JPS5845042B2 - 無軌道な移動体の走行軌道制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はあらかじめ敷設されたケーブルに沿って走行す
るクレーン、フォークリフト、台車、トラックなどの移
動体の制御装置に関するものである。

第１図の如（、従来無軌道式クレーンの走行軌道修正装
置においてはクレーンに設けた検出器１とあらかじめ路
面に埋設した誘導用の型組ケーブルによって得られる位
置ずれ信号２、ならびにこの位置ずれ信号２を微分する
第１次微分回路３と、この第１次微分信号をさらに第２
次微分回路４により微分し、それら位置ずれ信号２、第
１微分信号、第２次微分信号を各信号増幅器５，６，７
かも加算器８に入れ、その加算器８の出力信号をデッド
ゾーンコンパレータ９を介して走行軌道修正信号１０と
して使用する方法がとられている。

そして、走行軌道修正信号１０により、クレーンの左右
の車輪に相対速度差が生じるように車輪の左右各モータ
ーに相対速度差を生じる速度切換をモーター速度制御回
路に加え、Ｗケーブル側へ寄るようにクレーンの向きを
変える操舵を実行していた。

これらの走行軌道補正原理は、クレーンの位置ずれ量を
Ｄ、走行速度をＶ、誘導線に対するクレーンの位置ずれ
角度をθ、角速度をωとし、制御出力をＳとすると との式となり、位置ずれ量りを１回微分することにより
Ｖθを、２回微分することによりＶωを算出している。

しかし、これらのＶω、Ｖθは実際には第２図のように
位置ずれ変化の周期が長いため、角度、および角速度が
非常に小さく、これらを検出するためには、微分回路の
後に非常に大きな増中度を持った増巾器をつげなげれば
ならなかった。

また、微分回路は定常状態でも発振しやすく、その上に
増中度を上げることは、回路構成をより複雑なものとし
ていた。

位置ずれ信号は１〜１０Ｈｚのノイズ成分を含んでいる
ため、この信号をそのまま微分回路に入力すると誤った
走行軌道修正信号が出力されることとなるためフィルタ
ー回路を必要としていた。

またクレーン毎に特性が異なるため調整が個々にやらな
げればならないという問題も残されていた。

本発明の目的は、無軌道式移動体の軌道修正制御回路を
簡単にするとともに誤った修正信号を出さない安全なも
のとすることにある。

本発明は、誘導線と、無軌道な移動体に取り付けられて
前記誘導線位置を検出する位置ずれ検出器と、前記移動
体に進行方向から見て左右に配置された各走行車輪を回
転する各走行モーターと、前記位置ずれ検出器からの出
力信号を受けて前記各走行モーターに前記誘導線に戻る
方向に前記移動体を向わせる相対速度差を与える操舵装
置において、前記位置ずれ検出器の出力に基づく信号を
受けて前記信号を一定時間遅らす一次遅れ回路と、前記
位置ずれ検出器の出力に基づく信号と前記−次遅れ回°
路の出力に基づく信号とを受けて両信号の差分を得る減
算回路と、前記減算回路の出力に基づく信号と前記位置
ずれ検出器の出力に基づく信号とを加算する加算器と、
前記加算器の出力に基づく信号を設定条件と比較する比
較器と、前記比較器での比較結果に基づく信号を受けて
移動し、前記各モーターの速度制御回路に接続した速度
切換装置とから成る無軌道な移動体の走行軌道制御装置
であって、−次遅れ回路出力信号と位置ずれ検出器出力
信号との差分な減算回路で得て、この差分を一定時間前
の位置ずれ状態と現在の位置ずれ状態の変化としてとら
え、位置ずれ検出器の出力と加え合わせることにより、
クレーンが誘導線と、どの程度の距離が離れて、方向は
、平行であるのか、遠ざかってゆくのかを知ることがで
き、その加算結果を比較器にかげて、必要に応じて移動
体を誘動体に誘導線に平行に走行する状態に戻す操舵を
行わせるための制御を行う点にある。

