专利名称：用于控制从承重缆线悬挂的负载相对于承重缆线的定向的方法和绞盘装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制从承重缆线悬挂的负载相对于承重缆线的定向的方法。此外，本发明涉及一种用于控制从承重缆线悬挂的负载相对于承重缆线的定向的绞盘装置，该绞盘装置包括主绞盘、至少一个从属绞盘和绞盘控制系统，各个所述绞盘具有绞盘电机和带有拉线(tagline)的双向转动线轴，其中各拉线设置有附接装置，其中拉线布置成相对于承重缆线向负载施加受控转矩。此外，本发明涉及这种方法和绞盘装置的用途。在本申请中，术语“拉线”用于连接在负载与绞盘之间以将力从绞盘传递到负载的长形连接装置。拉线可以是绳索、缆索、缆线或另一种系绳。拉线能够传递拉力。
背景技术：
当提升尺寸较大的负载时，需要控制负载的定向。这种负载的示例可以是风力涡轮机叶片、塔架、用于建筑物的预制混凝土构件等。由于负载的惯性，即使承重缆线转动，即在起重机臂转动的情况下，负载也可能在空间中维持原位。因此，不受控的负载可能潜在地碰撞起重机臂或碰撞附近的人员或结构物。因此需要控制负载。例如，通过将拉线附接到负载上，以向负载施加相对于承重缆线的转矩。该转矩可以是顺时针或逆时针的。由于负载的尺寸，人员操作拉线并向负载施加相对于承重缆线的转矩是不安全的。从W02008/061797获知一种用于将风力涡轮机叶片安装在风力涡轮机轮毂上的方法和提升装置。该叶片从由具有起重机臂的起重机提供的承重缆线悬挂在大致水平的定向上。承重缆线附接到提升装置上，该提升装置附接到叶片上。叶片从地面上的位置被提升到可以将叶片安装在轮毂上的位置。为了避免叶片相对于承重缆线转动，叶片连接到控制缆线，控制缆线经由起重机臂上的滑轮延伸到位于起重机臂底部的绞盘装置。该系统采用一个绞盘来控制负载的定向并采用另一个手动操作的绞盘来使负载转动。尽管W02008/061797的系统已被成功地施行，但该系统存在一些缺点。主要缺点是需要对起重机进行改造。这通常需要起重机制造商的许可，以保证起重机的所需功能。起重机的运转非常昂贵并且仅在短时间内使用。专门改造的起重机将具有很长的闲置时间，或者，要使起重机可以用于其它用途，必须在一个地点在提升操作期间从WO 2008/061797的系统移除滑轮、绞盘装置和控制线。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于控制从承重缆线悬挂的负载相对于该承重缆线的定向的方法和绞盘装置，且其提供与绞盘装置的安放有关的灵活性，从而不需要将它安装在起重机上。
根据本发明，通过一种用于控制从承重缆线悬挂的负载相对于所述承重缆线的定向的方法来实现该目的，所述方法包括以下步骤a.-提供绞盘装置，该绞盘装置包括主绞盘、至少一个从属绞盘和绞盘控制系统，各个绞盘具有绞盘电机和带有拉线的双向转动线轴，其中，各拉线上设置有附接装置，其中拉线布置成用于向负载施加相对于承重缆线的受控转矩，并且其中控制系统包括用于确定拉线拉力的拉力传感器装置和用于确定线轴转动的线轴转动传感器装置，并且其中控制系统可控制地连接至各绞盘电机以控制线轴转动，b.-布置无负载的绞盘，并将附接装置连接至负载，或者b.-将绞盘置于负载上并且将附接装置连接至平台(land)， c.-使绞盘的线轴转动，直到借助于拉力传感器装置在拉线中感测到预设的拉线拉力，d.-在负载的水平和/或竖直移动期间，如果需要的话，基于所确定的拉线拉力使线轴以一定转速转动，以维持从承重缆线悬挂的负载相对于所述承重缆线的期望定向，e.-通过使线轴转动而释放拉线拉力，以及f.-使附接装置分离。此外，通过一种用于控制从承重缆线悬挂的负载相对于所述承重缆线的定向的绞盘装置来实现该目的，该绞盘装置包括主绞盘、至少一个从属绞盘和绞盘控制系统，各个所述绞盘具有绞盘电机和带有拉线的双向转动线轴，其中各拉线设置有附接装置，其中拉 线布置成相对于承重缆线向负载施加受控转矩，其特征在于，控制系统包括用于确定拉线拉力的拉力传感器装置和用于确定线轴转动的线轴转动传感器装置，并且其中控制系统可控地连接至各绞盘电机以控制线轴转动。