JP5991187B2 - Method and apparatus for suppressing vibration of cargo handling machine - Google Patents
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Description
本発明は、荷役機械の振動抑制方法及び装置に係り、特に岸壁に沿って走行可能とされ、船舶などの荷(例えばコンテナ)の受け渡しを行うコンテナクレーンなどの大型の橋形クレーンの起伏ブーム、トロリガータ、クレーン本体の脚部、上部連結材、下部橋桁やアンローダ等に用いるのに好適な、荷役機械の振動抑制方法及び装置に関する。 The present invention relates to a vibration suppression method and apparatus for a cargo handling machine, and more particularly, a hoisting boom for a large bridge crane such as a container crane that is capable of traveling along a quay and delivers a load (for example, a container) such as a ship. The present invention relates to a vibration suppression method and apparatus for a cargo handling machine suitable for use in a trolley garter, a leg of a crane body, an upper connecting member, a lower bridge girder, an unloader, and the like.
荷役機械の一つに、図1(斜視図)、図2(コンテナを荷役している状態を示す正面図)、図3(側面図)に例示する如く、港湾に設置されてコンテナ船(船舶)10からコンテナ(荷)12の荷揚げや積み込みを行うコンテナクレーン20がある。
As shown in FIG. 1 (perspective view), FIG. 2 (front view showing a state of handling a container), and FIG. 3 (side view), one of the cargo handling machines is a container ship (ship) ) There is a
このコンテナクレーン20は、レール16上を走行装置24で走行するクレーン本体22の脚部26に支持された長い水平桁(起伏ブーム又は単にブームと称する)30に、コンテナ専用の吊具(スプレッダと称する)34を垂下させるトロリ32を備えるクレーンであって、橋の形をしていることから橋形クレーンとも呼ばれる。このコンテナクレーンは、ガントリクレーンとも呼ばれている。
The
前記レール16は、コンテナ埠頭(港湾)のエプロン14に少なくとも2本敷かれており、岸壁に沿って平行に設置されている。このことによって、コンテナクレーン20は、岸壁に接岸されたコンテナ船10に対して平行に走行することが可能であり、更に、ブーム30上のトロリ32がコンテナクレーン20の走行方向、つまりレール16の敷設方向に対して直角に横行することにより、コンテナ船10上の全域にわたって、コンテナ12に対する荷役が可能とされている。
At least two rails 16 are laid on the
前記ブーム30は、船舶10が接岸する時、図2に二点鎖線で示すように、上方に跳ね上げて退避するようにされている。
When the
また、前記レール16上を走行する脚部26は、海側と陸側とに分かれて配置されて構成されており、これら海側脚及び陸側脚の四隅の下端部それぞれには、車輪と車輪を駆動するモータから構成された走行装置24が備えられている。
Further, the
図において、23aは海側アッパービーム、23bは陸側アッパービーム、23cは上部連結材、23dは斜材、28は下部橋桁、31はトロリガータ、36は、スプレッダ34と共に前記トロリ32に搭載された操縦室、38は、クレーン本体22に配設された機械室である。
In the figure, 23a is a sea-side upper beam, 23b is a land-side upper beam, 23c is an upper connecting member, 23d is a diagonal member, 28 is a lower bridge girder, 31 is a trolley garter, 36 is mounted on the
このような脚部26が門形のクレーン本体22を有する走行式クレーンでは、走行して荷12を吊る荷役作業のため、走行方向に位置を決める必要がある。そこで、走行電動機などの制御装置で加速、減速などの駆動力、制動力を使用してクレーン構造体の位置を決める。これは、トロリ32の位置決めでも同様であるが、その際に、クレーン本体22やトロリ32の質量の移動、加減速によりクレーン構造体が振動する。
In such a traveling crane in which the
従来、この振動に対しては、本体の減衰により、振動が収まるのを待つことや、慣性力を逆方向に作動させて振動を能動的に止める操作をすることや、制振装置を装備して振動を止めることなどが行われている。 Conventionally, for this vibration, waiting for the vibration to settle due to the damping of the main body, operating the inertia force in the reverse direction to actively stop the vibration, equipped with a vibration damping device To stop vibration.
