CN105050932A - 绳索牵引小车式起重机的抓斗摆动控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种绳索牵引小车式起重机的抓斗摆动控制方法，绳索牵引小车式起重机具备具有海侧支脚（2）及陆地侧支脚（3）的起重机本体（4）、设置于起重机本体（4）上的大梁（5）及起重臂（6）、在大梁（5）及起重臂（6）上横移的小车（7）、配置在该小车（7）的下方的抓斗（12）、使抓斗（12）升降的第1、第2提升卷筒（20,22）及左右提升绳索（9a，9c）和进行抓斗（12）的开闭的第1、第2开闭卷筒（21,23）及左右开闭绳索（9b,9d），在该绳索牵引小车式起重机中，在抓斗（12）在行进方向上摆动的情况下，进行行进方向前侧的提升绳索（9a或9c）的降下和行进方向后侧的提升绳索（9c或9a）的提升，如此构成的本发明获得了使抓斗（12）在行进方向上的摆动迅速衰减的效果。

Description

绳索牵引小车式起重机的抓斗摆动控制方法
技术领域
本发明涉及一种控制绳索牵引小车式起重机中的抓斗在行进方向上的摆动的方法。
背景技术
在借助将装载于散货搬运船的矿石和煤炭等散货进行卸货的绳索牵引小车式起重机（以下称为“卸载机”）装卸位于船舱舷侧附近的散货的情况下，有进行朝卸载机的行进方向放下抓斗的所谓抓斗的抓料操作的情况。
但是，若朝向卸载机的行进方向进行抓斗的抓料操作，则由于抓斗的抓料点相对于小车上的吊点在卸载机的行进方向上发生偏离，因此在提升抓着散货的抓斗时，抓斗在卸载机的行进方向上摆动。该摆动不容易停，因此卸货时需要花费额外的时间，效率降低。
在抓斗在卸载机的行进方向上摆动的情况下，以往使卸载机在抓斗摆动的方向上移动来进行抓斗的防摆，但是卸载机重量较重（例如800~2000吨），而且行进速度为低速（例如30m/min左右），因此使卸载机在抓斗摆动的方向上短距离往复移动较困难，抓斗的摆动不容易停，停止之前需要花费额外的时间。
另一方面，已知有由2个提升卷筒和2个开闭卷筒构成的4卷筒型的绳索牵引小车式起重机（例如参照专利文献1），但是该发明是用来进行抓斗在小车横移方向上的防摆的发明，而关于抓斗在行进方向上的防摆并没有被公开。
专利文献1：日本特开2012-116593号公报。
发明内容
本发明的目的是提供一种绳索牵引小车式起重机的抓斗摆动控制方法，能够通过使抓斗在行进方向上的摆动迅速衰减来实现装卸时间的缩短。
涉及技术方案1的发明的特征在于，在前述绳索牵引小车式起重机中，小车在设置于由海侧支脚和陆地侧支脚构成的起重机本体上的大梁和起重臂上横移，借助从第1、第2提升卷筒放出的左右的提升绳索进行小车下方的抓斗的升降，并借助从第1、第2开闭卷筒放出的左右的开闭绳索进行小车下方的抓斗的开闭，在前述抓斗在行进方向上摆动的情况下，进行行进方向前侧的提升绳索的降下和行进方向后侧的提升绳索的提升，来使抓斗的摆动衰减。
涉及技术方案2的发明的特征在于，在前述绳索牵引小车式起重机中，小车在设置于由海侧支脚和陆地侧支脚构成的起重机本体上的大梁和起重臂上横移，借助从第1、第2提升卷筒放出的左右的提升绳索进行小车下方的抓斗的升降，并借助从第1、第2开闭卷筒放出的左右的开闭绳索进行小车下方的抓斗的开闭，在前述抓斗在行进方向上摆动的情况下，同时进行行进方向前侧的提升绳索的降下和行进方向后侧的提升绳索的提升，来使抓斗的摆动衰减。
涉及技术方案3的发明的特征在于，在前述绳索牵引小车式起重机中，小车在设置于由海侧支脚和陆地侧支脚构成的起重机本体上的大梁和起重臂上横移，借助从第1、第2提升卷筒放出的左右的提升绳索进行小车下方的抓斗的升降，并借助从第1、第2开闭卷筒放出的左右的开闭绳索进行小车下方的抓斗的开闭，在前述抓斗在行进方向上摆动的情况下，与抓斗的摆角θ成比例地同时进行行进方向前侧的提升绳索的降下和行进方向后侧的提升绳索的提升，来使抓斗的摆动衰减。
