CN112384467A - 起重机 - Google Patents

Abstract

起重机具备：被操作功能部，在能够回转、能够起伏而且能够伸缩的状态下被支承于下部基体；驱动装置，对被操作功能部进行驱动；检测部，检测与被操作功能部的姿态相关的信息；目标信号生成部，基于与用于指示起升载荷的移动方向及移动速度的操作输入相关的信息，生成与起升载荷的移动方向及移动速度相关的目标信号；滤波器部，对目标信号进行滤波来生成滤波目标信号；控制信号生成部，基于与姿态相关的信息及滤波目标信号，生成用于对驱动装置的动作速度进行控制的速度控制信号；以及控制部，基于速度控制信号控制驱动装置。

Description

起重机

技术领域

本发明涉及起重机。

背景技术

以往，在起重机搬运货物时，在货物上发生振动。这样的振动是以搬运时施加的加速度作为起振力、且以钢缆的前端悬挂的货物为质点的单摆或者以钩部分为支点的双摆的振动。

在这样的起重机中，工作人员为了将货物稳定地放到规定位置，需要通过基于操作工具的手动操作使伸缩臂回转或者起伏，来进行抵消货物的摇动的操作。因此，起重机的搬运效率受到搬运时发生的摇动的大小、起重机的工作人员的熟练度影响。

于是，已知如下起重机：通过从起重机的驱动装置(也称为促动器)的速度指令(基本控制信号)使货物的共振频率的频率成分衰减，从而抑制货物的摇动并提高搬运效率(例如参照专利文献1)。

专利文献1所述的起重机是在从行车垂下的钢缆上悬挂并移动货物的起重机装置。起重机计算根据钢缆的悬挂长度计算的摆的共振频率。

另外，上述起重机基于计算出的共振频率，生成时间延迟滤波器。起重机通过对行车速度指令适用了时间延迟滤波器而得到的校正行车速度指令使行车移动，从而抑制搬运中的货物的振动。

另外，上述起重机针对由行驶装置使起重机主体移动的行驶输入的操作信号以及使行车沿着臂移动的横移输入的操作信号，分别独立地施以滤波器来去除共振频率成分。

在这样的起重机中，在行驶输入操作与横移输入操作同时被进行的情况下，货物沿着分别去除了共振频率成分后的行驶输入的操作信号所致的轨迹和横移输入的操作信号所致的轨迹相合成的轨迹被搬运。

但是，合成的轨迹根据行驶输入操作和横移输入操作的操作状态，有时成为几何学上非线性的轨迹，即使适用滤波器，也有时在搬运中的货物上产生摇动。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2016－160081号公报

发明内容

本发明所要解决的课题

本发明的目的在于，提供能够抑制货物的摇动并且沿着适于搬运货物的轨迹搬运货物的起重机。

用于解决课题的手段

本发明所涉及的起重机的一个方式具备：被操作功能部，在能够回转、能够起伏而且能够伸缩的状态下被支承于下部基体；驱动装置，对被操作功能部进行驱动；检测部，检测与被操作功能部的姿态相关的信息；目标信号生成部，基于与用于指示起升载荷的移动方向及移动速度的操作输入相关的信息，生成与起升载荷的移动方向及移动速度相关的目标信号；滤波器部，对目标信号进行滤波来生成滤波目标信号；控制信号生成部，基于与姿态相关的信息及滤波目标信号，生成用于对驱动装置的动作速度进行控制的速度控制信号；以及控制部，基于速度控制信号控制驱动装置。

发明效果

根据本发明，能够实现能够抑制货物的摇动并且沿着适于搬运货物的轨迹搬运货物的起重机。

附图说明

图1是表示起重机的整体结构的侧视图。

图2是表示起重机的控制结构的框图。

图3是表示操作终端的概略结构的平面图。

图4是表示操作终端的控制结构的框图。

图5是表示在操作了起升载荷移动操作工具的情况下的货物被搬运的方位的图。

图6是表示起重机的控制装置的控制结构的框图。

图7是表示起重机的逆动力学模型的图。

图8是表示对陷波滤波器的频率特性进行表现的曲线图的图。

图9是表示对在陷波滤波器中陷波深度系数不同的情况下的频率特性进行表现的曲线图的图。

图10是表示对本发明的一个实施方式中的减振控制的整体的控制方式进行表现的流程图的图。

图11是表示对本发明的一个实施方式所涉及的减振控制中操作终端的操作中的陷波滤波器生成工序进行表现的流程图的图。

图12是表示对本发明的一个实施方式所涉及的减振控制中操作终端的操作中的动作信号生成工序进行表现的流程图的图。

具体实施方式

以下使用图1至图4说明本发明的实施方式所涉及的起重机1。此外，在本实施方式中，作为起重机1说明移动式起重机(复杂地形起重机)，但也可以是汽车起重机等。

如图1所示，起重机1是能够在非特定的场所移动的移动式起重机。起重机1具有车辆2及起重机装置6等。

车辆2相当于下部基体的一例，是搬运起重机装置6的行驶车辆。车辆2具有多个车轮3，以发动机4作为动力源行驶。车辆2上设有外伸支腿5。外伸支腿5由在车辆2的宽度方向两侧能够由油压延伸的突出梁、以及在与地面垂直的方向能够延伸的油压式的起重油缸构成。

车辆2通过使外伸支腿5在车辆2的宽度方向上延伸并且使起重油缸接地，能够扩大起重机1的可作业范围。此外，下部基体既可以是能够行驶的下部基体，也可以是不能行驶的下部基体。

起重机装置6是通过钢缆起吊货物W的作业装置。起重机装置6具备回转台7、臂9、起重杆9a、主带钩滑轮10、副带钩滑轮11、起伏用液压油缸12、主卷扬机13、主钢缆14、副卷扬机15、副钢缆16、驾驶舱17、控制装置31及操作终端32等。

