CN115108455A - 起重机 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于减少开始卷扬动作之后所产生的动臂前端与吊钩之间的位置偏离。本发明提供一种具有动臂(4)且经由吊钩(34)从该动臂(4)的前端卷扬吊物(L)的起重机(1)，其在开始卷扬动作起到吊物(L)离开接地面为止的期间，进行从铅垂方向观察时使吊钩(34)的位置与动臂(4)前端的位置彼此靠近的位置调整控制。在位置调整控制中，根据吊钩(34)相对于起重机主体(3)的相对移动方向，能够进行动臂(4)的起伏动作的升降中的任一个，并且还能够进行对吊钩(34)的卷扬动作的速度调整。

Description

起重机

本申请主张基于2021年3月17日申请的日本专利申请第2021-043651号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种起重机。

背景技术

专利文献1中提出了，在动臂前端部及吊钩上安装GNSS(Global Navigat ionSatellite System：全球导航卫星系统)接收机，并且在起吊开始之前进行动臂前端部的位置调整以使从上方观察时的动臂前端部的位置与从上方观察时的吊钩的位置一致的方法。

专利文献1：日本特开2020-169087号公报

起重机在开始吊物的卷扬时若吊钩不在吊物重心的正上方则有时会从开始卷扬起出现吊物的姿势变化导致动臂前端部与吊钩之间出现位置偏离。

然而，上述以往的起重机并未应对开始吊物的卷扬之后产生的动臂前端部与吊钩之间的位置偏离。

发明内容

本发明的目的在于有效地应对从开始吊物的卷扬起产生的动臂前端部与吊钩之间的位置偏离。

本发明为具有动臂且经由吊钩从该动臂的前端卷扬吊物的起重机，其构成为，在开始卷扬动作起到所述吊物离开接地面为止的期间，进行从铅垂方向观察时使所述吊钩的位置与所述动臂的前端的位置彼此靠近的位置调整控制。

根据本发明，能够有效地应对从开始吊物的卷扬起产生的动臂的前端与吊钩之间的位置偏离。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的起重机的侧视图。

图2是起重机的上部回转体的概略俯视图。

图3是表示起重机的控制装置及其周边的结构的框图。

图4是位置调整控制的流程图。

图5是表示吊物的卷扬动作中未产生吊钩相对于动臂的俯视观察时的相对位置变化的状态的说明图。

图6是表示吊钩相对于动臂的俯视观察时的相对位置朝向上部回转体侧变化的状态的说明图。

图7是表示吊钩相对于动臂的俯视观察时的相对位置朝向与上部回转体相反的一侧(与起重机主体侧相反的一侧)变化的状态的说明图。

图8是表示吊钩位置相对于动臂前端位置在俯视观察时产生相对位置偏离的原因的起重机的侧视图。

图9是在显示于显示装置的起重机的状态显示画面上显示有对工作人员的操作指示的显示例。

图中：1-起重机，2-下部行走体，3-上部回转体，4-动臂，5-配重，32-卷扬绳，33-操纵室，34-吊钩，36-卷扬绞车，37-起伏绳，42-起伏绞车，44-吊绳，60-控制装置，61-控制器，611-位置调整控制部，621-输入部，622-显示装置，624-操作杆，632-动臂角度传感器，633-回转量传感器，635-控制阀，641～643-测位部，m1、m2-指示消息。

具体实施方式

[起重机的概略结构]

图1是起重机1的侧视图，图2是起重机1的上部回转体3的概略俯视图。起重机1是所谓的移动式的履带式起重机。关于起重机1的记载，如图2所示，将搭乘于作为起重机主体的上部回转体3的搭乘者的目视方向上的前后左右方向作为起重机1的前后左右方向来进行说明。另外，若无特别提及，则原则上，视下部行走体2处于其前后方向与上部回转体3的前后方向一致的状态(设为基准姿势)来对各部的方向进行说明。

