JP3342162B2 - ジャイロスコープによる吊荷姿勢制御装置およびその制御方法 - Google Patents
ジャイロスコープによる吊荷姿勢制御装置およびその制御方法Info
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- JP3342162B2 JP3342162B2 JP06412694A JP6412694A JP3342162B2 JP 3342162 B2 JP3342162 B2 JP 3342162B2 JP 06412694 A JP06412694 A JP 06412694A JP 6412694 A JP6412694 A JP 6412694A JP 3342162 B2 JP3342162 B2 JP 3342162B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/04—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
- B66C13/08—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for depositing loads in desired attitudes or positions
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ワイヤーロープ等で
吊り下げられた吊荷を水平面内で適宜に旋回させる吊荷
姿勢制御装置に関し、特に、ワイヤーロープ等により水
平な姿勢で吊り下げられる吊り治具にジャイロスコープ
を搭載し、そのジャイロ効果を利用して吊り治具の水平
旋回力を得るシステムに関するものである。
吊り下げられた吊荷を水平面内で適宜に旋回させる吊荷
姿勢制御装置に関し、特に、ワイヤーロープ等により水
平な姿勢で吊り下げられる吊り治具にジャイロスコープ
を搭載し、そのジャイロ効果を利用して吊り治具の水平
旋回力を得るシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】揚重作業における吊荷の旋回作業を自動
化することを目的として、リジットアームを持ったクレ
ーンや、ロープの捻れを反力とした旋回装置が提案され
ているが、前者は装置の重量が吊能力に対して過大であ
り、後者は吊荷の旋回挙動が不安定であるため、これら
の装置に代えてジャイロスコープを用いた吊荷の旋回姿
勢制御装置が開発されている（例えば特公平４−１７８
７３号公報参照）。
化することを目的として、リジットアームを持ったクレ
ーンや、ロープの捻れを反力とした旋回装置が提案され
ているが、前者は装置の重量が吊能力に対して過大であ
り、後者は吊荷の旋回挙動が不安定であるため、これら
の装置に代えてジャイロスコープを用いた吊荷の旋回姿
勢制御装置が開発されている（例えば特公平４−１７８
７３号公報参照）。
【０００３】この公報に記載された吊荷の旋回姿勢制御
装置は、クレーンから吊下されたワイヤーロープに水平
な姿勢で吊下げられその下方に吊荷が取り付けられる吊
り治具に対し水平な回転軸を中心として回転可能なジン
バルと、このジンバルに対し該ジンバルの回転軸を含む
面と直交するスピン軸を中心としてスピン可能なフライ
ホイールとを備えている。
装置は、クレーンから吊下されたワイヤーロープに水平
な姿勢で吊下げられその下方に吊荷が取り付けられる吊
り治具に対し水平な回転軸を中心として回転可能なジン
バルと、このジンバルに対し該ジンバルの回転軸を含む
面と直交するスピン軸を中心としてスピン可能なフライ
ホイールとを備えている。
【０００４】フライホイールを所定方向に高速でスピン
させた状態で、ジンバルを適宜方向に適宜速度で強制回
転させると、その回転に対するジャイロスコープのジャ
イロ効果により鉛直軸まわりの旋回力が発生し、この旋
回力により吊り治具を介して吊荷が鉛直軸を中心とした
水平面内で旋回する。
させた状態で、ジンバルを適宜方向に適宜速度で強制回
転させると、その回転に対するジャイロスコープのジャ
イロ効果により鉛直軸まわりの旋回力が発生し、この旋
回力により吊り治具を介して吊荷が鉛直軸を中心とした
水平面内で旋回する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のジャ
イロスコープを利用した吊荷の姿勢制御装置にあって
は、揚重中の吊荷が風等の外乱の影響を受けたときにそ
