JP5087251B2 - クレーンの荷振れ止め装置 - Google Patents

Description

本発明は、クレーンの荷振れ止め装置に関するものである。

この種のクレーンの荷振れ止め装置として、目標停止位置にて吊荷の振れが止まる加減速パターンを事前に求めておきこれをプログラム的に与えるプログラム制御方式と、吊荷の振れ角をフィードバックすることによって、振れ止めを実現するフィードバック制御方式の２種類がある。（例えば特許文献１参照）
特公平７−６１８３８号公報（第２頁、図１４、図１５）

ところが上記いずれの方式の場合にも、吊荷を目標停止位置に位置させるまでに吊荷の振れを制振させる技術であって、吊荷を目標停止位置に位置させたときに吊荷の振れがある場合に目標停止位置付近で制振させる技術ではない。また、吊荷の大幅な上下移動をさせないで制振させるものでない。

本発明は、吊荷を目標停止位置に位置させたときに吊荷の振れがある場合に目標停止位置付近で制振させ、しかも吊荷の大幅な上下移動をさせないで制振させるクレーンの荷振れ止め装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る請求項１記載のクレーンの荷振れ止め装置は、
伸縮ブームを伸縮駆動する伸縮駆動手段と、伸縮ブームを起伏駆動する起伏駆動手段を配置するとともに、伸縮ブームの基端側にウインチ駆動手段を配置しウインチから繰出されたワイヤロープを伸縮ブームの先端部を経過させ吊具を介して吊荷を吊下させ、各駆動手段を駆動制御する駆動制御手段をそれぞれ配置し、それぞれの駆動制御手段に対応して配置した操作手段の操作による操作信号によって駆動制御手段を制御するようにしたクレーンの荷振れ止め装置であって、伸縮ブームの先端部にワイヤロープにより吊具を介して吊荷を吊下げている時に、吊荷が前後方向に振れたときに伸縮ブームの先端部における吊下げ支点を通る鉛直線と伸縮ブーム先端部から吊具に至るワイヤロープとのなす伸縮ブームの前後方向の振れ角を検出する縦方向振角検出手段と、伸縮ブームの先端部と吊具間のワイヤロープ長さを検出するロープ長さ検出手段と、伸縮ブームの起伏角を検出するブーム起伏角検出手段と、伸縮ブームの長さを検出するブーム長さ検出手段と、制振制御手段とを備え、当該制振制御手段は、前記各操作手段の操作信号を受けすべての操作手段の停止を判断する停止判断部と、停止判断部で操作手段の停止を判断した時に前記ブーム起伏角検出手段およびブーム長さ検出手段の各検出手段からの検出信号を受けその時に位置するブーム先端部位置を吊荷目標位置として設定する目標位置設定部と、前記停止判断部からの停止信号と前記ブーム起伏角検出手段およびブーム長さ検出手段からの各検出信号と前記ロープ長さ検出手段からのロープ長さ信号と前記縦方向振角検出手段からの振れ角信号とを受け、吊荷の前後方向吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を位置させるよう前後方向に水平移動して制振させるとともに、前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置にブーム先端部を位置させるよう各駆動手段に制御信号を出力する制振制御部とを備えたことを特徴とするものである。

本発明に係る請求項２記載のクレーンの荷振れ止め装置は、伸縮ブームを伸縮駆動する伸縮駆動手段と、伸縮ブームを起伏駆動する起伏駆動手段および伸縮ブームを旋回駆動する旋回駆動手段を配置するとともに、伸縮ブームの基端側にウインチ駆動手段を配置しウインチから繰出されたワイヤロープを伸縮ブームの先端部を経過させ吊具を介して吊荷を吊下させ、各駆動手段を駆動制御する駆動制御手段をそれぞれ配置し、それぞれの駆動制御手段に対応して配置した操作手段の操作による操作信号によって駆動制御手段を制御するようにしたクレーンの荷振れ止め装置であって、伸縮ブームの先端部にワイヤロープにより吊具を介して吊荷を吊下げている時に、吊荷が前後方向および左右方向に振れたときに伸縮ブームの先端部における吊下げ支点を通る鉛直線と伸縮ブーム先端部から吊具に至るワイヤロープとのなす伸縮ブームの前後方向および左右方向の振れ角を検出する縦方向振角検出手段および横方向振角検出手段と、伸縮ブームの先端部と吊具間のワイヤロープ長さを検出するロープ長さ検出手段と、伸縮ブームの起伏角を検出するブーム起伏角検出手段と、伸縮ブームの長さを検出するブーム長さ検出手段と、伸縮ブームの旋回角を検出するブーム旋回角検出手段と、制振制御手段とを備え、当該制振制御手段は、前記各操作手段の操作信号を受けすべての操作手段の停止を判断する停止判断部と、停止判断部で操作手段の停止を判断した時に前記ブーム起伏角検出手段、ブーム長さ検出手段、およびブーム旋回角検出手段の各検出手段からの検出信号を受けその時に位置するブーム先端部位置を吊荷目標位置として設定する目標位置設定部と、前記停止判断部からの停止信号と前記ブーム起伏角検出手段、ブーム長さ検出手段、およびブーム旋回角検出手段からの各検出信号と前記ロープ長さ検出手段からのロープ長さ信号と前記縦方向振角検出手段および横方向振角検出手段からの振れ角信号とを受け、吊荷の前後方向吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を前後方向に水平移動して制振させ、吊荷の左右方向振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を左右方向に水平移動させ制振させるとともに、前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置にブーム先端部を位置させるよう各駆動手段に制御信号を出力する制振制御部とを備えたことを特徴とするものである。
本発明に係る請求項３記載のクレーンの荷振れ止め装置は、請求項１において、前記制振制御手段の制振制御部は、前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置を前後方向の目標位置に変換し目標位置信号を出力する前後方向目標位置変換部と、前記ブーム起伏角検出手段およびブーム長さ検出手段からの検出信号を受け現在のブーム先端部位置を前後方向位置に変換した現在位置信号を出力する前後方向現在位置変換部と、前記停止判断部からの停止信号と前記前後方向目標位置変換部からの目標位置信号と前記前後方向現在位置変換部からの現在位置信号と前記ロープ長さ検出手段からのロープ長さ信号と前記縦方向振角検出手段からの振れ角信号とを受け前後方向の吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を位置させるよう前後方向に水平移動して制振させるとともに前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置にブーム先端部を位置させるよう前後方向移動量を算出し前後方向移動量信号を出力する前後方向移動量算出部と、前後方向移動量算出部からの前後方向移動量信号を各駆動手段の駆動信号に変換する座標変換部とで構成したことを特徴とするものである。

