JPS6331995A - クレ−ンの吊荷の水平移動制御装置 - 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、クレーンの吊荷の水平移！ｊＪ　１ｔｉｌ制
御装置に関するものであり、とくに起動時の制御性を改
善したものである。

（従来技術） 従来、ブームの俯仰に応じて巻上用ロープの巻上下量を
制御して吊荷の水平移動を制御するようにしたもの（た
とえば特開昭４９−７”１６５０号公報）が知られてい
る。この従来の水平移動制御装置は、ブームの俯仰角度
を角度検出器によって電気的に検出するとともに、巻上
用ロープの伸縮量をロープ検出器によって電気的に検出
し、上記ブーム角度検出器による角度検出値に基づいて
ブームの垂直方向の変化量を＠尊し、そのブーム変化量
と上記ロープ検出器によるロープ伸縮量の検出値とを比
較部篩してブームの俯仰角度に応じたロープ伸縮量を求
め、その出力信号を増幅して油圧サーボ弁に送り、油圧
サーボ弁を作動させて油圧シリンダを作動させ、ロープ
伸ｆｌ？ｉ装置を作動させることによって、ロープ伸縮
量を調節し、吊荷を水平移動させるものである。

この従来装置では、定常運転時は、上記ブーム俯仰角度
とロープ伸縮量に基づいて出荷の水平移動がある程度ス
ムーズに行われるが、起８ｆｔ！ｆに応答遅れが生じる
。すなわちブーム操作レバーの操作によってブーム俯仰
が開始された後、上記各検出器による検出、制御装置の
演算処理が行われ、ロープ伸縮装置が作動“されて吊荷
の位置が調節されるまでの間に、機械的および油圧的な
応答遅れが生じ、起動時の制御に大きな偏差が生じ、ハ
ンチングが生じる。しかも、ブーム操作レバーを急激に
操作すると、ブームのみが急速俯仰し、ロープの伸縮制
御が間に合わず、吊荷の振れが生じる等の問題があった
。

（発明の目的） 本発明は、このような問題を解消するためになされたも
のであり、起動時の制御の安定性を向上させ、ハンチン
グおよび出荷の娠れが生じることなく、起動時から定常
運転の全般に渡って吊荷をスムーズに水平移動させるこ
とができるクレーンの出荷の水平移動制御装置を提供す
ることを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、ブーム俯仰用リモコン弁と、このリモコン弁
からの二次圧によって切替えられるブーム俯仰用方向制
御弁と、ブーム俯仰用方向制御弁の切替えによってブー
ムを俯仰させるブーム俯仰用駆動手段と、巻上用リモコ
ン弁と、巻上用リモコン弁か、らの二次圧によって切替
えられる巻上用方向制御弁と、巻上用方向制御弁の切替
えによって巻上用ロープを巻上下する巻上用駆動手段と
、ブームの俯仰角度検出手段と、この検出手段ににる検
出値に基づいて上記巻上用方向制御弁の切替量を制御し
て巻上用ロープの巻上下量を制御する主制御手段と、上
記ブーム俯仰用リモコン弁の操作量検出手段と、この操
作量検出値に基づいて起動時に上記主制御手段による制
御に優先してブームの俯仰速度および巻上用ロープの巻
上下速度を抑制制御する補助制御手段とを具備している
ことを特徴とするものである。

この構成により、ブーム俯仰用リモコン弁を操作すると
同時に、ブーム操作量検出手段により操作量が検出され
て、補助制御手段によりブームの俯仰が開始されるとと
もに、巻上用ロープの巻上下が行わ机、とくに起動時に
ブームの俯仰と巻上用ロープの巻上下とがほぼ同時にか
つ徐々に行われ、起動時の偏差が少なく、かつ、ブーム
操作レバーを急激に操作してもブームの俯仰加速度およ
び巻上用ロープの巻上下の加速度が小さくなるように抑
制され、吊荷の振れが小さく、出荷の水平移動制御がス
ムーズに行われる。

（実施例） 第１図に本発明の制御装置が装備されたクレーンの概要
を示している。第１図において、クレーン本体１に取付
けられたブーム２は、ブームブーム俯仰用ドラム４によ
るブーム俯仰用ロープ３の巻上下によって俯仰される。

