CN115667122A - 吊离地面控制装置及起重机 - Google Patents

吊离地面控制装置及起重机 Download PDF

Info

Publication number
CN115667122A
CN115667122A CN202180037921.3A CN202180037921A CN115667122A CN 115667122 A CN115667122 A CN 115667122A CN 202180037921 A CN202180037921 A CN 202180037921A CN 115667122 A CN115667122 A CN 115667122A
Authority
CN
China
Prior art keywords
load
ground
arm
hoist
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180037921.3A
Other languages
English (en)
Inventor
南佳成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tadano Ltd
Original Assignee
Tadano Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tadano Ltd filed Critical Tadano Ltd
Publication of CN115667122A publication Critical patent/CN115667122A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/04—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
    • B66C13/06—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads
    • B66C13/063—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads electrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/04—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
    • B66C13/06—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads
    • B66C13/066—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads for minimising vibration of a boom
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/16—Applications of indicating, registering, or weighing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/46—Position indicators for suspended loads or for crane elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/48—Automatic control of crane drives for producing a single or repeated working cycle; Programme control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/18—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes
    • B66C23/36—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes mounted on road or rail vehicles; Manually-movable jib-cranes for use in workshops; Floating cranes
    • B66C23/42—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes mounted on road or rail vehicles; Manually-movable jib-cranes for use in workshops; Floating cranes with jibs of adjustable configuration, e.g. foldable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/88—Safety gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/88—Safety gear
    • B66C23/90—Devices for indicating or limiting lifting moment
    • B66C23/905—Devices for indicating or limiting lifting moment electrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C2700/00—Cranes
    • B66C2700/03—Cranes with arms or jibs; Multiple cranes
    • B66C2700/0321—Travelling cranes
    • B66C2700/0357—Cranes on road or off-road vehicles, on trailers or towed vehicles; Cranes on wheels or crane-trucks
    • B66C2700/0364—Cranes on road or off-road vehicles, on trailers or towed vehicles; Cranes on wheels or crane-trucks with a slewing arm
    • B66C2700/0371—Cranes on road or off-road vehicles, on trailers or towed vehicles; Cranes on wheels or crane-trucks with a slewing arm on a turntable

Abstract

一种吊离地面控制装置，其被搭载于具有臂以及提升钢缆的卷扬机的起重机，并进行起升载荷的吊离地面控制，该吊离地面控制装置具备：荷重检测部，对作用于臂的荷重进行检测；以及控制部，对卷扬机的提升动作及臂的仰起动作进行控制，控制部通过如下的控制信号，对臂的仰起进行控制来抑制起升载荷的摆动，该控制信号是基于荷重检测部的检测值的时间变化而生成且应用了使规定范围的频率成分衰减的滤波器而得到的控制信号。

