JP2847119B2 - クレーン - Google Patents
クレーンInfo
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- Jib Cranes (AREA)
Description
建築用のクレーンでは、従来、地震力や風力等の外力に
耐え得るようにするため、基礎及びマストを強固とする
必要があった。
トを強固としていても外力によってクレーン自体が大き
く揺れるので、作業員が船酔い現象を起こしたり、吊り
荷が揺れたまま止まらなくなって外力停止後に作業を即
座に再開することができなかったりするという問題があ
った。
らないために、クレーン本体の背を高くしようとする
と、多大な製作費及び労力が掛り、容易に背の高いクレ
ーン本体を実現することができないという問題があっ
た。
よる振れを吸収して振れを即座に減衰し得るようにする
ことにより、上記各問題点を解消することのできるクレ
ーンを提供することを目的とするものである。
体の前後方向に移動自在なおもりと、該おもりの動きを
調整するサーボモータとを備えたセミ・アクティブ方式
の制振装置を取付けたことを特徴とするクレーンにかか
るものである。
の外力による振れを吸収してクレーン本体の振れを即座
に減衰する。
り、図中2はクレーン本体、3はクレーン本体2の基
礎、4は基礎3から立設されたマスト、5はマスト4の
頂部に取付けられた旋回フレーム、6は旋回フレーム5
前部に起伏可能に取付けられたジブ、7は旋回フレーム
5の後部に取付けられたカウンタウエイト、8は旋回フ
レーム5から立設された支持フレーム、9はジブ6を起
伏させるためのウインチ、10はジブ6の先端にフック11
を昇降自在に吊下げるためのウインチである。
取付ける。
持ローラ14を介してクレーン本体2の自重の0.1%以上
好ましくは5%から20%の重量を有する弓型のおもり15
を、クレーン本体2の前後方向16へ振子運動を行うよう
に支持し、前記おもり15の側部中央に突起17に設け、前
記架台13の前後の位置に所要の間隔を置き前記突起17を
係止しておもり15の振動領域を規定する一対のストッパ
18,19を設ける。
し、該ラック20にピニオン21を噛合すると共に、該ピニ
オン21を軸22を介してサーボモータ23に接続する。
付けて、該加速度計24からのクレーン本体2の振動の加
速度25を演算制御装置26に入力するようにし、又、前記
軸22にポテンショメータ27を設けて、該ポテンショメー
タ27からのおもり15の変位28を前記演算制御装置26に入
力するようにし、更に、前記軸22にタコジェネレータ29
を取付けて、該タコジャネレータ29からのおもり15の速
度30を前記演算制御装置26に入力するようにして演算制
御装置26で入力した各信号(加速度25、変位28、速度3
0)に基づいて後述する演算を行い、演算結果の基づい
て前記サーボモータ23に指令31を送るようにする。
と、クレーン本体2は振動する。
度位相を遅らせて揺動させ、外力によるクレーン本体2
の振動エネルギーをおもり15の揺動のエネルギーで吸収
して、クレーン本体2を制振する。
る、第5図中、37はアクチュエータ38によって加振され
る振動台、39は該振動台37上に移動自在に載置した供試
体(第1図のクレーン本体2に相当)、40はおもり(第
2図のおもり15に相当)、41,42はブラケットである。
今、供試体39に作用する空気力(風荷重)をPとし、供
試体39の質量をM、供試体39の換算ばね定数をK、供試
体39の減衰係数(付加減衰定数:2Mhω)をC、供試体39
の水平方向の直線変位量(絶対座標)をXとし、おもり
40の質量をm、おもり40のばね定数をk、おもり40の振
動を制御する制御力をp、おもり40の水平方向の直線変
位量(供試体39に対する相対座標)をxとしたとき、供
試体39とおもり40の運動方程式は、 M+CX+KX+m(+)=Pcosωt ……(1) (ω:固有振動数、t:時間) m+M+kx=p(t) ……(2) ここで、供試体39及びおもり40が単弦運動をしている
ものとすると、 X=Asinωt ……(3) (A:振幅) x+Bsin(ωt+α) ……(4) (B:振幅、α:ωtに対する位相差) このとき、ばね定数K及びkと供試体39、おもり40と
の間には、 K=(M+m)ω2 ……(5) k=mω2 ……(6) の関係がある。したがって、(3)式及び(4)式のう
ち質量とばね定数を含む項は次の如く常に零となる。
同じときに、供試体39の減衰とおもり40の運動による力
が空気力Pと釣り合っていることを示している。すなわ
ち、おもり40の運動が供試体39の運動に対して90度遅れ
た形(−90度)で動作したときに、供試体39の減衰と同
じ方向に力が働き振動を止めようとすることが判る。し
たがって、α=−90度として(9)式を書き直すと、 Pcosωt=2MhAω2mBω2cosωt =(2MhA+mB)ω2cosωt ……(11) となる。又、おもり40の振幅Bは(11)式より、 m・B(P/ω2)−2MhA ……(12) となる。
であっても成り立つので、(10)式の示す力pは、能動
形の場合は制御する力、受動形の場合は減衰する力と考
えればよい。
入等の振動エネルギーは制振装置12の運動エネルギーに
変換され、これを制振装置12の減衰機構が消費する、と
いう間接的なエネルギー消費形式によってクレーン本体
2の揺れを抑えることができるというのが、制振の原理
である。
もり15の動きを制御する。
度計24からのクレーン本体2の振動の加速度25を演算制
御装置26に入力して、演算制御装置26で加速度25を1回
積分してクレーン本体2の振動の速度を求め、加速度25
を2回積分してクレーン本体2の振動の変位を求める。
度及び変位を、タコジェネレータ29及びポテンショメー
タ27から入力されたおもり15の速度30及び変位28と夫々
比較して(速度と変位の一方のみの比較でも良い)、サ
ーボモータ23に指令31を送り、おもり15がクレーン本体
2の振動から90度位相を遅れて揺動するようにおもり15
の動きを制御する。
ータ23でおもり15の動きを調整するようにする(セミ・
アクティブ方式)。
合と取付けない場合におけるクレーン本体2の変位と時
間との関係を表わす線図であり、制振装置12を取付けた
第6図(a)の方が取付けない第6図(b)よりもクレ
ーン本体2の振動を素早く減衰できること、及び振り幅
を小さくできることがわかる。
レーン本体2は、外力による振れが減衰されたり、振り
幅が小さくされたりするので、基礎やマストを必要以上
