JPS58144090A

JPS58144090A - クレ−ンの荷振れ防止装置

Info

Publication number: JPS58144090A
Application number: JP2798682A
Authority: JP
Inventors: 関原　享一
Original assignee: Hitachi Kiden Kogyo Ltd
Current assignee: Hitachi Kiden Kogyo Ltd
Priority date: 1982-02-22
Filing date: 1982-02-22
Publication date: 1983-08-27

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】本発明はクレーンの荷振れ防止装置に関する。

天井クレーン等において、吊荷の巻き上げ完了後クレー
ンを横行あるいは走行させる場合において、クレーンを
加減速するときには、加速度のために吊荷が揺動するこ
とがある。このような吊荷の揺動は作業性の低下を招く
だけでなく１．安全上も好ましくない問題であるので、
従来よりこの問題を解決するために種々の方法が提案さ
れている。

例えは、クラブ上の巻上ドラ゛ムがら垂下させたロープ
を、クラブ下面に設けられた支持枠のローラで挾持する
ことにより吊荷の揺動を防止する手段や、前記ロープの
長さを常に検出して、クレーンの横行又は走行時の加減
速時間等を調整する方法等がある。

しかしながら、前者に詔いては、吊荷の巻上しろかクラ
ブ下面に設けられた前記支持枠によって制約されるとい
う欠点、また、後者にあっては、娠れ防止装置が複雑化
するという欠点がある。

本発明は上記欠点を排除するためになされたもので、比
較的簡単な構成でもって吊荷の揺動を防止し得る新規な
りレーンの荷振れ防止装置を提供することを目的とする
。

また、本発明の他の目的は、吊荷の巻上しろが制約を受
けることのないクレーンの荷振れ防止装置を提供するこ
とにある。

すなわち、この発明を要約すれば、クラブに関連した適
宜な位置に、光ビーム走査手段を設け、前記光ビーム走
査手段は光ビームでもって少くとも荷振れの生ずる範囲
内を走査するものであり、一方、吊具に関連した位置番
とは走査された光ビームを受けて、その光ビームを入射
角度と同一角度で反射させる反射ミラーを設けておき、
そして、反射ミラーで反射された光ビームを、前記光ビ
ーム走査手段に関連して設けられた位置検出器が前記反
射ミラーで反射された光ビームを検知して吊具の位置を
検出し、さらに、制御装置が位置検出器からの検出出力
に基づいて、クレーンを横走行させる駆動モータを加減
速させ、ロープをクラブに対して垂直に維持させること
により吊荷の揺動をなくするように構成されたものであ
る。

以下、本発明に係るクレーンの荷振れ防止装置（以下「
本発明装置ｊと呼ぶ）の一実施例について図面とともに
説明する。

第１図は本発明装置の用いられる例としての天！井クレーンの路外観斜視図を示す。

同図において、クラブ１は巻き上げ装置２か駆動される
ことにより、ロープ３の下端に設けられた吊具としての
フックブロック４を昇降させるとともに、横行モータ５
が駆動されることにょリガータロに沿って横行する。ま
た、前記ガータ６は同図１と示す走行モータ７が駆動さ
れることによりクラブ１とともに走行レール８に沿って
走行する。

かかる天井クレーンのクラブ１の例えば下面にあける固
定された位置に後述する如きレーザビーム発生装置が取
り付けられ、一方フツクブロック４の上面における固定
された位置には後述する反射ミラーが設けられている。

第２図はこの発明を説明するための図解図である。

同図において、第１図と同一符号のものは同一物であり
、　１０はレーザビーム発生装置、加は反射ミラー、Ｌ
ｌ１３はレーザビームである。

すなわち、クラブ１の下面に設けられたレーザビーム発
生装置】０は少くとも荷振れの生ずる範囲内を指向性を
有するレーザビームＬｌｌでもって順次走査する。フッ
クブロック４（但し、同図においては説明の都合上ロー
プは省略しである）の上面には反射ミラー加が設けられ
る。この反射ミラー２０はレーザビームＬＢＩを受けて
、このレーザビームＬＢＩをレーザビーム発生装置１１
１０に向けて反射させるものであり、たとえばコーナキ
ューブなどが用いられる。すなわち、反射ミラー加はレ
ーザビームＬＢ１が入射した角度と同一角度でこのレー
ザビームＬＢ１を反射させる。さらに、レーザビーム発
生装置１０に関連して反射されたレーザビームＬＢ１を
検知することに基づき、フックブロック４の位置を検出
する位置検出器（同図には図示しない）が設けられてい
る。そして、この位置検出器から与えられる検知出力に
基づいて別設の制御装置が第１図にかける横行モータ５
又は走行モータ７を駆動して、クラブ１を移行させ、ロ
ープ３を垂直に維持すること番こよりフックブロック４
の揺−１すなわち吊荷の揺動をなくすることができる。