本発明に係る請求項４記載のクレーンの荷振れ止め装置は、請求項２において、前記制振制御手段の制振制御部は、前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置を前後方向の目標位置に変換し目標位置信号を出力する前後方向目標位置変換部と、前記ブーム起伏角検出手段とブーム長さ検出手段およびブーム旋回角検出手段からの検出信号を受け現在のブーム先端部位置を前後方向位置に変換した現在位置信号を出力する前後方向現在位置変換部と、前記停止判断部からの停止信号と前記前後方向目標位置変換部からの目標位置信号と前記前後方向現在位置変換部からの現在位置信号と前記ロープ長さ検出手段からのロープ長さ信号と前記縦方向振角検出手段からの振れ角信号とを受け前後方向の吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を位置させるよう前後方向に水平移動して制振させるとともに前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置にブーム先端部を位置させるよう前後方向移動量を算出し前後方向移動量信号を出力する前後方向移動量算出部と、前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置を左右方向の目標位置に変換し目標位置信号を出力する左右方向目標位置変換部と、前記ブーム起伏角検出手段とブーム長さ検出手段およびブーム旋回角検出手段からの検出信号を受け現在のブーム先端部位置を左右方向位置に変換した現在位置信号を出力する左右方向現在位置変換部と、前記停止判断部からの停止信号と前記左右方向目標位置変換部からの目標位置信号と前記左右方向現在位置変換部からの現在位置信号と前記ロープ長さ検出手段からのロープ長さ信号と前記横方向振角検出手段からの振れ角信号とを受け左右方向の吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を位置させるよう左右方向に水平移動して制振させるとともに前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置にブーム先端部を位置させるよう左右方向移動量を算出し左右方向移動量信号を出力する左右方向移動量算出部と、前後方向移動量算出部からの前後方向移動量信号および左右方向移動量算出部からの左右方向移動量信号を各駆動手段の駆動信号に変換する座標変換部とで構成したことを特徴とするものである。

本発明に係る請求項５記載のクレーンの荷振れ止め装置は、請求項１乃至請求項４において、前記制振制御手段の制振制御部は、振角検出手段からの振れ角信号を受け最大振れ角になった後の吊荷の振れ位置にブーム先端部を移動して制振させるようにしたことを特徴とするものである。

請求項１に係る本発明のクレーンの荷振れ止め装置は、吊荷を目標停止位置に位置させたときに吊荷の振れがある場合に、次のようにして吊荷を制振することができる。すなわち、すべての操作手段の操作を停止した時に制振制御手段の停止判断部が各操作手段の操作信号を受けて操作手段の停止を判断し、目標位置設定部は停止判断部が各操作手段の停止を判断した時に前記ブーム起伏角検出手段およびブーム長さ検出手段の各検出手段からの検出信号を受けてその時に位置するブーム先端部位置を吊荷目標位置として設定する。そして制振制御手段の制振制御部は、前記停止判断部からの停止信号と前記ブーム起伏角検出手段およびブーム長さ検出手段からの各検出信号と前記ロープ長さ検出手段からのロープ長さ信号と前記縦方向振角検出手段からの振れ角信号とを受け、前後方向の吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を位置させて制振させるに前後方向に水平移動して制振させるとともに、前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置にブーム先端部を位置させるよう各駆動手段に制御信号を出力するものである。よって目標停止位置付近で制振制御を行い目標停止位置で吊荷の振れを停止させることができ、吊荷を大幅に上下移動させることなく制振することができる。

請求項２に係る本発明のクレーンの荷振れ止め装置は、吊荷を目標停止位置に位置させたときに吊荷の振れがある場合に、次のようにして吊荷を制振することができる。すなわち、すべての操作手段の操作を停止した時に制振制御手段の停止判断部が各操作手段の操作信号を受けて各操作手段の停止を判断し、目標位置設定部は停止判断部が各操作手段の停止を判断した時に前記ブーム起伏角検出手段、ブーム長さ検出手段、および旋回角検出手段の各検出手段からの検出信号を受けてその時に位置するブーム先端部位置を吊荷目標位置として設定する。そして制振制御手段の制振制御部は、前記停止判断部の停止信号と前記ブーム起伏角検出手段、ブーム長さ検出手段、および旋回角検出手段からの各検出信号と前記ロープ長さ検出手段からのロープ長さ信号と前記縦方向振角検出手段および横方向振角検出手段からの振れ角信号とを受け、吊荷の前後方向吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を前後方向に水平移動して制振させ、吊荷の左右方向振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を左右方向に水平移動させ制振させるとともに、前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置に位置させるよう各駆動手段に制御信号を出力するものであるから、目標停止位置付近で制振制御を行い目標停止位置で吊荷の振れを停止させることができる。しかも、吊荷の前後方向および左右方向の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を位置させるよう前後方向および左右方向に水平移動して制振させるとともに、吊荷目標位置にブーム先端部を前後方向および左右方向に水平移動させて停止させるものであるから、吊荷を大幅に上下移動させることなく制振することができる。

