專利名稱：起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及起重裝卸設備的控制與操作，更具體地說，涉及港口起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制方法及裝置。
背景技術：
港口起重裝卸設備主要是用來完成船舶及車輛的裝卸作業(yè)的，對工作效率要求很高，特別是對其主要機構-小車和起升機構來說，其作業(yè)效率尤為看重。在傳統(tǒng)的港口起重裝卸設備中，起升、小車機構的減速區(qū)是由機械限位設置，機構由減速限位引出一個速度階躍變化。此種減速方法必然設計保守，造成機構在減速區(qū)域以低速運行時間過長，降低了工作效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述情況，提出了一種新型的起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制方法及裝置，可以控制作業(yè)機構逐漸地減速，從而提高運行地效率。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制方法，包括S1、建立減速運行數(shù)據(jù)庫，所述減速運行數(shù)據(jù)庫中包括一組減速區(qū)域信息和各減速區(qū)域相對應的預定速度；S2、檢測所述作業(yè)機構的實際位置；S3、判斷所述作業(yè)機構的實際位置是否處于所述減速區(qū)域內(nèi)，如果實際位置不屬于任何一組減速區(qū)域，則不執(zhí)行減速控制，如果所述實際位置處于所述一組減速區(qū)域中的任何一個，則執(zhí)行減速控制；S4、檢測所述作業(yè)機構的實際運行速度，獲取作業(yè)機構所處的減速區(qū)域所對應的預定速度；S5、比較所述實際運行速度和所述預定速度，當所述實際運行速度高于所述預定速度時，將作業(yè)機構的實際運行速度降低到所述預定速度；S6、循環(huán)執(zhí)行所述步驟S2-S5，直至所述作業(yè)機構停止運行。
一般，其中所稱的作業(yè)機構包括起升機構和小車。對于起升機構，一組減速區(qū)域包括按照起升高度劃分的數(shù)個減速區(qū)域；而對于小車，一組減速區(qū)域包括延小車軌道劃分的數(shù)個減速區(qū)域。
與各減速區(qū)域相對應的預定速度是基于所述減速區(qū)域的劃分、作業(yè)機構的類型以及作業(yè)機構的停車要求而確定，在一個實施例中，減速區(qū)域和與減速區(qū)域相對應的預定速度呈線性關系。
本發(fā)明的另一方面，還提供一種起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制裝置，包括減速運行數(shù)據(jù)庫，其中包括一組減速區(qū)域信息和各減速區(qū)域相對應的預定速度；位置檢測裝置，檢測所述作業(yè)機構的實際位置；位置判斷裝置，判斷所述作業(yè)機構的實際位置是否處于所述減速區(qū)域內(nèi)，如果實際位置不屬于任何一組減速區(qū)域，則不執(zhí)行減速控制，如果所述實際位置處于所述一組減速區(qū)域中的任何一個，則執(zhí)行減速控制；速度檢測裝置，檢測所述作業(yè)機構的實際運行速度，獲取作業(yè)機構所處的減速區(qū)域所對應的預定速度；減速控制裝置，比較所述實際運行速度和所述預定速度，當所述實際運行速度高于所述預定速度時，將作業(yè)機構的實際運行速度降低到所述預定速度。
一般，其中所稱的作業(yè)機構包括起升機構和小車。在減速運行數(shù)據(jù)庫中，對于起升機構，一組減速區(qū)域包括按照起升高度劃分的數(shù)個減速區(qū)域；對于小車，一組減速區(qū)域包括延小車軌道劃分的數(shù)個減速區(qū)域。
在減速運行數(shù)據(jù)庫中，與各減速區(qū)域相對應的預定速度是基于減速區(qū)域的劃分、作業(yè)機構的類型以及作業(yè)機構的停車要求而確定。在一個實施例中，減速區(qū)域和與減速區(qū)域相對應的預定速度呈線性關系。
