NO20131594A1 - Styrbar løfteramme - Google Patents

Description

Teknisk felt

[0001] Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og en anordning for å kontrollere posisjonen og bevegelse av en last. Mer spesifikt, angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte og anordning for å kontrollere

rotasjonsbevegelsen til en last som henger i en løftekabel. Bakgrunnsteknikk

[0002] Kontroll over rotasjon er og nøyaktig posisjonering til laster er viktige ved håndtering av laster ved hjelp av kraner. Når en benytter en enkel løftekabel kan kranoperatøren kontrollere laste, eller gravitasjonssenteret til lasten i tre dimensjoner, men ikke i en fjerde dimensjon, orienteringen av lasten i horisontalplanet. For å kontrollere og justere. For å kontrollere og justere orienteringen til lasten, må manuelle justeringer eller justeringer ved bruke av hjelpeliner / vaiere bli benyttet. Manuell håndtering / kontroll over orienteringen til laster kan representere en betydelig risiko, spesielt dersom lasten er tung og/eller har store dimensjoner langs enn eller flere akser. Ifølge det norske Petroleumstilsynet, er arbeid som omfatter kraner og med dette forbundet håndtering av lasten, en vanligste kilden til fatale ulykker i offshoreindustrien. Det finnes derfor et behov i industrien for en anordning for å kontrollere den roterende bevegelsen til en hengende last.

[0003] I tillegg, er det ofte viktig å kontrollere lastens orientering under overføring av lasten fra an opptaksposisjon til en nedsettingsposisjon, både for å unngå fysiske hindre og for å sikre at lastens orientering er hovedsakelig korrekt når den settes ned for å øke effektiviteten.

[0004] Anvendelsen av gyroskopisk anordninger, dvs. anordninger basert på roterende objekter for å kontrollere bevegelsen til forskjellige legemer, slik som last som henger i kraner, eller liknende, har vært kjent i mange tiår.

[0005] US 1.645.079 angår a stabilisator med to gyroskopisk rotorer og anvendelsen av stabilisatoren for bombesikter, kameraer etc. i fly. Anordningen kan være effektiv i stabilisering av et bombesikte, kamera eller liknende, men aktiv relokalisering av gjenstanden som skal stabiliseres fra en orientering til en annen, er ikke beskrevet.

[0006] US 5.816.098 beskriver kontrollsystem for orienteringen til en last omfattende et svinghjul opphengt i en gyroramme. Virkningen av anordningen er imidlertid begrenset til å kontrollere posisjonen langs en rotasjonsakse, og luftdrevne dyser er nødvendige for å oppnå rotasjonskontroll over lasten.

[0007] US 5.871.249 beskriver et stabilt posisjoneringssystem for opphengt last, hvor en enhet omfattende et flertall svinghjul med rotasjonsakser som er innrettet langs de tre ortogonale aksene. Systemet tillater stabilisering av en opphengt last, men ikke for å kontrollere posisjonen og bevegelsene til en last.

[0008] Den angitte kjente teknikk er basert på stabilisering ved bruk av den gyroskopiske effekten. Den gyroskopiske effekten er velkjent innen fysikken, og er basert på det faktum at dersom du påfører et dreiemoment på et roterende objekt, vil vinkelmomentet gå i dreiemomentets retning. Dette betyr at dersom et dreiemoment t blir påført via kraften F i vertikalplanet som vist i Figur 1 vil vinkelmomentet L gå mot dreiemomentet og forårsake at det roterende objektet dreier i horisontalplanet. Brukt på en hengenende last, er denne roterende bevegelsen en bevegelse som roterer omkring sin egen akse. Figur 2 a) og b) illustrerer to forskjellige arrangementer med to roterende objekter W, W på en last A som har et tyngdepunkt ved "X", sett ovenfra. Påføring av en kraft F, som illustrert i figur 1, til de roterende objektene over en gitt tid, vil skape et dreiemoment i retningen indikert av pilene. Dreiemomentet vil forårsake rotasjon av lasten som er uavhengig av avstanden til de roterende objektene fra hverandre og avstanden fra lastens tyngdepunkt. Dreiemomentet er avhengig av rotasjonen og tregheten til det roterende objektet. Tregheten til det roterende objektet kan bli økt ved å øke rotasjonen til det roterende objektet, bevege vekten så langt som mulig ut fra rotasjonsaksen til objektet, og øke vekten til det roterende objektet. Økning av tregheten til de roterende objektene har sine opplagte begrensninger i den for dette formålet tilgjengelige plass, og det har også totalvekten på de roterende objektene, og den oppnåbare rotasjonshastigheten.

