JP2899107B2

JP2899107B2 - フローティングクレーンの揺動影響除去装置

Info

Publication number: JP2899107B2
Application number: JP32454090A
Authority: JP
Inventors: 則夫高橋; 大典鈴木
Original assignee: IHI Corp; Ishikawajima Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: IHI Corp; Kato Heavy Industries Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1990-11-27
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2014-06-02
Also published as: JPH04191296A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はフローティングクレーンの揺動影響除去装置
に関するものである。

［従来の技術］第３図及び第４図によりフローティングクレーンの一
例の構造を説明すると、該フローティングクレーンは、
水上に浮ぶ台船１上に設けた旋回体２に、ブーム３の基
端部を該ブーム３が上下方向に傾動し得るように枢着せ
しめ、前記旋回体２に設けたウインチドラム４から繰り
出したワイヤロープ５を、ブーム３の先端部に支承した
シーブ６から垂下させたうえ、その垂下したワイヤロー
プ５をフックブロックのシーブ８に巻掛け、更に、ワイ
ヤロープ５の繰り出し側端部をブーム３の先端部に係止
している。

ウインチドラム４には、減速装置９を介して油圧モー
タ10が連結され、該油圧モータ10には、方向切換弁11を
介して油圧ポンプ（図示せず）が、また、前記方向切換
弁11には、遠隔操作弁12を介してパイロットポンプ（図
示せず）が接続されている。

上述したフローティングクレーンでは、運転者が旋回
体２内に設けられた操作レバー13をある一方向へ傾動さ
せると、遠隔操作弁12が中立位置から一方の圧油供給位
置に切換えられ、前記パイロットポンプが吐出する作動
油14の油圧が遠隔操作弁12を介して方向切換弁11へ付与
されることにより、方向切換弁11が中立位置から一方の
圧油供給位置に切換えられて、前記油圧ポンプが吐出す
る作動油15が油圧モータ10に供給され、ウインチドラム
４がある一方向に回動してワイヤロープ５が繰り出さ
れ、フックブロック７が下降する。

また、運転者が前記操作レバー13を他方向へ傾動させ
ると、遠隔操作弁12、方向切換弁11が他方の圧油供給位
置に切換えられ、油圧ポンプが吐出する作動油15が油圧
モータ10に供給され、ウインチドラム４が他方向に回動
してワイヤロープ５が巻き取られ、フックブロック７が
上昇する。

このように、上述したフローティングクレーンにおい
ては、運転者が操作レバー13を傾動させることによりフ
ックブロック７を昇降させ、橋脚等構造物の基礎部を構
成するブロック等の揚重作業を行っている。

また、フローティングクレーンは、フックブロック７
に替えて、ワイヤロープ５にバケット（図示せず）を取
付け、該バケットにより水底の掘削する浚渫作業に用い
られることもある。

［発明が解決しようとする課題］ところが、フローティングクレーンは、水上に浮んだ
状態で使用されるので、波浪により上下方向に揺動す
る。

このため、フローティングクレーンを用いて前述した
ブロックを水底に積重ねる作業を行う再に、フローティ
ングクレーンが上下方向に大きく揺動すると、ワイヤロ
ープ５によってブーム３より吊下げられたブロックが水
底に対して上下方向に移動し、ブロックの位置決めが困
難になり、また、水中においてブロックの位置決め作業
を補助する潜水作業員がブロックと水底の間、あるいは
ブロック間に挟まれる危険が生じる。

更に、フローティングクレーンにより浚渫作業を行う
際には、フローティングクレーンの上下方向の揺動によ
り、バケットも上下方向に移動してバケットの位置が安
定しないため、バケットの上下方向の移動を勘案して水
底を余分に掘削しており、効率良く浚渫作業が行われて
いるとはいえない。

更にまた、フローティングクレーンの上下方向の揺動
に合わせて、フローティングクレーンが上昇した際に
は、ワイヤロープ５が繰り出され、またフローティング
クレーンが下降した際にはワイヤロープ５が巻き取られ
るように、運転者が操作レバー13を傾動させることも考
えられるが、長時間にわたる作業中、運転者がフローテ
ィングクレーンの揺動に合わせて確実に操作レバー13を
傾動させることは不可能である。