本發(fā)明利用減速運行數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)來對不同減速區(qū)域范圍內(nèi)不同位置的最大速度進行智能箝位控制。當機構進入減速區(qū)后，本發(fā)明的減速方法和裝置能對機構進行漸進地平緩地減速，并最終達到逐漸停車的目的。此種方法合理高效地處理了機構減速、停車的距離和速度關系，提高了作業(yè)效率，并且定位精準。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制方法的流程圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制裝置的結構框圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一具體實現(xiàn)，采用本發(fā)明的減速方法與采用傳統(tǒng)方法的速度變化曲線圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例進一步描述本實用新型的技術方案。
上面已經(jīng)介紹了，現(xiàn)有的減速控制方法的問題在于采用的是機械限位控制的方式，這就使得速度的變化是階躍性。在沒有到達機械限位點之前，作業(yè)機構將以比較高的速度運行，而在越過了機械限位點之后，會馬上降低到一個比較低的速度。這樣做會帶來以下的問題1)由于存在急劇的速度變化，會使得所吊裝的貨物，例如集裝箱發(fā)生晃動。
2)在越過了機械限位點之后都將一統(tǒng)一的速度運行，但是實際上，這個速度對于剛剛越過機械限位點的區(qū)域來說，顯得太低，而對于接近停車位置的區(qū)域來說，又顯得太高，造成停車位置精確控制的困難。
為此，本發(fā)明提供了如下的解決思路結合已建數(shù)學模型，根據(jù)作業(yè)機構(起升機構或小車)參數(shù)設定不同的減速區(qū)域范圍以及各減速區(qū)內(nèi)不同位置時的最大速度。作業(yè)機構運行時，判斷此時是否進入減速區(qū)域，若沒進入，則繼續(xù)按照人工或既定的速度運行，若進入，則根據(jù)模型中得到的位置和速度數(shù)據(jù)，判讀作業(yè)機構在當前位置的速度Vp是否超過此位置的最大速度Vpmax，若超過，則按照設定的程序?qū)⑺俣萔p降至Vpmax，若沒有，則繼續(xù)按照此速度Vp前行，根據(jù)模型可知在停車處的Vpmax數(shù)值為0，機構在此位置停止，達到智能停車的目的。
根據(jù)上述的設計思路，本發(fā)明首先提供一種起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制方法，參考圖1所示的流程圖，該方法100包括S1、建立減速運行數(shù)據(jù)庫，減速運行數(shù)據(jù)庫中包括一組減速區(qū)域信息和各減速區(qū)域相對應的預定速度。通常，作業(yè)機構包括起升機構和小車。在減速運行數(shù)據(jù)庫中，對于起升機構，該一組減速區(qū)域包括按照起升高度劃分的數(shù)個減速區(qū)域；而對于小車，該一組減速區(qū)域包括延小車軌道劃分的數(shù)個減速區(qū)域。
S2、檢測作業(yè)機構的實際位置。該步驟可以通過在起升機構或者小車上架設位置感應器的方式來實現(xiàn)。
S3、判斷作業(yè)機構的實際位置是否處于減速區(qū)域內(nèi)，如果實際位置不屬于任何一組減速區(qū)域，則不執(zhí)行減速控制，如果實際位置處于一組減速區(qū)域中的任何一個，則執(zhí)行減速控制。將步驟S2中獲取的作業(yè)機構的實際位置與減速運行數(shù)據(jù)庫中所劃分的減速區(qū)域進行比較，如果實際位置已經(jīng)落入(任何一個)減速區(qū)域中，則開始執(zhí)行減速控制。
S4、檢測作業(yè)機構的實際運行速度，獲取作業(yè)機構所處的減速區(qū)域所對應的預定速度。檢測實際運行速度可以通過在起升機構或者小車上架設速度感應器的方式來實現(xiàn)。而預定速度可以從減速運行數(shù)據(jù)庫中獲取。