の姿勢を一定に保持するといった制御を行っていたのに
対し、実際には、吊荷の玉掛け、玉外し、建込み等の作
業時に、作業員が吊荷を自由に旋回してその微調整を行
うことができるようにジャイロ効果を消失する必要があ
る。また、旋回制御中に吊荷が建物等に衝突しそうにな
ったとき、その衝突を回避するために吊荷の旋回を急速
に停止する必要もある。
イロスコープを利用した吊荷の姿勢制御装置にあって
は、揚重中の吊荷が風等の外乱の影響を受けたときにそ
の姿勢を一定に保持するといった制御を行っていたのに
対し、実際には、吊荷の玉掛け、玉外し、建込み等の作
業時に、作業員が吊荷を自由に旋回してその微調整を行
うことができるようにジャイロ効果を消失する必要があ
る。また、旋回制御中に吊荷が建物等に衝突しそうにな
ったとき、その衝突を回避するために吊荷の旋回を急速
に停止する必要もある。
【０００６】しかしながら、吊荷の旋回を急速に停止す
るためには、高速スピンしている大きな質量のフライホ
イールを急激に停止させ、または逆方向にスピン駆動し
て急激に回転数を上げる必要があり、そのための装置構
成（ブレーキ系やスピンモータ系）が複雑で大型化する
し、フライホイールの慣性エネルギーの損失が大きくて
きわめて効率の悪い装置となり、しかも正方向の高速ス
ピン→スピン停止→逆方向の高速スピンという一連の動
作を充分に高速で行うことは困難である。
るためには、高速スピンしている大きな質量のフライホ
イールを急激に停止させ、または逆方向にスピン駆動し
て急激に回転数を上げる必要があり、そのための装置構
成（ブレーキ系やスピンモータ系）が複雑で大型化する
し、フライホイールの慣性エネルギーの損失が大きくて
きわめて効率の悪い装置となり、しかも正方向の高速ス
ピン→スピン停止→逆方向の高速スピンという一連の動
作を充分に高速で行うことは困難である。
【０００７】この発明は前述した従来の問題点に鑑みな
されたもので、その目的は、ジャイロスコープを利用し
た吊荷の姿勢制御装置において、簡単な構成でありなが
ら、フライホイールのスピンを停止させることなく、一
定方向の操作回転を続けながら吊荷を停止させることが
できるようにした、ジャイロスコープによる吊荷姿勢制
御装置およびその制御方法を提供することにある。
されたもので、その目的は、ジャイロスコープを利用し
た吊荷の姿勢制御装置において、簡単な構成でありなが
ら、フライホイールのスピンを停止させることなく、一
定方向の操作回転を続けながら吊荷を停止させることが
できるようにした、ジャイロスコープによる吊荷姿勢制
御装置およびその制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる発明は、ワイヤーロープ等で水平
な姿勢で吊り下げられる吊り治具と、水平な回転軸を中
心として回転可能なジンバルと、このジンバルに対し該
ジンバルの回転軸を含む面と直交するスピン軸を中心と
してスピン可能なフライホイールと、前記ジンバルを回
転する回転駆動部と、前記フライホイールをスピンさせ
るスピン駆動部と、前記ジンバルの回転をロック可能な
制動部と、前記回転駆動部、スピン駆動部、制動部の駆
動を制御して前記吊り治具に吊下される吊荷を旋回し、
またはその旋回を停止する制御手段とを備えたジャイロ
スコープによる吊荷姿勢制御装置であって、前記制御手
段は、前記スピン駆動部により前記フライホイールをス
ピンさせた状態において、前記ジンバルを自由回転状態
とし得ることを特徴とする。
め、請求項１にかかる発明は、ワイヤーロープ等で水平
な姿勢で吊り下げられる吊り治具と、水平な回転軸を中
心として回転可能なジンバルと、このジンバルに対し該
ジンバルの回転軸を含む面と直交するスピン軸を中心と
してスピン可能なフライホイールと、前記ジンバルを回
転する回転駆動部と、前記フライホイールをスピンさせ
るスピン駆動部と、前記ジンバルの回転をロック可能な
制動部と、前記回転駆動部、スピン駆動部、制動部の駆
動を制御して前記吊り治具に吊下される吊荷を旋回し、
またはその旋回を停止する制御手段とを備えたジャイロ
スコープによる吊荷姿勢制御装置であって、前記制御手
段は、前記スピン駆動部により前記フライホイールをス
ピンさせた状態において、前記ジンバルを自由回転状態
とし得ることを特徴とする。
【０００９】また、請求項２にかかる発明は、ワイヤー
ロープ等で水平な姿勢で吊り下げられる吊り治具と、水
平な回転軸を中心として回転可能なジンバルと、このジ
