JP6756431B2 - 吊り荷の移送方法及びクレーン - Google Patents
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Description
このため、コンテナをクレーンで吊り上げて移送するとき、コンテナの振れを小さくするような制御が行われることが好ましい。
このため、コンテナの振れが徐々に大きくなる傾向を、可能な限り早期に判定して移送を中止し、振れを抑制する等の対応をすることが好ましい。
クレーンがロープで吊り荷を吊り上げて前記吊り荷をトロリで移送するときに、前記トロリを加減速させながら、あるいは、前記ロープのロープ長を時間変化させながら前記吊り荷を移送し、前記移送中に発生する吊り荷の振れを、前記吊り荷の移送中に止める振れ止め制御を行うステップと、
前記吊り荷の移送中であって、前記吊り荷の振れの発生中あるいは前記振れ止め制御中、前記トロリの加減速によって、あるいは、前記ロープ長の時間変化によって変化する、前記吊り荷の振れの最大振れ角度の予測値を算出するステップと、
前記算出した前記予測値が許容範囲を外れた場合、前記吊り荷の移送を停止するステップと、を含む。
クレーンがロープで吊り荷を吊り上げて前記吊り荷をトロリで移送するときに、前記トロリを加減速させながら、あるいは、前記ロープのロープ長を時間変化させながら前記吊り荷を移送し、前記移送中に発生する吊り荷の振れを、前記吊り荷の移送中に止める振れ止め制御を行うステップと、
前記吊り荷の移送中であって、前記吊り荷の振れの発生中あるいは前記振れ止め制御中、前記トロリの加減速によって、あるいは、前記ロープ長の時間変化によって変化する、前記トロリから前記吊り荷に流入する前記吊り荷の単位質量当たりのエネルギ流量、及び前記エネルギ流量を累積することにより求まる前記吊り荷に蓄積された前記吊り荷の単位質量当たりの蓄積エネルギ量の少なくとも一つの物理量を算出するステップと、
前記算出した前記物理量が許容範囲を外れた場合、前記吊り荷の移送を停止するステップと、を含む。
クレーンがロープで吊り荷を吊り上げて前記吊り荷をトロリで移送するときに発生する吊り荷の振れを止める振れ止め制御を行うステップと、
前記吊り荷の振れの発生中あるいは前記振れ止め制御中、前記吊り荷の振れの最大振れ角度の予測値、前記トロリから前記吊り荷に流入する前記吊り荷の単位質量当たりのエネルギ流量、及び前記吊り荷に蓄積された前記吊り荷の単位質量当たりの蓄積エネルギ量の少なくとも一つの物理量を算出するステップと、
前記算出した前記物理量が許容範囲を外れた場合、前記吊り荷の移送を停止するステップと、を含む。
前記振れ止め制御では、前記トロリの現在の位置と前記トロリの目標位置の指令情報の差分に基づいて前記トロリの目標速度を生成し、生成した前記目標速度と前記トロリの現在の速度の差分に応じて定まる量、前記吊り荷の前記トロリに対する振れ変位に応じて定まる量、及び前記吊り荷の前記トロリに対する振れ速度に応じて定まる量の合計を、生成した前記目標速度を変更する変更量として定めて、前記トロリを駆動させる駆動装置に与える前記トロリの速度の指令情報を変更する。
前記吊り荷の振れ角度をφ、前記ロープのロープ長をl、前記吊り荷の振れ角速度をφ’、及び、重力加速度をg、としたとき、前記最大振れ角度は、cos −1 {cosφ−(l・φ’) 2 /(2g・l)}として求められる、ことが好ましい。
前記吊り荷の移送方法は、さらに、前記吊り荷の移送中、前記振れ止め制御を数学モデルで再現した制御シミュレーションモデルを用いて、前記吊り荷の振れ止めを再現するステップを含み、
算出する前記物理量は、前記蓄積エネルギ量である。
このとき、前記許容範囲は、前記制御シミュレーションモデルで再現した前記吊り荷に蓄積された前記吊り荷の単位質量当たりの再現蓄積エネルギ量に対して予め設定された許容幅を持った範囲である、ことも好ましい。
トロリ、吊り荷を吊り上げる前記トロリから延びるロープ、及び前記トロリの移動経路を形成するレール、を備えるクレーン本体部と、
