JP2023136464A - フック位置算出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】記憶部51は、アタッチメント14の複数の起伏角度θごと、かつ、吊荷重Fの複数の大きさごとに、揚程計算値Lcと実際のフック19bの揚程Lとの差である揚程誤差ΔLを記憶する。演算部53は、アタッチメント角度センサ35に検出された起伏角度θと、吊荷重センサ33に検出された吊荷重Fと、に対応する揚程誤差ΔLを記憶部51から読み込む。演算部53は、アタッチメント角度センサ35に検出された起伏角度θと、巻上量センサ37に検出された巻上量と、に基づいて算出した揚程計算値Lcを、記憶部51から読み込んだ揚程誤差ΔLに基づいて補正する。
【選択図】図1
Description
図1に示すクレーン1は、次のように作動するように構成される。クレーン1でクレーン作業が行われる前に(事前に)、揚程誤差ΔLの取得(事前取得)が行われる。そして、クレーン1でクレーン作業が行われる時に、事前取得された揚程誤差ΔLに基づいて、揚程計算値Lcが補正される(下記の「(揚程誤差ΔLの読み込みおよび揚程計算値Lcの補正)」の項目を参照)。
クレーン1では、記憶部51(図2参照)に揚程誤差ΔLが記憶される。揚程誤差ΔLは、揚程Lの計算値である揚程計算値Lc(図3のステップS22参照、以下の揚程計算値Lcについて同様)と、実際の揚程Lと、の差である。揚程Lは、フック19bの高さを表す値である。例えば、揚程Lは、基準となる面から、フック19bの特定部位(例えば上端部、下端部など)までの高さでもよい。上記「基準となる面」は、下部走行体11aの底面でもよく、下部走行体11aの底面よりも上の面でも下の面でもよく、地面でもよい。
ステップS11では、図1に示すアタッチメント14の構成が、演算部53(図2参照)に入力される。例えば、演算部53に入力されるアタッチメント14の構成は、アタッチメント構成取得部31(図2参照)に取得された情報でもよく、アタッチメント構成取得部31に取得された情報でなくてもよい。なお、図3では、アタッチメント14を、「ATT」と記載した(図6も同様)。
記憶部51(図2参照)は、例えば次のように揚程誤差ΔLを記憶する。[例D1]起伏角度θが連続的に変化させられながら、揚程誤差ΔLが連続的に取得された場合、記憶部51は、連続的な起伏角度θと連続的な揚程誤差ΔLとの関係を記憶してもよい(例えば図5に示すグラフを参照)。[例D2]図1に示す起伏角度θが変化させられながら、揚程誤差ΔLが非連続的に(間欠的に)取得された場合、記憶部51は、非連続的な起伏角度θと非連続的な揚程誤差ΔLとの関係を記憶してもよい。[例D3]記憶部51は、起伏角度θと揚程誤差ΔLとの関係に基づいて導出された計算式(後述)を記憶してもよい。[例D4]記憶部51は、非連続的な揚程誤差ΔLのデータに基づいて導出された計算式から算出された揚程誤差ΔLの値を記憶してもよい。
ΔL=aθ2+bθ+c (式1)
ここで、a、b、およびcは定数である。この式1は、様々な吊荷重Fごとに求められる。図5に示す例では、3種類の吊荷重F(W1(小)、W2(中)、W3(大))のそれぞれについて、グラフを示した。
上記の揚程誤差ΔLの取得は、クレーン1でクレーン作業が行われる前に(事前に)行われる。クレーン1での作業時に、揚程誤差ΔLに基づいて、揚程計算値Lcが補正される。さらに詳しくは、クレーン1でクレーン作業が行われる際に、現在のクレーン1の状態(現在の稼働状態)が、演算部53(図2参照)に入力される。具体的には、アタッチメント角度センサ35(図2参照)に検出された起伏角度θ(現在の起伏角度θ)と、吊荷重センサ33(図2参照)に検出された吊荷重F(現在の吊荷重F)と、が演算部53に入力される。
揚程誤差ΔLの読み込みおよび揚程計算値Lcの補正の具体例を、図6に示すフローチャートを参照して説明する。以下では、各ステップ(S31~S33、S41~S44、S51、S52)については図6を参照して説明する。