[0009] Den dreiemoment skapende effekten på en last ved å tilte de roterende objektene, er begrenset da dreiemomentet vil bli motsatt rettet når de roterende objektene er blitt tiltet mer enn 90 grader fra startposisjonen. De roterende objektene må deretter bli reposisjonert i forhold til legemet som skal bli kontrollert, for å være i stand til å fortsette det påkrevede dreiemomentet på lasten. Clutcher for frikobling av lasten from virkningen av det roterende legemet, eller reduksjon av hastigheten til det roterende legemet for reposisjonering, har blitt foreslått i den kjente teknikk.

[0010] Frikobling av lasten fra svinghjulet ved anvendelse av clutcher for reposisjonering av svinghjulet som i US5816098 har den negative effekt ved at en mister kontroll over lasten og dens rotasjon i den tiden lasten er frikoplet. Reduksjon av hastigheten til svinghjulet som i JP2797912 over den delen av rotasjons/tilt-syklusen hvor dreiemomenter blir indusert i feil retning i forhold til den ønskede, vil redusere den oppnådde dreiemomentet for rotasjon, og i beste fall et alternerende dreiemoment for rotasjon av lasten.

[0011] Et problem forbundet med anordninger og fremgangsmåter angår reetablering av kontroll over en hengende last etter at bevegelsen av lasten har blitt forstyrret av eksterne krefter. Et mål ved foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe en fremgangsmåte og anordning som løser de ikke løste problemene ifølge den kjente teknikks løsninger. Mer spesifikt, er et mål ved foreliggende oppfinnelse å fremskaffe en fremgangsmåte og anordning for å kontrollere rotasjonen og således orienteringen til en

hengende last, og å restarte en rotasjon av lasten mot en ønsket

orientering etter at den er blitt stoppet eller forstyrret ved eksterne krefter. Oppsummering av oppfinnelsen

[0012] Ifølge et første aspekt, angår foreliggende oppfinnelse en anordning for kontroll av orienteringen til en hengende last, hvor anordningen omfatter to eller flere svinghjulenheter, hvor svinghjulenhetene hver omfatter et svinghjul roterbart anordnet i en slingrebøyle som igjen er roterbart anordnet i en slingrebøylestøtte langs en rotasjonsakse som er perpendikulær på rotasjonsaksen til svinghjulet, og hvor en elektrisk motor er anordnet for å kontrollere rotasjonshastigheten og -retningen til svinghjulet, og en tiltemotor er anordnet for å tilte slingrebøylen ved rotering av slingrebøylen om sin rotasjonsakse, hvori anordningen ytterligere omfatter en kontrollenhet for kontrahering av rotasjonshastigheten til svinghjulene, og for kontrahering av tiltingen av slingrebøylene for å skape et dreiemoment for å rotere den hengende lasten mot en ønsket orientering. Fagpersonen vil forstå at tiltingen av slingrebøylene blir kontrollert for å skape et dreiemoment mot en ønsket eller forhåndsbestemt orientering, som heri definert. Ved hjelp av kontrollenheten som er tilpasset til å kontrollere rotasjonshastigheten, kan et hvilende svinghjul bli spunnet opp for å ta over for et svinghjul når dets evne til å skape en roterende kraft er uttømt. Det første svinghjulet kan så bli stoppet, rotert til en ny startposisjon, spunnet opp igjen for å re-initiere svinghjulet for å skape mer roterende kraft i den ønskede retningen for å oppnå en virkende kraft i den ønskede retningen, for å oppnå en semi-kontinuerlig eller kontinuerlig roterende kraft i den ønskede retningen, eller å restarte rotasjonen til lasten dersom eksterne krefter har stoppet rotasjonen i den ønskede retningen av lasten dersom eksterne krefter har stoppet rotasjonen i den ønskede retningen.

[0013] Uttrykket "ønskede orientering" er benyttet for å beskrive den orienteringen lasten skal ha ved en gitt tid, og kan bli benyttet om en forhåndsbestemt orientering, eller en posisjon bestemt av flere faktorer, slik som en posisjon for oppløft, en nedsettingsposisjon, eller en posisjon for å unngå å treffe permanente objekter eller objekter som er midlertidig til stede i eller nær veien som skal følges av lasten.

[0014] Uttrykket "slingrebøyle" blir brukt for å angi en hvilken som helst dreibar støtte for et svinghjul som tillater svinghjulet å rotere omkring en rotasjonsakse. Fasongen til slingrebøylen er ikke viktig så lenge den tillater rotasjon av svinghjulet. Slingrebøylen støttet i en slingrebøylestøtte som tillater rotasjon av slingrebøylen omring en rotasjonsakse som er perpendikulær til rotasjonsaksen til svinghjulet.