例えば、特許文献1では、クレーン構造体のブームの振れ回り振動を制御するために、ブーム軸方向と直角に動作する走行装置を制御することで、振れ回り振動を制振することを提案している。
For example, in
近年のコンテナクレーンに代表される港湾荷役機械では、コンテナ船10の大型化に伴い、コンテナクレーンが大型化し、その固有振動数が低くなり、ブーム30の振れ回り振動周期も長くなるため、振動が収まるまでの時間が長く、一度振動した場合、クレーン本体22の位置を決める時間が長くなることや、トロリ32上の運転者がブーム30先端付近で荷役する場合にも、その振動により作業性が悪化するなどの問題点があった。
In port handling machines represented by container cranes in recent years, as the
又、コンテナクレーンのブーム構造体は、そのブーム30上をトロリ32が走行するという機械装置であるため、構造体の質量および重心が変化する。また、トロリ32から荷12を吊ることにしているため、その質量も一定ではない。そのため、ブーム構造体の振動は、常に変化することとなり、旧来の制振の設計手法では対応できなかった。
Further, since the boom structure of the container crane is a mechanical device in which the
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、起伏ブーム、トロリガータ、クレーン本体の脚部、上部連結材、下部橋桁等の長尺部材の振動を効率よく抑制することを課題とする。 The present invention has been made to solve such problems, and efficiently suppresses vibrations of long members such as hoisting booms, trolley garters, crane body legs, upper connecting members, and lower bridge girders. Is an issue.
本発明は、振動の抑制が必要な長尺部材を複数有する荷役機械において、前記長尺部材の少なくとも一つの一端から他端にかけて少なくとも一本の引張部材をかけ渡し、該引張部材に加わる力及び/又は減衰力を能動的又は準能動的又は受動的に制御することにより、該少なくとも一つの長尺部材の振動を抑制すると共に、前記長尺部材の少なくとも他の一つの一端から他端にかけて少なくとも一本の引張部材をかけ渡し、該引張部材の中間部に、該引張部材を横から押して突張るためのアクチュエータを配置し、該アクチュエータに加わる力及び/又は減衰力を能動的又は準能動的又は受動的に制御することにより、該少なくとも他の一つの長尺部材の振動を抑制することによって前記課題を解決したものである。 The present invention relates to a cargo handling machine having a plurality of long members that are required to suppress vibrations. At least one tension member is passed from at least one end to the other end of the long member, and the force applied to the tension member is By actively or semi-actively or passively controlling the damping force, vibration of the at least one long member is suppressed, and at least from one end to the other end of the long member, An actuator for pushing and stretching the tension member from the side is arranged in the middle of the tension member, and the force and / or damping force applied to the actuator is active or semi-active. Or the said subject is solved by suppressing the vibration of this at least one other elongate member by passively controlling.
ここで、前記引張部材を、前記長尺部材の中心軸と交差しないように張ることができる。 Here, the tension member can be stretched so as not to intersect the central axis of the long member.
あるいは、前記引張部材を、前記長尺部材の中心軸と交差するように張ることができる。 Alternatively, the tension member can be stretched so as to intersect the central axis of the elongated member.
又、前記長尺部材を長手方向に複数の区間に分割し、各区間毎に前記引張部材をかけ渡すことができる。 Moreover, the said elongate member can be divided | segmented into a some area in a longitudinal direction, and the said tension member can be passed over for every area.
又、前記長尺部材を長手方向に複数の区間に分割し、各区間毎に前記アクチュエータを配置することができる。 Moreover, the said elongate member can be divided | segmented into a some area in a longitudinal direction, and the said actuator can be arrange | positioned for every area.
又、前記長尺部材を、各区間の長尺部材の剛性と減衰の比が一定となるように分割することができる。 Further, the long member can be divided so that the ratio of rigidity and damping of the long member in each section is constant.
又、前記引張部材を、各区間毎に分割することができる。 Moreover, the said tension member can be divided | segmented for every area.
又、前記長尺部材に加わる加速度、相対変位、又は歪みを検出して、前記引張部材に加わる力及び/又は減衰力を能動的又は準能動的又は受動的に制御することができる。 Further, the acceleration, relative displacement, or strain applied to the long member can be detected, and the force and / or damping force applied to the tension member can be controlled actively, semi-actively or passively.
