本发明实施方式公开了一种起重机，包括驱动装置和工作机构，驱动装置用于驱动工作机构运行，起重机还包括防摇摆系统，防摇摆系统包括数据采集单元和可编程控制器，数据采集单元用于采集工作机构的数据并传送至可编程控制器中；可编程控制器用于根据数据采集单元采集的数据控制驱动装置运行。本发明还公开一种起重机的防摇摆方法。通过上述方式，本发明实施方式能够减小或消除起重机的摇晃，提高了起重机的工作效率，消除了起重机运行过程中的安全隐患。
1.一种起重机，包括驱动装置和工作机构，所述驱动装置用于驱动所述工作机构运行，其特征在于，所述起重机还包括防摇摆系统，所述防摇摆系统包括数据采集单元和可编程控制器，所述数据采集单元用于采集所述工作机构的数据并传送至所述可编程控制器中；
所述可编程控制器用于根据所述数据采集单元采集的数据控制所述驱动装置运行；
所述驱动装置包括第一变频器和与所述第一变频器电连接的第一电机，所述可编程控制器用于根据所述数据采集单元采集的数据控制所述第一变频器的频率；
所述工作机构包括运行机构和与所述运行机构可伸缩连接的起升机构，所述起升机构包括取物装置，所述运行机构与所述第一电机电连接；
S3，采用所述数据采集单元采集数据，其中，检测所述取物装置的角度和角速度的采集值是否在设定的正常范围内；若是，则取消防摇摆系统，重新回到S3；若否，则继续下一步骤；
S4，计算多次采集时间内所述取物装置的角度变化量；
S7，获得防摇晃速度参考值，其中，所述防摇速度参考值是将S5中小车给定速度参考积分值和S6中小车实际速度积分值进行叠加处理获得的；
S8，调整所述第一变频器的频率，其中，所述调整所述第一变频器的频率具体包括：根据S7中的防摇晃速度参考值，输出速度补偿量指令至所述第一变频器，以使所述第一变频器根据所述速度补偿量指令，调整频率，进而调整所述第一电机的转速，从而实现调整所述小车的运行速度；
2.根据权利要求1所述的起重机，其特征在于，所述数据采集单元包括设置于所述运行机构的红外光发射装置和红外光接收装置，以及设置于所述取物装置上的红外光反射器。
3.根据权利要求2所述的起重机，其特征在于，所述数据采集单元采集的数据包括所述取物装置的角度和角速度数据、所述运行机构的位置数据、以及所述取物装置距离所述运行机构的高度数据。
4.一种起重机的防摇摆方法，所述起重机包括驱动装置、工作机构及防摇摆系统，所述驱动装置用于驱动所述工作机构运行，所述防摇摆系统包括数据采集单元和可编程控制器，所述数据采集单元用于采集所述工作机构的数据并传送至所述可编程控制器中；所述可编程控制器用于根据所述数据采集单元采集的数据控制所述驱动装置运行；
所述驱动装置包括第一变频器和与所述第一变频器电连接的第一电机，所述可编程控制器用于根据所述数据采集单元采集的数据控制所述第一变频器的频率；
所述工作机构包括运行机构和与所述运行机构可伸缩连接的起升机构，所述起升机构包括取物装置，所述运行机构与所述第一电机电连接；其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S3，采用所述数据采集单元采集数据，其中，检测所述取物装置的角度和角速度的采集值是否在设定的正常范围内；若是，则取消防摇摆系统，重新回到S3；若否，则继续下一步骤；
S4，计算多次采集时间内所述取物装置的角度变化量；
S7，获得防摇晃速度参考值，其中，所述防摇速度参考值是将S5中小车给定速度参考积分值和S6中小车实际速度积分值进行叠加处理获得的；
S8，调整所述第一变频器的频率，其中，所述调整所述第一变频器的频率具体包括：根据S7中的防摇晃速度参考值，输出速度补偿量指令至所述第一变频器，以使所述第一变频器根据所述速度补偿量指令，调整频率，进而调整所述第一电机的转速，从而实现调整所述小车的运行速度；
5.根据权利要求4所述的起重机的防摇摆方法，其特征在于，所述步骤S4中，计算三次采集时间内所述取物装置的角度变化量。
