【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吊荷を吊上げて搬送する種々のクレーンやホイスト等において、吊上索により吊下点から吊下げられている吊荷の吊下げ長さを簡略に精度良く測定できるようにしたクレーンの吊下げ長さ測定方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
種々のクレーンやホイスト等により吊荷を吊上げて搬送する際には、吊荷の吊下げ長さを計測することが要求される場合が多い。例えば、クレーンにより吊荷を吊上げて搬送する際の発進加速時または停止減速時には、吊上索の長さに応じた周期で吊荷が振り子運動する問題があり、この荷振れの問題を解決するために従来から種々の制振装置が提案されているが、吊荷の振り子運動を精度よく制振するためには振り子運動の固有振動数を求める必要があるが、この固有振動数を求めるためには振り子長さ、即ち吊下点から吊荷までの吊下げ長さを正確に知る必要がある。
【０００３】
また、吊荷の搬送時には、吊荷が他の物品や機器等の障害物に衝突する可能性があり、衝突を回避するためには吊荷を必要以上に吊上げて安全を図ることが一般に行われているが、このようにした場合、吊荷を接地面から吊上げて目的位置まで搬送する距離が長くなり最短ルートでの搬送ができないために搬送効率が低下する問題があり、こうした搬送効率を高めることからも吊下げ長さを正確に知る必要がある。
【０００４】
吊下げ長さを測定する最も簡便な方法としては、吊荷の吊上げ吊下げを行うウインチ等に、吊上索の巻取り長さを検出する回転検出器（例えばロータリエンコーダ）を設置したものがある。
【０００５】
しかし、上記回転検出器を用いた方式では、吊上索の吊フックにより接地面上の吊荷を吊上げ、吊荷が地切り（吊荷が接地面から離れること）したことを目視等にて確認し、この地切り時を回転検出器の検出原点として、その後のウインチの巻取り長さを回転検出器で検出し、検出した巻取り長さを吊上索の吊下点と接地面との間の吊下点距離から引算することによって吊下げ長さを求めている。しかし、この方式では吊荷の地切りを精度良く検出する手法がないために吊下げ長さを正確に測定できない問題があり、従って高い制振精度を得ることができない、或いは吊荷を最短の搬送ルートで移動させて搬送効率を高めることができないという問題がある。
【０００６】
即ち、前記した従来の回転検出器を用いた方式では、吊荷の地切りが行われた瞬間を簡単、確実に検出できる手法がないために、回転検出器で巻取り長さを検出しても実際の吊下げ長さを正確に測定できない問題があった。
【０００７】
一方、ケーブルクレーンにおいては、吊上索の副塔側の床面等の固定点に、荷重センサを設け、トロリ高さはトロリの主塔と副塔間の横行位置と吊荷の重さとによって決まることから、横行ドラムの回転角と荷重センサで求めた吊荷の荷重とによって吊下げ長さを算出するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特許第３２９７００８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載のものは、ケーブルクレーンを対象としたものであり、そのため、吊上索の副塔側の床面等の固定点に荷重センサを設置しているが、ケーブルクレーン以外の天井クレーン及びジブクレーン等やホイスト等のように、吊荷を吊上げる吊上点が平面上で種々変化するクレーン等には適用することが困難である。即ち、特許文献１の方法を、吊上点が変化するクレーン等に適用するためには、吊荷の吊上げを行うすべての吊上点の接地面に荷重センサを配置する必要があり、このためには装置構成が非常に大掛りとなり実用的でない。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたものであり、制振制度の向上及び搬送効率の向上を図るために、吊下げ長さを簡略な構成にて精度良く測定できるようにしたクレーンの吊下げ長さ測定方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、吊上索による吊下点と吊荷の接地面との間の吊下点距離を予め求めておき、吊上索に掛かる荷重を検出してその検出荷重が空荷時より大きい設定荷重を超えたことにより吊荷の地切りを検出し、この地切りを検出した時点を巻取り原点として吊上索の巻取り長さを検出し、この巻取り長さを前記吊下点距離から減算することにより吊下げ長さを求めることを特徴とするクレーンの吊下げ長さ測定方法、に係るものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、吊上索による吊下点と吊荷の接地面との間の吊下点距離が予め求められているクレーンの吊下げ長さ測定装置であって、ウインチによる吊上索の巻取り長さを検出する巻取り長さ検出装置と、吊フックの近傍に設置して吊荷の荷重を検出する荷重検出装置と、前記吊下点距離と前記巻取り長さ検出装置の巻取り長さ検出信号と前記荷重検出装置による荷重検出信号とを入力し、前記荷重検出装置により検出した荷重が空荷時より大きい設定荷重を超えたときに吊荷の地切りを検出し、且つ地切りの検出以後に前記巻取り長さ検出装置が検出した巻取り長さを前記吊下点距離から減算することにより吊下げ長さを求める演算装置と、を備えたことを特徴とするクレーンの吊下げ長さ測定装置、に係るものである。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記荷重検出装置が、検出した荷重が空荷時より大きい設定荷重を超えたときに吊荷の地切り信号を前記演算装置に出力する地切り検出装置を備えていることを特徴とする請求項２に記載のクレーンの吊下げ長さ測定装置、に係るものである。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記荷重検出装置が、吊フックと吊上索の連結部における荷重受面間に設置したロードセルであることを特徴とする請求項２または３に記載のクレーンの吊下げ長さ測定装置、に係るものである。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、前記荷重検出装置が、信号線により演算装置に接続されていることを特徴とする請求項２または３または４に記載のクレーンの吊下げ長さ測定装置、に係るものである。