本发明在抓斗在行进方向上摆动的情况下，进行行进方向前侧的提升绳索的降下和行进方向后侧的提升绳索的提升来使抓斗的摆动衰减，因此能够使抓斗在行进方向上的摆动迅速且切实地衰减，能够使装卸时间缩短。
附图说明
图1是涉及本发明的绳索牵引小车式起重机的侧视图。
图2是该起重机的横剖视图。
图3是图2的要部放大主视图。
图4是小车的横移运动说明图。
图5是抓斗的升降及开闭运动说明图。
图6是表示抓斗的摆动控制系统的框图。
图7是求抓斗的摆角的说明图。
图8（a）及图8（b）是表示抓斗的提升绳索的操作方法的说明图。
具体实施方式
以下利用附图对本发明的实施方式进行说明。
如图1所示，涉及本发明的绳索牵引小车式起重机（以下称为“卸载机”）1构成为，在由海侧支脚2和陆地侧支脚3构成的起重机本体4的陆地侧设置有大梁5，并且在比大梁5更靠海的一侧设置有起重臂6，小车7在大梁5及起重臂6上横移。
在小车7的下方用后述绳索吊有抓取斗（以下称作抓斗）12。另外，在设置于大梁5上方的机械室（图中未示出）内部，设置有第1、第2两个提升卷筒20、22和第1、第2两个开闭卷筒21、23以及控制装置17。第1、第2提升卷筒20、22和第1、第2开闭卷筒21、23构成为能够单独驱动。
图中，附图标记S表示散装船，15表示料斗。卸载机1构成为，如图2所示沿双头箭头E的方向行进。
如图4所示，从第1提升卷筒20引出的第1提升绳索9a经由设置在起重臂6的海侧末端部上的滑轮10a及小车7上的滑轮11a，安装在抓斗12的左端部上（参照图3）。
另外，从第2提升卷筒22引出的第2提升绳索9c经由设置在大梁5的陆地侧后端部上的滑轮10c及小车7上的滑轮11c，安装在抓斗12的右端部上（参照图3）。
另一方面，从第1开闭卷筒21引出的第1开闭绳索9b在被引导至装配在大梁5的陆地侧后端部上的滑轮10b及小车7上的滑轮11b后，如图3所示，被引导至下方并在下部动滑轮24和上部定滑轮27之间来回缠绕多次后，固定在抓斗12的所需处，前述下部动滑轮24设置于抓斗12的抓斗本体13、13的连结部上，前述上部定滑轮27装配于通过拉杆25由销连结支承抓斗本体13、13的上部框架26上。
另外，从第2开闭卷筒23引出的第2开闭绳索9d在被引导至设置于起重臂6的海侧末端部的滑轮10d及小车上的滑轮11d后，如图3所示，被引导至下方并在抓斗12的下部动滑轮24和上部定滑轮27之间来回缠绕多次后，固定在抓斗12的所需处。
另外，在图4所示的4卷筒型的卸载机中，若使第1、第2提升卷筒20、22及第1、第2开闭卷筒21、23如箭头A、B、C、D所示沿顺时针方向旋转，则小车7沿箭头F的方向横移。与此相反，若使第1、第2提升卷筒20、22及第1、第2开闭卷筒21、23沿逆时针方向旋转，则小车7沿箭头F'的方向横移。
另一方面，如图5所示，若使第1提升卷筒20和第2开闭卷筒23如箭头A'及箭头D'所示沿逆时针方向旋转，并且使第1开闭卷筒21和第2提升卷筒22如箭头B、C所示沿顺时针方向旋转，则抓斗12沿箭头U的方向被提升。与此相反，若使第1提升卷筒20和第2开闭卷筒23沿顺时针方向旋转，并且使第1开闭卷筒21和第2提升卷筒22沿逆时针方向旋转，则抓斗12下降。
进而，在4卷筒型的卸载机1中，在将提升卷筒20、22停止的状态下，若借助开闭卷筒21、23将开闭绳索9b、9d同时放出，则抓斗12打开。另外，若借助开闭卷筒21、23将开闭绳索9b、9d同时卷入，则抓斗12闭合。
要进行前述抓斗12在行进方向上的防摆，就需要检测抓斗12在行进方向上的摆动状态，作为检测抓斗12在行进方向上的摆动状态的方法，可以列举下面的3种方法。