演算部53(図2参照)は、揚程誤差ΔLを利用して、作業半径Rを算出してもよい。作業半径Rは、下部走行体11aに対する上部旋回体11bの旋回中心11oから、フック19bまでの水平距離(水平方向における距離)である。図1に示す例では、作業半径Rは、ブーム15の基端部からフック19bまでの水平距離(第1距離Ra)と、旋回中心11oからブーム15の基端部までの水平距離(第2距離Rb)と、の和である。例えばブーム15が伸縮ブーム(図示なし)の場合などには、ブーム15の基端部が旋回中心11oよりも上部旋回体11bにおける後側に配置される場合は、作業半径Rは、第1距離Raから第2距離Rbを引いた値である。第2距離Rbは、定数であり、作業半径Rの算出が行われる前に(予め)演算部53に設定される。演算部53は、第1距離Raを算出する。さらに詳しくは、演算部53は、記憶部51(図2参照)から揚程誤差ΔLを読み込む。そして、演算部53は、揚程誤差ΔLと、アタッチメント角度センサ35(図2参照)に検出された起伏角度θ(現在の起伏角度θ)と、アタッチメント14の(例えばブーム15の)長さM(図7参照)と、に基づいて、第1距離Raを算出する。演算部53は、算出した第1距離Raと、第2距離Rb(定数)と、に基づいて、作業半径Rを算出する(ステップS51)。演算部53は、算出した作業半径Rを表示部55に表示させる(ステップS52)。演算部53は、第1距離Raを表示部55に表示させてもよい。演算部53は、算出した作業半径R(または第1距離Ra)を利用して、クレーン1の自動運転を行ってもよい。
具体的には例えば、演算部53(図2参照)は、次のように作業半径Rを算出する。アタッチメント角度センサ35(図2参照)に検出された起伏角度θ(現在の起伏角度θ)を、図7に示すように起伏角度θaとする。ここで、ブーム15が、起伏角度θaであり、かつ、たわみがない(またはできるだけ少ない)状態を基準状態とする(図7に示すブーム15aを参照)。そして、現在のアタッチメント14の構成、現在の起伏角度θa、および現在の吊荷重F(図1参照)に基づき、現在の稼働状態での揚程誤差ΔLが決定される。
H=Msinθa+ΔL (式2)
なお、基準状態のブーム15aは実際にはたわんでいるので、高さHは、「Msinθa+ΔL」と厳密には一致はしないが、略一致する。
H=Msinθb (式3)
Msinθb=Msinθa+ΔL (式4)
よって、次の式5が成り立つ。
θb=sin-1((Msinθa+ΔL)/M) (式5)
第1距離Raは、このθbを用いて、Mcosθbで表される。よって、作業半径Rは、Mcosθb+Rbで表される。
図1に示すクレーン1(フック位置算出装置)による効果は、次の通りである。クレーン1は、機械本体11と、アタッチメント14と、巻上ロープ19aと、フック19bと、巻上ウインチ19cと、図2に示すアタッチメント角度センサ35と、吊荷重センサ33と、巻上量センサ37と、記憶部51と、演算部53と、を備える。図1に示すように、アタッチメント14は、機械本体11に起伏可能に取り付けられる。巻上ロープ19aは、アタッチメント14から吊り下げられる。フック19bは、アタッチメント14から巻上ロープ19aを介して吊り下げられ、吊荷21を取り付け可能に構成される。巻上ウインチ19cは、巻上ロープ19aの巻き取りおよび繰り出しを行う。アタッチメント角度センサ35(図2参照)は、アタッチメント14の起伏角度θを検出する。吊荷重センサ33(図2参照)は、巻上ロープ19aに作用する吊荷重Fを検出する。巻上量センサ37(図2参照)は、巻上ウインチ19cによる巻上ロープ19aの巻上量を検出する。
[構成2]クレーン1は、アタッチメント14の構成を取得するアタッチメント構成取得部31(図2参照)を備える。記憶部51(図2参照)は、アタッチメント14の複数の構成ごとに揚程誤差ΔLを記憶する(図4参照)。演算部53(図2参照)が記憶部51から読み込む揚程誤差ΔLは、次の通りである。この揚程誤差ΔLは、アタッチメント構成取得部31に取得されたアタッチメント14の構成と、アタッチメント角度センサ35(図2参照)に検出された起伏角度θと、吊荷重センサ33(図2参照)に検出された吊荷重Fと、に対応する揚程誤差ΔLである。
