JPH1160154A - クレ−ンの振れ角計測装置 - Google Patents

クレ−ンの振れ角計測装置

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JPH1160154A
JPH1160154A JP22235297A JP22235297A JPH1160154A JP H1160154 A JPH1160154 A JP H1160154A JP 22235297 A JP22235297 A JP 22235297A JP 22235297 A JP22235297 A JP 22235297A JP H1160154 A JPH1160154 A JP H1160154A
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swing angle
offset
swing
crane
angle
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Hidetoshi Tsukihara
英敏 月原
Hidetsugu Kojima
英嗣 小島
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クレ−ンの振れ角計測装置において、振れ角
度,振れ角速度に加え、振れ角度のオフセットを推定演
算することにより、オフセットを除去した振れ角度,振
れ角速度を得ることを目的とする。 【解決手段】 計測された吊り具の振れ角度φ(t),ト
ロリの加速度Ua(t),吊り具迄のロ−プ長Lから外乱
オブザ−バ演算方式20により、吊り具の振れ角度,角
速度に加え、振れ角度のオフセットX(t)を推定演算
し、オフセットを除去した吊り具の振れ角度を得るよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンテナクレ−
ン、トランスファ−クレ−ン、天井クレ−ンなどに適用
されるクレ−ンの振れ角計測装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】クレ−ン吊り具の高精度な振れ止めと位
置決めを同時に行う制御装置を構築するには、吊り具の
振れ量の計測が重要である。振れ角計測値には、路面の
傾きによるクレ−ン本体の傾き(図2参照)、振れ角計
測装置の取り付けかた(図3参照)などからオフセット
が生じる。このオフセットが原因で振れ止めと位置決め
精度が悪化する。
【0003】吊り具の振れ角度は、カメラを使用する画
像処理方式(図1参照)やロ−プに取り付けた傾斜計など
の計測器で計測することができるが、振れ角速度は直接
計測することができない。このような場合、オブザ−バ
と呼ばれる演算手法により、推定演算する手法が取られ
る。このオブザ−バを使った振れ角度および振れ角速度
の推定演算の手法は、過去に多くの研究開発事例がある
が、振れ角度計測値にオフセットがないことを前提とし
ている。従来方式では、振れ角度計測値にオフセットが
存在すると、オブザ−バで推定演算した振れ角度,振れ
角速度にもオフセットが生じてしまい、クレ−ン吊り具
の高精度な振れ止めと位置決めができない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、クレ−ンの
振れ角計測装置において、振れ角度,振れ角速度に加
え、振れ角度のオフセットを推定演算することにより、
オフセットを除去した振れ角度,振れ角速度を得ること
を課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、計測された吊り具の振れ角度,トロリの
加速度,吊り具迄のロ−プ長から外乱オブザ−バ演算方
式により、吊り具の振れ角度,振れ角速度に加え、振れ
角度のオフセットを推定演算し、オフセットを除去した
吊り具の振れ角度を得るようにした。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。図1は、本発明に係る振れ角計測装置の
制御対象であるクレ−ンの構成を示し、1はトロリで、
このトロリ1はクレ−ンに設けられたガ−タ2(トロリ
横行部)上を矢印の方向に走行可能なように配置されて
いる。また、ガ−タ2は両端を一対の脚3により支持さ
れ、脚3の下端に設けられたクレ−ン走行装置4によ
り、紙面と垂直方向に走行可能である。このトロリ1に
は図示しない複数の巻上装置に夫々巻廻されたロ−プ6
により吊荷であるコンテナ10を吊るための吊り具9が
吊り下げられている。そしてこのトロリ1には吊り具9
の振れ角計測用のカメラ7が設けられている。
