JP2015166283A - ロープトロリ式クレーンの振れ角度測定装置及び振れ角度測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電源供給が容易で、且つ、荷役の際に発生する衝撃の影響を受け難いロープトロリ式クレーンの振れ角度測定装置及び振れ角度測定方法を提供する。
【解決手段】トロリと、トロリに配置された一対のシーブ（２１、２２）と、一対のシーブ（２１、２２）を介したロープ１２によって一対のシーブ（２１、２２）の間に吊り下げられる吊り具１６と、を備えたロープトロリ式クレーンの振れ角度測定装置２７は、シーブのシーブ軸３１の周りに複数配置され、シーブ軸３１に発生する力を測定する力センサ３０と、シーブ軸３１の周りに複数配置された力センサ３０によって測定したそれぞれの力の比からシーブ軸３１に発生する荷重Ｆの方向を求めてシーブ軸３１に発生する荷重Ｆの方向と水平軸Ｈとのなす角度θ₁を求め、θ＝９０−２θ₁の式から振れ角度θを算出する制御装置２０と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ロープトロリ式クレーンにおいて荷役をする際に発生する吊荷の振れを測定する振れ角度測定装置及び振れ角度測定方法に関する。

一般に、ロープトロリ式クレーンは、荷役をする際に発生する吊荷の振れに対し、振れ角度測定装置によってその振れ角度を求め、その振れ角度に基づいて振れ止め制御を行い、振れを抑えた状態で荷役作業を行っている。

この振れ角度を測定する手段は、種々の方法が既に提案されている。例えば、特許文献１に記載の技術（以下、従来技術と称する）は、フックに光ファイバージャイロを取り付けて、この光ファイバージャイロを振れ角度センサとして用いて振れ角度を求めている。

特開平８−１４３２７２号公報

しかしながら、従来技術の振れ角度測定装置は、トロリからワイヤロープによって吊り下げられたフックに対して光ファイバージャイロを取り付ける構成である為、トロリ上に光ファイバージャイロ用のケーブルリールを別途設置し、ケーブルをワイヤロープと同様に巻き上げる必要があり、光ファイバージャイロに対して電源を供給することに難があった。

また、従来技術の振れ角度測定装置は、荷役の際にフックに発生する衝撃が光ファイバージャイロに伝わって、精密機械である光ファイバージャイロに不具合を生じさせるおそれがあった。

そこで、本発明は、電源供給が容易で、且つ、荷役の際に発生する衝撃の影響を受け難いロープトロリ式クレーンの振れ角度測定装置及び振れ角度測定方法を提供することを目的とする。

本発明は、横行するトロリと、前記トロリに配置された一対のシーブと、前記一対のシーブを介したロープによって前記一対のシーブの間に吊り下げられる吊り具と、を備えたロープトロリ式クレーンの振れ角度測定装置において、前記シーブのシーブ軸の周りに複数取り付けられ、前記シーブ軸に発生する力を測定する力センサと、前記シーブ軸の周りに複数取り付けられた力センサによって測定したそれぞれの力の比から前記シーブ軸に発生する荷重の方向を求めて前記シーブ軸に発生する荷重の方向と水平軸とのなす角度θ₁を求め、θ＝９０−２θ₁の式から振れ角度θを算出する振れ角度算出手段と、を備えたことを特徴としている。

本発明は、横行するトロリと、前記トロリに配置された一対のシーブと、前記一対のシーブを介したロープによって前記一対のシーブの間に吊り下げられる吊り具と、を備えたロープトロリ式クレーンの振れ角度測定方法において、前記シーブのシーブ軸の周りに発生する力を複数の力センサによって測定し、その測定したそれぞれの力の比から前記シーブ軸に発生する荷重の方向を求めて前記シーブ軸に発生する荷重の方向と水平軸とのなす角度θ₁を求め、θ＝９０−２θ₁の式から振れ角度θを算出することを特徴としている。