前記吊り荷の吊り上げと前記トロリの移送を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記ロープが吊り荷を吊り上げて前記トロリが加減速しながら、あるいは、前記ロープのロープ長を時間変化させながら前記トロリが前記吊り荷を移送するときに発生する吊り荷の振れを、前記吊り荷の移送中に止めるように振れ止め制御を行う振れ止め制御部と、
前記吊り荷の移送中であって、前記吊り荷の振れの発生中、前記トロリの加減速によって、あるいは、前記ロープ長の時間変化によって変化する、前記吊り荷の振れの最大振れ角度の予測値を前記吊り荷の移送中に算出する物理量算出部と、
前記算出した前記予測値が許容範囲を外れるか否かを判定する判定部と、
前記物理量が許容範囲を外れた場合、前記吊り荷の移送を停止する信号を生成する移送動作指示部と、
を含む。
トロリ、吊り荷を吊り上げる前記トロリから延びるロープ、及び前記トロリの移動経路を形成するレール、を備えるクレーン本体部と、
前記吊り荷の吊り上げと前記トロリの移送を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記ロープが吊り荷を吊り上げて前記トロリが加減速しながら、あるいは、前記ロープのロープ長を時間変化させながら前記トロリが前記吊り荷を移送するときに発生する吊り荷の振れを、前記吊り荷の移送中に止めるように振れ止め制御を行う振れ止め制御部と、
前記吊り荷の移送中であって、前記吊り荷の振れの発生中、前記トロリの加減速によって、あるいは、前記ロープ長の時間変化によって変化する、前記トロリから前記吊り荷に流入する前記吊り荷の単位質量当たりのエネルギ流量、及び前記エネルギ流量を累積することにより求まる前記吊り荷に蓄積された前記吊り荷の単位質量当たりの蓄積エネルギ量の少なくとも一つの物理量を前記吊り荷の移送中に算出する物理量算出部と、
前記算出した前記物理量が許容範囲を外れるか否かを判定する判定部と、
前記物理量が許容範囲を外れた場合、前記吊り荷の移送を停止する信号を生成する移送動作指示部と、
を含む。
トロリ、吊り荷を吊り上げる前記トロリから延びるロープ、及び前記トロリの移動経路を形成するレール、を備えるクレーン本体部と、
前記吊り荷の吊り上げと前記トロリの移送を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記ロープが吊り荷を吊り上げて前記トロリが前記吊り荷を移送するときに発生する吊り荷の振れを止めるように振れ止め制御を行う振れ止め制御部と、
前記吊り荷の振れの発生中、前記吊り荷の振れの最大振れ角度の予測値、前記トロリから前記吊り荷に流入する前記吊り荷の単位質量当たりのエネルギ流量、及び前記吊り荷に蓄積された前記吊り荷の単位質量当たりの蓄積エネルギ量の少なくとも一つの物理量を算出する物理量算出部と、
前記算出した前記物理量が許容範囲を外れるか否かによって、前記振れが時間とともに増大するか否かを判定する判定部と、
前記物理量が許容範囲を外れた場合、前記吊り荷の移送を停止する信号を生成する移送動作指示部と、
を含む。
前記振れ止め制御部は、前記トロリの現在の位置と前記トロリの目標位置の指令情報の差分に基づいて前記トロリの目標速度を生成し、生成した前記目標速度と前記トロリの現在の速度の差分に応じて定まる量、前記吊り荷の前記トロリに対する振れ変位に応じて定まる量、及び前記吊り荷の前記トロリに対する振れ速度に応じて定まる量の合計を、生成した前記目標速度を変更する変更量として定めて、前記トロリを駆動させる駆動装置に与える前記トロリの速度の指令情報を変更することにより、前記振れ止め制御を行う。
前記振れ止め制御部は、さらに、前記吊り荷の移送中、前記振れ止め制御を数学モデルで再現する制御シミュレーションモデルを備え、
前記許容範囲は、前記制御シミュレーションモデルで再現した前記吊り荷に蓄積された前記吊り荷の単位質量当たりの再現蓄積エネルギ量に対して予め設定された許容幅を持った範囲である、ことが好ましい。
本実施形態では、コンテナを吊り荷とするが、吊り荷はコンテナに限定されない。吊り荷をロープで吊り上げ、吊り上げた吊り荷を、トロリを用いて移動するものであれば、吊り荷及びクレーンはコンテナ及びコンテナクレーンに限定されない。