[0015] Ifølge en utførelsesform, omfatter anordningen svinghjul anordnet i par o hvor hvert par av svinghjul er anordnet til å bli rotert i en retning motsatt av hverandre. Kraften som tilter svinghjulene kan bli dekomponert i en kraft rettet i retningen til den ønskede rotasjonen for lasten, og en kraft for tilting av lasten. Rotasjon av svinghjulene i et par i motsatt rekkefølge vil forårsake den tiltende kraften fra paret å nøytralisere hverandre.

[0016] Ifølge en annen utførelsesform, omfatter anordningen et eller flere navigasjonsinstrumenter for bestemmelse av rotasjonen, bevegelse og/eller orientering til den hengende lasten, hvor

navigasjonsinstrumentet(ene) er forbundet med kontrollenheten.

[0017] Ifølge enda en utførelsesform, er ett eller flere batterier anordnet i anordningen for drift av de elektriske motorene deri, og hvor de elektriske motorene er tilpasset til å lade batteriene når de stopper rotasjonen av svinghjulene. Ved bruk av batteridrevne motorer, er ingen elektrisk tilknytning fra utsiden nødvendig. Anvendelse av kraften benyttet for å stanse svinghjulene for ladning av batteriene, gjør det mulig å redusere batterikapasiteten og/eller mulig å forlenge perioden for drift mellom ladninger, betydelig.

[0018] Ifølge en utførelsesform, omfatter anordningen kommunikasjonsenhet for

kommunikasjon med en fjernkontrollenhet.

[0019] Ifølge en utførelsesform, er fjernkontrollenheten en fjernkontroll. Alternativt kan fjernkontrollenheten være et datastyrt kontrollsystem som automatisk styrer orienteringen

[0020] Ifølge en alternative utførelsesform, er kontrollenheten pre-programmert til å kontrollere orienteringen til lasten som en funksjon av data samlet fra sensors anordnet på anordningen. Nevnte sensorer kan være sensorer for deteksjon av posisjon, hastighet, rotasjon og/eller orientering til anordningen og lasten, sensorer for deteksjon av nærhet til faste objekter.

[0021] Ifølge et andre aspekt, angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for kontrahering av en hengende last, omfattende trinnene: • Forbinde en anordning ifølge krav 1 for kontroll av orienteringen til av en hengende last, • Løfte lasten og den dertil forbundne kontrollanordningen i en løftekabel, • Spinne opp svinghjulene og tilte svinghjulene ved å tilte slingrebøylene for å skape et dreiemoment for å resultere i at lasten blir rotert i den påkrevde retningen, • Stoppe rotasjonen av den hengende lasten ved å tilte slingrebøylene for å skape et dreiemoment som stopper lastens rotasjon,

hvori fremgangsmåten ytterligere omfatter trinnene ved å:

• Re-initialisere svinghjulene enten ved å redusere rotasjonshastigheten helt eller delvis, tilte svinghjulene til en ny startposisjon, og spinne opp svinghjulene igjen, eller ved å stoppe svinghjulene og spinne opp hjulene i motsatt retning.

[0022] Ifølge en utførelsesform, blir svinghjulene re-initialisert ved å redusere rotasjonshastigheten eller stopping av rotasjon av svinghjulene, tilting av svinghjulene til en ny startorientering, og restarting av rotasjonen til svinghjulene.

[0023] Ifølge en annen utførelsesform, blir svinghjulene re-initialisert ved stopping av rotasjonen til svinghjulene og restarte rotasjonen i den motsatte retningen.

[0024] Ifølge enda en utførelsesform, er svinghjulene gruppert i par av svinghjul, og hvor to eller flere par av svinghjul blir benyttet for å oppnå en hovedsakelig kontinuerlig drift av orienteringsanordningen, ved re-initieringen av et par svinghjul mens et annet par svinghjul er i drift.

[0025] Ifølge en annen utførelsesform, blir rotasjonen og tilting av svinghjulene

kontrollert ved hjelp av databasert sentralenhet.

Kor beskrivelse av figurene

[0026] Figur 1 er en illustrasjon av effekten av påføring av et dreiemoment på et roterende objekt, Figur 2 er en illustrasjon av rotasjonskrefter i horisontalplanet ved påføring av et dreiemoment til de to roterende objektene, Figur 3 er en perspektivskisse av en svinghjulenhet som benyttet i foreliggende oppfinnelse, Figur 4 er en perspektivskisse av en løfteramme ifølge foreliggende oppfinnelse opphengt i en løftekabel, og en last forbundet med løfterammen, Figur 5 er en illustrasjon av et første trinn i driften av et første trinn i driften av svinghjulenhetene, Figur 6 er en illustrasjon av et første trinn i driften av svinghjulenhetene, Figur 7 er en illustrasjon av et tredje trinn i driften av svinghjulenhetene, Figur 8 er en illustrasjon av en alternativ utførelsesform ifølge foreliggende oppfinnelse, Figur 9 er en illustrasjon av enda utførelsesform ifølge foreliggende oppfinnelse, Figur 10 er en illustrasjon av en utførelsesform som har gripemidler for å gripe en last, og Figur 11 er en illustrasjon av en alternativ utførelsesform av en

fjernkontroll for foreliggende anordning.