本発明のロープトロリ式クレーンの振れ角度測定装置及び振れ角度測定方法によれば、電源供給が容易で荷役の際に発生する衝撃の影響を受け難い。

ロープトロリ式アンローダを示した模式図である。 シーブ軸に力センサを取り付けた様子を示す斜視図である。 （Ａ）は、吊り具が海側に振れた際のシーブ軸に発生する荷重の方向と水平軸とのなす角度θ₁と振れ角度θを示す模式図であり、（Ｂ）は、吊り具が陸側に振れた際のシーブ軸に発生する荷重の方向と水平軸とのなす角度θ₁と振れ角度θを示す模式図である。

以下、本発明を実施するための形態の例（以下、実施例と称する）を、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、ロープトロリ式アンローダ１を示した模式図である。本実施例では、ロープトロリ式クレーンの一例として、ロープトロリ式アンローダ１を例示する。

ロープトロリ式アンローダ１について説明する。ロープトロリ式アンローダ１は、アンローダ本体２を有する。このアンローダ本体２は、海側に位置する海脚３と陸側に位置する陸脚４を有して岸壁上の走行レール５を走行する。

このアンローダ本体２は、上部にガーダ６が設けられており、このガーダ６から海側へブーム７が延設されている。このガーダ６とブーム７の上には、横行レールが配置されている。また、ブーム７は、陸側端がガーダ６に対して起伏可能に支持され、海側端部にシーブ１０が配置されている。

このアンローダ本体２の上部のガーダ６の陸側端部には、機械室１１が設置されている。この機械室１１には、ワイヤロープ（ロープ）１２を繰り出し又は巻き取る第１巻上ドラム１３及び第２巻上ドラム１４が設けられている。また、この機械室１１には、他にもブーム７を起伏させる起伏ドラム、トロリ１５を横行させる横行ドラム、グラブバケット（吊り具）１６を開閉させる開閉ドラム（いずれも図示を省略する）も設置されている。

そして、この機械室１１の内部には、第２巻上ドラム１４よりも陸側の位置にシーブ１７が設置されており、第２巻上ドラム１４から繰り出されたワイヤロープ１２が架け渡される。また、第１巻上ドラム１３から繰り出されたワイヤロープ１２は、ブーム７のシーブ１０に架け渡される。

アンローダ本体２の上部のガーダ６及びブーム７の横行レールには、トロリ１５が横行可能に配置されている。このトロリ１５は、制御装置（振れ角度算出手段）２０と海側シーブ２１及び陸側シーブ２２（一対のシーブ）を備えている。制御装置２０は、ＣＰＵを有し、グラブバケット１６の振れ角度の算出を行う装置である。

海側シーブ２１には、第１巻上ドラム１３から繰り出されシーブ１０を介したワイヤロープ１２が架け渡されてグラブバケット１６に繋がれている。また、陸側シーブ２２には、第２巻上ドラム１４から繰り出されシーブ１７を介したワイヤロープ１２が架け渡されてグラブバケット１６に繋がれている。

以上の構成によって、グラブバケット１６は、海側シーブ２１と陸側シーブ２２の間に吊り下げられ、第１巻上ドラム１３及び第２巻上ドラム１４の操作によって昇降可能に釣り下げられている。ここで、海側シーブ２１と陸側シーブ２２の外周の間隔は、グラブバケット１６の二つのワイヤロープ１２の固定間隔と同じである。よって、グラブバケット１６を吊るワイヤロープ１２は、振れのない平常時において、垂直軸Ｖと平行となっている。

このロープトロリ式アンローダ１を用いてバラ物運搬船２３に積載された鉱石、石灰等のバラ物を荷揚げする様子を説明する。ロープトロリ式アンローダ１は、トロリ１５をバラ物運搬船２３の上方へ移動させ、グラブバケット１６をバラ物運搬船２３の上部開口２３ａから船内に下降させてバラ物の上に移動させる。

そして、ロープトロリ式アンローダ１は、グラブバケット１６によってバラ物をつかんだのち、グラブバケット１６を上昇させ、続いてトロリ１５を陸側へ横行させてグラブバケット１６をホッパ２４の上方へ移動させてバラ物をホッパ２４へ投入する。ホッパ２４に投入されたバラ物は、機内コンベヤ２５によって、陸上の搬送コンベヤ２６に搬送されるようになっている。