又、前記長尺部材の構造を少なくとも1つ以上の質点としてモデル化し、これに長尺部材上を移動する移動体の位置情報から該移動体の位置に一番近いモデル化した質点に該移動体の質量を加えて振動解析を行い、前記長尺部材の変位や加速度を抑えるように制御することができる。 In addition, the structure of the long member is modeled as at least one mass point, and the position information of the moving body moving on the long member is moved to the modeled mass point closest to the position of the moving body. Vibration analysis is performed by adding the mass of the body, and control can be performed to suppress displacement and acceleration of the long member.
又、前記長尺部材を、荷を吊り下げて支持するための移動体であるトロリが配設された起伏ブーム、トロリガータ、クレーン本体の脚部、上部連結材又は下部橋桁の少なくともいずれか一つとすることができる。 Further, the elongate boom, the trolley garter, the leg of the crane main body, the upper connecting member, or the lower bridge girder provided with a trolley that is a moving body for suspending and supporting the load with the long member, and can do.
本発明は、又、振動の抑制が必要な長尺部材を複数有する荷役機械において、前記長尺部材の少なくとも一つの一端から他端にかけて掛け渡された少なくとも一本の引張部材と、該引張部材に加わる力及び/又は減衰力を能動的又は準能動的又は受動的に制御することにより、該少なくとも一つの長尺部材の振動を抑制する手段と、前記長尺部材の少なくとも他の一つの一端から他端にかけて掛け渡された少なくとも一本の引張部材と、該引張部材の中間部に配置された、該引張部材を横から押して突張るためのアクチュエータと、該アクチュエータに加わる力及び/又は減衰力を能動的又は準能動的又は受動的に制御することにより、該少なくとも他の一つの長尺部材の振動を抑制する手段と、を備えたことを特徴とする荷役機械の振動抑制装置を提供するものである。 The present invention also relates to a cargo handling machine having a plurality of long members that need to suppress vibration, at least one tension member spanned from at least one end to the other end of the long member, and the tension member. Means for suppressing vibration of the at least one elongate member by actively or semi-actively or passively controlling the force and / or damping force applied to the elongate member, and at least one other end of the elongate member At least one tension member stretched from the other end to the other end, an actuator disposed at an intermediate portion of the tension member to push the tension member from the side, and a force and / or damping applied to the actuator Means for suppressing vibration of the at least one other elongated member by controlling force actively, semi-actively or passively. There is provided an apparatus.
ここで、前記アクチュエータを、前記引張部材に加わる力を発生し、又は、ピストンの移動速度に比例した減衰力を制御則によって与える油圧シリンダとすることができる。 Here, the actuator can be a hydraulic cylinder that generates a force applied to the tension member or gives a damping force proportional to the moving speed of the piston by a control law.
又、前記アクチュエータを、前記引張部材に力を与えるばねを内蔵又は外付けした油圧ダンパーとすることができる。 The actuator may be a hydraulic damper with a built-in or external spring that applies force to the tension member.
又、前記油圧ダンパーのピストンに形成されたオリフィスの径を可変とすることができる。 Further, the diameter of the orifice formed in the piston of the hydraulic damper can be made variable.
本発明によれば、起伏ブーム、トロリガータ、クレーン本体の脚部、上部連結材、下部橋桁等の長尺部材の振動を効率よく抑制することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to suppress efficiently vibration of elongate members, such as a hoisting boom, a trolley garter, the leg part of a crane main body, an upper connection material, a lower bridge girder.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
先ず、本発明の一部を示す参考形態について説明する。第1の参考形態を、図4(全体の平面図)及び図5(要部の拡大平面図)に示す。本参考形態は、図1乃至図3に示したようなコンテナクレーンのダブルボックス構造の起伏ブーム30の制振に本発明を適用したものである。
First, a reference embodiment showing a part of the present invention will be described. The first reference form is shown in FIG. 4 (overall plan view) and FIG. 5 (enlarged plan view of the main part). In this reference embodiment, the present invention is applied to vibration control of a hoisting
図4及び図5において、ブーム30は、岸壁と平行なy方向に変位しながら振動する。この振動モードの振動数は、ブーム30に沿ってブーム30の長手方向(図のx方向)に変位するトロリ32の位置や質量により変化するが、この振動をブーム30側方のブーム先端部30a(図の左側)の線索作用点部42からブーム根元部である海側アッパービーム23a(図の右側)の線索支点部44にかけて、プリテンションをかけて、かけ渡した左右(図では上下)一対の線索(引張部材)40の張力差として検出する。
4 and 5, the
前記線索支点部44には例えば線索40に力を加えるための油圧シリンダ50が設けられており、検出した張力差に対応した制御力を油圧シリンダ50に出力して、ブーム30の振動を能動的に抑制する。なお、油圧シリンダ50は、ピストンの移動速度に比例した減衰力を制御則によって与えることもできる。
The
即ち、ブーム構造物の振動モデルは次式で表わせる。 That is, the vibration model of the boom structure can be expressed by the following equation.