第３図はレーザビーム発生装置１０を略本する図解図で
あり、同図げ）において、１１０は指向性のあるレーザ
ビームを発する光ビーム発生手段としてのレーザビーム
発生器、１２０は前記レーザビーム発生器１１０から所
定の距離を隔てて設けられる光ビーム回折手段としての
音響光学変調器である。

この音響光学変調器ｄ２０は、入射したレーザビームに
対して透過性のある媒質１２１を含む。かかる媒質１２
１としては、例えば二酸化テルル単結晶やガラス媒体が
用いられる。そして、媒質１２１の一端には、振動子と
しての例えば圧電振動子１２２が取り付けられている。

圧電振動子１２２は、これに入力零れる電気信号に対応
した超音波を前記媒質１２１に与える。また、媒質１２
１の他端には、媒質１２１を伝搬した超音波を吸収する
ための吸音材１２３が取り付けられる。従って、音響光
学変調器１２０は前記圧電振動子１２２及び吸音材１２
３を含む。

一方、１３０は例えば周波数をＦｌからＦｌまで周期的
に変化させて発振する掃引発振器であり、１３５は前記
掃引発振器１３０から与えられた入力信号を増幅する増
幅器である。　　、また、１４０は前記音響光学変調器１２０から所定の距
離を隔てて設けられる回動ミラーである。回動ミラー１
４０は、例えば、その側辺部がモー久４１の回転軸に固
定されているため、このモータ１４１によって所定の回
転又は回動が与えられる。しかして、回動ミラー１４０
の回転中心が入射光となす角度は、レーザビームを走査
すべき区域との関連で定められる。

次に、上述した如きレーザビーム発生装置１０の動作に
ついて説明する。

掃引発振器１３０から発せられた、周波数をＦｌからＦ
２まで周期的に変化させる掃引信号は、増幅器１３５で
増幅されて音響光学変調器１２０の圧電振動子１２２に
与えられる。圧電振動子１２２は、これに入力した掃引
信号の周波数の変化に応じた超音波を発生し、この超音
波を媒質１２１に与える。そして、前記超音波が媒質１
２１を伝搬すると、この超音波の疎密波が媒質１２１の
屈折率の周期的変化をもたらす。また、媒質１２１を伝
搬した超音波は、媒質１２１の他端に達すると吸音材１
２３の作用により消滅する。

かかる状態における音響光学変調器１２０に、レーザビ
ーム発生器１１０から発せられたレーザビームＬＢか入
射すると、前述した如き媒質１２１を伝搬する超音波の
疎密波によって引き起こされる媒ｊｌｉｌ［１２１の屈
折率の変化は、入射したレーザビームＬＢに対して回折
格子の働きをなし、このレーザビームＬＢを回折する。

しかも、前記超音波の線部分と密部分の間隔は、圧電振
動子１２２に与えられる掃引信号の周波数の変化に応じ
て周期的に変わるから、回折したレーザビームＬｌｌｌ
の回折角は掃引信号の周波数の変化に応じて変化する。

すなわち、レーザビームＬＢ１は光軸が同一平面内にな
る如く走査された状態であり、かかる回折されたレーザ
ビームＬｌｌｌが、モータ１４１番こよって例えば所定
角度で回動される回動ミラー１４０に入射する。回動ミ
ラー１４０は反射光の光軸が前記平面と交じわる蚊くレ
ーザビームＬｕ１ｌを反射するから、このレーザビーム
ＬＢ１は平面的に走査されることになる。すなわち第３
図（ロ）は回動ミラー１４０で反射されることに基づき
走査されるレーザビームＬＢＩの描く軌跡を示す。