Description

吊离地面控制装置及起重机
技术领域
本发明涉及用于抑制从地面吊起起升载荷时的载荷摆动的吊离地面控制装置及起重机。
背景技术
以往，在具备臂的起重机中，在从地面吊起起升载荷时，也就是将起升载荷吊离地面时，由于臂所产生的挠曲引起作业半径增大，造成起升载荷在水平方向上摆动的“载荷摆动”成为问题(参照图1)。
以防止吊离地面时的载荷摆动作为目的，例如，专利文献1所记载的铅直吊离地面控制装置构成为：由发动机旋转数传感器对发动机的旋转数进行检测，将臂的仰起动作校正为与发动机旋转数相应的值。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-188379号公报
发明内容
发明所要解决的课题
另外，包括专利文献1在内的以往的吊离地面控制装置为了将作业半径保持一定，一并使用卷扬机用的促动器及起伏用的促动器来进行控制。因此，存在由于控制变得复杂而吊离地面耗费时间的问题。
于是，本发明的目的在于，提供能够抑制载荷摆动并且迅速地将起升载荷吊离地面的吊离地面控制装置、以及具备吊离地面控制装置的起重机。
用于解决课题的手段
本发明所涉及的吊离地面控制装置的一个方式为：
一种吊离地面控制装置，其被搭载于具有臂以及提升钢缆的卷扬机的起重机，并进行起升载荷的吊离地面控制，该吊离地面控制装置具备：
荷重检测部，对作用于臂的荷重进行检测；以及
控制部，对卷扬机的提升动作及臂的仰起动作进行控制，
控制部通过如下的控制信号，对臂的仰起进行控制来抑制起升载荷的摆动，该控制信号是基于荷重检测部的检测值的时间变化而生成且应用了使规定范围的频率成分衰减的滤波器而得到的控制信号。
发明效果
根据本发明，能够提供能够抑制载荷摆动并且迅速地将起升载荷吊离地面的吊离地面控制装置、以及具备吊离地面控制装置的起重机。
附图说明
图1是关于起升载荷的载荷摆动进行说明的说明图。
图2是移动式起重机的侧视图。
图3是吊离地面控制装置的框图。
图4是吊离地面控制装置的整体的框图。
图5是吊离地面控制的框线图。
图6是与带域去除滤波器的应用相关的框图。
图7是吊离地面控制的流程图。
图8是说明吊离地面判定的方法的曲线图。
图9是表示荷重-起伏角的关系的曲线图。
图10是陷波滤波器特性的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明所涉及的实施方式的一例。但是，以下的实施方式所记载的结构要素为例示，意图不在于将本发明的技术范围仅限定于此。
[实施方式]
在本实施方式中，作为移动式起重机，例如可以举出复杂地形起重机、全地形起重机及汽车起重机。以下，作为本实施方式所涉及的作业车辆以复杂地形起重机为例进行说明，但对于其他移动式起重机也能够应用本发明所涉及的吊离地面控制装置。进而，对于履带起重机或塔式起重机也能够应用本发明所涉及的吊离地面控制装置。
(移动式起重机的结构)
首先，使用图2说明移动式起重机的结构。本实施方式的复杂地形起重机1如图2所示，具备作为具有行驶功能的车辆的主体部分的车体10、被设置于车体10的四角处的外伸支腿11、以能够水平回转的方式被安装于车体10的回转台12、以及被安装于回转台12的后方的臂14。
外伸支腿11通过使滑动油缸伸缩，能够从车体10向宽度方向外侧滑动伸出/滑动收纳，并且通过使千斤顶油缸伸缩，能够从车体10向上下方向进行千斤顶伸出/千斤顶收纳。
回转台12具有传递回转马达61的动力的小齿轮，通过该小齿轮与设置于车体10的圆形状的齿轮啮合，从而以回转轴为中心转动。回转台12具有被配置在右前方的操控席18、以及被配置在后方的配重19。
进而，在回转台12的后方配置了用于进行钢缆16的提升及下降的卷扬机13。卷扬机13使卷扬机马达64向正向或者逆向旋转，从而在提升方向(卷取方向)或者下降方向(转出方向)这2个方向上旋转。
臂14由基端臂141、(1个或者多个)中间臂142、以及前端臂143以嵌套式构成，通过内部配置的伸缩油缸63进行伸缩。在前端臂143的最前端的臂头144配置有滑轮，在滑轮上挂绕着钢缆16并悬挂着钩17。
基端臂141的基端部以转动自如的方式安装于被设置于回转台12的支承轴上。基端臂141能够以支承轴为旋转中心而上下起伏。另外，在回转台12与基端臂141的下表面之间架设有起伏油缸62。通过使起伏油缸62伸缩，臂14整体起伏。
(控制系统的结构)