請求項３に係る本発明のクレーンの荷振れ止め装置は、請求項１の前記制振制御手段の制振制御部を具体化したもので、次のように作用する。すなわち、前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置を前後方向目標位置変換部で前後方向の目標位置に変換する。現在のブーム先端部位置を前後方向現在位置変換部で前記各検出手段からの検出信号を前後方向位置に変換する。前後方向の吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を位置させるとともに前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置にブーム先端部を位置させるよう前後方向移動量算出部は、前記停止判断部からの停止信号と前後方向目標位置変換部からの目標位置信号と前後方向現在位置変換部からの現在位置信号と前記ロープ長さ検出手段からのロープ長さ信号と前記縦方向振角検出手段からの振れ角信号とを受け、制振させるためにブーム先端部を前後方向に水平移動させるとともに吊荷目標位置にブーム先端部を移動させるための前後方向移動量を算出し前後方向移動量信号を出力する。座標変換部は、前後方向移動量算出部からの前後方向移動量信号を受けて、前後方向移動量算出部で算出した前後方向移動量だけブーム先端部を移動させるための各駆動手段の駆動制御信号に変換し、各駆動手段に駆動制御信号を出力する。

すなわち、吊荷目標位置、現在のブーム先端部位置を前後方向に一旦変換し、制振および吊荷目標位置に移動させる前後方向の移動量を求め、前後方向へ水平移動させるための各駆動手段の駆動制御量を求めるようにしたものであるから、吊荷の前後方向吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を前後方向に水平移動して制振させるとともに、ブーム先端部を吊荷目標位置に水平移動させて停止させるにあたって吊荷を大幅に上下移動させることなく制振させることができる。

請求項４に係る本発明のクレーンの荷振れ止め装置は、請求項２の前記制振制御手段の制振制御部を具体化したもので、次のように作用する。すなわち、前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置を前後方向目標位置変換部で前後方向の目標位置に変換する。現在のブーム先端部位置を前後方向現在位置変換部で前記各検出手段からの検出信号を前後方向位置に変換する。前後方向の吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を位置させるとともに前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置にブーム先端部を位置させるよう前後方向移動量算出部は、前記停止判断部からの停止信号と前後方向目標位置変換部からの目標位置信号と前後方向現在位置変換部からの現在位置信号と前記ロープ長さ検出手段からのロープ長さ信号と前記縦方向振角検出手段からの振れ角信号とを受け、ブーム先端部を前後方向に水平移動して制振させるとともに吊荷目標位置にブーム先端部を移動させるための前後方向移動量を算出し前後方向移動量信号を出力する。

一方、前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置を左右方向目標位置変換部で左右方向の目標位置に変換する。現在のブーム先端部位置を左右方向現在位置変換部で前記各検出手段からの検出信号を左右方向位置に変換する。左右方向の吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を位置させるとともに前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置に位置させるよう左右方向移動量算出部で、前記停止判断部からの停止信号と左右方向目標位置変換部からの目標位置信号と左右方向現在位置変換部からの現在位置信号と前記ロープ長さ検出手段からのロープ長さ信号と前記横方向振角検出手段からの振れ角信号とを受け、左右方向に水平移動して制振させるとともに吊荷目標位置にブーム先端部を移動させるための左右方向移動量を算出し左右方向移動量信号を出力する。座標変換部は、前後方向移動量算出部からの前後方向移動量信号と左右方向移動量算出部からの左右方向移動量信号とを受けて、前後方向移動量算出部で算出した前後方向移動量と左右方向移動量算出部で算出した左右方向移動量だけブーム先端部を移動させるための各駆動手段の駆動制御信号に変換し、各駆動手段に駆動制御信号を出力する。

すなわち、吊荷目標位置、現在のブーム先端部位置を前後方向および左右方向に一旦変換し、制振および吊荷目標位置に移動させる前後方向および左右方向の移動量を求め、前後方向および左右方向へ移動させるための各駆動手段の駆動制御量を求めるようにしたものであるから、吊荷の前後方向および左右方向の吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を前後方向および左右方向に水平移動して制振させるとともに、吊荷目標位置にブーム先端部を水平移動させて停止させるにあたって吊荷を大幅に上下移動させることなく制振することができる。

請求項５に係る本発明のクレーンの荷振れ止め装置は、請求項１乃至請求項４の前記制振制御手段の制振制御部を具体化したもので、次のように作用する。すなわち、前記制振制御手段の制振制御部は、振角検出手段からの触れ角信号を受け最大振れ角になった後の吊荷の振れ位置にブーム先端部を移動して制振させるようにしたものであるから、制振させるにあたって吊荷の最大振れ角以上にブームの先端部を移動させることがなく、安全に荷振れを止めることができる。

本発明に係るクレーンの荷振れ止め装置の実施形態について、図１〜図３に図示し以下に説明する。図３において、クレーンは、車両１上に旋回自在に旋回台２を配置し、旋回台２に起伏自在に伸縮ブーム３を配置している。伸縮ブーム３は、基ブーム３ａと中間ブーム３ｂと先ブーム３ｃとからなり、基ブーム３ａに中間ブーム３ｂを、中間ブーム３ｂに先ブーム３ｃを順次伸縮時自在に嵌挿し、各ブーム間には適宜の伸縮駆動手段３ｄ（図示しない）を配置して、伸縮ブーム３を伸縮駆動可能にしている。伸縮ブーム３の基ブーム３ａと旋回台２の適所間には起伏シリンダ４（起伏シリンダ４を含む起伏シリンダ４を駆動する手段を起伏駆動手段４ａとする。）を配置し、伸縮ブーム３を起伏駆動可能にしている。旋回台２と車両１間には、車両１に対して旋回台２を旋回駆動する旋回駆動手段２ａ（図示しない）配置している。旋回台２にはウインチ５を配置しており、ウインチ５から繰出されたワイヤロープ６を伸縮ブーム３の先端部に配置した滑車７を経過させ吊具８を介して吊荷９を吊下させ、ウインチ５にはウインチ駆動手段５ａ（図示しない）を備えウインチ５を駆動しワイヤロープ６を繰出し入れするようにしている。

伸縮駆動手段３ｄ、起伏駆動手段４ａ、ウインチ駆動手段５ａの各駆動手段には、伸縮操作手段３ｅ、起伏操作手段４ｂ、ウインチ操作手段５ｂをそれぞれ対応して配置しており、各操作手段と各駆動手段間に駆動制御手段１０を介挿させ、各操作手段を操作することで対応する駆動手段を駆動可能にしている。