本発明は上述した問題点を解決するもので、フローテ
ィングクレーンの上下揺動による影響を除去して安定し
た状態で作業を行えるようにすることを目的としてい
る。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明のフローティング
クレーンの揺動影響除去装置においては、傾動可能に支
持された操作レバーの傾動角に基づき速度信号を出力す
る傾動角検出センサと、ブームに作用する上下方向の加
速度を検出する加速度検出センサと、該加速度検出セン
サが出力する加速度検出信号を変位予測信号に変換する
演算装置と、該演算装置が出力する変位予測信号及び前
記傾動角検出センサが出力する速度信号から指令信号を
演算するコントローラと、該コントローラが出力する指
令信号に比例して中立位置から圧油供給位置に所定の開
度で切換えられ、且つ荷役作業用ウインチドラムを駆動
する作動油を供給する方向切換弁へパイロット圧を付与
して該方向切換弁を中立位置から圧油供給位置に所定の
開度で切換える電磁比例弁とを備える。

［作用］本発明のフローティングクレーンの揺動影響除去装置
においては、フローティングクレーンが上下に揺動して
いないときに、操作レバーを回動させると、回動角検出
センサが速度検出信号を出力し、コントローラは速度信
号により指令信号を出力し、該指令信号により電磁比例
弁が圧油供給位置に所定の開度で切換えられ、更に電磁
比例弁が所定の開度で切換えられることにより方向切換
弁が圧油供給位置に所定の開度で切換えられ、油圧モー
タに作動油が供給されてウインチドラムが回動し、操作
レバーの回動角に対応してワイヤロープが繰り出しある
いは巻き取られる。

操作レバーを回動させない状態で、フローティングク
レーンが上下に揺動すると、加速度検出センサが加速度
検出信号を出力し、コントローラは、演算装置が加速度
検出信号を変換した変位予測信号により指令信号を出力
し、該指令信号により電磁比例弁が圧油供給位置に所定
の開度で切換えられ、更に、方向切換弁が圧油供給位置
に所定の開度で切換えられ、油圧モータに作動油が供給
されてウインチドラムが回動し、フローティングクレー
ンの変位量を相殺するように物品の吊り下げるワイヤロ
ープを繰り出しあるいは巻き取られる。

フローティングクレーンが上下に揺動しているとき
に、操作レバーを回動させると、コントローラに速度検
出信号、変位予測信号が入力され、コントローラは速度
信号、変位予測信号により指令信号を出力し、該指令信
号により電磁比例弁が圧油供給位置に所定の開度で切換
えられ、更に、方向切換弁が圧油供給位置に所定の開度
で切換えられ、油圧モータに作動油に供給されてウイン
チドラムが回動し、操作レバーの回動角に対応して、フ
ローティングクレーンの上下揺動に左右されることなく
ワイヤロープが水底の固定物に対して相対的に繰り出し
あるいは巻き取られる。

［実施例］以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明のフローティングクレーンの揺動影響
除去装置の一例を第３図に示すフローティングクレーン
に適用した例を示し、図中第３図及び第４図と同一の符
号を付した部分は同一物を表わしている。

第３図に示す旋回体２に設けたウインチドラム４を駆
動する油圧モータ10に、油圧ポンプ（図示せず）に連通
する方向切換弁11を接続し、該方向切換弁11に、パイロ
ットポンプ（図示せず）に連通する電磁比例弁26を接続
する。

電磁比例弁26は、指令信号25が付与された際に、中立
位置から一方あるいは他方の圧油供給位置に指令信号25
に比例した開度で切換えられ、パイロットポンプが吐出
する作動油14の油圧が前記方向切換弁11に付与されるよ
うになっている。

方向切換弁11は、電磁比例弁26が一方の圧油供給位置
に所定の開度で切換えられると、パイロットポンプが吐
出する作動油14の油圧により中立位置から一方の圧油供
給位置に作動油14の油圧に比例した開度で切換えられ、
また、電磁比例弁26が他方の圧油供給位置に所定の開度
で切換えられると、パイロットポンプが吐出する作動油
14の油圧により中立位置から他方の圧油供給位置に作動
油14の油圧により比例した開度で切換えられるようにな
っている。