（1）在小车上设置传感器（CCD摄像机、信标等）、直接检测抓斗在行进方向上的摆动的方法。
（2）连续地检测卸载机的行进马达的变频器转矩（inverter torque）的状态来检测并运算抓斗在行进方向上的摆动的方法。
（3）观察确认抓斗的摆动状态的方法（在卸载机的驾驶室里设置防摆开关，通过操作人员的手动操作进行防摆）。
在该实施方式中，关于应用前述（1）的方法的情况进行说明。
如图1所示，小车7构成为，具有CCD摄像机16，借助CCD摄像机16将抓斗12在行进方向上的摆动进行摄像并利用无线方式向控制装置17传送信号。控制装置17构成为，在将从CCD摄像机16输入的信号进行图像处理并检测出抓斗12的摆角θ后，控制第1提升卷筒20及第2提升卷筒22，进行抓斗12的防摆。
图6是表示抓斗的防摆控制系统的框图，在控制装置17中输入有CCD摄像机16的信号、设置在第1提升卷筒20上的第1编码器31的信号和设置在第2提升卷筒22上的第2编码器32的信号。另外，从控制装置17向第1提升卷筒20的第1控制器33和第2提升卷筒22的第2控制器34分别输出控制信号。
在根据抓斗12的摆角θ进行抓斗12的防摆的情况下，需要求出抓斗12的提升位置（高度）H和抓斗12的摆幅的1/2的长度W'。抓斗12的提升位置H由公式（1）求出。
即，
H = ((L0 − L) + (L'0 − L')) /2 + H0 （1）
这里，
L0为初始状态下的第1提升卷筒20的第1提升绳索卷绕长度。
L为当前状态下的第1提升卷筒20的第1提升绳索卷绕长度。
L'0为初始状态下的第2提升卷筒22的第2提升绳索卷绕长度。
L'为当前状态下的第2提升卷筒22的第2提升绳索卷绕长度。
H0为初始状态下的提升位置。
此外，将L0、L'0及H0预先存储在控制装置17中。另外，L及L'将卷绕方向设为+（正）。
图7是求抓斗12的摆角θ的说明图，抓斗12的摆角θ由公式（2）求出。
即，
Sinθ = W' /H （2）
这里，
W'为在投影面上的抓斗12在行进方向上的摆幅宽度的1/2长度。
此外，抓斗12的横移位置X可以由公式（3）求出。
X = X0 − ((L0 − L'0) + (L − L')) /2 （3）
这里，
X0为初始状态下的横移位置。
如此，若抓斗12在行进方向上摆动，则借助CCD摄像机16摄像得到的抓斗12的摄像信号及当前状态下的第1提升卷筒20的第1提升绳索卷绕长度L被输入至控制装置17。
控制装置17借助前述公式（1）求出抓斗12的提升位置（高度）H，同时将从CCD摄像机16输入的抓斗12的摄像信号进行图像处理来求出抓斗12的摆幅宽度的1/2的长度W'，在此之后，借助前述公式（2）求出抓斗12的摆角θ。同时，借助CCD摄像机16输入抓斗12的摆动方向。
而且，如图8（a）所示， 在抓斗12向左方（例如船尾方向）摆动时，与抓斗12的摆角θ成比例地放出第1提升卷筒20的第1提升绳索9a使行进方向前侧的第1提升绳索9a下降，同时，卷回第2提升卷筒22的第2提升绳索9c使行进方向后侧的第2提升绳索9c提升，使得抓斗12的重心朝向小车中心。这时，优选地，对提升绳索9a、9c的提升及下降施加限制来进行控制，以便该提升及下降并不急剧进行。
与此相反，如图8（b）所示，在抓斗12向右方（例如船头方向）摆动时，与抓斗12的摆角θ成比例地放出第2提升卷筒22的第2提升绳索9c使行进方向前侧的第2提升绳索9c下降，同时，卷回第1提升卷筒20的第1提升绳索9a使行进方向后侧的第1提升绳索9a提升，使得抓斗12的重心朝向小车中心。
而且，反复进行图8（a）及图8（b）的衰减操作，由此抓斗12在行进方向（船头尾方向）上的摆动迅速被衰减。