Detaljert beskrivelse av foreliggende oppfinnelse

[0027] Figur 3 illustrerer en svinghjul enhet 9, omfattende et svinghjul 10 anordnet i en slingrebøyle 11. Rotasjonen av svinghjulet er kontrollert ved hjelp av en elektrisk motor 12, forbundet med et kontrollsystem via ikke viste kabler. Svinghjulet er roterbart omkring en rotasjonsakse 8. I den illustrerte utførelsesformen, har den elektriske motoren og svinghjulet en felles rotasjonsakse 8. Fagpersonen vil forstå at et gir eller liknende kan være anordnet mellom den elektriske motoren 12 og en svinghjulaksling 7, uten å forlate rammen for foreliggende oppfinnelse. Fagpersonen vil også forstå at uttrykket "svinghjul" er ment å bli forstått som et hvilket som helst passende roterende objekt som er balansert en rotasjonsakse.

[0028] Slingrebøylen 11 er igjen roterbart anordnet i en slingrebøyleramme 15. Slingrebøylen 11 er roterbart anordnet omkring slingrebøylerammens rotasjonsakse 6 som er hovedsakelig perpendikulær til rotasjonsaksen for svinghjulet fortrinnsvis i eller nær tyngdepunktet til svinghjulet.

[0029] Rotasjonen av slingrebøylen 11 i slingrebøylerammen 15 er kontrollert ved hjelp av en tiltemotor 13. Tiltemotoren 13 kan være en hvilken som helst type elektrisk motor som er i stand til å tilte slingrebøylen 11 til forhåndsbestemte vinkler omring slingrebøylens rotasjonsakse, som bestemt av en kontrollenhet.

[0030] Svinghjulenheten 9 kan bli kontrollert ved justering av rotasjonshastigheten og -retningen til svinghjulene ved hjelp av den elektriske motoren 12, og ved tilting, eller rotasjon, av slingrebøylen 11 i forhold til slingrebøylen ramme 15 ved hjelp av tiltemotoren 13.

[0031] Figur 4 er en illustrasjon av en løfteramme 20 ifølge foreliggende oppfinnelse. The løfteramme 20 er opphengt i en løftekabel 19 fra en ikke illustrert kran eller annen løfteanordning. Fagpersonen vil forstå at kabelen kan bli erstattet av en vaier, kjetting, stag eller liknende uten å forlate rammen for beskyttelsen. Krane- eller løfteanordningen kan være en hvilken som helst kran som passer for løfting av den tiltenkte lasten. Lastposisjonsenheten er forbundet med løftekabelen, vaieren, tauet eller liknende ved hjelp av tilkoblingslenker 25. Fagpersonen vil forstå at tilkoplingslenkene 25 kan være kjettinger, vaiere, tauer, eller stag eller liknende uten å forlate rammen for foreliggende oppfinnelse.

[0032] Løfterammen 20 i figur 4 omfatter fire svinghjulenheter 9 av typen illustrert i 3. Videre, er en batteripakke 21 for drift av svinghjulenhetene 9 og hvilket som helst ytterligere utstyr som krever elektrisk kraft på løfterammen 20, fremskaffet. Det ovenfor nevnte ytterligere utstyret kan om fatte en eller flere kontrollenhet(er) 22 for å kontrollere svinghjulenhetene 9 for å oppå den ønskede virkningen, en transmitter 23 for å motta kontrollsignaler fra ent fjernkontrollpanel og eventuelt sende data til et fjerntliggende driftspanel, et eller flere navigasjonsinstrumenter 24, slik som et gyroskop, akselerometer, kompass/magnetometer eller GPS eller lokalt arrangerte navigasjonssystemer for nøyaktig bestemmelse av posisjonen, orientering og rotasjonshastighet til løfterammen og lasten. Fagpersonen vil vite hvilket av det nevnte utstyret som må være sammenkoplet og hvordan det skal koples sammen.

[0033] The løfteramme 20 omfatter også konnektorer 2 for å forbinde løfterammen til en last 1. Konnektorene illustrert i figur 4 er kjettinger, men fagpersonen vil forstå at konnektorene kan være en hvilken som helst type som blir konvensjonelt benyttet som konnektorer, stag som illustrert in figur 4, gripeverktøy som illustrert in figur 12 eller liknende.