S5、比較實際運行速度和預定速度，當實際運行速度高于預定速度時，將作業(yè)機構的實際運行速度降低到預定速度。一般，該與各減速區(qū)域相對應的預定速度是基于減速區(qū)域的劃分、作業(yè)機構的類型以及作業(yè)機構的停車要求而確定。在一個實現(xiàn)中，減速區(qū)域和與減速區(qū)域相對應的預定速度呈線性關系。需要說明的一點是，通常，當作業(yè)機構進行減速區(qū)域是，其實際速度都會大于在減速運行數(shù)據(jù)庫中所設定對應該減速區(qū)域的預定速度，因此，通常執(zhí)行的都是降低實際速度的操作。但是，不排除在特殊情況下實際速度會低于預定速度，此時，也可以提高實際速度，使之于預定速度相符，以獲取最高的作業(yè)效率?；蛘弑３衷械乃俣炔蛔?。
S6、循環(huán)執(zhí)行步驟S2-S5，直至作業(yè)機構停止運行。
本發(fā)明的另一方面還提供一種起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制裝置，參考圖2所示，該減速控制裝置200包括減速運行數(shù)據(jù)庫202，其中包括一組減速區(qū)域信息和各減速區(qū)域相對應的預定速度。通常，作業(yè)機構包括起升機構和小車。在減速運行數(shù)據(jù)庫中，對于起升機構，該一組減速區(qū)域包括按照起升高度劃分的數(shù)個減速區(qū)域；而對于小車，該一組減速區(qū)域包括延小車軌道劃分的數(shù)個減速區(qū)域。
位置檢測裝置204，檢測作業(yè)機構的實際位置。根據(jù)一實施例，位置檢測裝置204可以由位置感應器實現(xiàn)，位置感應器可以架設在起升機構或者小車上。
位置判斷裝置206，判斷作業(yè)機構的實際位置是否處于減速區(qū)域內(nèi)，如果實際位置不屬于任何一組減速區(qū)域，則不執(zhí)行減速控制，如果實際位置處于一組減速區(qū)域中的任何一個，則執(zhí)行減速控制。位置判斷裝置206將位置檢測裝置204獲取的作業(yè)機構的實際位置與減速運行數(shù)據(jù)庫202中所劃分的減速區(qū)域進行比較，如果實際位置已經(jīng)落入(任何一個)減速區(qū)域中，則開始執(zhí)行減速控制。
速度檢測裝置208，檢測作業(yè)機構的實際運行速度，并獲取作業(yè)機構所處的減速區(qū)域所對應的預定速度。速度檢測裝置208包括速度感應器，該速度感應器架設在起升機構或者小車上，用于檢測起升機構或者小車的實際運行速度。速度檢測裝置208能夠從減速運行數(shù)據(jù)庫202中獲取對應該減速區(qū)域的預定速度。
減速控制裝置210，比較實際運行速度和預定速度，當實際運行速度高于預定速度時，將作業(yè)機構的實際運行速度降低到預定速度。一般，該與各減速區(qū)域相對應的預定速度是基于減速區(qū)域的劃分、作業(yè)機構的類型以及作業(yè)機構的停車要求而確定。在一個實現(xiàn)中，減速區(qū)域和與減速區(qū)域相對應的預定速度呈線性關系。需要說明的一點是，通常，當作業(yè)機構進行減速區(qū)域是，其實際速度都會大于在減速運行數(shù)據(jù)庫中所設定對應該減速區(qū)域的預定速度，因此，通常執(zhí)行的都是降低實際速度的操作。但是，不排除在特殊情況下實際速度會低于預定速度，此時，也可以提高實際速度，使之于預定速度相符，以獲取最高的作業(yè)效率?；蛘弑３衷械乃俣炔蛔儭?br> 下面介紹本發(fā)明的一個應用實例。
由速度公式可知，在物體加速度不變的情況下，物體在時間T由速度V降至0的情況下，所行路程S為S=VT2---(1)]]>參考圖3，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一具體實現(xiàn)，采用本發(fā)明的減速方法與采用傳統(tǒng)方法的速度變化曲線圖。如圖3和公式(1)所示，在已知停車點E、機構的運行速度和減速積分時間T(即加速度不變的情況下，速度由V降至0的時間)的情況下，可計算出機構距停車位置E點的減速距離S，由(1)式可知，機構的不同速度，均對應于不同的減速區(qū)，A點為機構以最大速度Vmax，運行時，進入減速區(qū)的點位置，SAE即為最大減速范圍Smax。