油圧モータ10は、方向切換弁11が一方の圧油供給位置
に所定の開度で切換えられると、油圧ポンプが吐出する
作動油15によりウインチドラム４を回動させてワイヤロ
ープ５を繰り出し、また、方向切換弁11が他方の圧油供
給位置に所定の開度で切換えられると、油圧ポンプが吐
出する作動油15によりウインチドラム４を回動させてワ
イヤロープ５を巻き取るようになっている。

第３図に示す旋回体２内に傾動可能に設けた操作レバ
ー13に、該操作レバー13の傾動角を検出する傾動角検出
センサ16を設け、該傾動角検出センサ16が操作レバーの
傾動角に比例して出力する速度信号17をコントローラ18
へ導くようにする。

コントローラ18は、前記速度信号17を積分してウイン
チドラム４が回転すべき回転角を表わす回転角指令信号
に変換するようになっている。

ウインチドラム４に、該ウインチドラム４の回動角を
検出する回転角検出センサ19を設け、該回転角検出セン
サ19が出力する回転角検出信号20を前記コントローラ18
へ導くようにする。

ブーム３に、該ブーム３の垂直方向上向き及び下向き
の加速度を検出する加速度検出センサ21を設け、該加速
度検出センサ21が出力する加速度検出信号22を演算装置
23へ導くようにし、該演算装置23が加速度検出信号22を
時間に対して２回積分し、且つブーム３に設けた角度検
出器29が検出したブーム３の角度検出信号30により補正
演算した変位予測信号24を前記コントローラ18へ導くよ
うにする。

すなわち、演算装置23は、加速度検出信号22を時間に
対して２回積分したX₀を下記式のように演算する。

X₀cosθ＝X₁ ここでθはブーム３の角度を、また、X₁は変位予測信
号を表わしている。

コントローラ18が速度信号17より演算した回転角指令
信号と変位予測信号24とを加算し、その加算値から回転
加速度検出信号20を減算したうえ増幅した指令信号25を
前記電磁比例弁26へ導くようにする。

以下、第１図に示すフローティングクレーンの揺動影
響除去装置の作動を説明する。

フローティングクレーンが揺動していない状態、すな
わち、コントローラ18に変位予測信号24が入力されてい
ない状態において、運転者が操作レバー13を中立位置か
ら一方側へ傾動させると、傾動角検出センサ16が出力す
る速度信号17がコントローラ18へ入力され、該コントロ
ーラ18が指令信号25を出力し、電磁比例弁26が中立位置
から一方の圧油供給位置に所定の開度で切換えられ、更
に、パイロットポンプが吐出する作動油14の油圧によっ
て方向切換弁11が中立位置から一方の圧油供給位置に所
定の開度で切換えられ、油圧ポンプが吐出する作動油15
が油圧モータ10に供給され、ワイヤロープ５を繰り出す
ようにウインチドラム４が回動し、フックブロック７が
下降するとともに、回転角検出センサ19から回転角検出
信号20がコントローラ18へフィードバックされる。

一方、運転者が操作レバー13を中立位置から他方側へ
傾動させると、速度信号17がコントローラ18へ入力さ
れ、該コントローラ18が指令信号25を出力し、電磁比例
弁26、方向切換弁11が中立位置から他方の圧油供給位置
に所定の開度で切換えられ、油圧ポンプが吐出する作動
油15が油圧モータ10に供給され、ワイヤロープ５を巻き
取るようにウインチドラム４が回動し、フックブロック
７が上昇するとともに回転角検出センサ19から回転角検
出信号20がコントローラ18へフィードバックされる。

このように、フローティングクレーンが揺動していな
い状態においては、運転者が操作レバー13を傾動させた
ときにだけウインチドラム４が回動してワイヤロープ５
が繰り出し、あるいは巻き取られ、フックブロック７が
昇降する。