K:剛性行列
C:減衰行列
x:構造物の任意場所の変位ベクトル(状態変数)
F:外力ベクトル
K: Stiffness matrix
C: Decay matrix
x: Displacement vector at any location of the structure (state variable)
F: External force vector
張力差は(1)式の振動モデルの中では各ノードの変位の差と考える。例えばブーム先端x1であれば、計測される張力差Fは、予め計算して与えられているaEを用いて、次
式で表わされる。
The tension difference is considered as a difference in displacement of each node in the vibration model of equation (1). For example, in the case of the boom tip x 1 , the measured tension difference F is expressed by the following equation using aE calculated and given in advance.
F=aEx1 ・・・(2)
ここで、a:係数
E:ヤング率
F = aEx 1 (2)
Where a: coefficient
E: Young's modulus
即ち、x1が求められたこととなり、カルマンフィルタの設計をすることにより、制御
則が与えられる。
That is, x 1 is obtained, and a control law is given by designing the Kalman filter.
本参考形態においては、線索40がブーム30と平行であるので、ブーム構造体にはモーメントのみが作用する。
In the present embodiment, since the
本参考形態によれば、単純な制御装置で実現できる。 According to this embodiment, it can be realized with a simple control device.
なお、トロリ32の位置および、荷12の質量は、コンテナクレーン20の制御装置に取り込まれている。この情報から、振動モデルを適宜演算し、制御モデルを都度構築して、例えば最適制御則を演算して、制御力あるいは減衰力を決定することもできる。
Note that the position of the
具体的には、図6に例示する如く、振動センサとしてブーム先端部30aに加速度センサ46を取り付けて、ブーム構造体の水平方向y軸の加速度αを計測し、その加速度を評価して制御力u(ベクトル)を算出して、ダンパーあるいは油圧シリンダの制御をすることもできる。
Specifically, as illustrated in FIG. 6, an
即ち、例えば(1)式に対して、次の(4)式で示す2次形式の評価関数Jにより構造物変位等を評価し、最適制御則を計算すると、(5)式のようなフィードバック制御則が与えられる。 That is, for example, with respect to the equation (1), when the structure displacement or the like is evaluated by the evaluation function J of the quadratic form expressed by the following equation (4) and the optimum control law is calculated, the feedback as in the equation (5) A control law is given.
ここで、u:制御力(ベクトル)
Q,R:重み行列
Where u: control force (vector)
Q, R: Weight matrix
制御するためには状態変数x(ベクトル)を与える必要があるため、図6の加速度αを計測してx(ベクトル)を推定する。 Since it is necessary to give a state variable x (vector) for control, the acceleration α in FIG. 6 is measured to estimate x (vector).
又、オブサーバを与える。 Also give an observer.
例えば、次式で与えられるxハット(ベクトル)がx(ベクトル)の推定値である。 For example, an x hat (vector) given by the following equation is an estimated value of x (vector).
K:カルマンフィルタによるゲイン(行列)
K: Gain by Kalman filter (matrix)
このような方法により、ブーム30上の加速度αを計測し、状態変数x(ベクトル)を推定して制御することができる。
By such a method, the acceleration α on the
又、油圧シリンダ50の代わりに図7(A)に示すような、作動油が充填されたシリンダ52A内にばね52Bを内蔵した油圧ダンパー52、又は、図7(B)に示すような、作動油が充填されたシリンダ54Aにばね54Bを外付けした油圧ダンパー54を用いて、受動的な制振を行うこともできる。図において、52C、54Cは、オリフィス52D、54Dが形成されたピストンである。
Further, instead of the
更に、オリフィス52D、54Dの径を可変構造とすることや、作動流体をMR流体として流路の磁力を変化することで減衰力を準能動的に制御できる。 Furthermore, the damping force can be quasi-actively controlled by making the diameters of the orifices 52D and 54D variable, or by changing the magnetic force of the flow path using the working fluid as an MR fluid.