并且，在以下说明中，以起重机1位于水平面上为前提，“俯视观察”表示从相对于起重机1所处的水平面垂直的方向(即，铅垂方向)观察的状态。

如图1所示，起重机1构成为包括可自行行使的履带式的下部行走体2、可回转地搭载于下部行走体2上的上部回转体3及可起伏地安装于上部回转体3的前侧的动臂4。

下部行走体2具备主体机身21及设置于主体机身21的左右两侧的履带22。左右的履带22分别被未图示的行走用液压马达旋转驱动。

在上部回转体3的前侧，可起伏地安装有动臂4。在动臂4上侧的前端附近，可旋转地安装有引导卷扬绳32的滑车轮43。

并且，在上部回转体3的比动臂4更靠后侧位置，支承有桅杆31的下端部。

并且，上部回转体3被未图示的回转用液压马达驱动从而相对于下部行走体2以铅垂上下方向的轴为中心进行回转。

在上部回转体3的后部安装有用于保持与动臂4及吊物L之间的重量平衡的配重5。配重5根据需要能够增减个数。

在配重5的附近配设有使动臂4进行起伏动作的起伏绞车42，在其前侧配设有卷取或卷出卷扬绳32的卷扬绞车36。卷扬绞车36被卷扬用液压马达(省略图示)驱动而进行卷扬绳32的卷取或卷出，从而进行吊钩34及吊物的卷扬或卷出。

并且，在上部回转体3的右前侧配置有操纵室33。

桅杆31在其上端部具备上部吊具35，上部吊具35连接于一端部与动臂4的上端部连接的动臂绷绳44的另一端部。在上部吊具35的下方设置有下部吊具(省略图示)，若通过起伏绞车42卷取或卷出多次卷绕在上部吊具35与下部吊具之间的起伏绳37，则上部吊具35与下部吊具之间的间隔会发生变化使得动臂4起伏。起伏绞车42被起伏用液压马达(省略图示)驱动。

[起重机的控制系统]

在上部回转体3的操纵室33内附设有起重机的控制装置60。图3是表示控制装置60及其周边的结构的框图。控制装置60为搭载于起重机1的控制终端，主要进行起重机1的行走、回转、吊物的卷扬及卷出等各种动作的控制。

控制装置60具备控制器61，该控制器61包括运算处理装置，该运算处理装置具有CPU、存储装置(即，ROM及RAM)以及其他周边电路等。

控制器61具备进行后述的动臂4的前端与吊钩34的位置调整控制的位置调整控制部611的软件模块。另外，位置调整控制部611也可以由硬件构成。

控制器61连接有输入部621、显示装置622、报警器623、操作杆624及存储器625，它们构成控制装置60。

而且，控制器61连接有测力传感器631、动臂角度传感器632、回转量传感器633、控制阀635及测位部641～643。

输入部621例如为触控面板那样的输入接口，其将与来自工作人员的操作相对应的控制信号输出至控制器61。工作人员能够操作输入部621而进行动臂4的长度、吊物的重量及其他各种设定或操纵所需的各种输入。

显示装置622例如具备还用作输入部621的触控面板式显示器，其根据从控制器61输出的控制信号在显示画面上显示吊物的重量、动臂角度及上部回转体3的回转角度等信息(参考图9)。

报警器623根据从控制器61输出的控制信号发出警报。

操作杆624例如手动输入使起重机1进行各种动作的操作，并将与操作杆624的操作量相对应的控制信号输入于控制器61。

例如，操作杆624能够进行下部行走体2的行走动作、上部回转体3的回转动作、动臂4的起伏动作及吊物的升降动作的操作输入。

测力传感器631安装于上部吊具35上，其检测作用于使动臂4起伏的动臂绷绳44的张力，并将与检测到的张力相对应的控制信号输出至控制器61。

动臂角度传感器632安装于动臂4的基端侧，其检测动臂4的起伏角度(以下，还标记为动臂角度)，并将与检测到的动臂角度相对应的控制信号输出至控制器61。动臂角度传感器632例如检测相对于水平面的角度(即，对地夹角)作为动臂角度。

回转量传感器633安装于下部行走体2与上部回转体3之间，其检测上部回转体3的回转角度，并将与检测到的回转角度相对应的控制信号输出至控制器61。回转量传感器633例如检测以垂直轴为中心的角度作为回转角度。