そして、レーザビーム発生装置１０から下方へ向って走
査されたレーザビームＬＢｌが、フックブロック４に設
けられた反射ミラー２０に入射すると、（゛反射ミラー２０はこれを入射角度と同沁角度で反射させ
る。

その結果、反射ミラー２０により反射されたレーザビー
ムＬＢ１はクラブ１のレーザビーム発生装置１０に関連
して設けられる位置検出器に入射する。

第４図は位置検出器を略本する図解図である。

同図において１４０は、第３図において説明したところ
の回動ミラーであり、この回動ミラー１４０は前述した
ように回折されたレーザビームＬＢ１を反射する。但し
第４図においては、音響光学変調器１２０等は図示して
いない。また、加はハーフミラ−であり、このハーフミ
ラ−（資）は回動ミラー１４０で反射されたレーザビー
ムＬＢ１を通過させるが、反射ミラー２０で反射されて
戻ってきたレーザビームＬＢＩを位置検出手段としての
位置検出器切に向って反射させる。

一方、前記位置検出器切は半導体装置検出器４１０゜増
幅器４２１〜４２４及び演算器４３１，４３２を含む。

前１半導体装置検出器４１０は、高抵抗半導体の片面あ
るいは両面が均一な抵抗層により形成されており、抵抗
層の両端に信号取り出し用の対になった電極４１１．４
１２及び４１３　、４１４が設けられている。

さらに、表面層はＰＮ接合をも形成しており、光電効果
を示す。

１１Ｉｓ図は前記半導体装置検出器の断面構造を略本す
る図解図である。同図において第４図と同一物は同一符
号で示してあり、４１５は高抵抗シリコン基板、４１６
はＰ型紙抗層、４１７はＮ＋ｊｌ、４１８は共通電極で
ある。ここで電極４１３、電極４１４の距離をし、その
間の抵抗をＩＬＬとし、電極４１３よりレーザビームＬ
ＢＩの入射位置までの距離をＸ、その部分の抵抗を社と
する。レーザビームＬＢ１の入射位置で発生した光生成
電荷は、レーザビームＬＢ１の入射エネルギ刊ビ比例す
る光電流として、それぞれの電極までの抵抗値に逆比例
するように分割されて電極４１１〜４１４より取り出さ
れる。

入射したレーザビームＬＢ１により生成された丸亀流の
うち、電極４１３及び電極４１４に取り出される電流を
Ｉム、ＩＢとし、その合計を１０とすると、となる。こ
こで抵抗層は均一であり、長さと抵抗値が比例するとす
れば、上式はで表わされる。また、同様にして電極４１１，４１２よ
り取り出される電流夏０、ＩＤを得ることができる。

従って、各電極より取り出される電流Ｉム〜ＩＤを用い
て所定の演算を行うことにより、半導体装置検出器４１
０に入射したレーザビームＬＢ１の入射位置を知ること
ができる。それ故、前記入射位置とフックブロック４の
位置を予め関連付けておれば、前記入射位置を知ること
に基づき、フックブロック４の位置を知ることができる
。例えば、本発明装置の一実施例においては、ロープ３
が垂直に維持されているとき、すなわち荷振れを生じて
いないとき番こ、フックブロック４の反射ミラー２０に
よ−て反射されたレーザビームＬＢ１は、半導体装置検
出器４１０の中央に入射するように予め設定されている
。従って、本実施例番こあっては。

半導体装置検出器４１０において対になって設けられて
いる電極４１１　、４１２及び電極４１３．４１４の各
電流の減算値夏ム−ＩＢ及び１ｏ−Ｉｎが零になれば、
ロープ３が垂下した状態にあるととｋなる。

第４図に戻って位置検出器初の説明を続けると、半導体
装置検出器４１０の電極４１１〜４１４は増−器４２１
〜４２４にそれぞれ接続されている。そして、増幅器４
２１及び４２２の出力は演算器４３１に与えられるとと
も番ζ、増幅器４２３及び４２４の出力は演算器４３２
−こ与えられる。この演算器４３１及び４３２は、各入
力信号について減算を行い、その出力を制御装置間に与
える。この制御装置間は走行制御器５０１及び横行制御
器５０２よりなり、前記制御Ｗ５０１及び５０２は前記
演算！４３１及び４３２の減算値を零にする如く走行モ
ータ７及び横行モータ５を駆動制御する。

