輪測速裝置204指示岸邊起重機有移動，即車輪測速裝置204反饋高電平或者1，并且風速測定裝置206指示風速大于預(yù)定風速(25m/s)，即風速測定裝置206反饋高電平或者1，則邏輯控制器208判斷該移動是受到風力影響的跑位。
當判斷岸邊起重機出現(xiàn)受風力影響的跑位時，該運行狀態(tài)判斷裝置200還發(fā)出警報并輸出制動控制信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，邏輯控制器208采用8051系列單片機為主體，配以獨立的WDT電路，用以保證控制系統(tǒng)的可靠性。該系列的單片機配有參數(shù)設(shè)定和顯示人機接口，方便調(diào)試和控制。需要說明的是，根據(jù)本發(fā)明的實施例，該運行狀態(tài)判斷裝置還可以增加其他的參數(shù)作為判斷邏輯的考慮因素，比如，考慮起重機的非正常運行的速度，起重機非正常移動的距離，以及起重機非正常移動的速度變化趨勢等等，這些因素在不同的應(yīng)用環(huán)境中可以被使用，應(yīng)為對于有些特殊的應(yīng)用環(huán)境，比如地形特殊的港口，一定范圍內(nèi)的非正常移動不會造成危害，并會自行消除，此時并不一定需要進行人為的制動手段，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，這并不超出本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明是提出了一種判斷是否是非正常跑位的方法并且提供了有效的制動手段。
繼續(xù)參考圖2，該防風系統(tǒng)200還包括，報警裝置212，連接到運行狀態(tài)判斷裝置201，在收到運行狀態(tài)判斷裝置還發(fā)出的警報時，進行報警；比如，報警裝置212是進行聲光報警的裝置。
制動系統(tǒng)214，連接到運行狀態(tài)判斷裝置212，在收到運行狀態(tài)判斷裝置212發(fā)出的制動控制信號時，進行制動。如上所述的，本發(fā)明的防風系統(tǒng)采用投擲砂包的方式來進行制動，根據(jù)本發(fā)明的一實施例，制動系統(tǒng)214包括制動控制器，接收運行狀態(tài)判斷裝置201還發(fā)出的制動控制信號并采取動作；砂包投擲機240，由制動控制器控制，在制動控制器采取動作時投擲砂包到岸邊起重機的車輪與軌道之間進行制動。參考圖4和圖5，圖4是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的防風系統(tǒng)的砂包投擲機的安裝位置示意圖，圖5是根據(jù)本發(fā)明一實施例的防風系統(tǒng)砂包投擲機的工作原理圖。可采取如下的方式來配置制動系統(tǒng)214一組制動控制器，其中的每一個對應(yīng)岸邊起重機的一組車輪；一組砂包投擲機240，其中的每一個對應(yīng)岸邊起重機的一組制動控制器中的一個，砂包投擲機240安裝在岸邊起重機的每一組車輪中間的間隔處，其投擲的砂包掉落在所對應(yīng)的一組車輪的前進方向的軌道上。同時參考圖4，圖4中還示出了本發(fā)明的防風系統(tǒng)200的其他部分部件的安裝位置。
繼續(xù)參考圖2，同樣為了解決滿足防風裝置運行的不間斷供電要求的問題，本發(fā)明的防風系統(tǒng)200還包括電源模塊210，采用市電以及UPS向行走指令判斷裝置202、車輪測速裝置204、風速測定裝置206、邏輯控制器208、報警裝置212和制動系統(tǒng)214供電。當電網(wǎng)供電時系統(tǒng)工作在電網(wǎng)供電模式，一但電網(wǎng)停電系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入UPS供電模式。根據(jù)本發(fā)明的防風系統(tǒng)的待機工作用電負荷量，UPS正常供電情況下可以持續(xù)48小時以上，并保證防風制動系統(tǒng)能正常實施工作。當電網(wǎng)恢復(fù)供電時，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入電網(wǎng)供電，同時電網(wǎng)向UPS充電儲備電能。