このようなクレーンには図１に図示し次に説明するクレーンの荷振れ止め装置Ａを備えている。すなわち、クレーンの荷振れ止め装置Ａは、伸縮ブーム３の先端部にワイヤロープ６により吊具８を介して吊荷９を吊下げている時に、吊荷９が前後方向に振れたときに伸縮ブーム３の先端部における吊下げ支点を通る鉛直線と伸縮ブーム３の先端部から吊具８に至るワイヤロープ６とのなす伸縮ブーム３の前後方向の振れ角を検出する縦方向振角検出手段１１と、伸縮ブーム３の先端部と吊具８間のワイヤロープ長さを検出するロープ長さ検出手段１４と、伸縮ブーム３の起伏角を検出するブーム起伏角検出手段１３と、伸縮ブーム３の長さを検出するブーム長さ検出手段１２と、吊荷９の振れ止め制御を開始する際に開始指令信号を出力させる開始指令手段１５と、制振制御手段２０とを備えている。

縦方向振れ角検出手段１１は、伸縮ブーム３の先端部にアームの基端部を前後方向に揺動可能に取付け、アームの先端部をワイヤロープ６に係止させ、伸縮ブーム３に対するアームの揺動角をポテンショメータで検出して、吊荷の前後方向の揺動角を検出するようにしている。なお、縦方向振角検出手段１１は、伸縮ブーム３の先端部に吊下したカメラにより撮影した吊具８の画像を認識させて吊荷の前後方向の揺動角を検出するようにしたものであってもよい。

ブーム長さ検出手段１２は、伸縮ブーム３の基ブーム３ａと先ブーム３ｃ間に配置したコード巻取器で構成しており、このコード巻取器によるコードの繰出し入れ量をポテンショメータ等で検出してブーム長さを検出するようにしている。ブーム起伏角検出手段１３は、伸縮ブーム３に取付けられ常時鉛直姿勢を維持する重錘に対する伸縮ブーム３の起伏角をポテンショメータ等で検出するようにしたブーム起伏角検出器で構成している。

ロープ長さ検出手段１４は、伸縮ブーム３の先端部と吊具８間の距離を測定するもので、伸縮ブーム３の先端部に配置した光あるいはカメラ画像認識等により吊具８までの距離を測定する距離測定器で構成している。また、ウインチ５からのワイヤロープ６の繰出し量を検出し、検出した繰出し量から前記ブーム長さ検出手段で検出した伸縮ブーム３の長さを減じ、伸縮ブーム３の先端部と吊具８間に掛け回したワイヤロープ６の掛け数で除して伸縮ブーム３の先端部と吊具８間の距離求めるようにして検出するようにしてもよい。

開始指令手段１５は、オペレータが吊荷の振れ止め装置Ａによる制御を開始するときに操作する手動式のスイッチで構成している。

制振制御手段２０は、前記各操作手段５ｂ、４ｂ、３ｅの操作信号を受けすべての操作手段の停止を判断する停止判断部２１と、停止判断部２１で各操作手段の停止を判断した時に前記ブーム起伏角検出手段１３およびブーム長さ検出手段１２の各検出手段からの検出信号を受けその時に位置するブーム先端部位置を吊荷目標位置として設定する目標位置設定部２２と、前記開始指令手段１５からの開始指令信号と前記停止判断部２１からの停止信号と前記各検出手段１２、１３、１４、からの検出信号と前記縦方向振角検出手段１１からの振れ角信号とを受け、吊荷の前後方向吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を前後方向に水平移動して制振させるとともに、前記目標位置設定部２２で設定された吊荷目標位置にブーム先端部を水平移動させるよう各駆動手段５ａ、４ａ、３ｄに制御信号を出力する制振制御部２３とを備えている。

制振制御部２３は、前記目標位置設定部２２で設定された吊荷目標位置を前後方向の目標位置に変換し目標位置信号を出力する前後方向目標位置変換部２３ａと、前記ブーム起伏角検出手段１３と前記ブーム長さ検出手段１２からの検出信号を受け現在のブーム先端部位置を前後方向位置に変換した現在位置信号を出力する前後方向現在位置変換部２３ｂと、前記開始指令手段１５からの開始指令信号と前記停止判断部２１からの停止信号と前記前後方向目標位置変換部２３ａからの目標位置信号と前記前後方向現在位置変換部２３ｂからの現在位置信号と前記ロープ長さ検出手段１４からのロープ長さ信号と前記縦方向振角検出手段１１からの振れ角信号とを受け前後方向の吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を前後方向に水平移動して制振させるとともに前記目標位置設定部２２で設定された吊荷目標位置にブーム先端部を水平移動させるよう前後方向移動量を算出し前後方向移動量信号を出力する前後方向移動量算出部２３ｃと、前後方向移動量算出部２３ｃからの前後方向移動量信号を各駆動手段５ａ、４ａ、３ｄの駆動信号に変換する座標変換部２３ｄとで構成している。

このように構成した制振制御手段２０は、前記駆動制御手段１０とともに制御されるコントローラ２４に備えられている。

このように構成した本発明に係るクレーンの荷振れ止め装置Ａは、次のように作用する。オペレータは、各操作手段５ｂ、４ｂ、３ｅを適宜操作して各駆動手段５ａ、４ａ、３ｄを駆動し、吊具８に吊下させた吊荷９を目的の位置に移動させる。吊荷９を目的の位置に移動させるとすべての操作手段を停止させる。このときに、吊具８に吊下させた吊荷９が前後方向に振れているとする。吊荷９の振れを停止させるためにオペレータは、前記開始指令手段１５を操作する。