因此实现自主维持负载相对于承重缆线的定向而不需要除启用绞盘装置以外的用户输入。负载从由起重机提供的承重缆线悬挂。当起重机操作员操纵负载时，绞盘装置将通过基于根据所述方法的拉力传感器测量值而相对于承重缆线施加受控转矩。因此，起重机操作员可以在操作起重机臂和/或承重缆线绞盘的同时充分集中精力根据高度定位负载，而不必操作又一个绞盘来维持负载相对于承重缆线的定向。拉线直接从绞盘延伸到负载或者从绞盘延伸到平台。因此，该方法和绞盘装置在绞盘装置的安放方面是灵活的。例如，该绞盘装置可以被安放在地面上、起重机上或负载上。拉线向负载施加相对于承重缆线的转矩。拉线是柔性的，因此拉线被拉紧。拉线力是三维的，包括两个垂直水平分量和一个竖直分量(z分量)。水平分量中的一者(X分量)从负载的附接点朝承重缆线定向，而另一者(y分量)从附接点垂直于X分量定向。在水平面内施加相对于承重线缆的受控转矩。该转矩由拉线力的y分量和与承重缆线(力矩臂)构成。绞盘或平台在y分量方向上距离负载足够远地定位，以施加控制负载所需的转矩。所需的距离取决于绞盘额定的拉线力、负载的转动惯量、附接点与承重缆线之间的距离、最大提升高度和不包括风力的外力的大小。绞盘或平台与负载之间的距离的相对关系如下相对长的距离允许较低的拉线力、较大的转动惯量、较短的力矩臂、较高的最大提升高度和/或较高的外力，而较靠近负载定位的绞盘或平台需要较高的额定值、较小的转动惯量、较长的力矩臂、较低的最大提升高度和/或较低的外力。主绞盘和从属绞盘布置成使得它们向负载施加相反方向的转矩。例如，主绞盘施加顺时针转矩而从属绞盘施加逆时针转矩，主绞盘施加逆时针转矩而从属绞盘施加顺时针转矩。当绞盘所施加的转矩之和等于零时，负载将维持其相对于承重缆线的定向。在替换实施例中，附加从属绞盘可以施加零转矩或接近零的转矩(如果拉线连接至靠近承重缆线)，或方向与其它从属绞盘或主绞 盘相同的转矩。这由控制系统控制。这提供了负载的定向的灵活性和改善的控制。主绞盘和至少一个从属绞盘可以以相等的力矩臂和关于承重缆线的对称位置或者以不同的力矩臂和关于承重缆线的不对称位置定位。控制系统能够在控制绞盘电机期间进行补偿。该方法和绞盘装置通常用于控制尺寸很大的负载和/或从承重缆线悬挂的重物相对于所述承重缆线的定向。这种负载的示例可以是风力涡轮机叶片、塔架、用于建筑物的预制混凝土构件等或其它具有大转动惯量的负载。负载可以借助于具有承重缆线的起重机而悬挂。承重缆线可以具有用于连接到负载或附接到负载的提升框架的附接装置。例如，附接装置可以是挂钩。可替代地，负载可以借助于具有安装在卡车或拖车上的铰接臂的装载式起重机而悬挂。这种情况下，外臂/挂钩可以视为承重缆线，因为其可以自由转动并因此需要相对于转动轴线控制负载的定向。各绞盘可以具有驱动线轴的液力或电气驱动的绞盘电机。线轴能够通过传动装置或绞盘电机的双向转动而双向转动。可以是缆线、缆索或优选绳索的拉线卷绕在线轴周围。拉线上设置附接装置，附接装置用于直接或经由提升框架附接至平台或负载。设置控制系统来控制绞盘电机的操作。绞盘电机可以以相同或不同的转速同时操作。因此，绞盘电机可以个别地操作。控制系统包括用于确定拉线中的拉力的拉力传感器装置和用于确定线轴的位置和运转的线轴转动传感器装置。传感器在系统的使用期间连续运转，以向控制系统提供操作反馈。控制系统可以设置有用于向起重机操作员或数据记录器提供传感器测量值的输出装置。此外，控制系统可以设置有当即将超过预设极限时向起重机操作员提供的警告信号。这将使起重机操作员例如在风力条件改变并超过预定极限的情况下中断提升并使负载进入安全状态。主绞盘设定为在负载的提升和降下期间通过控制系统维持拉线中的预设拉力，该预设拉力被设定为提供超过最大预期风力的y分量。