以上に説明したロープトロリ式アンローダ１は、トロリ１５の横行によってグラブバケット１６が横行方向に対して揺れる。本発明の振れ角度測定装置２７（図３参照）は、このグラブバケット１６の振れ角度、具体的にはグラブバケット１６を吊るワイヤロープ１２の振れ角度を測定する装置である。

この振れ角度測定装置２７は、海側シーブ２１のシーブ軸３１の周りに複数配置され、シーブ軸３１に発生する力を測定する力センサ３０（図２を参照）と、この複数の力センサ３０によって測定した値から振れ角度を算出する制御装置（振れ角度算出手段）２０と、を備えている。

図２を参照しながら、力センサ３０をシーブ軸３１の周りに複数取り付けた様子を説明する。図２は、シーブ軸３１に力センサ３０を取り付けた様子を示す斜視図である。図２に示すとおり、シーブ軸３１には、その周りを等間隔に囲むように四つの力センサ３０が取り付けられている。この四つの力センサ３０は、水平軸方向に二つ、垂直軸方向に二つ、周方向に９０度ずらして取り付けられている。そして、この四つの力センサ３０は、軸方向に沿って所定の間隔を空けて三セット取り付けられている。

海側シーブ２１は、グラブバケット１６を吊るワイヤロープ１２が架け渡されていることによって荷重がかかる。また、力センサ３０は、例えば、ひずみゲージであり取り付けられた箇所における伸び縮みの変位を測定する。

図３を参照しながら、制御装置２０によってシーブ軸３１にかかる荷重Ｆの方向からグラブバケット１６を吊るワイヤロープ１２の振れ角度θを算出する方法を説明する。図３（Ａ）は、吊り具が海側に振れた際のシーブ軸３１に発生する荷重Ｆの方向と水平軸Ｈとのなす角度θ₁と振れ角度θを示す模式図である。図３（Ｂ）は、吊り具が陸側に振れた際のシーブ軸３１に発生する荷重Ｆの方向と水平軸Ｈとのなす角度θ₁と振れ角度θを示す模式図である。

先に述べた複数の力センサ３０によって測定された値は、制御装置２０に送信される。本実施例では、力センサ３０がひずみゲージであり、図３中、上下左右に取り付けられた力センサ３０からシーブ軸３１の伸び縮みの変位量が電気信号として制御装置２０に送信される。そして、この制御装置２０は、上下左右の力センサ３０から送信されたそれぞれの位置での変位量の比に基づいてシーブ軸３１に発生する荷重Ｆの方向を算出する。

例えば、揺れのない平常時の場合は、力センサ３０上の出力と力センサ３０右の出力が等しく、力センサ３０下と力センサ３０左の出力が等しくなる。そして、図３（Ａ）に示す様に、グラブバケット１６が左に振れた場合は、力センサ３０上の出力よりも力センサ３０右の出力が大きくなり、力センサ３０下の出力よりも力センサ３０左の出力が大きくなる。

制御装置２０は、これらの出力の比に基づいてシーブ軸３１に発生する荷重Ｆの方向を算出する。そして、制御装置２０は、このシーブ軸３１に発生する荷重Ｆの方向と水平軸Ｈとのなす角度θ1を求め、下記の式（１）を用いて振れ角度θを算出する。
振れ角度θ ＝ ９０ − ２θ₁ …式（１）

ここで、図３（Ａ）に示す様にグラブバケット１６が海側（図中左側）に振れている場合、シーブ軸３１に発生する荷重Ｆの方向と水平軸Ｈとのなす角度θ₁は、０度よりも大きく４５度未満であり、θが０度よりも大きい９０度未満の正の値をとる。

これに対し、図３（Ｂ）に示すようにグラブバケット１６が陸側（図中右側）に振れている場合、シーブ軸３１に発生する荷重Ｆの方向と水平軸Ｈとのなす角度θ₁は、４５度よりも大きく９０度未満であり、θが０度未満で−９０度よりも大きい負の値をとる。

すなわち、力センサ３０を海側シーブ２１に取り付けた場合は、θが正の値であれば、グラブバケット１６が海側に振れていることを示し、θが負の値であれば、グラブバケット１６が陸側に振れていることを示す。