接下来，使用图3的框图说明本实施方式的吊离地面控制装置D的控制系统的结构。吊离地面控制装置D以作为控制部的控制器40为中心构成。控制器40是具有输入端口、输出端口、运算装置等的通用的微型计算机。控制器40接受来自操作触杆51～54(回转触杆51、起伏触杆52、伸缩触杆53、卷扬机触杆54)的操作信号，经由未图示的控制阀对促动器61～64(回转马达61、起伏油缸62、伸缩油缸63、卷扬机马达64)进行控制。
进而，在本实施方式的控制器40上连接有：用于使吊离地面控制开始或者停止的吊离地面开关20A、用于设定吊离地面控制中的卷扬机13的速度的卷扬机速度设定机构20B、作为对作用于臂14的荷重进行检测的荷重检测部的压力计测器21、用于对臂14的姿态信息进行检测的姿态计测机构23、以及对卷扬机13的旋转数进行计测的旋转数计测器22。姿态计测机构23相当于姿态检测部的一例。
吊离地面开关20A是用于指示吊离地面控制的开始或者停止的输入设备。吊离地面开关20A例如也可以构成为附加于复杂地形起重机1的安全装置。吊离地面开关20A优选被配置于操控席18。
卷扬机速度设定机构20B是用于设定吊离地面控制中的卷扬机13的速度的输入设备。卷扬机速度设定机构20B有从预先设定的速度中选择恰当的速度的方式的机构、或者通过数字键进行输入的方式的机构。进而，卷扬机速度设定机构20B与吊离地面开关20A同样，可以构成为附加于复杂地形起重机1的安全装置。卷扬机速度设定机构20B优选被配置于操控席18。通过由该卷扬机速度设定机构20B对卷扬机13的速度进行调整，能够对吊离地面控制所需的时间进行调整。
作为荷重检测部的压力计测器21是对作用于臂14的荷重进行计测的计测设备。压力计测器21例如是对作用于起伏油缸62的压力进行计测的压力计。由压力计测器21计测出的压力信号被传送至控制器40。
旋转数计测器22被设置于卷扬机(卷筒)13的旋转轴附近，对卷扬机(卷筒)13的旋转数(旋转速度)进行计测。由旋转数计测器22计测出的旋转数(旋转速度)被传送至控制器40，并利用于计算卷扬机提升速度及钢缆的长度。
姿态计测机构23是对臂14的姿态信息进行检测的计测设备，由计测臂14的起伏角度的起伏角度计231以及计测起伏角速度的起伏角速度计232构成。具体而言，起伏角度计231例如是电位器。另外，起伏角速度计232例如是被安装于起伏油缸15的冲程传感器。由起伏角度计231计测出的起伏角度信号、以及由起伏角速度计232计测出的起伏角速度信号被传送至控制器40。
控制器40是对臂14及卷扬机13的动作进行控制的控制部。在通过将吊离地面开关20A设为开启(ON)从而使卷扬机13提升来将起升载荷吊离地面时，控制器40基于由作为荷重检测部的压力计测器21计测出的荷重的时间变化，预测臂14的起伏角度的变化量，并使臂14仰起以补偿预测出的变化量。
更具体而言，控制器40相应于控制部的一例，具有特性表或者传递函数的选择功能部40a、以及通过判定是否在实际上被吊离地面从而使吊离地面控制停止的吊离地面判定功能部40b，作为功能部。
特性表或者传递函数的选择功能部40a接受来自作为荷重检测部的压力计测器21的压力的初始值以及来自作为姿态检测部的起伏角度计231的起伏角度的初始值的输入，并决定要应用的特性表或者传递函数。其中，可以如以下那样，应用使用了线性系数a的关系作为传递函数。
首先，如图9的荷重-起伏角的曲线图所示，可知在调整为臂前端位置总是位于起升载荷的正上以不发生载荷摆动的情况下，荷重与起伏角(前端对地角度)处于线性的关系。在吊离地面中，如果假定为在时刻t1至时刻t2之间荷重Load1向Load2发生了变化，则起伏角θ与荷重Load的关系、起伏角θ1与荷重Load1的关系、以及起伏角θ2与荷重Load2的关系由下式表现。
[数1]
近似式 θ＝a·Load+b
t1 θ1＝a·Load1+b
t2 θ2＝a·Load2+b
2式之差通过差分方程式由下式表现。
[数2]
θ2-θ1＝a(Load2-Load1)
Δθ＝a·ΔLoad
为了对起伏角进行控制，需要赋予由下式表现的起伏角速度。
[数3]
Figure BDA0003962737590000061
在此，a是常数(线性系数)。
即，起伏角控制以荷重的时间变化(微分)为输入。
吊离地面判定功能部40b监视根据来自作为荷重检测部的压力计测器21的压力信号计算出的荷重的值的时序数据，判定有无吊离地面。关于吊离地面判定的方法，使用图8留待后述。
(整体的框线图)
