JP2966605B2 - スラリー輸送分配ブーム装置 - Google Patents
スラリー輸送分配ブーム装置Info
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- JP2966605B2 JP2966605B2 JP3307794A JP30779491A JP2966605B2 JP 2966605 B2 JP2966605 B2 JP 2966605B2 JP 3307794 A JP3307794 A JP 3307794A JP 30779491 A JP30779491 A JP 30779491A JP 2966605 B2 JP2966605 B2 JP 2966605B2
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- Japan
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- joint
- tip
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- concrete
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
- E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
- E04G21/02—Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
- E04G21/04—Devices for both conveying and distributing
- E04G21/0418—Devices for both conveying and distributing with distribution hose
- E04G21/0436—Devices for both conveying and distributing with distribution hose on a mobile support, e.g. truck
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
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- E04G21/04—Devices for both conveying and distributing
- E04G21/0418—Devices for both conveying and distributing with distribution hose
- E04G21/0445—Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms
- E04G21/0454—Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms with boom vibration damper mechanisms
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- On-Site Construction Work That Accompanies The Preparation And Application Of Concrete (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンクリートポンプ車
等へスラリーを輸送分配するブーム装置に関するもので
ある。
等へスラリーを輸送分配するブーム装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来のコンクリートポンプ車の構造及び
機能を図８により説明する。同図中において、１はキャ
ビン、２は根本ブーム、３と中間ブーム（前段ブー
ム）、４は先端ブーム、５は根本ブームと中間ブームを
結合する関節部、６は中間ブームと先端ブームを結合す
る関節部、７、８、９は根本、中間、先端のそれぞれの
ブームを垂直方向に作動させる油圧シリンダ、１０、１
１、１２、１３は結合リンク、１４、１５、１６は根本
ブーム、中間ブーム、先端ブームに沿わせたコンクリー
ト輸送管、１７は先端ホース、１８は先端ホースガイ
ド、１９はこれらのブーム装置を支持して水平方向に旋
回する上部架台、２０はこの上部架台１９と根本ブーム
２を結合する関節部、２１は下部架台、２２、２３、２
４、２５はブームの転倒を防ぎ車体を支えるアウトリ
ガ、２６、２７はホッパ２８から生コンクリートを交互
に吸入するコンクリートシリンダである。
機能を図８により説明する。同図中において、１はキャ
ビン、２は根本ブーム、３と中間ブーム（前段ブー
