CN111606206A - 载荷计算装置及载荷计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种以低成本高精度地计算作用于起重机的载荷的载荷计算装置及载荷计算方法。载荷计算装置具备：供给电流值获取部，获取向驱动起重机的至少一部分的电动马达供给的供给电流值；加速电流值计算部，基于电动马达的旋转加速时的旋转加速度和起重机的推定惯性，计算有助于加速的加速电流值；及载荷计算部，基于电动马达的旋转加速时的供给电流值和加速电流值，计算作用于起重机的至少一部分的载荷。

Description

载荷计算装置及载荷计算方法

技术领域

本发明涉及载荷计算装置及载荷计算方法。

背景技术

在货物装卸作业中使用起重机。需要对作用于起重机的载荷进行管理，以使过载荷不作用于起重机。在专利文献1中公开了起重机的吊起载荷的测定方法的一个例子。在专利文献2中公开了对向感应电动机供给的电流进行测量，根据测量到的电流值推定起动机装置的吊起载荷的内容。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-034958号公报

专利文献2：日本特开平11-246184号公报

发明内容

发明要解决的课题

作为起重机的一种，已知在船舶中的货物装卸作业中使用的甲板起重机。甲板起重机具备以回转轴为中心进行回转的回转体、以俯仰轴为中心转动的悬臂及升降线绳。在电动甲板起重机中，升降线绳借助电动马达产生的驱动力而升降。作为对作用于甲板起重机的载荷进行管理的方法，可列举使用测力传感器对作用于升降线绳的载荷进行测定的方法及根据在电动马达以恒定速度旋转时向电动马达供给的电流值计算载荷的方法。

使用测力传感器对作用于升降线绳的载荷进行测定的方法可能导致载荷测定作业的成本升高。根据在电动马达以恒定速度旋转时向电动马达供给的电流值计算载荷的方法不能计算在电动马达的旋转加速时的载荷。

本发明的目的在于以低成本且高精度地对作用于起重机的载荷进行计算。

用于解决课题的手段

本发明提供一种载荷计算装置，具备：供给电流值获取部，获取向驱动起重机的至少一部分的电动马达供给的供给电流值；加速电流值计算部，基于所述电动马达的旋转加速时的旋转加速度和所述起重机的推定惯性，计算有助于所述加速的加速电流值；及载荷计算部，基于所述电动马达的旋转加速时的所述供给电流值和所述加速电流值，计算作用于所述起重机的至少一部分的载荷。

本发明提供一种载荷计算装置，具备：回转电流值获取部，获取向驱动起重机的回转体的回转马达供给的回转电流值；俯仰电流值获取部，获取向驱动所述起重机的悬臂的俯仰马达供给的俯仰电流值；及载荷计算部，基于所述回转电流值和所述俯仰电流值，计算作用于所述起重机的升降线绳的载荷。

本发明提供一种载荷计算方法，包括：获取在驱动起重机的至少一部分的电动马达的旋转加速时向所述电动马达供给的供给电流值的步骤；基于所述电动马达的旋转加速时的旋转加速度和所述起重机的推定惯性，计算有助于所述加速的加速电流值的步骤；及基于所述供给电流值和所述加速电流值，计算作用于所述起重机的至少一部分的载荷步骤。

本发明提供一种载荷计算方法，包括：获取向驱动起重机的回转体的回转马达供给的回转电流值的步骤；获取向驱动所述起重机的悬臂的俯仰马达供给的俯仰电流值的步骤；及基于所述回转电流值和所述俯仰电流值，计算作用于所述起重机的升降线绳的载荷的步骤。

发明効果

根据本发明，能够以低成本高精度地计算作用于起重机的载荷。

附图说明

图1是示出第一实施方式的甲板起重机系统的一个例子的图。

图2是示出第一实施方式的甲板起重机的一个例子的图。

图3是示意性地示出第一实施方式的盘式制动器的一个例子的图。

图4是示出第一实施方式的甲板起重机的一个例子的功能框图。

图5是示出第一实施方式的载荷计算方法的一个例子的流程图。

图6是示出第二实施方式的甲板起重机的一个例子的功能框图。

图7是示出第二实施方式的载荷计算方法的一个例子的流程图。

图8是示出第二实施方式的甲板起重机的动作的一个例子的图。

图9是示出实施方式的计算机系统的一个例子的框图。

图10是示出变形例的载荷计算方法的一个例子的流程图。

标号说明

10…甲板起重机、11…回转体、12…悬臂、13…回转装置、13B…回转制动器、13M…回转马达、14…俯仰装置、14B…俯仰制动器、14D…滚筒、14M…俯仰马达、15…升降装置、15B…升降制动器、15D…滚筒、15M…升降马达、16…架座、16S…支承面、17…滑轮、18…升降线绳、18H…保持件、19…俯仰用线、20…控制装置、30…载荷计算装置、31…供给电流值获取部、31A…回转电流值获取部、31B…俯仰电流值获取部、32…加速电流值计算部、32A…第一加速电流值计算部、32B…第二加速电流值计算部、33…存储部、34…载荷计算部、35…计算结果输出部、51…制动轮、52…制动盘、53…制动衬片、54…促动器、55…导销、61…逆变器、62…旋转传感器、62A…旋转传感器、62B…旋转传感器、63…通知装置、100…甲板起重机系统、101…船舶、102…甲板、1000…计算机系统、1001…处理器、1002…主存储器、1003…存储器、1004…接口、AX1…回转轴、AX2…俯仰轴、R…控制室。

具体实施方式

一边参照图面一边说明本发明的实施方式，但是本发明不限于实施方式。多个实施方式的构成要素能够组合，也能够省略一部分的构成要素。

[第一实施方式]

＜甲板起重机系统＞

图1是示出本实施方式的甲板起重机系统100的一个例子的图。甲板起重机系统100在船舶101的货物装卸作业中使用。甲板起重机系统100具备甲板起重机10、控制装置20及载荷计算装置30。