接下来，使用图4的框线图，对包含本实施方式所涉及的吊离地面控制在内的整体的要素间的输入/输出关系详细进行说明。首先，在荷重变化计算部71中，基于由作为荷重检测部的压力计测器21计测出的荷重的时序数据，计算荷重变化。计算出的荷重变化被输入至目标轴速度计算部72。关于该目标轴速度计算部72中的输入/输出关系，使用图5留待后述。
在目标轴速度计算部72中，基于起伏角的初始值、被设定的卷扬机速度、以及被输入的荷重变化，计算目标轴速度。目标轴速度在此是目标起伏角速度(以及目标卷扬机速度，但其不是必须的)。计算出的目标轴速度被输入至轴速度控制器73。至此的前半部分的控制是与本实施方式的吊离地面控制相关的处理。
其后，经过轴速度控制器73、轴速度的操作量转换处理部74，操作量被输入至控制对象75。该后半部分的控制是与通常的控制相关的处理，基于计测出的起伏角速度被反馈控制。
(吊离地面控制的框线图)
接下来，使用图5的框线图，特别关于吊离地面控制的目标轴速度计算部72中的要素的输入/输出关系进行说明。首先，起伏角度的初始值被输入至特性表/传递函数的选择功能部81(40a)。在选择功能部81中，使用特性表(LookupTable)或者传递函数(式)，选择最恰当的常数(线性系数)a。
另外，在数值微分部82中，实施荷重变化的数值微分(与时间相关的微分)，并对该数值微分的结果乘以常数a，从而计算目标起伏角速度。即，通过执行上述的(式3)的计算，计算目标起伏角速度。像这样，目标起伏角速度的控制通过使用特性表(或者传递函数)而被前馈控制。
(带域去除滤波器的应用的框线图)
接下来，使用图6的框线图，说明在基于目标起伏角速度(起伏角速度目标值)生成起伏角速度控制信号时应用使规定的带域衰减的带域去除滤波器的动作。首先，通过开始指令，第1控制信号生成部91指示作为控制对象的起重机93(卷扬机马达64)将卷扬机13的速度维持为一定的旋转速度γd。该卷扬机速度控制基于计测出的钢缆长度而被反馈控制。计测出的钢缆长度在另一方面用于吊离地面判定，从而成为滤波器应用部95的启动的触发。
其后，第2控制信号生成部92基于目标起伏角θd以及计测出的起伏角速度，向PID控制部94指示目标起伏角速度。PID控制部94通过PID控制来生成起伏角速度控制信号。也就是说，起伏角速度控制信号基于计测出的起伏角速度与目标起伏角速度的差量而生成。该起伏角速度控制基于计测出的荷重以及计测出的起伏角速度而被反馈控制(参照图4、图5)。计测出的荷重(压力值)在另一方面用于吊离地面判定，从而成为滤波器应用部95的启动的触发。
然后，控制器40基于计测出的钢缆长度的时序数据，或者基于计测出的荷重(压力值)的时序数据，判定有无吊离地面。滤波器应用部95在控制器40中判定为吊离地面完成的情况下，向起伏角速度控制信号应用使规定的带域衰减的带域去除滤波器。在滤波器应用部95中，在控制器40中判定为吊离地面未完成的情况下，不向起伏角速度控制信号应用带域去除滤波器。此外，滤波器应用部95也可以无论吊离地面有无完成，总是对于起伏角速度控制信号应用带域去除滤波器。
由此，在生成起伏角速度控制信号时，应用带域去除滤波器(带阻滤波器)。带域去除滤波器具有使大部分频率原样通过而仅使规定范围的频率成分衰减至非常低的电平的频率特性。作为带域去除滤波器，优选使用阻带窄的陷波滤波器。此外，在以下的实施方式中，说明应用了陷波滤波器的具体例，但这是一例，也能够使用其他带域去除滤波器。
在此，在图10的说明图中表示陷波滤波器的特性。如图10所示，如果应用了陷波滤波器，则在中心频率的前后振幅大为衰减。如果应用了陷波滤波器，则在比中心频率靠低频侧成为相位延迟特性，而在高频侧成为相位超前特性。臂14的固有振动频率根据臂14的状态而不同。臂14的状态例如是臂14的长度和/或臂14的伸缩模式。也就是说，即使臂14的长度相同，在臂14的伸缩模式不同的情况下，臂14的固有振动频率也不同。其中，在移动式起重机中，优选预先按臂14的长度和/或按伸缩模式计算/计测固有振动频率，并进行存储。也就是说，移动式起重机的存储部优选将固有振动频率与臂14的长度和/或伸缩模式建立对应地存储。关于该固有振动频率，也优选在从工厂出货时在实际上按每个车辆事先计测作业车辆的固有振动频率。
(流程图)
接下来，使用图7的流程图，说明本实施方式的吊离地面控制的整体流程。
首先，操作员按压吊离地面开关20A来开始吊离地面控制(START)。此时，预先在吊离地面控制开始前或者在开始后，经由卷扬机速度设定机构20B，设定卷扬机13的目标速度。由此，控制器40以目标速度开始卷扬机控制(步骤S1)。该目标速度例如是一定的速度。