次に本発明の一実施例について第３図から第１２図まで
の各図に基づいて説明する。

第３図は本発明が適用される無軌道式クレーンの一例で
ある。

このクレーンは、コンテナ荷役を目的として、コンテナ
ターミナル内を走行するものであるが、その構成はクレ
ーン脚部１２の下部４コーナーに車輪１１が設けられ、
運転室１３内から運転手のコントローラー操作により運
転されるものである。

また、運転手はコンテナ１６を荷役するためスプレッダ
−１５の巻上・下、トロリー１４の横行運転などを行う
。

したがって運転手の負担は非常に大きく、高速で直線走
行運転を行うのは大変な熟練を要していた。

しかしながら、近年、このような熟練した運転手の確保
が難しくなり、自動直線走行機能の確立が急がれていた
。

第４図に本実施例による自動直線走行機能付の無軌道式
クレーンの側面図を示す。

無軌道式クレーンの走行車輪１１を駆動する駆動モータ
１８は第５図のように対角に配列されており、この対角
の走行車輪１１のみを駆動し、残りの車輪は従動輪であ
る。

位置ずれ検出器１９は２個設けられており、走行方向（
Ａ矢印方向）により進行方向側の検出器に切替えて使用
するものとしている。

走行軌道制御装置２０は脚のつなぎフレームに設けてい
る。

第６図に本実施例の制御ブロック図を示す。

地面に埋設された誘導線２１との位置ずれ量を位置ずれ
検出器１９にて検出する。

位置ずれ出力信号２２と位置ずれ量の関係は第７図のよ
うに比例関係にある。

位置ずれ出力信号２２は１次遅れ回路２３に入力される
。

ならびに位置ずれ出力信号２２は一次遅れ回路２３の出
力信号により減算器２４で減算される。

減算結果は増巾器２５でに倍に増巾される。

このようにすると、位置ずれ出力信号２２は一次遅れ回
路２３で一次遅れ回路２３の一次遅れ時定数Ｔ〔秒〕だ
け遅れた状態で減算器２４に入力され、そのＴ秒たけ遅
れた間にあらたな現在の位置ずれ出力信号２２が減算器
２４に入力される。

したがって、減算器２４では、現在の位置ずれ出力信号
２２と、Ｔ秒前の過去の位置ずれ出力信号との差分を得
る処理が成される。

よって、減算器２４ではＴ秒間における誘導線２１と直
交する方向へ位置ずれ検出器１９が変位した量に相当す
る信号を得て出力している。

この減算器２４の出力は差分を得て生じた小さな値であ
るから、後続の信号処理とのマツチングを取るために増
巾器２５にかげられる。

したがって増巾器２５の出力もＴ秒間で変位した位置ず
れ量相当に対応する。

また、Ｔ秒間で変位した位置ずれ量とは、クレーンがＴ
秒間走行移動したらどれ程ずれ量を新たに生じるかを示
すものである。

このことは、クレーンのＴ秒間の走行移動距離を分母と
し、位置ずれ量を分子としたｊａｎ （タンジェント）
角に相当する。

よって、減算器２４あるいは増巾器２５の出力は、誘導
線２１と威すクレーンの進行方向角度（進入角）を表わ
す要素をも含むことになる。

具体的に出力信号波形を見ると、第８図の如くである。

第８図に位置ずれ出力信号２２と一次遅れ回路の出力３
２は一次遅れ時定数Ｔ〔秒〕だけ、位置ずれ信号より遅
れた波形となる。

その、差分をとった結果は第８図の下段に示す１次遅れ
偏差信号３３０波形のようになる。

この波形が誘導線２１に対する進入角を表わしている。

進入角、即ちＴ秒間の位置ずれ変化量が小さいかあるい
はないと、増巾器２５からの出力たげを比較器２７に入
れた場合、位置ずれ量（位置ずれ出力信号２２）が大き
くともクレーンの向きが誘導線２１に沿ってほぼ平行だ
と比較判定されて操舵作用が成されず、クレーンが誘導
線２１に近づくための操舵は行われずに走行する。