甲板起重机系统100是使货物上升下降的作业机械。甲板起重机10设置于船舶101的甲板102。可以在甲板102上设置多个甲板起重机10，也可以在甲板102上设置一个甲板起重机10。图1示出在甲板102上设置有4架甲板起重机10的例子。

控制装置20包括计算机系统。控制装置20控制甲板起重机10。控制装置20配置于多个甲板起重机10中的各个甲板起重机10。

载荷计算装置30包括计算机系统。载荷计算装置30对作用于甲板起重机10的至少一部分的载荷进行计算。载荷计算装置30配置于多个甲板起重机10中的各个甲板起重机10。通过载荷计算装置30管理作用于甲板起重机10的载荷，以使过载荷不会作用于甲板起重机10。

＜甲板起重机＞

图2是示出本实施方式的甲板起重机10的一个例子的图。如图2所示，甲板起重机10具有回转体11、悬臂12、回转装置13、俯仰装置14及升降装置15。

在船舶101的甲板102上支承有架座16。回转体11被架座16支承。回转体11以能够以回转轴AX1为中心回转的方式被架座16支承。回转轴AX1与架座16的支承面16S正交。

悬臂12与回转体11连结。悬臂12是棒状的构件。悬臂12的基端部与回转体11连结。悬臂12以能够以俯仰轴AX2为中心转动的方式与回转体11连结。俯仰轴AX2与架座16的支承面16S平行。

在悬臂12的前端部设置有滑轮17。在滑轮17上挂有用于使货物升降的升降线绳18。升降线绳18的基端部安装于升降装置15的滚筒15D。在升降线绳18的前端部设置有用于保持货物的保持件18H。作为保持件18H，例示抓住货物的抓斗或钩挂货物的钩子。

俯仰用线19安装于悬臂12。俯仰用线19的一端部安装于悬臂12的中间部，俯仰用线19的另一端部安装于俯仰装置14的滚筒14D。

回转装置13使回转体11以回转轴AX1为中心回转。回转装置13具有驱动回转体11的回转马达13M及使回转体11制动的回转制动器13B。回转体11借助回转马达13M产生的驱动力以回转轴AX1为中心回转。回转体11借助回转制动器13B产生的制动力而停止。

俯仰装置14使悬臂12以俯仰轴AX2为中心转动。俯仰装置14具有驱动悬臂12的俯仰马达14M及使悬臂12制动的俯仰制动器14B。悬臂12借助俯仰马达14M产生的驱动力以俯仰轴AX2为中心转动。悬臂12借助俯仰制动器14B产生的制动力而停止。

升降装置15使升降线绳18升降。升降装置15具有驱动升降线绳18的升降马达15M及使升降线绳18制动的升降制动器15B。升降线绳18借助升降马达15M产生的驱动力而升降。升降线绳18借助升降制动器15B产生的制动力而停止。

俯仰马达14M产生使滚筒14D旋转的驱动力。通过滚筒14D的旋转，俯仰用线19卷绕于滚筒14D，由此悬臂12向仰方向转动。仰方向是指悬臂12的前端部向上方移动的方向。通过滚筒14D的旋转，从滚筒14D送出俯仰用线19，由此悬臂12向俯方向转动。俯方向是指悬臂12的前端部向下方移动的方向。

升降马达15M产生使滚筒15D旋转的驱动力。通过滚筒15D的旋转，升降线绳18卷绕于滚筒15D，由此保持件18H上升。通过滚筒15D的旋转，从滚筒15D送出升降线绳18，由此保持件18H下降。

回转马达13M是驱动作为旋转体的回转体11的电动马达。俯仰马达14M是驱动作为旋转体的滚筒14D的电动马达。升降马达15M是驱动作为旋转体的滚筒15D的电动马达。甲板起重机10是借助电动马达产生的驱动力而动作的电动甲板起重机。

回转制动器13B是对回转体11进行制动的盘式制动器。俯仰制动器14B是对滚筒14D进行制动的盘式制动器。升降制动器15B是对滚筒15D进行制动的盘式制动器。

控制装置20控制甲板起重机10。控制装置20控制回转马达13M、回转制动器13B、俯仰马达14M、俯仰制动器14B、升降马达15M及升降制动器15B。在架座16上设置有控制室R及驾驶室C。控制装置20配置于控制室R。此外，控制装置20也可以配置于驾驶室C。

载荷计算装置30计算作用于回转体11的载荷、作用于悬臂12的载荷及作用于升降线绳18的载荷。载荷计算装置30配置于控制室R。此外，载荷计算装置30也可以配置于驾驶室C。

＜盘式制动器＞

图3是示意性地示出本实施方式的盘式制动器的一个例子的图。图3示出升降制动器15B的一个例子。回转制动器13B的构造及俯仰制动器14B的构造与升降制动器15B的构造相同。

升降制动器15B是干式盘式制动器。如图3所示，升降制动器15B具有多个制动轮51、与制动轮51相对的制动盘52、配置于制动轮51的周缘部的制动衬片53及使制动盘52位移的促动器54。

制动轮51固定于作为旋转体的滚筒15D的至少一部分。此外，制动轮51也可以固定于作为旋转体的升降马达15M的输出轴。在升降马达15M与制动轮51之间配置有减速器的情况下，制动轮51可以固定于减速器的旋转体。在本实施方式中，制动轮51在与旋转体的旋转轴平行的轴向上设置有两个。制动轮51与旋转体一起旋转。制动轮51能够在与旋转体的相对旋转被限制的状态下在轴向上移动。

制动盘52为环状。制动盘52配置于多个制动轮51之间。制动盘52是固定侧的制动器构件。在制动盘52的一部分设置有开口。导销55插入制动盘52的开口。通过导销55限制制动盘52的旋转。制动盘52能够在轴向上移动。