控制阀635由根据来自控制器61的控制信号能够切换的多个阀构成。

例如，控制阀635包括控制下部行走体2的左右履带22的旋转驱动的阀、控制上部回转体3的回转动作的阀、控制起伏绞车的旋转驱动的阀及控制卷扬绞车的旋转驱动的阀等。

测位部641、642、643分别设置于上部回转体3的操纵室33、动臂4的前端附近及吊钩34上。它们由检测各自的位置的GNSS接收机构成。另外，关于测位部641，并不只限于设置于操纵室33上，也可以设置于上部回转体3的任意位置上。

各测位部641～643测量各自的安装位置的当前位置(纬度、经度、高度)，并将表示该当前位置等的测位数据周期性地输出至控制器61。

另外，在以下说明中，“动臂4的前端”表示从动臂4朝向吊钩34下垂的卷扬绳32开始下垂的位置(图2中的符号C)。

在俯视观察(投影到水平面的位置)时，安装于动臂4的前端附近的测位部642与“动臂4的前端”稍微分开，两者的位置在严格意义上并不一致。

另一方面，测位部641、642的位置与“动臂4的前端”之间的相对位置关系已知。因此，控制器61根据需要从俯视观察时的测位部641、642的位置及动臂4的起伏角度计算出俯视观察时的“动臂4的前端”的位置。

在以下说明中，将俯视观察时的“动臂4的前端”的位置称为“动臂前端位置”，将俯视观察时的“吊钩34”的位置称为“吊钩位置”。

另外，“吊钩位置”可以是吊钩34上的测位部643的安装位置，也可以是吊钩34的重心位置。在吊钩位置与测位部643的安装位置不一致的情况下，控制装置60优选具有其相对位置关系作为设定数据。

[位置调整控制]

根据图1～图8对基于位置调整控制部611的位置调整控制进行详细说明。

图4是位置调整控制的流程图，图5是表示吊物L的卷扬动作中未产生吊钩34相对于动臂4的俯视观察时的相对位置变化的状态的说明图，图6是表示吊钩34相对于动臂4的俯视观察时的相对位置朝向上部回转体3侧(起重机主体侧)变化的状态的说明图，图7是表示产生了吊钩34相对于动臂4的俯视观察时的相对位置朝向与上部回转体3相反的一侧(与起重机主体侧相反的一侧)变化的状态的说明图。另外，在图5～图7中省略了吊物L的图示。

位置调整控制为若在从开始吊物L的卷扬动作起至少吊物L离开接地面为止的期间产生了吊钩34相对于动臂4的俯视观察时的相对位置变动则减少该位置变动的动作控制。

如图4所示，在进行吊物L的卷扬时，吊钩34与吊物L连结在一起，例如，若从输入部621输入卷扬动作的执行(步骤S1)，则驱动卷扬绞车36而开始卷扬(步骤S3)。

另外，在开始驱动卷扬绞车36之前，工作人员可以通过操作杆624预先进行位置调整，以使动臂4的前端位于连结有吊物L的吊钩34的正上方。

若开始卷扬动作，则位置调整控制部611从各测位部641～643的定位数据获取上部回转体3的操纵室33、动臂4的前端及吊钩34的位置坐标(步骤S5)。

另外，位置调整控制部611将起重机坐标系展开在起重机1的上部回转体3的水平面上并计算出投影到该起重机坐标系的各测位部641～643的位置坐标。

在此，如图2所示，起重机坐标系为展开在水平面上的由与俯视观察时的动臂4的长度方向平行的前后方向轴及与该前后方向轴正交的左右方向轴构成的正交坐标系。

位置调整控制部611从各测位部641～643的位置坐标计算出起重机坐标系中的动臂前端位置及吊钩位置。然后，计算出动臂前端位置与吊钩位置之间的偏离量(步骤S7)。

而且，位置调整控制部611根据上述计算进行动臂前端位置与吊钩位置之间是否出现偏离的判定(步骤S9)。此时，关于动臂前端位置与吊钩位置之间的偏离量，优选预先设定阈值。由此，若计算出的偏离量小于阈值，则位置调整控制部611判定动臂前端位置与吊钩位置一致，若为阈值以上，则判定动臂前端位置与吊钩位置之间出现了偏离。

而且，若判定为动臂前端位置与吊钩位置之间出现了偏离(步骤S9中“是”)，则位置调整控制部611进行动臂4的起伏升降运动及上部回转体的回转动作中的至少一个动作，以使动臂前端位置与吊钩位置彼此靠近(步骤S11)。并且，此时，还可以进行卷扬速度的调整。