ンバルに対し該ジンバルの回転軸を含む面と直交するス
ピン軸を中心としてスピン可能なフライホイールと、前
記ジンバルを回転する回転駆動部と、前記フライホイー
ルをスピンさせるスピン駆動部と、前記ジンバルの回転
をロック可能な制動部とを備えたジャイロスコープによ
る吊荷姿勢制御装置を用いて行なう吊荷姿勢制御方法で
あって、前記スピン駆動部の駆動によるフライホイール
の高速回転時に、前記ジンバルの自由回転状態から、前
記吊荷を人手により強制的に旋回する際に、前記制動部
が前記ジンバルの回転をロックすることによりジャイロ
効果を解除することを特徴とする。
ロープ等で水平な姿勢で吊り下げられる吊り治具と、水
平な回転軸を中心として回転可能なジンバルと、このジ
ンバルに対し該ジンバルの回転軸を含む面と直交するス
ピン軸を中心としてスピン可能なフライホイールと、前
記ジンバルを回転する回転駆動部と、前記フライホイー
ルをスピンさせるスピン駆動部と、前記ジンバルの回転
をロック可能な制動部とを備えたジャイロスコープによ
る吊荷姿勢制御装置を用いて行なう吊荷姿勢制御方法で
あって、前記スピン駆動部の駆動によるフライホイール
の高速回転時に、前記ジンバルの自由回転状態から、前
記吊荷を人手により強制的に旋回する際に、前記制動部
が前記ジンバルの回転をロックすることによりジャイロ
効果を解除することを特徴とする。
【００１０】さらに、請求項３にかかる発明は、ワイヤ
ーロープ等で水平な姿勢で吊り下げられる吊り治具と、
水平な回転軸を中心として回転可能なジンバルと、この
ジンバルに対し該ジンバルの回転軸を含む面と直交する
スピン軸を中心としてスピン可能なフライホイールと、
前記ジンバルを回転する回転駆動部と、前記フライホイ
ールをスピンさせるスピン駆動部と、前記ジンバルの回
転を制動する制動部とを備えたジャイロスコープによる
吊荷姿勢制御装置を用いて行なう吊荷姿勢制御方法であ
って、前記スピン駆動部の駆動によるフライホイールの
高速回転時において、前記回転駆動部により前記ジンバ
ルを強制回転中に該ジンバルを自由回転状態とすること
により吊荷の慣性および外乱による吊荷の旋回を抑え、
または停止することを特徴とする。
ーロープ等で水平な姿勢で吊り下げられる吊り治具と、
水平な回転軸を中心として回転可能なジンバルと、この
ジンバルに対し該ジンバルの回転軸を含む面と直交する
スピン軸を中心としてスピン可能なフライホイールと、
前記ジンバルを回転する回転駆動部と、前記フライホイ
ールをスピンさせるスピン駆動部と、前記ジンバルの回
転を制動する制動部とを備えたジャイロスコープによる
吊荷姿勢制御装置を用いて行なう吊荷姿勢制御方法であ
って、前記スピン駆動部の駆動によるフライホイールの
高速回転時において、前記回転駆動部により前記ジンバ
ルを強制回転中に該ジンバルを自由回転状態とすること
により吊荷の慣性および外乱による吊荷の旋回を抑え、
または停止することを特徴とする。
【００１１】
【作用】上記構成において、吊荷に人が手を掛けて吊荷
を所定位置に建て込む際には、ジンバルの回転をフリー
にした状態で該ジンバルの回転をロックすると、ジャイ
ロ効果が解除されて旋回停止力が作用しないので急速な
旋回停止が可能となり、その後の自由な旋回作業、旋回
停止作業が可能となる。また、ジンバルを強制回転して
いる状態で、該ジンバルの回転をフリー状態とすれば、
吊荷が慣性により旋回を継続しようとするが、この旋回
を阻止しようとするフライホイールの慣性力が作用して
旋回が徐々に停止する。
を所定位置に建て込む際には、ジンバルの回転をフリー
にした状態で該ジンバルの回転をロックすると、ジャイ
ロ効果が解除されて旋回停止力が作用しないので急速な
旋回停止が可能となり、その後の自由な旋回作業、旋回
停止作業が可能となる。また、ジンバルを強制回転して
いる状態で、該ジンバルの回転をフリー状態とすれば、
吊荷が慣性により旋回を継続しようとするが、この旋回
を阻止しようとするフライホイールの慣性力が作用して
旋回が徐々に停止する。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を用いて詳細
に説明する。
に説明する。
【００１３】図１はこの発明にかかるジャイロスコープ
による吊荷姿勢制御装置を示し、同図では、クレーンに
よって吊下されるクレーンスイベル１に対し旋回可能な
クレーンフック２にワイヤーロープ３を介して水平な姿
勢で吊り下げられたＨ形鋼よりなる吊り治具４と、吊り
治具４の中央底部にボルト５によって取付け固定された