次に、コンテナクレーンのモノボックス構造の起伏ブーム30の制振に適用した第2の参考形態の要部構成を図8に示す。基本的な構成及び作用は第1の参考形態と同様であるので説明は省略する。
Next, the principal part structure of the 2nd reference form applied to the vibration suppression of the
なお、2本の線索40をそれぞれ独立して操作するのではなく、図9に示す第3の参考形態のように、支点62aを中心として回動自在とされた略三角形状のアーム62と、該アーム62を駆動するアクチュエータ(例えば油圧シリンダとダンパーで構成)64を備えた天秤棒のような制御機構60で一体として制御することもできる。
In addition, instead of operating the two
本参考形態によれば、力発生装置と減衰要素が1組で足り、構成が簡易である。 According to the present embodiment, only one set of the force generator and the damping element is sufficient, and the configuration is simple.
又、前記第1乃至第3の参考形態においては、いずれも線索40がブーム30の中心軸と平行に張られていたが、図10に示す第4の参考形態の如く、ブーム30の根元部である海側アッパービーム23aに向かってブーム30から離れるように傾斜して配置してもよい。
In each of the first to third reference forms, the
このように線索40を斜めにすることで、ブーム構造体にはモーメントと同時にせん断力が作用し、より効果的に制振作用が生まれる。
By tilting the
更に、図11に示す第5の参考形態のように、両方の線索40の線索作用点部42を一致させると、せん断力のみが作用することになる。
Furthermore, as in the fifth reference embodiment shown in FIG. 11, when the line
又、図12に示す第6の参考形態のように、線索40を交差させても良い。
Further, the
このように線索40を交差させることで、ブーム30に対して力が作用する方向に角度を付けて効果を高めることができる。
Thus, by making the
以下、第6の参考形態のように、線索40が交差するタイプを交差型、それ以外を非交差型と総称する。
Hereinafter, as in the sixth reference embodiment, a type in which the
又、図13に示す第7の参考形態のように、線索40を船舶のナビゲーションブリッジ(以下、船舶ブリッジと称する)10a等に対するセンサとして利用することも可能である。即ち、クレーン全体がブーム30を水平状態で海側に出している場合、間違って走行すると、船舶ブリッジ10aなどの障害物に衝突するおそれがある。これを事前に避けるために、線索40が船舶ブリッジ10a等に接触すると片側のみの線索40が水平方向に変位するので、変位量が一定値以上になった場合に、船舶10との干渉があると判断し、クレーン本体22の走行を停止して、ブーム30の船舶ブリッジ10a等への衝突を防止することができる。ブーム30の振動か船舶との干渉かは両側の線索40の変動の有無で判断できる。
Further, as in the seventh reference embodiment shown in FIG. 13, the
特に、アクチュエータとしてダンパーを用いた場合には、船舶ブリッジ10a等との接触時に衝撃吸収作用を持たせることができる。 In particular, when a damper is used as the actuator, it is possible to provide an impact absorbing action when contacting the ship bridge 10a and the like.
次に、トロリ32の横行用ワイヤロープ70を制振用の線索40として使用することも可能である。即ち、図14に示す第8の参考形態のように、ブーム30上を移動するトロリ32の横行(移動)用ワイヤロープ70の緊張装置72で張力を制御することが可能である。図において、74はシーブである。
Next, the traversing wire rope 70 of the
次に、本発明による制御方法の変形例について説明する。 Next, a modification of the control method according to the present invention will be described.
