[发明专利]起重机及其控制方法

权利要求书

1.一种起重机，包括：提升绳索(207)，所述提升绳索从起重机吊臂(202)延伸并承载货物承载装置(208)；驱动装置，其用于移动多个起重机元件并移动所述货物承载装置(208)；控制装置(3)，其用于控制驱动装置使得所述货物承载装置(208)沿着行进路径移动；以及摆动阻尼装置(340)，其用于抑制所述货物承载装置(208)和/或所述提升绳索(207)的摆动运动，其中，所述摆动阻尼装置(340)具有摆动传感器(60)和控制器模块(341)，所述摆动传感器用于检测和/或估计所述提升绳索(207)和/或所述货物承载装置(208)相对于竖直方向(61)的偏移并且所述控制器模块具有根据所确定的偏移来对所述驱动装置的控制产生影响的闭环控制回路，其特征在于，所述检测装置(60)具有：惯性测量装置(IMU)，其安装在所述货物承载装置(208)上并具有用于提供沿不同轴线的平移加速度信号和相对于所述不同轴线的陀螺仪旋转速率信号的加速度和旋转速率传感装置，所述陀螺仪旋转速率信号包括旋转速度和/或旋转加速度；第一确定装置(401)，其根据所述惯性测量装置(IMU)的所述平移加速度信号和所述陀螺仪旋转速率信号来确定和/或估计所述货物承载装置(208)的倾斜度(ε_β)；以及第二确定装置(410)，其根据所确定的货物承载装置(208)倾斜度(ε_β)和货物承载装置(208)的惯性加速度(a)来确定所述提升绳索(207)和/或所述货物承载装置(208)相对于竖直方向(61)的偏移(ε_β)。

2.根据权利要求1所述的起重机，其中，所述起重机是塔式起重机。

3.根据权利要求1所述的起重机，其中，所述第一确定装置(401)具有补充滤波器(402)，所述补充滤波器具有用于对所述惯性测量装置(IMU)的旋转速率信号进行滤波的高通滤波器(403)和用于对所述惯性测量装置(IMU)的加速度信号或从其得到的信号进行滤波的低通滤波器(404)，所述补充滤波器(402)被设计用来使货物承载装置(208)的基于经高通滤波的旋转速率信号的、基于旋转速率的倾斜度的估计值(ε_β，ω)与所述货物承载装置(208)的基于经低通滤波的加速度信号的、基于加速度的倾斜度的估计值(ε_β，a)相互结合，并根据所述货物承载装置(208)的经结合的基于旋转速率和加速度的倾斜度(ε_β，ω；ε_β，a)的估计值来确定所述货物承载装置(208)的所需倾斜度(ε_β)。

4.根据权利要求3所述的起重机，其中，所述所述货物承载装置(208)的基于旋转速率的倾斜度估计值(ε_β，ω)包括所述经过高通滤波的旋转速率信号的积分，以及/或者，所述货物承载装置(208)的基于加速度的倾斜度估计值(ε_β，a)建立在测得的水平加速度(ka_x)与测得的竖直加速度(_ka_z)的商的基础上，根据所述商，从关系式中获得基于加速度的倾斜度估计值(ε_β，a)。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的起重机，其中，所述第二确定装置(410)具有滤波器装置和/或观察器装置，所述滤波器装置和/或观察器装置考虑将所确定的货物承载装置(208)的倾斜度(ε_β)作为输入变量，并且根据所述货物承载装置(208)上的惯性加速度(la)来确定所述提升绳索(207)和/或所述货物承载装置(208)相对于竖直方向(61)的偏移

6.根据权利要求5所述的起重机，其中，所述滤波器装置和/或观察器装置包括卡尔曼滤波器(Kalman-Filter)(411)。

7.根据权利要求6所述的起重机，其中，所述卡尔曼滤波器是扩展的卡尔曼滤波器。