此外，关于抓斗12的摆角θ和第1、第2提升绳索9a、9c的提升、下降长度之间的关系，进行试算和试验，预先输入至控制装置17中。另外，优选地，第1、第2提升绳索9a、9c的提升、下降长度为使抓斗12呈水平状态的程度。
附图标记说明
2海侧支脚；3陆地侧支脚；4起重机本体；5大梁；6起重臂；7小车；9a、9c提升绳索；9b、9d开闭绳索；12抓斗；20第1提升卷筒；21第1开闭卷筒；22第2提升卷筒；23第2开闭卷筒。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.（修改后）一种绳索牵引小车式起重机的抓斗摆动控制方法，在前述绳索牵引小车式起重机中，小车在设置于起重机本体的陆地侧的大梁和设置于该大梁的海侧的起重臂上横移，借助从第1、第2提升卷筒放出的左右的提升绳索进行小车下方的抓斗的升降，并借助从第1、第2开闭卷筒放出的左右的开闭绳索进行前述抓斗的开闭，其特征在于，
在前述抓斗向起重机本体的左方摆动时，降下左方的提升绳索，并且提升右方的提升绳索，在前述抓斗向起重机本体的右方摆动时，降下右方的提升绳索，并且提升左方的提升绳索，由此，使前述抓斗的摆动衰减。
2.（修改后）如权利要求1所述的绳索牵引小车式起重机的抓斗摆动控制方法，其特征在于，在前述抓斗向起重机本体的左方摆动时，同时进行左方的提升绳索的降下和右方的提升绳索的提升，在前述抓斗向起重机本体的右方摆动时，同时进行右方的提升绳索的降下和左方的提升绳索的提升，由此使前述抓斗的摆动衰减。
3.（修改后）如权利要求1或2所述的绳索牵引小车式起重机的抓斗摆动控制方法，其特征在于，在前述抓斗向起重机本体的左方摆动时，与前述抓斗的摆角θ成比例地同时进行左方的提升绳索的降下和右方的提升绳索的提升，在前述抓斗向起重机本体的右方摆动时，与前述抓斗的摆角θ成比例地同时进行右方的提升绳索的降下和左方的提升绳索的提升，由此使前述抓斗的摆动衰减。
4.（增加）如权利要求1至3中任意一项所述的绳索牵引小车式起重机的抓斗摆动控制方法，其特征在于，反复进行借助前述提升绳索实施的衰减操作。

Claims (3)

1. 一种绳索牵引小车式起重机的抓斗摆动控制方法，其特征在于，在前述绳索牵引小车式起重机中，小车在设置于由海侧支脚和陆地侧支脚构成的起重机本体上的大梁和起重臂上横移，借助从第1、第2提升卷筒放出的左右的提升绳索进行小车下方的抓斗的升降，并借助从第1、第2开闭卷筒放出的左右的开闭绳索进行小车下方的抓斗的开闭，在前述抓斗在行进方向上摆动的情况下，进行行进方向前侧的提升绳索的降下和行进方向后侧的提升绳索的提升，来使抓斗的摆动衰减。
2. 如权利要求1所述的绳索牵引小车式起重机的抓斗摆动控制方法，其特征在于，在前述绳索牵引小车式起重机中，小车在设置于由海侧支脚和陆地侧支脚构成的起重机本体上的大梁和起重臂上横移，借助从第1、第2提升卷筒放出的左右的提升绳索进行小车下方的抓斗的升降，并借助从第1、第2开闭卷筒放出的左右的开闭绳索进行小车下方的抓斗的开闭，在前述抓斗在行进方向上摆动的情况下，同时进行行进方向前侧的提升绳索的降下和行进方向后侧的提升绳索的提升，来使抓斗的摆动衰减。
3. 如权利要求1或2所述的绳索牵引小车式起重机的抓斗摆动控制方法，其特征在于，在前述绳索牵引小车式起重机中，小车在设置于由海侧支脚和陆地侧支脚构成的起重机本体上的大梁和起重臂上横移，借助从第1、第2提升卷筒放出的左右的提升绳索进行小车下方的抓斗的升降，并借助从第1、第2开闭卷筒放出的左右的开闭绳索进行小车下方的抓斗的开闭，在前述抓斗在行进方向上摆动的情况下，与抓斗的摆角θ成比例地同时进行行进方向前侧的提升绳索的降下和行进方向后侧的提升绳索的提升，来使抓斗的摆动衰减。
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