JPH0218293A - 吊り荷の状態検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は吊り荷の状態検出方法に係り、特にクレーンの
運転データとなる吊り荷の振れ角等を検出する方法に関
する。

［従来の技術１ 一般に、コンテナクレーン等によって運搬移動される荷
物は、走行あるいは横行するトロリからのロープによっ
て、ニないし四点を支持されて懸吊されると共に２その
巻量に従って上下方向に移動されるようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで吊り荷は、横行運転時の加速あるいは減速によ
って振り子状の振動等が生じ、運転能率や安全性に悪影
響を与えることとなる６従来は、運転手がこの状態を目
視によって把握し、経験あるいは勘に基づいてこれらを
修正するようなユ１整運転を行うようにしていた。しか
しながら、この運転は熟練を要すると共に、状態の把握
に正確さを欠くと、適切な修正が不可能になってしまう
という問題があった。

また近来にあっては、クレーンの運転を熟練等が不要な
自動制御によって行う提案か種々なさｈている、この制
御は、吊り荷の状態、例えば振れ角を検出し、この値に
基づいて適宜演算処理を行い、運転装置を駆動させるよ
うに１７ていた。しかしながら、この状態検出について
は決定的なものがなく、正確に検出できる方法を取り入
れることか課題となっていた。

そこで本発明は、上記事情に鑑み、吊り荷の状態を正確
に検出できる方法を提供すべく創案されたものである。

し課題を解決するまための手段および作用コ本発明は、
吊りロープの張力を検出し、経時変化するこれら検出値
を比較・演算して吊り荷の振れ角及び荷重偏心度を示す
指標値に変換するものである。

また上記指標値は、振動周期の長短別に抽出されるのが
好ましい。

そして上記吊りロープは、吊り荷を四点支持すると共に
　それぞれの検出値が互いに加減演算されて三軸成分別
に変換されるものであってもよい、。

さらに上記検出値は、吊りロープの巻量により増減修正
されるとハか好ま；−い。

二のようにづろと　横行運転に伴う帛り荷の振れと１ａ
心荷ｊｌの１ノ：欣が、ＴＦＥＦ（ｆ、６＝：把捉て゛
きる。

［実施例１ 以下本発明の￥施例を、添付図面に従って説明する。

十゛ず第１１−７１によって、本発明に係る吊り荷の状
態検出方ｉ、／：を適用し、ｔ−、りｌ・−・−７／７
）自動制御装置の一実施例を説明する４ 、二の８５置１は、吊りＤ〜７゛：２の張力を検出する
ｔ二め（′）検出器３７＋１７：セル）と、その情報に
基づいて演算を省う？’ｉｉｊ算処理装置−′］と、動
力源からの１１（回動力を適官落１装置＜［−？ｌ小せ
ず）等に伝達する運転装置５とにより主に伯成さ！Ｉ−
でいる。

本実施例Ｃ，−１り）−エで（Ｊ、吊り１つ−１２は、
門口の独立したジーブリてなつ、吊つ７：ｔとなるコン
テナ７にスズ１．ツダ８を介してその四隅に接続されて
いる６すなわち、吊りｔηを四点支持するようになって
いる９そ［，７て検出器３は、走行あるいは横行するト
ロリ９とシー・プロをトロリ９に支持させるためのシー
ブブロック１０との間にそれぞれ設けられている。

演算処理装置４は、検出器３からの情報を入力されるよ
うになっていると共に、これらの・情報を適宜比較・演
算することで、吊り荷の状態となる振れ角および荷重偏
心度を示す指標値を得るようになっている。さらに、こ
の指標値によって、振れ信号と面心信号とを出力し、運
転装置５に振れと荷重偏心とを消去するような運転をさ
せるようになっている。

運転装置５は、演算処理装置４からの信号を受（１なと
きに、横行するトロリ９の加速あるいは減速度の増減、
公知の傾動装置（図示せず）の駆動、Ｉ′１リローフ゛
の巻量の調節等を行うようになっている。

次に本発明の実施例を、上記梢成の作用として説明する
。

運搬移動される吊り荷には、第１図に示したような重心
０を通る三軸（ｘ、ｙ、ｚ）周りの揺動（振れ角θｘ１
θｙ、θｌ）で成分表示される微動のほかに、第２図お
よび第３図に示すように、トロリ９の中心（Ｐ）を項−
旬とするような振り了状の振れ（振れ角αｙ、αＸ）か
生じる。これらの振れの状態は各ジープ６において検出
された張力値（Ｔ、、’ｆ”２．　’Ｔ”　、　、　”
Ｉ’イ）の経時変化に現れる。すなわち、軸周りの回転
移動にともなっては、その振れた側への荷重の軽減が生
じ、品り荷の固有振動数に従う周期で増減がなされる。

例えば、ｙ軸周りの振れが生じると、１゛１および′１
′３と、Ｔ２およびＴ４とは、逆の位相で増減する。

また、振り７状の振れは、張力の偏りとして現れ、第２
図中の振れ位置（−点鎖線にて示す）でいえば、吊り荷
の重心０．が進行方向Ａ前方側に１荷ることになり、１
’　２　、　Ｔ　４は増加する。従って張力の増減は、
これら振れの増減に応じてなされることになる６ そしてこれら二種類の振れは、周期に差異があるので、
容易に各々抽出することができる。またこの張力変化に
は、吊り上げられた荷物の偏心荷重の影響を受けるもの
である。