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、前記荷重検出装置が、吊フック近傍に設置した信号発信機と演算装置近傍に設置した信号受信機とにより演算装置に無線送信していることを特徴とする請求項２または３または４に記載のクレーンの吊下げ長さ測定装置、に係るものである。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、前記荷重検出装置が、ウインチ駆動電動機の負荷電流を検出する電流検出器であり、前記演算装置が、電流検出器の負荷電流が空荷時より大きい設定電流を超えたことにより吊荷の地切りを検出していることを特徴とする請求項２に記載のクレーンの吊下げ長さ測定装置、に係るものである。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、前記荷重検出装置が、電流検出器の検出した負荷電流が空荷時より大きい設定電流を超えたときに吊荷の地切りを検出する地切り検出装置を備えていることを特徴とする請求項７に記載のクレーンの吊下げ長さ測定装置、に係るものである。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、前記巻取り長さ検出装置が、ロータリエンコーダであることを特徴とする請求項２に記載のクレーンの吊下げ長さ測定装置、に係るものである。
【００２０】
上記本発明によれば、以下のように作用する。
【００２１】
請求項１または２に記載の発明では、吊上索による吊下点と吊荷の接地面との間の吊下点距離を予め求めておき、吊上索に掛かる荷重を荷重検出装置により検出してその検出荷重が空荷時より大きい設定荷重を超えたことにより吊荷の地切りを検出し、この地切りを検出した時点を巻取り原点として吊上索の巻取り長さを巻取り長さ検出装置により検出し、演算装置にて前記巻取り長さを前記吊下点距離から減算することにより吊下げ長さを求めるようにしたので、吊下げ長さを簡単な構成にて常に精度良く測定することができ、よって吊荷の固有振動数を求めるための振り子長さを精度良く求めることができて吊荷の振り子運動を高い精度で制振できる。
【００２２】
また、巻取り長さの検出により吊荷の吊上高さも精度良く測定できるので、吊荷を障害物に衝突しない最短の搬送ルートで移動させることにより搬送効率を大幅に高められる。
【００２３】
請求項３に記載の発明では、前記荷重検出装置が、検出している荷重が空荷時より大きい設定荷重を超えたときに吊荷の地切り信号を演算装置に出力する地切り検出装置を備えているので、演算装置における演算を簡略にできる効果がある。
【００２４】
請求項４に記載の発明によれば、前記荷重検出装置が、吊フックと吊上索の連結部における荷重受面間に設置したロードセルであるので、簡略な構成にて吊荷の荷重を正確に検出できる。
【００２５】
請求項５に記載の発明では、前記荷重検出装置が、信号線によって演算装置に接続されているので、荷重検出装置の信号を有線にて演算装置に伝達できる。
【００２６】
請求項６に記載の発明では、前記荷重検出装置が、吊フック近傍に設置した信号発信機と前記演算装置近傍に設置した信号受信機とによって演算装置に送信しているので、荷重検出装置の信号を無線にて演算装置に伝達できる。
【００２７】
請求項７に記載の発明では、前記荷重検出装置が、ウインチ駆動電動機の負荷電流を検出する電流検出器であり、前記演算装置が、前記電流検出器の負荷電流が空荷時より大きい設定電流を超えたことにより吊荷の地切りを検出しているので、ウインチ駆動電動機の負荷電流によって吊荷の地切りを簡略に検出できる。
【００２８】
請求項８に記載の発明では、前記荷重検出装置が、電流検出器の検出した負荷電流が空荷時より大きい設定電流を超えたときに吊荷の地切りを検出する地切り検出装置を備えているので、演算装置における演算を簡略にできる。
【００２９】
請求項９に記載の発明では、前記巻取り長さ検出装置が、ロータリエンコーダであるので、簡略な構成にて巻取り長さを確実に検出できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】
図１は本発明の吊下げ長さ測定装置の形態を天井クレーンを例にとって示した側面図であり、レール１上を走行する台車２に備えたウインチ３から巻出した吊上索４の下端に吊フック５を備え、吊荷６に玉掛けしたワイヤロープ７に前記吊フック５を掛けて吊荷６を吊上げ、台車の走行により搬送するようにしている。
【００３２】
天井クレーンは、ウインチ３による吊下点Ａと床面等の吊荷の接地面Ｂとの間の距離、即ち吊下点距離Ｈは常に一定で予め分かっており、吊荷６の吊下げ長さを測定するために、任意の場所（図１では台車２）に設置した演算装置８に前記吊下点距離Ｈを入力している。
【００３３】
また、ウインチ３に、該ウインチ３による吊上索４の巻取り長さを検出するための巻取り長さ検出装置９を設置し、該巻取り長さ検出装置９により検出した巻取り長さ検出信号１０を前記演算装置８に入力している。このとき、巻取り長さ検出装置９としてはロータリエンコーダ９ａを用いることができる。
【００３４】
更に、前記吊フック５の近傍には、吊下荷重を検出するための荷重検出装置１１を設置する。荷重検出装置１１は、例えば図３に示すように、吊フック５に設けた雌部材１２と前記吊上索４の下端に備えて前記雌部材１２と嵌合する雄部材１３とにより荷重受面１２ａ，１３ａを介して荷重を支持するようにした連結部１４を設け、該連結部１４の荷重受面１２ａ，１３ａ間にロードセル１５を設置している。ロードセル１５は連結部１４の荷重受面１２ａ，１３ａ間に掛る荷重を検出して荷重検出信号１１ａを出力するようになっている。
【００３５】
前記荷重検出装置１１で検出された荷重検出信号１１ａは、図１のごとく信号線１６を介して前記演算装置８に導かれている。このとき、信号線１６は、台車２に設置された張力保持機能を有する長さ調節装置１７に巻付けられて荷重検出装置１１との間に一定の張力が保持され、吊上索４の長さの変化に追随できるようになっている。
【００３６】
一方、上記したように有線にて信号を送信する方式に代えて、図４に示すように、荷重検出装置１１が、吊フック５近傍に設置した信号発信機１８と前記演算装置８近傍に設置した信号受信機１９とによる無線装置によって荷重検出信号１１ａを演算装置８に送信するようになっていてもよい。
【００３７】