回转台7是以能够回转的方式构成起重机装置6的装置。回转台7经由圆环状的轴承设于车辆2的框架上。回转台7以圆环状的轴承的中心作为旋转中心而旋转自如地构成。

在回转台7，设置有作为驱动装置的油压式的回转用油压马达8。回转台7构成为通过回转用油压马达8能够向第一方向以及作为与第一方向相反的方向的第二方向回转。

回转用油压马达8是通过作为电磁比例切换阀的回转用阀22(参照图2)被旋转操作的驱动装置。回转用阀22能够将向回转用油压马达8供给的工作油的流量控制为任意的流量。

也就是说，回转台7构成为：经由通过回转用阀22被旋转操作的回转用油压马达8，能够被控制为任意的回转速度。在回转台7，设置有作为对回转台7的回转位置(角度)和回转速度进行检测的回转角度检测机构的回转用传感器27(参照图2)。

回转用油压马达8相当于驱动装置的一例。另外，回转用油压马达8也相当于回转驱动部的一例。回转用传感器27相当于检测与作为被操作功能部的臂9的姿态相关的信息的检测部的一例。与姿态相关的信息例如可以包含臂9的回转角度、臂9的起伏角度及臂9的伸缩长度。

臂9相当于被操作功能部的一例，在能够回转、能够起伏而且能够伸缩的状态下被设置于作为下部基体的车辆2。臂9是将钢缆支承为能够起吊货物W的状态的可动支柱。

臂9由多个臂部件构成。臂9构成为：通过利用作为驱动装置的伸缩用液压油缸9c使各臂部件移动，从而在轴向上伸缩自如。伸缩用液压油缸9c相当于对作为被操作功能部的臂9进行驱动的驱动装置的一例。另外，伸缩用液压油缸9c也相当于伸缩驱动部的一例。

臂9的基臂部件的基端在回转台7的大致中央以能够摇动的方式被设置。另外，在臂9设置有对起重杆9a及货物W进行摄影的臂相机9b。

伸缩用液压油缸9c是通过作为电磁比例切换阀的伸缩用阀23(参照图2)被伸缩操作的驱动装置。伸缩用阀23能够将向伸缩用液压油缸9c供给的工作油的流量控制为任意的流量。

也就是说，臂9构成为通过伸缩用阀23能够被控制为任意的臂长度。在臂9设置有作为对臂9的长度进行检测的伸缩长度检测机构的伸缩用传感器28及方位传感器29。伸缩用传感器28相当于检测与作为被操作功能部的臂9的姿态相关的信息的检测部的一例。

主带钩滑轮10和副带钩滑轮11是吊挂货物W的吊具。在主带钩滑轮10中，设置有供主钢缆14卷绕的多个钩轮、以及吊挂货物W的主钩。在副带钩滑轮11中，设置有吊挂货物W的副钩。

起伏用液压油缸12是使臂9起立及倒伏并保持臂9的姿态的驱动装置。起伏用液压油缸12由油缸部和杆部构成。油缸部的端部(基端部)与回转台7以摇动自如的方式连结。杆部的端部(前端部)与臂9的基臂部件以摇动自如的方式连结。起伏用液压油缸12相当于驱动装置的一例。起伏用液压油缸12也相当于起伏驱动部的一例。

起伏用液压油缸12通过作为电磁比例切换阀的起伏用阀24(参照图2)被伸缩操作。起伏用阀24能够将向起伏用液压油缸12供给的工作油的流量控制为任意的流量。

也就是说，臂9构成为通过起伏用阀24能够被控制为任意的起伏速度。在臂9设置有作为对臂9的起伏角度θ进行检测的回转角度检测机构的起伏用传感器30(参照图2)。起伏用传感器30相当于检测与作为被操作功能部的臂9的姿态相关的信息的检测部的一例。

主卷扬机13和副卷扬机15是进行主钢缆14和副钢缆16的转入(提升)及转出(下降)的卷绕装置。

主卷扬机13构成为：供主钢缆14卷绕的主卷筒通过作为驱动装置的主用油压马达13a而旋转，副卷扬机15构成为：供副钢缆16卷绕的副卷筒通过作为驱动装置的副用油压马达15a而旋转。

主用油压马达13a通过作为电磁比例切换阀的主用阀25m(参照图2)被旋转操作。主用阀25m能够将向主用油压马达13a供给的工作油的流量控制为任意的流量。

也就是说，主卷扬机13构成为通过主用阀25m能够被控制为任意的转入及转出速度。同样，副卷扬机15构成为通过作为电磁比例切换阀的副用阀25s(参照图2)能够被控制为任意的转入及转出速度。

在主卷扬机13和副卷扬机15，设置有对主钢缆14及副钢缆16的转出量l分别进行检测的卷绕用传感器26(参照图2)。

驾驶舱17是被壳体33覆盖的操控席。驾驶舱17被搭载于回转台7。在驾驶舱17设有未图示的操控席。在操控席，设置有用于对车辆2进行行驶操作的操作工具、用于对起重机装置6进行操作的回转操作工具18、起伏操作工具19、伸缩操作工具20、主卷筒操作工具21m及副卷筒操作工具21s等(参照图2)。

回转操作工具18通过对回转用阀22进行操作，从而对回转用油压马达8进行控制。起伏操作工具19通过对起伏用阀24进行操作，从而对起伏用液压油缸12进行控制。伸缩操作工具20通过对伸缩用阀23进行操作，从而对伸缩用液压油缸9c进行控制。

主卷筒操作工具21m通过对主用阀25m进行操作，从而对主用油压马达13a进行控制。副卷筒操作工具21s通过对副用阀25s进行操作，从而对副用油压马达15a进行控制。

如图2所示，控制装置31相当于控制部的一例，经由各操作阀对起重机装置6的驱动装置进行控制。控制装置31被设置在驾驶舱17内。控制装置31实体上既可以是CPU、ROM、RAM及HDD等由总线连接的结构，或者也可以是由单片的LSI等构成的结构。控制装置31存放着用于对各驱动装置、切换阀、传感器等的动作进行控制的各种程序、数据。

控制装置31与臂相机9b、回转操作工具18、起伏操作工具19、伸缩操作工具20、主卷筒操作工具21m及副卷筒操作工具21s连接。控制装置31取得来自臂相机9b的影像i。

控制装置31基于从臂相机9b取得的影像i，取得回转操作工具18、起伏操作工具19、主卷筒操作工具21m及副卷筒操作工具21s各自的操作量。

控制装置31与操作终端32的终端侧控制装置41连接，取得来自操作终端32的目标速度信号Vd。

控制装置31与回转用阀22、伸缩用阀23、起伏用阀24、主用阀25m及副用阀25s连接，向回转用阀22、起伏用阀24、主用阀25m及副用阀25s传递动作信号Md。