ジャイロフレーム６と、ジャイロフレーム６内にあって
回転軸７を中心として回転可能なジンバルフレーム（ジ
ンバル）８と、ジンバルフレーム８内にあってスピン軸
９を中心としてスピン可能なフライホイール１０とを備
えている。ジャイロフレーム６は吊荷全体のほぼ中心部
で且つ吊り治具４の底部に位置しているため、吊作業を
バランスよく行うことができる。また、高速でスピンす
るフライホイール１０の周囲をジンバルフレーム８で覆
い、さらにジンバルフレーム８の周囲をジャイロフレー
ム６で覆うことにより、安全性を確保している。
による吊荷姿勢制御装置を示し、同図では、クレーンに
よって吊下されるクレーンスイベル１に対し旋回可能な
クレーンフック２にワイヤーロープ３を介して水平な姿
勢で吊り下げられたＨ形鋼よりなる吊り治具４と、吊り
治具４の中央底部にボルト５によって取付け固定された
ジャイロフレーム６と、ジャイロフレーム６内にあって
回転軸７を中心として回転可能なジンバルフレーム（ジ
ンバル）８と、ジンバルフレーム８内にあってスピン軸
９を中心としてスピン可能なフライホイール１０とを備
えている。ジャイロフレーム６は吊荷全体のほぼ中心部
で且つ吊り治具４の底部に位置しているため、吊作業を
バランスよく行うことができる。また、高速でスピンす
るフライホイール１０の周囲をジンバルフレーム８で覆
い、さらにジンバルフレーム８の周囲をジャイロフレー
ム６で覆うことにより、安全性を確保している。
【００１４】ジンバルフレーム８はジャイロフレーム６
に設けられた回転モータ１１（回転駆動部）により、吊
り治具４と平行な軸を中心として適宜方向に適宜速度で
回転可能となっている。また、フライホイール１０は、
ジンバルフレーム８に設けられた一対のスピンモータ１
２（スピン駆動部）により、ジンバルフレーム８の回転
軸７を含む面と直交するスピン軸９を中心として高速ス
ピン可能となっている。これらの回転モータ１１、スピ
ンモータ１２は、それぞれの回転軸７、スピン軸９に対
して非接触状態でこれらを回転駆動する電磁モータが採
用されている。従って、各モータ１１，１２の電力供給
を断つことで回転軸７、スピン軸９を自由回転状態（フ
リー状態）とすることができる。なお、回転モータ７と
しては、電磁モータを採用することなく、通常のステッ
ピングモータ等を採用することもできるが、この場合に
はジンバルフレーム８をフリー状態にする必要があるこ
とからモータと回転軸７との間にクラッチを設ける。
に設けられた回転モータ１１（回転駆動部）により、吊
り治具４と平行な軸を中心として適宜方向に適宜速度で
回転可能となっている。また、フライホイール１０は、
ジンバルフレーム８に設けられた一対のスピンモータ１
２（スピン駆動部）により、ジンバルフレーム８の回転
軸７を含む面と直交するスピン軸９を中心として高速ス
ピン可能となっている。これらの回転モータ１１、スピ
ンモータ１２は、それぞれの回転軸７、スピン軸９に対
して非接触状態でこれらを回転駆動する電磁モータが採
用されている。従って、各モータ１１，１２の電力供給
を断つことで回転軸７、スピン軸９を自由回転状態（フ
リー状態）とすることができる。なお、回転モータ７と
しては、電磁モータを採用することなく、通常のステッ
ピングモータ等を採用することもできるが、この場合に
はジンバルフレーム８をフリー状態にする必要があるこ
とからモータと回転軸７との間にクラッチを設ける。
【００１５】上記吊り治具４、ジンバルフレーム８、フ
ライホイール１０はジャイロスコープを構成している。
そして、この発明で特徴となる点は、回転軸７の回転を
制動してジンバルフレーム８の回転を制動するブレーキ
（制動部）が回転モータ１１に一体的に設けられている
ことである。なお、ブレーキは、回転モータ１１と一体
的に設けることなく、別体であってもよい。
ライホイール１０はジャイロスコープを構成している。
そして、この発明で特徴となる点は、回転軸７の回転を
制動してジンバルフレーム８の回転を制動するブレーキ
（制動部）が回転モータ１１に一体的に設けられている
ことである。なお、ブレーキは、回転モータ１１と一体
的に設けることなく、別体であってもよい。
【００１６】ジャイロフレーム６内には、上記ジャイロ
スコープの他、回転モータ１１およびスピンモータ１２
の回転駆動を制御する旋回制御コントローラ１４、コン
トローラ１４を遠隔操作するための無線用アンテナ１
５、電源用バッテリ１６及びその充電器１７が備えられ