クレーン本体部12は、トロリ7、コンテナ3を吊り上げるトロリ7に接続されたロープ8、及びトロリ7の移送経路を形成するレール11、を備える。ロープ8はトロリ7から延びている。
トロリ7は、水平梁9に設けられたレール11上を移動する。トロリ7には、コンテナ3を吊るロープ8とコンテナのサイズに合わせて把持部を伸縮させるスプレッダ(図示されない)と、トロリ7の移動機構と、が設けられている。トロリ7は、コンテナ3を吊り上げて、コンテナ船1とコンテナヤードの間を移動する。このとき、トロリ7の目標位置xTrefに対する位置制御を含んだコンテナ3の振れ止めフィードバック制御が行なわれる。コンテナ3を吊り上げた際あるいはコンテナ3を移送する際、コンテナ3とトロリ7の位置ずれやコンテナ3の移送に伴った加速度等により、コンテナ3は、コンテナ3を吊っているロープ8のロープ長に応じた振り子振動、すなわち、振れが発生し易い。本実施形態では、この振れが時間とともに増大するか否かを判定し、振れが増大する場合、振れを止める振れ止め制御を行なう。
振れ角度φは、トロリ7のロープ8が鉛直方向に垂れた鉛直下方向の直線を基準とした角度である。コンテナ3の振れ変位xは、トロリ7からロープ8が延びる位置を基準とした相対的な位置(コンテナ3の移送方向における位置)であり、ロープ8のロープ長lとすると、x=l・φとして表される。トロリ7の位置xTは、所定の基準位置からのレール11に沿った方向の距離を表す。ロープ長lは、コンテナ3を吊り上げるため時間的に変化する。振れ角度φも時間的に変化する。コンテナ3の振れ速度はφ’として表されている。トロリ7は、コンテナ3の振れ止め制御を行うとき、微小にトロリ7の位置xTが変動する、あるいはトロリ7の速度vTが変動することにより、コンテナ3の振れ止め抑制が行われる。
駆動装置40は、ロープ8の巻上げ及びコンテナ3の移送を行う装置であり、これらの動作は、制御装置20から送られる制御信号に基づいて行われる。
制御装置20は、コンピュータで構成されている。制御装置20は、物理量算出部22、判定部24、移送動作指示部26、及び振れ止め制御部28を有する。物理量算出部22、判定部24、移送動作指示部26、及び振れ止め制御部28の各部分は、コンピュータのメモリに記録したプログラムをコンピュータが呼び出し起動することにより形成されるソフトウェアモジュールである。このため、各部分の機能は、実質的には、プログラムに従がってコンピュータの中央演算ユニット(CPU)が司る。
また、物理量算出部22は、トロリ7の加速度v’Tを、トロリ7の速度vTの時間変化ΔvT(一定のサンプリング時間間隔Δtで送られてくるトロリ7の速度vTの隣り合う速度のデータ)vT1、vT2の差分)をトロリ7の速度vTのサンプリング時間間隔Δtで除算することにより算出する。
さらに、物理量算出部22は、ロープ長lの時系列のデータから、ロープ長lの時間変化Δl(一定のサンプリング時間間隔Δtで送られてくるロープ長lの隣り合うデータl1、l2の差分)をロープ長lのサンプリング時間間隔Δtで除算することにより、ロープ長の時間微分l’を算出する。
さらに、物理量算出部22は、コンテナ3の振れ角速度φ’を、コンテナ3の振れ変位xとロープ長lから求められるコンテナ3の振れ角度φの時間変化分をサンプリング時間間隔Δtで除算することにより算出する。
物理量算出部22は、取得したコンテナ3の位置x及び振れ速度vと、トロリ7の位置xT及び速度vTと、ロープ長lの情報を、振れ止め制御部28に送る。
ここで、物理量は、コンテナ3の振れの最大振れ角度の予測値、トロリ7からコンテナ3に流入するコンテナ3の単位質量当たりのエネルギ流量、及びコンテナ3に蓄積されたコンテナ3の単位質量当たりの蓄積エネルギ量の少なくとも一つである。これらの物理量は、振れが時間の経過とともに増大する場合であっても、振れが小さい状態のときに、振れの増大を予測することができる物理量である。