制御系構築方法は、有限要素法から振動モード座標を計算してモデル化する方法が考えられる。対象となるモデルは、質量要素、ばね要素、減衰要素に分解できる。目的はブーム振動の減衰を向上させることであるから、目的関数をそのように設定して制御則を既存の手法で構築できる。このときに、トロリ32の位置情報を付け加えるモデルは、トロリ32の位置ごとに有限要素法モデルを構築し、振動モード座標系に分解して制御系を設計することは実時間では困難である。これは、以下のようにして解決することができる。
As a control system construction method, a method of modeling by calculating vibration mode coordinates from the finite element method is conceivable. The target model can be decomposed into a mass element, a spring element, and a damping element. Since the objective is to improve the damping of boom vibrations, the control function can be constructed with existing techniques by setting the objective function in that way. At this time, it is difficult in real time to design a control system by adding a position information of the
まず、ブーム単体の振動モード座標を作る。これは、設計値などにより机上であらかじめ構築できる。このモデルは図15のような模式図で示すことができる。分解した質量m1からmnとばねk1からknと減衰c1からcnとなり、これの運動方程式は単純なマトリクスで表現できる。トロリ32の質量をmtとすると、これを現在のトロリ位置情報から、分解した質量の位置に加える。例えばトロリ位置がブーム先端であればm1にmtを加えたモデルとなる。
First, the vibration mode coordinates of the boom alone are created. This can be built in advance on the desk by design values or the like. This model can be shown by a schematic diagram as shown in FIG. The decomposed masses m1 to mn, springs k1 to kn, and damping c1 to cn can be expressed by a simple matrix. Assuming that the mass of the
マトリクスの大きさは振動モードの分解にもよるが、振動で問題になる振動数までで良いことが経験的にわかっているので20次程度に収まる。20次程度であれば、その演算はリアルタイムで可能であるから、質量位置が変わるような問題でも対応できる。 Although the size of the matrix depends on the decomposition of the vibration mode, it is empirically known that the frequency up to the problem frequency is sufficient, so it falls within the 20th order. If it is about the 20th order, the calculation can be performed in real time, so that it is possible to cope with the problem that the mass position changes.
また、式の様にあらかじめ与えておいて制御の振動モデルを切換えても良い。 Further, the vibration model of control may be switched in advance given by the equation.
具体的には、図16に例示する如く、トロリ32の停止位置が2.5mピッチである場合は、i番目にトロリ停止し、トロリ重量mtとして、分割を次のようにする。
Specifically, as illustrated in FIG. 16, when the stop position of the
前出(1)式において、質量行列Mが可変であるので、トロリ位置検出手段33で検出されるトロリ32の位置に合わせて、図17に示す如く、振動モデルを変えてカルマンフィルタK及び制御ゲインGを与える。
In the above equation (1), since the mass matrix M is variable, according to the position of the
なお、前記参考形態においては、いずれも、一つの制御対象部位に対する線索要素数が単数とされていたが、図18に示す非交差型の第9の参考形態や、図19に示す交差型の第10の参考形態のように、制御対象部位(図ではブーム30)の側面に中継用の梁30cを設けて、一つの制御対象部位に対する線索要素数を複数とすることもできる。
In each of the reference forms, the number of the line element for one control target part is singular, but the non-crossing ninth reference form shown in FIG. 18 and the crossing type shown in FIG. As in the tenth reference embodiment, a
即ち、一本の長い引張部材をブーム先端からブーム根元まで配置するのは実際には難しいが、図18や図19に例示するように、線索40を分割し、それらが作用する梁30cをブーム30から出すことにより対応できる。更に、ブーム30の分割により、ブームの高次モードの振動モードに対しても制御が有効になる。更に、ブームの剛性も一様でないため、ブーム剛性に応じた分割をすることで、一様な減衰力を与えることが可能になる。
That is, although it is actually difficult to arrange a single long tension member from the tip of the boom to the base of the boom, as illustrated in FIG. 18 and FIG. 19, the
以下、図19に示した交差型を例にとって、複数要素の場合の支持点である梁30cの置き方を説明する。図20に分割モデルを示す如く、ばね定数をKi、ヤング率をE、断面2次モーメントをIiとして、
Ki=EIi とすると、次式に示す振動モデル
When K i = EI i , the vibration model shown in the following equation
あるいは、支持点を、断面2次モーメントが変化する点においても良い。 Alternatively, the support point may be a point where the cross-sectional secondary moment changes.
以上、第1〜第10の参考形態のように、引張部材(線索40)を引張るタイプを引張り型と総称する。 As mentioned above, the type which pulls a tension member (wire 40) like the 1st-10th reference form is named generically.