前記吊下点距離Ｈと、前記巻取り長さ検出装置９の巻取り長さ検出信号１０と、前記荷重検出装置１１による荷重検出信号１１ａとを入力している演算装置８は、前記荷重検出装置１１により検出した荷重が空荷時より大きい設定荷重（例えば、吊フック５の自重＋玉掛けしたワイヤロープ７等の重量）を超えたときに吊荷６の地切りを検出し、且つ地切りの検出以後に前記巻取り長さ検出装置９が検出した巻取り検出信号１０による巻取り長さＣを、前記吊下点距離Ｈから減算することによって吊下げ長さＬを求めるようにしている。尚、設定荷重は、吊フック５に玉掛けしたワイヤロープ７等の重量を加えたときの荷重より大きく、吊荷６の想定される最小重量のときの荷重より小さい値の範囲内で設定する。
【００３８】
また、上記したように荷重検出装置１１にて検出した荷重検出信号１１ａを常時演算装置８に出力する方式に代えて、図３に示すように、荷重検出装置１１に、ロードセル１５からの荷重検出信号１１ａが空荷時より大きい設定荷重を超えたときに、地切り信号１１ｂを前記演算装置８に出力するようにした地切り検出装置２０を設置するようにしてもよい。
【００３９】
更に、図５は、前記吊フック５の近傍の連結部１４にロードセル１５を設けるようにした荷重検出装置１１とは異なる形態を示したものであり、この荷重検出装置２１は、ウインチ駆動電動機２２の負荷電流を検出する電流検出器２３を設置して、該電流検出器２３により検出した負荷電流信号２３ａを演算装置８に入力しており、この場合の演算装置８は、前記電流検出器２３で検出した負荷電流が空荷時より大きい設定電流を超えたことにより吊荷の地切りを検出するようにしている。また、上記したように電流検出器２３で検出した負荷電流信号２３ａを常時演算装置８に出力する方式に代えて、荷重検出装置２１に、電流検出器２３からの負荷電流信号２３ａが空荷時より大きい設定電流を超えたときに、地切り信号２３ｂを前記演算装置８に出力するようにした地切り検出装置２４を設置するようにしてもよい。
【００４０】
前記した吊下げ長さＬは、吊下点Ａから吊フック５下端までの吊上索長さＬ１に、吊荷６の底面と吊フック５に掛けられたワイヤロープ７の上端までの吊荷６の高さ寸法Ｌ２を加算した長さ、即ち吊下点Ａから吊荷６の底面までの距離としている。図１では吊荷６の底面が接地面Ｂに接しているので、吊下げ長さＬは吊下点距離Ｈと同一である。
【００４１】
図１のごとく吊荷６の底面が接地面Ｂに接した状態から、ウインチ３を駆動し吊上索４を巻取って吊荷６を吊上げると、図２に示すように巻取り長さ検出装置９によって検出される巻取り長さ検出信号１０の巻取り長さＣと同じ吊上高さＣ’だけ吊荷６が吊上げられるので、検出した巻取り長さＣを予め入力されている吊下点距離Ｈから減算することによって、吊下点Ａから吊荷６の底面までの吊下げ長さＬを測定することができる。このとき、前記吊下げ長さＬと巻取り長さＣは、演算装置８と一体或いは近傍に備えた図示しない表示装置によって常時表示させておくことができる。
【００４２】
一方、図１の吊荷６の高さ寸法Ｌ２が予め判明している場合には、吊上索長さＬ１を吊下げ長さＬとすることもできる。また、吊荷６の重心Ｗの高さＬ３が予め判明している場合には、吊上索長さＬ１＋（吊荷６の高さ寸法Ｌ２−重心高さＬ３）＝Ｌ、即ち、吊下点Ａから吊荷６の重心Ｗまでの距離を吊下げ長さＬとすることもできる。
【００４３】
次に、上記図１〜図５に示した形態の作用を図６を参照して説明する。尚、このときの吊下げ長さＬは吊下点Ａから吊荷６の底面までとした場合について説明する。
【００４４】
接地面Ｂに設置されている吊荷６にワイヤロープ７を玉掛けし（ステップＳ１）、そのワイヤロープ７に吊上索４の吊フック５を掛ける。続いて、ウインチ３を駆動して吊上索４を巻き取ることにより吊荷６の吊上げを開始する（ステップＳ２）。このとき、荷重検出装置１１，２１では吊荷６の荷重またはウインチ駆動電動機２２の負荷電流を検出しており（ステップＳ３）、荷重検出装置１１，２１の荷重検出信号１１ａまたは負荷電流信号２３ａは演算装置８に導かれ、演算装置８は荷重の検出値が空荷時より大きい設定荷重を超えたこと、または負荷電流の検出値が空荷時より大きい設定電流を超えたことにより吊荷６の地切りを検出する（ステップＳ５）。このとき、設定荷重は吊荷の無い空荷時における吊フック５の自重に所定の重量を加算した値とする。すなわち、設定荷重は、吊フック５の自重に玉掛けしたワイヤロープ７等の重量を加えたときの荷重より大きく、吊荷６の想定される最小重量のときの荷重より小さい値とする。また、設定電流は上記設定荷重に対応した電流値とする。尚、上記設定荷重または設定電流は、取り扱う吊荷の重量等に応じて任意に設定することができる。
【００４５】
一方、図３または図５に示したように、荷重検出装置１１，２１に地切り検出装置２０，２４を備えている場合には、地切り検出装置２０，２４で検出した地切り信号１１ｂまたは地切り信号２３ｂが演算装置８に入力される。
【００４６】
前記演算装置８にて地切りが検出される、或いは地切り検出装置２０，２４の地切り信号１１ｂまたは地切り信号２３ｂが演算装置８に入力されると、この時を巻取り原点として同時に巻取り長さ検出装置９により巻取り長さＣを検出する（ステップＳ６）。演算装置８は検出した巻取り長さＣを前記吊下点距離Ｈから減算することによって吊下げ長さＬを求める（ステップＳ７）。吊下げ長さＬ及び巻取り長さＣは表示装置に表示させることができるので、吊下げ長さＬが所定値になったことにより吊荷６の吊上げを停止する（ステップＳ８）。また、表示された巻取り長さＣによって、吊荷６の吊上高さＣ’（巻取り長さＣと同じ）が所定高さになった時に、吊荷６の吊上げを停止する。
【００４７】
上記によれば、吊下点Ａから吊荷６の底面までの吊下げ長さＬを常に精度良く測定することができるので、吊荷６の固有振動数を求めるための振り子長さを簡単に精度良く求めることができて吊荷６の振り子運動を精度よく制振できるようになる。
【００４８】
また、巻取り長さＣによる吊荷６の吊上高さＣ’が精度良く測定できるので、吊荷６を障害物に衝突しない高さに吊上げて最短の搬送ルートで移動させることにより搬送効率を大幅に高めることができる。
【００４９】
図７は、本発明の吊下げ長さ測定装置の他の形態をジブクレーンを例にとって示した側面図であり、ジブクレーンは、クレーン装置本体２５に起伏自在なジブ２６を備えており、ジブ２６は起伏用ウインチ２７によって起伏するようになっている。また、ジブ２６の先端に設けた吊シーブ２８からは吊フック５を備えた吊上索４が吊下げられており、該吊上索４の他端はクレーン装置本体２５の巻上用のウインチ３に巻き付けられている。
【００５０】