然后，进入步骤S13。

并且，若判定为动臂前端位置与吊钩位置之间未出现偏离(步骤S9中“否”)，则位置调整控制部611使处理跳过步骤S11而转到步骤S13。

然后，在步骤S13中，位置调整控制部611判定吊物L是否处于离开地面的状态。离开地面表示通过卷扬使吊物L的所有部位离开了接地面(地面)的状态。

位置调整控制部611可以从开始卷扬起经过了规定时间之后判断是否处于离开地面的状态，也可以从开始卷扬起达到规定的卷扬量之后判断是否处于离开地面的状态。

然后，若判定为吊物L尚未处于离开地面的状态，则位置调整控制部611使处理返回到步骤S5，再次获取上部回转体3的操纵室33、动臂4的前端及吊钩34的当前的位置坐标并重复进行其以后的步骤S5～S13的处理。

并且，若判定为吊物L已处于离开地面的状态，则位置调整控制部611结束位置调整控制。

另外，也可以无需严格地在成为了离开地面的状态时结束位置调整控制，至少在成为了离开地面的状态以后结束位置调整控制即可。

并且，在步骤S13中，位置调整控制结束，但吊物L的卷扬动作则继续进行。

接下来，进一步对上述位置调整控制的步骤S9中的动臂前端位置与吊钩位置之间的偏离的多个状态以及对各状态执行的动臂4的起伏升降运动、上部回转体3的回转动作及卷扬速度的调整的动作控制进行详细说明。

如图5所示，在吊钩34位于动臂4前端的正下方的状态(即，动臂前端位置与吊钩位置一致的理想状态)下，位置调整控制部611无需改变动臂4的起伏角度及上部回转体3的回转角度，并维持预先设定的规定的卷扬速度Pu来执行吊物L的卷扬动作。

另一方面，有时会出现俯视观察时吊钩位置相对于动臂前端位置朝向后方偏离的情况(图6)、俯视观察时吊钩位置相对于动臂前端位置朝向前方偏离的情况(图7)及俯视观察时吊钩位置相对于动臂前端位置朝向左侧或右侧偏离的情况(图2的由双点划线来表示的吊钩34)。

作为其原因之一，可举出如图8的箭头a所示的因吊物L的重量而产生的起重机1的上部回转体3等的前倾或动臂4的挠曲。此时，在俯视观察时，吊钩位置相对于动臂前端位置朝向后方偏离。

并且，作为其他原因，可举出如图8的箭头b所示在卷扬动作开始时刻的俯视观察时的吊钩34的相对位置相对于吊物L的重心g偏离。此时，卷扬会使吊物L倾斜，随之，吊钩34也被吊物L拉拽而移动从而产生偏离。在该原因的情况下，吊钩位置相对于吊物L的重心g的最开始的偏离方向决定开始卷扬之后的偏离方向，因此在水平面上的任意方向上均可能出现偏离。

如图6所示，在俯视观察时吊钩位置相对于动臂前端位置朝向后方偏离的情况下，位置调整控制部611驱动起伏绞车42而使动臂4向箭头Bu方向进行起伏上升动作。由此，动臂前端位置会朝向后方移动，因此动臂前端位置与吊钩位置之间的偏离量得到减少或消除。

此时，通过动臂4的起伏上升，吊钩34会向上方上升，因此，位置调整控制部611进行以与卷扬方向相反的方向的调整速度Ad来对规定的卷扬速度Pu进行减速调整的卷扬绞车36的动作控制，以免吊物L的卷扬动作急剧加速。

另外，关于调整速度Ad，可以根据俯视观察时在前后方向上产生的动臂前端位置与吊钩位置之间的相对偏离量来决定其大小。

例如，关于上述动臂前端位置与吊钩位置之间的偏离量及调整速度Ad，可以准备表示对应关系的数据表数据，并参考该数据表数据来决定调整速度Ad。

并且，关于上述动臂前端位置与吊钩位置之间的偏离量及调整速度Ad，也可以对其相关关系进行数式化并从偏离量计算出调整速度Ad。

在这些情况下，有时可能会产生与卷扬方向相反的方向的调整速度Ad的绝对值比规定的卷扬速度Pu更大的情况。此时，卷扬绞车36并不向卷扬方向驱动而是向卷出方向驱动。

如图7所示，在俯视观察时吊钩位置相对于动臂前端位置朝向前方偏离的情况下，位置调整控制部611驱动起伏绞车42而使动臂4向箭头Bd方向进行起伏下降动作。由此，动臂前端位置会朝向前方移动，因此动臂前端位置与吊钩位置之间的偏离量得到减少或消除。

