[发明专利]用于操纵悬吊在承载缆上的负载的起重机

权利要求书

1.一种用于操纵悬吊在承载缆上的负载的起重机，其包括用于转动该起重机的回转机构、使吊杆上摆的变幅机构、和用于降低和升高悬吊在承载缆上的该负载的提升机构，该起重机带有用于计算回转机构、变幅机构和/或提升机构的操作的控制单元，其中，该控制单元有利地包括负载摆动阻尼，其特征在于，用于操作回转机构、变幅机构和/或提升机构的操作指令的计算基于用笛卡尔坐标系表示的期望负载运动来实现。

2.根据权利要求1所述的起重机，其特征在于，该控制单元的负载摆动阻尼是基于悬吊在承载缆上的负载和起重机的物理模型的反演，其中，该反演的物理模型将在笛卡尔坐标系中的悬吊在承载缆上的负载的给定运动转变成回转机构、变幅机构和/或提升机构的操作信号。

3.根据权利要求2所述的起重机，其特征在于，该起重机还包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器用于确定关于负载和/或起重机的位置和/或运动的一个或多个测量值，尤其是用于确定如下变量中的一个或多个，即径向缆绳角、切向缆绳角、变幅角、回转角、缆绳长度和它们的导数，其中，该测量值被包括在物理模型的所述反演中。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的起重机，其特征在于，该起重机包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器用于确定关于负载和/或起重机的位置和/或运动的一个或多个测量值，尤其是用于确定如下变量中的一个或多个，即径向缆绳角、切向缆绳角、变幅角、回转角、缆绳长度和它们的导数，其中测量值被反馈到控制单元中。

5.根据权利要求4所述的起重机，其特征在于，提供第一变换单元，其基于所述测量值计算负载在笛卡尔坐标系中的实际位置和/或实际运动，尤其是X，Y和Z轴上的可变位置、X，Y和Z轴上的速度、X和Y轴上的加速度、X和Y轴上的在单位时间内的加速度变化中的一个或多个。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的起重机，其特征在于，该起重机包括一个或多个缆绳角度传感器，其中，该一个或多个缆绳角度传感器的测得值被反馈到控制单元中。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的起重机，其特征在于，该起重机包括用于由操作者输入控制指令的输入单元，其中在输入单元和控制单元之间设置第二变换单元，该第二变换单元基于该控制指令计算负载在笛卡尔坐标系中的期望运动。

8.根据权利要求7所述的起重机，其特征在于，该起重机包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器用于确定关于起重机的位置和/或运动的测量值，尤其是用于确定变幅角和/或回转角，其中所述第二变换单元借助于这些测量值被初始化。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的起重机，其特征在于，该起重机包括路径规划模块，其由操作者和/或自动化系统的控制指令生成轨迹，其用作控制单元的输入变量。

10.根据权利要求9所述的起重机，其特征在于，所述轨迹在起重机坐标系中生成并且该第二变换单元布置在路径规划模块和控制单元之间。

11.根据权利要求9或10所述的起重机，其特征在于，在考虑了系统约束的情况下，由控制指令在路径规划模块中最优化地生成所述轨迹。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的起重机，其特征在于，所述控制单元参考操作者和/或自动化系统的控制指令直接地操作所述提升机构，而回转机构和变幅机构的操作通过所述负载摆动阻尼来实现。

13.一种用于根据权利要求1至12中任一项所述的起重机中的起重机控制器。

14.一种用于操纵悬吊在承载缆上的负载的起重机操作的方法，该起重机包括用于转动该起重机的回转机构、使吊杆上摆的变幅机构、和用于降低和升高悬吊在承载缆上的该负载的提升机构，其特征在于，用于操作回转机构、变幅机构和/或提升机构的操作指令的计算基于用笛卡尔坐标系表示的期望负载运动来实现。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，该方法用于操作根据权利要求1至12中任一项所述的起重机。