次に、第11の参考形態について説明する。本参考形態は、図21に示すように、前記起伏ブーム30の中間部に、前記線索40を横から押して突張るための油圧シリンダ50を設けたものである。
Next, an eleventh reference embodiment will be described. In this reference embodiment, as shown in FIG. 21, a
前記油圧シリンダ50の先端には、シーブ51が設けられている。
A
図21において、ブーム30は、岸壁と平行なy方向に変位しながら振動する。この振動モードの振動数は、ブーム30に沿ってブーム30の長手方向(図のx方向)に変位するトロリ32の位置や質量により変化するが、この振動を、例えば前記油圧シリンダ50の圧力差として検出し、検出した圧力差に対応した制御力を油圧シリンダ50に出力して、ブーム30の振動を能動的に抑制する。
In FIG. 21, the
本参考形態では、油圧シリンダ50が線索40と接する部分にシーブ51が設けられており、油圧シリンダ50と線索40の間でブーム長手方向(図の左右方向)の力が働かないようにして、円滑な作用を保証している。
In this reference embodiment, a
なお、油圧シリンダ50の圧力を検出する代わりに、シーブ51の軸に力センサを設けても良い。
Instead of detecting the pressure of the
他の点については、前記第1の参考形態と同様であるので、説明は省略する。 The other points are the same as in the first reference embodiment, and thus the description thereof is omitted.
なお、前記参考形態においては、アクチュエータとして油圧シリンダ50が用いられていたが、アクチュエータの種類は、これに限定されず、油圧シリンダ50の代わりに図22(A)に示すような、作動油が充填されたシリンダ56A内にばね56Bを内蔵した油圧ダンパー56、又は、図22(B)に示すような、作動油が充填されたシリンダ58Aにばね58Bを外付けした油圧ダンパー58を用いて、受動的な制振を行うこともできる。図において、56C、58Cは、オリフィス56D、58Dが形成されたピストンである。
In the reference embodiment, the
更に、オリフィス56D、58Dの径を可変構造とすることや、作動流体をMR流体として流路の磁力を変化することで減衰力を準能動的に制御できる。
Furthermore, the damping force can be quasi-actively controlled by making the diameters of the
なお、前記第11の参考形態においては、線索40がブーム30の中心軸と交差しないように張られていたが、図23に示す第12の参考形態や、図24に示す第13の参考形態のように、線索40をブーム30の中心軸と交差させても良い。
In the eleventh reference embodiment, the
以上、第11〜第13の参考形態のように、引張部材(線索40)の中間をアクチュエータ50で横から押すタイプを突張り型と総称する。
As described above, as in the 11th to 13th reference embodiments, the type in which the middle of the tension member (the line 40) is pushed from the side by the
以下、前記引張り型と突張り型を併用した本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention in which the tension type and the tension type are used together will be described in detail.
本発明の第1実施形態は、図25に示す如く、ブーム30及びトロリガータ31の後半部を交差型の引張り型、トロリガータ31の中間部を非交差型の突張り型で制振するようにしたものである。
In the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 25, the
又、本発明の第2実施形態は、図26に示す如く、第1の実施形態とは逆に、ブーム30及びトロリガータ31の後半部を非交差型の突張り型、トロリガータ31の中間部を交差型の引張り型で制振するようにしたものである。
Also, in the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 26, in contrast to the first embodiment, the latter half of the
本発明の第3実施形態は、図27(A)(平面図)、(B)(正面図)、(C)(側面図)、(D)(橋桁部の平面図)に示す如く、クレーン本体22の上部連結材23cを非交差型の引張り型、脚部26を交差型の引張り型、橋桁28を非交差型の突張り型により制振するようにしたものである。
As shown in FIGS. 27 (A) (plan view), (B) (front view), (C) (side view), (D) (plan view of the bridge girder), the third embodiment of the present invention is a crane. The upper connecting
又、本発明の第4実施形態は、図28(A)(平面図)、(B)(正面図)、(C)(側面図)、(D)(橋桁部の平面図)に示す如く、クレーン本体22の脚部26を交差型の突張り型、橋桁28を非交差型の引張り型により制振するようにしたものである。
Further, in the fourth embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 28A (plan view), (B) (front view), (C) (side view), and (D) (plan view of the bridge girder). The
このように、制振対象に応じて、引張り型と突張り型、及び/又は、それぞれの非交差型と交差型を使い分けることにより、効果的な制振が可能である。 Thus, effective vibration suppression is possible by properly using the tension type and the tension type and / or the non-crossing type and the crossing type according to the vibration suppression target.
