CN112512953B - 起重机和起重机控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种起重机和起重机控制方法。其提供一种在抑制使起重机停止时发生的吊重摆动的同时也缩短制动距离、安全性高的起重机。起重机具有生成水平移动装置的移动速度指令的速度指令生成部、和根据速度指令使水平移动装置移动的起重机控制部。而且,速度指令部生成从输入停止动作开始信号的时刻起进行减速的第一速度模式、和进行将以第一速度模式驱动水平移动装置时发生的吊重摆动抵消的加减速的第二速度模式。然后,以该第一速度模式和第二速度模式驱动水平移动装置。
Description
技术领域
本发明涉及悬吊并搬运重物的起重机和起重机控制方法。
背景技术
近年来,随着起重机的熟练作业者的高龄化和起重机设置台数的增加引起的人手不足,经验少的非熟练作业者驾驶(操作)起重机的情况正在增加。在非熟练作业者进行的起重机操作中,存在发生误认障碍物的位置和高度、漏看周边障碍物、预测吊重的摆动等起重机的举动的经验不足、因为不习惯起重机操作而发生的误操作等的风险。因此,在非熟练作业者进行的起重机操作中,与熟练作业者的起重机操作相比,吊重与障碍物的碰撞和被夹住等事故发生率容易提高。
作为防止事故的一种对策,可以列举使起重机迅速安全地停止。即,要求抑制停止时的摆动,同时制动距离较短。使起重机快速停止时,虽然停止前小车移动的制动距离较短,但发生较大的吊重摆动。为了减少吊重摆动,使减速时间延长、或施加抑制吊重摆动用的控制即可,但该情况下,虽然能够抑制吊重摆动,但存在制动距离变长的问题。
作为抑制吊重摆动地使起重机停止的控制方法,例如公开了专利文献1的技术。
专利文献1:日本特开平8-324960号公报
发明内容
根据专利文献1,使起重机开始停止动作时,先进行档位操作或机械制动之后,在其摆动周期的1/2后的时机进行1次或多次反向档位操作或机械制动,或者在其摆动周期的1/4后的时机进行1次或多次反向档位操作或机械制动。该方法在通过档位操作或机械制动进行减速后进行1次以上档位操作(三角波速度模式)而抑制吊重摆动,但不能通过1次操作可靠地停止,结果,不能期待制动距离减小。
本发明是鉴于这样的问题得出的,目的在于提供一种能够在抑制吊重摆动的同时缩短制动距离的、安全性更高的起重机和起重机的控制方法。
为了解决上述课题,对于本发明举其一例,是一种起重机,其具有通过绳缆的卷升和卷降而使吊重在上下方向上移动的卷扬机、具有该卷扬机并使该吊重在水平方向上移动的水平移动装置、生成控制该水平移动装置用的速度指令的速度指令生成部、和根据所述速度指令控制所述水平移动装置的速度的起重机控制部,其特征在于:所述速度指令生成部生成从基于停止动作开始信号开始减速时的速度减速至第一减速结束速度的第一速度模式、和进行将以所述第一速度模式驱动所述水平移动装置时发生的吊重摆动抵消的加减速的第二速度模式;所述起重机控制部从所述减速开始时起以所述第一速度模式控制所述水平移动装置,从减速至所述第一减速结束速度的时刻起以所述第二速度模式控制所述水平移动装置。
另外,举出本发明的另一例,是一种起重机的控制方法,该起重机具有通过绳缆的卷升和卷降而使吊重在上下方向上移动的卷扬机、具有该卷扬机并使该吊重在水平方向上移动的水平移动装置、生成控制该水平移动装置用的速度指令的速度指令生成部、和根据所述速度指令控制所述水平移动装置的速度的起重机控制部,其特征在于:生成从基于停止动作开始信号开始减速时的速度减速至第一减速结束速度的第一速度模式、和进行将以所述第一速度模式驱动所述水平移动装置时发生的吊重摆动抵消的加减速的第二速度模式;从所述减速开始时起以所述第一速度模式控制所述水平移动装置,从减速至所述第一减速结束速度的时刻起以所述第二速度模式控制所述水平移动装置。