図７のようなジブクレーンにおいては、ジブ２６が起伏すると吊シーブ２８の吊下点Ａと地面等の接地面Ｂとの間の吊下点距離ＨがＨ’のように変化することになる。ジブ２６の起伏角度θが変化したときの吊下点Ａの吊下点距離Ｈは予め求めておくことができるので、角度検出装置２９を設置してジブ２６の起伏角度θを検出し、ジブ２６の起伏角度θに応じた吊下点距離Ｈを前記演算装置８に入力する。このようにして吊下点距離Ｈを検出することにより、前記形態で説明した地切りの検出と、地切り検出時以後のウインチ３による巻取り長さＣの検出により、同様な方法で吊下げ長さＬを精度良く測定することができる。
【００５１】
一方、図７に示すジブクレーンにおいては、実線で示すように吊荷６を吊上た状態からジブ２６を二点鎖線で示すごとく上向きに回動させると、吊下点Ａとウインチ３との距離が、二点鎖線で示すように変化して短くなるために、この短くなった距離の分だけ、吊下点Ａ’と吊荷６の下面との間の吊下げ長さＬが長くなる。このジブ２６の起伏角度θが変化することによる吊下げ長さＬの変化量は予め求めておくことができるので、前記角度検出装置２９にて検出した起伏角度θに基づいた変化量によって、前記方法で測定した吊下げ長さＬを補正することにより、正確な吊下げ長さＬを測定することができる。
【００５２】
従って、ジブクレーンのように、吊シーブ２８の吊下点Ａと接地面Ｂとの間の吊下点距離Ｈが変化する場合においても、吊下点Ａから吊荷６の底面までの吊下げ長さＬを常に精度良く測定することができ、また、吊荷６の吊上高さＣ’も精度良く測定することができる。
【００５３】
尚、本発明は上記形態例にのみ限定されるものではなく、荷重検出装置は図示例以外の種々の構成のものを採用し得ること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１または２に記載の発明によれば、吊下索による吊下点と吊荷の接地面との間の吊下点距離を予め求めておき、吊上索に掛かる荷重を荷重検出装置により検出してその検出荷重が空荷時より大きい設定荷重を超えたことにより吊荷の地切りを検出し、この地切りを検出した時点を巻取り原点として吊上索の巻取り長さを巻取り長さ検出装置により検出し、演算装置にて前記巻取り長さを前記吊下点距離から減算することにより吊下げ長さを求めるようにしたので、吊下げ長さを簡単な構成にて常に精度良く測定することができ、よって吊荷の固有振動数を求めるための振り子長さを精度良く求めることができて吊荷の振り子運動を高い精度で制振できる効果がある。
【００５５】
また、巻取り長さの検出により吊荷の吊上高さも精度良く測定できるので、吊荷を障害物に衝突しない最短の搬送ルートで移動させることにより搬送効率を大幅に高められる効果がある。
【００５６】
請求項３に記載の発明によれば、前記荷重検出装置が、検出している荷重が空荷時より大きい設定荷重を超えたときに吊荷の地切り信号を演算装置に出力する地切り検出装置を備えているので、演算装置における演算を簡略にできる効果がある。
【００５７】
請求項４に記載の発明によれば、前記荷重検出装置が、吊フックと吊上索の連結部における荷重受面間に設置したロードセルであるので、簡略な構成にて吊荷の荷重を正確に検出できる効果がある。
【００５８】
請求項５に記載の発明によれば、前記荷重検出装置が、信号線によって演算装置に接続されているので、荷重検出装置の信号を有線にて演算装置に伝達できる効果がある。
【００５９】
請求項６に記載の発明によれば、前記荷重検出装置が、吊フック近傍に設置した信号発信機と前記演算装置近傍に設置した信号受信機とによって演算装置に無線送信しているので、荷重検出装置の信号を無線にて演算装置に伝達できる効果がある。
【００６０】
請求項７に記載の発明によれば、前記荷重検出装置が、ウインチ駆動電動機の負荷電流を検出する電流検出器であり、前記演算装置が、前記電流検出器の負荷電流が空荷時より大きい設定電流を超えたことにより吊荷の地切りを検出しているので、ウインチ駆動電動機の負荷電流によって吊荷の地切りを簡略に検出できる効果がある。
【００６１】
請求項８に記載の発明によれば、前記荷重検出装置が、電流検出器の検出した負荷電流が空荷時より大きい設定電流を超えたときに吊荷の地切りを検出する地切り検出装置を備えているので、演算装置における演算を簡略にできる効果がある。
【００６２】
請求項９に記載の発明によれば、前記巻取り長さ検出装置が、ロータリエンコーダであるので、簡略な構成にて巻取り長さを確実に検出できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の吊下げ長さ測定装置の形態を天井クレーンを例にとって示した側面図である。
【図２】図１において吊荷を吊上げた状態を示す側面図である。
【図３】ロードセルによる荷重検出装置の一例を示す側面図である。
【図４】信号を無線で伝達する方式を示す側面図である。
【図５】電流検出器による荷重検出装置の一例を示す側面図である。
【図６】本発明の作業ステップを表わすブロック図である。
【図７】本発明の吊下げ長さ測定装置の他の形態をジブクレーンを例にとって示した側面図である。
【符号の説明】
３ ウインチ
４ 吊上索
５ 吊フック
６ 吊荷
８ 演算装置
９ 巻取り長さ検出装置
９ａ ロータリエンコーダ
１０ 巻取り長さ検出信号
１１ 荷重検出装置
１１ａ 荷重検出信号
１１ｂ 地切り信号
１２ａ，１３ａ 荷重受面
１４ 連結部
１５ ロードセル
１６ 信号線
１８ 信号発信機
１９ 信号受信機
２０ 地切り検出装置
２１ 荷重検出装置
２２ ウインチ駆動電動機
２３ 電流検出器
２３ａ 負荷電流信号
２３ｂ 地切り信号
２４ 地切り検出装置
Ａ，Ａ’ 吊下点
Ｂ 接地面
Ｃ 巻取り長さ
Ｈ 吊下点距離
Ｌ 吊下げ長さ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a crane that can easily and accurately measure a suspended length of a suspended load suspended from a suspension point by a lifting line in various cranes and hoists that lift and transport the suspended load. The present invention relates to a suspension length measuring method and apparatus.