次に上述した如き構成の位置検出器荀及び制御装置（資
）の動作について説明すると、フックブロック４に設け
られた反射ミラー加で反射されて戻っ！できたレーザビームＬＢ１は、ハーフミラ−３０に入射
する。このレーザビームＬＢｌはハーフミラ−３０で反
射され、位置検出器４０の半導体装置検出器４１０４こ
入射する。半導体装置検出器４１０は入射したレーザビ
ームＬＢ１のエネルギーに応じた光電流を発生する。そ
して、この光電流は、レーザビームＬＢＩの入射位置に
応じて分割されて、各電極４１１〜４１４から取り出さ
れた後、増幅器４２１〜４２４に与えられ増幅される。

そして、増幅器４２１及び４２２の出力は演算器４３１
に与えられるとともに、増幅器４２３及び４２４の出力
は演算器４３２に与えられ、それぞれ減算される。前記
演算器４３１及び４３２の減算値を示す出力は、制御装
置５０にそれぞれ与えられる。その結果、制御装置５０
の走行制御器５０１及び横行制御器５０２は、入力され
た減算値が零でない場合、走行モータ７又は横行モータ
５をそれぞれ駆動し、前記減算値を零にする。その結果
、前述したように、クラブ１が移行し、ロープ３が垂直
に維持されるから、フックブロック４の揺動、すなわち
荷振れをなくすることができる。

以上の本発明装置の一実施例の説明より明らかなように
、本発明装置によれば比較的簡単な構成でもって荷振れ
をなくすることができるとともに、吊荷の巻上しろが制
約を受けることがないという実用上、優れた効果を奏す
る。

尚、実施例ではレーザビームを走査するとして説明した
が、これに限られる訳ではなく、例えば可視光又は赤外
線等、その他の光ビームを走査するものであってもよい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の用いられる例としての天井クレー
ンの概略の外観斜視図、第２図けこの発明を説明するた
めの図解図、第３図はレーザビーム発生装置１０を略本
する図解図、第４図は位置検出器を略本する図解図、第
５図は半導体装置検出器の断面構造を略本する図解図で
ある。１・・・クラブ、３・・・ロープ、４・・・フックブロ
ッ久５・・・横行モータ、６・・・ガータ、７・・・走
行モータ、８・・・走行レール、１０・・・レーザビー
ム発生装置、２０・・・Ｋ射ｉラー、３０・・・ハーフ
ミラ−１４０・・・位置検出器、５０・・・制御装置、
１１０・・・レーザビーム発生器、１２０・・・音響光
学変調器、１３０・・・掃引発振器、１３５・・・増幅
器、１４０・・・回動ミラー、４１０・・・半導体装置
検出器、４１１〜４１４・・・電極、４２１〜４２４・
・・増幅器、４３１．４３２・・・演算器、５０１・・
・走行制御器、５０２・・・横行制御器。特許出願人　日立機電工業株式会社代理人弁理士大西孝治第１図第３図１３０　　　１３５

Claims

【特許請求の範囲】

（１）クラブに関連して設けられ、少くとも荷振れの生
する範囲内を光ビームでもって走査する光ビーム走査手
段と、吊具に関連して設けられ、前記走査された光ビームを受
けて、その光ビームをその入射角度と同一の角度で反射
する反射手段と、前記元ビーム走査手段と関連して設けられ、前記反射手
段で反射された光ビームを検知することに基づき吊具の
位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段から
の検知出力に基づいて、クレーンを横行させる駆動モー
タを動作せしめ、前記クラブを吊具の真上に移行させる
制御装置を備えたことを特徴とするクレーンの荷振れ装
置。
（２）　　前記光ビーム走査手段は、レーザビーム発生
器から発せられたレーザビームを回折させる音響光学変
調器と、前記音響光学変調器で回折されたレーザビーム
を反射させる回動ミラーを含み、前記音響光学変調器は
これに人、力する掃引信号に基づいて前記レーザビーム
の回折角を周期的に変化せしめるものであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のクレーンの荷振れ防
止装置。
（３）前記位置検出手段は、少くとも入射したレーザビ
ームを検知して、その入射した位置に対応した出力を与
える半導体装置検出器と、半導体装置検出器の出力に基
づいて所定の演算が行われる演算器を含むものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のクレーンの
荷振れ防止装置。