其中,此处,上述“绳缆(绳索)”这一用语定义为不仅表示绳缆、也表示链、线、绳、带、线缆等能够用于悬吊重物的各种道具。
根据本发明,能够通过1次加减速将减速引起的吊重摆动抵消,所以能够在抑制吊重摆动的同时减小制动距离,能够提高起重机的安全性。
附图说明
图1是表示作为本发明的对象的起重机的一例中的机构的图。
图2是表示本发明中的实施例1的起重机的结构的图。
图3是表示实施例1中生成的速度模式的图。
图4是说明实施例1的动作例的图。
图5是表示本发明中的实施例2的起重机的结构的图。
图6是说明实施例2的动作例的图。
图7是说明实施例2的动作例的图。
图8是说明实施例2的动作例的图。
图9是说明实施例2的动作例的图。
图10是说明实施例3的动作例的图。
图11是说明实施例3的动作例的图。
图12是说明实施例3的动作例的图。
图13是说明实施例3的动作例的图。
图14是说明实施例3的动作例的图。
图15是表示本发明中的实施例4的起重机的结构的图。
具体实施方式
以下,使用附图说明本发明中的起重机的几个实施例。
此处,本发明对于能够在水平方向上移动吊重(用绳缆悬吊的重物)的各种起重机是有效的。即,本发明是不仅在用小车使吊重横行或纵行的起重机(例如桥式起重机)中、且在仅进行横行或纵行的起重机(例如卸船机)中也能够应用的技术。从而,本说明书中,“起重机”这一用语包括能够在水平方向上移动吊重的全部种类的起重机。
另外,对于用起重机搬运的重物(吊重),用绳缆或链等悬吊搬运,本发明中只要是能够用于悬吊重物的用具即可,与材质和形状等无关。因此,如上所述,本说明书中“绳缆”这一用语是作为对用于悬吊重物的道具总称的用语记载的。即,“绳缆”中不仅包括所谓绳缆,也包括链、带、丝、线缆、线、绳等。
实施例1
使用图1至图4,说明本发明中的实施例1的起重机。其中,各图中,对于同一机器(装置)附加同一符号,有时在后来的图的说明中省略已有的机器的说明。
图1是表示桥式起重机的机构的概要的图。另外,如上所述,本发明并不限定于桥式起重机。
图1中,起重机1由沿着建筑物(未图示)的两侧的墙壁设置的轨道2、在该轨道2的顶面移动的桥架3、和沿着桥架3的底面移动的小车4构成。在小车4的下部设置了未图示的卷扬机(提升机)。通过使用该卷扬机使绳缆5卷升或卷降,能够使绳缆5的前端的钩6升降。该钩6直接或经由线7悬吊吊重8,随着钩6的升降,吊重8升降。即,起重机1能够通过桥架3的水平方向的移动(以下简称为“纵行”)和小车4的水平方向的移动(以下简称为“横行”)而使吊重8在水平方向上移动,并且用卷扬机使吊重8在垂直方向(上下方向)上升降。该实施例中,通过使用该小车4的横行、使用桥架3的纵行进行水平方向移动。该图1中,小车4和桥架3相当于水平移动装置。因为本发明与在水平方向上移动吊重的动作相关,所以关于本发明的实施例1的以下说明以通过横行和纵行进行的水平方向移动的动作为中心进行说明。从而,以下实施例的说明中,吊重的移动表示驱动小车4的移动(横行)、驱动桥架3的移动(纵行)中的某一方、或双方。
图2是表示本发明的实施例1中的起重机的结构的图。图2中,为了使说明简化而示出了通过小车4横行的起重机1,在图中省略了通过桥架3进行的纵行。另外,省略了用于使小车4和桥架3移动的电动机等驱动部。