ム）、４は先端ブーム、５は根本ブームと中間ブームを
結合する関節部、６は中間ブームと先端ブームを結合す
る関節部、７、８、９は根本、中間、先端のそれぞれの
ブームを垂直方向に作動させる油圧シリンダ、１０、１
１、１２、１３は結合リンク、１４、１５、１６は根本
ブーム、中間ブーム、先端ブームに沿わせたコンクリー
ト輸送管、１７は先端ホース、１８は先端ホースガイ
ド、１９はこれらのブーム装置を支持して水平方向に旋
回する上部架台、２０はこの上部架台１９と根本ブーム
２を結合する関節部、２１は下部架台、２２、２３、２
４、２５はブームの転倒を防ぎ車体を支えるアウトリ
ガ、２６、２７はホッパ２８から生コンクリートを交互
に吸入するコンクリートシリンダである。
【０００３】コンクリートシリンダに吸込んだ生コンク
リートは油圧ピストン２９、３０、ピストンロッド３
１、３２、コンクリートピストン３３、３４の往復動に
よって交互に輸送管３５、１４、１５、１６と先端ホー
ス１７を経て目的の箇所へ吐出されるようになってい
る。ブーム２，３及び４は図８に示すように生コン車
（図示省略）より供給を受けた生コンクリートを任意の
箇所までパイプ輸送する手段として使われる装置であ
り、これらを関節部５，６，２０よりなる姿勢可変機構
で連結し、油圧シリンダ７，８，９により駆動して、広
い範囲のコンクリート打設を行うことができ、かつ、車
輌として自走する場合に格納が容易となるようになって
いる。
リートは油圧ピストン２９、３０、ピストンロッド３
１、３２、コンクリートピストン３３、３４の往復動に
よって交互に輸送管３５、１４、１５、１６と先端ホー
ス１７を経て目的の箇所へ吐出されるようになってい
る。ブーム２，３及び４は図８に示すように生コン車
（図示省略）より供給を受けた生コンクリートを任意の
箇所までパイプ輸送する手段として使われる装置であ
り、これらを関節部５，６，２０よりなる姿勢可変機構
で連結し、油圧シリンダ７，８，９により駆動して、広
い範囲のコンクリート打設を行うことができ、かつ、車
輌として自走する場合に格納が容易となるようになって
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】コンクリートポンプ
は、構造の違いからピストン式とスクイズ式の２種類が
あるが、コンクリート圧送する際は、ピストン式では往
復動する２個のピストンによる、また、スクイズ式では
ゴムチューブを押しつぶしながら回転する複数のローラ
ーによるそれぞれの作動周期によって脈動流が発生す
る。このコンクリートの脈動流が先端ホース１７を通過
し吐出する際、コンクリート流の運動量の変動が先端ホ
ース１７を介し、ブーム先端部に伝播されブームを振動
させる。
は、構造の違いからピストン式とスクイズ式の２種類が
あるが、コンクリート圧送する際は、ピストン式では往
復動する２個のピストンによる、また、スクイズ式では
ゴムチューブを押しつぶしながら回転する複数のローラ
ーによるそれぞれの作動周期によって脈動流が発生す
る。このコンクリートの脈動流が先端ホース１７を通過
し吐出する際、コンクリート流の運動量の変動が先端ホ
ース１７を介し、ブーム先端部に伝播されブームを振動
させる。
【０００５】図９、図１０は現在市販されているコンク
リートポンプ車を特定条件で使用した場合のコンクリー
ト圧力のオシロ波形とコンクリート脈動周波数に対応す
るブーム先端振幅の一例を示す。コンクリートポンプの
脈動周波数とブームの固有振動数が一致した場合には共
振現象が生じ図１０のＡ部に示す如くブームの先端振幅
は拡大される。ブームの先端振幅が大きくなると次の弊
害が出てくる。 １）先端ホースが動くので図８に示す筒先サポーターの
作業性及び安全性を粗害する。筒先サポーターは、先端
ホースの位置と向きを変えて任意の箇所にコンクリート
が流れるよう先端ホースを保持する人である。 ２）既に打設を終ったまだ固っていないコンクリートあ
るいはこれから打設を行う箇所の鉄筋に先端ホースが触
れて動くことによりコンクリート構造物の品質に影響を
及ぼす。 ３）先端振幅によってブーム構造物に生ずる応力振幅が
大きくなり疲労寿命が低下する。
リートポンプ車を特定条件で使用した場合のコンクリー
ト圧力のオシロ波形とコンクリート脈動周波数に対応す
るブーム先端振幅の一例を示す。コンクリートポンプの
脈動周波数とブームの固有振動数が一致した場合には共
振現象が生じ図１０のＡ部に示す如くブームの先端振幅
は拡大される。ブームの先端振幅が大きくなると次の弊
害が出てくる。 １）先端ホースが動くので図８に示す筒先サポーターの
作業性及び安全性を粗害する。筒先サポーターは、先端
ホースの位置と向きを変えて任意の箇所にコンクリート
が流れるよう先端ホースを保持する人である。 ２）既に打設を終ったまだ固っていないコンクリートあ
るいはこれから打設を行う箇所の鉄筋に先端ホースが触