接下来，与卷扬机13被提升同时，由作为荷重检测部的压力计测器21开始起升载荷荷重计测(起伏油缸压力检测)，并向控制器40输入荷重值(压力值)(步骤S2)。
接下来，在选择功能部40a中，接受荷重值(压力值)的初始值以及来自作为姿态检测部的起伏角度计231的起伏角度的初始值的输入，决定要应用的特性表或者传递函数(步骤S3)。接下来，在控制器40中，基于被应用的特性表或者传递函数、以及荷重变化，计算起伏角速度(步骤S3)。即，通过前馈控制，进行起伏角速度控制。
接下来，为了在之后的吊离地面判定中加以利用而检测钢缆长度的时序变化(步骤S4)。具体而言，向控制器40输入由旋转数计测器22计测的旋转数以及由姿态计测机构23计测的姿态(起伏角度、起伏角速度、臂长)的计测结果来计算钢缆长度，并监视其时序变化。
然后，在控制器40中，基于计测出的荷重和/或钢缆长度的时序数据，判定有无吊离地面(步骤S5)。此外，关于判定方法留待后述。在判定的结果是未吊离地面的情况下(步骤S5：否)，返回步骤S3，反复进行基于荷重的前馈控制(步骤S3～步骤S5)。
在判定的结果是吊离地面已完成的情况下(步骤S5：是)，在进行逐渐停止控制时，启动陷波滤波器(步骤S6)。即，控制器40在吊离地面后的起伏动作的逐渐停止中，在基于起伏角速度目标值生成起伏角速度控制信号时应用陷波滤波器(带域去除滤波器)。此时，作为被应用的陷波滤波器，选择与臂14的长度相应的陷波滤波器。此外，关于应用该陷波滤波器的定时，能够从被判定为已吊离地面的时刻起，在预先决定的时间或者计测出规定次数的振动的期间内应用。被生成的起伏角速度控制信号在如下步骤S7中利用。
接下来，使用应用了陷波滤波器后的起伏角速度控制信号，使吊离地面控制逐渐停止(步骤S7)。即，使通过起伏油缸62进行的臂14的仰起动作逐渐降低速度并且停止(步骤S7)。逐渐停止例如能够通过使角速度以线性减少来实现。其中，在本实施方式中，在使该起伏驱动降低速度并且停止时(即，在使起伏角速度逐渐停止时)，通过避开臂14的固有频率使其移动来抑制振动。
其中，虽然该臂14的固有振动频率根据臂长度而变化，但在本实施方式中，通过基于计测数据由函数表现，能够对应于任意的臂长度和/或伸缩模式。进而，在本实施方式中，一个特征在于，虽然对卷扬机13的旋转速度及起伏油缸62的起伏角进行控制，但卷扬机13以一定速度操作，作为控制对象仅使起伏角逐渐停止即可。
最后，使通过卷扬机马达进行的卷扬机13的旋转驱动降低速度并且停止(步骤S8)。像这样，吊离地面控制结束(END)。
(吊离地面判定1)
接下来，使用图8的曲线图，说明本实施方式的吊离地面判定的方法。在本实施方式中，控制器40在吊离地面控制中使卷扬机13提升的过程中，监视计测出的荷重的时序数据，捕捉该时序数据的最初的极大值来判定为已吊离地面。
更具体而言，如图8所示，一般而言，荷重数据的时序数据在吊离地面的下一瞬间发生过冲，进而发生下冲，其后以持续振动的方式推移。因此，通过捕捉振动的最初的隆起的顶点的时刻、即最初的极大值，能够判定已吊离地面。其中，在实际上，在判定为已吊离地面的时刻即记录了最初的极大值的时刻，可以认为是受到惯性力而稍稍过冲的状态。
此外，图8所示的荷重数据是压力计测器21的测定值或者基于压力计测器21的测定值计算的值(以下简称为“压力计测器21的测定值”)。也就是说，压力计测器21的测定值在吊离地面之后，以反复上下移动的方式变化(振动)。这样的压力计测器21的测定值的变化(振动)受到臂14的固有振动频率的影响。由此，基于压力计测器21的测定值的变化(振动)，也能够计算臂14的固有振动频率。像这样计算的固有振动频率也可以作为中心频率应用于已述的带域去除滤波器(陷波滤波器)。
(吊离地面判定2)
与上述的方法不同，本实施方式的控制器40也能够构成为：在吊离地面控制中，在使卷扬机13提升将起升载荷吊离地面时，基于计测出的荷重的时间变化以及计测出的钢缆长度的时间变化来判定吊离地面。
具体而言，作为控制部的控制器40在使卷扬机13提升来将起升载荷吊离地面时，将计测出的荷重开始变化的时刻的钢缆长度作为初始钢缆长度，在钢缆长度变得比根据初始钢缆长度设定的阈值短时，判定为已吊离地面。
或者，作为控制部的控制器40在使卷扬机13提升来将起升载荷吊离地面时，将计测出的荷重开始变化的时刻的钢缆长度的时间变化作为初始提升速度，在钢缆长度的时间变化即提升速度变得比根据初始提升速度设定的阈值快时，判定为已吊离地面。
(效果)
接下来，列举说明本实施方式的吊离地面控制装置D所起到的效果。