此时，通过动臂4的起伏下降，吊钩34会向下方下降，因此，位置调整控制部611进行以卷扬方向的调整速度Au来对规定的卷扬速度Pu进行加速调整的卷扬绞车36的动作控制，以免吊物L的卷扬速度降低或吊物L与地面碰撞。

关于调整速度Au，也可以根据俯视观察时在前后方向上产生的动臂前端位置与吊钩位置之间的相对偏离量来决定其大小。

此时，关于动臂前端位置与吊钩位置之间的偏离量及调整速度Au，可以使用表示对应关系的数据表数据来决定调整速度Au，也可以对动臂前端位置与吊钩位置之间的偏离量和调整速度Au的相关关系进行数式化从而计算出调整速度Ad。

如图2所示，在俯视观察时吊钩位置相对于动臂前端位置朝向左侧或右侧偏离的情况下，位置调整控制部611驱动回转用液压马达进行使上部回转体3及动臂4朝向右侧或左侧回转的动作。此时的回转动作量优选设为与抵消左侧或右侧的偏离量的量相等。

由此，动臂前端位置与吊钩位置之间的偏离量得到减少或消除。

并且，吊钩位置相对于动臂前端位置的俯视观察时的相对偏离有时会在前后方向及左右方向上同时产生。

此时，只需并行进行图6或图7所示的前后方向上的位置调整及图2所示的左右方向上的位置调整即可。

[发明的实施方式的技术效果]

如上所述，起重机1的控制装置60的控制器61具备位置调整控制部611，该位置调整控制部611在从开始卷扬动作起到吊物L离开接地面为止的期间进行从铅垂方向上观察时使吊钩位置与动臂前端位置彼此靠近的位置调整控制。

因此，在起重机1中，能够有效地减少从开始吊物L的卷扬后产生的动臂前端位置与吊钩位置之间的位置偏离。而且，由此能够有效地抑制离开地面后的吊物L摆动。

并且，位置调整控制部611检测吊钩34相对于上部回转体3的移动方向来进行位置调整控制，因此能够更加准确地减少动臂前端位置与吊钩位置之间的位置偏离。

并且，位置调整控制部611在位置调整控制中根据吊钩34相对于起重机主体的移动方向来进行动臂4的起伏动作的升降中的任一个及对吊钩34的卷扬动作的速度调整。

因此，通过动臂4的起伏动作，能够有效地减少开始卷扬之后的动臂前端位置与吊钩位置之间的位置偏离，并且能够抑制因动臂4的起伏动作而产生的卷扬速度的变化。

尤其，位置调整控制部611在位置调整控制中若吊钩34相对移动至上部回转体3侧(后方)则与动臂4的起伏上升动作一同对吊钩34的卷扬动作进行使卷扬速度减速(包括将卷扬速度变为零的情况)或将卷扬动作切换为卷出动作的速度调整。由此，通过动臂4的起伏动作，有效地减少开始卷扬之后的动臂前端位置与吊钩位置之间的位置偏离。并且，能够避免伴随动臂4的起伏上升动作导致吊物L的卷扬急剧变快，从而能够稳定地进行卷扬动作。

并且，位置调整控制部611在位置调整控制中若吊钩34相对移动至与上部回转体侧(前方)相反的一侧则与动臂4的起伏下降动作一同对吊钩34的卷扬动作进行使卷扬速度增速的速度调整。由此，通过动臂4的起伏动作，有效地减少开始卷扬之后的动臂前端位置与吊钩位置之间的位置偏离。并且，能够避免伴随动臂4的起伏下降动作导致吊物L的卷扬急剧变慢，从而能够稳定地进行卷扬动作。

并且，位置调整控制部611在位置调整控制中若吊钩34相对于动臂4相对移动至左右侧中的任一侧则进行使上部回转体3朝向该移动方向回转的动作。因此，还能够有效地减少开始卷扬之后的动臂前端位置与吊钩位置之间的左右方向上的位置偏离。