【0007】更にこの吊り具9の上面中央にはマ−カ8
が設けられている。振れ角度は、吊り具9の横行方向の
変位を計測し、換算式から求める(光学系を考えれば、
マ−カ8の変位は振れ角と比例関係にある)。吊り具9
の変位は、吊り具上面に取り付けたマ−カ8の中心位置
を、トロリ1下面に鉛直下向に取り付けたカメラ7で計
測する。
【0008】図2は地面5の傾きによりクレ−ン本体が
傾いたことにより、振れ角計測のオフセット11が生じ
る例を示す。また、図3はカメラ7が傾いて取り付けら
れたことにより、振れ角計測のオフセット11が生じる
例を示す。
【0009】図4に、本発明に係る振れ角計測装置の演
算システムの概略図を示す。本システムは、制御対象1
9(クレ−ン)、演算装置18からなる。本システム
は、オフセット対策として外乱オブザ−バと呼ばれる演
算手法を使用し、オフセットを除去した振れ角度および
振れ角速度を推定演算する。
【0010】まず、制御対象であるクレ−ン19のガ−
タ2を横行するトロリ1の加速度Ua(t),吊り具9迄
のロ−プ長L,吊り具9の振れ角度φ(t)を計測し、演
算装置18に伝達される。なお、演算装置18には、外
乱オブザ−バ20と呼ばれる演算手法が導入されてい
る。外乱オブザ−バ20は、クレ−ン19の力学モデル
を利用して構成される。まず、クレ−ンの力学モデル2
1は、トロリ1の加速度Ua(t)を考慮した振り子の運
動方程式から得られる。
【0011】
【数1】
【0012】次に、クレ−ン本体の傾きや振れ角計測装
置の傾きにより振れ角のオフセットが存在するので、上
式(1)のX1の要素にオフセットd(t)を加えて下式
(7)のXとして拡張したモデルを構成する。
【0013】
【数2】
【0014】Y(t)は振れ角推定値だけでなく、振れ角
度と振れ角度のオフセットの推定値の和でもある。
【0015】X(t)が、オフセットを除去した振れ角度
および振れ角速度,振れ角度のオフセットの推定値であ
る。
【0016】上記の外乱オブザ−バ20を導入すれば、
振れ角計測装置の取り付け、路面の傾きによるクレ−ン
本体の傾きによる振れ角計測値のオフセットに加え、ト
ロリの横行位置とロ−プ長の変化により、振れ角計測値
のオフセットが変化するような場合でも、オフセットを
除去した振れ角度、振れ角速度を推定演算し、高精度な
振れ止めおよび位置決め制御を可能とする。実際、図5
に示すように、トロリの横行位置とロ−プ長が変化した
場合であって、図6に示すように吊り具の振れ角度と振
れ角度計測値との間にオフセットが存在していても、同
じく図6中に示されるように、外乱オブザ−バを導入し
た演算装置により演算された振れ角度推定値は実際の吊
り具の振れ角度とかなりの一致度を示している。
【0017】
【発明の効果】振れ角計測装置の取り付け,路面の傾き
によるクレ−ン本体の傾き,風などの不確定な要因から
生じる振れ角計測値のオフセットに対しても、オフセッ
トを除去した振れ角度,振れ角速度が得られる。本方式
で演算される振れ角度および振れ角速度をフィ−ドバッ
クすることにより高精度な吊り具の振れ止めおよび位置
決め制御を実現できる。振れ角計測装置の厳密な零点調
整が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るクレ−ン振れ角装置の制御対象で
あるクレ−ンの構成を示す概略図。
【図2】路面の傾きによるクレ−ン本体の傾きからオフ
セットが生ずる例を示す説明図。
【図3】振れ角計測装置(とくにカメラ)の取り付けか
たからオフセットが生ずる例を示す説明図。
【図4】本発明に係るクレ−ン振れ角計測装置の演算シ
ステムの概略図。
【図5】トロリの横行位置とロ−プ長の時間的変化を示
すグラフ。
【図6】実際の吊り具の振れ角度と振れ角度計測値、振
れ角度推定値とを対比するグラフ。
【符号の説明】
1 トロリ 2 ガ−タ 3 脚 4 クレ−ン走行装
置 5 地面 6 ロ−プ 7 カメラ 8 マ−カ 9 吊り具 10 コンテナ 11 オフセット 18 演算装置 19 クレ−ン 20 外乱オブザ−バ 21 力学モデル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 計測された吊り具の振れ角度,トロリの
    加速度及び吊り具迄のロ−プ長から外乱オブザ−バ演算
    方式により、吊り具の振れ角度,振れ角速度に加え、振
    れ角度のオフセットを推定演算し、オフセットを除去し
    た吊り具の振れ角度を得るようにしたことを特徴とする
    クレ−ンの振れ角計測装置。
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