6.根据权利要求4所述的起重机的防摇摆方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述数据采集单元采集的数据包括所述取物装置的角度和角速度数据、所述小车的位置数据、以及所述取物装置距离所述小车的高度数据。
7.根据权利要求4所述的起重机的防摇摆方法，其特征在于，所述步骤S3和所述步骤S4之间还包括：步骤S31，检测是否进入防摇摆系统。
8.根据权利要求7所述的起重机的防摇摆方法，其特征在于，步骤S1还包括在所述可编程控制器中设定对应于所述取物装置距离所述小车的高度的第一设定值Z1、第二设定值Z2以及对应于所述取物装置的角度和角速度的正常范围中的至少一个数值，其中第一设定值Z1小于第二设定值Z2；所述步骤S31包括以下步骤中的至少一个步骤：S311，检测所述取物装置距离所述小车的高度是否小于所述第一设定值Z1；若是，则取消防摇摆系统，重新回到S3；若否，则继续下一步骤；
S312，检测所述取物装置距离所述小车的高度是否大于所述第二设定值Z2；若是，则取消防摇摆系统，重新回到S3；若否，则继续下一步骤；
S313，检测所述取物装置的角度和角速度的采集值是否在所述设定的正常范围内；若是，则取消防摇摆系统，重新回到S3；若否，则继续下一步骤。
起重机及起重机的防摇摆方法
技术领域
[0001] 本发明实施方式涉及起重机领域，特别是涉及一种起重机及起重机防摇摆方法。
背景技术
[0002] 在经济快速化的今天，货物的搬运越来越频繁，对起重机的要求越来越高，起重机正在向着自动化、智能化和高效化发展。
[0003] 现在市场上应用最广泛的依然是传统型起重机。传统型起重机在运行机构运行过程中，例如启动、停止、加速或减速等运动时，负载会不断地摇摆，严重地降低了起重机的工作效率，甚至在起重机运行过程中存在一定的安全隐患。
发明内容
[0004] 本发明实施方式主要解决的技术问题是提供一种起重机及起重机防摇摆方法，能够减小或消除起重机运行过程中负载偏摆，保证起重机平稳可靠运行，从而提高了起重机的工作效率，消除了起重机运行过程中的安全隐患。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种起重机，包括驱动装置和工作机构，所述驱动装置用于驱动所述工作机构运行，所述起重机还包括防摇摆系统，所述防摇摆系统包括数据采集单元和可编程控制器，所述数据采集单元用于采集所述工作机构的数据并传送至所述可编程控制器中；所述可编程控制器用于根据所述数据采集单元采集的数据控制所述驱动装置运行。
[0006] 所述驱动装置包括第一变频器和与所述第一变频器电连接的第一电机，所述可编程控制单元用于根据所述数据采集单元采集的数据控制所述第一变频器的频率；
[0007] 所述工作机构包括运行机构和与所述运行机构可伸缩连接的起升机构，所述起升机构包括取物装置，所述运行机构与所述第一电机电连接；
[0008] 所述可编程控制器用于执行以下步骤：
[0009] S1，开启所述防摇摆系统；
[0010] S2，将所述可编程控制器中的防摇摆速度设置清零；
[0011] S3，采用所述数据采集单元采集数据，其中，检测所述取物装置的角度和角速度的采集值是否在设定的正常范围内；若是，则取消防摇摆系统，重新回到S3；若否，则继续下一步骤；
[0012] S4，计算多次采集时间内所述取物装置的角度变化量；
[0013] S5，计算所述小车给定速度参考积分值；
[0014] S6，计算所述小车实际速度积分值；
[0015] S7，获得防摇晃速度参考值，其中，所述防摇速度参考值是将S5中小车给定速度参考积分值和S6中小车实际速度积分值进行叠加处理获得的；
[0016] S8，调整所述第一变频器的频率，其中，所述调整所述第一变频器的频率具体包括：根据S7中的防摇晃速度参考值，输出速度补偿量指令至所述第一变频器，以使所述第一变频器根据所述速度补偿量指令，调整频率，进而调整所述第一电机的转速，从而实现调整所述小车的运行速度；
[0017] 重复所述步骤S3至S8。