前記制振制御手段２０の停止判断部２１は、各操作手段からの信号を受けてすべての操作手段の停止を判断し、目標位置設定部２２と前後方向移動量算出部２３ｃに停止信号を出力する。目標位置設定部２２は、前記ブーム起伏角検出手段１３と前記ブーム長さ検出手段１２からの検出信号および停止判断部２１からの停止信号を受け、各操作手段を停止した時の伸縮ブーム３の先端部位置を記憶し前後方向目標位置変換部２３ａに吊荷目標位置信号を出力する。前後方向現在位置変換部２３ｂは、前記ブーム起伏角検出手段１３と前記ブーム長さ検出手段１２からの検出信号を受けて、現在の伸縮ブーム先端部位置を前後方向位置に変換した現在位置信号を出力する。前後方向目標位置変換部２３ａは、前記目標位置設定部２２からの吊荷目標位置信号を前後方向の目標位置に変換して目標位置信号を前後方向移動量算出部２３ｃに出力する。

前後方向移動量算出部２３ｃは、ロープ長さ検出手段１４からのロープ長さと縦方向振角検出手段１１からの振れ角を受けて伸縮ブーム３の先端部から前後方向の吊荷９の振れ量を算出するとともに、前後方向現在位置変換部２３ｂからの現在の伸縮ブーム先端部位置を前後方向位置に変換した現在位置信号により、前後方向の吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を位置させるよう前後方向に水平移動して制振させる伸縮ブーム３の先端部の前後方向移動量を算出し、前後方向移動量信号を座標変換部２３ｄに出力する。座標変換部２３ｄは、前後方向移動量算出部２３cからの前後方向移動量信号を各駆動手段の駆動信号に変換して各駆動手段に出力し、伸縮ブーム３の先端部を前後方向に移動させて吊荷９の振れ位置に位置させる。

なお、前後方向移動量算出部２３ｃでは、縦方向振角検出手段１１から検出される振れ角が所定の振れ角範囲以下になるまで、吊荷９の振れ周期に対して伸縮ブーム３の先端部を前後方向に移動させる前後方向移動量信号を出力し、吊荷の制振制御が行われる。縦方向振角検出手段１１から検出される振れ角が所定の振れ角範囲以下になると、前後方向移動量算出部２３ｃでは、前後方向現在位置変換部２３ｂからの現在位置信号が、前後方向目標位置変換部２３ａからの目標位置信号に一致するよう伸縮ブーム３の先端部を前後方向に水平移動させ、吊荷目標位置に位置させて吊荷の荷振れ止め制御を完了する。

このように、本発明に係るクレーンの荷振れ止め装置Ａは作用するものであるから、目標停止位置付近で制振制御を行い目標停止位置で吊荷９の振れを停止させることができる。しかも、吊荷目標位置と現在のブーム先端部位置を前後方向に一旦変換し、制振および吊荷目標位置に移動させる前後方向の移動量を求め、前後方向へ移動させるための各駆動手段の駆動制御量を求めるようにしたものであるから、吊荷の前後方向吊荷の振れに対する吊荷の振れ位置にブーム先端部を前後方向に水平移動して位置させ制振させるとともに、吊荷目標位置にブーム先端部を前後方向に水平移動させて停止させるにあたって、吊荷を大幅に上下移動させることなく制振することができる。

次に上記実施形態では、前後方向の吊荷の振れ止め装置について説明したが、左右方向の吊荷の振れ止めも行うようにしたクレーンの荷振れ止め装置Ｂについて図２に図示し以下に説明する。なお、図２に図示する実施形態においては、図１に図示し説明した実施形態とは、前記旋回駆動手段２ａを前記旋回操作手段２ｂの操作信号に基づいて駆動制御できる駆動制御手段１０ａを配置し、左右方向の振れ止め制御を追加した点で相違しており、その他については同じであるので相違点のみ以下に説明する。

クレーンの荷振れ止め装置Ｂは、上述したクレーンの荷振れ止め装置Ａの構成に次の構成を追加している。すなわち、横方向振角検出手段１６と、伸縮ブーム３の旋回角を検出するブーム旋回角検出手段１７とを追加するとともに、上述した制振制御手段２０に以下に説明する構成を追加した制振制御手段３０を配置している。

横方向振角検出手段１６は、伸縮ブーム３の先端部にワイヤロープ６により吊具８を介して吊荷９を吊下げている時に、吊荷９が左右方向に振れたときに伸縮ブーム３の先端部における吊下げ支点を通る鉛直線と伸縮ブーム３の先端部から吊具８に至るワイヤロープ６とのなす伸縮ブーム３の左右方向の振れ角を検出する検出手段であって、具体的には、伸縮ブーム３の先端部にアームの基端部を左右方向に揺動可能に取付け、アームの先端部をワイヤロープ６に係止させ、伸縮ブーム３に対するアームの揺動角をポテンショメータで検出して、吊荷の左右方向の揺動角を検出するようにしている。なお、横方向振角検出手段１６は、伸縮ブーム３の先端部に吊下したカメラにより撮影した吊具８の画像を認識させて吊荷の左右方向の揺動角を検出するようにしたものであってもよい。

ブーム旋回角検出手段１７は、車両１に対する旋回台２の旋回角をポテンショメータ等で検出する検出手段である。

制振制御手段３０は、前記各操作手段の操作信号を受けすべての操作手段の停止を判断する停止判断部３１（前述した停止判断部２１と旋回操作手段２ｂの操作信号を受け旋回操作手段２ｂの操作も判断するようになっている点で相違している。）と、停止判断部３１で各操作手段の停止を判断した時に前記ブーム起伏角検出手段１３、ブーム長さ検出手段１２、およびブーム旋回角検出手段１７の各検出手段からの検出信号を受けその時に位置するブーム先端部位置を吊荷目標位置として設定する目標位置設定部３２と、前記開始指令手段１５からの開始指令信号と前記停止判断部３１からの停止信号と、前記ブーム起伏角検出手段１３と前記ブーム長さ検出手段１２と前記ブーム旋回角検出手段１７からの各検出信号と前記ロープ長さ検出手段１４からのロープ長さ信号と、前記縦方向振角検出手段１１および横方向振角検出手段１６からの振れ角信号とを受け、吊荷の前後方向および吊荷の左右方向の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を前後方向および左右方向に水平移動して制振させるとともに、前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置にブーム先端部を位置させるよう各駆動手段５ａ、４ａ、３ｄ、２ａに制御信号を出力する制振制御部３３とを備えている。