制动衬片53配置于制动轮51的周缘部。制动衬片53与制动轮51一起旋转。制动衬片53是旋转侧的制动器构件。

若通过促动器54的动作，制动衬片53与制动盘52接触，则升降制动器15B成为制动状态。在升降制动器15B的制动状态下，限制滚筒15D的旋转。若制动衬片53与制动盘52的接触被解除，则升降制动器15B成为释放状态。在升降制动器15B的释放状态下，滚筒15D能够旋转。

＜载荷计算装置＞

图4是示出本实施方式的甲板起重机10的一个例子的功能框图。在下面的说明中，说明通过载荷计算装置30对作用于升降线绳18的载荷进行计算的例子。

甲板起重机10具备驱动滚筒15D的升降马达15M、向升降马达15M供给电流的逆变器61、检测升降马达15M的旋转的旋转传感器62、将升降制动器15B切换为制动状态与释放状态的促动器54、控制装置20、载荷计算装置30及通知装置63。

逆变器61向升降马达15M供给用于驱动升降马达15M的电流。逆变器61被控制装置20控制。控制装置20向逆变器61输出控制指令，以使得从逆变器61向升降马达15M供给电流。在本实施方式中，控制装置20向逆变器61输出速度指令，以使升降马达15M以目标旋转速度进行驱动。逆变器61基于从控制装置20输出的速度指令向升降马达15M供给电流，以使升降马达15M以目标旋转速度进行驱动。

升降马达15M基于从逆变器61供给来的电流进行驱动。升降马达15M产生的转矩基于从逆变器61供给的电流而变化。从逆变器61供给的电流越大，升降马达15M产生的转矩越大，从逆变器61供给的电流越小，升降马达15M产生的转矩越小。在本实施方式中，升降马达15M产生的转矩实质上与逆变器61供给的电流成比例。

旋转传感器62检测升降马达15M的每单位时间的转数。通过旋转传感器62的检测数据，计算升降马达15M的旋转速度及旋转加速度。

促动器54对制动衬片53与制动盘52接触的升降制动器15B的制动状态和制动衬片53与制动盘52的接触被解除的升降制动器15B的释放状态进行切换。促动器54被控制装置20控制。在升降制动器15B的释放状态下，控制装置20输出制动指令，以使升降制动器15B变为制动状态。通过从控制装置20输出制动指令，升降制动器15B成为制动状态，滚筒15D停止。滚筒15D停止，由此升降线绳18的升降停止。另外，通过升降制动器15B成为制动状态，升降马达15M停止。在升降制动器15B的制动状态下，控制装置20输出释放指令，以使升降制动器15B成为释放状态。通过从控制装置20输出释放指令，升降制动器15B成为释放状态，滚筒15D能够旋转。通过使滚筒15D能够旋转，由此升降线绳18能够升降。另外，通过升降制动器15B成为释放状态，由此升降马达15M能够旋转。

载荷计算装置30具有供给电流值获取部31、加速电流值计算部32、存储部33、载荷计算部34及计算结果输出部35。

供给电流值获取部31获取向驱动升降线绳18的升降马达15M供给的供给电流值。从逆变器61向升降马达15M供给电流。供给电流值获取部31能够从逆变器61获取供给电流值。

加速电流值计算部32基于在升降马达15M的旋转加速时的旋转加速度和甲板起重机10的推定惯性计算有助于升降马达15M的旋转的加速的加速电流值。加速电流值计算部32拥有根据升降马达15M的旋转加速度及甲板起重机10的推定惯性计算加速电流值的运算式。加速电流值计算部32使用运算式计算加速电流值。

加速电流值计算部32能够基于旋转传感器62的检测数据获取升降马达15M的旋转加速度。推定惯性存储于存储部33。推定惯性例如是在升降线绳18作用有额定载荷时的甲板起重机10的惯性。推定惯性通过预备实验或模拟预先求出，并存储于存储部33。加速电流值计算部32能够从存储部33获取推定惯性。

载荷计算部34基于在升降马达15M的旋转加速时由供给电流值获取部31获取到的供给电流值和由加速电流值计算部32计算出的加速电流值，计算作用于升降线绳18的载荷。载荷计算部34能够通过从在升降马达15M的旋转加速时由供给电流值获取部31获取到的供给电流值减去加速电流值，来计算与作用于升降线绳18的载荷对应的载荷电流值。载荷计算部34根据计算出的载荷电流值，推定作用于升降线绳18的载荷。

计算结果输出部35将由载荷计算部34计算出的作用于升降线绳18的载荷向通知装置63输出。另外，计算结果输出部35判定作用于升降线绳18的载荷是否为过载荷。在判定为过载荷作用于升降线绳18的情况下，计算结果输出部35向通知装置63输出表示过载荷作用于升降线绳18的过载荷数据。另外，计算结果输出部35向控制装置20输出表示过载荷作用于升降线绳18的过载荷数据。

通知装置63对从计算结果输出部35输出的作用于升降线绳18的载荷进行通知。另外，通知装置63对表示过载荷作用于升降线绳18的过载荷数据进行通知。通知装置63例如配置于控制室R。通知装置63基于从计算结果输出部35输出的过载荷数据动作。作为通知装置63，例示对显示数据进行显示的显示装置及输出声音的声音输出装置。作为显示装置，例示液晶显示器(Liquid Crystal Display：LCD)或有机EL显示器(OrganicElectroluminescence Display(有机电致发光显示器)：OELD)那样的平板显示器。

控制装置20在从计算结果输出部35获取了过载荷数据的情况下，停止升降马达15M的驱动。由此，抑制过载荷作用于升降线绳18。

＜载荷计算方法＞

图5是示出本实施方式的载荷计算方法的一个例子的流程图。为了使升降线绳18上升，控制装置20输出控制指令。控制装置20在升降制动器15B的制动状态下，使得从逆变器61向升降马达15M供给电流。控制装置20在从逆变器61向升降马达15M供给了电流后，将升降制动器15B设为释放状态。