图2中,10是生成为了将吊重8移动至目标位置而控制水平移动装置(桥架3和小车4)的速度模式等的速度指令生成部,此处示出了使用通用的计算机的例子。101是使用内置的程序和数据等、执行生成速度模式等运算处理的MPU(微处理单元)。102是存储该MPU101工作(进行运算处理)用的程序和数据等的存储器。103是将来自外部的数据和信号的输入和MPU101进行运算处理后的信号等对外部输出用的输入输出控制部。104是用于进行速度指令生成部10内的各构成机器的相互的信号和数据的传递的总线。12是起重机控制部。起重机控制部12输入从速度指令生成部10输出的速度模式并控制小车4的水平方向移动(横行)速度。另外,虽然图2中省略,但速度指令生成部10不仅输出控制小车4的,在进行纵行控制的情况下也输出控制桥架3的水平方向移动(纵行)速度的速度模式。在桥架3一方,以该速度模式控制吊重的水平方向移动(纵行)速度。另外,对于速度指令生成部10,输入未图示的绳缆长度检测器的输出即绳缆长度L0,且从同样未图示的速度检测器输入减速开始时刻的速度Vmax。另外,绳缆长度L0和速度Vmax不变动的情况下,将这些数据存储在存储器102中即可。其中,9表示障碍物。该障碍物9并非总是存在于吊重的搬运路线途中,但设想了有存在的可能性的情况。
接着,对于图2中的起重机的控制内容的详情进行说明。图2中,操作者用操作输入装置100指示吊重的移动方向时,速度指令生成部10生成使桥架3、小车4在与指示的移动方向对应的方向上移动的速度指令。起重机控制部根据生成的速度指令驱动桥架3、小车4,使吊重8在水平方向上移动(该情况下是横行)。
要使水平方向的移动(横行、纵行)停止的情况下,操作者使用操作输入装置100对速度指令生成部10指示停止动作开始信号11。例如,是在操作输入装置100中配置有与移动方向对应的按钮,通过在开始移动时按下与想要移动的方向对应的按钮、想要停止时放开该按钮而进行操作的结构。然后,操作输入装置100在按钮被放开时,对速度指令生成部10输入作为停止动作开始的触发的停止动作开始信号11。或者,也可以从另外设置的停止按钮或外部机器输入停止动作开始信号11。
图3是输入了停止动作开始信号11时速度指令生成部10生成的速度模式的图。输入停止动作开始信号11时,首先,生成使桥架/小车速度以时间宽度T1从停止前的Vmax减速至Vdmin的第一速度模式。按照第一速度模式驱动桥架/小车时,发生吊重的摆动。为了将该吊重摆动抵消,生成从速度Vdmin加速至Vdmax后进行减速(加减速)而停止的时间宽度T2的第二速度模式。这些速度模式用如下所示的关系式运算。
首先,从起重机的速度指令到吊重摆动量的传递函数P(s)由下式给定。
P(s)=-s/(s^2+wr^2)
此处,wr=2*π/Tc=sqrt(g/L)(Tc:吊重的振子周期,g:重力加速度,L:从绳缆的旋转中心到吊重的重心的距离)。其中,从绳缆的旋转中心到吊重的重心的距离L在该实施例中对于绳缆长度L0加上从钩位置到被线悬吊的吊重的重心的距离ΔL而求出。距离ΔL预先存储在存储器102中。
第一速度模式由关于时间t的函数v1(t)给定时,输入第一速度模式时发生的吊重摆动x1(t)能够通过对v1(t)进行拉普拉斯变换而求出V1(s)、并对X1(s)=P(s)*V1(s)进行逆拉普拉斯变换而求出,如下式所示地给定。
x1(t)=A1*sin(wr*t+θ1)
第二速度模式由关于时间t的函数v2(t)给定时,输入第二速度模式时发生的吊重摆动x2(t)能够通过对v2(t)进行拉普拉斯变换而求出V2(s)、并对X2(s)=P(s)*V2(s)进行逆拉普拉斯变换而求出,如下式所示地给定。
x2(t)=A2*sin(wr*t+θ2)
为了用x2(t)将x1(t)抵消,使x1(t)与x2(t)的相位一致、使振幅抵消即可,所以满足下式即可:
θ1=θ2,A1=-A2。
T1、Vdmin是由桥架/小车的性能决定的参数,所以停止时根据Vmax、wr、T1、Vdmin计算T2、Vdmax即可。
其中,使T1尽可能小、Vdmin尽可能在0附近时,制动距离的缩短效果增大。
