JP6733321B2 - 吊荷方向制御装置 - Google Patents
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Description
図1に示すように、本実施形態の吊荷方向制御装置10は、本体部11を有している。この本体部11は、クレーン(図示せず)からワイヤーで吊り下げられる。この本体部11には、吊荷80を吊り下げる吊冶具(天秤梁)70がワイヤーを介して吊り下げられている。本体部11は、吊冶具70を介して、吊荷80の旋回方向や旋回姿勢等を制御する。本体部11は、内部に、フライホイール20、フライホイール用モータ25、ジンバル30、ジンバル用モータ45を備えている。
図2に示すように、吊荷方向制御装置10の本体部11は、フレーム15からなるハウジングを備えている。吊荷方向制御装置10のハウジング内には、フライホイール20が配置されている。フライホイール20は、外周部21が内周部22よりも厚肉の円盤により構成される。このため、フライホイール20の両面は、内周部22が外周部21に対して凹んだ凹凸形状を有している。また、フライホイール20の中心位置には、両面から突出した回転軸23が設けられている。
吊荷方向制御装置10の本体部11は、制御装置50を備えている。制御装置50は、無線通信により、後述する遠隔制御部60に接続される。
入力部61は、本体部11の電源の投入又は切断、吊荷の姿勢保持、旋回開始及び旋回方向等の指示が入力される。通信部62は、本体部11と無線で通信を行なう。本実施形態では、入力された指示を本体部に送信する。
吊荷方向制御装置10を操作する場合、操作者は、遠隔制御部60の入力部61に、電源投入指示を入力する。これにより、遠隔制御部60の通信部62は、電源投入指示を吊荷方向制御装置10の本体部11に送信する。本体部11の制御装置50は、通信部52を介して、遠隔制御部60から電源投入指示を取得した場合、フライホイール用モータ25を駆動して、フライホイール20を高速で回転させる。
まず、本体部11の制御装置50は、通信部52を介して、旋回指示を取得する(ステップS1−1)。具体的には、操作者が、遠隔制御部60の入力部61に、「右旋回」又は「左旋回」の旋回指示を入力すると、遠隔制御部60は、通信部62を介して、本体部11に、その指示を送信する。
次に、本体部11の制御装置50の制御部51は、ジンバル用モータを駆動する(ステップS1−3)。この場合、制御部51は、ブレーキ機構46を解放した状態にする。従って、ジンバル用モータ45の動力が、減速ギア42及びクラッチ36を介して、ジンバル30の支軸31に伝達されて、ジンバル30が傾動する。これにより、高速回転するフライホイール20の回転軸23と、直交するジンバル30の支軸31とに直交するモーメント軸の周りにジャイロモーメントが発生する。制御装置50の制御部51は、この発生したジャイロモーメントを受けて鉛直軸の周りに回転する。この場合、旋回方向(「右」又は「左」)に応じて、ジンバル30の傾動方向を変更する。その結果、吊荷方向制御装置10の本体部11は、ジンバル30の傾動方向に応じて強制的に鉛直軸の周りに旋回し、これに従って、図1に示す吊冶具70及び吊荷80が旋回する。
なお、旋回の指示信号が停止された場合には、制御装置50の制御部51は、ブレーキ機構46を作動させて、旋回を停止する。
姿勢を保持させる場合、本体部11の制御装置50は、通信部52を介して、姿勢保持指示を取得する(ステップS2−1)。具体的には、操作者は、遠隔制御部60の入力部61に、姿勢保持指示を入力する。遠隔制御部60は、通信部62を介して、本体部11に、入力された姿勢保持指示を送信する。そして、制御装置50は、通信部52を介して、姿勢保持指示を取得する。
(1)本実施形態では、吊荷方向制御装置10の本体部11の減速ギア42とジンバル30との間にクラッチ36を設ける。本体部11の制御部51は、姿勢保持指示を取得した場合(ステップS2−1)、クラッチの切断処理を実行する(ステップS2−2)。これにより、姿勢保持の場合には、クラッチ36によって、減速ギア42をジンバル30とは分離することができるので、吊荷方向制御装置10に、ゆっくりと旋回する小さい回転力が作用した場合であっても、ジャイロ効果が期待でき、吊荷方向制御装置10、吊冶具70及び吊荷80の姿勢(旋回位置)を維持することができる。
・上記実施形態では、吊荷方向制御装置10の制御部51は、遠隔制御部60の入力部61に入力された姿勢保持指示を取得した場合、クラッチ36を切断した。クラッチ36を切断する時期は、姿勢保持指示を取得した場合に限られない。例えば、吊荷方向制御装置10の旋回を検出して、クラッチの切断又は接続を制御するようにしてもよい。この場合には、吊荷方向制御装置10に、旋回方向の角速度を検出する旋回検出センサ(角速度センサ又はGPSセンサ等)を設ける。そして、旋回検出センサの出力から旋回を検知した場合に、クラッチの切断又は接続を行なう。更に、制御部51は、姿勢保持指示を取得した後に、旋回検出センサが、所定の基準角速度以下の旋回を検出した場合には、クラッチを切断する。これにより、ゆっくりとした旋回の発生を検知した場合にクラッチを切断することができる。
(a)前記吊荷の基準回転速度以下の旋回を検出した場合に、前記吊荷の旋回の停止時と判定することを特徴とする請求項3に記載の吊荷方向制御装置の制御方法。
Claims (2)
- フライホイールと、前記フライホイールを傾動させるジンバルと、前記ジンバルを傾動させる駆動モータと、前記駆動モータと前記ジンバルとの間に配置される減速ギアとを備え、
回転させた前記フライホイールを、前記ジンバルにより傾動させて生じるジャイロ効果を利用して、吊荷の旋回方向を制御する吊荷方向制御装置であって、
前記減速ギアと前記ジンバルとの間に配置したクラッチと、
前記吊荷の旋回の停止時に、前記クラッチを切断する制御部とを備え、
前記ジンバルの支軸を支持するフレームにおいて、前記ジンバルとは反対側に、前記クラッチを収容するクラッチハウジングを固定し、
前記クラッチハウジングを介して、前記減速ギアを内蔵したギアボックスを前記フレームに取り付け、
前記クラッチハウジングにおいては、前記支軸と前記クラッチの連結軸とを同軸上で結合したことを特徴とする吊荷方向制御装置。 - 前記クラッチは、歯が噛み合うことによりトルクを伝達することを特徴とする請求項1に記載の吊荷方向制御装置。
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