このように、エネルギ流量Pは、2l’・φ’2の項を含んでいるので、エネルギ流量P及びエネルギ流量Pから算出される蓄積エネルギ量Eは、コンテナ3の振れ角速度φ’の2乗とローブ8のロープ長lの時間微分l’との積の情報を含んだ物理量である。すなわち、ロープ長の変化と振れ角速度の大小になるタイミングに応じて、エネルギ流量P及び蓄積エネルギ量Eは変化する。
本実施形態では、物理量として、最大振れ角度の予測値φmax、コンテナ3の単位質量当たりのエネルギ流量P、及び蓄積エネルギ量Eのいずれかを用いるが、これらの物理量のうち、2つ以上を判定に用いることができる。この場合、判定部24は、判定に用いる物理量の1つでも許容範囲を外れた場合、コンテナ3の振れが時間とともに大きくなると判定することが好ましい。これにより、判定部24は、コンテナ3の振れが時間とともに増大する不安定状態にあることを早期に判定することができる。
振れ止め制御部28は、位置制御補償部28aと速度指令値生成部28bとを備える。
速度指令値生成部28bは、位置制御補償部28aで算出した目標速度vTrefに、f1・(vTref−vT)を加算し、この結果からf2・x及びf3・vを減算することにより、トロリ7の速度指令値uTを算出する。すなわち、下記式(1)に従がって、速度指令値生成部28bは、速度指令値uTを算出する。
なお、vTrefは、vTref= H(s)・(xTref−xT) である。
dX/dt = A・X+buT ・・・ 式(2)
ここで、dX/dtは、状態ベクトルXの時間微分を表す。Aは、クレーン本体部12のシステムモデルを表す行列であり、bは、このシステムモデルに入力される速度指令値uTに係る係数を表すベクトルである。したがって、制御シミュレーションモデルは、上記式(1)及び(2)を連立させたモデルである。
連立させた制御シミュレーションモデルは下記式(3)で表される。
dX/dt = A’・X+b’vTref ・・・ 式(3)
ここで、A’は、フィードバック制御を含んだ制御シミュレーションモデルの行列であり、b’は、この制御シミュレーションに入力されるトロリ7の目標速度vTrefに係る係数を表すベクトルである。式(1)中のf1、f2、及びf3は、行列A’に含まれる。この制御シミュレーションモデルを用いてシミュレーションを行うことにより、コンテナ3の振れのオーバシュートが小さく、迅速に減衰するように定めた制御パラメータに基づいて定めることができる。制御パラメータは、例えば、制御シミュレーションモデルにおける極の固有角振動数を定めるパラメータと、この固有角振動数における減衰の程度を表すパラメータ(減衰比)を含むことができる。この制御パラメータを用いて、f1、f2、及びf3を表すことができる。したがって、f1、f2、及びf3は、制御パラメータの値を設定することにより、コンテナ3の振れのオーバシュートが小さく、迅速に減衰するようなf1、f2、及びf3の値を求めることができる。
また、目標位置xTrefに0より大きい値を入力すれば、トロリ7は移送を行い、コンテナ3の移送中、コンテナ3に振れが生じないように、トロリ7の移送速度を制御することができる。
ように物理量に対して定める許容範囲は、ロープ長lあるいはコンテナ3の重量等に係らず、同じ一定の許容範囲が設定されていることが必要である。しかも、コンテナ3の振れに影響を与えるクレーン本体部12のパラメータあるいはクレーン本体部12の動作に影響を与えるパラメータがクレーン本体部12の長期使用によって経時変化をしても、上記許容範囲は大きく変化しないことが必要である。このような物理量が、上述した最大振れ角度の予測値φmax、コンテナ3の単位質量当たりのエネルギ流量P、及び蓄積エネルギ量Eである。
この場合、物理量として、最大振れ角度の予測値φmaxを用いる場合、コンテナ3の振れ角度φが最大になる前に最大振れ角度の予測値φmaxを算出することができるので、コンテナ3の振れの増大の有無を早期に判定することができる。特に、最大振れ角度の予測値φmaxを用いる場合、振れによるコンテナ3の変動中のコンテナ3が最初に最大振れ角度の位置に到達するタイミングの前に予測することが、コンテナ3の振れの増大の有無を早期に判定する点から好ましい。