ブーム２の先端から巻上用ロー７６を介して吊下げられ
たフック５は巻上用ドラム７による巻上用ロープ６の巻
上下によって昇降される。、８はフック５に吊持された
出荷である。

第２図は出荷の水平移動制御装置のブロック図である。

第２図において、１１はブーム角度検出器で、第１図に
示すブーム２のブームフット付近に設けられてブーム２
の水平に対する角度θを電気的に検出する。１２はブー
ム上げ、１３はブーム下げの各圧力検出器（操作量検出
手段）で、たとえば後述する油圧回路におけるブーム俯
仰用リモコン弁のブーム上げ側の二次圧力およびブーム
下げ側の二次圧力をそれぞれ電気的に検出する。

ブーム制御系において、上記圧力検出器１２゜１３によ
って検出された操作圧力（ブーム操作式）は△／Ｄ変換
器１４によってデジタル信号に変換され、マイコン内に
取込まれ、ブーム操作量　Ｒ吊器１５でブーム操作レバ
ーの操作１ｄと、レバー操作方向すなわちブーム俯仰方
向が算出される。ブーム俯仰方向はたとえばブーム上げ
を正、ブーム下げを負とする。

ブーム抑制パターン記憶手段１６には、ブーム俯仰加速
度がその制御開始時からｔ１時に至るまでの起動時には
次第に上昇し、ｔ１時以後はブーム俯仰速度が一定に（
所定速度以上にならないように）抑制するための制御パ
ターンが記憶されている。

乗算器１７は上記ブーム操作量算出器１５によって算出
されたブーム操作レバーの操作量と、上記ブーム抑制パ
ターン記憶手段１６に記憶されたブーム俯仰速度の抑制
パターンとを乗算してブーム俯仰の制御目標値（ブーム
俯仰量）を求め、Ｄ／Ａ変換器２１に入力させ、Ｄ／Ａ
変換器２１でアナログ間に変換されてブーム出力切替回
路２３に送られる。また、上記ブーム操作量算出器１５
によって算出されたブーム俯仰方向はデジタルＩＯ器２
２を経てブーム出力切替回路２３に送られる。ブーム出
力切替回路２３は上記デジタルＩＯ器２２から入力され
るブーム俯仰方向と、上記Ｄ／Ａ変換器２１から入力さ
れるブーム俯仰間とに応じてブーム上げ用電磁比例減圧
弁２５またはブーム下げ用電磁比例減圧弁２６に制御信
号を送る。

この電磁比例減圧弁２５または２６の作動により、後述
する油圧回路を介してブーム２が所定の方向に所定量作
動（俯仰）される。

一方、巻上制御系において、巻上抑制パターン記憶手段
１８に、上記ブーム抑制パターンに対応して起動時に巻
上加速度が徐々に上昇するとと已に、その後の定常運転
時に巻上加速度が一定以上にならないように抑制する巻
上抑制パターンが記憶されている。

乗算器１９は上記ブーム操作量品出器１５によって算出
されたブーム操作レバーの操作量と、上記巻上抑制パタ
ーン記憶手段１８に記憶された巻上速度の抑制パターン
とを乗算してブーム操作量に応じた巻上下量を求める。

演算器２０は、上記乗算器１つから入力されたブーム操
作レバーの操作量に対応する巻上下Ｗに基づいて、巻上
のフィードフォワード追（予測間）を演算するとともに
、上記角度検出器１１により検出されてＡ／Ｄ変換器１
４によりデジタル信号に変換されたブーム俯仰角度θに
基づいて、ブーム先端の地表からの高さＨを演算し、上
記巻上のフィードフォワード量に、上記高さＨの上下方
向の偏差に比例したフィードバック酊を加算して巻上の
制御目標値（巻上下量）を求め、その出力信号をＤ／Ａ
′ａ換器２１によりアナログ間に変換して巻上出力切替
回路２４に送る。

巻上出力切替回路２４は上記デジタル１０器２２から入
力されるブーム俯仰方向と、上記Ｄ／Ａ変換器２１から
入力される巻上下役とに応じて巻上用電磁比例減圧弁２
７または巻下用電磁比例減圧弁２８にあり御信号を送る
。この電磁比例減圧弁２７または２８の作動により、後
述する油圧回路を介して巻上用ロープが上記ブーム俯仰
に応じた所定の方向に所定量作動（巻上または巻下）さ
れ、これによって出荷の水平移動が行われる。