參考圖3，圖3是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的防風系統(tǒng)電氣原理圖。其中示出了如下的器件行走指令判斷裝置202、車輪測速裝置204，為測速發(fā)電機、風速測定裝置206，通過一風速傳感器207測定風速、邏輯控制器208、報警裝置212、制動系統(tǒng)214中的一組制動控制器242a，242b，242C，242d。還示出了充電檢測開關(guān)K1，手柄控制開關(guān)K2，緊急開關(guān)S2。圖3所示的電氣原理圖的電控原理如下

表格中的代號、含義、參數(shù)等進一步加以說明如下，代號PO是對控制系統(tǒng)給出密碼設(shè)置，其主要用意是非專管人員不能隨意改變系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置。
代號FS是風速儀給出的風速反饋信號，是設(shè)置起重機大車移動時的風速值，風速值多大時反饋信號有效，風速設(shè)置范圍在0～60.0m/min以內(nèi)，也可以更高。
代號TI是指令執(zhí)行前的延時，其目的是考慮到起重機大車運行機構(gòu)在起重機正常作業(yè)時，會有小范圍內(nèi)的大車車輪擺動，剔除作業(yè)時大車車輪的擺動問題，適當延遲指令動作可以避免誤動作，延時設(shè)置范圍在0～9999S以內(nèi)。
代號CS是測速發(fā)電機測得的起重機大車運行機構(gòu)速度反饋信號，是設(shè)置起重機大車移動時的起始度速有效值，同時也可避免起重機作業(yè)時車輪擺動的影響，車速動作起始值設(shè)置范圍在0～60.0m/min以內(nèi)，也可以更高。
代號CH是測速發(fā)電機測得的起重機大車運行機構(gòu)速度反饋信號，是設(shè)置起重機大車正常運行時受到風載的作用，大車運行速度超出起重機最大額定運行速度時的一個設(shè)定值，超速設(shè)置范圍在0～60.0m/min以內(nèi)，也可以更高。
代號F1是表示智能防風裝置進行了制動動作后的判別，表明這次動作是手動還是系統(tǒng)自動根據(jù)工況完成的，符號顯示2為手動，符號顯示4為自動。
代號F1、UC是表示在智能防風軟制動裝置完成制動動作(拋料)后，處理器記錄當時動作的風速值和大車速度值，以備份系統(tǒng)工作統(tǒng)計。
系統(tǒng)微處理器(8051)接收反饋信號并進行運算處理，當邏輯判定關(guān)系成立，便發(fā)出驅(qū)動器執(zhí)行拋料指令，同時聲光報警器發(fā)出報警聲和紅光閃爍。驅(qū)動器控制砂包儲存箱，開門機構(gòu)箱門打開拋料，整個動作(開門、拋料)時間約0.5秒。
岸邊起重機的防風方法根據(jù)本發(fā)明，結(jié)合上述的防風系統(tǒng)，還提供一種岸邊起重機的防風方法，用于當岸邊起重機出現(xiàn)移動時，判斷該移動是受到風力影響還是正常運行，且如果是受風力影響的跑位，則該方法還阻止該移動，該方法包括判斷岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令；判斷岸邊起重機的車輪是否滾動；判斷風速是否大于一預(yù)定風速；根據(jù)環(huán)境狀況和起重機型號規(guī)格確定預(yù)定風速；根據(jù)岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令、岸邊起重機是否出現(xiàn)移動、以及風速，判斷是否出現(xiàn)受到風力影響的跑位；在該判斷步驟中，采用的判斷邏輯如下1)判斷有行走指令產(chǎn)生并且岸邊起重機有移動，則判斷該移動是正常移動；2)判斷沒有行走指令產(chǎn)生并且岸邊起重機沒有移動，則判斷岸邊起重機處于正常狀態(tài)；3)判斷沒有行走指令產(chǎn)生并且岸邊起重機有移動，同時風速大于所述預(yù)定風速，則判斷該移動是受到風力影響的跑位。