れて動くことによりコンクリート構造物の品質に影響を
及ぼす。 ３）先端振幅によってブーム構造物に生ずる応力振幅が
大きくなり疲労寿命が低下する。
【０００６】これらのブームの振動のメカニズムは、先
端ホースを通過し吐出されるコンクリート流の運動量の
変動が起振力となり、車体を支えるアウトリガ２２、２
３、２４、２５、各ブームの関節部２０、５、６、ブー
ム２、３、４のばね定数が関与して、ブーム先端振幅を
発生させる。ブーム関節部２０、５、６は、両端ピン結
合の結合リンク１０、１１、１２、１３と油圧シリンダ
７、８、９から構成されており、ブーム関節部のばね作
用は主として油圧シリンダの油室の圧縮性によって生
じ、又リンクの摩擦は非線形力を生じ、姿勢の変化によ
って固有振動数を変化させる。
端ホースを通過し吐出されるコンクリート流の運動量の
変動が起振力となり、車体を支えるアウトリガ２２、２
３、２４、２５、各ブームの関節部２０、５、６、ブー
ム２、３、４のばね定数が関与して、ブーム先端振幅を
発生させる。ブーム関節部２０、５、６は、両端ピン結
合の結合リンク１０、１１、１２、１３と油圧シリンダ
７、８、９から構成されており、ブーム関節部のばね作
用は主として油圧シリンダの油室の圧縮性によって生
じ、又リンクの摩擦は非線形力を生じ、姿勢の変化によ
って固有振動数を変化させる。
【０００７】ブーム先端振幅が大きくなると前記の不具
合が生ずるためコンクリートポンプの設計段階ではブー
ムの剛性を高めてブームの固有振動数をコンクリートポ
ンプの脈動周波数よりも高くしたり、逆にブームの固有
振動数よりもコンクリートポンプの脈動周波数を低く抑
えたりしているが、前者はブームの重量増、後者はコン
クリート吐出量の制限を受け、ブーム付コンクリートポ
ンプ車の基本仕様であるブーム最大地上高やコンクリー
ト最大吐出量を犠牲にせざるを得なくなる。又、コンク
リートポンプの実作業に於てはブームの先端振幅が大き
くて作業性が悪い場合、回転数を落としたり姿勢を変え
てブーム振動を低く抑えて使用しているのが実情であ
る。
合が生ずるためコンクリートポンプの設計段階ではブー
ムの剛性を高めてブームの固有振動数をコンクリートポ
ンプの脈動周波数よりも高くしたり、逆にブームの固有
振動数よりもコンクリートポンプの脈動周波数を低く抑
えたりしているが、前者はブームの重量増、後者はコン
クリート吐出量の制限を受け、ブーム付コンクリートポ
ンプ車の基本仕様であるブーム最大地上高やコンクリー
ト最大吐出量を犠牲にせざるを得なくなる。又、コンク
リートポンプの実作業に於てはブームの先端振幅が大き
くて作業性が悪い場合、回転数を落としたり姿勢を変え
てブーム振動を低く抑えて使用しているのが実情であ
る。
【０００８】本発明は、上記従来技術に鑑みてなされた
ものであり、生コンクリート等の流動体（スラリー）を
パイプ輸送するブームを姿勢可変に連結した装置におい
て、流動体の脈動によって発生するブームの振動を抑制
したスラリー輸送分配ブーム装置を提供することを目的
とするものである。
ものであり、生コンクリート等の流動体（スラリー）を
パイプ輸送するブームを姿勢可変に連結した装置におい
て、流動体の脈動によって発生するブームの振動を抑制
したスラリー輸送分配ブーム装置を提供することを目的
とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】スラリー輸送ブームの先
端部に、ブームの振動を検出する振動検出器を設け、検
出した信号を演算装置に入力する。演算装置では以下に
実施例で詳述するような演算手段により、ブームの先端
振動によって生じる力を制御する力を発生させるための
制御信号を演算する。関節部に組み込まれた油圧シリン
ダへの油路に電磁サーボ弁を介装し、演算装置の出力に
基づいて電磁サーボ弁を作動させ、上述の油圧シリンダ
を制御して、ブームの振動を抑制するように構成する。
端部に、ブームの振動を検出する振動検出器を設け、検
出した信号を演算装置に入力する。演算装置では以下に
実施例で詳述するような演算手段により、ブームの先端
振動によって生じる力を制御する力を発生させるための
制御信号を演算する。関節部に組み込まれた油圧シリン
ダへの油路に電磁サーボ弁を介装し、演算装置の出力に
基づいて電磁サーボ弁を作動させ、上述の油圧シリンダ
を制御して、ブームの振動を抑制するように構成する。
【００１０】
【作用】例えばスラリーの脈動流等によって先端ホース
に生じる起振力の周波数がブームの一次固有振動数とほ
ぼ一致するときに、ブームが大きく振動する共振現象が
生じるが、その振動が振動検出器によって検出され、関
節部を構成する油圧シリンダにブームの先端振動によっ
て生じる力を制御する力を発生させるための制御信号を
演算し、同演算装置の出力に基づいて電磁サーボ弁を作
動させることにより、ブーム先端の振動を抑制する力が