以圖3為例，當機構以速度VB運行時B點時，進入減速區(qū)，線BCE為智能減速、停車路線，線BDFG為傳統(tǒng)減速、停車路線，現(xiàn)對此兩種方式進行對比。
1)本發(fā)明所提供的減速方式機構從B點進入減速區(qū)后，結合公式(1)，可推導出機構可以繼續(xù)以此速度行至圖3中C點，在C點之后，將對機構進行智能減速，根據(jù)機構不同位置處(假設行至P點)距停車位E點的距離SPE，推導出此不同位置最大速度Vpmax。讀取此時機構主令手柄發(fā)出的速度Vp，判斷其數(shù)值是否超過Vpmax，若超過，則智能將此速度降至Vpmax，若沒有，則繼續(xù)按此速度運行。由公式(1)可知，當機構運行至停車位E點時，速度VEmax為0，機構停止在E點。
2)傳統(tǒng)的機械限位點減速方式機構從B點進入減速區(qū)后，開始減速至D點(一般在D點速度VD為最大速度Vmax的20％，此減速過程中加速度不變，為機構固有加速度)，在D點后保持此速度運行至F點，F(xiàn)點后速度陡降至0，最終機構停止于E點處。
從圖3中可以看出，機構從B點行至E點采用本發(fā)明的減速方式所用時間遠遠小于采用傳統(tǒng)機械限位點方式所用時間。且更為平穩(wěn)，防止了傳統(tǒng)方式中最后階段從F陡降至E點所帶來的沖擊。
本發(fā)明提供的該種作業(yè)機構的減速控制方法和裝置可根據(jù)作業(yè)機構的實際要求，根據(jù)不同的停車點、機構的最大速度Vmax和減速積分時間T，制定出不同的減速區(qū)和減速限制，當作業(yè)機構在進入減速區(qū)后，其減速為斜坡方式，減速斜率一定，減速是漸進而平緩的，對應于減速區(qū)的不同位置，均可推出此位置的最大速度Vpmax，以此來對機構主令手柄發(fā)出的速度進行箝位，使機構速度不超過Vpmax?？刂品绞届`活多變，特別適用于半自動，自動定位的控制系統(tǒng)中。
采用上述的方案，能夠帶來的有益效果是對機構進行智能減速、停車，提高了工作效率；減速、停車漸進平緩，大大減少吊荷的晃蕩；減速、停車位置精準；改善了操作舒適性。
本發(fā)明利用減速運行數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)來對不同減速區(qū)域范圍內(nèi)不同位置的最大速度進行智能箝位控制。當機構進入減速區(qū)后，本發(fā)明的減速方法和裝置能對機構進行漸進地平緩地減速，并最終達到逐漸停車的目的。此種方法合理高效地處理了機構減速、停車的距離和速度關系，提高了作業(yè)效率，并且定位精準。
權利要求
1.一種起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制方法，包括S1、建立減速運行數(shù)據(jù)庫，所述減速運行數(shù)據(jù)庫中包括一組減速區(qū)域信息和各減速區(qū)域相對應的預定速度；S2、檢測所述作業(yè)機構的實際位置；S3、判斷所述作業(yè)機構的實際位置是否處于所述減速區(qū)域內(nèi)，如果實際位置不屬于任何一組減速區(qū)域，則不執(zhí)行減速控制，如果所述實際位置處于所述一組減速區(qū)域中的任何一個，則執(zhí)行減速控制；S4、檢測所述作業(yè)機構的實際運行速度，獲取作業(yè)機構所處的減速區(qū)域所對應的預定速度；S5、比較所述實際運行速度和所述預定速度，當所述實際運行速度高于所述預定速度時，將作業(yè)機構的實際運行速度降低到所述預定速度；S6、循環(huán)執(zhí)行所述步驟S2-S5，直至所述作業(yè)機構停止運行。
2.如權利要求1所述的起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制方法，其特征在于，所述作業(yè)機構包括起升機構和小車。
3.如權利要求2所述的起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制方法，其特征在于，對于起升機構，所述一組減速區(qū)域包括按照起升高度劃分的數(shù)個減速區(qū)域；對于小車，所述一組減速區(qū)域包括延小車軌道劃分的數(shù)個減速區(qū)域。