なお、前記実施形態においては、いずれも、引張材料として、線索40又は横行用ワイヤロープ70が用いられていたが、引張材料はこれらに限定されず、チェーン、パイプ、棒等であっても良い。
In each of the embodiments, the
又、適用対象もコンテナクレーンのような橋形クレーンに限定されず、例えばアンローダ等にも同様に適用できる。荷もコンテナに限定されない。 Further, the application target is not limited to a bridge crane such as a container crane, and can be similarly applied to, for example, an unloader. The load is not limited to containers.
10…コンテナ船(船舶)
10a…船舶ブリッジ
12…コンテナ(荷)
14…エプロン
16…レール
20…コンテナクレーン
22…クレーン本体
23a…海側アッパービーム(ブーム根元部)
23c…上部連結材
24…走行装置
26…脚部
28…橋桁(下部橋桁)
30…(起伏)ブーム
30a…ブーム先端部
30c…梁(支持点)
31…トロリガータ
32…トロリ
33…トロリ位置検出手段
34…スプレッダ(吊具)
40…線索(引張部材)
42…線索作用点部
44…線索支点部
46…加速度センサ
50…油圧シリンダ
51…シーブ
52、54、56、58…油圧ダンパー
60…制御機構
62…アーム
62a…支点
70…横行(移動)用ワイヤロープ
10 ... Container ship
10a ...
14 ... Apron 16 ...
23c ... Upper connecting
30 ... (undulation)
31 ...
40 ... line (tension member)
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記長尺部材の少なくとも一つの一端から他端にかけて少なくとも一本の引張部材をかけ渡し、
該引張部材に加わる力及び/又は減衰力を能動的又は準能動的又は受動的に制御することにより、該少なくとも一つの長尺部材の振動を抑制すると共に、
前記長尺部材の少なくとも他の一つの一端から他端にかけて少なくとも一本の引張部材をかけ渡し、
該引張部材の中間部に、該引張部材を横から押して突張るためのアクチュエータを配置し、
該アクチュエータに加わる力及び/又は減衰力を能動的又は準能動的又は受動的に制御することにより、該少なくとも他の一つの長尺部材の振動を抑制することを特徴とする荷役機械の振動抑制方法。 In a cargo handling machine having a plurality of long members that require vibration suppression,
Span at least one tension member from one end to the other end of at least one of the elongated members;
By actively or semi-actively or passively controlling the force applied to the tension member and / or the damping force, the vibration of the at least one elongated member is suppressed,
Span at least one tension member from one end of the elongate member to the other end,
An actuator for pushing and pulling the tension member from the side is arranged in the middle of the tension member,
Vibration suppression of a cargo handling machine characterized by suppressing vibration of the at least one other long member by actively, semi-actively or passively controlling a force and / or damping force applied to the actuator. Method.
前記長尺部材の少なくとも一つの一端から他端にかけて掛け渡された少なくとも一本の引張部材と、
該引張部材に加わる力及び/又は減衰力を能動的又は準能動的又は受動的に制御することにより、該少なくとも一つの長尺部材の振動を抑制する手段と、
前記長尺部材の少なくとも他の一つの一端から他端にかけて掛け渡された少なくとも一本の引張部材と、
該引張部材の中間部に配置された、該引張部材を横から押して突張るためのアクチュエータと、
該アクチュエータに加わる力及び/又は減衰力を能動的又は準能動的又は受動的に制御することにより、該少なくとも他の一つの長尺部材の振動を抑制する手段と、
を備えたことを特徴とする荷役機械の振動抑制装置。 In a cargo handling machine having a plurality of long members that require vibration suppression,
At least one tension member spanned from one end to the other end of at least one of the elongated members;
Means for suppressing vibration of the at least one elongate member by actively or semi-actively or passively controlling the force and / or damping force applied to the tension member;
At least one tension member spanned from at least one other end of the elongate member to the other end;
An actuator disposed in an intermediate portion of the tension member for pushing and stretching the tension member from the side;
Means for suppressing vibration of the at least one other elongated member by actively or semi-actively or passively controlling the force and / or damping force applied to the actuator;
A vibration suppression device for a cargo handling machine, comprising:
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