(1)如上所述，本实施方式的吊离地面控制装置D具备臂14、卷扬机13、压力计测器21、以及作为对臂14及卷扬机13进行控制的控制部的控制器40，在使卷扬机13提升来将起升载荷吊离地面时，该控制器40基于计测出的荷重的时间变化，求出臂14的起伏角度的变化量，使臂14仰起以补偿变化量，控制器40在吊离地面后的起伏动作的逐渐停止中，在基于起伏角速度目标值生成起伏角速度控制信号时，应用使规定的带域衰减的带域去除滤波器。由于是这样的结构，因此实现了能够抑制载荷摆动并且迅速地将起升载荷吊离地面的吊离地面控制装置D。
也就是说，在本实施方式的吊离地面控制装置D中，着眼于荷重与起伏角补偿量的关系处于线性关系这一情况，通过仅基于荷重值的时间变化来实施前馈控制，无需像以往那样实施复杂的反馈控制，就能够迅速地将起升载荷吊离地面。
然后，在本实施方式的吊离地面控制装置D中，特别是在判定为已吊离地面并使起伏角速度逐渐停止时，通过使用与臂长度相应的固有振动频率的函数，以避开臂14的固有振动频率的方式使其移动，从而抑制了振动。具体而言，例如通过使臂14的仰起速度临时加快之后变慢的程度的动作，进行逐渐停止并且抑制振动。
(2)另外，控制器40优选基于与臂14的长度相应的臂14的固有振动频率，计算要衰减的规定的带域。根据这样的结构，通过使臂14的实际的固有振动频率的周围的带域衰减，能够高效地抑制振动，并使吊离地面控制迅速结束。
(3)进而，控制器40在判定为已吊离地面之后仅在规定的时间内应用带域去除滤波器。根据这样的结构，能够防止在吊离地面以外的场面中起伏角速度的相位延迟。
(4)另外，优选还具备对臂14的姿态信息进行检测的姿态计测机构23，控制器40基于计测出的臂14的姿态的初始值以及计测出的荷重的初始值，选择对应的特性表或者传递函数，使用特性表或者传递函数，根据计测出的荷重的时间变化，求出臂14的起伏角度的变化量。
如果像这样构成，则通过在吊离地面控制开始时，以一定速度使卷扬机13提升，与荷重变化相应地根据特性表(或者传递函数)计算起伏角控制量并实施前馈控制，能够不使载荷摆动而迅速地吊离地面。而且，由于要调整的参数少，因此能够迅速而且容易地实施出货时的调整。
(5)进而，控制器40优选构成为在使卷扬机13提升来将起升载荷吊离地面时使卷扬机13以定速提升。如果像这样构成，通过抑制惯性力等干扰的影响而使响应(计测出的荷重值)稳定，能够使得吊离地面判定变得容易。
(6)另外，控制器40优选构成为在使卷扬机13提升来将起升载荷吊离地面时，对卷扬机13的速度进行调整，从而对吊离地面所需的时间进行调整。如果像这样构成，通过与起升载荷的重量、环境条件相应地选择恰当的卷扬机13的速度，能够安全而且高效地进行作业。
(7)进而，本实施方式的控制器40构成为在使卷扬机13提升来将起升载荷吊离地面时，监视计测出的荷重的时序数据，捕捉时序数据的最初的极大值来判定为已吊离地面。通过像这样仅基于荷重进行控制，能够简易而且迅速地判定吊离地面。
(8)另外，作为本实施方式的移动式起重机的复杂地形起重机1通过具备上述任一项的吊离地面控制装置D，成为能够抑制载荷摆动并且迅速地将起升载荷吊离地面的复杂地形起重机1。
以上，参照附图详述了本发明的实施方式，但具体的结构不限于该实施方式，不脱离本发明的主旨的程度的设计变更包含在本发明内。
例如，在实施方式中虽然没有特别说明，但无论是在使用主卷扬机作为卷扬机13吊离地面的情况下，还是在使用副卷扬机作为卷扬机13吊离地面的情况下，都能够应用本发明的吊离地面控制装置D。
2020年6月3日提交的日本特愿2020-97023的日本申请所包含的说明书、附图及说明书摘要的公开内容全部被引用至本申请中。
工业实用性
本发明所涉及的吊离地面控制装置不限于用于移动式起重机，能够用于各种起重机。
附图标记说明
D 吊离地面控制装置
a 线性系数
1 复杂地形起重机
10 车体
12 回转台
13 卷扬机
14 臂
16 钢缆
17 钩
20A 吊离地面开关
20B 卷扬机速度设定机构
21 压力计测器
22 旋转数计测器
23 姿态检测机构
231 起伏角度计
232 起伏角速度计
40 控制器
40a 选择功能部
40b 吊离地面判定功能部
51 回转触杆
52 起伏触杆
53 伸缩触杆
54 卷扬机触杆
61 回转马达
62 起伏油缸
63 伸缩油缸
64 卷扬机马达
91 第1控制信号生成部
92 第2控制信号生成部
93 起重机(控制对象)
94 PID控制部
95 滤波器应用部

