轮胎吊及其控制方法与流程

本发明涉及吊装机械技术领域，尤其涉及一种轮胎吊及其控制方法。

背景技术：

轮胎吊(又称：轮胎式起重机)在工作过程中，在小车加减速、重物(例如，集装箱)的水平移动过程中，轮胎由于受载的变化，其弹性变形程度会发生动态变化，从而引起整个轮胎吊的摆动以及重物的晃动，这会增加抓放重物的难度，延长抓放重物的时间，尤其不利于轮胎吊的自动化作业和对轮胎吊的远程操控。

技术实现要素：

本发明的一个目的减小吊装过程中被吊装重物的晃动，以提高吊装效率。

本发明实施方式提供了一种轮胎吊，包括：轮胎吊主体；轮胎式行走机构，轮胎吊主体的底部四角分别设有一组轮胎式行走机构；顶升机构，与轮胎吊主体相连，在轮胎吊处于吊装状态时，顶升机构能够顶升轮胎吊主体，以使得行走轮胎上的轮胎的弹性变形量降低至设定值。

在一些实施方式中，设定值为轮胎在其额定负荷作用下产生的变形量的10～40％。

在一些实施方式中，轮胎吊主体的底部四角分别设有与行走机构一一对应的下横梁，各行走机构通过与其对应的下横梁铰接于轮胎吊主体上；顶升机构包括多个顶升油缸，每个下横梁上设有至少一个顶升油缸。

在一些实施方式中，各顶升油缸的上端设有第一支撑梁，顶升油缸通过第一支撑梁与下横梁固定连接。

在一些实施方式中，顶升油缸下端设有第二支撑梁，在轮胎吊处于吊装状态时，顶升油缸通过第二支撑梁支撑在地面上，其中，第二支撑梁的横截面面积自上而下逐渐增加。

在一些实施方式中，轮胎吊上还设有测距仪，测距仪能够测量其与地面之间的距离。

在一些实施方式中，测距仪设于行走机构的轮胎上。

本发明实施方式还提供了一种轮胎吊的控制方法，轮胎吊为本发明上述任一实施方式提供的的轮胎吊，吊装方法包括：控制轮胎吊是否行驶至设定的工作位置；控制行走机构停止动作，并控制顶升机构动作，以顶升轮胎吊主体；获取行走机构的轮胎的弹性变形量，当行走机构的轮胎的弹性变形量降低至设定值时，顶升机构停止动作；通过轮胎吊的起升机构和/或小车运行机构对重物进行吊装。

在一些实施方式中，设定值为轮胎在其额定负荷作用下产生的变形量的10～40％。

在一些实施方式中，在控制顶升机构动作时，还同时控制轮胎吊的起升机构和/或小车运行机构动作。

本发明实施例提供的轮胎吊及其控制方法，在吊装过程中，顶升机构将轮胎吊主体1顶起一段高度，在减轻轮胎受载的同时，顶升机构作为轮胎吊的另一个支撑取代轮胎的部分或全部支撑功能。由于顶升机构是刚性结构，在顶升高度调整就位后，顶升机构的外形尺寸不会由于外载荷的变化而产生动态变化，从而，本发明可以大幅减小轮胎吊、被吊装的重物在吊装过程中的晃动，可以提高吊装效率。

附图说明

图1a和图1b示出了本发明实施方式提供的轮胎吊的工作场景示意图；

图2示出了本发明实施方式提供的顶升机构工作于顶升状态的示意图；

图3示出了本发明实施方式提供的顶升机构工作于非顶升状态的示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图1a和图1b示出了轮胎吊100的一种工作场景，其中，图1a示出了轮胎吊100的主视图，图1b示出轮胎吊100的侧视图。在本场景中，轮胎吊100工作于集装箱码头，用于集装箱的吊装。下文以图1a和图1b示出的场景为例来介绍本发明的技术方案，可以理解的是，这并不是对本发明的限定，轮胎吊100也可以工作于其他场景中，例如，港口、矿区等。