供给电流值获取部31获取从逆变器61向升降马达15M供给的供给电流值。加速电流值计算部32获取旋转传感器62的检测数据(步骤S10)。

加速电流值计算部32基于旋转传感器62的检测数据判定升降马达15M的旋转是否已开始(步骤S20)。

在步骤S20中，在判定为升降马达15M的旋转未开始的情况下(步骤S20：否)，返回步骤S10。在步骤S20中，在判定为升降马达15M的旋转已开始的情况下(步骤S20：是)，加速电流值计算部32判定升降马达15M的旋转(升降线绳18的升降)是否为加速中(步骤S30)。

在升降马达15M以恒定速度旋转的情况下，从控制装置20向逆变器61输出速度指令后到升降马达15M的实际旋转速度达到目标旋转速度为止的时间间隔小。另一方面，在升降马达15M为加速中的情况下，从控制装置20向逆变器61输出速度指令后到升降马达15M的实际旋转速度达到目标旋转速度的时间间隔大。因此，加速电流值计算部32能够基于时间间隔判定升降马达15M的旋转是否为正在加速。加速电流值计算部32获取从控制装置20输出的控制指令。通过旋转传感器62检测升降马达15M的实际旋转速度。加速电流值计算部32能够基于从控制装置20输出的控制指令和旋转传感器62的检测数据判定升降马达15M是否为加速中。

在步骤S30中判定为升降马达15M为加速中的情况下(步骤S30：是)，加速电流值计算部32基于升降马达15M的旋转加速时的旋转加速度和甲板起重机10的推定惯性计算有助于升降马达15M的加速的加速电流值(步骤S40)。

通过供给电流值获取部31获取升降马达15M的旋转加速时的供给电流值。载荷计算部34基于通过供给电流值获取部31获取到的升降马达15M的旋转加速时的供给电流值和在步骤S40中计算出的加速电流值，计算作用于升降线绳18的载荷(步骤S50)。

载荷计算部34能够通过从在升降马达15M的旋转加速时通过供给电流值获取部31获取到的供给电流值减去加速电流值，计算与作用于升降线绳18的载荷对应的载荷电流值。载荷计算部34根据载荷电流值计算作用于升降线绳18的载荷。

计算结果输出部35判定在步骤S50中是否适当地计算出作用于升降线绳18的载荷(步骤S60)。

在步骤S60中判定为计算出作用于升降线绳18的载荷的情况下(步骤S60：是)，计算结果输出部35判定作用于升降线绳18的载荷是否为过载荷(步骤S70)。

在步骤S70中，在判定为过载荷作用于升降线绳18的情况下(步骤S70：是)，计算结果输出部35向通知装置63输出表示过载荷作用于升降线绳18的过载荷数据。另外，计算结果输出部35向控制装置20输出表示过载荷作用于升降线绳18的过载荷数据(步骤S80)。

通知装置63对从计算结果输出部35输出的作用于升降线绳18的载荷进行通知。另外，通知装置63对表示过载荷作用于升降线绳18的过载荷数据进行通知。

控制装置20在从计算结果输出部35获取了过载荷数据的情况下，停止升降马达15M的驱动。由此，抑制过载荷作用于升降线绳18。

在步骤S30中，在判定为升降马达15M不为加速中的情况下，即，在判定为升降马达15M以恒定速度旋转的情况下(步骤S30：否)，载荷计算部34基于通过供给电流值获取部31获取到的在升降马达15M以恒定速度旋转时的供给电流值，计算作用于升降线绳18的载荷(步骤S90)。

计算结果输出部35判定在升降马达15M以恒定速度旋转时的作用于升降线绳18的载荷是否为过载荷(步骤S70)。

在步骤S70中，在判定为过载荷未作用于升降线绳18的情况下(步骤S70：否)，计算结果输出部35不输出过载荷数据。

在步骤S60中，在判定为不计算作用于升降线绳18的载荷的情况下(步骤S60：否)，载荷计算部34基于向伺服锁定状态的升降马达15M供给的供给电流值计算作用于升降线绳18的载荷(步骤S100)。

伺服锁定状态是指升降马达15M产生转矩的状态，以使得在升降制动器15B为释放状态下，保持货物的保持件18H在空中静止。

计算结果输出部35判定在升降马达15M为伺服锁定状态时的作用于升降线绳18的载荷是否为过载荷(步骤S70)。

＜效果＞

如以上说明地，根据本实施方式，基于升降马达15M的旋转加速时的旋转加速度和甲板起重机10的推定惯性，计算有助于升降马达15M的加速的加速电流值。由此，基于升降马达15M的旋转加速时的供给电流值和加速电流值，计算作用于升降线绳18的载荷。由此，能够以低成本且高精度地计算在升降马达15M的加速中作用于升降线绳18的载荷。

[第二实施方式]

说明第二实施方式。在下面的说明中，对于与上述的实施方式相同或同等的构成要素标注相同的标号，简略或省略其说明。

在本实施方式中，说明计算在对升降线绳18进行制动的升降制动器15B处于制动状态下，在回转体11回转且悬臂12俯仰时作用于升降线绳18的载荷的例子。

＜载荷计算装置＞

图6是示出本实施方式的甲板起重机10的一个例子的功能框图。甲板起重机10具备驱动回转体11的回转马达13M、驱动滚筒14D的俯仰马达14M、分别向回转马达13M及俯仰马达14M供给电流的逆变器61、检测回转马达13M的旋转的旋转传感器62A、检测俯仰马达14M的旋转的旋转传感器62B、将升降制动器15B切换为制动状态和释放状态的促动器54、控制装置20、载荷计算装置30及通知装置63。

逆变器61分别向回转马达13M及俯仰马达14M供给电流。控制装置20向逆变器61输出速度指令，以使回转马达13M及俯仰马达14M分别以目标旋转速度进行驱动。逆变器61基于从控制装置20输出的速度指令供给电流，以使回转马达13M及俯仰马达14M分别以目标旋转速度进行驱动。

旋转传感器62A检测回转马达13M的每单位时间的转数。根据旋转传感器62A的检测数据计算回转马达13M的旋转速度及旋转加速度。旋转传感器62B检测俯仰马达14M的每单位时间的转数。根据旋转传感器62B的检测数据，计算俯仰马达14M的旋转速度及旋转加速度。