Claims (8)

1.一种吊离地面控制装置，其被搭载于具有臂以及提升钢缆的卷扬机的起重机，并进行起升载荷的吊离地面控制，所述吊离地面控制装置具备：
荷重检测部，对作用于所述臂的荷重进行检测；以及
控制部，对所述卷扬机的提升动作及所述臂的仰起动作进行控制，
所述控制部通过如下的控制信号，对所述臂的仰起进行控制来抑制所述起升载荷的摆动，该控制信号是基于所述荷重检测部的检测值的时间变化而生成且应用了使规定范围的频率成分衰减的滤波器而得到的控制信号。
2.如权利要求1所述的吊离地面控制装置，其中，
所述滤波器具有使与所述臂的长度和/或所述臂的伸缩模式相应的所述臂的固有振动频率衰减的频率特性。
3.如权利要求1或者2所述的吊离地面控制装置，其中，
所述控制部在吊离地面完成之后，向所述控制信号应用所述滤波器，使所述仰起动作停止。
4.如权利要求3所述的吊离地面控制装置，其中，
所述控制部在检测出所述荷重检测部的检测值中的最初的极大值的情况下，判定为吊离地面完成。
5.如权利要求1～4中任一项所述的吊离地面控制装置，其中，
所述控制部在所述吊离地面控制中，对所述卷扬机进行控制以使所述卷扬机以定速提升。
6.如权利要求1～5中任一项所述的吊离地面控制装置，其中，
所述控制部基于所述荷重的时间变化来计算所述臂的起伏角度的变化量，并计算与计算出的所述变化量相应的目标起伏角速度，并且，基于所述目标起伏角速度，生成所述控制信号。
7.如权利要求6所述的吊离地面控制装置，其中，
还具备对所述臂的姿态信息进行检测的姿态检测部，
所述控制部基于所述姿态信息的初始值及所述荷重的初始值，选择对应的特性表或者传递函数，并基于所述特性表或所述传递函数、以及所述荷重的时间变化，计算所述臂的起伏角度的变化量。
8.一种起重机，具备权利要求1～7中任一项所述的吊离地面控制装置。
CN202180037921.3A 2020-06-03 2021-06-03 吊离地面控制装置及起重机 Pending CN115667122A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-097023 2020-06-03
JP2020097023 2020-06-03
PCT/JP2021/021225 WO2021246490A1 (ja) 2020-06-03 2021-06-03 地切り制御装置、及び、クレーン