比較部24bは、再現蓄積エネルギ量E*に対して予め設定された許容幅を持った範囲を上述の判定のための許容範囲として定め、物理量算出部22から送られた蓄積エネルギ量Eが、定めた許容範囲から外れたか否かを判定する。
(1)制御装置20の振れ止め制御部28は、コンテナクレーン4がロープ8でコンテナ3を吊り上げてコンテナ3を移送するときに発生するコンテナ3の振れを止める振れ止め制御を行う。
(2)制御装置20の物理量算出部22は、コンテナ3の振れの発生中あるいはコンテナ3の振れ止め制御中、コンテナ3の振れの最大振れ角度φmaxの予測値、トロリ7からコンテナ3に流入するコンテナ3の単位質量当たりのエネルギ流量P、及びコンテナ3に蓄積されたコンテナ3の単位質量当たりの蓄積エネルギ量Eの少なくとも一つの物理量を算出する。
(3)制御装置20の移送動作指示部26は、物理量算出部22による物理量の算出の結果、物理量が許容範囲を外れた場合、コンテナ3の移送を停止する、
ことを行う。
このとき、判定部24は、判定に用いる許容範囲は、制御シミュレーションモデルで再現した再現蓄積エネルギ量E*に対して予め設定された許容幅を持った範囲であることが好ましい。
図9〜12は、ロープ長lが43mの状態でコンテナ3を吊り上げてロープ長lを19mにし、コンテナ3を移送させたときの挙動を示す。図9は、トロリ7の目標速度vTref、トロリ7の速度指令値uT、トロリ7の速度vT、ロープ長lの時間微分l’の時系列波形の一例を示す。図10は最大振れ角度φmaxの予測値、図11はエネルギ流量P、図12は蓄積エネルギ量Eの挙動をそれぞれ示す。
2 岸壁
3 コンテナ
4 コンテナクレーン
5 前脚
6 後脚
7 トロリ
9 水平梁
9a ガーダ
9b ブーム
10 バックステー
11 レール
12 クレーン本体部
20 制御装置
22 物理量算出部
24 判定部
24a シミュレーション計算部
24b 比較部
26 移送動作指示部
28 振れ止め制御部
28a 位置制御補償部
28b 速度指令値生成部
40 駆動装置
Claims (15)
- クレーンを用いた吊り荷の移送方法であって、
クレーンがロープで吊り荷を吊り上げて前記吊り荷をトロリで移送するときに、前記トロリを加減速させながら、あるいは、前記ロープのロープ長を時間変化させながら前記吊り荷を移送し、前記移送中に発生する吊り荷の振れを、前記吊り荷の移送中に止める振れ止め制御を行うステップと、
前記吊り荷の移送中であって、前記吊り荷の振れの発生中あるいは前記振れ止め制御中、前記トロリの加減速によって、あるいは、前記ロープ長の時間変化によって変化する、前記吊り荷の振れの最大振れ角度の予測値を算出するステップと、
前記算出した前記予測値が許容範囲を外れた場合、前記吊り荷の移送を停止するステップと、を含むことを特徴とする吊り荷の移送方法。 - クレーンを用いた吊り荷の移送方法であって、
クレーンがロープで吊り荷を吊り上げて前記吊り荷をトロリで移送するときに、前記トロリを加減速させながら、あるいは、前記ロープのロープ長を時間変化させながら前記吊り荷を移送し、前記移送中に発生する吊り荷の振れを、前記吊り荷の移送中に止める振れ止め制御を行うステップと、
前記吊り荷の移送中であって、前記吊り荷の振れの発生中あるいは前記振れ止め制御中、前記トロリの加減速によって、あるいは、前記ロープ長の時間変化によって変化する、前記トロリから前記吊り荷に流入する前記吊り荷の単位質量当たりのエネルギ流量、及び前記エネルギ流量を累積することにより求まる前記吊り荷に蓄積された前記吊り荷の単位質量当たりの蓄積エネルギ量の少なくとも一つの物理量を算出するステップと、
前記算出した前記物理量が許容範囲を外れた場合、前記吊り荷の移送を停止するステップと、を含むことを特徴とする吊り荷の移送方法。 - 前記単位質量当たりのエネルギ流量は、前記トロリの加速度と前記吊り荷の振れ角速度と前記吊り荷の振れ角度の余弦の値との積から、前記ロープ長の時間微分の値と前記吊り荷の振れ角速度の二乗値と定数2との積を差し引いた物理量である、請求項2に記載の吊り荷の移送方法。