當判斷岸邊起重機出現(xiàn)受風力影響的跑位時，該方法還包括發(fā)出警報并輸出制動控制信號；在收到警報時，進行報警；以及在收到運行狀態(tài)判斷裝置還發(fā)出的制動控制信號時，進行制動，比如，投擲砂包到岸邊起重機的車輪與軌道之間進行制動，更具體的，由安裝在岸邊起重機的每一組車輪中間的間隔處的一組砂包投擲機投擲砂包，砂包掉落在所對應(yīng)的一組車輪的前進方向的軌道上。
在運行狀態(tài)判斷方法中，采用市電以及UPS交替供電。
該岸邊起重機的防風方法的細節(jié)與前述的起重機的防風裝置的細節(jié)相對應(yīng)，這里就不再重復(fù)描述。
測試結(jié)果阻擋加速度的測試利用60t門座式岸邊起重機大車行走不同擋位速度，模擬不同風力下的起重機移動運行，并使防風系統(tǒng)強制拋出砂包進行加速度測試，大車行走給出的不同擋位速度分別選擇為15m/min、20m/min、26.5m/min(該起重機大車最高運行速度為26.5m/min)。防風系統(tǒng)拋出砂包動作分兩種工況拋擲，工況一，先在兩條軌道上各拋下一只砂包，測試阻擋三種車速下的加速度，工況二，再在兩條軌道上各拋下兩只砂包，測試阻擋三種車速下的加速度。
阻擋力的測試利用一臺十噸卷揚機配制滑輪組，將卷揚機固定于60t門座式起重機所在軌道中間，使卷揚機組可以對60t門座式起重機產(chǎn)生40噸以上的水平拉力。在滑輪組與卷揚機之間接入一只拉力傳感器，測試砂包對起重機的阻擋力。
拋砂包分兩種工況拋擲，工況一，先在兩條軌道上各拋下一只砂包，開啟卷揚機組拉動起重機行走，測兩只砂包對起重機的阻擋力。工況二，再在兩條軌道上各拋下兩只砂包，開啟卷揚機組拉動起重機行走，測試四只砂包對起重機的阻擋力。
結(jié)果如下1)砂包對起重機的阻擋效果非常好。當四只砂包同時對起重機移動進行阻擋時，起重機運行速度在26.5m/min時，大約在1～2秒時間內(nèi)起重機運行速度由26.5m/min降至為零速，而此時落地的砂包幾乎不移動位置，整個制動降速過程對起重機沖擊非常平緩，它的負加速度值甚至比起重機大車起動時的加速度值還要小。說明砂包和軌道輪子之間相互運動阻尼非常之大，但對起重機卻沒有大的沖擊，可以非常有效的阻擋住運行中的起重機。
2)對起重機運行阻擋力的測試結(jié)果，將砂包事先擱置在60噸門座起重機軌道上，開啟卷揚機組拉動起重機行走，同樣砂包幾乎不移動位置。
采用本發(fā)明的技術(shù)方案，能有效判斷岸邊起重機是否處于風載作用下的非正常移動，并能在出現(xiàn)非正常移動時通過投擲砂包來阻止這種移動，實踐證明，砂包能產(chǎn)生很大的運動阻尼，能有效阻止岸邊起重機的移動且不給起重機帶來很大的水平?jīng)_擊。
權(quán)利要求
1.一種岸邊起重機的運行狀態(tài)判斷裝置，其特征在于，當岸邊起重機出現(xiàn)移動時，判斷該移動是受到風力影響的跑位還是正常運行，該運行狀態(tài)判斷裝置包括行走指令判斷裝置，判斷所述岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令；車輪測速裝置，判斷所述岸邊起重機的車輪是否滾動；風速測定裝置，判斷風速是否大于一預(yù)定風速；邏輯控制器，連接到所述行走指令判斷裝置、車輪測速裝置、風速測定裝置，判斷岸邊起重機是否出現(xiàn)移動，以及判斷該移動是受到風力影響的跑位還是正常運行；當判斷岸邊起重機出現(xiàn)受風力影響的跑位時，所述運行狀態(tài)判斷裝置發(fā)出警報并輸出制動控制信號。
2.如權(quán)利要求1所述的岸邊起重機的運行狀態(tài)判斷裝置，其特征在于，所述邏輯控制器的判斷邏輯包括行走指令判斷裝置指示有行走指令產(chǎn)生，車輪測速裝置指示岸邊起重機有移動，則邏輯控制器判斷該移動是正常運行；行走指令判斷裝置指示沒有行走指令產(chǎn)生，車輪測速裝置指示岸邊起重機沒有移動，則邏輯控制器判斷岸邊起重機處于正常狀態(tài)；行走指令判斷裝置指示沒有行走指令產(chǎn)生，車輪測速裝置指示岸邊起重機有移動，且風速測定裝置指示風速大于所述預(yù)定風速，則邏輯控制器判斷該移動是受到風力影響的跑位。
3.如權(quán)利要求2所述的岸邊起重機的運行狀態(tài)判斷裝置，其特征在于，所述預(yù)定風速根據(jù)環(huán)境狀況和起重機型號規(guī)格確定。