以上を数式で表すと、次のようになる。

ＴＩ　＋１’２　＋Ｔｓ　＋′ｒ”＜　二Ｗ（”Ｆ　＋
　　＋Ｔｓ　　　）　　−＜Ｔ２　　＋Ｔ、　　　）Ｘ
；　（θ■、αｙ、εＸ） （Ｔ”＋　十７２　）　　　（Ｔｉ　十ｉ’４　）Ｙ；
　（θＸ、αＸ、εｙ） （Ｔｌ　＋７４　）　−（Ｔ２　＋７３　）　＝ｚ、　
；　　（θｌ）ここに　Ｗ；吊り荷の重量 Ｘ：ｘ軸に沿う振れ・偏心の指標値 Ｙ：ｙ軸に沿う振れ・偏心の指標値 Ｚ−ｙ、軸に沿う振れ・重心の指標値 εＸ　；荷重偏心度のＸ成分 εｙ；荷重制心度のｙ成分 荷重の同心度は、経時変１ヒを無視できるので。

次式により表わされる。

εＸ　＝　Ｘ　＝　（Ｘ１＋Ｘ２＋−・−Ｘ１１）／ｎ
ｔ：　　Ｖ　　＝　　Ｙ　　＝　　ｆＹＩ＋Ｙ２＋　−
・Ｙｎ）／ｎそして振れは次式により演算する６ θＹ＝Ｆ（Ｘ）　　αｙゴＧ　（Ｘ） θｘ　−Ｆ　（Ｙ）　　αｘ　＝Ｇ　（Ｙ）θｚ＝Ｆ（
Ｚ） ここに　Ｆ：短周期変化の抽出処理 Ｇ：長周期変化の抽出処理 従って、演算処理装置１１は、振ｔＬ信号として°′θ
″と　αパとを出力し、同心信号として“εを出力する
。

運転装置６は、この信号に、基づいて調整運転を行う。

　αパを受信したときは、その振れを減衰させるような
加速度あるいは減速度に切り換えてト１７す９の横行運
転を行う９ また、°゛θ″あるいはε′″を受信しなときは３吊リ
ロープ２の巻量の１敢調整あるいはスグレ２・り８等に
備えられた傾動装置を駆動させる。

このように、張力を検出するな？−１で吊り６ｊＦの状
態を把握できるようにしたので、曲の検出子トス、例え
ばＩｌ！賊弐の振れ角検出器よりも正確に振れ角を検出
できる。更に、重心周りの揺動や、痢心尚重状Ｇも検出
するようにしたので、運搬中あるいは着地におＧ−Ｊる
吊り荷の安３ご性の向上に貢献づる。

なお、’ＦＪ　　’ＧＪで表わした処理機能を有づるた
めには、演算処理装置４に整流回路（ローパスフィルタ
　バイパスフィルタ等）を備えるようにすればよい。ま
たはＡ／Ｄコンバータを便用してもよい。

また、検出値は吊りロー１２の長さによっても変１ヒす
るので、巻成によって増減修正できるように、巻量セン
サから情報を入力する演算回路を組み込むようにしても
よい。

第１１図に、本実施例に則って得た検出データを示す、
同図には、トロリ２の横行運転における速度の時間変化
を対比して示しである。

張力値（′「１〜Ｔ４）は、細かい上下変動がみられる
と共に、図中（ａ）〜（ｂ）を１７２周期とする大きな
変動がみられる。（Ｃ）および（ｄ）に示すように吊り
荷をＴ６１１１ＰＪして得られたそのときの状態と比較
してみると、よく一致しており、本発明の検出方法が実
際的であることが証明された。

なお、以上の実施例は、自動制御で成るコンテナクレー
ンに適用された場合において説明したが、他のクレーン
あるいは行程の一部を手動にて行うクレーンにも適用で
きるムのである。

さらに、張力センサの数は、２　ｆｆＡｌでも、振れ角
検出には適用できく例えばＴ１とＴ　２で、θｙ、αｙ
がわかれば、振れの少ない横行制御に１史える）、同様
に１本吊りのクレーンの振れ量検出にも適用できる。

［発明の効果］ 以Ｅ要するに本発明によれば、次のような優れた効果を
発揮する。

（１）吊りロープの張力を検出し、経時変化するこれら
検出値を比較・演算して吊り荷の振れ角及び荷重偏心度
を示す指標値に変換するので、吊り荷の状態を■確に把
握でき、クレーンによる運搬の能率及び安全性の向上が
達成できる。

（２）振動周期の長短別に指標値を抽出する方法におい
ては、横行運転にとらなって発生する振れ角を把握でき
、その減衰運転の実現に貢献する。

（３）検出値を互いに加減演算する方法によると、・１ 大型のコンテナクレーン等に適用できる６（４）吊りロ
ープの巻量により検出値を修正する方法においては、さ
らに正確に状態検出ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る吊り荷の状態検出方法を適用した
クレーンの自動制御装置の一実施例を示した構成図、第
２図および第３図は第１図を説明するための図、５第４
図は検出データを示した張力と速度との時間変化対比図
である。 図中、Ｔ、乃至Ｔ４は張力、θおよびαは振れ角である
。 特許出願人　石川島播磨重工業株式会社代理人弁理士　
絹　　谷　　信　　雄 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、吊りロープの張力を検出し、経時変化するこれら検
   出値を比較・演算して吊り荷の振れ角及び荷重偏心度を
   示す指標値に変換することを特徴とする吊り荷の状態検
   出方法。 ２、上記指標値が、振動周期の長短別に抽出される請求
   項１記載の吊り荷の状態検出方法。 ３、上記吊りロープが、吊り荷を四点支持すると共に、
   それぞれの検出値が互いに加減演算されて三軸成分別に
   変換される請求項１または２に記載の吊り荷の状態検出
   方法。 ４、上記検出値が、吊りロープの巻量により増減修正さ
   れる請求項１ないし３のいずれかに記載の吊り荷の状態
   検出方法。