载荷计算装置30具有回转电流值获取部31A、俯仰电流值获取部31B、第一加速电流值计算部32A、第二加速电流值计算部32B、存储部33、载荷计算部34及计算结果输出部35。

回转电流值获取部31A获取表示向驱动回转体11的回转马达13M供给的供给电流值的回转电流值。回转电流值获取部31A能够从逆变器61获取回转电流值。

俯仰电流值获取部31B获取表示向驱动悬臂12的俯仰马达14M供给的供给电流值的俯仰电流值。俯仰电流值获取部31B能够从逆变器61获取俯仰电流值。

第一加速电流值计算部32A基于回转马达13M的旋转加速时的旋转加速度和甲板起重机10的推定惯性，计算表示有助于回转马达13M的旋转的加速的加速电流值的第一加速电流值。第一加速电流值计算部32A能够基于旋转传感器62A的检测数据获取回转马达13M的旋转加速度。第一加速电流值计算部32A能够从存储部33获取推定惯性。

第二加速电流值计算部32B基于俯仰马达14M的旋转加速时的旋转加速度和甲板起重机10的推定惯性计算表示有助于俯仰马达14M的旋转的加速的加速电流值的第二加速电流值。第二加速电流值计算部32B能够基于旋转传感器62B的检测数据获取俯仰马达14M的旋转加速度。第二加速电流值计算部32B能够从存储部33获取推定惯性。

载荷计算部34基于通过回转电流值获取部31A获取到的回转电流值和通过俯仰电流值获取部31B获取到的俯仰电流值，计算作用于升降线绳18的载荷。

在本实施方式中，载荷计算部34基于在回转马达13M的旋转加速时通过回转电流值获取部31A获取到的回转电流值和通过第一加速电流值计算部32A计算出的第一加速电流值，计算作用于回转体11的载荷。载荷计算部34能够通过从在回转马达13M的旋转加速时由回转电流值获取部31A获取到的回转电流值减去第一加速电流值，计算与作用于回转体11的载荷对应的载荷电流值。载荷计算部34根据计算出的载荷电流值推定作用于回转体11的载荷。另外，载荷计算部34基于在俯仰马达14M的旋转加速时通过俯仰电流值获取部31B获取到的俯仰电流值和通过第二加速电流值计算部32B计算出的第二加速电流值，计算作用于悬臂12的载荷。载荷计算部34能够通过从在俯仰马达14M的旋转加速时由俯仰电流值获取部31B获取到的俯仰电流值减去第二加速电流值，计算与作用于悬臂12的载荷对应的载荷电流值。载荷计算部34根据计算出的载荷电流值推定作用于悬臂12的载荷。载荷计算部34基于作用于回转体11的载荷和作用于悬臂12的载荷，计算作用于升降线绳18的载荷。作用于升降线绳18的载荷是作用于回转体11的载荷与作用于悬臂12的载荷的合成载荷。

计算结果输出部35向通知装置63输出通过载荷计算部34计算出的作用于升降线绳18的载荷。另外，计算结果输出部35判定作用于升降线绳18的载荷是否为过载荷。

＜载荷计算方法＞

图7是示出本实施方式的载荷计算方法的一个例子的流程图。为了在对升降线绳18进行制动的升降制动器15B为制动状态下，使回转体11回转并使悬臂12俯仰，从控制装置20输出控制指令。

回转电流值获取部31A获取从逆变器61向回转马达13M供给的回转电流值。第一加速电流值计算部32A获取旋转传感器62A的检测数据(步骤S10A)。

第一加速电流值计算部32A基于旋转传感器62A的检测数据，判定回转马达13M的旋转是否已开始(步骤S20A)。

在步骤S20A中，在判定为回转马达13M的旋转未开始的情况下(步骤S20A：否)，返回步骤S10A。在步骤S20A中，在判定为回转马达13M的旋转已开始的情况下(步骤S20A：是)，第一加速电流值计算部32A判定回转马达13M(回转体11)是否为加速中(步骤S30A)。

在步骤S30A中判定为回转马达13M不在加速中的情况下(步骤S30A：否)，载荷计算部3基于通过回转电流值获取部31A获取到的回转马达13M以恒定速度旋转时的回转电流值，计算作用于回转体11的载荷(步骤S90A)。

在步骤S30A中，在判定为回转马达13M为加速中的情况下(步骤S30A：是)，第一加速电流值计算部32A基于回转马达13M的旋转加速时的旋转加速度和甲板起重机10的推定惯性，计算有助于回转马达13M的加速的第一加速电流值(步骤S40A)。

通过回转电流值获取部31A获取回转马达13M的旋转加速时的回转电流值。载荷计算部34基于通过回转电流值获取部31A获取到的回转马达13M的旋转加速时的回转电流值和在步骤S40A中计算出的第一加速电流值，计算作用于回转体11的载荷(步骤S50A)。

载荷计算部34能够通过从在回转马达13M的旋转加速时由回转电流值获取部31A获取到的回转电流值减去第一加速电流值，计算与作用于回转体11的载荷对应的载荷电流值。载荷计算部34根据载荷电流值计算作用于回转体11的载荷。

计算结果输出部35判定在步骤S50A是否适当地计算出作用于回转体11的载荷(步骤S60A)。

在步骤S60A中，在判定为未计算出作用于回转体11的载荷的情况下(步骤S60A：否)，载荷计算部34基于向伺服锁定状态的回转马达13M供给的回转电流值，计算作用于回转体11的载荷(步骤S100A)。