[0034] Figurene 5 til 10 illustrerer forskjellige trinn i driften av en utførelsesform av foreliggende løfteramme 20 omfattende fire svinghjulenheter 9, identifisert med 9a, 9b, 9c og 9d, henholdsvis, i figurene 5 til 10. Alle svinghjulenhetene er anordnet slik at slingrebøylenes rotasjonsakse 6, er hovedsakelig parallelle med lengdeaksen til løfteramme. Figur 5 illustrerer en startposisjon hvor to av svinghjulenhetene, 9a og 9 d er anordnet slik at deres rotasjonsakse er hovedsakelig parallell med løfterammen, eller hovedsakelig horisontalt anordnet, mens de andre svinghjulenhetene 9b og 9c, er anordnet slik at rotasjonsaksen til svinghjulene er hovedsakelig vertikal eller perpendikulær til løfterammen.

[0035] Med start fra posisjonen illustrert i figur 5, blir to av svinghjulene rotert opp til rotasjonshastigheten som er beregnet å gi det påkrevde dreiemomentet under driften. Fortrinnsvis bli de to svinghjulene i enheter 9a og 9d rotert i motsatt rotasjonshastighet som indikert med piler a, d på svinghjulene, for å opprettholde balansen i løfterammen, og motvirke den kraften som forårsaket av tiltingen av de roterende svinghjulene som tilter den hengende lasten. Ved spinning opp av svinghjulene i enheter 9a og 9d når deres rotasjonsakser er hovedsakelig horisontale, vil svinghjulene stabilisere orienteringen av løfterammen og en hvilken som helst last festet dertil da svinghjulene vil motvirke en hvilken som helst rotasjon av lasten omkring eller hovedsakelig parallell med løftekabelen ved den gyroskopiske effekten forårsaket av de roterende hjulene. Fagpersonen vil forstå at orienteringen av svinghjulene kan være forskjellige fra orienteringen beskrevet ovenfor under oppstarten, hvis nødvendig.

[0036] Straks svinghjulene i enheter 9a og 9d har kommet opp i sin forhåndsbestemte rotasjonshastighet, kan svinghjulene bli tiltet for oppnåelse av et dreiemoment for en påkrevet rotasjon av løfterammen og en hvilken som helst last festet til løfterammen. Dersom svinghjulene i enheter 9a, 9d spinner i motsatte retninger, blir svinghjulene tiltet motsatt av hverandre for å oppnå et dreiemoment i den samme retningen.

[0037] Figur 6 illustrerer et andre trinn av operasjonen av foreliggende løfteramme, hvor svinghjulene i enheter 9a og 9d er tiltet i retningene indikert av piler a' og d', for å resultere i et dreiemoment for å motvirke tiltingen av det respektive svinghjulet. Dette dreiemomentet kan bli dekomponert i en kraft som tilter anordningen og lasten forbundet med denne, og et dreiemoment a" og d", henholdsvis, rettet i horisontalplanet for å rotere foreliggende anordning og lasten forbundet med den. Dreiemomentene a" og d" legger seg sammen til et dreiemoment indikert ved pil e) for å forårsake at løfterammen og lasten roterer. Ved å rotere de to svinghjulene i motsatt retning, motvirker de tiltende kreftene på løfterammen forårsaket av tiltingen av svinghjulene, hverandre.

[0038] Svinghjulene i enheter 9b og 9c bli så spunnet opp for å ta over fra svinghjulene i enheter 9a og 9d for å ta over så snart som svinghjulene i enheter 9a og 9d tilnærmer seg en tiltevinkel på 90° fra startposisjonen i figur 5, da svinghjulene blir startet opp med horisontal rotasjonsakse. Rotasjonsaksen for begge svinghjulene i enheter 9b og 9c er under oppspinningen, vertikal og parallell med rotasjonsaksen til lasten forårsaket av dreiemomentet fra enhetene 9a og 9d. Følgelig, forårsaker oppspinningen av de to svinghjulene intet dreiemoment som påvirker dreiemomentet forårsaket av tiltingen av svinghjulene i enheter 9a og 9d.

[0039] Figur 7 illustrerer et tredje trinn hvor alle svinghjulene i enheter 9a to 9d roterer omkring rotasjonsakser som er vertikale og hvor svinghjulene i enheter 9a og 9d har blitt tiltet 90°. Videre tilting av svinghjulene vil forårsake at dreiemomentet blir rettet motsatt av retningen i startfasen. Følgelig tar svinghjulene i enheter 9b og 9c over oppgaven for svinghjulene i enheter 9a og 9d, som er stoppet. De stoppede svinghjulene kan så bli tiltet tilbake 180°, og så bli spunnet opp igjen, eller spunnet opp i den motsatte retningen uten å ha blitt tiltet først, for å ta over når svinghjulene i enheter 9b og 9c har blitt tiltet 180° for å forårsake et dreiemoment e) på lasten og løfteramme ifølge behovet derav.