[0002]
[Prior art]
When a suspended load is lifted and transported by various cranes, hoists, or the like, it is often required to measure the suspended length of the suspended load. For example, at the time of starting acceleration or stopping and deceleration when lifting and transporting a load by a crane, there is a problem that the load swings in a pendulum at a cycle corresponding to the length of the lifting cable, and this problem of load swing is solved. Conventionally, various vibration damping devices have been proposed, but in order to accurately control the pendulum motion of the suspended load, it is necessary to obtain the natural frequency of the pendulum motion. It is necessary to know exactly the pendulum length, that is, the suspension length from the suspension point to the suspended load.
[0003]
In addition, when transporting a suspended load, the suspended load may collide with obstacles such as other articles or equipment, and in order to avoid collisions, it is common practice to lift the suspended load more than necessary for safety. However, in such a case, there is a problem that the distance for lifting the suspended load from the ground contact surface and transporting it to the target position becomes longer, and the transportation on the shortest route cannot be performed. It is necessary to know the length of the suspension accurately from the height.
[0004]
The simplest method of measuring the suspension length is to install a rotation detector (for example, a rotary encoder) that detects the winding length of the lifting cable on a winch or the like that lifts and suspends the suspended load. is there.
[0005]
However, in the method using the rotation detector, the suspended load on the ground surface is lifted by the suspension hook of the lifting cable, and it is visually observed that the suspended load is separated from the ground surface (the suspended load is separated from the ground surface). Confirm that the time of ground separation is the detection origin of the rotation detector, and then use the rotation detector to detect the winding length of the winch, and use the detected winding length as the hanging point of the lifting cable and the grounding surface. The suspension length is determined by subtracting from the suspension point distance between. However, in this method, there is a problem that the suspension length cannot be measured accurately because there is no method for accurately detecting the ground breaking of the suspended load, and therefore, high vibration control accuracy cannot be obtained, or the suspended load can be shortest. There is a problem that the transfer efficiency cannot be increased by moving the transfer route.
[0006]
That is, in the method using the above-described conventional rotation detector, there is no method capable of easily and reliably detecting the moment when the suspended load is grounded, so that the winding length is detected by the rotation detector. However, there was a problem that the actual suspension length could not be measured accurately.
[0007]
On the other hand, in a cable crane, a load sensor is installed at a fixed point such as the floor on the sub-tower side of the hoisting rope, and the trolley height depends on the traversing position between the main tower and sub-tower of the trolley and the weight of the suspended load. For this reason, there is a method in which the suspension length is calculated based on the rotation angle of the traversing drum and the load of the suspended load obtained by the load sensor (for example, see Patent Document 1).
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3297008 [0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the one described in Patent Document 1 is intended for a cable crane. Therefore, a load sensor is installed at a fixed point such as a floor surface on the side of a subtower of a lifting cable. It is difficult to apply the present invention to a crane or the like in which a lifting point for lifting a load varies variously on a plane, such as an overhead crane, a jib crane, a hoist, and the like. That is, in order to apply the method of Patent Literature 1 to a crane or the like in which the lifting point changes, it is necessary to dispose a load sensor on the grounding surface of all the lifting points for lifting the load. In this case, the device configuration is very large and is not practical.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and has been made capable of accurately measuring a suspension length with a simple configuration in order to improve a vibration control system and improve transport efficiency. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for measuring a suspended length of a crane.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, the distance of the suspension point between the suspension point of the suspension cable and the ground surface of the suspended load is determined in advance, the load applied to the suspension cable is detected, and the detected load is determined. When the set load is larger than the empty load, the suspended load is detected, and the time at which the suspended load is detected is used as the winding origin to detect the winding length of the lifting cable. Is subtracted from the suspension point distance to determine a suspension length, and a method for measuring a suspension length of a crane.
[0012]
The invention according to claim 2 is a suspension length measuring device for a crane in which a suspension point distance between a suspension point by a suspension cable and a grounding surface of a suspended load is determined in advance, wherein a winch is used. A winding length detecting device that detects a winding length of a lifting cable, a load detecting device that is installed near a hanging hook and detects a load of a suspended load, the hanging point distance and the winding length. A winding length detection signal of a detection device and a load detection signal by the load detection device are input, and when the load detected by the load detection device exceeds a set load that is larger than when the load is empty, the grounding of the suspended load is performed. And a calculating device for calculating the suspension length by subtracting the winding length detected by the winding length detection device from the suspension point distance after the detection of the ground cut. The present invention relates to a crane suspension length measuring device.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, the load detecting device includes a ground-break detecting device that outputs a ground-break signal of a suspended load to the arithmetic device when the detected load exceeds a set load that is larger than an empty load. The hanging length measuring device for a crane according to claim 2, characterized in that:
[0014]
The invention according to claim 4 is the crane according to claim 2 or 3, wherein the load detecting device is a load cell installed between the load receiving surfaces in a connecting portion between the hanging hook and the lifting cable. The present invention relates to a suspension length measuring device.
[0015]
The invention according to claim 5 is the crane suspension length measuring device according to claim 2, wherein the load detection device is connected to an arithmetic device by a signal line. It is related.