[0018] 在其中一些实施方式中，所述数据采集单元包括设置于所述运行机构的红外光发射装置和红外光接收装置，以及设置于所述取物装置上的红外光反射器。
[0019] 在其中一些实施方式中，所述数据采集单元采集的数据包括所述取物装置的角度和角速度数据、所述运行机构的位置数据、以及所述取物装置距离所述运行机构的高度数据。
[0020] 为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种起重机的防摇摆方法，包括以下步骤：
[0021] S1，开启所述防摇摆系统；
[0022] S2，将所述可编程控制器中的防摇摆速度设置清零；
[0023] S3，采用所述数据采集单元采集数据，其中，检测所述取物装置的角度和角速度的采集值是否在设定的正常范围内；若是，则取消防摇摆系统，重新回到S3；若否，则继续下一步骤；
[0024] S4，计算多次采集时间内所述取物装置的角度变化量；
[0025] S5，计算所述小车给定速度参考积分值；
[0026] S6，计算所述小车实际速度积分值；
[0027] S7，获得防摇晃速度参考值，其中，所述防摇速度参考值是将S5中小车给定速度参考积分值和S6中小车实际速度积分值进行叠加处理获得的；
[0028] S8，调整所述第一变频器的频率，其中，所述调整所述第一变频器的频率具体包括：根据S7中的防摇晃速度参考值，输出速度补偿量指令至所述第一变频器，以使所述第一变频器根据所述速度补偿量指令，调整频率，进而调整所述第一电机的转速，从而实现调整所述小车的运行速度；
[0029] 重复所述步骤S3至S8。
[0030] 在其中一些实施方式中，所述步骤S4中，计算三次采集时间内所述取物装置的角度变化量。
[0031] 在其中一些实施方式中，所述步骤S3中，所述数据采集单元采集的数据包括所述取物装置的角度和角速度数据、所述小车的位置数据、以及所述取物装置距离所述小车的高度数据
[0032] 在其中一些实施方式中，所述步骤S3和所述步骤S4之间还包括：
[0033] 步骤S31，检测是否进入防摇摆系统。
[0034] 在其中一些实施方式中，步骤S1还包括在所述可编程控制器中设定对应于所述取物装置距离所述上车高度的第一设定值Z1、第二设定值Z2以及对应于所述取物装置的角度和角速度的正常范围中的至少一个数值，其中第一设定值Z1小于第二设定值Z2；所述步骤S31包括以下步骤中的至少一个步骤：
[0035] S311，检测所述取物装置距离所述小车的高度是否小于所述第一设定值Z1；若是，则取消防摇摆系统，重新回到S3；若否，则继续下一步骤；
[0036] S312，检测所述取物装置距离所述小车的高度是否大于所述第二设定值Z2；若是，则取消防摇摆系统，重新回到S3；若否，则继续下一步骤；
[0037] S313，检测所述取物装置的角度和角速度的采集值是否在所述设定的正常范围内；若是，则取消防摇摆系统，重新回到S3；若否，则继续下一步骤。
[0038] 本发明实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施方式采用防摇摆系统，通过数据采集单元采集数据并传送至可编程控制器处理，再由可编程控制器控制第一变频器的频率，控制工作机构的运行速度，减小或消除了偏摆或摇晃，提高了起重机的工作效率，消除了起重机运行过程中的安全隐患。
附图说明
[0039] 图1是本发明实施方式的起重机的结构模块示意图，所述起重机包括防摇摆系统。
[0040] 图2是本发明一实施方式的防摇摆系统的工作流程图。
[0041] 图3是本发明另一实施方式的防摇摆系统的工作流程图。
具体实施方式
[0042] 请参阅图1，示出了本发明一实施方式的起重机100的结构模块示意图，起重机100包括操作台10、驱动装置20、工作机构30和防摇摆系统40。
[0043] 操作台10用于控制整个起重机100的运行，例如，操作台10可以控制驱动装置20的开关，还可以控制工作机构30的工作速度或方向，还可以控制防摇摆系统40的启动与关闭。