俯仰电流值获取部31B获取从逆变器61向俯仰马达14M供给的俯仰电流值。第二加速电流值计算部32B获取旋转传感器62B的检测数据(步骤S10B)。

第二加速电流值计算部32B基于旋转传感器62B的检测数据，判定俯仰马达14M的旋转是否已开始(步骤S20B)。

在步骤S20B中，在判定为俯仰马达14M的旋转未开始的情况下(步骤S20B：否)，返回步骤S10B。在步骤S20B中，在判定为俯仰马达14M的旋转已开始的情况下(步骤S20B：是)，第二加速电流值计算部32B判定俯仰马达14M(悬臂12)是否为加速中(步骤S30B)。

在步骤S30B中，在判定为俯仰马达14M不在加速中的情况下(步骤S30B：否)，载荷计算部34基于通过俯仰电流值获取部31B获取到的俯仰马达14M以恒定速度旋转时的俯仰电流值，计算作用于悬臂12的载荷(步骤S90B)。

在步骤S30B中，在判定为俯仰马达14M为加速中的情况下(步骤S30B：是)，第二加速电流值计算部32B基于俯仰马达14M的旋转加速时的旋转加速度和甲板起重机10的推定惯性，计算有助于俯仰马达14M的加速的第二加速电流值(步骤S40B)。

通过俯仰电流值获取部31B获取俯仰马达14M的旋转加速时的俯仰电流值。载荷计算部34基于通过俯仰电流值获取部31B获取到的俯仰马达14M的旋转加速时的俯仰电流值和在步骤S40B中计算出的第二加速电流值，计算作用于悬臂12的载荷(步骤S50B)。

载荷计算部34能够通过从在俯仰马达14M的旋转加速时由俯仰电流值获取部31B获取到的俯仰电流值减去第二加速电流值，计算与作用于悬臂12的载荷对应的载荷电流值。载荷计算部34根据载荷电流值计算作用于悬臂12的载荷。

计算结果输出部35判定在步骤S50B中是否适当地计算出作用于悬臂12的载荷(步骤S60B)。

在步骤S60B中，在判定为未计算出作用于悬臂12的载荷的情况下(步骤S60B：否)，载荷计算部34基于向伺服锁定状态的俯仰马达14M供给的俯仰电流值，计算作用于悬臂12的载荷(步骤S100B)。

在步骤S60A中，在判定为计算出作用于回转体11的载荷的情况(步骤S60A：是)及在步骤S60B中判定为计算出作用于悬臂12的载荷的情况下(步骤S60B：是)，载荷计算部34将作用于回转体11的载荷与作用于悬臂12的载荷合成，而计算作用于升降线绳18的载荷。即，载荷计算部34计算作用于回转体11的载荷与作用于悬臂12的载荷的合成载荷。计算出的合成载荷是作用于升降线绳18的载荷(步骤S65)。

计算结果输出部35判定在步骤S65中计算出的作用于升降线绳18的载荷是否为过载荷(步骤S70)。

在步骤S70中，在判定为过载荷作用于升降线绳18的情况下(步骤S70：是)，计算结果输出部35向通知装置63输出表示过载荷作用于升降线绳18的过载荷数据。另外，计算结果输出部35向控制装置20输出表示过载荷作用于升降线绳18的过载荷数据(步骤S80)。

在步骤S70中判定为过载荷未作用于升降线绳18的情况下(步骤S70：否)，计算结果输出部35不输出过载荷数据。

＜效果＞

如以上说明的，根据本实施方式，基于向回转马达13M供给的回转电流值和向俯仰马达14M供给的俯仰电流值，计算作用于升降线绳18的载荷。在甲板起重机10中，在抬起货物时同时执行回转和俯仰的情况下，作用于升降线绳18的载荷可能变大。即，若同时执行回转和俯仰，则对升降线绳18作用由回转产生的载荷和由俯仰产生的载荷这两方的载荷。根据回转电流值推定由回转产生的载荷。根据俯仰电流值推定由俯仰产生的载荷。通过获取回转电流值及俯仰电流值，在同时执行回转和俯仰的情况下，能够以低成本且高精度地计算作用于升降线绳18的载荷。

＜变形例＞

图8是示出本实施方式的甲板起重机10的动作的一个例子的图。图8示出保持件18H是抓斗且货物是矿物质的例子。如图8所示，在保持件18H埋在矿物质山的状态下，即使回转马达13M及俯仰马达14M分别驱动，回转体11及悬臂12也有可能不会立即移动。即，即使回转马达13M及俯仰马达14M分别产生转矩，也存在回转体11及悬臂12各自不加速的可能性。

在这样的情况下，不计算第一加速电流值及第二加速电流值。载荷计算部34基于回转电流值计算回转马达13M的转矩。另外，载荷计算部34基于俯仰电流值计算俯仰马达14M的转矩。载荷计算部34能够基于回转马达13M的转矩和俯仰马达14M的转矩，计算作用于升降线绳18的载荷。

[计算机系统]

图9是示出本实施方式的计算机系统1000的一个例子的框图。上述的控制装置20及载荷计算装置30分别包括计算机系统1000。计算机系统1000具有如CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)那样的处理器1001、包括ROM(Read Only Memory：只读存储器)那样的非易失性存储器及RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)那样的易失性存储器的主存储器1002、存储器1003及包括输入输出电路的接口1004。控制装置20及载荷计算装置30各自的功能作为程序存储于存储器1003。处理器1001从存储器1003读出程序并在主存储器1002中展开，按照程序执行上述的处理。此外，程序可以经由网络传送至计算机系统1000。

程序能够按照上述的实施方式使计算机系统1000执行载荷计算方法，该载荷计算方法包括：获取在驱动起重机的至少一部分的电动马达的旋转加速时向电动马达供给的供给电流值的步骤；基于电动马达的旋转加速时的旋转加速度和起重机的推定惯性，计算有助于加速的加速电流值的步骤；及基于供给电流值和加速电流值，计算作用于起重机的至少一部分的载荷的载荷计算部。

另外，程序能够按照上述的实施方式使计算机系统1000执行载荷计算方法，该载荷计算方法包括：获取向驱动起重机的回转体的回转马达供给的回转电流值的步骤；获取向驱动所述起重机的悬臂的俯仰马达供给的俯仰电流值的步骤；及基于所述回转电流值和所述俯仰电流值计算作用于所述起重机的升降线绳的载荷的步骤。