作用するので、ブーム先端部の振動が抑制される。
に生じる起振力の周波数がブームの一次固有振動数とほ
ぼ一致するときに、ブームが大きく振動する共振現象が
生じるが、その振動が振動検出器によって検出され、関
節部を構成する油圧シリンダにブームの先端振動によっ
て生じる力を制御する力を発生させるための制御信号を
演算し、同演算装置の出力に基づいて電磁サーボ弁を作
動させることにより、ブーム先端の振動を抑制する力が
作用するので、ブーム先端部の振動が抑制される。
【００１１】
【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を
参照して詳細に説明する。図１に本発明の第一実施例に
係るスラリー輸送分配ブームを示す。同図に示すよう
に、先端ブーム４と前段ブーム３とは結合リンク１２、
１３及び油圧シリンダ９により構成される関節部で結合
され、電磁切り替え弁５１により油圧シリンダ９のピス
トン位置を変化させ多段ブームの姿勢を変化させる構造
となっている。更に、油圧シリンダ９にピストン位置を
検出する変位センサ５５を設置し、新たに別系統の油路
に電磁サーボ弁５９を設け、前述の電磁切り替え弁５１
が閉の状態のときに、電磁サーボ弁５９を制御すること
により、油圧シリンダ９のピストン位置を変動（振動）
させる構造となっている。
参照して詳細に説明する。図１に本発明の第一実施例に
係るスラリー輸送分配ブームを示す。同図に示すよう
に、先端ブーム４と前段ブーム３とは結合リンク１２、
１３及び油圧シリンダ９により構成される関節部で結合
され、電磁切り替え弁５１により油圧シリンダ９のピス
トン位置を変化させ多段ブームの姿勢を変化させる構造
となっている。更に、油圧シリンダ９にピストン位置を
検出する変位センサ５５を設置し、新たに別系統の油路
に電磁サーボ弁５９を設け、前述の電磁切り替え弁５１
が閉の状態のときに、電磁サーボ弁５９を制御すること
により、油圧シリンダ９のピストン位置を変動（振動）
させる構造となっている。
【００１２】更に、ブームの先端に振動検出器５４を設
置し、アンプ５６を介して演算装置５７に入力し、その
出力と前述の変位センサ５５の出力との偏差をサーボア
ンプ５８に入力して電磁サーボ弁５９を制御するフィー
ドバック制御系を構成している。尚、図中、５２、５３
はブームの姿勢を変化させるための油圧ポンプ、油タン
ク、６０、６１はブームの制振を行うための油圧ポン
プ、油タンクを示す。ここで、演算装置５７の構成は種
々の方法が考えられるがその例を図３および図４により
説明する。図３は、前述の演算装置５７の第一の構成例
を示すブロック図である。この例では、演算装置５７
は、Ａ／Ｄ変換器、演算手段Ａ，及びＤ／Ａ変換器より
構成され、演算手段Ａでは次式で示される演算を実施す
る。 ｚ（ｋ＋１）＝Ｐｚ（ｋ）＋Ｑｙ（ｋ） …（１） ｕ（ｋ＋１）＝Ｃｚ（ｋ＋１） …（２）
置し、アンプ５６を介して演算装置５７に入力し、その
出力と前述の変位センサ５５の出力との偏差をサーボア
ンプ５８に入力して電磁サーボ弁５９を制御するフィー
ドバック制御系を構成している。尚、図中、５２、５３
はブームの姿勢を変化させるための油圧ポンプ、油タン
ク、６０、６１はブームの制振を行うための油圧ポン
プ、油タンクを示す。ここで、演算装置５７の構成は種
々の方法が考えられるがその例を図３および図４により
説明する。図３は、前述の演算装置５７の第一の構成例
を示すブロック図である。この例では、演算装置５７
は、Ａ／Ｄ変換器、演算手段Ａ，及びＤ／Ａ変換器より
構成され、演算手段Ａでは次式で示される演算を実施す
る。 ｚ（ｋ＋１）＝Ｐｚ（ｋ）＋Ｑｙ（ｋ） …（１） ｕ（ｋ＋１）＝Ｃｚ（ｋ＋１） …（２）
【００１３】（１），（２）式において、ｙは入力、ｕ
は出力、ｚは変数ベクトルを、またＰ，Ｑ，Ｃはそれぞ
れ係数マトリックスを表す。これらの係数マトリックス
は、例えば次の様にして求めることができる。まず、演
算手段Ａの入力信号ｙと出力信号ｕの伝達特性を次式の
ように与えるとする。
は出力、ｚは変数ベクトルを、またＰ，Ｑ，Ｃはそれぞ
れ係数マトリックスを表す。これらの係数マトリックス
は、例えば次の様にして求めることができる。まず、演
算手段Ａの入力信号ｙと出力信号ｕの伝達特性を次式の
ように与えるとする。
【数１】 ここで、Ｇ（ｓ） ； 演算装置の入出力伝達関数 a0〜 an-1, b0〜 bm-1 ； 係数 ｓ ； ラプラス演算子 ただし、ｎ≧ｍ
【００１４】（３）式の特性は次式の状態方程式で表す
ことができ、 ｚ ＝ Ａｚ＋Ｂｙ ｕ ＝ Ｃｚ …（４） 両者の間には次の関係式が成り立つ。 Ｇ（ｓ） ＝ Ｃ（ｓＩ−Ａ）-1Ｂ …（５） 演算装置５７ではディジタル演算をするので、上記
（４）式の係数マトリックスＡ，Ｂ，Ｃを離散値化して
得られる係数マトリックスＰ，Ｑ，Ｃを求めて（２）式