制振制御部３３での前後方向での制御は、前述した制振制御部２３のものと同じであるので説明を省略する。左右方向での制御は次のようになっている。すなわち、制振制御部３３での左右方向での制振制御は、前記目標位置設定部３２で設定された吊荷目標位置を左右方向の目標位置に変換し目標位置信号を出力する左右方向目標位置変換部３３ａと、現在のブーム先端部位置を前記ブーム起伏角検出手段１３と前記ブーム長さ検出手段１２前記ブーム旋回角検出手段１７からの検出信号を左右方向位置に変換する左右方向現在位置変換部３３ｂと、左右方向の吊荷９の振れに対して吊荷９の振れ位置にブーム先端部を位置させるとともに前記目標位置設定部３２で設定された吊荷目標位置にブーム先端部を位置させるよう前記開始指令手段１５からの開始指令信号と前記停止判断部３１からの停止信号と左右方向目標位置変換部３３ａからの目標位置信号と左右方向現在位置変換部３３ｂからの現在位置信号と前記ロープ長さ検出手段１４からのロープ長さ信号と前記横方向振角検出手段１６からの振れ角信号とを受け左右方向に水平移動して制振させるとともに吊荷目標位置に移動させるための左右方向移動量を算出し左右方向移動量信号を出力する左右方向移動量算出部３３ｃと、前後方向移動量算出部２３ｃからの前後方向移動量信号と左右方向移動量算出部３３ｃからの左右方向移動量信号とを受けて、前後方向移動量算出部２３ｃで算出した前後方向移動量と左右方向移動量算出部３３ｃで算出した左右方向移動量だけブーム先端部を移動させるための各駆動手段の駆動制御信号に変換し、各駆動手段に駆動制御信号を出力する座標換部３３ｄとで構成している。

このように構成した制振制御手段３０は、前記駆動制御手段１０ａとともに制御されるコントローラ３４に備えられる。

このように構成した本発明に係るクレーンの荷振れ止め装置Ｂは次のように作用する。
オペレータは、各操作手段５ｂ、４ｂ、３ｅ、２ｂを操作して各駆動手段５ａ、４ａ、３ｄ、２ａを駆動し、吊具８に吊下させた吊荷９を目的の位置に移動させる。吊荷９を目的の位置に移動させるとすべての操作手段を停止させる。このときに、吊具８に吊下させた吊荷９が前後及び左右方向に振れているとする。吊荷９の振れを停止させるためにオペレータは、前記開始指令手段１５を操作する。

前記制振制御手段３０の停止判断部３１は、各操作手段からの信号を受けてすべての操作手段の停止を判断し、目標位置設定部３２と前後方向移動量算出部２３ｃおよび左右方向移動量算出部３３ｃに停止信号を出力する。目標位置設定部３２は、前記ブーム起伏角検出手段１３と前記ブーム長さ検出手段１２およびブーム旋回角検出手段１７からの検出信号および停止判断部３１からの停止信号を受け、各操作手段を停止した時の伸縮ブーム３の先端部位置を記憶し前後方向目標位置変換部２３ａおよび左右方向目標位置変換部３３ａに吊荷目標位置信号を出力する。

前後方向現在位置変換部２３ｂは、前記ブーム起伏角検出手段１３と前記ブーム長さ検出手段１２からの検出信号を受けて、現在の伸縮ブーム先端部位置を前後方向位置に変換した現在位置信号を前後方向移動量算出部２３ｃに出力する。前後方向目標位置変換部２３ａは、前記目標位置設定部３２からの吊荷目標位置信号を前後方向の目標位置に変換して目標位置信号を前後方向移動量算出部２３ｃに出力する。

前後方向移動量算出部２３ｃは、ロープ長さ検出手段１４からのロープ長さと縦方向振角検出手段１１からの振れ角を受けて伸縮ブーム３の先端部から前後方向の吊荷９の振れ量を算出するとともに、前後方向現在位置変換部２３ｂからの現在の伸縮ブーム先端部位置を前後方向位置に変換した現在位置信号により、前後方向の吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を位置させるよう前後方向に水平移動して制振させる伸縮ブーム３の先端部の前後方向移動量を算出し、前後方向移動量信号を座標変換部３３ｄに出力する。

左右方向現在位置変換部３３ｂは、前記ブーム起伏角検出手段１３と前記ブーム長さ検出手段１２およびブーム旋回角検出手段１７からの検出信号を受けて、現在の伸縮ブーム先端部位置を左右方向位置に変換した現在位置信号を左右方向移動量算出部３３ｃに出力する。左右方向目標位置変換部３３ａは、前記目標位置設定部３２からの吊荷目標位置信号を左右方向の目標位置に変換して目標位置信号を左右方向移動量算出部３３ｃに出力する
左右方向移動量算出部３３ｃは、ロープ長さ検出手段１４からのロープ長さと横方向振角検出手段１６からの振れ角を受けて伸縮ブーム３の先端部から左右方向の吊荷９の振れ量を算出するとともに、左右方向現在位置変換部３３ｂからの現在の伸縮ブーム先端部位置を左右方向位置に変換した現在位置信号により、左右方向の吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を位置させるよう左右方向に水平移動して制振させる伸縮ブーム３の先端部の左右方向移動量を算出し、左右方向移動量信号を座標変換部３３ｄに出力する。座標変換部３３ｄは、前後方向移動量算出部２３cからの前後方向移動量信号と左右方向移動量算出部部３３cからの左右方向移動量信号を各駆動手段の駆動信号に変換して各駆動手段に出力し、伸縮ブーム３の先端部を前後方向および左右方向に移動させて吊荷９の振れ位置に位置させる。