[0040] Ved å repetere nevnte trinn, kan en hovedsakelig kontinuerlig kraft for rotering av løfterammen bli oppnådd. Fagpersonen vil imidlertid forstå at i situasjoner hvor et sterkere dreiemoment er nødvendig for starting eller stopping av rotasjonen til en løfteramme og en last, kan alle fire svinghjulene bli kontrollert slik at de samvirker for å gi et dreiemoment som er tilstrekkelig for den aktuelle operasjonen. I noen typer drift kan svinghjulene bli benyttet for å kontrollere rotasjonen av løfterammen og lasten både frem og tilbake for å oppnå den påkrevde orienteringen derav. Alle svinghjulene kan så bli benyttet for å oppnå et dreiemoment som er tilstrekkelig for å gi en hurtig og effektiv reorientering av løfterammen og lasten. Fagpersonen vil også forstå at svinghjulene ikke må bli fullstendig stoppet før de blir tiltet til en ny startposisjon, og at hastigheten kan bli redusert tilstrekkelig for å redusere dreiemomentet forårsaket av tiltingen av til en fraksjon av dreiemomentet forårsaket av tiltingen av et svinghjul ved høyere rotasjonshastighet. Fagpersonen vil også forstå at rotasjonshastigheten til svinghjulene kan bli variert ifølge det ønskede dreiemomentet som skal oppnås.

[0041] I tillegg til justering av orienteringen under oppløft- og nedsettingsfasene av løftingen, kan foreliggende anordning bli benyttet for å justere orienteringen av en for å unngå å treffe bygningselementer eller andre elementer i lastens rute. Justering av posisjon underveis, kan være viktig for å gjøre løfteoperasjonene mer effektive og kan være av stor viktighet for løfting av forlengede legemer, for å unngå at lasten og/eller andre objekter i dets vei blir skadet. Per i dag blir hjelpetau eller -vaiere som er festet til lasten ofte benyttet for dette formålet. Foreliggende løfteramme gjør det mulig å oppnå ønskede og / eller forhåndsbestemt orienteringer av lasten / løfteramme automatisk eller ved manuell operasjon av fjernkontrollen uten å benytte slike hjelpemidler.

[0042] Rotering av en last for å endre orienteringen derav kan bli forstyrret av vinden eller ved å treffe objekter som stopper eller i det minste har en betydelig påvirkning på den ønskede rotasjonen. Ved foreliggende løfteramme inkludert svinghjulenhetene som tillater hurtig og effektiv reposisjonering og spinning opp av svinghjulene, kan dreiemomentet fortsette den påkrevede re-orienteringen av løfterammen med eller uten en last, bli hurtig oppnådd.

[0043] Som indikert ovenfor, er en batterienhet 21 anordnet på løfterammen 20 for drift av kontrollenheten, sensorer for deteksjon av nøyaktig posisjonering og orientering av lasten og anordning, slik som lokale posisjoneringssystemer, GPS, sensorer for deteksjon av objekter, etc, i tillegg til de elektriske motorene 12 og tiltemotorene 13. Batterikapasiteten kan være en begrensende faktor for operasjonstiden for foreliggende anordning. Ikke viste kraftkabler forbundet med løfterammen kan imidlertid fremskaffe elektrisk kraft til løfterammen.

[0044] Batterikapasiteten kan også bli forlenget ved bruk av de elektriske motorene 12 som en elektrisk brems, dvs. som en generator, for generering av elektrisk kraft for ladning av batteriet når svinghjulet blir stoppet eller rotasjonshastigheten skal bli redusert.

[0045] Figurene 8 og 9 illustrerer alternative utførelsesforms av foreliggende løfteramme, hvor fig 8 illustrerer en løfteramme kun omfattende to svinghjulenheter anordnet i en ramme tilsvarende til utførelsesformen illustrert i figur 3 til 7.

[0046] Figur 9 illustrerer også en utførelsesform omfattende to svinghjulenheter, men hvor svinghjulenhetene er anordnet en over den andre for å gi en høye og «slank» versjon av løfterammen.

[0047] For en hvilken som helst av de ovenfor nevnte utførelsesformen, kan en clutch være anordnet mellom tiltemotoren og slingrebøylen for å kunne frakople tiltemotoren i tilfeller hvor det er nødvendig å gjøre mindre manuelle justeringer av orienteringen av lasten, for å unngå at de roterende svinghjulene motvirker mot manuelle justeringer.

[0048] Fagpersonen vil forstå at enheter som kun omfatter to svinghjulenheter ikke vil være i stand til å gi høyt kontinuerlig dreiemoment, da svinghjulene må bli stoppet og spunnet opp i motsatt retning, eller stoppet og satt i en ny startposisjon og så spunnet opp igjen, for å gi en halvkontinuerlig virkning. Fagpersonen vil også forstå at foreliggende anordning kan omfatte mer enn fire svinghjul, slik som 6, 8, 10. Økende antall svinghjulenheter kan gjøre det mulig å redusere diameteren til hvert av svinghjulene. Et høyt antall svinghjulenheter vil imidlertid øke kompleksiteten til anlegget og kostnadene for systemet. Det er derfor for tiden antatt at det er foretrukket med fire svinghjulenheter for de fleste anvendelser.

