JP2020163953A - 吊り作業支援システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1の実施形態による吊り作業支援システム10の概念図である。本システム10による支援作業は、図1から容易にわかるように、上空でホバリングするヘリコプター11から吊り下ろされたワイヤーロープ12を使って、遭難者Vを救助する作業を想定している。そのために、ワイヤーロープ12の先端部付近には、胴衣ハーネスやカラビナフック等の救助用具13が取り付けられている。
Th≒(d/h)×W ・・・(1)
例えば300mの上空直下から30m水平方向に移動した位置に荷重Wの吊り荷14を留めるには、回転翼装置100が、荷重Wに対して少なくとも1/10程度の推力を有していればよい。
一般にヘリコプターやクレーンを使った吊り作業においては、上空で舞う風やクレーンの旋回やふらつき等を外乱要因として、吊り荷に振動が生じる。そのような振動は、吊り荷が左右に振れる、いわゆる振り子振動モードと、ワイヤーを中心に荷が回転する回転振動モードが混在した複雑な動きとなる。しかも、一旦振動が生じると、ワイヤーと吊り荷の系の固有振動数に共振して振れ幅が増幅し、その慣性により振動を止めることが難しくなる。上述し吊り作業支援システム10そして次に説明するクレーン21を使った吊り作業支援システム20によれば、回転翼装置100の位置を保つようにフィードバック制御をすることで、こうした複雑で意図しない振動を簡単に抑制することができる。
11 ヘリコプター
12 ワイヤーロープ
13 救助用具
14 吊り荷(荷物)
15U、15L アームブラケット
20 吊り作業支援システム(第2の実施形態)
21 クレーン
22 ワイヤー
23 フック
24 吊り荷
26 アーム台
30 巻上装置
31 ドラム
32 ドラム駆動制御部
40 テンション吸収装置
41 内部ドラム
60 ジンバル機構(2軸)
70 端末装置
80 ジンバル機構(3軸)
81 第1リングフレーム
84 ロッドフレーム
100 回転翼装置
101 ローター
110 制御部
111 フライトコントロールシステム
112 ガイダンスシステム
113 ナビゲーションシステム
120 ローターシステム
121 ESC
130 IMU
142 GPS
150 カメラ
160 無線通信制御部
170 リモートコントロールシステム
300 リーチバランサー
301 アイボルト
302、303 バランスアーム
304 ウエイト
305 吊り荷
311 ワイヤー
H レスキュー隊員
V 遭難者(要救助者)
Th 水平方向の推力
h 吊り下げ距離(高度)
d 搬送距離
r 目標値(併進方向、速度)
u 制御入力(角速度)
D 各モーターへの回転数指令信号(デューティー比)
N ローター数
T 各ローターの推力
U 全推力
Ω 各モーターの回転数
τa 各モーターの反トルク
τ 全トルク
ω ロール、ピッチ、ヨーの角速度行列
Claims (12)
- 吊り具に取り付けられ、当該吊り具をその吊り下げられた鉛直下の地点からみてそれよりも水平方向にある目標地点に向けて移動させることが可能な回転翼装置を含む吊り作業支援システム。
- 前記回転翼装置が少なくとも2軸以上のジンバル機構を介して前記吊り具に取り付けられている、請求項1に記載の吊り作業支援システム。
- 前記回転翼装置が非作動時においてその水平姿勢を維持するためのバランサーを備えている、請求項2に記載の吊り作業支援システム。
- 前記回転翼装置が、当該回転翼装置の位置情報を測定する測位部と、前記目標地点の位置情報を記憶した記憶部と、回転翼を駆動制御する制御部とを備え、
前記制御部が前記測位部により測定される当該回転翼装置の位置と前記目標地点の位置との間の距離が縮小するように前記回転翼を駆動制御する、請求項1に記載の吊り作業支援システム。 - 前記回転翼装置が前記測位部により測定される当該回転翼装置の高さ位置と前記目標地点の高さ位置との間の差分情報を外部に送信する送信部を備えている、請求項4に記載の吊り作業支援システム。
- 前記目標地点にあって前記回転翼装置と無線通信が可能な端末装置を更に含み、
前記端末装置が当該端末装置の位置情報を測定する測位部を備え、
前記回転翼装置が、前記端末装置の測位部により測定される当該端末装置の位置情報を受信する受信部を備えている、請求項4又は5に記載の吊り作業支援システム。 - 前記回転翼装置が、前記目標地点との相対的な位置関係を認識可能な目標地点認識部と、回転翼を駆動制御する制御部とを備え、
前記制御部が、前記目標地点認識部により認識される目標地点に向けて前記回転翼装置が移動するように前記回転翼を駆動制御する、請求項1に記載の吊り作業支援システム。 - 前記目標地点にある端末装置を更に含み、該端末装置が前記回転翼装置の前記目標地点認識部にその存在を認識させるよう構成されている、請求項7に記載の吊り作業支援システム。
- 吊り具に取り付けられ、当該吊り具の意図しない振動を抑制するよう構成されている回転翼装置を含む吊り作業支援システム。
- 吊り具に取り付けられ、当該吊り具にモーメントを生じさせるよう動作する回転翼装置を含む吊り作業支援システム。
- 前記回転翼装置が前記吊り具の意図しない回転を抑制するように構成されている、請求項10に記載の吊り作業支援システム。
- 前記回転翼装置が、前記吊り具に回転のモーメントを作用させて、吊り荷を目標地点に搬送するよう構成されている、請求項10又は11に記載の吊り作業支援システム。
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