[0016]
The invention according to claim 6 is characterized in that the load detection device wirelessly transmits to the arithmetic device by a signal transmitter installed near the hanging hook and a signal receiver installed near the arithmetic device. Item 4. A crane suspension length measuring device according to item 2, 3, or 4.
[0017]
According to a seventh aspect of the present invention, the load detecting device is a current detector for detecting a load current of the winch drive motor, and the arithmetic unit outputs a set current which is larger than the load current of the current detector when the load is empty. 3. The apparatus for measuring a suspended length of a crane according to claim 2, wherein a ground cut of the suspended load is detected by exceeding.
[0018]
The invention according to claim 8 is provided with a load detection device that detects a load release when the load current detected by the current detector exceeds a set current that is larger than when the load is empty. The hanging length measuring device for a crane according to claim 7, characterized in that:
[0019]
The invention according to claim 9 relates to the hanging length measuring device for a crane according to claim 2, wherein the winding length detecting device is a rotary encoder.
[0020]
According to the present invention described above, the following operation is performed.
[0021]
According to the first or second aspect of the present invention, the distance of the suspension point between the suspension point of the suspension cable and the ground surface of the suspended load is determined in advance, and the load applied to the suspension cable is detected by the load detection device. When the detected load exceeds the set load that is larger than when the load is empty, the hang-up load is detected, and the time when this hang-up is detected is taken as the winding origin and the winding length of the lifting cable is wound. The suspension length is detected by the length detection device and the arithmetic unit subtracts the winding length from the suspension point distance, so that the suspension length is always a simple configuration. The measurement can be performed with high accuracy, and thus the pendulum length for obtaining the natural frequency of the suspended load can be accurately determined, and the pendulum motion of the suspended load can be controlled with high precision.
[0022]
In addition, since the lifting height of the suspended load can be accurately measured by detecting the winding length, the transport efficiency can be greatly increased by moving the suspended load along the shortest transport route that does not collide with an obstacle.
[0023]
In the invention according to claim 3, the load detection device includes a land separation detection device that outputs a land separation signal of a suspended load to an arithmetic device when a detected load exceeds a set load that is larger than an empty load. Since it is provided, there is an effect that the calculation in the calculation device can be simplified.
[0024]
According to the invention as set forth in claim 4, the load detecting device is a load cell installed between the load receiving surfaces of the connecting portions of the hanging hook and the hoisting rope, so that the load of the suspended load can be accurately detected with a simple configuration. Can be detected.
[0025]
According to the fifth aspect of the present invention, since the load detecting device is connected to the computing device by a signal line, the signal of the load detecting device can be transmitted to the computing device by wire.
[0026]
In the invention according to claim 6, since the load detecting device transmits the signal to the arithmetic device by the signal transmitter installed near the hanging hook and the signal receiver installed near the arithmetic device, The signal can be transmitted to the arithmetic unit wirelessly.
[0027]
In the invention according to claim 7, the load detecting device is a current detector that detects a load current of a winch drive motor, and the arithmetic device is configured to set a current that is larger than a load current when the current detector is empty. Is exceeded, and the ground breaking of the suspended load is detected. Therefore, the ground breaking of the suspended load can be easily detected by the load current of the winch drive motor.
[0028]
In the invention according to claim 8, the load detection device includes a land separation detection device that detects a land separation of a suspended load when the load current detected by the current detector exceeds a set current that is larger than that in an unloaded state. Therefore, the calculation in the calculation device can be simplified.
[0029]
According to the ninth aspect of the present invention, since the winding length detecting device is a rotary encoder, the winding length can be reliably detected with a simple configuration.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0031]
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a suspension length measuring device of the present invention by taking an overhead crane as an example, and a lower end of a lifting cable 4 unwound from a winch 3 provided on a carriage 2 running on a rail 1. The hanging hook 5 is hung on the wire rope 7 slung on the hanging load 6, and the hanging load 6 is lifted, and is transported by the carriage.
[0032]
In the overhead crane, the distance between the suspension point A by the winch 3 and the ground surface B of the suspended load such as the floor surface, that is, the suspension point distance H is always constant and is known in advance. In order to measure the height, the suspension point distance H is input to an arithmetic unit 8 installed at an arbitrary place (the cart 2 in FIG. 1).
[0033]
Further, a winding length detecting device 9 for detecting a winding length of the lifting cable 4 by the winch 3 is installed on the winch 3, and the winding length detected by the winding length detecting device 9 is provided. The detection signal 10 is input to the arithmetic unit 8. At this time, a rotary encoder 9a can be used as the winding length detecting device 9.
[0034]
Further, a load detecting device 11 for detecting a hanging load is installed near the hanging hook 5. For example, as shown in FIG. 3, the load detecting device 11 includes a load receiving surface formed by a female member 12 provided on the hanging hook 5 and a male member 13 fitted to the female member 12 at the lower end of the lifting cable 4. A connecting portion 14 for supporting a load is provided through 12a and 13a, and a load cell 15 is installed between the load receiving surfaces 12a and 13a of the connecting portion 14. The load cell 15 detects a load applied between the load receiving surfaces 12a and 13a of the connecting portion 14 and outputs a load detection signal 11a.
[0035]
The load detection signal 11a detected by the load detection device 11 is guided to the arithmetic unit 8 via a signal line 16 as shown in FIG. At this time, the signal line 16 is wound around a length adjusting device 17 having a tension holding function installed on the cart 2 so that a constant tension is held between the signal line 16 and the load detecting device 11. It can follow the change of the height.
[0036]
On the other hand, as shown in FIG. 4, instead of the method of transmitting a signal by wire as described above, the load detecting device 11 has a signal transmitter 18 installed near the hanging hook 5 and a signal transmitter 18 installed near the arithmetic device 8. The load detection signal 11 a may be transmitted to the arithmetic unit 8 by a wireless device in response to the signal receiver 19.
[0037]
The arithmetic unit 8 which inputs the suspension point distance H, the winding length detection signal 10 of the winding length detection device 9, and the load detection signal 11 a of the load detection device 11, When the load detected by the device 11 exceeds a set load (for example, the weight of the hanging hook 5 + the weight of the slung wire rope 7 or the like) which is larger than the empty load, the grounding of the suspended load 6 is detected, and the grounding is performed. Is subtracted from the suspension point distance H by the winding length C based on the winding detection signal 10 detected by the winding length detecting device 9 after the detection of the suspension length L to obtain the suspension length L. . The set load is set within a range that is larger than the load when the weight of the wire rope 7 or the like slung on the suspension hook 5 is added and smaller than the load when the minimum weight of the suspended load 6 is assumed.