参考图1a和图1b，轮胎吊100包括轮胎吊主体以及轮胎式行走机构2。轮胎吊主体包括轮胎吊100的主要工作部件，例如，承载结构件、小车运行机构1、起升机构2等。其中，承载结构件可以是钢结构，用于承载、传递轮胎吊100的自重载荷、工作载荷(例如，集装箱重量)、环境载荷(例如，风载荷)等。示例性地，承载结构件包括柱腿13、小车轨道梁14、连接横梁15等。小车运行机构1用于驱动小车沿小车轨道运行，通常地，小车的运行方向(图1a所示x向)垂直于大车(即，轮胎式行走机构2)的运行方向。起升机构2用于提升或下放集装箱/集装箱吊具。

轮胎式行走机构2设于轮胎吊主体1的底部四角上，用于实现轮胎吊100在码头上的位置移动。在一些实施例中，轮胎吊主体1的底部四角上设有下横梁16，各行走机构2铰接在下横梁16上。顾名思义，轮胎式行走机构2包括轮胎21，轮胎21在受到不同的载荷时，会发生不同程度的弹性变形。现有技术中，在小车加减速、集装箱沿小车运行方向的移动过程中，轮胎吊100左右两侧的轮胎21上的载荷会此消彼长，从而会引起轮胎吊100的左右摆动，也会引起吊装的集装箱/集装箱吊具的晃动，这就增加了吊具抓放箱的难度，延长了抓放箱的时间。

为此，参考图2，本发明实施方式提供的轮胎吊100中，还包括顶升机构3，在轮胎吊100的吊装状态下，顶升机构3能够顶升轮胎吊主体1，以使得轮胎21上的轮胎21的弹性变形量降低至设定值。

换言之，本发明实施例中，在轮胎吊100的吊装状态下，顶升机构3将轮胎吊主体1顶起一段高度，在减轻轮胎21受载的同时，顶升机构3作为轮胎吊100的另一个支撑取代轮胎21的部分或全部支撑功能。由于顶升机构3是刚性结构，在顶升高度调整就位后，顶升机构3的外形尺寸不会由于外载荷的变化而产生动态变化，从而，当小车加减速、集装箱移动时，轮胎吊100不会产生摆动，从而可以避免被吊装的集装箱/集装箱吊具的晃动，示例性地，在图1所示的场景中，在设置了顶升机构3之后，轮胎吊100的摆动幅度从50～80mm降低至5mm以内。

在减小了集装箱/集装箱吊具的晃动幅度之后，可提高抓、放箱的效率，也有利于提高抓、放箱的精度(例如，可以减小开底箱和堆放箱的偏差)，这对集装箱码头的自动化改造、轮胎吊100的远程操作具有尤其重要的意义。

其中，顶升机构3可以为顶升油缸31、气缸、推杆等，本发明不作限定，只要具备顶升功能即可，下文以油缸为例对本发明的技术方案进行说明。本发明实施方式中，每个下横梁16上设有至少一个顶升油缸31，进一步地，顶升油缸31的上端设有第一支撑梁32，顶升油缸31通过第一支撑梁32与下横梁16固定连接，这样，轮胎吊主体1上的重量可以通过第一支撑梁32传递至顶升油缸31上，有利于载荷的平稳传递。

根据轮胎21的设计参数，当轮胎21在受到额定负荷时，其弹性变形量为l。在顶升过程中，随着轮胎21负荷的逐渐减小，轮胎21上的弹性变形量也随之逐渐减小。在一些实施方式中，当轮胎21上的弹性变形减小至轮胎21在额定负荷作用下的弹性变形量的10～40％时(即轮胎21上的弹性变形量减小至10～40％l时)，顶升油缸31可以停止顶升。通过该设置，本发明实施方式可以具有以下优点：