作为第一速度模式以恒定减速度减速至0附近,作为第二速度模式采用三角波。以第一速度模式驱动时发生的吊重摆动的振幅A1、相位θ1如下式所示。
A1=2*Vmax*sin(T1*wr/2)/(T1*wr^2)
θ1=-T1*wr/2
另外,以第二速度模式驱动时发生的吊重摆动的振幅A2、相位θ2如下式所示。
A2=-8*Vdmax*sin(T2*wr/4)^2/(T2*wr^2)
θ2=π/2-(T1+T2/2)*wr
为了使2个吊重摆动抵消,以θ1=θ2、A1=-A2的方式决定T2、Vdmax即可。
T2=π/wr-T1
Vdmax=(T2*wr^2)/(8*sin(T2*wr/4)^2)*Vmax
图4是说明本实施例1的动作的图,从上方起(a)表示小车速度,(b)表示吊重位置,(c)表示吊重摆动量的经时变化。时间t0表示停止操作开始时(停止动作开始信号11的输出时刻)。由图4可知,通过停止操作开始而开始减速,之后,通过以三角波速度指令驱动,因减速而发生的吊重摆动被三角波速度指令抵消,成功地抑制了小车停止以后的吊重摆动。另外,因为能够通过1次三角波速度指令停止,所以与进行多次操作的方法相比,制动距离也能够缩短。
如上所述,根据该实施例1,能够用1次加减速将减速引起的吊重摆动抵消,能够在抑制吊重摆动的同时减小制动距离,能够提高起重机的安全性。
实施例2
接着,说明本发明的实施例2的起重机。其中,省略关于与上述实施例的共通点的重复说明。在图5中示出本发明中的实施例2的起重机的结构。图5中,对于与图1和图2相同的机器附加同一符号并省略说明。
图5所示的实施例2中,与图2所示的实施例1的较大不同点在于图5中具有取得吊重的吊重摆动量和吊重摆动速度的吊重摆动量取得装置这一点。即,图2所示的实施例的情况下,在停止动作开始时视为吊重的摆动非常小(或者不存在吊重摆动)地求出速度模式,但图5中对这一点进行推广,在停止动作开始时存在吊重的摆动的情况下也求出在停止时消除吊重的摆动的速度模式,这一点不同。
吊重摆动取得装置是求出吊重的吊重摆动量和吊重摆动速度的装置。该实施例中的吊重摆动取得装置由计测吊重的吊重摆动量的吊重摆动量检测器13、和根据计测出的吊重摆动量运算吊重摆动速度的吊重摆动速度运算装置构成。吊重摆动量检测器13例如能够通过用在小车上朝向下方地安装的相机和三维激光距离传感器观测(计测)钩6或吊重8的摆动而实现。另外,吊重摆动速度运算装置对计测出的吊重摆动量例如进行微分运算或拟微分运算。该实施例中,吊重摆动速度运算装置并非个别地设置,而是构成为速度指令生成部10的一个功能。
另外,吊重摆动取得装置中,即使不是用吊重摆动量检测器13直接检测吊重摆动量,也能够设置推定吊重摆动量和吊重摆动速度的吊重摆动推定装置,根据从绳缆的旋转中心到吊重的重心的距离L和起重机的速度指令推定吊重摆动量和吊重摆动速度。吊重摆动推定装置的功能也可以以在速度指令生成部10内运算的方式构成。关于吊重摆动量和吊重摆动速度的推定,在设起重机的速度指令为vt(t)、吊重摆动量为x(t)时,对其进行拉普拉斯变换得到的VT(s)、X(s)能够用下式计算。
X(s)=P(s)*VT(s)
从而,吊重摆动推定装置能够通过对vt(t)进行传递函数由P(s)给定的滤波运算而推定吊重摆动量,通过对得到的吊重摆动量微分能够推定吊重摆动速度。
设用上述吊重摆动取得装置得到的停止动作开始时的吊重摆动量为a、吊重摆动速度为b时,停止动作开始前的吊重摆动x0(t)如下式所示地给定。
x0(t)=A0*sin(wr*t+θ0)
此处:
A0=sqrt(a^2+(b/wr)^2)
θ0=atan(a/(b/wr))。
在停止动作开始前发生了吊重摆动时进行基于第一速度模式的减速时,因此发生的吊重摆动x01(t)是将x0(t)与x1(t)叠加得到的,如下式所示地给定。