そこで、誘導線２１に近い位置に戻して誘導線２１に沿
うようにクレーンを走行させるために、Ｔ秒間の位置ず
れ量ばかりではなく、位置ずれ量そのものを加えて比較
器２７に入れている。

このようにして、位置ずれ量そのものをも比較対象とな
るように配慮している。

よって、本実施例では、進入角が小さくても初期の位置
ずれが大きい場合は、−次遅れ回路のみでは補正信号は
出ないので位置ずれ出力信号２２と増巾器２５の出力を
加算器２６で加算して、その加算結果を位置補正信号と
する。

無軌道型クレーンではこの信号を比較器２Ｔに入れ、規
定値以上のものをとらえリレーＰ出力２８、リレーＮ出
力２９として出し、駆動モーター１８の界磁抵抗を切替
えて左右２台のモーター１８に相対的な速度差を与える
ことでクレーンの操舵を行う。

具体的には、第１２図の如く、各モーター１８の内クレ
ーンの左右の車輪の一方を駆動するモーター１８ａ、他
方の車輪を駆動するモーターを１８ｂとすると、各モー
ター１８ａ、１８ｂは直列に発電機３４からの電力で回
転できる。

モーター１８ａｔｌｓｂの速度制御回路の速度切換装置
は、モーター１８ａの界磁抵抗４０を切り換えるリレー
接点２８ａとモーター１８ｂの界磁抵抗４１を切り換え
るリレー接点２９ｂとを有する。

リレー接点２８ａは、リレー出力２８による可動接点で
、リレー接点２６はリレー出力２９による可動接点であ
る。

一方、運転室内のコントローラー３５でモーター制御回
路３６に速度指令を与えると、接点４４ａ、４４ｂが入
ると共に発電機３４の界磁制御部３γが動作して発電機
の出力が可変し、両モーター１８ａ ｔ １８ｂは同時
に同量だけ速度変化するのでクレーンの進行速度はコン
トローラー３５でマニュアル制御される。

そして、リレー出力２８によってリレー接点２８ａが入
ると、モーター１８ａの界磁抵抗４０が変化してモータ
ー１８ａのトルクが減じてモーター１８ａだけが低速と
なり、進行方向右廻りのクレーンの操舵が威される。

またリレー出力２９によってリレー接点２９ａが入ると
、モーター１８ｂの界磁抵抗４１が変化してモーター１
８ｂのトルクが減じてモーター１８ｂの速度が低下し、
クレーンは左廻りの操舵となる。

この操舵によりクレーンの位置修正動作を行う。

これらリレー出力２８．２９の出力タイミングは、比較
器２７にセットした比較設定条件内であるか外であるか
で行われ、その条件は、正の比較基準値と負の比較基準
値とから成る。

そして正の比較基準値を超えるような大きな正の値が比
較器２７に入ると右廻りの操舵が、また負の比較基準値
を超えるような大きな負の値が比較器２７に入ると左廻
りの操舵が威されることになり、正と負の両比較基準値
内の正負いずれかの入力が比較器２７に入るといずれか
のリレー出力２８，２９も出さずに操舵は成されない。

以上のような操舵制御では、クレーンの操舵状況は次の
如くとなる。

いま仮に位置ずれ、進入角共に大きい状態でスタートし
た例を第９図に示す。

位置ずれ信号も正、増巾器出力も正のためリレーＰ出力
２８が出され、誘導線２１にもどるよう位置修正動作を
行う。

誘導線２１に対し外側に向っていた位置ずれ出力信号２
２は制御がかかると次第に誘導線２１に戻るように角度
を変える。

位置ずれの最大値をすぎた点より増巾器２５の出力は正
から負に転じ加算器２６で位置ずれ信号２２より増巾語
出力を減算するように働く。

しばらくして位置ずれ信号と増巾語出力がバランスした
点でリレーＰ出力２８は停止する。

しかし、そのまま進行すると、初期の進入角が大きかっ
たために増巾器の負の出力が大きくなる。

そして、その時位置ずれ出力信号２２は誘導線２１に近
くなっているため正の値ではあるが小となっており、負
の出力によりリレーＮ出力２９が出され、誘導線２１に
対し外側に拡がるような位置修正動作を行い、誘導線２
１に対する進入角を小さくするように制御する。