4.如權利要求3所述的起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制方法，其特征在于，所述與各減速區(qū)域相對應的預定速度是基于所述減速區(qū)域的劃分、作業(yè)機構的類型以及作業(yè)機構的停車要求而確定。
5.如權利要求4所述的起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制方法，其特征在于，所述減速區(qū)域和與減速區(qū)域相對應的預定速度呈線性關系。
6.一種起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制裝置，包括減速運行數(shù)據(jù)庫，其中包括一組減速區(qū)域信息和各減速區(qū)域相對應的預定速度；位置檢測裝置，檢測所述作業(yè)機構的實際位置；位置判斷裝置，判斷所述作業(yè)機構的實際位置是否處于所述減速區(qū)域內(nèi)，如果實際位置不屬于任何一組減速區(qū)域，則不執(zhí)行減速控制，如果所述實際位置處于所述一組減速區(qū)域中的任何一個，則執(zhí)行減速控制；速度檢測裝置，檢測所述作業(yè)機構的實際運行速度，獲取作業(yè)機構所處的減速區(qū)域所對應的預定速度；減速控制裝置，比較所述實際運行速度和所述預定速度，當所述實際運行速度高于所述預定速度時，將作業(yè)機構的實際運行速度降低到所述預定速度。
7.如權利要求6所述的起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制裝置，其特征在于，所述作業(yè)機構包括起升機構和小車。
8.如權利要求7所述的起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制裝置，其特征在于，所述減速運行數(shù)據(jù)庫中，對于起升機構，所述一組減速區(qū)域包括按照起升高度劃分的數(shù)個減速區(qū)域；對于小車，所述一組減速區(qū)域包括延小車軌道劃分的數(shù)個減速區(qū)域。
9.如權利要求8所述的起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制裝置，其特征在于，所述減速運行數(shù)據(jù)庫中，所述與各減速區(qū)域相對應的預定速度是基于所述減速區(qū)域的劃分、作業(yè)機構的類型以及作業(yè)機構的停車要求而確定。
10.如權利要求9所述的起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制裝置，其特征在于，所述減速區(qū)域和與減速區(qū)域相對應的預定速度呈線性關系。
全文摘要
本發(fā)明揭示了起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制方法，包括建立減速運行數(shù)據(jù)庫，減速運行數(shù)據(jù)庫中包括一組減速區(qū)域信息和各減速區(qū)域相對應的預定速度；檢測作業(yè)機構的實際位置；判斷作業(yè)機構的實際位置是否處于減速區(qū)域內(nèi)，如果實際位置處于所述一組減速區(qū)域中的任何一個，則執(zhí)行減速控制；檢測作業(yè)機構的實際運行速度，獲取作業(yè)機構所處的減速區(qū)域所對應的預定速度；比較實際運行速度和預定速度，將作業(yè)機構的實際運行速度控制至預定速度；循環(huán)執(zhí)行減速控制直至作業(yè)機構停止運行。本發(fā)明還揭示了起重裝卸設備的作業(yè)機構的減速控制裝置，該方法及裝置合理高效地處理了機構減速、停車的距離和速度關系，提高了作業(yè)效率，并且定位精準。
文檔編號B66C13/18GK101049889SQ20071004040
公開日2007年10月10日 申請日期2007年5月8日 優(yōu)先權日2007年5月8日
發(fā)明者嚴兆基, 吳曉維, 周曉春 申請人:上海港機重工有限公司