x01(t)=A01*sin(wr*t+θ01)
此处:
A01=sqrt(2*Vmax^2+A0^2*T1^2*wr^4-2*Vmax^2*cos(T1*wr)-2*A0*T1*wr^2*Vmax*sin(θ0)+2*A0*T1*wr^2*Vmax*sin(θ0+T1*wr))/(T1*wr^2)
θ01=atan((-Vmax+Vmax*cos(T1*wr)+A0*T1*wr^2*sin(θ0))/(A0*T1*wr^2*cos(θ0)+Vmax*sin(T1*wr)))。
为了用因第二速度模式发生的吊重摆动x2(t)将x01(t)抵消,设为θ01=θ2、A01=-A2即可。从而,设为以下即可:
T2=π/wr-2*T1-2*θ01/wr
Vdmax=(T2*wr^2)/(8*sin(T2*wr/4)^2)*A01。
图6~图9是说明本发明的实施例2的动作的图。图6是停止开始时的吊重的相位是π/2的情况下的动作图。图7是停止开始时的吊重的相位是-π/2的情况下的动作图。图8是停止动作开始时的吊重的相位是-π的情况下的动作图。图9是停止动作开始时的吊重的相位是0的情况下的动作图。
由图6~图9可知,即使停止动作开始时的吊重摆动的相位不同,因减速而发生的吊重摆动也被三角波速度指令抵消,成功地抑制了小车停止以后的吊重摆动。
如上所述,根据该实施例2的起重机,能够用1次加减速将减速引起的吊重摆动抵消,能够在抑制吊重摆动的同时减小制动距离,能够提高起重机的安全性。另外,即使在停止动作开始时存在吊重摆动,也能够抑制停止时的吊重摆动。
实施例3
接着,说明本发明的实施例3的起重机。其中,省略关于与上述实施例的共通点的重复说明。该实施例3中的起重机的机器结构与上述图2或图5所示的结构是同样的,但实施例3中速度模式中的第二速度模式使用的波形不是三角波,而是正弦半波,这一点不同。
本实施例中采用正弦半波作为第二速度模式,假设不存在停止动作开始时的吊重摆动时(图2的情况),以第二速度模式驱动时发生的吊重摆动的振幅A2、相位θ2如下式所示。
A2=-2*π*T2*cos(T2*wr/2)/(π^2-T2^2*wr^2)*Vdmax
θ2=π/2-(T1+T2/2)*wr
从而,该情况下,如果设为下式,则能够抑制停止后的吊重摆动:
T2=π/wr-T1
Vdmax=(π^2-T2^2*wr^2)/(2*π*T2*cos(T2*wr/2))*Vmax。
图10是表示该实施例3中不存在停止动作开始时的吊重摆动量的情况下的动作状况的图。由图10可知,因减速而发生的吊重摆动被正弦半波速度指令抵消,成功地抑制了小车停止以后的吊重摆动。
另外,考虑停止动作开始时的吊重摆动,采用正弦半波作为第二速度模式的情况(图5的情况)下,设为以下即可:
T2=π/wr-2*T1-2*θ01/wr
Vdmax=(π^2-T2^2*wr^2)/(2*π*T2*cos(T2*wr/2))*A01。
图11~图14是表示考虑停止动作开始时的吊重摆动、采用了正弦半波作为第二速度模式的情况下的动作状况的图。图11是停止开始时的吊重的相位是π/2的情况下的动作图。图12是停止开始时的吊重的相位是-π/2的情况下的动作图。图13是停止动作开始时的吊重的相位是-π的情况下的动作图。图14是停止动作开始时的吊重的相位是0的情况下的动作图。由图11~图14可知,即使停止动作开始时的吊重摆动的相位不同,因减速而发生的吊重摆动也被正弦半波速度指令抵消,成功地抑制了小车停止以后的吊重摆动。
如上所述,根据本发明的实施例3的起重机,能够用1次加减速将减速引起的吊重摆动抵消,所以能够在抑制吊重摆动的同时减小制动距离,能够提高起重机的安全性。