4.如權(quán)利要求3所述的岸邊起重機的運行狀態(tài)判斷裝置，其特征在于，還包括，電源模塊，采用市電以及UPS向所述行走指令判斷裝置、車輪測速裝置、風速測定裝置和邏輯控制器供電。
5.一種岸邊起重機的防風系統(tǒng)，其特征在于，當岸邊起重機出現(xiàn)移動時，判斷該移動是受到風力影響的跑位還是正常運行，如果是受風力影響的跑位，則所述防風系統(tǒng)阻止該移動，所述系統(tǒng)包括運行狀態(tài)判斷裝置，包括行走指令判斷裝置，判斷所述岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令；車輪測速裝置，判斷所述岸邊起重機的車輪是否滾動，風速測定裝置，判斷風速是否大于一預(yù)定風速；邏輯控制器，連接到所述行走指令判斷裝置、車輪測速裝置、風速測定裝置，判斷岸邊起重機是否出現(xiàn)移動，以及判斷該移動是受到風力影響的跑位還是正常運行；當判斷岸邊起重機出現(xiàn)受風力影響的跑位時，所述運行狀態(tài)判斷裝置發(fā)出警報并輸出制動控制信號；報警裝置，連接到所述運行狀態(tài)判斷裝置，在收到運行狀態(tài)判斷裝置發(fā)出的警報時，進行報警；制動系統(tǒng)，連接到所述運行狀態(tài)判斷裝置，在收到運行狀態(tài)判斷裝置發(fā)出的制動控制信號時，進行制動。
6.如權(quán)利要求5所述的岸邊起重機的防風系統(tǒng)，其特征在于，所述邏輯控制器的判斷邏輯包括行走指令判斷裝置指示有行走指令產(chǎn)生，車輪測速裝置指示岸邊起重機有移動，則邏輯控制器判斷該移動是正常運行；行走指令判斷裝置指示沒有行走指令產(chǎn)生，車輪測速裝置指示岸邊起重機沒有移動，則邏輯控制器判斷岸邊起重機處于正常狀態(tài)；行走指令判斷裝置指示沒有行走指令產(chǎn)生，車輪測速裝置指示岸邊起重機有移動，且風速測定裝置指示風速大于所述預(yù)定風速，則邏輯控制器判斷該移動是受到風力影響的跑位。
7.如權(quán)利要求6所述的岸邊起重機的防風系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定風速根據(jù)環(huán)境狀況和起重機型號規(guī)格確定。
8.如權(quán)利要求7所述的岸邊起重機的防風系統(tǒng)，其特征在于，還包括，電源模塊，采用市電以及UPS向所述行走指令判斷裝置、車輪測速裝置、風速測定裝置和邏輯控制器供電；該電源模塊還向報警裝置及制動系統(tǒng)供電。
9.如權(quán)利要求8所述的岸邊起重機的防風系統(tǒng)，其特征在于，所述制動系統(tǒng)包括制動控制器，接收運行狀態(tài)判斷裝置還發(fā)出的制動控制信號并采取動作；砂包投擲機，由所述制動控制器控制，在制動控制器采取動作時投擲砂包到岸邊起重機的車輪與軌道之間進行制動。
10.如權(quán)利要求9所述的岸邊起重機的防風系統(tǒng)，其特征在于，所述制動系統(tǒng)包括一組制動控制器，其中的每一個對應(yīng)岸邊起重機的一組車輪；一組砂包投擲機，其中的每一個對應(yīng)岸邊起重機所述一組制動控制器中的一個，所述砂包投擲機安裝在岸邊起重機的每一組車輪中間的間隔處，其投擲的砂包掉落在所對應(yīng)的一組車輪的前進方向的軌道上。
11.一種岸邊起重機的運行狀態(tài)判斷方法，用于當岸邊起重機出現(xiàn)移動時，判斷該移動是受到風力影響的跑位還是正常運行，該運行狀態(tài)判斷方法包括判斷所述岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令；判斷所述岸邊起重機的車輪是否滾動，判斷風速是否大于一預(yù)定風速；根據(jù)岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令、岸邊起重機是否出現(xiàn)移動、以及風速，判斷是否出現(xiàn)受到風力影響的跑位；當判斷岸邊起重機出現(xiàn)受風力影響的跑位時，該方法還包括發(fā)出警報并輸出制動控制信號。