本发明的技术范围不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行适当变更。例如，在上述第一实施方式中，计算结果输出部35也可以判定甲板起重机10的状态是否为贴地状态，并利用与判定结果相应的方法计算载荷。

在此，贴地状态是指货物未被甲板起重机10完全抬起的状态，是货物的载荷的至少一部分作用于地面的状态。与此相对，货物完全抬起的状态、即货物的载荷未作用于地面的状态是悬空状态。

是否为贴地状态的判定能够基于例如控制装置从逆变器61向升降马达15M供给电流，在刚使升降制动器15B释放后的升降马达15M的转矩来进行。也就是说，在刚使升降制动器15B释放后成为悬空状态的情况下，与贴地状态的情况相比，在升降马达15M产生大的转矩。因此，计算结果输出部35在刚使升降制动器15B释放后的升降马达15M的转矩为规定的第一阈值以下的情况下能够判定为处于贴地状态，在超过第一阈值的情况下，能够判定为未处于贴地状态、即悬空状态。此外，关于刚使升降制动器15B释放后的升降马达15M的转矩，例如能够基于通过供给电流值获取部31获取的供给电流值求出。在此情况下，可以在载荷计算部34求出，也可以将供给电流值向计算结果输出部35发送而在计算结果输出部35求出，计算该转矩的转矩计算部也可以另外设置。

计算结果输出部35在判定为甲板起重机10的状态不是贴地状态(为悬空状态)的情况下，能够执行上述实施方式中记载的载荷计算方法。

另外，计算结果输出部35在判定为甲板起重机10的状态是贴地状态的情况下，使升降马达15M的旋转速度朝向规定的目标速度进行通常加速。在该过程中，在旋转马达15M产生的转矩小于第二阈值(例如，容许值的55％的值)的情况下，继续进行加快升降马达15M的旋转速度的动作。另一方面，在旋转马达15M产生的转矩为第二阈值以上的情况下，将该情况向控制装置20通知。

控制装置20在从计算结果输出部35有该通知的情况下，对升降马达15M进行制动而进行低速控制。该低速控制是设为使升降马达15M的旋转速度比上述的目标速度低的低速状态，而提高在该升降马达15M产生的转矩的控制。在低速控制中，能够使升降马达15M的旋转速度为恒定。

计算结果输出部35基于升降马达15M的旋转为低速状态时的供给电流值计算升降马达15M的转矩以及作用于甲板起重机10的升降线绳18的载荷中的至少一方。然后，计算结果输出部35基于该计算值判定作用于升降线绳18的载荷是否为过载荷。

例如，在计算低速状态的升降马达15M的转矩的情况下，若计算值为第三阈值(例如，容许值的105％的值)以下，则计算结果输出部35能够判定为作用于升降线绳18的载荷不是过载荷。另一方面，若计算值为超过第三阈值的值，则计算结果输出部35能够判定作用于升降线绳18的载荷为过载荷。

另外，例如，在计算低速状态下作用于甲板起重机10的升降线绳18的载荷的情况下，若计算值小于第四阈值(例如，容许值的105％的值)，则计算结果输出部35能够判定作用于升降线绳18的载荷不是过载荷。另外，若计算值为第四阈值以上，则计算结果输出部35能够判定作用于升降线绳18载荷是过载荷。

图10是表示本变形例的载荷计算方法的一个例子的流程图。与上述实施方式同样地，为了使升降线绳18上升，从控制装置20输出控制指令。控制装置20在升降制动器15B为制动状态下，从逆变器61向升降马达15M供给电流。控制装置20在从逆变器61向升降马达15M供给电流后，使升降制动器15B为释放状态。

计算结果输出部35判定刚使升降制动器15B释放后的升降马达15M的转矩是否为第一阈值以下(步骤S110)。计算结果输出部35在判定为转矩为第一阈值以下的情况下(步骤S110：是)，判定甲板起重机10的状态为贴地状态(步骤S120)，并进行以下说明的步骤S140以后的处理。另一方面，计算结果输出部35在判定为转矩大于规定的第一阈值的情况下(步骤S110：否)，判定为甲板起重机10的状态为悬空状态(步骤S130)，进行上述实施方式中记载的步骤S10以后的处理。

在判定为甲板起重机10为贴地状态的情况下，计算结果输出部35使升降马达15M的旋转速度朝向规定的目标速度进行通常加速，判定在旋转马达15M产生的转矩是否大于第二阈值(步骤S140)。在转矩小于第二阈值的情况下(步骤S140：否)，计算结果输出部35继续进行使升降马达15M的旋转速度加快的动作。另一方面，在旋转马达15M产生的转矩为第二阈值以上的情况下(步骤S140：是)，将该情况向控制装置20通知。控制装置20在从计算结果输出部35有该通知的情况下，对升降马达15M进行制动而进行低速控制(步骤S150)。

在低速控制中，计算结果输出部35判定低速状态的升降马达15M的转矩是否为第三阈值以下(步骤S160)。在判定为低速状态的升降马达15M的转矩为第三阈值以下的情况下(步骤S160：是)，载荷计算部34基于低速控制中的供给电流值计算作用于升降线绳18的载荷(步骤S170)。计算结果输出部35判定载荷计算部34的计算结果是否为第四阈值以下(步骤S180)。

在判定为载荷计算部34的计算结果为第四阈值以下的情况下(步骤S180：是)，计算结果输出部35判定为作用于升降线绳18的载荷不是过载荷。在此情况下，计算结果输出部35不输出过载荷数据而判定是否经过了规定时间(步骤S190)。在判定为未经过规定时间的的情况下(步骤S190：否)，计算结果输出部35重复进行步骤S160以后的处理。