ている。作業員は、ジャイロフレーム６内の無線送受信
機との間で無線操作を行うための携帯用無線送受信機を
携行し、吊荷の姿勢を目視観察しながらコントローラ１
４を無線操作する。ここで、作業員が操作する無線送受
信機は、携帯用でなくてもよいし、荷渡し側と荷受け側
とのいずれか、または操作の優先順位を設定することに
より双方から操作することができる。また、電源は外部
から供給するよう構成してもよい。
スコープの他、回転モータ１１およびスピンモータ１２
の回転駆動を制御する旋回制御コントローラ１４、コン
トローラ１４を遠隔操作するための無線用アンテナ１
５、電源用バッテリ１６及びその充電器１７が備えられ
ている。作業員は、ジャイロフレーム６内の無線送受信
機との間で無線操作を行うための携帯用無線送受信機を
携行し、吊荷の姿勢を目視観察しながらコントローラ１
４を無線操作する。ここで、作業員が操作する無線送受
信機は、携帯用でなくてもよいし、荷渡し側と荷受け側
とのいずれか、または操作の優先順位を設定することに
より双方から操作することができる。また、電源は外部
から供給するよう構成してもよい。
【００１７】吊荷１８は吊り治具４の両端部から吊りワ
イヤ１９，１９によって吊下されている。
イヤ１９，１９によって吊下されている。
【００１８】上記構成を有するジャイロスコープによる
吊荷姿勢制御装置は次のように作用する。まずスピンモ
ータ１２によりフライホイール１０を所定方向に高速で
スピンさせる。
吊荷姿勢制御装置は次のように作用する。まずスピンモ
ータ１２によりフライホイール１０を所定方向に高速で
スピンさせる。
【００１９】（１）吊荷の姿勢を保持したまま所定位置
に建て込む場合 吊り上げ時 ジンバルフレーム８の回転軸７をフリー状態にする。こ
の状態で、風等の外乱により吊荷を旋回する力が加わっ
た場合には、その旋回力が吊り治具４、ジンバルフレー
ム８を介してフライホイール１０に伝達される結果、フ
ライホイール１０のジャイロ効果によりジンバルフレー
ム８が回転され、このとき生ずるフライホイール１０の
慣性の反作用により、吊荷１８の旋回を阻止しようとす
る抵抗力が働き、吊荷１８の旋回を抑えて外乱を受ける
前の吊姿勢を保持する。
に建て込む場合 吊り上げ時 ジンバルフレーム８の回転軸７をフリー状態にする。こ
の状態で、風等の外乱により吊荷を旋回する力が加わっ
た場合には、その旋回力が吊り治具４、ジンバルフレー
ム８を介してフライホイール１０に伝達される結果、フ
ライホイール１０のジャイロ効果によりジンバルフレー
ム８が回転され、このとき生ずるフライホイール１０の
慣性の反作用により、吊荷１８の旋回を阻止しようとす
る抵抗力が働き、吊荷１８の旋回を抑えて外乱を受ける
前の吊姿勢を保持する。
【００２０】建込み時 クレーンにより吊荷１８が人手により取り扱い可能な所
定位置に到達した場合、人手により吊荷１８を強制的に
掴んで停止させると、旋回停止力が加わることにより旋
回が停止することは同様であり、風の場合より早く停止
させることができる。さらに人手により強制的に旋回し
て建込み位置の微調整を行う際には、上記旋回停止力が
働かないようにするため、回転モータ１１のブレーキに
よって回転軸７の回転を制動して拘束（ロック）する。
すると、ジャイロ効果が解除され、旋回停止力が作用し
ないので自由な旋回作業、旋回停止作業が可能となる。
この場合、人手により吊荷１８を掴んだ時点で旋回が停
止するので、吊荷１８の旋回が慣性によって継続するこ
となく急速な旋回停止が可能となる。
定位置に到達した場合、人手により吊荷１８を強制的に
掴んで停止させると、旋回停止力が加わることにより旋
回が停止することは同様であり、風の場合より早く停止
させることができる。さらに人手により強制的に旋回し
て建込み位置の微調整を行う際には、上記旋回停止力が
働かないようにするため、回転モータ１１のブレーキに
よって回転軸７の回転を制動して拘束（ロック）する。
すると、ジャイロ効果が解除され、旋回停止力が作用し
ないので自由な旋回作業、旋回停止作業が可能となる。
この場合、人手により吊荷１８を掴んだ時点で旋回が停
止するので、吊荷１８の旋回が慣性によって継続するこ
となく急速な旋回停止が可能となる。
【００２１】（２）吊荷の姿勢を積極的に変えて所定位
置に建て込む場合 吊り上げ時 フライホイール１０が高速スピンした状態で、回転モー
タ１１によりジンバルフレーム８を適宜方向に適宜速度
で強制回転させることにより、その回転に対するジャイ