次に位置ずれは誘導線２１上であるが進行方向が大きく
異ってスター１− した場合を第１０図に示す。

スタートすると増巾語出力が太きいため、リレーＰ出力
２８が出力され位置修正を行う。

制御されて誘導線に対しある角度以下になると、位置ず
れ出力も小さいため、リレーＰ出力２８が停止し、位置
修正動作が解除される。

位置ずれが大きく、進入角が小さい場合、すなわち誘導
線２１に対して平行に走っている場合を第１１図に示す
。

位置ずれ出力信号２２が比較器２７で働き位置修正動作
を行うが少し戻ると位置ずれ量が規定ｆ直し下となり、
修正動作をうち切る。

本発明により、２段の微分回路を必要としないから従来
発振しやすかった欠点を改良するとともに、従来問題点
であった増巾器の改善が一次遅れ時定数Ｔを変えること
により簡単にできるようになり、回路構成が微分回路を
２段組み合せるものに比ベシンフルなものとし、安価な
制御装置とすることができ、また−次遅れ回路であるの
で微分回路を備えた従来のものと異なり、１〜１０Ｈｚ
程度のノイズ成分にも影響されることがなくなり、ノイ
ズによる誤動作もなくなる効果を呈する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の無軌道式クレーンの走行軌道修正制御ブ
ロック図、第２図は従来の走行軌道修正経路図、第３図
は本発明の一実施例を採用すべきクレーンの全体正面図
、第４図は第３図のクレーンに本発明の一実施例を採用
した場合のクレーン側面図、第５図は第３図に示したク
レーンの走行車輪とその駆動モータの平面配置図、第６
図は本発明の一実施例に採用した軌道修正制御ブロック
図、第７図は第６図のブロック図に取り込まれて処理さ
れる位置ずれ信号と位置ずれ量の相関関係図、第８図は
本発明の一実施例におけるクレーン走行距離と位置ずれ
量との関係における各種信号状態図、第９図は本発明の
一実施例において位置すれと誘導線進入角とが大きい場
合の軌道修正時の位置ずれ量とクレーンの走行距離との
関係図、第１０図は同じく位置ずれが小で進入角が犬の
場合の関係図、第１１図は同じく位置ずれが犬で進入角
が小の場合の関係図、第１２図は第５図に示した各モー
ターの速度制御回路図である。 １９・・・・・・位置ずれ検出器、２１・・・・・・誘
導線、２２・・・・・・位置ずれ出力信号、２３・・・
・・・−次遅れ回路、２４・・・・・・減算器、２５・
・・・・・増巾器、２６・・・・・・加算器、２７・・
・・・・比較器、２８・・・・・・リレーＰ出力、２９
・・・・・・リレーＮ出力。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 誘導線と、前記誘導線に沿って走行する無軌道な移
   動体に取り付けられて前記誘導線位置を検出する位置ず
   れ検出器と、前記移動体に進行方向から見て左右に配置
   された走行車輪を別々に回転する各走行モーターと、前
   記位置ずれ検出器からの出力信号を受けて前記各走行モ
   ーターに前記誘導線に戻る方向に前記移動体を向わせる
   相対速度差を与える操舵装置において、前記位置ずれ検
   出器の出力に基づく信号を受けて前記信号を一定時間遅
   らす一次遅れ回路と、前記位置ずれ検出器の出力に基づ
   く信号と前記−次遅れ回路の出力に基づく信号とを受け
   て両受信信号の差分を得る回路と、前記減算回路の出力
   に基づく信号とｍｌ己位置ずれ検出器の出力に基づ（信
   号とを加算する回路と、前記加算する回路の出力に基づ
   く信号を設定条件と比較する回路と、前記比較する回路
   での比較結果に基づく信号を受けて前記各モーターの速
   度制御を行う速度制御装置とから戒る無軌道な移動体の
   走行軌道制御装置。