[发明专利]吊重防摇控制设备、方法、系统及工程机械

权利要求书

1.一种吊重防摇控制设备，该吊重由臂架通过吊绳吊起，其特征在于，该设备包括：

接收装置，用于接收所述臂架的顶端水平位置和/或所述吊重的摆角及摆角速度；以及

控制装置，用于执行以下至少一者：

在所述顶端水平位置发生变化的情况下，控制一防摇装置对吊绳中的一段吊绳的水平位移进行补偿，以使其水平位置相比于所述臂架的顶端水平位置发生变化之前不变；以及

在所述吊重的摆角及摆角速度大于预设值的情况下，采用模糊PID控制算法控制所述防摇装置对所述吊绳中的一段吊绳的水平位移进行控制，以抑制所述摆角及摆角速度。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，

设一以所述臂架的顶端O点为中心点建立坐标系O-XYZ，其中XOZ平面平行于水平面，

在所述顶端水平位置的位移为（Sx，Sz）的情况下，所述控制装置控制所述防摇装置对所述吊绳中的一段吊绳的水平位移补偿量为（Lx1,Lz1），其中Lx1=-Sx,Lz1=-Sz。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，

设一以所述臂架的顶端O点为中心点建立坐标系O-XYZ，其中XOZ平面平行于水平面，所述吊重在XOY平面及YOZ平面上的投影的摆角以及摆角速度分别为（αz,αx）及（ωz,ωx）,

所述控制装置控制所述防摇装置对所述吊绳中的一段吊绳的水平位移控制量为（Lx2,Lz2），其中Lx2=fx(αz,ωz)，Lz2=fz(αx,ωx)，fx及fz为函数关系式，其由所述模糊PID控制算法决定。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，在所述PID模糊控制算法中，偏差及偏差变化率为摆角及摆角速度。

5.根据权利要求1-4中任一项权利要求所述的设备，其特征在于，

所述接收装置还用于接收所述防摇装置的倾角；以及

所述控制装置还用于根据所述倾角对所述防摇装置进行调平。

6.一种吊重防摇系统，其特征在于，该系统包括：

根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的控制设备；

摆角检测装置，用于检测所述吊重的摆角及摆角速度；

位置传感器，用于检测所述臂架的顶端水平位置；以及

防摇装置，该防摇装置包括：

套绳机构，套在所述吊绳上；及

驱动机构，安装于所述臂架上，用于驱动套绳机构运动。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述套绳机构包括：

至少一对滚轮，该至少一对滚轮之间形成一由所述吊绳穿过的间隙；

滚轮支座，用于支承所述滚轮；以及

作用杆，用于固定所述滚轮支座，且与所述驱动机构相连，用于在所述驱动机构的驱动下带动所述滚轮移位，进而移动所述吊绳。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述套绳机构包括两对滚轮，该两对滚轮相互正交布置，以在该两对滚轮之间形成一供所述吊绳穿过的孔。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述驱动机构包括：

箱体，安装于所述臂架上；

第一滑槽；

第一滑块，位于所述第一滑槽内；

第一驱动杆，用于驱动所述第一滑块在所述第一滑槽内滑动；以及

作用杆，与所述第一滑块固定连接，用于在所述第一滑块在所述第一滑槽内滑动的情况下，驱动所述套绳机构运动。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述驱动机构还包括：

第二滑槽，安装于所述箱体上，且该第二滑槽的延伸方向与所述第一滑槽的延伸方向不同；

第二滑块，位于所述第二滑槽内，且所述第一滑槽固定于该第二滑块上；以及

第二驱动杆，用于驱动所述第二滑块在所述第二滑槽内滑动。

11.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述防摇装置还包括连接机构，该连接机构包含：

安装支座，安装于所述臂架上；

调平油缸，其缸底通过回转支座与所述安装支座铰接；以及

曲柄，该曲柄的大端与所述安装支座铰接，小端与所述调平油缸铰接，且该曲柄与所述驱动机构相连接，用于使该驱动机构处于水平姿态。