に与えることになる。
ことができ、 ｚ ＝ Ａｚ＋Ｂｙ ｕ ＝ Ｃｚ …（４） 両者の間には次の関係式が成り立つ。 Ｇ（ｓ） ＝ Ｃ（ｓＩ−Ａ）-1Ｂ …（５） 演算装置５７ではディジタル演算をするので、上記
（４）式の係数マトリックスＡ，Ｂ，Ｃを離散値化して
得られる係数マトリックスＰ，Ｑ，Ｃを求めて（２）式
に与えることになる。
【００１５】また、（３）式の特性は例えば以下に示す
様にして定める。図５は、上述のブーム振動制御システ
ムの信号の流れを示すブロック線図であり、図中Ｙ
0 （ｓ）はスラリーの脈動流などに起因して発生してい
るブーム先端の振動をＹ0 （ｓ）は上述の制御システム
により新たにブーム先端に生じる振動を、そしてＹ
N （ｓ）はこれらが合成されて得られる制御後のブーム
先端の振動を表す。またＵ（ｓ）は演算装置５７の出力
で、Ｇ（ｓ）は演算装置５７の入出力伝達関数を、Ｈ
（ｓ）は本発明に係るスラリー輸送ブームのサーボアン
プ５８への入力信号に対する振動検出器５４のアンプ５
６の出力信号の伝達関数をそれぞれ表す。このブロック
線図の関係を式で表すと、 ＹN （ｓ）＝Ｙ0 （ｓ）＋Ｈ（ｓ）Ｕ（ｓ） …（６） となる。いま、ＹN （ｓ）を元々の振動Ｙ0 （ｓ）の１
／ａにするためには Ｕ（ｓ）＝（１−ａ）Ｈ-1（ｓ）ＹN （ｓ） …（７） 上記式で表される制御力Ｕ（ｓ）を作用させればよいこ
とになる。
様にして定める。図５は、上述のブーム振動制御システ
ムの信号の流れを示すブロック線図であり、図中Ｙ
0 （ｓ）はスラリーの脈動流などに起因して発生してい
るブーム先端の振動をＹ0 （ｓ）は上述の制御システム
により新たにブーム先端に生じる振動を、そしてＹ
N （ｓ）はこれらが合成されて得られる制御後のブーム
先端の振動を表す。またＵ（ｓ）は演算装置５７の出力
で、Ｇ（ｓ）は演算装置５７の入出力伝達関数を、Ｈ
（ｓ）は本発明に係るスラリー輸送ブームのサーボアン
プ５８への入力信号に対する振動検出器５４のアンプ５
６の出力信号の伝達関数をそれぞれ表す。このブロック
線図の関係を式で表すと、 ＹN （ｓ）＝Ｙ0 （ｓ）＋Ｈ（ｓ）Ｕ（ｓ） …（６） となる。いま、ＹN （ｓ）を元々の振動Ｙ0 （ｓ）の１
／ａにするためには Ｕ（ｓ）＝（１−ａ）Ｈ-1（ｓ）ＹN （ｓ） …（７） 上記式で表される制御力Ｕ（ｓ）を作用させればよいこ
とになる。
【００１６】したがって、前述の演算手段Ａの入出力伝
達特性を表すＧ（ｓ）を、 Ｇ（ｓ）＝（１−ａ） Ｈ-1（ｓ） …（８） とすればブームの振動を１／ａに低減できることがわ
る。しかしながら、（８）式の特性を制御系に実際に与
えようとすれば演算がきわめて複雑となることから、実
際には（８）式の特性に近付くようにＧ（ｓ）を定める
ことになる。その一例を図６を用いて説明すると、図６
は伝達関数をボード線図として示したもので、図中の点
線がＨ-1（ｓ）、実線がＧ（ｓ）を表している。また、
ω1 ，ω2 ，ω3 はそれぞれ固有振動数である。図６
は、一次固有振動数に対する制振を目的とした場合の設
計例であり、次式に示す条件を満足させれば、ブームの
振動を低減できる。 ｉ＝１に対して、 ｜θ（ω1 ）−ψ（ω1 ）｜≦ ２０° かつ ｇ（ω1 ） ≧ ｈ（ω1 ） ｉ≧２に対して、 ｜θ（ωi ）−ψ（ωi ）｜≦ ６０° あるいは ｇ（ωi ） ≦ ｈ（ωi ） − ２０
達特性を表すＧ（ｓ）を、 Ｇ（ｓ）＝（１−ａ） Ｈ-1（ｓ） …（８） とすればブームの振動を１／ａに低減できることがわ
る。しかしながら、（８）式の特性を制御系に実際に与
えようとすれば演算がきわめて複雑となることから、実
際には（８）式の特性に近付くようにＧ（ｓ）を定める
ことになる。その一例を図６を用いて説明すると、図６
は伝達関数をボード線図として示したもので、図中の点
線がＨ-1（ｓ）、実線がＧ（ｓ）を表している。また、
ω1 ，ω2 ，ω3 はそれぞれ固有振動数である。図６
は、一次固有振動数に対する制振を目的とした場合の設
計例であり、次式に示す条件を満足させれば、ブームの
振動を低減できる。 ｉ＝１に対して、 ｜θ（ω1 ）−ψ（ω1 ）｜≦ ２０° かつ ｇ（ω1 ） ≧ ｈ（ω1 ） ｉ≧２に対して、 ｜θ（ωi ）−ψ（ωi ）｜≦ ６０° あるいは ｇ（ωi ） ≦ ｈ（ωi ） − ２０
【００１７】図４は、前述の演算装置５７の第二の構成
例を示すブロック図である。この例では、演算装置５７
はＡ／Ｄ変換器、演算手段Ｂ１，演算手段Ｂ２及びＤ／
Ａ変換器より構成される。なお、本演算装置を用いる場
合には、ブーム振動系ならびに油圧サーボ系が結合され
た状態における振動系の状態方程式を記述する係数マト
リックスＰs ，Ｑs ，Ｃs をあらかじめ実験あるいは計