控制装置31与卷绕用传感器26、回转用传感器27、伸缩用传感器28、方位传感器29及起伏用传感器30连接。控制装置31从卷绕用传感器26，取得与主钢缆14以及/或者副钢缆16(以下将主钢缆14及副钢缆16简单地统称为“钢缆”)的转出量l相关的信息。

控制装置31从回转用传感器27取得与回转台7的回转角度

相关的信息。控制装置31从伸缩用传感器28取得与臂9的伸缩长度ι相关的信息。控制装置31从方位传感器29取得与方位相关的信息。控制装置31从起伏用传感器30取得与臂9的起伏角度θ相关的信息。

控制装置31基于回转操作工具18、起伏操作工具19、伸缩操作工具20、主卷筒操作工具21m及副卷筒操作工具21s的操作量，生成与各操作工具对应的动作信号Md。

像这样构成的起重机1通过使车辆2行驶，能够使起重机装置6移动到任意的位置。另外，起重机1在通过起伏操作工具19的操作利用起伏用液压油缸12使臂9起立至任意的起伏角度θ的状态下，通过伸缩操作工具20的操作使臂9延伸为任意的长度，从而能够扩大起重机装置6的扬程、作业半径。

另外，起重机1在通过副卷筒操作工具21s等起吊了货物W的状态下，通过回转操作工具18的操作使回转台7回转，从而搬运货物W。

如图3所示，操作终端32是输入与使货物W移动的移动方向及移动速度相关的目标速度信号Vd的终端。这样的操作终端32被设置于驾驶舱17。

操作终端32具备壳体33、起升载荷移动操作工具35、终端侧回转操作工具36、终端侧伸缩操作工具37、终端侧主卷筒操作工具38m、终端侧副卷筒操作工具38s、终端侧起伏操作工具39、终端侧显示装置40及终端侧控制装置41(参照图2、图4)等。另外，操作终端32具备对与方位相关的信息进行检测的终端侧方位传感器34。

操作终端32将通过起升载荷移动操作工具35或者各种操作工具36～39的操作而生成的货物W的目标速度信号Vd，向起重机装置6的控制装置31发送。目标速度信号Vd相当于目标信号的一例。

壳体33是操作终端32的主要的结构部件。壳体33具有操作面33a。壳体33具有工作人员能够用手保持的大小。壳体33在操作面33a上从工作人员的左侧起依次具有：起升载荷移动操作工具35、终端侧回转操作工具36、终端侧伸缩操作工具37、终端侧主卷筒操作工具38m、终端侧副卷筒操作工具38s、终端侧起伏操作工具39及终端侧显示装置40。

起升载荷移动操作工具35是在输入关于水平面上货物W的移动方向及移动速度的指示时操作的操作工具。起升载荷移动操作工具35相当于操作部及操作输入部的一例。

起升载荷移动操作工具35由从壳体33的操作面大致垂直地立起的操作杆35a、以及对操作杆35a的倾倒方向及倾倒量进行检测的传感器35b构成。起升载荷移动操作工具35构成为操作杆35a能够向任意的方向进行倾倒操作。

在起升载荷移动操作工具35中，朝向操作面33a的上方向(以下简称为“上方向”)与臂9的延伸方向一致。起升载荷移动操作工具35将关于由传感器35b检测出的操作杆35a的倾倒方向及其倾倒量的操作信号，向终端侧控制装置41传递。

工作人员通过对操作杆35a进行操作，来输入起升载荷的移动方向及移动速度。与起升载荷的移动方向相关的输入对应于操作杆35a的倾倒方向。另外，与起升载荷的移动速度相关的输入对应于操作杆35a的倾斜量。

终端侧回转操作工具36是用于基于工作人员的操作来输入与起重机装置6的回转方向相关的指示及与回转速度相关的指示的操作工具。终端侧伸缩操作工具37是用于基于工作人员的操作来输入与臂9的伸缩方向相关的指示(与伸长或者收缩相关的指示)及与速度相关的指示的操作工具。

终端侧主卷筒操作工具38m是用于基于工作人员的操作来输入与主卷扬机13的旋转方向相关的指示(与卷上或者卷下相关的指示)及与速度相关的指示的操作工具。

终端侧副卷筒操作工具38s是用于基于工作人员的操作来输入与副卷扬机15的旋转方向相关的指示(与卷上或者卷下相关的指示)及与速度相关的指示的操作工具。

终端侧起伏操作工具39是用于基于工作人员的操作来输入与臂9的起伏方向相关的指示(与起立或者倒伏相关的指示)及与速度相关的指示的操作工具。

各操作工具35～39由从壳体33的操作面33a大致垂直立起的操作杆、以及对操作杆的倾倒方向及倾倒量进行检测的传感器(未图示)构成。各操作工具构成为能够向第一方向及第二方向倾倒。各操作工具35～39分别相当于操作输入部的一例。另外，各操作工具35～39的操作杆分别相当于操作部的一例以及相当于操作输入部的一例。

终端侧显示装置40显示起重机1的姿态信息、货物W的信息等各种信息。终端侧显示装置40由液晶画面等的图像显示装置构成。终端侧显示装置40被设置于壳体33的操作面33a。

在终端侧显示装置40上，基于终端侧方位传感器34的检测值，显示方位。在终端侧显示装置40所显示的方位中，朝向终端侧显示装置40的上方向与臂9的延伸方向一致。

如图4所示，作为控制部的终端侧控制装置41对操作终端32进行控制。终端侧控制装置41被设置在操作终端32的壳体33内。终端侧控制装置41实体上既可以是CPU、ROM、RAM及HDD等由总线连接的结构，或者也可以是由单片的LSI等构成的结构。

终端侧控制装置41存放着用于对起升载荷移动操作工具35、终端侧回转操作工具36、终端侧伸缩操作工具37、终端侧主卷筒操作工具38m、终端侧副卷筒操作工具38s、终端侧起伏操作工具39及终端侧显示装置40等的动作进行控制的各种程序、数据。