- クレーンを用いた吊り荷の移送方法であって、
クレーンがロープで吊り荷を吊り上げて前記吊り荷をトロリで移送するときに発生する吊り荷の振れを止める振れ止め制御を行うステップと、
前記吊り荷の振れの発生中あるいは前記振れ止め制御中、前記吊り荷の振れの最大振れ角度の予測値、前記トロリから前記吊り荷に流入する前記吊り荷の単位質量当たりのエネルギ流量、及び前記吊り荷に蓄積された前記吊り荷の単位質量当たりの蓄積エネルギ量の少なくとも一つの物理量を算出するステップと、
前記算出した前記物理量が許容範囲を外れた場合、前記吊り荷の移送を停止するステップと、を含み、
前記振れ止め制御では、前記トロリの現在の位置と前記トロリの目標位置の指令情報の差分に基づいて前記トロリの目標速度を生成し、生成した前記目標速度と前記トロリの現在の速度の差分に応じて定まる量、前記吊り荷の前記トロリに対する振れ変位に応じて定まる量、及び前記吊り荷の前記トロリに対する振れ速度に応じて定まる量の合計を、生成した前記目標速度を変更する変更量として定めて、前記トロリを駆動させる駆動装置に与える前記トロリの速度の指令情報を変更する、ことを特徴とする吊り荷の移送方法。 - 前記最大振れ角度の予測値は、前記振れによる前記吊り荷の前記トロリに対する相対位置の変動中、前記吊り荷の振れ角度の計測情報と前記ロープのロープ長の情報を取得後、取得した前記振れ角度の計測情報と前記ロープ長の情報を用いて、変動中の前記吊り荷が最初に前記吊り荷の最大振れ角度の位置に到達するタイミングの前に予測する、請求項1に記載の吊り荷の移送方法。
- 前記吊り荷の振れ角度をφ、前記ロープのロープ長をl、前記吊り荷の振れ角速度をφ’、及び、重力加速度をg、としたとき、前記最大振れ角度は、cos−1{cosφ−(l・φ’)2/(2g・l)}として求められる、請求項1または5に記載の吊り荷の移送方法。
- 前記振れ止め制御は、前記吊り荷の前記振れが小さくなるように前記トロリの速度を変動させることによって行われ、
前記吊り荷の移送方法は、さらに、前記吊り荷の移送中、前記振れ止め制御を数学モデルで再現した制御シミュレーションモデルを用いて、前記吊り荷の振れ止めを再現するステップを含み、
算出する前記物理量は、前記蓄積エネルギ量であり、
前記許容範囲は、前記制御シミュレーションモデルで再現した前記吊り荷に蓄積された前記吊り荷の単位質量当たりの再現蓄積エネルギ量に対して予め設定された許容幅を持った範囲である、請求項2〜4のいずれか1項に記載の吊り荷の移送方法。 - 前記振れ止め制御は、前記トロリの速度、前記吊り荷の前記トロリに対する振れ変位、前記トロリの位置、及び前記吊り荷の前記トロリに対する振れ速度に応じて、前記トロリを駆動させる駆動装置に与える前記トロリの速度の指令情報を変更することで行われる、請求項1,2,3,5,及び6のいずれか1項に記載の吊り荷の移送方法。
- 前記トロリの位置と前記トロリの目標位置の指令情報の差分に基づいて、前記トロリの速度の指令情報は生成される、請求項8に記載の吊り荷の移送方法。
- トロリ、吊り荷を吊り上げる前記トロリから延びるロープ、及び前記トロリの移動経路を形成するレール、を備えるクレーン本体部と、
前記吊り荷の吊り上げと前記トロリの移送を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記ロープが吊り荷を吊り上げて前記トロリが加減速しながら、あるいは、前記ロープのロープ長を時間変化させながら前記トロリが前記吊り荷を移送するときに発生する吊り荷の振れを、前記吊り荷の移送中に止めるように振れ止め制御を行う振れ止め制御部と、
前記吊り荷の移送中であって、前記吊り荷の振れの発生中、前記トロリの加減速によって、あるいは、前記ロープ長の時間変化によって変化する、前記吊り荷の振れの最大振れ角度の予測値を前記吊り荷の移送中に算出する物理量算出部と、
前記算出した前記予測値が許容範囲を外れるか否かを判定する判定部と、
前記物理量が許容範囲を外れた場合、前記吊り荷の移送を停止する信号を生成する移送動作指示部と、