(1)相较于将轮胎21顶升至完全不受载，本发明实施方式可以减小顶升油缸31的顶升行程，从而可以缩短顶升过程，提高工作效率；

(2)相较于将轮胎21顶升至完全不受载，本发明实施方式中，轮胎21可以部分分担作用于顶升油缸31上的载荷，在减轻顶升油缸31受载的同时也可以减小顶升油缸31对地面的压力，降低对地面基础的要求。

在一些实施方式中，地面上用于承载顶升油缸31的区域可以根据承载需求进行局部加强，以保证有足够的承载能力。在一些具体实施例中，顶升油缸31的下端设有第二支撑梁33，在轮胎吊100处于吊装状态时，顶升油缸31通过第二支撑梁33支撑在地面上，第二支撑梁33的设置有利于顶升油缸31将载荷平稳地传递至地面基础上。在一些具体实施例中，第二支撑梁33的横截面的面积自上而下逐渐增加，这样可以进一步顶升油缸31对减小对地面的压强。

在另一些实施方式中，顶升油缸31的伸缩值可以根据地面的承载能力决定，例如，当地面的承载能力为45t时，顶升油缸31的顶升力只要小于45t即可；在又一些实施方式中，顶升油缸31的伸缩值可根据轮胎吊100/被吊装重物的晃动程度进行调整，例如，当轮胎吊100/被吊装重物的晃动，可以提高顶升油缸31的顶升高度。

参考图2，轮胎吊100上还设有测距仪34，可选地，测距仪34可以设置在轮胎21上。测距仪34可以测量测距仪34与地面之间距离，结合测距仪34在轮胎吊100上的安装位置，可以测得地面的不平度，从而可依据地面的不平度对顶升油缸31的伸缩值进行补偿。

根据本发明提供的轮胎吊100，本发明实施例还提供了一种轮胎吊100的控制方法，包括下述步骤：

s10：控制轮胎吊100行驶至设定的工作位置。在图1示出的场景中，可以控制轮胎吊100行驶至指定的贝位。示例性地，贝位上设有贝位标识，例如，标识符号(例如，图像符号、文字符号、数字符号或者上述组合等)、磁钉、rifd标签等，轮胎吊100上设有贝位标识识别装置，例如，贝位标识为磁钉时，识别装置可以是用于识别该磁钉的磁钉天线；当贝位标识为rifd标签，识别装置可以为用于识别该rifd标签的rifd天线；当贝位标识为标识符号时，识别装置可以为图像采集和识别装置。识别状态通过识别位于贝位上的贝位标识，可以判断轮胎吊100是否行驶至指定的贝位。

在一些实施例中，还可以通过上层控制系统(例如，码头操作系统(tos))来管理轮胎吊100的工作位置。tos可对整个码头上各轮胎21起重机的工位进行整体规划，使同一台轮胎吊100在一定时间内尽可能工作于同一贝位，这样可以避免轮胎吊100的频繁转场，可提高整个码头的装卸效率。

s20：当轮胎吊100行驶至设定的工作位置后，控制行走机构2停止动作，并控制顶升油缸31动作，以顶升轮胎吊主体1。在一些实施例中，轮胎吊100底部四角上的顶升油缸31同时动作，以同步顶升轮胎吊主体1。

s30：获取轮胎21的弹性变形量，当轮胎21的弹性变形量降低至设定值时，顶升油缸31停止动作。

在一些实施例中，在顶升机构3的顶升过程中，可以控制轮胎吊100的起升机构2和/或小车运行机构1同时动作，即，在使顶升机构3就位的同时，可同步控制起升机构2和/或小车运行机构1就位，以提高轮胎吊100的工作效率。

s40：通过控制起升机构2和/或小车运行机构1动作，以吊装重物。

s50：参考图3，当前工作位置的指定作业量完成后(例如，当前贝位的作业清单完成时)，顶升油缸31回缩，轮胎21落地，继续回缩顶升油缸31至第二支撑梁33底面与地面之间具有设定间隙(例如，50mm以上)，顶升油缸31停止回缩，控制大车运行机构动作，轮胎吊100转场至另一工作位置。

综上所述，本发明提供的上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。