终端侧控制装置41与起升载荷移动操作工具35、终端侧回转操作工具36、终端侧伸缩操作工具37、终端侧主卷筒操作工具38m、终端侧副卷筒操作工具38s及终端侧起伏操作工具39连接。

终端侧控制装置41从各操作工具35～39，取得与各操作工具35～39的操作杆的倾倒方向及倾倒量对应的操作信号。各操作工具35～39的操作杆的倾倒方向对应于起升载荷的移动方向。另外，各操作工具35～39的操作杆的倾斜量对应于起升载荷的移动速度。

终端侧控制装置41基于从起升载荷移动操作工具35、终端侧回转操作工具36、终端侧伸缩操作工具37、终端侧主卷筒操作工具38m、终端侧副卷筒操作工具38s及终端侧起伏操作工具39的各传感器取得的各操作杆的操作信号，生成货物W的目标速度信号Vd。

在本实施方式的情况下，终端侧控制装置41相当于目标信号生成部的一例。目标信号生成部基于与用于指示起升载荷的移动方向及移动速度的操作输入相关的信息，生成与起升载荷的移动方向及移动速度相关的目标信号。

上述操作输入例如通过工作人员对各操作工具35～39进行操作而被输入。在本实施方式的情况下，与操作输入相关的信息是各操作工具35～39的倾倒方向及倾斜量。

与操作输入相关的信息不限定于各操作工具35～39的倾倒方向及倾斜量。另外，用于输入操作输入的操作输入部不限定于各操作工具35～39。操作输入部例如也可以是起重机的驾驶席上设置的按钮式的开关(未图示)或触摸面板。工作人员也可以通过对开关进行操作，来输入用于对作为被操作功能部的臂9的动作进行指示的操作输入。

操作输入不限定于由工作人员基于各操作工具35～39的操作所进行的输入。例如，操作输入也可以是由工作人员基于上述按钮的操作所进行的输入。

另外，操作输入也可以是从用于对起重机1进行远程操作的远程操作终端接收的、用于对臂9的动作进行控制(指示)的操作信号。

另外，操作输入例如也可以是从组装了BIM(Building Information Modeling：建筑信息模型)等应用的外部终端经由网络(例如互联网)取得的、用于对臂9的动作进行控制(指示)的操作信号。

另外，操作输入也可以是从服务器等外部终端经由网络(例如互联网)接收的、用于对臂9的动作进行控制(指示)的操作信号。

进而，操作输入不限定于经由操作输入部由工作人员输入。也就是说，在起重机1的自动驾驶中，用于对臂9的动作进行自动控制的操作信号也可以理解为相当于操作输入的一例。

另外，终端侧控制装置41与起重机装置6的控制装置31经由有线或者无线的连接机构连接。终端侧控制装置41将生成的货物W的目标速度信号Vd向起重机装置6的控制装置31发送。此外，终端侧控制装置41所具有的功能也可以被组装入起重机装置6。

接下来，使用图5说明操作终端32对起重机装置6的控制。

首先，说明在臂9的前端朝向北的状态(参照图5)下，操作终端32的起升载荷移动操作工具35的操作杆35a在从上方向偏左方向的倾倒角度θ2＝45°的方向上以任意的倾倒量被进行了倾倒操作的情况下的例子。

在该例的情况下，终端侧控制装置41从起升载荷移动操作工具35的传感器35b，取得与从作为臂9的延伸方向的北朝向作为倾倒角度θ2＝45°的方向的西北的倾倒方向和倾倒量对应的操作信号。

进而，终端侧控制装置41基于取得的操作信号(与操作输入相关的信息)，按每单位时间t计算使货物W以与倾倒量相应的移动速度朝向西北移动的情况下的目标速度信号Vd。操作终端32将计算出的目标速度信号Vd按每单位时间t向起重机装置6的控制装置31发送。此外，操作信号(与操作输入相关的信息)既可以是由1个操作输入部受理的操作输入，也可以包含由2个以上的操作输入部受理的操作输入。

控制装置31如果从操作终端32按每单位时间t接收到目标速度信号Vd，则基于臂9的前端的方位，计算起伏速度Vθ、回转速度

及伸缩速度Vι。控制装置31根据计算出的起伏速度Vθ、回转速度

及伸缩速度Vι，生成回转用阀22、伸缩用阀23、起伏用阀24、主用阀25m及副用阀25s的动作信号Md(参照图6)。

起重机1使货物W朝向作为起升载荷移动操作工具35的倾倒方向的西北以与倾倒量相应的速度移动。此时，起重机1通过动作信号Md对回转用油压马达8、伸缩用液压油缸9c、起伏用液压油缸12及主用油压马达13a等进行控制。

通过像这样构成，起重机1从操作终端32以臂9的延伸方向作为基准按每单位时间t取得基于起升载荷移动操作工具35的操作方向的移动方向和速度的目标速度信号Vd，计算起伏速度Vθ、回转速度

及伸缩速度Vι，因此工作人员不会失去对起重机装置6的动作方向相对于起升载荷移动操作工具35的操作方向的认识。

也就是说，起升载荷移动操作工具35的操作方向与货物W的移动方向基于作为共通的基准的臂9的延伸方向被计算。由此，能够容易而且简单地进行起重机装置6的操作。此外，在本实施方式中，操作终端32被设置在驾驶舱17的内部。但是，操作终端32也可以是能够从驾驶舱17的外部进行远程操作的远程操作终端。在该情况下，操作终端32也可以通过终端侧无线机与起重机装置6进行无线通信。

接下来，使用图6至图12，说明起重机装置6的控制装置31中生成陷波滤波器F、以及根据适用了陷波滤波器F后的目标速度信号Vd生成各驱动装置的滤波动作信号Md的控制工序。

如图6所示，控制装置31具有三轴速度信号生成部31a、共振频率计算部31b、滤波器系数计算部31c、滤波器计算部31d及动作信号生成部31e等。

控制装置31具有作为对目标信号进行滤波来生成滤波目标信号的滤波器部的功能。因此，控制装置31可以理解为相当于滤波器部的一例。

另外，控制装置31具有作为如下控制信号生成部的功能：基于与姿态相关的信息(臂9的回转角度、臂9的起伏角度及臂9的伸缩长度)及滤波目标信号，生成用于对驱动臂9的驱动装置(回转用油压马达8、起伏用液压油缸12及伸缩用液压油缸9c)的动作速度进行控制的速度控制信号(动作信号Md)。因此，控制装置31也可以理解为相当于控制信号生成部的一例。