[0038]
Further, instead of the method of constantly outputting the load detection signal 11a detected by the load detection device 11 to the arithmetic unit 8 as described above, the load detection device 11 When the signal 11a exceeds a set load that is larger than the empty load, a land-cut detection device 20 that outputs the land-cut signal 11b to the arithmetic unit 8 may be provided.
[0039]
FIG. 5 shows a form different from the load detecting device 11 in which a load cell 15 is provided in the connecting portion 14 near the hanging hook 5. The load detecting device 21 includes a winch drive motor 22. Is installed, and a load current signal 23a detected by the current detector 23 is input to the arithmetic unit 8. In this case, the arithmetic unit 8 includes the current detector 23. When the load current detected in (1) exceeds a set current that is larger than when the load is empty, the grounding of the suspended load is detected. Further, instead of the method of constantly outputting the load current signal 23a detected by the current detector 23 to the arithmetic unit 8 as described above, the load current signal 23a from the current detector 23 A ground-break detection device 24 that outputs a ground-break signal 23b to the arithmetic unit 8 when a larger set current is exceeded may be provided.
[0040]
The above-mentioned hanging length L is equal to the length of the hoisting line L1 from the hanging point A to the lower end of the hanging hook 5, the bottom of the hanging load 6, and the upper end of the wire rope 7 hung on the hanging hook 5. 6 is the length obtained by adding the height dimension L2, that is, the distance from the suspension point A to the bottom surface of the suspended load 6. In FIG. 1, since the bottom surface of the suspended load 6 is in contact with the ground plane B, the suspended length L is equal to the suspended point distance H.
[0041]
As shown in FIG. 1, when the winch 3 is driven to wind the lifting cable 4 to lift the suspended load 6 from the state where the bottom surface of the suspended load 6 is in contact with the ground plane B, the winding length is increased as shown in FIG. Since the suspended load 6 is lifted by the same lifting height C ′ as the winding length C of the winding length detection signal 10 detected by the detecting device 9, the detected winding length C is input in advance. By subtracting from the suspension point distance H, the suspension length L from the suspension point A to the bottom surface of the suspended load 6 can be measured. At this time, the hanging length L and the winding length C can be always displayed by a display device (not shown) provided integrally with or near the arithmetic unit 8.
[0042]
On the other hand, when the height dimension L2 of the suspended load 6 in FIG. 1 is known in advance, the lifting cable length L1 can be set to the suspended length L. When the height L3 of the center of gravity W of the suspended load 6 is known in advance, the lifting cable length L1 + (the height dimension L2 of the suspended load 6−the height of the center of gravity L3) = L, that is, the suspension The distance from the point A to the center of gravity W of the suspended load 6 may be the suspension length L.
[0043]
Next, the operation of the embodiment shown in FIGS. 1 to 5 will be described with reference to FIG. The case where the suspension length L at this time is from the suspension point A to the bottom surface of the suspended load 6 will be described.
[0044]
The wire rope 7 is slung on the hanging load 6 installed on the ground plane B (step S1), and the hanging hook 5 of the lifting cable 4 is hung on the wire rope 7. Subsequently, the lifting of the suspended load 6 is started by driving the winch 3 to wind up the lifting cable 4 (step S2). At this time, the load detection devices 11 and 21 detect the load of the suspended load 6 or the load current of the winch drive motor 22 (step S3), and the load detection signal 11a or the load current signal 23a of the load detection devices 11 and 21 is The arithmetic unit 8 is guided to the arithmetic unit 8, and when the detected value of the load exceeds the set load that is larger than the empty load, or when the detected value of the load current exceeds the set current that is larger than the empty load, the load 6 Is detected (step S5). At this time, the set load is a value obtained by adding a predetermined weight to the own weight of the hanging hook 5 when there is no hanging load. That is, the set load is set to a value larger than the load when the weight of the wire rope 7 or the like slung on the own weight of the suspension hook 5 is added, and smaller than the load when the minimum weight of the suspended load 6 is assumed. The set current is a current value corresponding to the set load. The set load or set current can be arbitrarily set according to the weight of the suspended load to be handled.
[0045]
On the other hand, as shown in FIG. 3 or FIG. 5, when the load detection devices 11 and 21 include the land separation detection devices 20 and 24, the ground separation signal 11b detected by the land separation detection devices 20 and 24 or The ground cut signal 23b is input to the arithmetic unit 8.
[0046]
When the arithmetic unit 8 detects a ground cut, or when the ground cut signal 11b or the ground cut signal 23b of the ground cut detection devices 20 and 24 is input to the arithmetic unit 8, this time is taken as the winding origin and simultaneously wound. The winding length C is detected by the winding length detecting device 9 (step S6). The arithmetic unit 8 obtains the suspension length L by subtracting the detected winding length C from the suspension point distance H (step S7). Since the suspension length L and the winding length C can be displayed on the display device, the suspension of the suspended load 6 is stopped when the suspension length L reaches a predetermined value (step S8). Further, when the lifting height C ′ (same as the winding length C) of the suspended load 6 reaches a predetermined height based on the displayed winding length C, the lifting of the suspended load 6 is stopped.
[0047]
According to the above, the suspension length L from the suspension point A to the bottom surface of the suspended load 6 can always be measured with high accuracy, so that the pendulum length for obtaining the natural frequency of the suspended load 6 can be easily set. Accuracy can be obtained, and the pendulum motion of the suspended load 6 can be accurately controlled.
[0048]
In addition, since the lifting height C ′ of the suspended load 6 based on the winding length C can be accurately measured, the transport efficiency can be improved by lifting the suspended load 6 to a height that does not collide with an obstacle and moving it along the shortest transport route. Can be greatly increased.