ロスコープのジャイロ効果により鉛直軸まわりの旋回力
が発生し、この旋回力により吊り治具４を介して吊荷１
８を鉛直軸を中心とした水平面内で旋回することができ
る。
置に建て込む場合 吊り上げ時 フライホイール１０が高速スピンした状態で、回転モー
タ１１によりジンバルフレーム８を適宜方向に適宜速度
で強制回転させることにより、その回転に対するジャイ
ロスコープのジャイロ効果により鉛直軸まわりの旋回力
が発生し、この旋回力により吊り治具４を介して吊荷１
８を鉛直軸を中心とした水平面内で旋回することができ
る。
【００２２】建込み時 ａ．旋回動作を停止 ジンバルフレーム８を強制回転中にジンバルフレーム８
の回転をフリー状態にすると（電力供給を断つ、クラッ
チを切る）、吊荷１８が慣性により旋回を継続しようと
するが、この旋回を阻止しようとするフライホイール１
０の慣性力が作用し、吊荷１８の旋回を打ち消すことに
より旋回が徐々に停止する。
の回転をフリー状態にすると（電力供給を断つ、クラッ
チを切る）、吊荷１８が慣性により旋回を継続しようと
するが、この旋回を阻止しようとするフライホイール１
０の慣性力が作用し、吊荷１８の旋回を打ち消すことに
より旋回が徐々に停止する。
【００２３】ｂ．強制回転時に回転モータ１１のブレー
キによって回転軸７の回転を制動し、そのままロックす
るとジャイロ効果が作用しない状態となるが、この場合
は、吊荷１８が旋回中であるので慣性により旋回が継続
し、やがて停止する。
キによって回転軸７の回転を制動し、そのままロックす
るとジャイロ効果が作用しない状態となるが、この場合
は、吊荷１８が旋回中であるので慣性により旋回が継続
し、やがて停止する。
【００２４】なお、ジンバルフレーム８の回転は、フラ
イホイール１０のスピン軸９がほぼ水平な状態（好まし
くは左右に４５度以内）となっているときに行うことが
望ましく、そのためにはジンバルフレーム８が当該範囲
内で回転するようにその回転を規制するストッパを設け
たり、回転軸７をスピン軸９より上方に偏心して設定す
ることでその自重により水平状態を保持するように構成
することができる。
イホイール１０のスピン軸９がほぼ水平な状態（好まし
くは左右に４５度以内）となっているときに行うことが
望ましく、そのためにはジンバルフレーム８が当該範囲
内で回転するようにその回転を規制するストッパを設け
たり、回転軸７をスピン軸９より上方に偏心して設定す
ることでその自重により水平状態を保持するように構成
することができる。
【００２５】また、この発明は上記実施例のものに限定
されるものではなく、例えばジャイロフレーム６を吊荷
全体の中心部または吊り治具４の底部に位置させる必然
性はなく、吊り治具４の上部に設置したりその端部に設
置してもよい。吊り治具４の端部に設置した場合には、
例えばファンを利用した吊荷姿勢制御装置の補助装置と
して活用することもできる。ファンによる姿勢制御装置
を用いて吊荷の旋回を停止する場合、ファンの回転を逆
にして推進力を反対方向にすることが考えられるが、フ
ライホイールのスピンを停止させるときと同様に、正方
向の高速回転→回転停止→逆方向の高速回転という一連
の動作を充分に高速で行うことは困難であるので、この
発明の制御装置を補助として活用することにより、急速
な旋回停止が可能となる。さらに、一つの吊り治具４に
はジャイロフレーム６を複数設けてもよく、その数に応
じてジャイロ効果を２倍、３倍にすることができる。
されるものではなく、例えばジャイロフレーム６を吊荷
全体の中心部または吊り治具４の底部に位置させる必然
性はなく、吊り治具４の上部に設置したりその端部に設
置してもよい。吊り治具４の端部に設置した場合には、
例えばファンを利用した吊荷姿勢制御装置の補助装置と
して活用することもできる。ファンによる姿勢制御装置
を用いて吊荷の旋回を停止する場合、ファンの回転を逆
にして推進力を反対方向にすることが考えられるが、フ
ライホイールのスピンを停止させるときと同様に、正方
向の高速回転→回転停止→逆方向の高速回転という一連
の動作を充分に高速で行うことは困難であるので、この
発明の制御装置を補助として活用することにより、急速
な旋回停止が可能となる。さらに、一つの吊り治具４に
はジャイロフレーム６を複数設けてもよく、その数に応
じてジャイロ効果を２倍、３倍にすることができる。
【００２６】
【発明の効果】以上実施例によって説明したように、こ
の発明によれば、ジンバルの回転を制動する回転制動部
を設けるだけの簡単な構成でありながら、吊荷に人が手