此外，控制装置31能够根据从卷绕用传感器26、回转用传感器27、伸缩用传感器28及起伏用传感器30取得的检测值，计算以任意决定的基准位置O(例如臂9的回转中心)作为原点的货物W(主带钩滑轮10或者副带钩滑轮11)的X坐标Px、Y坐标Py及Z坐标Pz。

三轴速度信号生成部31a根据与货物W的移动方向及移动速度相关的目标速度信号Vd，生成在基准位置O处相互正交的X轴方向、Y轴方向及Z轴方向(以下简称为“三轴方向”)的速度信号。

三轴速度信号生成部31a根据目标速度信号Vd，生成货物W的X轴速度信号Vx、Y轴速度信号Vy及Z轴速度信号Vz。

共振频率计算部31b以主钢缆14或者副钢缆16上悬挂的货物W作为单摆，计算起升载荷的摇动的共振频率ω。

共振频率计算部31b基于臂9的起伏角度θ、主钢缆14的转出量l及主带钩滑轮10的股数，计算与主钢缆14相关的悬挂长度Lm(参照图7)。

共振频率计算部31b基于臂9的起伏角度θ、副钢缆16的转出量l及副带钩滑轮11的股数，计算与副钢缆16相关的悬挂长度Ls(参照图7)。

与主钢缆14相关的悬挂长度Lm，是从主钢缆14离开滑轮的位置到主带钩滑轮10为止的长度。与副钢缆16相关的悬挂长度Ls，是从副钢缆16离开滑轮的位置到副带钩滑轮11为止的长度。

然后，共振频率计算部31b基于重力加速度g、以及悬挂长度Lm以及/或者悬挂长度Ls，计算共振频率ω＝√(g/L)···(1)。此外，在式(1)中，L意味着悬挂长度Lm或者悬挂长度Ls。

滤波器系数计算部31c根据起重机1的动作状态，计算陷波滤波器F所具有的传递函数H(s)(参照后述的式(4))的中心频率系数ω_n、陷波宽度系数ζ及陷波深度系数δ。滤波器系数计算部31c计算与货物W的X坐标Px、Y坐标Py及Z坐标Pz对应的陷波宽度系数ζ及陷波深度系数δ，将共振频率ω作为中心频率ωc，计算所对应的中心频率系数ω_n。

滤波器计算部31d生成使目标速度信号Vd的特定的频域衰减的陷波滤波器F。另外，滤波器计算部31d针对X轴速度信号Vx、Y轴速度信号Vy及Z轴速度信号Vz适用陷波滤波器F。

滤波器计算部31d根据中心频率系数ω_n、陷波宽度系数ζ及陷波深度系数δ，使用后述的式(4)来生成陷波滤波器F。另外，滤波器计算部31d针对X轴速度信号Vx、Y轴速度信号Vy及Z轴速度信号Vz分别适用陷波滤波器F，生成以共振频率ω作为基准使任意的频率范围的频率成分以任意的比例衰减而得到的滤波X轴速度信号Vxd、滤波Y轴速度信号Vyd及滤波Z轴速度信号Vzd。

动作信号生成部31e生成回转用阀22、伸缩用阀23、起伏用阀24、主用阀25m及副用阀25s的动作信号Md。动作信号生成部31e基于滤波X轴速度信号Vxd、滤波Y轴速度信号Vyd及滤波Z轴速度信号Vzd，计算滤波起伏速度信号Vθd、滤波回转速度信号

及滤波伸缩速度信号Vιd。

进而，动作信号生成部31e基于计算出的滤波起伏速度信号Vθd、滤波回转速度信号

及滤波伸缩速度信号Vιd，分别生成回转用阀22、伸缩用阀23、起伏用阀24、主用阀25m及副用阀25s的动作信号Md。

也就是说，控制装置31经由各操作阀对作为驱动装置(促动器)的一例的回转用油压马达8、起伏用液压油缸12、主用油压马达13a及副用油压马达15a进行控制。

控制装置31的三轴速度信号生成部31a与滤波器计算部31d连接。三轴速度信号生成部31a从操作终端32取得目标速度信号Vd。

控制装置31的共振频率计算部31b与滤波器系数计算部31c连接。共振频率计算部31b从卷绕用传感器26取得转出量l。

控制装置31的滤波器系数计算部31c与滤波器计算部31d连接。滤波器系数计算部31c从共振频率计算部31b取得主钢缆14的悬挂长度Lm和副钢缆16的悬挂长度Ls(参照图7)、以及共振频率ω。

另外，滤波器系数计算部31c取得回转台7的回转角度

臂9的伸缩长度ι、臂9的起伏角度θ、以及钢缆的悬挂长度(主钢缆14的悬挂长度Lm或者副钢缆16的悬挂长度Ls)。

控制装置31的滤波器计算部31d与动作信号生成部31e连接。滤波器计算部31d从三轴速度信号生成部31a取得货物W的X轴速度信号Vx、Y轴速度信号Vy及Z轴速度信号Vz。滤波器计算部31d从滤波器系数计算部31c取得陷波宽度系数ζ、陷波深度系数δ及中心频率系数ω_n。

控制装置31的动作信号生成部31e与回转用阀22、伸缩用阀23、起伏用阀24、主用阀25m及副用阀25s连接。动作信号生成部31e从滤波器计算部31d取得滤波X轴速度信号Vxd、滤波Y轴速度信号Vyd及滤波Z轴速度信号Vzd。

然后，按照已述的次序，动作信号生成部31e生成回转用阀22、起伏用阀24、主用阀25m及副用阀25s的动作信号Md，将动作信号Md向对应的操作阀输出。

如图7所示，货物W(主带钩滑轮10或者副带钩滑轮11)的X坐标Px、Y坐标Py及Z坐标Pz与臂9的起伏角度θ、回转角度

及伸缩长度ι的关系，在逆动力学模型中使用臂9的延伸方向的等价长度Lx及臂9的纵向的等价长度Lz，通过以下的式(2)表现。

另外，货物W的X轴速度信号Vx、Y轴速度信号Vy及Z轴速度信号Vz与臂9的起伏速度Vθ、回转速度

及伸缩速度Vι的关系，通过以时间t对式(2)进行微分而得到的以下的式(3)表现。

[数1]