算により求めておき、 （状態方程式） ｘ（ｋ＋１）＝Ｐs ｘ（ｋ）＋Ｑs ｕ（ｋ） …（９） ｙ（ｋ＋１）＝Ｃs ｘ（ｋ＋１） …（１０） 但し、ｘは上記振動系の状態変数ベクトル ｙはブーム先端振動の検出信号 ｕは油圧サーボ系への制御信号 いわゆる現代制御理論に基づいてカルマンフィルタゲイ
ンＫE ならびに最適レギュレータゲインＧR を計算して
おくものとする。ここで、これらのゲインの計算方法に
ついては、教科書あるいは文献などに多く示されてお
り、それらの内のいずれかを用いることとする。そし
て、これらのフィードバックゲインＫE ，ＧR を用いて
演算装置５７では以下に示す演算を実施する。
例を示すブロック図である。この例では、演算装置５７
はＡ／Ｄ変換器、演算手段Ｂ１，演算手段Ｂ２及びＤ／
Ａ変換器より構成される。なお、本演算装置を用いる場
合には、ブーム振動系ならびに油圧サーボ系が結合され
た状態における振動系の状態方程式を記述する係数マト
リックスＰs ，Ｑs ，Ｃs をあらかじめ実験あるいは計
算により求めておき、 （状態方程式） ｘ（ｋ＋１）＝Ｐs ｘ（ｋ）＋Ｑs ｕ（ｋ） …（９） ｙ（ｋ＋１）＝Ｃs ｘ（ｋ＋１） …（１０） 但し、ｘは上記振動系の状態変数ベクトル ｙはブーム先端振動の検出信号 ｕは油圧サーボ系への制御信号 いわゆる現代制御理論に基づいてカルマンフィルタゲイ
ンＫE ならびに最適レギュレータゲインＧR を計算して
おくものとする。ここで、これらのゲインの計算方法に
ついては、教科書あるいは文献などに多く示されてお
り、それらの内のいずれかを用いることとする。そし
て、これらのフィードバックゲインＫE ，ＧR を用いて
演算装置５７では以下に示す演算を実施する。
【００１８】まず、演算手段Ｂ１では、検出信号ｙを用
いて次式により状態変数ベクトルｘの推定値ｘ’を求め
る。 ｘ’（ｋ＋１）＝ Ｐs ｘ’（ｋ）＋Ｑs ｕ（ｋ）＋ＫE ｛ｙ（ｋ）−Ｃｘ’（ｋ）｝ …（１１） 次に、演算手段Ｂ２では、次式により制御信号ｕを求め
る。 ｕ（ｋ＋１）＝−ＧR ｘ’（ｋ＋１）
いて次式により状態変数ベクトルｘの推定値ｘ’を求め
る。 ｘ’（ｋ＋１）＝ Ｐs ｘ’（ｋ）＋Ｑs ｕ（ｋ）＋ＫE ｛ｙ（ｋ）−Ｃｘ’（ｋ）｝ …（１１） 次に、演算手段Ｂ２では、次式により制御信号ｕを求め
る。 ｕ（ｋ＋１）＝−ＧR ｘ’（ｋ＋１）
【００１９】次に、図２を参照して本発明の第二実施例
を説明する。図２に本発明の第二実施例に係るスラリー
輸送分配ブームを示す。本実施例は、第一実施例の図１
における結合リンク１３の代わりに新たに制振用油圧シ
リンダ６２を設けて関節部を構成したものである。即
ち、同制振用油圧シリンダ６２にピストン位置を検出す
る変位センサ５５を設置し、別系統の油路に電磁サーボ
弁５９を設け、同電磁サーボ弁５９を制御することによ
り、制振用油圧シリンダ６２のピストン位置を変動（振
動）させられる様にしている。更に、ブームの先端に振
動検出器５４を設置し、アンプ５６を介して演算装置５
７に入力し、その出力と前述の変位センサ５５の出力と
の偏差をサーボアンプ５８に入力して電磁サーボ弁５９
を制御するフィードバック制御系を構成している。な
お、演算装置５７の構成は第一実施例と同じもので構成
される。
を説明する。図２に本発明の第二実施例に係るスラリー
輸送分配ブームを示す。本実施例は、第一実施例の図１
における結合リンク１３の代わりに新たに制振用油圧シ
リンダ６２を設けて関節部を構成したものである。即
ち、同制振用油圧シリンダ６２にピストン位置を検出す
る変位センサ５５を設置し、別系統の油路に電磁サーボ
弁５９を設け、同電磁サーボ弁５９を制御することによ
り、制振用油圧シリンダ６２のピストン位置を変動（振
動）させられる様にしている。更に、ブームの先端に振
動検出器５４を設置し、アンプ５６を介して演算装置５
７に入力し、その出力と前述の変位センサ５５の出力と
の偏差をサーボアンプ５８に入力して電磁サーボ弁５９
を制御するフィードバック制御系を構成している。な
お、演算装置５７の構成は第一実施例と同じもので構成
される。
【００２０】上記構成を有する本実施例では、第一実施
例に比べて更に次のような効果が期待できる。 （１）従来構造の結合リンクの代わりに同寸法の制振用
油圧シリンダを設置するので、これを構成する関節部の
設計変更や従来構造の姿勢変更に用いている油圧シリン
ダの改造を必要としない。 （２）制振用油圧シリンダが独立していることからその
有効ストローク長を十分短くでき、その結果制御システ
ムが万一誤動作したときにもブーム全体を大きく動かす
ことはなく、フェイルセイフ性を確保しやすい。 （３）油圧系統を他の油圧シリンダとまったく別系統に
することが可能であり、ごみの混入などによるサーボ弁
の誤動作を防ぐことができる。
例に比べて更に次のような効果が期待できる。 （１）従来構造の結合リンクの代わりに同寸法の制振用
油圧シリンダを設置するので、これを構成する関節部の
設計変更や従来構造の姿勢変更に用いている油圧シリン
ダの改造を必要としない。 （２）制振用油圧シリンダが独立していることからその
有効ストローク長を十分短くでき、その結果制御システ
ムが万一誤動作したときにもブーム全体を大きく動かす
ことはなく、フェイルセイフ性を確保しやすい。 （３）油圧系統を他の油圧シリンダとまったく別系統に
することが可能であり、ごみの混入などによるサーボ弁
の誤動作を防ぐことができる。
【００２１】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明はスラリー輸送分配に使用されるブー
ム装置において、流動体の脈動によって発生するブーム
の振動を抑制できるので、筒先サポータは安全に能率よ
く構築物の品質を阻害する事無く作業ができ、また、製
造面では、疲労寿命が増すのでブームの軽量化、あるい
は長尺化が可能となり、産業上きわめて有益である。ま
た、結合リンクの代わりに同寸法の制振用油圧シリンダ
を設置すれば、これを構成する関節部の設計変更や従来
構造の姿勢変更に用いている油圧シリンダの改造を必要
とせず、制振用油圧シリンダが独立していることからそ
の有効ストローク長を十分短くできる。しかも、制御シ
ステムが万一誤動作したときにもブーム全体を大きく動
かすことはなく、フェイルセイフ性を確保しやすく、更
に、油圧系統を他の油圧シリンダとまったく別系統にす
ることが可能であり、ごみの混入などによるサーボ弁の
誤動作を防ぐことができる利点がある。
たように、本発明はスラリー輸送分配に使用されるブー
ム装置において、流動体の脈動によって発生するブーム
の振動を抑制できるので、筒先サポータは安全に能率よ
く構築物の品質を阻害する事無く作業ができ、また、製
造面では、疲労寿命が増すのでブームの軽量化、あるい
は長尺化が可能となり、産業上きわめて有益である。ま
た、結合リンクの代わりに同寸法の制振用油圧シリンダ
を設置すれば、これを構成する関節部の設計変更や従来
構造の姿勢変更に用いている油圧シリンダの改造を必要
とせず、制振用油圧シリンダが独立していることからそ
の有効ストローク長を十分短くできる。しかも、制御シ
ステムが万一誤動作したときにもブーム全体を大きく動
かすことはなく、フェイルセイフ性を確保しやすく、更
に、油圧系統を他の油圧シリンダとまったく別系統にす
ることが可能であり、ごみの混入などによるサーボ弁の
誤動作を防ぐことができる利点がある。
【図１】本発明の第一実施例に係るスラリー輸送分配ブ
ームの構成を示すブロック図である。
ームの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第二実施例に係るスラリー輸送分配ブ
ームの構成を示すブロック図である。
ームの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る演算装置の第一構成例を示すブロ
ック線図である。
ック線図である。
【図４】本発明に係る演算装置の第二構成例を示すブロ
ック線図である。
ック線図である。
【図５】本発明に係るブーム振動制御システムの信号の
流れを示すブロック線図である。
流れを示すブロック線図である。
【図６】本発明に係る第一構成例として示した演算装置
に与える伝達特性を表すグラフである。
に与える伝達特性を表すグラフである。
【図７】本発明に係るスラリー輸送分配ブームの振動抑
制効果を示すグラフである。
制効果を示すグラフである。
【図８】従来装置の構成を示す説明図である。
【図９】従来装置のコンクリート圧力のオシロ波形を示
すグラフである。
すグラフである。
【図１０】従来装置のコンクリート脈動周波数に対応す
るブーム先端振幅を示すグラフである。
るブーム先端振幅を示すグラフである。
１ キャビン ２ 根本ブーム ３ 中間ブーム（前段ブーム） ４ 先端ブーム ５ 関節部 ６ 関節部 ７，８，９ 油圧シリンダ １０，１１，１２，１３ 結合リンク １４，１５，１６ コンクリート輸送管 １７ 先端ホース １８ 先端ホースガイド １９ 上部架台 ２０ 関節部 ２１ 下部架台 ２２，２３，２４，２５ アウトリガ ２６，２７ コンクリートシリンダ ２８ ホッパ ２９，３０ 油圧ピストン ３１，３２ ピストンロッド ３３，３４ コンクリートピストン ３５ 輸送管 ５１ 電磁切り替え弁 ５２，６０ 油圧ポンプ ５３，６１ 油タンク ５４ 振動検出器 ５５ 変位センサ ５６ アンプ ５７ 演算装置 ５８ サーボアンプ ５９ 電磁サーボ弁 ６２ 制振用油圧シリンダ
Claims (2)
- 【請求項１】 スラリーをパイプ輸送するブームを関節
部を介して姿勢可変に連結し、前記関節部に油圧シリン
ダを組み込んで前記ブームを自在に折り曲げる装置にお
いて、前記ブーム先端部の振動を検出する振動検出器
と、前記振動検出器により検出した信号の振幅並びに位
相を調整する演算装置と、前記演算装置より出力される
信号にしたがって作動する電磁サーボ弁を備えることを
特徴とするスラリー輸送分配ブーム装置。 - 【請求項２】 スラリーをパイプ輸送するブームを関節
部を介して姿勢可変に連結し、前記関節部に油圧シリン
ダを組み込んで前記ブームを自在に折り曲げる装置にお
いて、前記ブーム先端部の振動を検出する振動検出器
と、前記振動検出器により検出した信号の振幅並びに位
相を調整する演算装置と、前記演算装置より出力される
信号にしたがって作動する電磁サーボ弁を備えると共に
該電磁サーボ弁は、先端ブームと前段ブームとを結合す
る前記関節部に組み込まれた前記油圧シリンダへの油路
に介装したことを特徴とするスラリー輸送分配ブーム装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3307794A JP2966605B2 (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | スラリー輸送分配ブーム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3307794A JP2966605B2 (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | スラリー輸送分配ブーム装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05141086A JPH05141086A (ja) | 1993-06-08 |
| JP2966605B2 true JP2966605B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=17973319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3307794A Expired - Fee Related JP2966605B2 (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | スラリー輸送分配ブーム装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2966605B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013091479A1 (zh) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | 中联重科股份有限公司 | 泵送排量控制器、泵送系统、泵车及泵送排量控制方法 |
| WO2013120372A1 (zh) * | 2012-02-17 | 2013-08-22 | 中联重科股份有限公司 | 用于臂架振动主动控制的控制器、系统以及方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2938330B2 (ja) * | 1994-01-31 | 1999-08-23 | 極東開発工業株式会社 | 流体輸送用ブーム装置 |
| CN1932215B (zh) * | 2006-09-30 | 2010-08-11 | 三一重工股份有限公司 | 用于抑制混凝土泵车臂架振动的方法及装置 |
| CN102338191B (zh) * | 2011-07-01 | 2013-06-05 | 三一重工股份有限公司 | 臂架振动抑制方法、系统及臂架式工程机械 |
| CN103092073B (zh) * | 2012-12-31 | 2015-09-30 | 中联重科股份有限公司 | 抑制臂架振动的控制方法及系统 |
| CN103629293B (zh) * | 2013-12-04 | 2015-10-14 | 中联重科股份有限公司 | 臂架残余振动的抑制方法及装置 |
-
1991
- 1991-11-22 JP JP3307794A patent/JP2966605B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013091479A1 (zh) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | 中联重科股份有限公司 | 泵送排量控制器、泵送系统、泵车及泵送排量控制方法 |
| WO2013120372A1 (zh) * | 2012-02-17 | 2013-08-22 | 中联重科股份有限公司 | 用于臂架振动主动控制的控制器、系统以及方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05141086A (ja) | 1993-06-08 |
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