第４図は上記の制御を行うための油圧回路図である。第
４図において、３１は主油圧ポンプ、３２はブーム俯仰
用方向制御弁、３３は巻上用方向制御弁、３４はブーム
俯仰用ドラム４を駆動するブーム俯仰用油圧モータ、３
５は巻上用ドラム７を駆動する巻上用油圧モータであり
、上記各方向制御弁３２．３３のパイロット部に上記各
電磁比例減圧弁２５．２６および２７．２８の二次側回
路３５．３６および３７．３８が接続されている。

４１．４２は電磁切替弁、４３，４４．４５゜４６はチ
エツク弁、５０はパイロット油圧ポンプ、５拘は一次側
回路、５２はブーム俯仰用リモコン弁、５３はブーム操
作レバー、５６は巻上用リモコン弁、５７は巻上用操作
レバーである。

ブーム俯仰用リモコン弁５２は図示しない一対の可変減
圧弁を有し、レバー５３の操作方向および操作量に応じ
て、二次側回路５４または５５に導く二次圧力が制御さ
れるものであり、その二次側回路５４．５５が電磁比例
減圧弁２５．２６の一次側に接続されている。また、こ
のリモコン弁５２の二次側回路５４．５５にはそれぞれ
圧力検出器１２．１３が設けられ、この圧力検出器１２
゜１３によって二次側回路５４．５５の二次圧力を検出
することによってブーム操作レバー５３の操作隋を検出
する。

一方、巻上量リモコン弁５６は、上記ブーム俯仰用リモ
コン弁５２と同様に図示しない一対の可変減圧弁を有し
、レバー５７の操作方向および操作量に応じて、二次側
回路５８または５つに導く二次圧力がＬ＋Ｊ御されるも
のであり、その二次側回路５８．５９と、上記−次側回
路５１とが電磁切替弁４１．４２を介して電磁比例減圧
弁２７，２８の一次側に切替自在に接続されている。

上記油圧回路において、図示しないモード切替スイッチ
を水平移動制御モードに切替えた状態で、ブーム操作レ
バー５３をブーム上げ方向に操作すると、ブーム俯仰用
リモコン弁５２からブーム上げ側の二次側回路５４に二
次圧力が導かれ、その圧力が圧力検出器１２によって検
出され、その検出信号が第２図のＡ／Ｄ変換器１４を経
てブーム操作量算出器１５に入力され、この算出器１５
でブーム操作レバー５２の操作量に応じたブーム上げ山
が算出される。

次いで、算出器１５で算出されたブーム上げ量と、ブー
ム抑制パターン記憶手段１６に記憶された抑制パターン
に基づく抑制信号とが乗算器１７によって乗算され、抑
制値を含むブーム上げ制御信号が求められ、このブーム
上げ制御信号がＤ／Ａ変換器２１を経てブーム出力切替
回路２３に入力されるとともに、上記算出器１５で算出
されたブーム俯仰方向すなわちブーム上げ信号がデジタ
ル１０器２２を経てブーム出力切替回路２３に送られ、
この出力切替回路２３からブーム上げ用電磁比例減圧弁
２５に作動信号が送られる。

このとき、リモコン弁５２の二次側回路５４にはレバー
操作量に応じた二次圧力が導かれるが、その二次圧力は
電磁比例減圧弁２５の一次側に導かれ、電磁比例減圧弁
２５により上記ブーム俯仰抑制パターンに沿って抑制（
減圧）され、この減圧された二次圧力が二次側回路３５
を経てブーム俯仰用方向制御弁３２のブーム上げ側のパ
イロット部に導かれる。これによって方向制御弁３２が
徐々にブーム上げ位置に切替えられ、油圧ポンプ３１か
らの圧油がブーム俯仰用油圧モータ３４に徐々に供給さ
れて同モータ３４が巻上方向に徐々に回転加速されると
ともに、第１図のブーム俯仰用ドラム４が徐々に回転加
速され、ブーム俯仰用ロープ３が徐々に巻上げられてブ
ーム上ばかスムーズに行われる。この場合、ブーム操作
レバー５３をブーム上げ方向に急激に操作しても上記の
抑制制御によりブーム上げは徐々に行われ、起動時にシ
ョックが少なく、ブーム上げがスムーズに行われる。