[0049] Figur 10 illustrerer en løfteramme som har gripeverktøy 26 for å gripe en bjelke. Fagpersonen vil imidlertid forstå at gripeverktøyet kan bli modifisert for å løfte andre objekter, slik som rør, tømmer, etc.

[0050] Foreliggende løfteramme 20 blir fortrinnsvis fjernstyrt ved hjelp av en fjernkontroll 30 f.eks. som illustrert i figur 11, som kommuniserer med kontrollenheten på løfterammen via den ovenfor nevnte mottakeren deri. Fjernkontrollen illustrert i figur 11, omfatter en orienteringsindikator 31, for indikasjon av orienteringen til løfterammen og således lasten enten ifølge standard geografisk orientering eller ifølge en lokal referanseramme for orientering. Indikasjonen av orientering med indikatoren 31 kan være basert på informasjon mottatt fra kontrollenheten på løfterammen. Informasjonen om orientering kan alternativt bli mottatt fra permanente sensorer anordnet i det aktuelle området og / eller sensors anordnet på løfterammen. Som et ytterligere alternativ, kan informasjonen om orientering bli mottatt fra en kombinasjon av sensorer og informasjon mottatt fra kontrollenheten som samler opp og gjør beregninger basert på informasjon mottatt fra en GPS eller et hvilket som helst annet globalt eller lokalt system for bestemmelse av tredimensjonal posisjon og orientering av et objekt. Fagpersonen vil forstå at forskjellige systemer for bestemmelse av posisjon og orientering til et objekt kan bli kombinert. Som et eksempel, kan et GPS system gi tilstrekkelig informasjon under en fase av en operasjon, mens et lokalt og mer presist system kan bli benyttet i fasene for opptak og nedsetting av en last for å gi den tilstrekkelige grad av nøyaktighet.

[0051] Fjernkontrollen kan omfatte en manuell kontroll 32 for manuell kontroll av orienteringen til løfterammen eller løfterammen og last, eller kan omfatte et panel 33 for innstilling av forhåndsbestemte orienteringer slik at operatøren kan velge en forhåndsinnstilt orientering for en gitt posisjon for lasten. I tillegg, kan fjernkontrollen være utstyrt med start og stopp knapper og en indikator for indikering av ladestatus til batteriet på løfteramme. Fjernkontrollen 30 kan være en uavhengig enhet for justering av orienteringen til løfterammen og en eventuell last festet til denne. Alternativt, kan fjernkontrollen 30 være kombinert med en fjernkontroll for å kontrollere løfteanordningen, slik som en kran.

[0052] Uavhengig av om fjernkontrollen er i manuell modus eller løfterammen bli operert i en automatisk eller pre-programmert modus, er kontrollenheten

22 is en nøkkel til effektiv drift av løfterammen. Kontrollenheten 22 er

programmert til å motta input fra anordninger som registrerer posisjon og orientering til løfterammen og en eventuell last festet til løfterammen, input fra eventuell fjernkontroll etc, beregne hvilke aksjoner som skal bli tatt basert på de innkommende data, og kontrollere svinghjulenhetene for å holde løfterammen og eventuell last i den påkrevde posisjonen, og /eller å oppnå den ønskede re-orienteringen av løfterammen og en eventuell last.

[0053] For visse løfteformål hvor laster alltid blir løftet opp fra et begrenset antall lokasjoner, og skal settes ned på et begrenset antall nedsettingslokasjoner, kan orienteringen ved forskjellige posisjoner under løfteoperasjonen være forhåndsprogrammert, slik at operatøren kun må velge mellom på forhånd satte programmer, for hver spesifikke operasjon.

[0054] Selv om foreliggende oppfinnelse er beskrevet ovenfor med referanse til en løfteramme, kan anordningen for å kontrollere orienteringen til en last bli forbundet direkte til lasten uten å være en del av en løfteramme.

[0055] Fagpersonen vil også forstå at svinghjul enhetene, kontrollenheten, batteriet etc, fortrinnsvis er beskyttet ved hjelp av et deksel, hus eller liknende. Fagpersonen vil også forstå at noen av komponentene i systemet for å kontrollere orienteringen til en last ikke er ex-sertifisert. Eventuelle ikke-ex-sertifiserte deler kan imidlertid bli innkapslet i en ex-beskyttende koks dersom anordningen skal bli benyttet i et område hvor en e-sertifisering er påkrevet.