なお、左右方向移動量算出部３３ｃでは、横方向振角検出手段１６から検出される振れ角が所定の振れ角範囲以下になるまで、吊荷９の振れ周期に対して伸縮ブーム３の先端部を左右方向に移動させる左右方向移動量信号を出力し、吊荷の制振制御が行われる。横方向振角検出手段１６から検出される振れ角が所定の振れ角範囲以下になると、左右方向移動量算出部３３ｃでは、左右方向現在位置変換部３３ｂからの現在位置信号が、左右方向目標位置変換部３３ａからの目標位置信号に一致するよう伸縮ブーム３の先端部を左右方向に水平移動させ、吊荷目標位置に位置させて吊荷の荷振れ止め制御を完了する。

このように、本発明に係るクレーンの荷振れ止め装置Ｂは作用するものであるから、目標停止位置付近で制振制御を行い目標停止位置で吊荷９の振れを停止させることができる。しかも、吊荷目標位置と現在のブーム先端部位置を前後方向および左右方向に一旦変換し、制振および吊荷目標位置に移動させる前後方向および左右方向の移動量を求め、前後方向および左右方向へ移動させるための各駆動手段の駆動制御量を求めるようにしたものであるから、吊荷９の前後方向および左右方向の吊荷の振れに対する吊荷の振れ位置にブーム先端部を前後方向および左右方向に水平移動して位置させ制振させるとともに、吊荷目標位置にブーム先端部を前後方向および左右方向に水平移動させて停止させるにあたって、吊荷９を大幅に上下移動させることなく制振することができる。

なお、上記第１実施形態および第２実施形態では、開始指令手段１５による開始信号の指令で制御を開始するようにしたが、この開始指令手段１５を備えずに、停止判断部２１、３１の停止信号だけでもって制御を開始するようにしてもよい。すなわち、オペレータが各操作手段の操作を停止したときに常に制振制御が行われるようにするものである。

また、上記クレーンの荷振れ止め装置Ｂでは、左右方向の荷振れ止め制御を左右方向に水平にブーム先端部を移動させて制振させるようにしたが、座標変換部３３ｄでは左右方向移動量算出部３３ｃからの左右方向移動量信号を受けると、旋回移動量に変換して旋回駆動手段２ａに出力するようにしてもよい。

更に、上記実施形態で説明したクレーンの荷振れ止め装置Ａの制振制御手段２０の制振制御部２３およびクレーンの荷振れ止め装置Ｂの制振制御手段３０の制振制御部３３を次のようにしてもよい。すなわち、それぞれの制振制御部２３、３３は、各振角検出手段１１、１６からの振れ角信号を受け最大振れ角になった後の吊荷９の振れ位置にブーム先端部を移動して制振させるようにしてもよい。このようにすることで、制振させるにあたって吊荷９の最大振れ角以上に伸縮ブーム３の先端部を移動させることがなく、安全に荷振れを止めることができる。

本発明に係るクレーンの荷振れ止め装置の実施形態を説明する説明図である。 本発明に係るクレーンの荷振れ止め装置の他の実施形態を説明する説明図である。 本発明に係るクレーンを説明する説明図である。

符号の説明

２ａ 旋回駆動手段
２ｂ 旋回操作手段
３ 伸縮ブーム
３ｄ 伸縮駆動手段
４ａ 起伏駆動手段
４ｂ 起伏操作手段
５ ウインチ
５ａ ウインチ駆動手段
５ｂ ウインチ操作手段
６ ワイヤロープ
８ 吊具
９ 吊荷
１０ 駆動制御手段
１０ａ 駆動制御手段
１１ 縦方向振角検出手段
１２ ブーム長さ検出手段
１３ ブーム起伏角検出手段
１４ ロープ長さ検出手段
１５ 開始指令手段
１６ 横方向振角検出手段
２０ 制振制御手段
２１ 停止判断部
２２ 目標位置設定部
２３ 制振制御部
２３ａ 前後方向目標位置変換部
２３ｂ 前後方向現在位置変換部
２３ｃ 前後方向移動量算出部
２３ｄ 座標変換部
３０ 制振制御手段
３１ 停止判断部
３２ 目標位置設定部
３３ 制振制御部
３３ａ 左右方向目標位置変換部
３３ｂ 左右方向現在位置変換部
３３ｃ 左右方向移動量算出部
３３ｄ 座標変換部
Ａ クレーンの荷振れ止め装置
Ｂ クレーンの荷振れ止め装置

Claims (5)