に強固としなくとも済むようになり、背の高いクレーン
本体2を容易に製造することが可能となる。
現象を解消することや外力の停止後作業の再開を素早く
行うことができるようになる。
ーム32を用いておもり15を揺動自在に吊り下げ支持した
振子式の制振装置12を用いた他は前記実施例と略同様の
構成を備えており、第7図〜第8図中33は揺動アーム32
に設けられたおもり15の位置変更用ピン穴、34はピン穴
33に差込んでおもり15を揺動アーム32に固定するピン、
35は減衰歯車機構、36は梯子である。
ることができる。
れるものではなく、クレーンはタワークレーン、クライ
ミングクレーン等任意とし得ること、制振装置の取付位
置は任意であること、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は勿論である。
レーン本体に制振装置を設けたので、下記の如き種々の
優れた効果を奏し得る。
ン本体の振動を素早く減衰することができる。
ができ、従ってクレーン本体を必要以上に強固にしなく
とも済むようになり、容易に背の高いクレーン本体を製
造することが可能となる。
で、作業員の船酔い現象を解消することが可能となり、
且つ、吊り荷の振れが小さくなって外力が停止した後、
作業を素早く再開することができる。
方向に移動自在なおもりと、該おもりの動きを調整する
サーボモータとを備えたセミ・アクティブ方式の制振装
置を取付けたので、小さなサーボモータで大きな制振効
果を得ることができる。
図に用いられる制振装置の側面図、第3図は第2図の平
面図、第4図は第1図〜第3図の実施例に用いる制御回
路図、第5図は本発明の制振原理を説明するモデル図、
第6図(a)は制振装置を取付けた場合におけるクレー
ン本体の変位と時間との関係を示す線図、第6図(b)
は制御装置を取付けない場合におけるクレーン本体の変
位と時間との関係を示す線図、第7図は本発明の他の実
施例における制振装置の側面図、第8図は第7図の正面
図、第9図は第7図の平面図である。 図中2はクレーン本体、12は制振装置、15はおもり、16
は前後方向を示す。
Claims (1)
- 【請求項1】クレーン本体の所定の位置に、クレーン本
体の前後方向に移動自在なおもりと、該おもりの動きを
調整するサーボモータとを備えたセミ・アクティブ方式
の制振装置を取付けたことを特徴とするクレーン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1341489A JP2847119B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | クレーン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1341489A JP2847119B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | クレーン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03200694A JPH03200694A (ja) | 1991-09-02 |
JP2847119B2 true JP2847119B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=18346454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1341489A Expired - Lifetime JP2847119B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | クレーン |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2847119B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102092638A (zh) * | 2009-11-30 | 2011-06-15 | 西门子公司 | 起重机减振系统 |
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EP2543620B1 (de) * | 2011-07-05 | 2015-05-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Schwingungsdämpfer zur Dämpfung einer Schwingung einer schwingungsfähigen Struktur |
EP2574819B1 (de) | 2011-09-30 | 2014-04-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Geschwindigkeitsproportionale aktive Schwingungsdämpfung |
Family Cites Families (2)
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SE394881B (sv) * | 1974-09-02 | 1977-07-18 | Linden Alimak Ab | Sett for dempning av svengning hos konstruktioner, exv byggnadskranar samt anordning herfor |
JPS58220083A (ja) * | 1982-06-16 | 1983-12-21 | 株式会社日立製作所 | クレ−ンの振れ止め装置 |
-
1989
- 1989-12-28 JP JP1341489A patent/JP2847119B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102092638A (zh) * | 2009-11-30 | 2011-06-15 | 西门子公司 | 起重机减振系统 |
CN102092638B (zh) * | 2009-11-30 | 2015-04-29 | 西门子公司 | 起重机减振系统 |
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JPH03200694A (ja) | 1991-09-02 |
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