式(2)中的各符号如下定义。

延伸方向的等价长度：Lx＝Lb+Gap_jbx+(Lj+Gap_jtx)Cτ

纵向的等价长度：Lz＝Gap_jbz+(Lj++Gap_jtx)Sτ+Gap_jbzCτ

臂9的长度：Lb

起重杆9a的长度：Lj

从主卷滑轮中心到角度支点为止的臂9的延伸方向的长度：Gap_jbx

从起伏支点到起重杆角度支点为止的与臂9垂直的方向的长度：Gap_jbz

从起重杆9a的前端到补卷滑轮中心为止的起重杆延伸方向的长度：Gap_jtx

从起重杆9a的前端到补卷滑轮中心为止的与起重杆9a垂直的方向的长度：Gap_jbz

从回转中心O到起伏支点为止的X方向的距离：Gap_bx

从回转中心O到起伏支点为止的Z方向的距离：Gap_bz

起重杆9a的角度：τ

sin：S

cos：C

[数2]

接下来，使用图8和图9说明陷波滤波器F。陷波滤波器F是以任意的频率作为中心针对目标速度信号Vd赋予急剧的衰减的滤波器。

如图8所示，陷波滤波器F是具有如下频率特性的滤波器：使以任意的中心频率ωc作为中心的任意的频率范围即陷波宽度Bn的频率成分，以中心频率ωc处的任意的频率的衰减比例即陷波深度Dn衰减。也就是说，陷波滤波器F的频率特性通过中心频率ωc、陷波宽度Bn及陷波深度Dn被设定。

陷波滤波器F具有以下的式(4)所示的传递函数H(s)。

[数3]

在式(4)中，ω_n是与陷波滤波器F的中心频率ωc对应的中心频率系数ω_n。在式(4)中，ζ是与陷波宽度Bn对应的陷波宽度系数ζ。在式(4)中，δ是与陷波深度Dn对应的陷波深度系数δ。

另外，陷波滤波器F通过变更中心频率系数ω_n来变更陷波滤波器F的中心频率ωc。陷波滤波器F通过变更陷波宽度系数ζ来变更陷波滤波器F的陷波宽度Bn。陷波滤波器F通过变更陷波深度系数δ来变更陷波滤波器F的陷波深度Dn。

陷波宽度系数ζ设定得越大，则陷波宽度Bn被设定得越大。由此，陷波滤波器F所适用的输入信号中从中心频率ωc衰减的频率范围，通过陷波宽度系数ζ被设定。

陷波深度系数δ在0至1之间被设定。如图9所示，在陷波深度系数δ＝0的情况下，陷波滤波器F为：陷波滤波器F的中心频率ωc处的增益特性为―∞dB。由此，陷波滤波器F所适用的输入信号中，中心频率ωc处的衰减量为最大。也就是说，陷波滤波器F使输入信号依照其频率特性最为衰减并输出。

在陷波深度系数δ＝1的情况下，陷波滤波器F为：陷波滤波器F的中心频率ωc处的增益特性为0dB。由此，陷波滤波器F使适用的输入信号的所有频率成分不衰减。也就是说，陷波滤波器F将输入信号原样输出。

通过适用了陷波深度系数δ接近0(陷波深度Dn深)的陷波滤波器F后的动作信号Md被控制的驱动装置，与通过适用了陷波深度系数δ接近1(陷波深度Dn浅)的陷波滤波器F后的动作信号Md或者未适用陷波滤波器F的动作信号Md被控制的情况相比，起升载荷移动操作工具35的操作所致的反应变得缓慢，操作性降低。

同样，通过适用了陷波宽度系数ζ比标准性的值更大(陷波宽度Bn较宽)的陷波滤波器F后的动作信号Md被控制的驱动装置，与通过适用了陷波宽度系数ζ比标准性的值小(陷波宽度Bn较窄)的陷波滤波器F后的动作信号Md或者未适用陷波滤波器F的动作信号Md被控制的情况相比，起升载荷移动操作工具35的操作所致的反应变得缓慢，操作性降低。

在减振控制中，起重机1通过操作终端32的起升载荷移动操作工具35的操作从而动作的情况下，控制装置31取得基于起升载荷移动操作工具35的操作而生成的目标速度信号Vd。然后，控制装置31基于货物W(主带钩滑轮10或者副带钩滑轮11)的X坐标Px、Y坐标Py及Z坐标Pz，设定具有作为任意值的陷波深度系数δ的陷波滤波器F。

例如，在希望使振动抑制效果优先的自动控制的情况下，控制装置31针对陷波滤波器F的陷波深度系数δ设定接近0的值(例如陷波深度系数δ＝0.3)。这样的陷波滤波器F能够使以共振频率ω作为中心的频率成分大为衰减。

控制装置31将生成的陷波滤波器F适用于X轴速度信号Vx、Y轴速度信号Vy及Z轴速度信号Vz。由此，在起重机1对货物的搬运作业中，货物W的共振频率ω处的振动抑制效果变好。

另一方面，在希望使起升载荷移动操作工具35的操作性优先的控制的情况下，控制装置31针对陷波滤波器F的陷波深度系数δ设定接近1的值(例如陷波深度系数δ＝0.7)。这样的陷波滤波器F中，以共振频率ω作为中心的频率成分的衰减比例小。

控制装置31将生成的陷波滤波器F适用于X轴速度信号Vx、Y轴速度信号Vy及Z轴速度信号Vz。由此，在起重机1对货物的搬运作业中，与提高货物W的共振频率ω处的振动抑制效果相比，更优先维持起升载荷移动操作工具35的操作性。

也就是说，起重机1能够通过与工作人员的技能、喜好相应的频率特性的陷波滤波器F，生成滤波X轴速度信号Vxd、滤波Y轴速度信号Vyd及滤波Z轴速度信号Vzd。

以下，使用图10至图12，具体说明控制装置31中基于起重机1的动作状态的减振控制。在本实施方式中，控制装置31设定与起重机1的动作状态、工作人员的技能或者工作人员的喜好相应的陷波滤波器F的陷波深度系数δ和陷波宽度系数ζ之中的至少一个。