另一方面，在步骤S160中判定为低速状态的升降马达15M的转矩超过第三阈值的情况下(步骤S160：否)以及在步骤S180中判定为载荷计算部34的计算结果超过第四阈值的情况下(步骤S180：否)，计算结果输出部35判定为作用于升降线绳18的载荷是过载荷，将过载荷数据向通知装置63输出(步骤S200)。

在本变形例中，计算结果输出部35判定甲板起重机10的状态是否为贴地状态，在判定为贴地状态的情况下，基于根据电动马达15M的旋转为低速状态时的供给电流值计算出的电动马达15M的转矩及作用于升降线绳18的载荷的至少一方的计算值，判定作用于升降线绳18的载荷是否为过载荷。这样，不是将速度设为0来测定转矩，而是使电动马达15M的旋转为低速状态，由此能够降低甲板起重机10对操作者的不协调感。

另外，计算结果输出部35在刚使升降制动器15B释放后的电动马达15M的转矩为第一阈值以下的情况下，将甲板起重机10的状态判定为贴地状态。由此，能够容易且高效地判定甲板起重机10的状态。

另外，还具备控制装置20，在判定为甲板起重机10的状态是贴地状态后的电动马达15M的转矩为第二阈值以上的情况下，控制装置20使电动马达15M的旋转为低速状态。由此，能够极力抑制电动马达15M的旋转成为低速状态，能够降低甲板起重机10对操作者的不协调感。

Claims (14)

1.一种载荷计算装置，其中，该载荷计算装置具备：

供给电流值获取部，获取向驱动起重机的至少一部分的电动马达供给的供给电流值；

加速电流值计算部，基于所述电动马达的旋转加速时的旋转加速度和所述起重机的推定惯性，计算有助于所述加速的加速电流值；及

载荷计算部，基于所述电动马达的旋转加速时的所述供给电流值和所述加速电流值，计算作用于所述起重机的至少一部分的载荷。

2.根据权利要求1所述的载荷计算装置，其中，

所述载荷计算装置具备存储所述推定惯性的存储部。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的载荷计算装置，其中，

所述载荷计算装置具备检测所述电动马达的旋转的旋转传感器，

所述加速电流值计算部基于所述旋转传感器的检测数据获取所述电动马达的旋转加速度。

4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的载荷计算装置，其中，

所述电动马达包括驱动所述起重机的升降线绳的升降马达，

所述载荷计算部计算作用于所述升降线绳的载荷。

5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的载荷计算装置，其中，

所述载荷计算装置还具备计算结果输出部，所述计算结果输出部基于所述载荷计算部的计算结果判定作用于所述起重机的至少一部分的载荷是否为过载荷。

6.根据权利要求5所述的载荷计算装置，其中，

所述计算结果输出部判定所述起重机的状态是否为贴地状态，在判定所述起重机的状态为贴地状态的情况下，基于根据所述电动马达的旋转为低速状态时的所述供给电流值计算出的所述电动马达的转矩以及作用于所述起重机的至少一部分的载荷中的至少一个计算值，判定作用于上述起重机的至少一部分的载荷是否为过负荷。

7.根据权利要求6所述的载荷计算装置，其中，

所述计算结果输出部在刚释放制动器之后的所述电动马达的转矩为第一阈值以下的情况下，将所述起重机的状态判定为贴地状态。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的载荷计算装置，其中，

所述载荷计算装置还具备控制装置，在判定所述起重机的状态为所述贴地状态后的所述电动马达的转矩为第二阈值以上的情况下，所述控制装置使所述电动马达的旋转为低速状态。

9.一种载荷计算装置，其中，该载荷计算装置具备：

回转电流值获取部，获取向驱动起重机的回转体的回转马达供给的回转电流值；

俯仰电流值获取部，获取向驱动所述起重机的悬臂的俯仰马达供给的俯仰电流值；及

载荷计算部，基于所述回转电流值和所述俯仰电流值，计算作用于所述起重机的升降线绳的载荷。

10.根据权利要求9所述的载荷计算装置，其中，

所述载荷计算装置具备：

第一加速电流值计算部，基于所述回转马达的旋转加速时的旋转加速度和所述起重机的推定惯性，计算有助于所述回转马达的加速的第一加速电流值；及

第二加速电流值计算部，基于所述俯仰马达的旋转加速时的旋转加速度和所述起重机的推定惯性，计算有助于所述俯仰马达的加速的第二加速电流值，

所述载荷计算部基于所述回转马达的旋转加速时的所述回转电流值和所述第一加速电流值，计算作用于所述回转体的载荷，基于所述俯仰马达的旋转加速时的所述俯仰电流值和所述第二加速电流值，计算作用于所述悬臂的载荷，基于作用于所述回转体的载荷和作用于所述悬臂的载荷，计算作用于所述升降线绳的载荷。

11.根据权利要求9所述的载荷计算装置，其中，

所述载荷计算部基于所述回转电流值计算所述回转马达的转矩，基于所述俯仰电流值计算所述俯仰马达的转矩，基于所述回转马达的转矩和所述俯仰马达的转矩，计算作用于所述升降线绳的载荷。

12.根据权利要求9至权利要求11中任一项所述的载荷计算装置，其中，

所述载荷计算部计算对所述升降线绳进行制动的升降制动器在制动状态下作用于所述升降线绳的载荷。

13.一种载荷计算方法，其中，该载荷计算方法包括：

获取在驱动起重机的至少一部分的电动马达的旋转加速时向所述电动马达供给的供给电流值的步骤；

基于所述电动马达的旋转加速时的旋转加速度和所述起重机的推定惯性，计算有助于所述加速的加速电流值的步骤；及

基于所述供给电流值和所述加速电流值，计算作用于所述起重机的至少一部分的载荷的步骤。

14.一种载荷计算方法，其中，该载荷计算方法包括：

获取向驱动起重机的回转体的回转马达供给的回转电流值的步骤；

获取向驱动所述起重机的悬臂的俯仰马达供给的俯仰电流值的步骤；及

基于所述回转电流值和所述俯仰电流值，计算作用于所述起重机的升降线绳的载荷的步骤。

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