[構成3]演算部53(図2参照)は、記憶部51(図2参照)から読み込んだ揚程誤差ΔLと、アタッチメント角度センサ35(図2参照)に検出された起伏角度θと、アタッチメント14の長さM(図7参照)と、に基づいて、第1距離Raを算出する。第1距離Raは、アタッチメント14の基端部からフック19bまでの水平距離である。
図8に示すように、アタッチメント14は、ジブ115を備えてもよい。クレーン1は、ジブ起伏装置127を備えてもよい。ジブ115は、ブーム15に起伏可能に取り付けられる部材(起伏部材)である。ジブ115は、巻上ロープ19aおよびフック19bを介して吊荷21を吊り上げる。
上記実施形態は様々に変形されてもよい。例えば、上記実施形態の各構成要素の配置や形状が変更されてもよい。例えば、図2に示す構成要素どうしの接続は変更されてもよい。例えば、図3および図6に示すフローチャートのステップの順序が変更されてもよく、ステップの一部が行われなくてもよい。例えば、構成要素の数が変更されてもよく、構成要素の一部が設けられなくてもよい。例えば、構成要素どうしの固定や連結などは、直接的でも間接的でもよい。例えば、互いに異なる複数の部材や部分として説明したものが、一つの部材や部分とされてもよい。例えば、一つの部材や部分として説明したものが、互いに異なる複数の部材や部分に分けて設けられてもよい。
11 機械本体
14 アタッチメント
19a 巻上ロープ
19b フック
19c 巻上ウインチ
31 アタッチメント構成取得部
33 吊荷重センサ
34 アタッチメント角度センサ
37 巻上量センサ
51 記憶部
53 演算部
L 揚程
Lc 揚程計算値
ΔL 揚程誤差
θ 起伏角度
φ 起伏角度
Claims (3)
- クレーンの本体部である機械本体と、
前記機械本体に起伏可能に取り付けられるアタッチメントと、
前記アタッチメントから吊り下げられる巻上ロープと、
前記アタッチメントから前記巻上ロープを介して吊り下げられ、吊荷を取り付け可能に構成されるフックと、
前記巻上ロープの巻き取りおよび繰り出しを行う巻上ウインチと、
前記アタッチメントの起伏角度を検出するアタッチメント角度センサと、
前記巻上ロープに作用する吊荷重を検出する吊荷重センサと、
前記巻上ウインチによる前記巻上ロープの巻上量を検出する巻上量センサと、
前記アタッチメントの複数の起伏角度ごと、かつ、吊荷重の複数の大きさごとに、揚程誤差を記憶する記憶部と、
演算部と、
を備え、
前記揚程誤差は、前記アタッチメントの起伏角度、および前記巻上ロープの巻上量に基づいて算出される前記フックの揚程である揚程計算値と、実際の前記フックの揚程と、の差であり、
前記演算部は、前記アタッチメント角度センサに検出された起伏角度と、前記吊荷重センサに検出された吊荷重と、に対応する前記揚程誤差を前記記憶部から読み込み、
前記演算部は、前記アタッチメント角度センサに検出された起伏角度と、前記巻上量センサに検出された巻上量と、に基づいて算出した前記揚程計算値を、前記記憶部から読み込んだ前記揚程誤差に基づいて補正する、
フック位置算出装置。 - 請求項1に記載のフック位置算出装置であって、
前記アタッチメントの構成を取得するアタッチメント構成取得部を備え、
前記記憶部は、前記アタッチメントの複数の構成ごとに前記揚程誤差を記憶し、
前記演算部が前記記憶部から読み込む前記揚程誤差は、前記アタッチメント構成取得部に取得された前記アタッチメントの構成と、前記アタッチメント角度センサに検出された起伏角度と、前記吊荷重センサに検出された吊荷重と、に対応する前記揚程誤差である、
フック位置算出装置。 - 請求項1または2に記載のフック位置算出装置であって、
前記演算部は、前記記憶部から読み込んだ前記揚程誤差と、前記アタッチメント角度センサに検出された起伏角度と、前記アタッチメントの長さと、に基づいて、前記アタッチメントの基端部から前記フックまでの水平距離を算出する、
フック位置算出装置。
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