一方、巻上ｉｔ、１１御系において、上記ブーム操作量
算出器１５によって算出されたブーム操作レバーの操作
Ｒと、巻上抑制パターン記憶手段１８に記憶された巻上
速度の抑制パターンとが乗算器１９により乗算されて上
記ブーム上げの操作量に応じた巻上量ロープの巻上量が
求められ、演算器２０により上記巻下ｍに基づく巻上系
のフィードフォワードｍ（予測迅）と、角度検出器１１
により検出されたブーム俯仰角度θに基づくブーム先端
の地表からの高さｌ」およびその高さＨの上下方向の偏
差に比例したフィードバック量とが演算されるとともに
、上記巻上系のフィードフォワード最に上記高さＨの偏
差に比例したフィードバック量が加算されて巻上の制御
目標値（巻上量）が求められる。そして、巻上出力切替
回路２４に、上記演算器２０からの出力信号がＤ／Ａ変
換器２１を経て入力されるとともに、上記デジタル１０
器２２を経てブーム上げ信号が入力され、これに伴って
巻上出力切替回路２４から巻上制御系の巻下用電磁比例
減圧弁２８に制御信号が送られる。

このとき第４図の各電磁切替弁４１　、、４２は上記モ
ード・切替スイッチの切替えに伴う巻上出力切替回路２
４からの信号によって上位置に切替えられており、各電
磁比例減圧弁２７．２８の一次側にパイロット油圧ポン
プ５０からの一次圧が導かれている。従って巻上操作レ
バー５７を操作しなくても、上記電磁比例減圧弁２８の
作動によって向弁の二次側回路３８に二次圧力が導かれ
るとともに、その二次圧力が巻上用方向制御弁３３の巻
下側のパイロット部に導かれて方向制御弁３３が巻下位
置（下位置）に自動的にかつ徐々に切替えられ、上記油
圧ポンプ３１からの圧油が巻上用油圧モータ３５に徐々
に供給されて同モータ３５に巻下方向に徐々に回転され
、第１図の巻上用ドラム７が巻下方向に徐々に回転加速
され、巻上川口−７６が徐々に巻下げられ、フック５に
吊持された吊荷８が上記ブーム上げに比例して徐々に下
降され、これによって吊荷８が地表から所定の高さｈに
保持された訟７態で水平移動（水平引込み）が円滑に行
われる。

このようにブーム操作レバー５３を巻上方向に操作する
ことにより、ブーム用リモコン弁５２の巻上側の二次側
回路５４に二次圧が導かれると同時に、その二次圧力が
圧力検出器１２により検出され、その検出に基づいてブ
ームシリ罪系および巻上制御系の制御がほぼ同時にスタ
ートされ、ブーム上げと巻下げとがほぼ同時に行われる
。従って起動時の偏差が小さくなり、スムーズに起動さ
れる。また、上記レバー５３を急激に操作しても、ブー
ム抑制パターン記憶手段１６および巻上抑制パターン記
憶手段１８に記憶された抑制パターンに基づいて、ブー
ム上げおよび巻下げが各速度が抑制され、ブーム上げと
巻下げが徐々に起動され、吊荷８の振れが生じることな
く、円滑な水平移Ｖノが行われる。さらに、定常運転時
には、上記各記憶手段に記憶された抑制パターンに基づ
いてブーム上げの加速度および巻下の巻下げの加速度が
それぞれ所定値以上にならないように抑制され、スムー
ズに水平移動される。

なお、吊荷８の水平押出しを行う時は、水平移動制御モ
ードで、ブーム操作レバー５３をブーム下げ側に操作す
ればよい。

手動操作を行う場合は、前述したモード切替スイッチを
手動操作モードに切替えることにより、各電磁切替弁４
１．４２が図示の位置に保持されるとともに、各電磁比
例減圧弁２５．２６，２７゜２８がフルオンの状態に保
持され、ブーム、巻上の各レバー５３．５７の操作によ
りブーム、巻上が互いに独立して作動される。