进而,起重机的加速度不连续地变化时存在发生高频的摆动的风险,但使用了正弦半波的情况下能够使加速度连续地变化,所以即使在更高频率的摆动的情况下也能够减少吊重的摆动。另外,因同样的原理,也能够在三角波、正弦半波以外决定将因第一速度模式而发生的吊重摆动抵消的第二速度模式。
实施例4
接着,说明本发明的实施例4的起重机。其中,省略关于与上述实施例的共通内容的重复说明。
图15是表示本发明中的实施例4的起重机的结构的图。本实施例中,具有检测吊重8和小车4、桥架3的周边的障碍物9的障碍物检测器14。另外,具有输入障碍物检测器14的检测信号、判定是否存在障碍物9与吊重8、小车4、桥架3中的某一方碰撞的危险、在判定为存在碰撞的危险的情况下、对速度指令生成部10输出停止动作开始信号11的碰撞判定装置15。
障碍物检测器14例如通过用在小车4上朝向下方地安装的相机和三维激光距离传感器观测吊重8周边,能够检测吊重周边的障碍物。碰撞判定装置15预测到检测出的障碍物与吊重的碰撞的情况下,迅速地输出停止动作开始信号11。速度指令生成部10在输入该停止动作开始信号11时,生成与上述实施例同样的速度模式。即,生成从减速开始时的速度减速至第一减速结束速度的第一速度模式、和进行将以上述第一速度模式驱动上述水平移动装置时发生的吊重摆动抵消的加减速的第二速度模式。然后,对起重机控制部12输出该生成的速度模式,控制桥架3、小车4的速度而使起重机停止。通过该控制动作,能够防止吊重与障碍物的碰撞和被夹住的事故。
另外,例如通过使用在小车4、桥架3上安装的测长传感器测定到墙壁或止动部、在同一轨道上行驶的其他起重机的距离,起重机能够预测与墙壁或止动部、其他起重机的碰撞。从而,如果起重机在预测到这些障碍物时迅速地输出停止动作开始信号而使起重机停止,就能够防止起重机与墙壁或止动部碰撞的事故、或与其他起重机的碰撞或被夹住的事故。
根据以上说明的本发明的实施例4的起重机,能够用1次加减速将减速引起的吊重摆动抵消,所以能够在抑制吊重摆动的同时减小制动距离,能够提高起重机的安全性。进而,能够防止碰撞或被夹住的事故,能够进一步提高起重机的安全性。
另外,本发明不限定于上述这几个实施例,包括各种变形例。上述实施例是为了易于理解地说明本发明而详细说明的,并不限定于必须具备说明的全部结构。另外,能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构,也能够在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。另外,对于各实施例的结构的一部分,能够追加、删除、置换其他结构。
符号说明
1……起重机,2……轨道(runway),3……桥架(girder、大梁),4……小车(台车、吊运车、吊舱、行车、trolley),5……绳缆,6……钩,7……线,8……吊重,9……障碍物,10……速度指令生成部,11……停止动作开始信号,12……起重机控制部,13……吊重摆动量检测器,14……障碍物检测器,15……碰撞判定装置。
Claims (15)
1.一种起重机,其具有通过绳缆的卷升和卷降而使吊重在上下方向上移动的卷扬机、具有该卷扬机并使该吊重在水平方向上移动的水平移动装置、生成控制该水平移动装置用的速度指令的速度指令生成部、和根据所述速度指令控制所述水平移动装置的速度的起重机控制部,其特征在于:
所述速度指令生成部通过下述第一速度模式和第二速度模式生成所述速度指令,
所述第一速度模式为,生成从基于停止动作开始信号开始减速时的速度减速至第一减速结束速度;
所述第二速度模式为,在所述第一速度模式到达所述第一减速结束速度的时刻,从所述第一减速结束速度Vdmin加速至最高速度Vdmax的时刻进行减速,以将所述第一速度模式驱动所述水平移动装置时发生的吊重摆动抵消;