并且，通过将上述上部回转体3的回转动作与上述的动臂4的起伏升降并行进行，能够应对开始卷扬之后的动臂前端位置与吊钩位置之间的全方位的相对位置偏离。

[其他]

在不脱离发明的宗旨的范围内，可以适当改变上述发明的实施方式中示出的具体结构。

例如，在上述的位置调整控制中，例示了不依赖于工作人员的操作而通过位置调整控制部611的动作控制来进行吊物L的卷扬开始以后的动臂4的起伏升降、上部回转体3的回转动作、吊钩34的卷扬卷出的各动作的情况。

相对于此，也可以通过工作人员的操作来进行上述各动作。此时，位置调整控制部611例如优选通过显示装置622等对工作人员进行操作指示。

图9表示显示于显示装置622上的起重机1的状态显示画面G的显示例。

例如，若在从开始卷扬动作起吊物L离开接地面为止的期间动臂前端位置与吊钩位置之间出现了水平方向上的位置偏离，则位置调整控制部611在状态显示画面G上显示用于对工作人员进行操作指示的指示消息m1、m2。在图9的例子中，例示了显示有如上述的图6所示在吊钩位置相对于动臂前端位置朝向后侧位置偏离的情况下指示动臂4起伏上升的指示消息m1及指示对规定的卷扬速度进行与卷扬方向相反的方向的速度调整的指示消息m2的情况。

除了上述的示例以外，在如图7所示吊钩位置相对于动臂前端位置朝向前侧位置偏离的情况下或如图2所示吊钩位置相对于动臂前端位置朝向左侧或右侧位置偏离的情况下，可以显示指示与其相对应的动作的指示消息。

并且，作为对工作人员的操作指示，并不只限于将指示内容显示于显示装置622，也可以使用表示指示内容的灯的点亮或基于语音输出机构的语音消息等工作人员能够识别的任何机构。

并且，由控制器61指示了动臂4的起伏升降，但也可以通过控制器61的控制来准确地调节卷扬速度。

并且，上述实施方式的位置调整控制可以适用于起吊吊物的所有起重机，可以适用于桥式起重机、悬臂起重机、汽车起重机、螃蟹起重机及轮式起重机等各种起重机。即，也可以适用于作为不进行起伏的动臂而具备支承吊钩的梁的起重机。

并且，用于使吊钩的位置与动臂前端的位置彼此靠近的位置调整控制并不只限于通过动臂的转动来进行，也可以像伸缩式起重机那样通过动臂的伸缩动作来进行位置调整控制。

Claims (6)

1.一种起重机，其具有动臂且经由吊钩从所述动臂的前端卷扬吊物，所述起重机的特征在于，

在开始卷扬动作起到所述吊物离开接地面为止的期间，进行从铅垂方向观察时使所述吊钩的位置与所述动臂的前端的位置彼此靠近的位置调整控制。

2.根据权利要求1所述的起重机，其特征在于，

根据开始卷扬动作起到所述吊物离开接地面为止的期间的所述吊钩相对于起重机主体的相对移动方向，进行所述位置调整控制。

3.根据权利要求2所述的起重机，其特征在于，

在所述位置调整控制中，根据所述吊钩相对于所述起重机主体的相对移动方向，进行所述动臂的起伏动作的升降中的任一个及对所述吊钩的卷扬动作的速度调整。

4.根据权利要求3所述的起重机，其特征在于，

在所述位置调整控制中，若所述吊钩相对移动至所述起重机主体侧，则使所述动臂进行起伏上升动作的同时使所述吊钩的卷扬动作的卷扬速度减速或将所述吊钩的卷扬动作切换为卷出动作。

5.根据权利要求3或4所述的起重机，其特征在于，

在所述位置调整控制中，若所述吊钩相对移动至与起重机主体侧相反的一侧，则使所述动臂进行起伏下降动作的同时使所述吊钩的卷扬动作的卷扬速度增速。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的起重机，其特征在于，

在所述位置调整控制中，若所述吊钩相对于所述动臂移动至左右侧中的任一侧，则使起重机主体进行朝向该移动的方向回转的动作。

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