ところで、上記実施例では、ブーム操作量検出手段とし
て、ブーム俯仰用リモコン弁５２の二次側回路５４．５
５に圧力検出器１２．１３を設けているが、ブーム操作
レバー５３の枢支部等にレバー５３の操作量（操作角）
を検出する角度検出器を用いてもよい。また、ブーム用
の電磁比例減圧弁２５．２６の一次側を上記巻上用の電
磁比例減圧弁２７．２８と同様に電磁切替弁（図示せず
）を介してブーム俯仰用リモコン弁５２の二次側回路５
４．５５と上記−次側回路５１とに切替自在に接続して
もよい。

本発明の制御装置は、図示のようにブーム２と主巻の巻
上用ロープ６の制御に限らず、ブームと補巻の制御、ま
たはジブクレーンのようにジブと補巻の制御による水平
移動制御にも適用できることはいうまでもない。

（発明の効果） 以上のように本発明は、ブーム操作レバーを操作するこ
とにより、その操作量を検出してブーム制御系と、巻上
制御系との制御をほぼ同時にスタートさせ、ブーム俯仰
と巻上下とをほぼ同時に行わせることができ、起動時の
偏差を小さくして、スムーズに起動できる。しかも、上
記レバーを急激に操作しても、抑制パターンに基づく抑
制制御により、ブーム俯仰および巻上下の各速度を抑制
でき、ブーム俯仰と巻上下を徐々に起動させ、出荷の撮
れが生じることなく、吊荷を円滑に水平移動させること
ができる。また、定常運転時には、ブーム俯仰の加速度
および巻上下の加速度をそれぞれ所定値以上にならない
ように抑制することもでき、吊荷をスムーズに水平移動
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御装置を装備したクレーンの一例を
示す側面図、第２図はその水平移動制６１１部のブロッ
ク図、第３図はブーム俯仰抑制パターン記憶手段および
巻上抑制パターン記憶手段に記憶される抑制パターンを
示す図、第４図は本発明の実施例を示す油圧回路図であ
る。 １・・・クレーン本体、２・・・ブーム、３・・・ブー
ム俯仰用ロープ、４・・・ブーム俯仰用ドラム、５・・
・フック、６・・・巻上用ロープ、７・・・巻上用ドラ
ム、８・・・吊荷、１１・・・角度検出器、１２．１３
・・・圧力検出器（ブーム操作間検出手段）、１４・・
・Ａ／Ｄ変換器、１５・・・ブーム操作問算出器、１６
・・・ブーム抑シリパターン記憶手段、１７・・・乗鈴
鼎、１８・・・巻上抑制パターン記憶手段、１つ・・・
乗ｎ器、２０・・・演算器、２１・・・Ｄ／Ａ変換器、
２２・・・デジタル１０器、２３・・・ブーム出力切替
回路、２４・・・巻上出力切替回路、２５．２６．２７
．２８・・・電磁比例減圧弁、３１・・・主油圧ポンプ
、３２・・・ブーム俯仰用方向制御弁、３３・・・巻上
用方向制ｒＪＩ＋弁、３４・・・ブーム俯仰用油圧モー
タ、３５・・・巻上用油圧モータ、５０・・・パイロッ
ト油圧ポンプ、５２・・・ブーム俯仰用リモコン弁、５
３・・・ブーム操作レバー、５６・・・巻上用操作レバ
ー、５７・・・巻上操作レバー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ブーム俯仰用リモコン弁と、このリモコン弁からの
   二次圧によって切替えられるブーム俯仰用方向制御弁と
   、ブーム俯仰用方向制御弁の切替えによつてブームを俯
   仰させるブーム俯仰用駆動手段と、巻上用リモコン弁と
   、巻上用リモコン弁からの二次圧によつて切替えられる
   巻上用方向制御弁と、巻上用方向制御弁の切替えによっ
   て巻上用ロープを巻上下する巻上用駆動手段と、ブーム
   の俯仰角度検出手段と、この検出手段による検出値に基
   づいて上記巻上用方向制御弁の切替量を制御して巻上用
   ロープの巻上下量を制御する主制御手段と、上記ブーム
   俯仰用リモコン弁の操作量検出手段と、この操作量検出
   値に基づいて起動時に上記主制御手段による制御に優先
   してブームの俯仰速度および巻上用ロープの巻上下速度
   を抑制制御する補助制御手段とを具備していることを特
   徴とするクレーンの水平移動制御装置。