在以下的实施方式中，陷波滤波器F设为将陷波深度系数δ设定为与起重机1的动作状态等相应的任意的值，且将陷波宽度系数ζ设定为预定的固定值，但也可以构成为：针对陷波宽度系数ζ，也与起重机1的动作状态等相应地变更为任意的值。

另外，控制装置31设为仅将共振频率计算部31b中计算出的共振频率ω作为成为陷波滤波器F的基准的中心频率ωc，来计算中心频率系数ω_n。控制装置31设为基于在三轴速度信号生成部31a中从操作终端32取得的目标速度信号Vd，按每扫描时间生成动作信号Md。

如图10所示，在步骤S100中，控制装置31开始起重机1的减振控制中的陷波滤波器F生成工序A，使控制处理向步骤S110转移(参照图11)。然后，如果陷波滤波器F生成工序A结束，则控制装置31使控制处理向步骤S200转移(参照图10)。

在步骤S200中，控制装置31开始起重机1的减振控制中的动作信号Md生成工序B，使控制处理向步骤S210转移(参照图12)。然后，如果动作信号Md生成工序B结束，则控制装置31使控制处理向步骤S100转移(参照图10)。

如图11所示，在减振控制的步骤S110中，控制装置31的三轴速度信号生成部31a判定是否取得了货物W的目标速度信号Vd。

结果，在取得了货物W的目标速度信号Vd的情况下(步骤S110：“是”)，控制装置31使控制处理向步骤S120转移。

另一方面，在未取得货物W的目标速度信号Vd的情况下(步骤S110：“否”)，控制装置31使步骤向S110转移。

在步骤S120中，三轴速度信号生成部31a基于取得的目标速度信号Vd，计算货物W的X轴速度信号Vx、Y轴速度信号Vy及Z轴速度信号Vz。然后，控制处理向步骤S130转移。

在步骤S130中，控制装置31的共振频率计算部31b根据钢缆的转出量l通过上述的式(1)计算共振频率ω。然后，控制装置31使控制处理向步骤S140转移。

在步骤S140中，控制装置31的滤波器系数计算部31c基于货物W的X坐标Px、Y坐标Py及Z坐标Pz，计算陷波深度系数δ。然后，控制装置31使控制处理向步骤S150转移。

在步骤S150中，滤波器系数计算部31c将计算出的共振频率ω作为中心频率ωc计算中心频率系数ω_n。然后，控制装置31使控制处理向步骤S160转移。

此外，作为变形例，在步骤S150中，滤波器系数计算部31c也可以将计算出的共振频率ω与构成起重机1的构造物(例如臂9、起重杆9a)由于外力而振动时被激励的固有的振动频率的合成频率作为中心频率ωc，来计算中心频率系数ω_n。根据这样的变形例，不仅能够抑制基于共振频率ω(n)的振动，而且能够一并抑制基于构成起重机1的构造物所具有的固有的振动频率的振动。

在步骤S160中，控制装置31的滤波器计算部31d根据计算出的陷波深度系数δ和中心频率系数ω_n生成陷波滤波器F。然后，控制装置31结束陷波滤波器F生成工序A，使控制处理向步骤S200转移(参照图10)。

如图12所示，在动作信号Md生成工序B的步骤S210中，控制装置31的滤波器计算部31d针对计算出的货物W的X轴速度信号Vx、Y轴速度信号Vy及Z轴速度信号Vz适用陷波滤波器F，计算滤波X轴速度信号Vxd、滤波Y轴速度信号Vyd及滤波Z轴速度信号Vzd。然后，控制装置31使控制处理向步骤S220转移。

在步骤S220中，动作信号生成部31e基于计算出的滤波X轴速度信号Vxd、滤波Y轴速度信号Vyd及滤波Z轴速度信号Vzd，计算滤波起伏速度信号Vθd、滤波回转速度信号

及滤波伸缩速度信号Vιd。然后，控制装置31使控制处理向步骤S230转移。

在步骤S230中，动作信号生成部31e基于计算出的滤波起伏速度信号Vθd、滤波回转速度信号

及滤波伸缩速度信号Vιd，分别生成回转用阀22、伸缩用阀23、起伏用阀24、主用阀25m及副用阀25s的动作信号Md。然后，控制装置31结束动作信号Md生成工序B，使控制处理向步骤S100转移(参照图10)。

像这样，起重机1针对基于货物W的目标速度信号Vd计算出的货物W的X轴速度信号Vx、Y轴速度信号Vy及Z轴速度信号Vz适用陷波滤波器F，生成滤波起伏速度信号Vθd、滤波回转速度信号

及滤波伸缩速度信号Vιd。

因此，合成了各驱动装置的动作而成的货物W的搬运轨道不会成为几何学上的非线性。另外，起重机1与根据货物W的X坐标Px、Y坐标Py及Z坐标Pz决定的起重机1的动作状态相应地，决定由陷波滤波器F衰减的频率范围及衰减的比例。也就是说，起重机1通过适于动作状态的陷波滤波器F实施减振控制。由此，能够抑制货物的摇动，并且沿着适于搬运货物的轨迹搬运货物。

起重机1的共振频率，指的是臂9的起伏方向及回转方向的固有振动频率、由于臂9的绕轴的扭曲而引起的固有振动频率、由主带钩滑轮10或副带钩滑轮11和挂环钢缆构成的双摆的共振频率、由于主钢缆14或者副钢缆16的伸长而引起的伸缩振动时的固有频率等振动频率。

在本发明所涉及的减振控制中，起重机1被适用了以共振频率作为中心频率使特定的频率范围的信号衰减的陷波滤波器F，但只要是低通滤波器、高通滤波器、带阻滤波器等使特定的频率衰减的滤波器即可。

上述的实施方式不过示出了代表性的方式，能够在不脱离一个实施方式的主旨的范围内进行各种变形来实施。显然还能够以其他各种方式实施，本发明的范围通过权利要求书的记载示出，还包含与权利要求书所记载的等同的含义及范围内的所有变更。

[附记]