を含むことを特徴とするクレーン。 - 前記物理量算出部は、前記吊り荷の振れ角度をφ、前記ロープのロープ長をl、前記吊り荷の振れ角速度をφ’、及び、重力加速度をg、としたとき、前記最大振れ角度を、cos−1{cosφ−(l・φ’)2/(2g・l)}として求める、請求項10に記載のクレーン。
- トロリ、吊り荷を吊り上げる前記トロリから延びるロープ、及び前記トロリの移動経路を形成するレール、を備えるクレーン本体部と、
前記吊り荷の吊り上げと前記トロリの移送を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記ロープが吊り荷を吊り上げて前記トロリが加減速しながら、あるいは、前記ロープのロープ長を時間変化させながら前記トロリが前記吊り荷を移送するときに発生する吊り荷の振れを、前記吊り荷の移送中に止めるように振れ止め制御を行う振れ止め制御部と、
前記吊り荷の移送中であって、前記吊り荷の振れの発生中、前記トロリの加減速によって、あるいは、前記ロープ長の時間変化によって変化する、前記トロリから前記吊り荷に流入する前記吊り荷の単位質量当たりのエネルギ流量、及び前記エネルギ流量を累積することにより求まる前記吊り荷に蓄積された前記吊り荷の単位質量当たりの蓄積エネルギ量の少なくとも一つの物理量を前記吊り荷の移送中に算出する物理量算出部と、
前記算出した前記物理量が許容範囲を外れるか否かを判定する判定部と、
前記物理量が許容範囲を外れた場合、前記吊り荷の移送を停止する信号を生成する移送動作指示部と、
を含むことを特徴とするクレーン。 - 前記単位質量当たりのエネルギ流量は、前記トロリの加速度と前記吊り荷の振れ角速度と前記吊り荷の振れ角度の余弦の値との積から、前記ロープのロープ長の時間微分の値と前記吊り荷の振れ角速度の二乗値と定数2との積を差し引いた物理量である、請求項12に記載のクレーン。
- トロリ、吊り荷を吊り上げる前記トロリから延びるロープ、及び前記トロリの移動経路を形成するレール、を備えるクレーン本体部と、
前記吊り荷の吊り上げと前記トロリの移送を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記ロープが吊り荷を吊り上げて前記トロリが前記吊り荷を移送するときに発生する吊り荷の振れを止めるように振れ止め制御を行う振れ止め制御部と、
前記吊り荷の振れの発生中、前記吊り荷の振れの最大振れ角度の予測値、前記トロリから前記吊り荷に流入する前記吊り荷の単位質量当たりのエネルギ流量、及び前記吊り荷に蓄積された前記吊り荷の単位質量当たりの蓄積エネルギ量の少なくとも一つの物理量を算出する物理量算出部と、
前記算出した前記物理量が許容範囲を外れるか否かによって、前記振れが時間とともに増大するか否かを判定する判定部と、
前記物理量が許容範囲を外れた場合、前記吊り荷の移送を停止する信号を生成する移送動作指示部と、
を含み、
前記振れ止め制御部は、前記トロリの現在の位置と前記トロリの目標位置の指令情報の差分に基づいて前記トロリの目標速度を生成し、生成した前記目標速度と前記トロリの現在の速度の差分に応じて定まる量、前記吊り荷の前記トロリに対する振れ変位に応じて定まる量、及び前記吊り荷の前記トロリに対する振れ速度に応じて定まる量の合計を、生成した前記目標速度を変更する変更量として定めて、前記トロリを駆動させる駆動装置に与える前記トロリの速度の指令情報を変更することにより、前記振れ止め制御を行う、ことを特徴とするクレーン。 - 前記振れ止め制御部は、前記吊り荷の前記振れが小さくなるように前記トロリの速度を変動させる制御を前記振れ止め制御として行い、
前記振れ止め制御部は、さらに、前記吊り荷の移送中、前記振れ止め制御を数学モデルで再現する制御シミュレーションモデルを備え、
前記許容範囲は、前記制御シミュレーションモデルで再現した前記吊り荷に蓄積された前記吊り荷の単位質量当たりの再現蓄積エネルギ量に対して予め設定された許容幅を持った範囲である、請求項10〜14のいずれか1項に記載のクレーン。
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