[0056] Fagpersonen vil forstå at foreliggende anordning kan bli benyttet både i forbindelse med en manuell kontrollenhet hvor operatøren kan kontrollere svinghjulets parametere, slik som rotasjonshastighet, tilting, starting og stopping av svinghjulene, en halvautomatisk fjernkontroll, hor kontrollenheten beregner svinghjulparameterene som er nødvendig for å oppnå operatørens instruksjoner via fjernkontrollen, eller et automatisk system som er programmert for å bringe løfterammen og lasten til en forhåndsbestemt orientering ved forhåndsbestemte posisjoner langs en rute.

Claims (12)

1. En anordning for kontroll av orienteringen til en hengende last, hvor anordningen omfatter to eller flere svinghjulenheter (9), hvor svinhjulenhetene (9) hver omfatter et svinghjul (10) roterbart anordnet i en slingrebøyle (11) som igjen er roterbart anordnet i en slingrebøylestøtte (15) langs en rotasjonsakse (6) som er perpendikulær på rotasjonsaksen (8) til svinghjulet (10), og hvor en elektrisk motor (12) er anordnet for å kontrollere rotasjonshastigheten og -retningen til svinghjulet, og en tiltemotor (13) er anordnet for å tilte slingrebøylen ved rotering av slingrebøylen om sin rotasjonsakse (6), hvori anordningen ytterligere omfatter en kontrollenhet for kontrahering av rotasjonshastigheten til svinghjulene, og for kontrahering av tiltingen av slingrebøylene for å skape et dreiemoment for å rotere den hengende lasten mot en ønsket orientering.

2. Anordningen ifølge krav 1, hvori anordningen omfatter svinghjul anordnet i par og hvor hvert par av svinghjul er anordnet for å rotere i en retning motsatt av hverandre.

3. Anordningen ifølge krav 1 eller 2, hvori anordningen ytterligere omfatter et eller flere navigasjonsinstrumenter for bestemmelse av rotasjon, bevegelse og/eller orientering av den hengende lasten, hvor navigasjonsinstrumentet (ene) er forbundet til kontrollenheten.

4. Anordningen ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene, hvori ett eller flere batteri(er) er anordnet i anordningen for drift av de elektriske motorene deri, og hvor de elektriske motorene (12) er tilpasset for å lade batteriene når de stopper rotasjonen av svinghjulene.

5. Anordningen ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene, hvor anordningen omfatteren kommunikasjonsenhetfor kommunikasjon med en fjernkontrollenhet.

6. Anordningen ifølge krav 5, hvor fjernkontrollenheten er en fjernkontroll.

7. Anordningen ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 4, hvori kontrollenheten er programmert for å kontrollere orienteringen til lasten som en funksjon av data innsamlet fra sensorer anordnet på anordningen.

8. En fremgangsmåte for kontrahering av en hengende last, omfattende trinnene: • Forbinde en anordning ifølge krav 1 for kontroll av orienteringen til av en hengende last, • Løfte lasten og den dertil forbundne kontrollanordningen i en løftekabel, • Spinne opp svinghjulene og tilte svinghjulene ved å tilte slingrebøylene for å skape et dreiemoment for å resultere i at lasten blir rotert i den påkrevde retningen, • Stoppe rotasjonen av den hengende lasten ved å tilte slingrebøylene for å skape et dreiemoment som stopper lastens rotasjon, hvori fremgangsmåten ytterligere omfatter trinnene ved å: • Re-initialisere svinghjulene enten ved å redusere rotasjonshastigheten helt eller delvis, tilte svinghjulene til en ny startposisjon, og spinne opp svinghjulene igjen, eller ved å stoppe svinghjulene og spinne opp hjulene i motsatt retning.

9. Fremgangsmåten ifølge krav 8, hvori svinghjulene blir re-initialisert ved reduksjon eller stopping av rotasjonshastigheten til svinghjulene, tilting av svinghjulene til en ny startorientering, og gjenoppta rotasjonen av svinghjulene.

10. Fremgangsmåten ifølge krav 8, hvor svinghjulene blir re-initialisert ved stopping av rotasjonen av svinghjulene og gjenstart av rotasjonen i den motsatte retningen.

11. Fremgangsmåten ifølge et hvilket som helst av kravene 8 til 10, hvori svinghjulene er gruppert i par av svinghjul, og hvor to eller flere par av svinghjul blir benyttet for å oppnå en hovedsakelig kontinuerlig drift av orienteringsanordningen ved re-initialisering av et par av svinghjul mens et annet par svinghjul er i drift.

12. Fremgangsmåten ifølge et hvilket som helst av kravene 8 til 11, hvori rotasjonen og tiltingen av svinghjulene blir kontroller ved hjelp av en datastyrt sentralenhet.