12.如權(quán)利要求11所述的岸邊起重機的運行狀態(tài)判斷方法，其特征在于，所述根據(jù)岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令、岸邊起重機是否出現(xiàn)移動、以及風速，判斷是否出現(xiàn)受到風力影響的跑位包括判斷有行走指令產(chǎn)生并且岸邊起重機有移動，則判斷該移動是正常運行；判斷沒有行走指令產(chǎn)生并且岸邊起重機沒有移動，則判斷岸邊起重機處于正常狀態(tài)；判斷沒有行走指令產(chǎn)生并且岸邊起重機有移動，同時風速大于所述預(yù)定風速，則判斷該移動是受到風力影響的跑位。
13.如權(quán)利要求12所述的岸邊起重機的運行狀態(tài)判斷裝置，其特征在于，所述預(yù)定風速根據(jù)環(huán)境狀況和起重機型號規(guī)格確定。
14.如權(quán)利要求13所述的岸邊起重機的運行狀態(tài)判斷方法，其特征在于，采用市電以及UPS交替供電。
15.一種岸邊起重機的防風方法，用于當岸邊起重機出現(xiàn)移動時，判斷該移動是受到風力影響的跑位還是正常運行，且如果是受風力影響的跑位，則該方法還阻止該移動，該方法包括判斷所述岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令；判斷所述岸邊起重機的車輪是否滾動，移動判斷風速是否大于一預(yù)定風速；根據(jù)岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令、岸邊起重機是否出現(xiàn)移動、以及風速，判斷是否出現(xiàn)受到風力影響的跑位；當判斷岸邊起重機出現(xiàn)受風力影響的跑位時，該方法還包括發(fā)出警報并同時輸出制動控制信號；在收到警報時，進行報警；以及在收到運行狀態(tài)判斷裝置發(fā)出的制動控制信號時，進行制動。
16.如權(quán)利要求15所述的岸邊起重機的防風方法，其特征在于，所述根據(jù)岸邊起重機的控制系統(tǒng)是否發(fā)出行走指令、岸邊起重機是否出現(xiàn)移動、以及風速，判斷是否出現(xiàn)受到風力影響的跑位包括判斷有行走指令產(chǎn)生并且岸邊起重機有移動，則判斷該移動是正常運行；判斷沒有行走指令產(chǎn)生并且岸邊起重機沒有移動，則判斷岸邊起重機處于正常狀態(tài)；判斷沒有行走指令產(chǎn)生并且岸邊起重機有移動，同時風速大于所述預(yù)定風速，則判斷該移動是受到風力影響的跑位。
17.如權(quán)利要求16所述的岸邊起重機的防風方法，其特征在于，所述預(yù)定風速根據(jù)環(huán)境狀況和起重機型號規(guī)格確定。
18.如權(quán)利要求17所述的岸邊起重機的防風方法，其特征在于，還包括，采用市電以及UPS交替供電。
19.如權(quán)利要求18所述的岸邊起重機的防風方法，其特征在于，所述制動步驟包括投擲砂包到岸邊起重機的車輪與軌道之間進行制動。
20.如權(quán)利要求19所述的岸邊起重機的防風方法，其特征在于，所述制動步驟包括由安裝在岸邊起重機的每一組車輪中間的間隔處的一組砂包投擲機投擲砂包，砂包掉落在所對應(yīng)的一組車輪的前進方向的軌道上。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種岸邊起重機的防風系統(tǒng)，當岸邊起重機出現(xiàn)移動時，判斷該移動是受到風力影響的跑位還是正常運行，如果是受風力影響的跑位，則阻止該移動，該系統(tǒng)包括運行狀態(tài)判斷裝置，包括行走指令判斷裝置、車輪測速裝置、風速測定裝置、邏輯控制器，判斷岸邊起重機是否出現(xiàn)移動，以及判斷該移動是受到風力影響的跑位還是正常運行；報警裝置、制動系統(tǒng)。本發(fā)明能有效判斷岸邊起重機是否處于風載作用下的移動，并能在出現(xiàn)移動時通過投擲砂包來阻止這種移動，實踐證明，砂包能產(chǎn)生很大的運動阻尼，能有效阻止岸邊起重機的移動且不給起重機帶來很大的水平?jīng)_擊。
文檔編號B66C9/18GK1948115SQ20061011767
公開日2007年4月18日 申請日期2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者于同工, 張振雄, 卞富元 申請人:上海港機重工有限公司