また、複数の力センサ３０を陸側シーブ２２に取り付けた場合は、正負が逆になる。そして、制御装置２０は、算出した振れ角度θに基づいて公知の振れ止め制御を用いて振れを抑制する。複数の力センサ３０は、海側シーブ２１、陸側シーブ２２の両方に取り付けても良い。

本発明の振れ角度測定装置２７は、シーブ軸３１の周りに複数取り付けられた力センサ３０によって測定したそれぞれの値の比からシーブ軸３１に発生する荷重Ｆの方向を求め、次に、シーブ軸３１に発生する荷重Ｆの方向と水平軸Ｈとのなす角度θ₁を求め、そして、式（１）から振れ角度θを求めている。

この構成によれば、本発明の振れ角度測定装置２７は、トロリ１５まで導かれた電源を用いることができるため、フックに光ファイバージャイロを取り付ける構成である従来技術の振れ角度測定装置よりもセンサに対して電源供給が容易である。

また、本発明の振れ角度測定装置２７は、フックよりも荷役の際に発生する衝撃の少ないトロリ１５の海側シーブ２１に力センサ３０を取り付ける構成であるため、従来技術の振れ角度測定装置よりも荷役の際に発生する衝撃の影響を受け難くなっている。

なお、本発明のロープトロリ式クレーンの振れ角度測定装置及び振れ角度測定方法は、上述の実施例にのみ限定されない。例えば、ロープトロリ式クレーンの一例としてロープトロリ式アンローダを示したがこれに限定されず、ロープトロリ式天井クレーン、ロープトロリ式橋形クレーンでも良い。

また、力センサとしてひずみゲージを例示し、変位量の比からシーブ軸３１に発生する荷重の方向を求めたがこれに限定されない。例えば、力センサは、ロードセルを用い取り付けられた箇所の荷重の比からシーブ軸３１に発生する荷重の方向を求めるようにしても良い。

本発明のロープトロリ式クレーンの振れ角度測定装置及び振れ角度測定方法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更できる。

１ ロープトロリ式アンローダ（ロープトロリ式クレーン）
１２ ワイヤロープ
１３ 第１巻上ドラム
１４ 第２巻上ドラム
１５ トロリ
１６ グラブバケット（吊り具）
２０ 制御装置（振れ角度算出手段）
２１ 海側シーブ（１対のシーブ）
２２ 陸側シーブ（１対のシーブ）
２７ 振れ角度測定装置
３０ 力センサ
３１ シーブ軸
Ｆ 荷重
θ₁ 荷重の方向と水平軸とのなす角度
θ 振れ角度
Ｖ 垂直軸
Ｈ 水平軸

Claims (2)

1. 横行するトロリと、前記トロリに配置された一対のシーブと、前記一対のシーブを介したロープによって前記一対のシーブの間に吊り下げられる吊り具と、を備えたロープトロリ式クレーンの振れ角度測定装置において、
   前記シーブのシーブ軸の周りに複数取り付けられ、前記シーブ軸に発生する力を測定する力センサと、
   前記シーブ軸の周りに複数取り付けられた力センサによって測定したそれぞれの力の比から前記シーブ軸に発生する荷重の方向を求めて前記シーブ軸に発生する荷重の方向と水平軸とのなす角度θ₁を求め、θ＝９０−２θ₁の式から振れ角度θを算出する振れ角度算出手段と、を備えたことを特徴とするロープトロリ式クレーンの振れ角度測定装置。
2. 横行するトロリと、前記トロリに配置された一対のシーブと、前記一対のシーブを介したロープによって前記一対のシーブの間に吊り下げられる吊り具と、を備えたロープトロリ式クレーンの振れ角度測定方法において、
   前記シーブのシーブ軸の周りに発生する力を複数の力センサによって測定し、その測定したそれぞれの力の比から前記シーブ軸に発生する荷重の方向を求めて前記シーブ軸に発生する荷重の方向と水平軸とのなす角度θ₁を求め、θ＝９０−２θ₁の式から振れ角度θを算出することを特徴とするロープトロリ式クレーンの振れ角度測定方法。

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