[0049]
FIG. 7 is a side view showing another embodiment of the suspension length measuring device of the present invention by taking a jib crane as an example. The jib crane includes a crane device main body 25 provided with a jib 26 which can be raised and lowered. The undulation 27 is used to undulate. A hoisting rope 4 having a suspending hook 5 is suspended from a suspending sheave 28 provided at the tip of the jib 26. The other end of the hoisting rope 4 is a winch for hoisting the crane apparatus main body 25. 3 wrapped around.
[0050]
In the jib crane as shown in FIG. 7, when the jib 26 is raised and lowered, the suspension point distance H between the suspension point A of the suspension sheave 28 and the ground plane B such as the ground changes as H '. Since the suspension point distance H of the suspension point A when the elevation angle θ of the jib 26 changes can be obtained in advance, the angle detection device 29 is installed to detect the elevation angle θ of the jib 26, and The suspension point distance H corresponding to the elevation angle θ of 26 is input to the arithmetic unit 8. By detecting the suspension point distance H in this manner, the suspension is suspended in a similar manner by detecting the ground separation described in the above embodiment and detecting the winding length C by the winch 3 after the detection of the land separation. The length L can be accurately measured.
[0051]
On the other hand, in the jib crane shown in FIG. 7, when the jib 26 is rotated upward as shown by the two-dot chain line from the state where the suspended load 6 is suspended as shown by the solid line, the distance between the suspension point A and the winch 3 is increased. However, as shown by the two-dot chain line, the length is changed and shortened, so that the suspended length L between the suspended point A ′ and the lower surface of the suspended load 6 is increased by the shortened distance. Since the amount of change in the suspension length L due to the change in the undulation angle θ of the jib 26 can be obtained in advance, the change amount based on the undulation angle θ detected by the angle detection device 29 is used. By correcting the suspension length L measured by the method, an accurate suspension length L can be measured.
[0052]
Therefore, even when the suspension point distance H between the suspension point A of the suspension sheave 28 and the ground plane B changes as in a jib crane, the suspension length from the suspension point A to the bottom surface of the suspended load 6 can be increased. The height L can always be measured with high accuracy, and the lifting height C ′ of the suspended load 6 can also be measured with high accuracy.
[0053]
It should be noted that the present invention is not limited only to the above-described embodiment, that the load detecting device may employ various configurations other than the illustrated example, and that various changes may be made without departing from the gist of the present invention. Needless to say, it can be added.
[0054]
【The invention's effect】
According to the invention as set forth in claim 1 or 2, the distance of the suspension point between the suspension point of the suspension rope and the ground surface of the suspended load is determined in advance, and the load applied to the suspension rope is detected by the load detection device. When the detected load exceeds the set load that is larger than when the load is empty, the grounding of the suspended load is detected, and the time at which this grounding is detected is used as the winding origin to determine the winding length of the lifting cable. The hanging length is detected by a winding length detecting device, and the suspending length is obtained by subtracting the winding length from the hanging point distance by an arithmetic unit, so that the hanging length can be simplified. Thus, the pendulum length for obtaining the natural frequency of the suspended load can be accurately determined, and the pendulum motion of the suspended load can be controlled with high accuracy.
[0055]
Further, since the lifting height of the suspended load can be accurately measured by detecting the winding length, the transport efficiency can be greatly improved by moving the suspended load along the shortest transport route that does not collide with an obstacle.
[0056]
According to the third aspect of the present invention, the load detecting device outputs a ground cut signal of a suspended load to the arithmetic unit when the detected load exceeds a set load which is larger than that when the load is empty. Since the device is provided, there is an effect that the calculation in the calculation device can be simplified.
[0057]
According to the invention as set forth in claim 4, the load detecting device is a load cell installed between the load receiving surfaces of the connecting portions of the hanging hook and the hoisting rope, so that the load of the suspended load can be accurately detected with a simple configuration. Has the effect of being detectable.
[0058]
According to the fifth aspect of the present invention, since the load detecting device is connected to the computing device by a signal line, there is an effect that a signal from the load detecting device can be transmitted to the computing device by wire.
[0059]
According to the invention as set forth in claim 6, since the load detecting device wirelessly transmits to the arithmetic device by the signal transmitter installed near the hanging hook and the signal receiver installed near the arithmetic device, the load is detected. There is an effect that the signal of the detection device can be wirelessly transmitted to the arithmetic device.
[0060]
According to the invention described in claim 7, the load detection device is a current detector that detects a load current of the winch drive motor, and the arithmetic device determines that the load current of the current detector is larger than when the load is empty. Since the grounding of the suspended load is detected by exceeding the set current, the grounding of the suspended load can be easily detected by the load current of the winch drive motor.
[0061]
According to the invention as set forth in claim 8, the load detecting device detects a ground disconnection of a suspended load when the load current detected by the current detector exceeds a set current which is larger than an empty load. Therefore, there is an effect that the calculation in the calculation device can be simplified.
[0062]
According to the ninth aspect of the present invention, since the winding length detecting device is a rotary encoder, there is an effect that the winding length can be reliably detected with a simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a suspension length measuring device according to the present invention, taking an overhead crane as an example.
FIG. 2 is a side view showing a state where a suspended load is lifted in FIG.
FIG. 3 is a side view showing an example of a load detection device using a load cell.
FIG. 4 is a side view showing a method of wirelessly transmitting a signal.
FIG. 5 is a side view showing an example of a load detection device using a current detector.
FIG. 6 is a block diagram showing the working steps of the present invention.
FIG. 7 is a side view showing another embodiment of the suspension length measuring device of the present invention, taking a jib crane as an example.
[Explanation of symbols]
3 Winch 4 Lifting cable 5 Hanging hook 6 Hanging load 8 Computing device 9 Winding length detecting device 9a Rotary encoder 10 Winding length detecting signal 11 Load detecting device 11a Load detecting signal 11b Grounding signals 12a, 13a Load receiving surface 14 Connecting part 15 Load cell 16 Signal line 18 Signal transmitter 19 Signal receiver 20 Ground detection device 21 Load detection device 22 Winch drive motor 23 Current detector 23a Load current signal 23b Ground signal 24 Ground separation detection device A, A ' Hanging point B Ground plane C Winding length H Hanging point distance L Hanging length