当拉力降低到预设拉力之下时，主绞盘将卷绕以使拉力增大回到预设值，而当拉力增大到预设拉力之上时，主绞盘将退绕以使拉力降至预设值。使线轴以一定转速转动执行了卷绕/退绕。控制系统通过基于拉力传感器的测量值控制绞盘电机来控制主绞盘的线轴转动。控制系统利用线轴转动传感器测量值作为反馈，以验证正确的线轴转动。至少一个从属绞盘可以设定为顺循主绞盘。在对称状态下，从属绞盘的转速等于主绞盘的转速。在不对称状态下，从属绞盘的转速不等于主绞盘的转速。当负载被提升/降下时，负载与绞盘或平台之间的距离将发生变化。拉力传感器将检测拉线拉力的变化并连续确定当前拉线拉力。控制系统通过引导主绞盘和从属绞盘的线轴按需转动以维持预设拉力而作出反应，从而自主控制负载相对于承重缆线的定向。在另一个实施例中，根据本发明的方法的特征在于，在步骤c中，各线轴同时转动。由此实现了负载能够保持垂直于通过起重机的中心线。在另一个实施例中，根据本发明的方法的特征在于，在步骤d中，对施加至所述至少一个从属绞盘线轴的转速增加/减少转速分量，以改变从承重缆线悬挂的负载相对于所述承重缆线的期望定向。由此实现即使在提升/降下负载时负载也能以受控方式相对于承重缆线转动。因此，控制了负载相对于承重缆线的定向。
通常需要在最终提升阶段改变负载的定向，以按需定位负载。通过向从属绞盘的转速增加转速分量，合成速度将改变相对于承重缆线的转矩之和使得它们不再等于零。负载将相对于承重缆线转动。主绞盘将维持预设拉力。通过该方法，从而确保以受控方式执行转动而不超过允许的拉力极限。由于通过增加从属绞盘的线轴的已有速度来执行转动，所以线轴的转动部分将顺循主绞盘。因此可以在转动的同时提升或降下负载，并且仍然顺循如通过绞盘与非转动系统的负载之间的距离的变化来引导的卷绕/退绕功能。例如，主绞盘的线轴能够以一转速进行转动，以抵消在提升(退绕)时的增大的拉力。如果需要使负载在提升期间沿一定方向转动，从属绞盘需要卷绕，则转速分量将与顺循主绞盘的从属绞盘转速相反地定向，以抵消提升导致的拉力增大，因此，从属绞盘的最终转速将比主绞盘慢、为零或甚至相反。在又一个实施例中，根据本发明的方法的特征在于，基于向控制系统的输入来改变从承重缆线悬挂的负载相对于所述承重缆线的期望定向，其中向控制系统的输入基于用户输入或预先编程。该输入由控制系统处理，以便补偿在转动的同时提升/降下负载的影响。起重机操作人员或其它人员可以在与控制系统通信的输入控制台上提供输入。该输入也可以基于测距设备或预先编程，从而允许完全自主的提升。在再又一个实施例中，根据本发明的方法的特征在于，该方法在步骤a与步骤b之间包括进一步的步骤a’ .-为各绞盘提供用于将各绞盘附接到支承面上的绞盘附接装置，a" 为各绞盘提供支承面，以及a".-将各绞盘附接装置附接到各支承面上。由此实现能以容易和简单的方式安装绞盘。 附接装置优选可以标准化，使得绞盘可以安装在不同的支承面上。附接装置可以是永久性的或非永久性的。例如，通过焊接、通过螺纹紧固件、通过销或任何其它合适的附接手段。在另一个实施例中，根据本发明的方法的特征在于，支承面设置在起重机、负载、提升框架、船甲板或地面上。由此实现同一个绞盘装置可以用于多个不同的设施中，这提供了很大的灵活性。在本发明的一个实施例中，支承面设置在负载或提升框架上。绞盘位于负载上或提升框架上。拉线附接到平台例如地锚(ground anchor)上、起重机配重(ballast)上或位于地平面或地平面之上的另一个固定点。从而，根据本发明的方法，可以相对于承重缆线向负载施加受控转矩，以维持负载相对于承重缆线的定向，或者使负载相对于承重缆线转动。在又另一个实施例中，根据本发明的方法的特征在于，该方法包括以下步骤提供用于测量线轴转矩的线轴转矩传感器装置并且将线轴转矩换算为拉线拉力，以确定拉线拉力。这是一种确定拉线拉力的简单方式。转矩传感器可以是测量转矩、测量液力绞盘上的液压和测量电动绞盘上的电流的机械装置。在又一个实施例中，根据本发明的方法的特征在于，该方法还包括以下步骤在各拉线上提供用于测量各拉线中的应变的应变仪并且将拉线应变换算为拉线拉力，以确定拉线拉力。 这是另一种确定拉线拉力的方式。该方案可以提供精确的结果，但是可能更难实现。在又一个实施例中，根据本发明的绞盘装置的特征在于，控制系统与各传感器之间和/或控制系统与各绞盘电机之间的连接是无线的。由此实现控制系统可以定位成远离传感器和绞盘。这是尤其有利的，因为不需要在系统的各个部分之间布设电气线路。因此，该系统易于以最少的安装时间安装在临时设施中。在又一个实施例中，根据本发明的方法的特征在于，控制系统还包括输入控制台。由此实现起重机操作员或另一个用户可以向系统提供控制输入，以引导控制系统使得负载相对于承重缆线转动。输入控制台可以与控制系统有线或无线连接。
下面将参考附图更详细地说明本发明，在附图中图I示出了安装在具有起重机臂的移动式起重机上的绞盘装置的立体图，该起重机臂带有承重缆线和从承重缆线悬挂的负载，图2示出了主绞盘和从属绞盘的立体图，图3示出了图I的绞盘装置和移动式起重机的平面图，图4示出了图I的绞盘装置和移动式起重机的侧视图，其中负载位于低位置，图5示出了图I的绞盘装置和移动式起重机的侧视图，其中负载位于较高位置，图6示出了图I的绞盘装置和移动式起重机的平面图，其中负载位于较高位置并且起重机臂转动，图7示出了图6的绞盘装置和移动式起重机的侧视图，图8示出了图6的绞盘装置和移动式起重机的平面图，其中负载相对于承重缆线转动，图9示出了图8的绞盘装置和移动式起重机的侧视图，图10示出了第二实施例的立体图，图11示出了第三实施例的平面图，
图12示出了第四实施例的平面图，以及图13示出了第五实施例的平面图。
具体实施例方式在对附图的说明中，相同或对应的元件在不同附图中将被提供相同的标号。因此，将不结合各单个附图/实施例对所有细节进行说明。图I示出了安装在具有起重机臂14的履带式起重机12上的绞盘装置10的立体图，该起重机臂带有承重缆线16和从承重缆线16悬挂的负载18。负载18是长形物体。起重机12包括带有推进装置22的下部结构20和支承起重机臂14的上部结构24。起重机臂14可以是伸缩臂。承重缆线可以在滑轮(未示出)从上部结构24中的卷扬绞 盘(未示出)延伸到起重机臂14的自由端26。上部结构24经由转台28 (参见图4、图5、图7和图9)连接到下部结构，使得下部结构24可以相对于下部结构20转动。在图I、图3至8所示的实施例中，绞盘装置10布置成安装在履带式起重机12上。然而，绞盘装置10也可以布置成安装在其它支承件上。例如地面、船的甲板、移动式起重机、铁路起重机、水上起重机、具有装载式起重机的卡车、负载、提升框架或塔式起重机。在图I、图3至8所示的实施例中，负载18经由提升框架30从承重缆线16悬挂。作为替代，负载可以直接连接到承重缆线16的绳索装置。绞盘装置10包括控制系统31、主绞盘32和从属绞盘34。各绞盘32、34具有用于附接到起重机12上对应的绞盘附接装置38上的绞盘附接装置36。在图1-8所示的实施例中，主绞盘32位于起重机12的左侧，而从属绞盘34位于起重机12的右侧。在其它实施例中，主绞盘32和从属绞盘34可以互换。各绞盘32、34保持拉线40、42，该拉线40、42借助于用于附接到负载18上的附接装置44、46而附接到负载18上。在图I、图3至8所示的实施例中，将主绞盘32连接到负载18的拉线40在承重缆线16相对于起重机12的向前方向的左侧连接到负载18，而将从属绞盘34连接到负载18的拉线42在承重线缆16相对于起重机12的向前方向的右侧连接到负载18。主绞盘32的卷绕向负载18施加相对于承重缆线16的逆时针(CCW)转矩(当从上方看去时)。从属绞盘34的卷绕向负载18施加相对于承重缆线16的顺时针(CW)转矩(当从上方看去时)。绞盘32、34两者以主绞盘32的拉线40的CCW转矩和从属绞盘34的拉线42的CW转矩相等的方式卷绕从而向负载18施加相对于承重缆线16的等于零的合成转矩。当负载18承受相对于承重缆线16的CCW转矩时，负载18将通过相对于承重缆线16沿CCW方向转动而改变其相对于承重缆线16的定向。当负载18承受相对于承重缆线16的CW转矩时，负载18将通过相对于承重缆线16沿CW方向转动而改变其相对于承重缆线16的定向。当负载18承受相对于承重缆线16的等于零的转矩时，负载18将维持其相对于承重缆线16的定向。从而当负载18从承重缆线16悬挂时可以控制负载18相对于所述承重缆线16的定向。控制系统31包括用于确定拉线拉力的拉力传感器装置48和用于确定线轴转动的线轴转动传感器装置50 (参见图2)。控制系统31可控地连接到各绞盘电机52 (参见图2)以控制线轴转动。拉力传感器装置48可以是各拉线上的应变仪。通过应变仪测出的应变可以换算为拉线拉力。拉力传感器装置48也可以是线轴转矩传感器装置。通过线轴转矩传感器装置测出的线轴转矩可以换算为拉线拉力。例如，线轴转矩传感器装置可以是联接到绞盘电机52以测量电流的电流测量器件。电流可以换算为线轴转矩且线轴转矩可以换算为拉线拉力。另一个示例是设置在绞盘附接装置36中的测力传感器。在测力传感器中测出的负荷可以换算为拉线拉力。又一个示例是设置在拉线附接装置44、46中的测力传感器。在测力传感器中测出的负荷可以换算为拉线拉力。线轴转动传感器装置50可以检测转速、转动方向和线轴54 (参见图2)的转动持续时间并从而确定当前拉线长度。基于来自拉线拉力传感器装置48的输入，控制系统31能够控制绞盘电机58使线 轴54 (参见图2)转动，以便拉紧拉线40、42，从而控制相对于承重缆线16的转矩，使得从承重缆线16悬挂的负载18相对于所述承重缆线16的定向在用户/起重机操作员未进行输入的情况下被自主维持。线轴转动传感器装置50向控制系统31提供反馈以验证线轴转动。图2示出了主绞盘32和从属绞盘34的透视图。绞盘32、34被示出位于未安装的构型中。各绞盘32、34具有设置在绞盘壳体56内部的绞盘电机52和线轴54。绞盘电机52驱动构造成双向转动的线轴54,使得绞盘32、34可以卷绕或重新卷绕。拉线40、42卷绕在各线轴54、56周围。各绞盘32、34可以具有用于当重新卷绕时将拉线40、42引导到线轴54、56上的缆线引导装置60。在图2所示的实施例中，各绞盘32、34具有附接到地面或船甲板上的附接装置。将参考附图所示的不同方法步骤举例描述控制从承重缆线16悬挂的负载18相对于所述承重缆线16的定向的方法。图3示出了图I的绞盘装置10和移动式起重机12的平面图。负载18从承重缆线16悬挂。负载18相对于承重缆线16的定向垂直于通过起重机12的中心线62。图4示出了图I的绞盘装置10和移动式起重机12的侧视图。负载18位于刚好脱离地面的低位置，其中承重缆线16支承负载18的重量。这是将负载18提升至较高位置和最终位置期间用于启用绞盘装置10的起始位置，当从较高位置降下负载18并且拉线40与负载18分离时停用绞盘装置10。当绞盘装置10被启用时，线轴52将沿卷绕拉线40、42的方向开始转动。拉线40、42中的拉力增大。控制系统将继续测量由拉力传感器装置48感测到的拉线40、42中的拉线拉力。当实现预设的拉线40、42的拉力时，控制系统将通过停止绞盘电机52来中断线轴52的转动。拉线40、42中的预应力将使承重缆线从竖直方向偏移小的角度，这种偏移在图中不可见。负载18的力将具有由引力产生的竖直分量和与拉线拉力的水平分量相对应但方向相反的水平分量。当起重机12开始提升负载18并从而使负载开始沿竖直方向移动时，负载18与绞盘32、34之间的距离改变。这将作为拉线拉力由拉力传感器装置48感测到。如果距离减小，则拉力将减小并且控制系统31将引导感测到的较低压力所对应的拉线40的绞盘32、34进行卷绕，使得拉力增大直到再次达到预设的拉力。如果距离增大，则拉力将增大并且控制系统31将引导感测到的较低压力所对应的拉线40的绞盘32、34进行退绕，使得拉力减小直到再次达到预设的拉力。当已从较高的位置降下负载18达到图4中的位置时，线轴54沿释放拉线拉力的方向转动。当拉线40、42已被释放时，绞盘装置10被停用，并且附接装置44、46可以与负载18分离。此后可以通过分离绞盘附接装置36从起重机12或已安装绞盘装置10的表面移除绞盘装置10。在水平面内的外力(不包括风力)为零的状态下，主绞盘32和从属绞盘34将同时卷绕或退绕，直到用户/起重机操作人员操作系统以改变负载的定向。风力将受到预设拉力的抵抗，该预设拉力被设定为超过最大预期风力。因此，风力 的作用可以忽略不计。可替代地，可以对控制系统进行编程使得标定预设拉力在正常状态下低。如果风力超过设为低值的预设拉力，则控制系统将使预设拉力自动增大到较高的值，直到达到最大值并且由于安全性而必须终止提升。可替代地，还可以在绞盘装置的控制系统与起重机的控制系统之间建立通信，使得绞盘装置控制系统可以有能力区分风和起重机操作对拉线拉力的影响。图5示出了图I的绞盘装置10和移动式起重机12的侧视图。负载18位于高位置。应注意，绞盘32、34与负载18之间的距离已增大。绞盘32、34已使拉线40、42退绕，以维持预设拉力。图6示出了图I的绞盘装置10和移动式起重机12的平面图，而图7示出了其侧视图。负载18位于较高的位置，而带有起重机臂14的上部结构24相对于下部结构20转动。在起重机臂14转动期间，负载18将试图维持其在空间中的定向。然而，这通过拉线拉力补偿，拉线拉力将确保维持从承重缆线16悬挂的负载18相对于所述承重缆线16的定向。图8示出了图6和图7的绞盘装置10和移动式起重机12的平面图，而图9示出了其侧视图，其中负载18相对于承重缆线16转动。通过使从属绞盘34的绞盘52根据负载18应该转动的方向进行转动而使负载18转动。使从属绞盘的线轴52转动的命令基于来自用户的输入。例如，起重机操作员。使从属绞盘34卷绕将施加CW转矩，而使该绞盘退绕将施加CCW转矩。在图8中，已使从属绞盘34卷绕，以实现负载18的转动位置。从属绞盘的卷绕将致使主绞盘32的拉线40中的拉力增大。拉力传感器装置48将感测到增大的拉力，并且控制系统31将命令主绞盘退绕。主绞盘32将退绕并维持主绞盘32的拉线40中的预设拉力，直到从属绞盘34停止卷绕。主绞盘32将停止并且实现拉线40、42两者中的预设拉力，并且绞盘装置将维持从承重拉线16悬挂的负载18相对于所述承重拉线16的新的定向。如果负载18安装在支承结构(未示出)上，则拉线40、42与负载18之间的附接装置44、46在拉线拉力已被释放之后可以分离，接着使现在松弛的拉线40、42重新卷绕并停用绞盘装置10，并且绞盘附接装置44、46可以分离并从起重机12或已安装了附接装置44、46的表面被移除。图10示出了第二实施例的立体图。主绞盘32和从属绞盘34安装在地面上并与在承重缆线16的任一侧附接到负载18上的拉线40、42并排安放。拉线40、42优选附接在负载18的端部或靠近所述端部附接，因为需要较小的力来相对于承重缆线16施加所需的转矩，以控制负载18的定向。可替代地，拉线40、42可以更靠近负载18的中心附接到负载18或提升框架上，但这将增加相对于承重缆线16施加所需的转矩所需的力，以控制负载18的定向。该第二实施例的施行提供了用于控制从承重缆线16悬挂的负载18相对于所述承重缆线16的定向而不必改造起重机12的方法和绞盘装置12。图11示出了第三实施例的平面图。绞盘装置10包括一个主绞盘32和三个从属 绞盘34。主绞盘32和从属绞盘34中的一个在并置构型中位于起重机上，并且从属绞盘34中的两个位于地面上并在并置构型中安放成与起重机12上的绞盘相对。四个拉线40、42附接到两个负载18上，其中，两个拉线40、42位于在负载18的相对侧的一端且两个拉线42、42位于在负载18的相对侧的相对端。拉线40、42优选附接在负载18的端部或靠近所述端部附接，因为需要较小的力来相对于承重缆线16施加所需的转矩，以控制负载18的定向。可替代地，拉线40、42可以更靠近负载18的中心附接到负载18或提升框架上，但这将增加相对于承重缆线16施加必要的转矩所需的力，以控制负载18的定向。该第三实施例的施行提供了用于以提高的承受不包括风力的外力的能力控制从承重缆线16悬挂的负载18相对于所述承重缆线16的定向的方法和绞盘装置10。图12示出了第四实施例的平面图。主绞盘32和从属绞盘34可以安装在地面上并与在承重缆线16的一侧附接到负载18上的拉线40、42彼此相对地安放。拉线40、42优选附接在负载18的端部或靠近所述端部附接，因为需要较小的力来相对于承重缆线16施加所需的转矩，以控制负载18的定向。可替代地，拉线40、42可以更靠近负载18的中心附接到负载18或提升框架上，但这将增加相对于承重缆线16施加必要的转矩所需的力，以控制负载18的定向。该第四实施例的施行提供了用于控制从承重缆线16悬挂的负载18相对于所述承重缆线16的定向而不必改造起重机12的方法和绞盘装置12。图13示出了第五实施例的平面图。主绞盘32和从属绞盘34安装在设置在负载18上的支承面上并通过附接装置36、38附接到负载18上。拉线40、42的附接装置44、46在地面上连接到平台68。通过选择性地使绞盘32、34卷绕/退绕，从而控制承重缆线16相对于承重缆线16的定向。用户64通过与控制系统31无线连接的输入控制台66向控制系统31提供用户输入。主绞盘32和从属绞盘34可以附接到提升框架上而不是负载上。该第五实施例的施行提供了用于控制从承重缆线16悬挂的负载18相对于所述承重缆线16的定向而不必改造起重机12的方法和绞盘装置12。
权利要求
1.一种用于控制从承重缆线(16)悬挂的负载(18)相对于所述承重缆线(16)的定向的方法，所述方法包括以下步骤 a.-提供绞盘装置(10)，所述绞盘装置(10)包括主绞盘(32)、至少一个从属绞盘(34)和绞盘控制系统(31)，各所述绞盘(32，34)具有绞盘电机(58)和带有拉线(40，42)的双向转动线轴(54)，其中各拉线(40，42)上设置有附接装置(44，46)，其中拉线(40，42)布置成向负载(18)施加相对于承重缆线(16)的受控转矩，并且其中控制系统(31)包括用于确定拉线拉力的拉力传感器装置(48)和用于确定线轴转动的线轴转动传感器装置(50)，并且其中控制系统(31)可控地连接至各绞盘电机(58)以控制线轴转动， b.-布置无负载(18)的绞盘(32，34)，并且将附接装置(44，46)连接至负载(18)，或 b.-将绞盘(32，34)布置在负载(18)上，并且将附接装置(44，46)连接至平台(68)， c.-转动绞盘的线轴(54)，直到借助于拉力传感器装置(48)在两个拉线(40，42)中感测到预设的拉线拉力， d.-在负载(18)的水平和/或竖直移动期间，如果需要的话，基于所确定的拉线拉力使线轴(54)以一定转速转动，以维持从承重缆线(16)悬挂的负载(18)相对于所述承重缆线(16)的期望定向， e.-通过使线轴(54)转动而释放拉线拉力，以及 f.-使附接装置(44，46)分离。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，在步骤c中，各线轴(54)同时转动。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其中，在步骤d中，对施加至所述至少一个从属绞盘线轴(54)的转速增加/减少转速分量，以改变从承重缆线(16)悬挂的负载(18)相对于所述承重缆线(16)的期望定向。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，基于向控制系统(31)的输入来改变从承重缆线(16)悬挂的负载(18)相对于所述承重缆线(16)的期望定向，其中所述向控制系统的输入是基于用户的输入或预先编程的输入。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其中，所述方法在步骤a与b之间包括进一步的步骤 a’ .为各绞盘(32，34)提供用于将各绞盘(32，34)附接到支承面上的绞盘附接装置(36)， a” .-为各绞盘(32，34)提供支承面，以及 a”._将各绞盘附接装置(36)附接到各支承面上。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述支承面设置在起重机(12)、负载(18)、提升框架(30)、船夹板或地面上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤提供用于测量线轴转矩的线轴转矩传感器装置并且将线轴转矩换算为拉线拉力，以确定拉线拉力。
8.根据权利要求1、2、3、4、5或6中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤在各拉线上设置应变仪以测量各拉线中的应变并且将拉线应变换算为拉线拉力，以确定拉线拉力。
9.一种用于控制从承重缆线(16)悬挂的负载(18)相对于所述承重缆线(16)的定向的绞盘装置(10)，包括主绞盘(32)、至少一个从属绞盘(34)和绞盘控制系统(31)，各所述绞盘(32，34)具有绞盘电机(58)和带有拉线(40，42)的双向转动线轴(54)，其中，各拉线(40，42)上设置有附接装置，该附接装置用于附接到负载(18)上并用于向负载(18)施加相对于承重缆线(16)的受控转矩，其特征在于，所述控制系统(31)包括用于确定拉线拉力的拉力传感器装置(48)和用于确定线轴转动的线轴转动传感器装置(50)，并且其中控制系统(31)可控地连接至各绞盘电机(58)以控制线轴转动。
10.根据权利要求9所述的绞盘装置(10)，其中，控制系统(31)与各传感器(48，50)之间和/或控制系统(31)与各绞盘电机(58)之间的连接是无线的。
11.根据权利要求9或10所述的绞盘装置(10)，其中，控制系统(31)还包括输入控制台(66)。
12.根据权利要求I至8中任一项所述的方法和根据权利要求9至11中任一项所述的绞盘装置(10)的用途，以便控制从承重缆线(16)悬挂的风力涡轮机转子叶片、塔架元件或用于建筑物的预制混凝土构件相对于所述承重缆线(16)的定向。
全文摘要
一种用于控制从承重缆线(16)悬挂的负载(18)相对于所述承重缆线(16)的定向的方法，所述方法包括以下步骤a.–提供绞盘装置(10)，所述绞盘装置(10)包括主绞盘(32)、至少一个从属绞盘(34)和绞盘控制系统(31)，各所述绞盘(32，34)具有绞盘电机(58)和带有拉线(40，42)的双向转动线轴(54)，其中各拉线(40，42)上设置有用于附接到负载(18)上并用于相对于所述承重缆线(16)向负载(18)施加受控转矩的附接装置(44，46)，并且其中控制系统(31)包括用于确定拉线拉力的拉力传感器装置(48)和用于确定线轴转动的线轴转动传感器装置(50)，并且其中控制系统(31)可控地连接至各绞盘电机(58)以控制线轴转动，b.–将附接装置(44，46)连接到所述负载(18)上，c.–使绞盘的线轴(54)同时转动，直到借助于拉力传感器装置(48)在两个拉线中感测到预设的拉线拉力，d.–在负载(18)的水平和/或竖直移动期间，如果需要的话，基于所确定的拉线拉力使线轴(50)以一定转速转动，以维持负载(18)的期望定向，e.–通过使线轴(50)转动而释放拉线拉力，以及f.–使附接装置(44，46)与负载(18)分离。
文档编号B66C13/06GK102791608SQ201180006514
公开日2012年11月21日 申请日期2011年1月18日 优先权日2010年1月19日
发明者B·N·瑟伦森, H·R·拉森 申请人:Ah工业有限公司