[0044] 工作机构30包括运行机构(图未标)和起升机构(图未标)，所述运行机构用于实现水平搬运物品，所述起升机构用于实现物品升降，工作机构30通过其所包含的至少一个机构的单独运动或组合运动，达到搬运物品的目的。
[0045] 本发明实施方式中，所述运行机构为小车301，所述起升机构包括一端与小车301可伸缩连接的线缆303和与线缆303的另一端相连的取物装置，本实施方式中，所述取物装置为抓斗302。可以理解的是，根据被搬运物品的不同种类、形态或大小，所述起升机构的取物装置还可以为吊钩、电磁吸盘、起重吊梁、吊具等其他结构。还可以理解的是，工作机构30还可以包括用于旋转被搬运物品的回转机构，或用于调整角度的弯幅机构等其他机构，只需根据实际需要进行添加即可。
[0046] 本发明实施方式中，驱动装置20包括与小车301电连接的第一电机201、与所述起升机构电连接的第二电机202、与第一电机201电连接的第一变频器203和与第二电机202电连接的第二变频器204。第一电机201用于驱动小车301水平移动；第二电机202用于驱动抓斗302升降运动；第一变频器203用于控制第一电机201的转速，进而控制小车301的运行速度；第二变频器204用于控制第二电机202的转速，进而控制所述起升机构的抓斗302的升降速度。
[0047] 防摇摆系统40包括数据采集单元401和可编程控制器402，数据采集单元401用于采集抓斗302的偏移角度和角速度、采集抓斗302距离小车301的高度以及采集小车301位置。
[0048] 数据采集单元401设置于工作机构30上，且数据采集单元401采集完上述数据后将所述数据传送至可编程控制器402中。本发明实施方式中，数据采集单元401采用光电传感器(图未示)来采集上述数据，所述光电传感器包括设置于小车301平台中心位置的红外光发射装置(图未示)和红外光接收装置(图未示)、设置于抓斗302上的红外光反射器(图未示)，当所述红外光发射装置发射出来的红外线所述红外光反射器反射后返回所述红外光接收装置，通过所述红外光接收装置中信息处理系统对反馈信息加以处理，即可得到抓斗302的偏移角度和角速度、抓斗302距离小车301的高度以及小车301的位置数据。
[0049] 可以理解的是，数据采集单元401还可以采用其他方式进行数据采集，如编码器等，只需数据采集单元401能够采集上述所述数据即可。
[0050] 可编程控制器402设置于操作台10和驱动装置20之间，可编程控制器402的输出端与驱动装置20中的第一变频器203的输入端相连。
[0051] 当可编程控制器402接收到数据采集单元401传送的数据后，可编程控制器402对所述数据进行处理，根据当前抓斗302的偏移量，计算出需要给小车301变频的防摇晃的速度补偿量，并将所述速度补偿量指令输出至第一变频器203。然后第一变频器203根据所述速度补偿量指令，控制第一电机201的转速，进而控制小车301的运行速度。由于第一变频器203的调节能够使电机202实现连续平滑的无级调速，从而可以使小车301的运行速度变化连续且平稳过渡。
[0052] 本发明实施方式的起重机100中，由于采用了防摇摆系统40，通过数据采集单元401采集小车301的位置、抓斗302的高度以及抓斗302的角度和角速度，并反馈给可编程控制器402处理，可编程控制器402发出控制信息，通过第一变频器203控制小车301的运行速度，从而在抓斗302产生摇晃时，通过调整小车301的运行速度，达到减小或消除了抓斗302的偏摆或摇晃，提高了起重机100的工作效率，消除了起重机100运行过程中的安全隐患。
[0053] 请参阅图2，本发明还提供一种起重机100的防摇摆方法，所述防摇摆方法包括以下步骤：
[0054] S1，开启防摇摆系统40。本发明实施方式中，在操作台10上开启防摇摆系统40。
[0055] S2，将可编程控制器402中的防摇摆速度设置清零。
[0056] S3，采用数据采集单元401采集数据。本实施方式中，数据采集单元401采集抓斗302的偏移角度和角速度、抓斗302距离小车301的高度以及小车301的位置数据。