基于从所述绳缆的旋转中心到所述吊重的重心的距离L、和所述第一速度模式的减速时间T1求出所述第二速度模式的驱动时间T2;
基于所述第二速度模式的驱动时间T2、所述距离L、和停止动作开始时的水平移动装置速度Vmax求出所述第二速度模式下的最大速度Vdmax,
所述起重机控制部根据所述速度指令从所述减速开始时起以所述第一速度模式控制所述水平移动装置,从减速至所述第一减速结束速度的时刻起以所述第二速度模式控制所述水平移动装置。
2.如权利要求1所述的起重机,其特征在于:
所述第二速度模式是三角波;
所述三角波的驱动时间T2和最高速度Vdmax用下式运算:
T2=π/wr-T1,
Vdmax=(T2*wr^2)/(8*(sin(T2*wr/4))^2)*Vmax,
此处,wr=2*π/Tc=sqrt(g/L),其中,Tc为所述吊重的振子周期,L为从所述绳缆的旋转中心到所述吊重的重心的距离,g为重力加速度,
另外,T1为所述第一速度模式的减速时间,Vmax为停止动作开始时的水平移动装置速度。
3.如权利要求1所述的起重机,其特征在于:
所述第二速度模式是三角波;
所述三角波的最高速度Vdmax和驱动时间T2用下式的运算求出:
T2=π/wr-2*T1-2*θ01/wr,
Vdmax=(T2*wr^2)/(8*sin(T2*wr/4)^2)*A01,
此处,
A0=sqrt(a^2+(b/wr)^2),
θ0=atan(a/(b/wr)),
A01=sqrt(2*Vmax^2+A0^2*T1^2*wr^4-2*Vmax^2*cos(T1*wr)-2*A0*T1*Vmax*wr^2*sin(θ0)+2*A0*T1*Vmax*wr^2*sin(θ0+T1*wr))/
(T1*wr^2),
θ01=atan((-Vmax+Vmax*cos(T1*wr)+A0*T1*wr^2*sin(θ0))/(A0*T1*wr^2*cos(θ0)+Vmax*sin(T1*wr))),
wr=2*π/Tc=sqrt(g/L),其中,Tc为所述吊重的振子周期,L为从所述绳缆的旋转中心到所述吊重的重心的距离,g为重力加速度,
另外,T1为所述第一速度模式的减速时间,Vmax为停止动作开始时的水平移动装置速度,a为停止动作开始时的吊重摆动量,b为停止动作开始时的吊重摆动速度。
4.如权利要求1所述的起重机,其特征在于:
所述第二速度模式是正弦半波;
所述正弦半波的驱动时间T2和最高速度Vdmax用下式运算:
T2=π/wr-T1,
Vdmax=(π^2-T2^2*wr^2)/(2*π*T2*cos(T2*wr/2))*Vmax,
此处,wr=2*π/Tc=sqrt(g/L),其中,Tc为所述吊重的振子周期,L为从所述绳缆的旋转中心到所述吊重的重心的距离,g为重力加速度,
另外,T1为所述第一速度模式的减速时间,Vmax为停止动作开始时的水平移动装置速度。
5.如权利要求1所述的起重机,其特征在于:
所述第二速度模式是正弦半波;
所述正弦半波的驱动时间T2和最高速度Vdmax用下式运算:
T2=π/wr-2*T1-2*θ01/wr,
Vdmax=(π^2-T2^2*wr^2)/(2*π*T2*cos(T2*wr/2))*A01,
此处,
A0=sqrt(a^2+(b/wr)^2),
θ0=atan(a/(b/wr)),
A01=sqrt(2*Vmax^2+A0^2*T1^2*wr^4-2*Vmax^2*cos(T1*wr)-2*A0*T1*Vmax*wr^2*sin(θ0)+2*A0*T1*Vmax*wr^2*sin(θ0+T1*wr))/
(T1*wr^2),
θ01=atan((-Vmax+Vmax*cos(T1*wr)+A0*T1*wr^2*sin(θ0))/(A0*T1*wr^2*cos(θ0)+Vmax*sin(T1*wr))),
wr=2*π/Tc=sqrt(g/L),其中,Tc为所述吊重的振子周期,L为从所述绳缆的旋转中心到所述吊重的重心的距离,g为重力加速度,
另外,T1为所述第一速度模式的减速时间,Vmax为停止动作开始时的水平移动装置速度,a为停止动作开始时的吊重摆动量,b为停止动作开始时的吊重摆动速度。
6.如权利要求1所述的起重机,其特征在于:
具有取得所述吊重的吊重摆动量和吊重摆动速度的吊重摆动取得装置,所述速度指令生成部将该吊重摆动量和该吊重摆动速度用于生成所述速度指令。
7.如权利要求6所述的起重机,其特征在于:
所述吊重摆动取得装置由计测所述吊重的所述吊重摆动量的吊重摆动量检测器、和根据所述吊重摆动量运算所述吊重摆动速度的吊重摆动速度运算装置构成。
8.如权利要求6所述的起重机,其特征在于:
所述吊重摆动取得装置是根据从所述绳缆的旋转中心到所述吊重的重心的距离和所述起重机的所述速度指令推定所述吊重摆动量和所述吊重摆动速度的吊重摆动推定装置。
9.如权利要求1所述的起重机,其特征在于:
设置有:
障碍物检测器,其检测所述吊重和所述起重机的周边的障碍物;和
碰撞判定装置,其根据该障碍物检测器的检测信号判定是否存在所述障碍物与所述吊重和所述起重机碰撞的危险,在存在该碰撞危险的情况下对所述速度指令生成部输出所述停止动作开始信号。
10.一种起重机的控制方法,该起重机具有通过绳缆的卷升和卷降而使吊重在上下方向上移动的卷扬机、具有该卷扬机并使该吊重在水平方向上移动的水平移动装置、生成控制该水平移动装置用的速度指令的速度指令生成部、和根据所述速度指令控制所述水平移动装置的速度的起重机控制部,其特征在于:
所述速度指令通过下述第一速度模式和第二速度模式生成,
所述第一速度模式为,从基于停止动作开始信号开始减速时的速度减速至第一减速结束速度;
所述第二速度模式为,在所述第一速度模式到达所述第一减速结束速度的时刻,从所述第一减速结束速度Vdmin加速至最高速度Vdmax的时刻进行减速,以将所述第一速度模式驱动所述水平移动装置时发生的吊重摆动抵消;
基于从所述绳缆的旋转中心到所述吊重的重心的距离L、和所述第一速度模式的减速时间T1求出所述第二速度模式的驱动时间T2;
基于所述第二速度模式的驱动时间T2、所述距离L、和停止动作开始时的水平移动装置速度Vmax求出所述第二速度模式下的最大速度Vdmax,
从所述减速开始时起以所述第一速度模式控制所述水平移动装置,从减速至所述第一减速结束速度的时刻起以所述第二速度模式控制所述水平移动装置。
11.如权利要求10所述的起重机控制方法,其特征在于:
所述第一速度模式是减速度恒定的减速,所述第二速度模式是三角波或正弦半波。
12.如权利要求10所述的起重机控制方法,其特征在于:
取得所述吊重的吊重摆动量和吊重摆动速度,将该吊重摆动量和该吊重摆动速度用于生成所述速度指令。
13.如权利要求12所述的起重机控制方法,其特征在于:
检测所述吊重摆动量,所述吊重摆动速度对所述吊重摆动量进行微分运算而求出。
14.如权利要求12所述的起重机控制方法,其特征在于:
根据从所述绳缆的旋转中心到所述吊重的重心的距离和所述起重机的所述速度指令进行推定运算而求出所述吊重摆动量和所述吊重摆动速度。
15.如权利要求10所述的起重机控制方法,其特征在于:
检测所述吊重和所述起重机的周边的障碍物,根据该检测出的障碍物检测信号判定是否存在所述障碍物与所述吊重和所述起重机碰撞的危险,在判定为存在该碰撞危险的情况下输出所述停止动作开始信号。
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