を掛けて吊荷を所定位置に建て込む際には、ジンバルの
回転をフリーにした状態で該ジンバルの回転をロックす
ることにより、ジャイロ効果を解除して急速な旋回停止
ができ、また、ジンバルを強制回転している状態で、該
ジンバルの回転をフリー状態とすれば、吊荷の慣性およ
び外乱による旋回を徐々に停止することができるので、
その後の自由な旋回作業、旋回停止作業が可能となり建
込み時における微調整を行うことができる。
の発明によれば、ジンバルの回転を制動する回転制動部
を設けるだけの簡単な構成でありながら、吊荷に人が手
を掛けて吊荷を所定位置に建て込む際には、ジンバルの
回転をフリーにした状態で該ジンバルの回転をロックす
ることにより、ジャイロ効果を解除して急速な旋回停止
ができ、また、ジンバルを強制回転している状態で、該
ジンバルの回転をフリー状態とすれば、吊荷の慣性およ
び外乱による旋回を徐々に停止することができるので、
その後の自由な旋回作業、旋回停止作業が可能となり建
込み時における微調整を行うことができる。
【図１】この発明のジャイロスコープによる吊荷姿勢制
御装置にかかる一実施例の全体構成を示す斜視図であ
る。
御装置にかかる一実施例の全体構成を示す斜視図であ
る。
４ 吊り治具 ６ ジャイロフレーム ７ 回転軸 ８ ジンバルフレーム（ジンバル） ９ スピン軸 １０ フライホイール １１ 回転モータ（回転駆動部、制動部） １２ スピンモータ（スピン駆動部） １４ コントローラ １８ 吊荷
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猫本 善続 兵庫県高砂市荒井町新浜２−１−１ 三 菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 脇坂 達也 東京都清瀬市下清戸４丁目640番地 株 式会社大林組技術研究所内 (72)発明者 井上 文宏 東京都清瀬市下清戸４丁目640番地 株 式会社大林組技術研究所内 (72)発明者 堂山 敦弘 東京都清瀬市下清戸４丁目640番地 株 式会社大林組技術研究所内 (72)発明者 渡辺 幸次 東京都清瀬市下清戸４丁目640番地 株 式会社大林組技術研究所内 (72)発明者 大八木 衆司 東京都清瀬市下清戸４丁目640番地 株 式会社大林組技術研究所内 (72)発明者 福田 一成 東京都清瀬市下清戸４丁目640番地 株 式会社大林組技術研究所内 (72)発明者 上村 泰邦 東京都千代田区神田司町２丁目３番地 株式会社大林組東京本社内 (56)参考文献 特開 平２−295895（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−303290（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−46894（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−74891（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−169493（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−133436（ＪＰ，Ａ) 特公 平４−17873（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (3)
- 【請求項１】 ワイヤーロープ等で水平な姿勢で吊り下
げられる吊り治具と、水平な回転軸を中心として回転可
能なジンバルと、このジンバルに対し該ジンバルの回転
軸を含む面と直交するスピン軸を中心としてスピン可能
なフライホイールと、前記ジンバルを回転する回転駆動
部と、前記フライホイールをスピンさせるスピン駆動部
と、前記ジンバルの回転をロック可能な制動部と、前記
回転駆動部、スピン駆動部、制動部の駆動を制御して前
記吊り治具に吊下される吊荷を旋回し、またはその旋回
を停止する制御手段とを備えたジャイロスコープによる
吊荷姿勢制御装置であって、 前記制御手段は、前記スピン駆動部により前記フライホ
イールをスピンさせた状態において、前記ジンバルを自
由回転状態とし得る ことを特徴とするジャイロスコープ
による吊荷姿勢制御装置。 - 【請求項２】 ワイヤーロープ等で水平な姿勢で吊り下
げられる吊り治具と、水平な回転軸を中心として回転可
能なジンバルと、このジンバルに対し該ジンバルの回転