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115667122A true CN115667122A (zh) 2023-01-31

Family

ID=78831250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180037921.3A Pending CN115667122A (zh) 2020-06-03 2021-06-03 吊离地面控制装置及起重机

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230227290A1 (zh)
EP (1) EP4163245A1 (zh)
JP (1) JP7323070B2 (zh)
CN (1) CN115667122A (zh)
WO (1) WO2021246490A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117886241A (zh) * 2024-03-14 2024-04-16 山东中建众力机械工程有限公司 基于振动分析的塔式起重机自检系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01256496A (ja) * 1988-04-04 1989-10-12 Tadano Ltd ブームを有するクレーンの吊荷地切時荷振防止装置
JPH08188379A (ja) 1995-01-10 1996-07-23 Kobe Steel Ltd クレーンの鉛直地切り制御装置
JP2018087069A (ja) * 2016-11-29 2018-06-07 株式会社タダノ クレーン
JP6897352B2 (ja) * 2017-06-13 2021-06-30 株式会社タダノ クレーン
CN111741920B (zh) * 2018-02-28 2022-06-21 株式会社多田野 起重机及挂环工具的长度取得方法
JP2020097023A (ja) 2018-12-18 2020-06-25 三菱ケミカルアクア・ソリューションズ株式会社 排水の処理方法および排水の処理システム

Also Published As

Publication number Publication date
US20230227290A1 (en) 2023-07-20
JP7323070B2 (ja) 2023-08-08
JPWO2021246490A1 (zh) 2021-12-09
EP4163245A1 (en) 2023-04-12
WO2021246490A1 (ja) 2021-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1773706B1 (en) Hoisting-cable drive comprising a single bottom-hook block and two winches
CN113382946B (zh) 吊离地面控制装置及起重机
CN115667122A (zh) 吊离地面控制装置及起重机
US20220332550A1 (en) Control system and work machine
JPH0710469A (ja) クレーンの鉛直地切り制御装置
JP7484731B2 (ja) 地切り制御装置及びクレーン
CN114014164A (zh) 一种起重机吊钩垂直控制系统及其控制方法
CN115697884A (zh) 吊离地面控制装置及起重机
JP7322901B2 (ja) 地切り制御装置、及び移動式クレーン
CN113382947B (zh) 吊离地面判定装置、吊离地面控制装置、移动式起重机及吊离地面判定方法
JP2021187653A (ja) 地切り制御装置、及び、移動式クレーン
WO2023054534A1 (ja) クレーン及び地切り制御装置
US20230286782A1 (en) Dynamic lift-off control device and mobile crane
WO2020166689A1 (ja) 地切り判定装置、地切り制御装置、及び移動式クレーン
CN111836774B (zh) 起重机及起重机的控制方法
JP7435090B2 (ja) ブームの先端位置の予測システム
JP2022079902A (ja) クレーン、クレーン制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination