CN114684733B

CN114684733B - 卷扬机

Info

Publication number: CN114684733B
Application number: CN202111588102.6A
Authority: CN
Inventors: 盐出健一
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2021-12-23
Publication date: 2024-01-02
Anticipated expiration: 2041-12-23
Also published as: JP7402150B2; JP2022103766A; CN114684733A

Abstract

本发明提供卷扬机，其是具备易用性好的钢丝吊索的防脱落装置的卷扬机。该卷扬机包括检测吊重的载荷变化的载荷检测单元和在降下过程中吊重的载荷小于预定的规定载荷时将降下速度减速的降下速度控制单元。因为与吊重的载荷变化对应地自动控制(减速)降下的降下速度，所以能够抑制钢丝吊索相对于吊钩浮起，能够提供对操作员而言易用性好的卷扬机。

Description

卷扬机

技术领域

本发明涉及进行将吊重提升移动、之后将吊重降下而使吊重下降的作业的卷扬机。

背景技术

例如，以链滑车、环链手扳葫芦、钢索葫芦、绞车、起重机等为代表的卷扬机用于吊重的提升、降下、行走、横行等。而且，在作业现场等进行的作业之一是，将悬挂在卷扬机的吊钩的棒形管等长条的吊重通过钢丝吊索降下而降至地面。

在该降下作业中，有时使长条的吊重的下端着地于地面，使卷扬机移动或回旋，将卷扬机的吊钩降下。当在该过程中对挂在卷扬机的吊钩的钢丝吊索施加适当的张力时，安装在普通吊钩的防脱配件即使被钢丝吊索从内侧撞击也不会打开，钢丝吊索也不会脱离卷扬机的吊钩。

但是，在利用卷扬机的降下作业中，当使长条的吊重的下端侧着地时吊钩的降下速度快时，存在发生钢丝吊索的张力松弛、被扭回的钢丝吊索的绳眼绕到吊钩的防脱配件的背面而脱离的现象，所谓的“智力环(知恵の輪，disentanglement puzzle)现象”(或者，还称为“背脱落(背抜け，也称为抽背)现象”)，从而吊重掉下的危险性。另外，关于钢丝吊索脱离的“智力环现象”，稍后说明。

而且，为了避免这样的危险性，例如，在日本特开2015-20897号公报(专利文献1)中，公开有防止吊挂在吊钩的钢丝吊索的脱离的机构。专利文献1中所示的机构在被用弹簧施力以与吊钩的前端内侧部抵接的防脱配件、转动自如地安装有锁具，当钢丝吊索挂在吊钩时，使锁具与吊钩的前端部卡合而防止钢丝吊索脱落。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-20897号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1中记载的卷扬机，存在每当进行吊重作业时就发生使锁具与吊钩卡合的作业或忘记使锁具与吊钩卡合的作业的问题。这样就给操作员带来与锁具相关的额外的作业，因此使用并不方便，从而需要易用性好的钢丝吊索的防脱落装置。

本发明的目的在于，提供具备易用性好的钢丝吊索的防脱落装置的卷扬机。

用于解决课题的方法

本发明的特征在于，其是一种卷扬机，包括通过钢丝吊索吊挂吊重的吊钩；将吊钩提升、降下的电动机；和控制电动机的控制装置，该控制装置包括：检测吊重的载荷变化的载荷检测单元；和降下速度控制单元，其在吊重的降下过程中、由载荷检测单元检测到的吊重的载荷小于预定的规定载荷时，将吊钩的降下速度减速。

发明效果

根据本发明，因为与吊重的载荷变化对应地自动控制(减速)降下的降下速度，所以能够抑制钢丝吊索相对于吊钩浮起，能够提供对操作员而言易用性好的卷扬机。

附图说明

图1是表示逆变器式起重机装置的整体结构的立体图。

图2是表示逆变器式起重机装置的控制部的结构的框图的例子。

图3A是说明未发生智力环现象的情况下的降下作业的说明图。

图3B是说明发生智力环现象的情况下的降下作业的说明图。

图4是说明发生智力环现象的理由的说明图。

图5是说明作为本发明的实施方式的、执行吊钩的降下速度控制的控制流程的控制流程图。

图6是设定执行吊钩的降下速度控制的范围的说明图。

附图标记说明

1…起重吊钩

2…钢丝吊索

3…提升感应电动机

4…提升用卷筒

5…横行感应电动机

6…横行用车轮

7…横行用主梁

8…行走感应电动机

9…行走用车轮

10…行走用主梁

11…提升-横行逆变器装置

12…操作输入装置

13…行走用逆变器装置

14…感应电动机用制动器

15…提升-横行逆变控制部

16…提升用逆变器

17…横行用逆变器

18…行走逆变控制部

19…行走用逆变器

20…通信线路

21…编码器。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明并不限定于以下的实施方式，在本发明的技术概念中各种变形例、应用例也包含在其范围内。

图1表示应用本发明时逆变器式起重机装置的整体结构，图2表示作为本发明的实施方式的逆变器式起重机装置的控制装置的结构。

在图1中，逆变器式起重机装置包括起重吊钩1、起重吊索2、提升感应电动机3、提升用卷筒4、横行感应电动机5、横行用车轮6、横行用主梁7、行走感应电动机8、行走用车轮9、行走用主梁10、提升-横行逆变控制装置11、电缆悬挂的操作输入装置12、行走用逆变控制装置13等。此外，在提升感应电动机3、横行感应电动机5和行走感应电动机8中分别内置有感应电动机用制动器14(参照图2)。

逆变器式起重机装置，对安装在起重吊钩1的吊重，利用通过提升感应电动机3旋转的提升用卷筒4，将起重吊索2卷扬/降下，由此在Y方向(以Y方向、-Y方向的箭头表示)、即上下方向上移动吊重。

此外，横行感应电动机5使横行用车轮6旋转，沿横行用主梁7在X方向(以X方向、-X方向的箭头表示)上移动。进一步，行走感应电动机8使行走用车轮9旋转，沿行走用主梁10在Z方向(以Z方向、-Z方向的箭头表示)上移动。

如图2所示，在提升-横行逆变控制装置11中，内置有提升-横行逆变控制部15、提升用逆变器16、横行用逆变器17。此外，在行走用逆变控制装置13中，内置有行走逆变控制部18和行走用逆变器19。此外，提升-横行逆变控制部15与行走逆变控制部18通过通信线路20连接。

提升感应电动机3和横行感应电动机5由收纳于提升-横行用逆变控制装置11的提升-横行逆变控制部15控制。即，当操作员从操作输入装置12输入规定的指示时，提升-横行逆变控制部15为了控制提升用逆变器16和横行用逆变器17，给予提升用逆变器16和横行用逆变器17控制所需的控制信息。另外，在提升感应电动机3安装有编码器21，将提升感应电动机3的旋转信息输入提升-横行逆变控制部15。

而且，提升用逆变器16和横行用逆变器17对提升感应电动机3和横行感应电动机5施加所需的频率、电压、电流，同时对感应电动机用制动器14进行开放控制。由此，在提升用卷筒4的情况下，安装在起重吊钩1的吊重不会掉下地在Y方向上移动，此外，在横行用车轮6的情况下，使横行用车轮6沿横行用主梁7在X方向上移动。

同样，安装在行走用车轮9的行走感应电动机8在操作员输入来自操作输入装置12的规定的指示时，收纳于行走用逆变控制装置13的行走逆变控制部18控制行走用逆变器19，行走用逆变器19对行走感应电动机8施加所需的频率、电压、电流，同的对感应电动机用制动器14进行开放控制，由此使行走用车轮9沿行走用主梁10在Z方向上移动。

在以上那样的结构的卷扬机(逆变器式起重机装置)中，接下来对钢丝吊索22脱离的“智力环现象”进行简单说明。

如图3A、图3B所示，在降下过程中使棒形管等长条的吊重L降下的情况下，起重吊钩1沿X方向(横行)或Z方向(行走)移动并且进行Y方向(降下)的动作。

另外，图3A、图3B所示的“状态3”表示吊重L的上侧前端到达规定的位置时，这在图3A、图3B中是相同的位置。此外，图3A、图3B所示的“状态1”是降下速度适当的情况下的起重吊钩1的位置，图3A、图3B所示的“状态2”是降下速度较快的情况下的起重吊钩1的位置。

而且，在达到“状态3”的过程中，如果起重吊钩1的降下速度不同，则会引起以下所示的举动。

为了保持钢丝吊索22张力，如图3A所示那样，相对于X方向(横行)或Z方向(行走)上的移动量，需要如“状态1”所示那样适当地保持Y方向(降下)的移动量。这样，在钢丝吊索22保持张力的情况下，不发生钢丝吊索22的浮起。因此，不发生“智力环现象”。

另一方面，如图3B所示，相对于X方向(横行)或Z方向(行走)上的移动量，当如“状态2”所示那样Y方向(降下)的移动量变大时，吊重L的载荷引起的钢丝吊索22的张力减少，发生钢丝吊索22相对于起重吊钩1浮起的现象。当发生该钢丝吊索22的浮起时，很有可能发生“智力环现象”。

而且，当成为图3B所示的状态时，因以下的理由而发生“智力环现象”。该“智力环现象”是由于钢丝吊索22浮起而产生的，在图4按时间序列表示钢丝吊索22脱离的状态。

首先，如图4的(a)所示，按开防脱配件23形成挂嘴24，钢丝吊索22通过该挂嘴24挂在起重吊钩1。

在该状态下，当钢丝吊索22的张力变小时，例如成为无负载状态时，发生钢丝吊索22从起重吊钩1浮起的现象。

然后，在该状态下由于钢丝吊索22的捻动、旋转或风的影响等，如(b)所示那样，位于起重吊钩1的一侧(此处为纸面跟前侧)的钢丝吊索22越过起重吊钩1的前端，如(c)所示那样，绕到起重吊钩1的另一侧(此处为纸面里侧)。

其结果是，如(d)所示那样，成为钢丝吊索22挂在防脱配件23的外侧的状态，当吊重的载荷再次作用于钢丝吊索22时，钢丝吊索22从起重吊钩1的挂嘴24的外侧推压防脱配件23，由此钢丝吊索22从起重吊钩1完全脱离。

因此，为了防止该“智力环现象”的发生，以使得钢丝吊索22的张力变小的方式对钢丝吊索22给予张力即可。为此，判断钢丝吊索22的张力(依赖于吊重的载荷)的减少，如果张力成为规定值以下，就将降下速度减速以产生张力，抑制钢丝吊索22起重吊钩1浮起即可。

此处，为了对钢丝吊索22的张力的减少进行判断，检测吊重的载荷的变化即可。在本实施方式中，吊重的载荷的变化通过测量提升感应电动机3中流动的电流值、换言之在提升用逆变器16中流动的电流值或编码器的转速来检测。

用于驱动提升感应电动机3的电流值，根据安装在起重吊钩1的吊重的重量，电流值发生变化。通过将该电流值在载荷转换部转换为载荷数据，能够测量吊重的载荷。例如，如果吊重变重，则驱动提升感应电动机3的电流值变大，如果吊重变轻，则驱动提升感应电动机3的电流值变小。

此外，将来自以脉冲信号输出提升感应电动机3的旋转状况的编码器21的信号换算为转速，测量作为由运转频率计算出的同步转速与测量出的实际转速的差的滑差量。滑差量根据安装在起重吊钩1的吊重的载荷变化，因此能够通过将该滑差量在载荷转换部转换为载荷数据，测量载荷。例如，如果载荷变重，则提升感应电动机3的滑差量变大，如果载荷变轻，则提升感应电动机3的滑差量变小。

这些方法已经公知所以省略详细的说明。此外，在电流值和滑差量之外，利用设置在起重吊钩、提升卷筒的称重传感器也能够测量吊重的载荷。

接着，基于图5说明本实施方式的避免“智力环现象”的降下速度控制的控制流程。该控制由装载于提升-横行逆变控制部15的计算机系统执行。因此，在提升-横行逆变控制部15，输入来自提升用逆变器16的电流信息、来自编码器21的旋转信息等。当然，根据需要，也可以将它们以外的参数作为输入使用。

《步骤S10》

首先，在步骤S10，判断起重吊钩1的高度是否比规定高度H(参照图6)高。该高度决定在200cm左右，能够从编码器21的转速推测起重吊钩1的降下量，求取规定高度H。

以下进行说明，在本控制流程中，为了维持钢丝吊索22的张力，减少起重吊钩1的降下速度，或停止降下(降下速度＝0)。因此，存在当起重吊钩1的高度比规定高度H(参照图6)低(属于降下作业的最后阶段)时张力的值变小，因以下的控制步骤S12～S16的执行而起重吊钩1的下降变慢或停止，对降下作业的结束带来影响的问题。

因此，为了避免该问题，在本步骤中，当起重吊钩1的高度比规定高度H(参照图6)低时，不执行以下的控制步骤S12～S16，而执行通常的降下控制。因此，当起重吊钩1的高度比规定高度H(参照图6)高时转移到步骤S12，当起重吊钩1的高度比规定高度H(参照图6)低时转移到步骤S11。

此处，在确定起重吊钩1的Y方向的位置时，不限于使用从编码器21的旋转信息计算出的高度，而只要能够检测起重吊钩1的位置就不问手段。例如，也可以使起重吊钩1移动至规定高度位置，将其位置转换为编码器的转速进行存储。

《步骤S11》

因为在步骤S10判断为起重吊钩1的高度比规定高度H(参照图6)低，所以在步骤S11，将起重吊钩1的降下速度设定为通常的降下速度N，将吊重L载置到地面而结束降下处理。

《步骤S12》

因为在步骤S10判断为起重吊钩1的高度比规定高度H(参照图6)高，所以在步骤S12，判断当前时刻的吊重L的载荷是否大于初始载荷(将吊重L从地面吊起的载荷)的30％。当判断为当前时刻的吊重L的载荷大于初始载荷的30％时，当作充分确保了钢丝吊索22的张力，转移到步骤S13。

另一方面，当判断为当前时刻的吊重L的载荷小于初始载荷的30％时，当作未充分确保钢丝吊索22的张力，转移到步骤S14。

《步骤S13》

因为在步骤S12判断为充分确保了钢丝吊索22的张力，所以在步骤S13，将起重吊钩1的降下速度维持为通常的降下速度N，再次返回步骤S10。持续该处理到判断为起重吊钩1的高度低于规定高度H(参照图6)。

《步骤S14》

因为在步骤S12判断为当前时刻的吊重的载荷小于初始载荷的30％，所以在步骤S14，判断当前时刻的吊重L的载荷是否比初始载荷(吊重L从地面吊起的载荷)的10％大。当判断为当前时刻的吊重L的载荷大于初始载荷的10％时，当作没那么确保钢丝吊索22的张力，转移到步骤S15。

另一方面，当判断为当前时刻的吊重L的载荷小于初始载荷的10％时，当作几乎未确保钢丝吊索22的张力，转移到步骤S16。

《步骤S15》

因为在步骤S14判断为没那么确保钢丝吊索22的张力，所以在步骤S15，以将起重吊钩1的降下速度设定为相对于通常的降下速度N减速了的减速降下速度D(例如，通常的降下速度N的60％)，使得钢丝吊索22的张力变大的方式使其动作。然后，再次返回步骤S10，继续该处理到判断为起重吊钩1的高度低于规定高度H(参照图6)。

《步骤S16》

因为在步骤S14判断为几乎未确保钢丝吊索22的张力，所以在步骤S16，以将起重吊钩1的降下速度设定为相对于减速降下速度D进一步减速了的减速降下速度，此处为降下停止，使得钢丝吊索22的张力变大的方式使其动作。然后，再次返回步骤S10，继续该处理到判断为起重吊钩1的高度低于规定高度H(参照图6)。

另外，在步骤S12～S16的处理中，还能够使减速降下速度D与吊重L的载荷的大小对应地连续的变化。

然后，继续步骤S12～S16的处理，并且在继续步骤S12～S16的处理到在步骤S10判断为起重吊钩1的高度低于规定高度H(参照图6)时，最后转移到步骤S11，结束本控制流程。

如上所述，根据本发明，提供一种卷扬机，其包括由吊索吊挂吊重的吊钩；将吊钩提升、降下的电动机；和控制电动机的控制装置，其特征在于：该控制装置包括：检测吊重的载荷变化的载荷检测单元；和降下速度控制单元，其在吊重的降下过程中、由载荷检测单元检测到的吊重的载荷小于预定的规定载荷时，将吊钩的降下速度减速。

由此，因为与吊重的载荷变化对应地自动控制(减速)降下的降下速度，所以能够抑制钢丝吊索相对于起重吊钩浮起，能够提供对操作员而言易用性好的卷扬机。

另外，本发明并不限定于上述的实施例，而包括各种各样的变形例。例如，上述的实施例是为了容易理解地说明本发明而详细说明的，并不限定于必须包括所说明的全部结构。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，能够进行其他结构的追加、删除、置换。

Claims

1.一种卷扬机，其包括通过钢丝吊索吊挂吊重的吊钩；将所述吊钩提升、降下的电动机；和控制所述电动机的控制装置，所述卷扬机的特征在于：

所述控制装置包括：

检测所述吊重的载荷变化的载荷检测单元；和

降下速度控制单元，其在所述吊重的降下过程中、由所述载荷检测单元检测到的所述吊重的载荷小于预定的规定载荷时，将所述吊钩的降下速度减速，

所述降下速度控制单元在所述吊钩的位置为规定的高度以下时，不执行将所述降下速度减速的控制，以减速前的通常的降下速度将所述吊重载置于地面而结束降下处理。

2.如权利要求1所述的卷扬机，其特征在于：

所述吊重是长条状的所述吊重，一个端部由所述钢丝吊索悬吊在所述吊钩。

3.如权利要求2所述的卷扬机，其特征在于：

所述载荷检测单元基于在所述电动机流动的电流值或所述电动机的滑差量检测所述吊重的载荷变化。

4.如权利要求2所述的卷扬机，其特征在于：

所述降下速度控制单元，

在所述吊重的载荷小于预定的第1规定载荷时，将所述降下速度减速，

在所述吊重的载荷小于比所述第1规定载荷小的第2规定载荷时，停止降下。