軸を含む面と直交するスピン軸を中心としてスピン可能
なフライホイールと、前記ジンバルを回転する回転駆動
部と、前記フライホイールをスピンさせるスピン駆動部
と、前記ジンバルの回転をロック可能な制動部とを備え
たジャイロスコープによる吊荷姿勢制御装置を用いて行
なう吊荷姿勢制御方法であって、 前記スピン駆動部の駆動によるフライホイールの高速回
転時に、前記ジンバルの自由回転状態から、前記吊荷を
人手により強制的に旋回する際に、前記制動部が前記ジ
ンバルの回転をロックすることによりジャイロ効果を解
除することを特徴とする制御方法。 - 【請求項３】 ワイヤーロープ等で水平な姿勢で吊り下
げられる吊り治具と、水平な回転軸を中心として回転可
能なジンバルと、このジンバルに対し該ジンバルの回転
軸を含む面と直交するスピン軸を中心としてスピン可能
なフライホイールと、前記ジンバルを回転する回転駆動
部と、前記フライホイールをスピンさせるスピン駆動部
と、前記ジンバルの回転を制動する制動部とを備えたジ
ャイロスコープによる吊荷姿勢制御装置を用いて行なう
吊荷姿勢制御方法であって、 前記スピン駆動部の駆動によるフライホイールの高速回
転時において、前記回転駆動部により前記ジンバルを強
制回転中に該ジンバルを自由回転状態とすることにより
吊荷の慣性および外乱による吊荷の旋回を抑え、または
停止することを特徴とする制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06412694A JP3342162B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | ジャイロスコープによる吊荷姿勢制御装置およびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06412694A JP3342162B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | ジャイロスコープによる吊荷姿勢制御装置およびその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07267577A JPH07267577A (ja) | 1995-10-17 |
| JP3342162B2 true JP3342162B2 (ja) | 2002-11-05 |
Family
ID=13249076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06412694A Expired - Lifetime JP3342162B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | ジャイロスコープによる吊荷姿勢制御装置およびその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3342162B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11370642B2 (en) * | 2016-11-21 | 2022-06-28 | Roborigger Pty Ltd | Apparatus for controlling orientation of suspended loads |
| JP6993218B2 (ja) * | 2017-12-26 | 2022-01-13 | 株式会社北川鉄工所 | 吊荷制御方法 |
| WO2021022321A1 (en) * | 2019-08-02 | 2021-02-11 | Verton IP Pty Ltd | Improved arrangements for rotational apparatus |
| CN117326449B (zh) * | 2023-12-01 | 2024-02-09 | 江苏广立吊索具有限公司 | 一种具有平衡自调节功能的电动夹持设备 |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP06412694A patent/JP3342162B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07267577A (ja) | 1995-10-17 |
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