また、操作レバー13が中立状態に位置しているとき
に、フローティングクレーンが揺動して加速度検出セン
サ21が上向きの加速度を検出すると、加速度検出信号22
に基づき演算装置23が出力する変位予測信号24がコント
ローラ18へ入力され、該コントローラ18が指令信号25を
出力し、電磁比例弁26、方向切換弁11が中立位置から一
方の圧油供給位置に所定の開度で切換えられ、油圧ポン
プが吐出する作動油15が油圧モータ10に供給され、ワイ
ヤロープ５を繰り出すようにウインチドラム４が回動
し、フックブロック７がフローティングクレーンの変位
を相殺するように水底等の固定物に対して相対的な位置
を変えることなく、ブーム３に対して下降する。

このとき、コントローラ18へは回転角検出信号20がフ
ィードバックされている。

一方、フローティングクレーンが揺動して加速度検出
センサ21が下向きの加速度を検出すると、変位予測信号
24がコントローラ18へ入力され、該コントローラ18が指
令信号25を出力し、電磁比例弁26、方向切換弁11が中立
位置から他方の圧油供給位置に所定の開度で切換えら
れ、油圧ポンプが吐出する作動油15が油圧モータ10に供
給され、ワイヤロープ５を巻き取るようにウインチドラ
ム４が回動し、フックブロック７がフローティングクレ
ーンの変位を相殺するように水底等の固定物に対して相
対的な位置を変えることなくブーム３に対して上昇す
る。

このように、フローティングクレーンが揺動している
状態においては、運転者が操作レバー13を傾動させなく
ても、フローティングクレーンの上下揺動に合わせて、
水底等の固定物に対するフックブロック７の相対的な位
置を一定に保つことができる。

更に、フローティングクレーンが揺動している状態に
おいて、運転者が操作レバー13を中立位置から一方側へ
傾動させると、変位予測信号24とともに、速度信号17が
コントローラ18へ入力される。

このとき、コントローラ18は、変位予測信号24、速度
信号17より求めた回転角指令信号、回転角検出信号20を
演算増幅し、電磁比例弁26へ指令信号25を出力して、フ
ックブロック７を漸次水底等の固定物に対して相対的に
下降させるべく電磁比例弁26、方向切換弁11を圧油供給
位置に所定の開度で切換える。

すなわち、コントローラ18は、フローティングクレー
ンが揺動により上昇する際には、速度信号17に基づくワ
イヤロープ５の繰り出し量に、フローティングクレーン
の上昇量を加えた分だけワイヤロープ５が繰り出される
ように指令信号25を出力し、また、フローティングクレ
ーンが揺動により下降する際には、速度信号17に基づく
繰り出し量に、フローティングクレーンの下降量を減じ
た分だけワイヤロープ５が繰り出されるように指令信号
25を出力する。

上記指令信号25には、当然のことながら回転角検出セ
ンサ19からフィードバックされる回転角検出信号20が加
味されている。

一方、運転者が操作レバー13を中立位置から他方側へ
傾動させると、変位予測信号24とともに、速度信号17が
コントローラ18へ入力される。

このとき、コントローラ18は、変位予測信号24、速度
信号17より求めた回転角指令信号、回転角検出信号20を
演算増幅し、電磁比例弁26へ指令信号25を出力して、フ
ックブロック７を漸次水底等の固定物に対して相対的に
上昇させるべく電磁比例弁26、方向切換弁11を圧油供給
位置に所定の開度で切換える。

すなわち、コントローラ18は、フローティングクレー
ンが揺動により上昇する際には速度信号17に基づくワイ
ヤロープ５の巻き取り量に、フローティングクレーンの
上昇量を減じた分だけワイヤロープ５が巻き取られるよ
うに指令信号25を出力し、また、フローティングクレー
ンが揺動により下降する際には、速度信号17に基づくワ
イヤロープ５の巻き取り量に、フローティングクレーン
の下降量を加えた分だけワイヤロープ５が巻き取られる
ように指令信号25を出力する。

このように、フローティングクレーンが揺動している
状態においても、フローティングクレーンの揺動に左右
されることなく、フックブロック７を水底等の固定物に
対して相対的に下降あるいは上昇させることができる。