[0057] S4，计算多次采集时间内抓斗302的角度变化量。本实施方式中，优先计算三次采集时内抓斗302的角度变化量。
[0058] S5，计算小车301给定速度参考积分值。本发明实施方式中，小车301的给定速度在操作台10中进行速度设定，并由操作台10将所述速度设定指令发送至驱动装置20，再由驱动装置20执行所述速度设定指令并驱动小车301运行。小车301给定速度参考积分值反映的是包含加速度和方向在内的小车301给定速度的动态值。
[0059] S6，计算小车301实际速度积分值。由于起重机100在工作过程中，抓斗302的摇摆影响了小车301的运行速度和方向，所以小车301实际速度积分值反映的是受抓斗302摇摆影响后的包含加速度和方向在内的小车301实际速度的动态值。
[0060] S7，获得防摇晃速度参考值。本发明实施方式中，防摇速度参考值是将S5中小车301给定速度参考积分值和S6中小车301实际速度积分值进行叠加处理获得的。
[0061] S8，调整变频器的频率。本发明实施方式中，可编程控制器402根据S7中的防摇晃速度参考值，输出速度补偿量指令至第一变频器203，第一变频器203根据所述速度补偿量指令，调整频率，进而调整第一电机201的转速，从而实现调整小车301的运行速度。
[0062] 重复步骤S3至S8，如此，便可以在起重机100的整个工作过程中，一直通过防摇摆系统40对小车301的运行速度进行调整。
[0063] 采用本发明实施方式的起重机100的防摇摆方法，在抓斗302产生摇晃时，通过防摇摆系统40调整小车301的运行速度，从而实现减小或消除抓斗302的摇晃。
[0064] 请参阅图3，可以理解的是，本发明另一实施方式的防摇摆方法中，在步骤S3和步骤S4之间还可以进一步包括以下步骤：
[0065] 步骤S31，检测是否进入防摇摆系统。
[0066] 本发明实施方式中，在步骤S1中，开启防摇摆系统40后，在可编程控制器402中设定对应于抓斗302高度的第一设定值Z1和第二设定值Z2，以及设定一个对应于抓斗302的角度和角速度的正常范围，其中第一设定值Z1小于第二设定值Z2。步骤S31包括：
[0067] S311，检测抓斗302距离小车301的高度是否小于第一设定值Z1；若是，则取消防摇摆系统40，重新回到S3；若否，则继续下一步骤。
[0068] S312，检测抓斗302距离小车301的高度是否大于第二设定值Z2；若是，则取消防摇摆系统40，重新回到S3；若否，则继续下一步骤。
[0069] S313，检测抓斗302的角度和角速度的采集值是否在设定的正常范围内；若是，则取消防摇摆系统40，重新回到S3；若否，则继续下一步骤。
[0070] S314，进入防摇摆系统40。
[0071] 在本发明实施方式的防摇摆方法中，由于增加了步骤S31，用于在可编程控制器402对S3中采集的数据进行计算处理之前，根据S3中采集的数据检测是否进入防摇摆系统以及后续的计算处理步骤，可以节约防摇摆系统40的运行时间，提高防摇摆系统40的反应速度，进而提高了起重机100的工作效率。
[0072] 例如，当抓斗302的高度较小且小于第一设定值Z1时，根据起重机100工作时的规律，此时，抓斗302产生摇晃的可能性较小，经过步骤S311，则可以直接取消防摇摆系统40，从而未通过后续的计算处理步骤得到不需要调整小车301运行速度的指令，节约了防摇摆系统40的运行时间。
[0073] 可以理解的是，步骤S31可以不完全包括S311、S312和S313，也就是说，步骤S31可以选择地包括S311、S312和S313中的一个或多个。还可以理解的是，当步骤S31包括S311、S312和S313中的多个时，步骤S31中的多个步骤的顺序可以根据需要随意排列，并不局限于本发明实施方式中展现的排序。
[0074] 以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