本发明所涉及的起重机的参考例的一个方式(参考例1)是一种起重机，计算货物的摇动的共振频率，利用以所述共振频率作为基准使任意的频率范围的频率成分以任意的比例衰减而得到的滤波控制信号对促动器进行控制，具备：

操作工具，被输入上述货物的移动方向和速度；

上述臂的回转角度检测机构；

上述臂的起伏角度检测机构；

上述臂的伸缩长度检测机构；以及

上述钢缆的转出量检测机构，

根据上述转出量检测机构所检测的钢缆的转出量，计算上述货物的摇动的共振频率，

通过上述操作工具的操作信号，生成与上述货物的移动方向和速度相关的目标速度信号，

生成从上述目标速度信号以所述共振频率作为基准使任意的频率范围的频率成分以任意的比例衰减而得到的滤波速度信号，

基于上述回转角度检测机构所检测的回转角度、上述起伏角度检测机构所检测的起伏角度、以及上述伸缩长度检测机构所检测的伸缩长度，根据上述滤波速度信号，生成与每个上述促动器的动作速度相关的滤波动作信号。

如上所述的参考例1所涉及的起重机的一个方式(参考例2)为：

上述目标速度信号由X轴速度信号、Y轴速度信号及Z轴速度信号构成，

根据各轴的上述速度信号生成上述滤波速度信号，

根据各轴方向的上述滤波速度信号生成滤波起伏速度信号、滤波回转速度信号、滤波伸缩速度信号，作为上述滤波动作信号控制所对应的促动器。

另外，如上所述的参考例1或者参考例2所涉及的起重机的一个方式(参考例3)为：

基于上述回转角度检测机构所检测的回转角度、上述起伏角度检测机构所检测的起伏角度、以及上述伸缩长度检测机构所检测的伸缩长度，设定通过陷波滤波器衰减的频率范围、以及通过陷波滤波器衰减的任意的比例。

2018年7月18日申请的日本特愿2018－135406的日本申请中包含的说明书、附图及说明书摘要的公开内容全部被引用至本申请。

工业实用性

本发明所涉及的起重机不限于移动式起重机，能够适用于各种起重机。

附图标记说明：

1 起重机

2 车辆

3 车轮

4 发动机

5 外伸支腿

6 起重机装置

7 回转台

8 回转用油压马达

9 臂

9a 起重杆

9b 臂相机

9c 伸缩用液压油缸

10 主带钩滑轮

11 副带钩滑轮

12 起伏用液压油缸

13 主卷扬机

13a 主用油压马达

14 主钢缆

15 副卷扬机

15a 副用油压马达

16 副钢缆

17 驾驶舱

18 回转操作工具

19 起伏操作工具

20 伸缩操作工具

21m 主卷筒操作工具

21s 副卷筒操作工具

22 回转用阀

23 伸缩用阀

24 起伏用阀

25m 主用阀

25s 副用阀

26 卷绕用传感器

27 回转用传感器

28 伸缩用传感器

29 方位传感器

30 起伏用传感器

31 控制装置

31a 三轴速度信号生成部

31b 共振频率计算部

31c 滤波器系数计算部

31d 滤波器计算部

31e 动作信号生成部

32 操作终端

33 壳体

33a 操作面

34 终端侧方位传感器

35 起升载荷移动操作工具

35a 操作杆

35b 传感器

36 终端侧回转操作工具

37 终端侧伸缩操作工具

38m 终端侧主卷筒操作工具

38s 终端侧副卷筒操作工具

39 终端侧起伏操作工具

40 终端侧显示装置

41 终端侧控制装置

W 货物

ω 共振频率

Vd 目标速度信号。

Claims (7)

1.一种起重机，具有：

被操作功能部，在能够回转、能够起伏而且能够伸缩的状态下被支承于下部基体；

驱动装置，对所述被操作功能部进行驱动；

检测部，检测与所述被操作功能部的姿态相关的信息；

目标信号生成部，基于与用于指示起升载荷的移动方向及移动速度的操作输入相关的信息，生成与所述起升载荷的移动方向及移动速度相关的目标信号；

滤波器部，对所述目标信号进行滤波来生成滤波目标信号；

控制信号生成部，基于与所述姿态相关的信息及所述滤波目标信号，生成用于对所述驱动装置的动作速度进行控制的速度控制信号；以及

控制部，基于所述速度控制信号控制所述驱动装置。

2.如权利要求1所述的起重机，

所述驱动装置具有：使所述被操作功能部回转的回转驱动部、使所述被操作功能部起伏的起伏驱动部、以及使所述被操作功能部伸缩的伸缩驱动部，

所述控制信号生成部基于与所述姿态相关的信息及所述滤波目标信号，生成用于对所述回转驱动部、所述起伏驱动部及所述伸缩驱动部各自的动作速度进行控制的速度控制信号。

3.如权利要求2所述的起重机，

所述滤波器部基于与从所述被操作功能部悬挂的钢缆相关的共振频率，生成滤波器。

4.如权利要求1～3中任一项所述的起重机，

与所述姿态相关的信息，是所述被操作功能部的回转角度、起伏角度及伸缩长度。

5.如权利要求1～4中任一项所述的起重机，还具备：

操作输入部，具有操作部，基于工作人员对所述操作部的操作，受理与所述起升载荷的移动方向相关的输入及与移动速度相关的输入，

与所述移动方向相关的输入对应于所述操作部的倾倒方向，

与所述移动速度相关的输入对应于所述操作部的倾斜量。

6.如权利要求2所述的起重机，

所述目标信号包含X轴方向的目标速度信号、Y轴方向的目标速度信号及Z轴方向的目标速度信号，

所述控制信号生成部基于所述X轴方向的目标速度信号、所述Y轴方向的目标速度信号及所述Z轴方向的目标速度信号，生成所述回转驱动部、所述起伏驱动部及所述伸缩驱动部各自的所述速度控制信号。

7.如权利要求3所述的起重机，

所述滤波器部生成陷波滤波器作为所述滤波器，基于所述被操作功能部的回转角度、所述被操作功能部的起伏角度及所述被操作功能部的伸缩长度，设定通过所述陷波滤波器衰减的频率范围、以及通过所述陷波滤波器衰减的任意的比例。

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