1. 伸縮ブームを伸縮駆動する伸縮駆動手段と、伸縮ブームを起伏駆動する起伏駆動手段を配置するとともに、伸縮ブームの基端側にウインチ駆動手段を配置しウインチから繰出されたワイヤロープを伸縮ブームの先端部を経過させ吊具を介して吊荷を吊下させ、各駆動手段を駆動制御する駆動制御手段をそれぞれ配置し、それぞれの駆動制御手段に対応して配置した操作手段の操作による操作信号によって駆動制御手段を制御するようにしたクレーンの荷振れ止め装置であって、
   伸縮ブームの先端部にワイヤロープにより吊具を介して吊荷を吊下げている時に、吊荷が前後方向に振れたときに伸縮ブームの先端部における吊下げ支点を通る鉛直線と伸縮ブーム先端部から吊具に至るワイヤロープとのなす伸縮ブームの前後方向の振れ角を検出する縦方向振角検出手段と、
   伸縮ブームの先端部と吊具間のワイヤロープ長さを検出するロープ長さ検出手段と、
   伸縮ブームの起伏角を検出するブーム起伏角検出手段と、
   伸縮ブームの長さを検出するブーム長さ検出手段と、
   制振制御手段とを備え、
   当該制振制御手段は、前記各操作手段の操作信号を受けすべての操作手段の停止を判断する停止判断部と、停止判断部で操作手段の停止を判断した時に前記ブーム起伏角検出手段およびブーム長さ検出手段の各検出手段からの検出信号を受けその時に位置するブーム先端部位置を吊荷目標位置として設定する目標位置設定部と、前記停止判断部からの停止信号と前記ブーム起伏角検出手段およびブーム長さ検出手段からの各検出信号と前記ロープ長さ検出手段からのロープ長さ信号と前記縦方向振角検出手段からの振れ角信号とを受け、吊荷の前後方向吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を位置させるよう前後方向に水平移動して制振させるとともに、前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置にブーム先端部を位置させるよう各駆動手段に制御信号を出力する制振制御部とを備えたことを特徴とするクレーンの荷振れ止め装置。
2. 伸縮ブームを伸縮駆動する伸縮駆動手段と、伸縮ブームを起伏駆動する起伏駆動手段および伸縮ブームを旋回駆動する旋回駆動手段を配置するとともに、伸縮ブームの基端側にウインチ駆動手段を配置しウインチから繰出されたワイヤロープを伸縮ブームの先端部を経過させ吊具を介して吊荷を吊下させ、各駆動手段を駆動制御する駆動制御手段をそれぞれ配置し、それぞれの駆動制御手段に対応して配置した操作手段の操作による操作信号によって駆動制御手段を制御するようにしたクレーンの荷振れ止め装置であって、
   伸縮ブームの先端部にワイヤロープにより吊具を介して吊荷を吊下げている時に、吊荷が前後方向および左右方向に振れたときに伸縮ブームの先端部における吊下げ支点を通る鉛直線と伸縮ブーム先端部から吊具に至るワイヤロープとのなす伸縮ブームの前後方向および左右方向の振れ角を検出する縦方向振角検出手段および横方向振角検出手段と、
   伸縮ブームの先端部と吊具間のワイヤロープ長さを検出するロープ長さ検出手段と、
   伸縮ブームの起伏角を検出するブーム起伏角検出手段と、
   伸縮ブームの長さを検出するブーム長さ検出手段と、
   伸縮ブームの旋回角を検出するブーム旋回角検出手段と、
   制振制御手段とを備え、
   当該制振制御手段は、前記各操作手段の操作信号を受けすべての操作手段の停止を判断する停止判断部と、停止判断部で操作手段の停止を判断した時に前記ブーム起伏角検出手段、ブーム長さ検出手段、およびブーム旋回角検出手段の各検出手段からの検出信号を受けその時に位置するブーム先端部位置を吊荷目標位置として設定する目標位置設定部と、前記停止判断部からの停止信号と前記ブーム起伏角検出手段、ブーム長さ検出手段、およびブーム旋回角検出手段からの各検出信号と前記ロープ長さ検出手段からのロープ長さ信号と前記縦方向振角検出手段および横方向振角検出手段からの振れ角信号とを受け、吊荷の前後方向吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を前後方向に水平移動して制振させ、吊荷の左右方向振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を左右方向に水平移動させ制振させるとともに、前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置にブーム先端部を位置させるよう各駆動手段に制御信号を出力する制振制御部とを備えたことを特徴とするクレーンの荷振れ止め装置。
3. 請求項１において、前記制振制御手段の制振制御部は、前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置を前後方向の目標位置に変換し目標位置信号を出力する前後方向目標位置変換部と、前記ブーム起伏角検出手段およびブーム長さ検出手段からの検出信号を受け現在のブーム先端部位置を前後方向位置に変換した現在位置信号を出力する前後方向現在位置変換部と、前記停止判断部からの停止信号と前記前後方向目標位置変換部からの目標位置信号と前記前後方向現在位置変換部からの現在位置信号と前記ロープ長さ検出手段からのロープ長さ信号と前記縦方向振角検出手段からの振れ角信号とを受け前後方向の吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を位置させるよう前後方向に水平移動して制振させるとともに前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置にブーム先端部を位置させるよう前後方向移動量を算出し前後方向移動量信号を出力する前後方向移動量算出部と、前後方向移動量算出部からの前後方向移動量信号を各駆動手段の駆動信号に変換する座標変換部とで構成したことを特徴とするクレーンの荷振れ止め装置。
4. 請求項２において、前記制振制御手段の制振制御部は、前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置を前後方向の目標位置に変換し目標位置信号を出力する前後方向目標位置変換部と、前記ブーム起伏角検出手段とブーム長さ検出手段およびブーム旋回角検出手段からの検出信号を受け現在のブーム先端部位置を前後方向位置に変換した現在位置信号を出力する前後方向現在位置変換部と、前記停止判断部からの停止信号と前記前後方向目標位置変換部からの目標位置信号と前記前後方向現在位置変換部からの現在位置信号と前記ロープ長さ検出手段からのロープ長さ信号と前記縦方向振角検出手段からの振れ角信号とを受け前後方向の吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を位置させるよう前後方向に水平移動して制振させるとともに前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置にブーム先端部を位置させるよう前後方向移動量を算出し前後方向移動量信号を出力する前後方向移動量算出部と、前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置を左右方向の目標位置に変換し目標位置信号を出力する左右方向目標位置変換部と、前記ブーム起伏角検出手段とブーム長さ検出手段およびブーム旋回角検出手段からの検出信号を受け現在のブーム先端部位置を左右方向位置に変換した現在位置信号を出力する左右方向現在位置変換部と、前記停止判断部からの停止信号と前記左右方向目標位置変換部からの目標位置信号と前記左右方向現在位置変換部からの現在位置信号と前記ロープ長さ検出手段からのロープ長さ信号と前記横方向振角検出手段からの振れ角信号とを受け左右方向の吊荷の振れに対して吊荷の振れ位置にブーム先端部を位置させるよう左右方向に水平移動して制振させるとともに前記目標位置設定部で設定された吊荷目標位置にブーム先端部を位置させるよう左右方向移動量を算出し左右方向移動量信号を出力する左右方向移動量算出部と、前後方向移動量算出部からの前後方向移動量信号および左右方向移動量算出部からの左右方向移動量信号を各駆動手段の駆動信号に変換する座標変換部とで構成したことを特徴とするクレーンの荷振れ止め装置。
5. 請求項１乃至請求項４において、前記制振制御手段の制振制御部は、振角検出手段からの振れ角信号を受け最大振れ角になった後の吊荷の振れ位置にブーム先端部を移動して制振させるようにしたことを特徴とするクレーンの荷振れ止め装置。

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