第２図は本発明のフローティングクレーンの揺動影響
除去装置の他の例を第３図に示すフローティングクレー
ンに適用した例を示し、図中、第１図と同一の符号を付
した部分は同一物を表わしている。

本実施例のフローティングクレーンの揺動影響除去装
置は、第１図に示す装置の操作レバー13に、該操作レバ
ー13の傾動角にあわせて開度を調整し得る遠隔操作弁12
を取付け、パイロットポンプ（図示せず）が吐出する作
動油14の油圧を、遠隔操作弁12を介して方向切換弁11へ
付与し得るようにし、更に、遠隔操作弁12と方向切換弁
11の連通を遮断し得るストップ弁27と、電磁比例弁26と
方向切換弁11の連通を遮断し得るストップ弁28を設けた
構成を有している。

上記構成を有するフローティングクレーンの揺動影響
除去装置においては、ストップ弁27を閉止し、ストップ
弁28を開放しておくと、前述した第１図に示す装置と同
様にウインチドラム４が駆動され、フローティングクレ
ーンの上下揺動影響を除去する。

また、ストップ弁27を開放し、ストップ弁28を閉止し
ておくと、操作レバー13を傾動させた際に、第４図に示
すフローティングクレーンと同様にウインチドラム４が
駆動される。

尚、本発明のフローティングクレーンの揺動影響除去
装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、
ワイヤロープに掘削用バケット等を吊下げること、操作
レバーを横方向へ回動可能に支持するように構成するこ
と、ブームの角度に関係なく加速度検出センサを方向を
一定に保つ機構を設けるようにすること、加速度検出セ
ンサを複数箇設け各加速度検出センサの検出値から鉛直
方向の加速度を演算する手段を設けるようにすることな
ど、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。

［発明の効果］以上説明したように本発明のフローティングクレーン
の揺動影響除去装置においては、フローティングクレー
ンの上下揺動を検出して上下方向の変位量に相当するワ
イヤロープを繰り出しあるいは巻き取るので、ワイヤロ
ープの繰り出し側端部に物品を吊り下げた際には、フロ
ーティングクレーンが上下に揺動しても、物品と水底等
の固定物との距離を一定に保ったり、物品を前記固定物
に対して相対的に安定した状態で昇降させることがで
き、作業の精度、効率、安全性を向上させることができ
る。

また、本発明のフローティングクレーンの揺動影響除
去装置においては、フローティングクレーンの上下方向
の変位量を相殺するように物品を吊り下げるワイヤロー
プを、自動的に繰り出しあるいは巻き取るので、作業の
省力化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概念図、第２図は本発明の
他の実施例の概念図、第３図はフローティングクレーン
の一例を示す側面図、第４図は第３図に示すフローティ
ングクレーンの操作系統を示す概念図である。図中１は台船、３はブーム、４はウインチドラム、５は
ワイヤロープ、10は油圧モータ（駆動装置）、11は方向
切換弁、13は操作レバー、15は作動油、16は傾動角検出
センサ（回動角検出センサ）、17は速度信号、18はコン
トローラ、21は加速度検出センサ、22は加速度検出信
号、23は演算装置、24は変位予測信号、25は指令信号、
26は電磁比例弁を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−283591（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−53394（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−23285（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B66F 23/00 - 23/94

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】傾動可能に支持された操作レバーの傾動角
に基づき速度信号を出力する傾動角検出センサと、ブー
ムに作用する上下方向の加速度を検出する加速度検出セ
ンサと、該加速度検出センサが出力する加速度検出信号
を変位予測信号に変換する演算装置と、該演算装置が出
力する変位予測信号及び前記傾動角検出センサが出力す
る速度信号から指令信号を演算するコントローラと、該
コントローラが出力する指令信号に比例して中立位置か
ら圧油供給位置に所定の開度で切換えられ、且つ荷役作
業用ウインチドラムを駆動する作動油を供給する方向切
換弁へパイロット圧を付与して該方向切換弁を中立位置
から圧油供給位置に所定の開度で切換える電磁比例弁と
を備えてなることを特徴とするフローティングクレーン
の揺動影響除去装置。