JP6917111B2 - 荷重制御装置 - Google Patents
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Description
また、沖合のプラットホーム又は船舶に設置されたクレーンの場合、プラットホームや船の波動によって、吊り荷に振動を生ずる。また、クレーンの先端に作用する風や荷重自体が、吊り荷の振動を引き起こす可能性がある。ある種の状況下では、振り子動作は、エネルギーの増加と共に共振することもある。
あるいは、荷揚げの操作を、所定の海面状態になるまで遅らせる必要がある場合もある。これは、通常、非常に時間がかかり、従ってコストのかかるプロセスである。また、ある種の環境下では、揺れ動く荷重が、健康と安全の懸念事項となる。
これは、吊り上げ時にスタビライザシステムの重心が片側に移動するため、荷重に作用する大きな横方向の力が無く、この荷重の動きを制御するのに役立つ。
本発明はまた、既存の吊り上げ装置に、この吊り上げ装置の認証(最大動作負荷)に影響を与えることなく、使用できる、荷重制御装置を提供することを目的としている。本発明はまた、吊り荷の動きに応答し、この吊り荷の動きに対抗する力を加えることができる荷重制御装置を提供することを目的としている。
吊り荷の動きを制御する荷重制御装置であって、前記装置は、
荷重に取り付けられるか又は荷重の一部を形成するベースと、
吊り上げラインを受取り及び/又はこれに接続するために、前記ベースに枢動可能に連結され、及び/又はジンバル支持及び/又は固定され、かつ前記ベースから伸びた支持要素と、
前記枢動可能なピボット接続から離間した各位置で前記支持要素及び前記ベースに接続された作動手段とを含み、使用時に該作動手段の作動により、前記ベースが前記支持要素に対して枢動するようになっていることを特徴としている。
前記装置は、前記荷重の重さが前記ベース及び前記支持要素を介して前記吊り上げラインに伝達されるように構成してもよい。例えば、前記装置は、前記リフト装置との連結のためのリフトフレームを有するか、又は、これを備えるようにしてもよい。
これにより、前記装置を、吊り上げ装置の認証に影響を与えない、前記荷重の一部として構成することができる。
あるいは、前記吊り上げラインは、前記ベース又は前記荷重に直接接続されてもよく、この場合、前記支持要素は前記吊り上げラインを受け入れることができる。例えば、前記吊り上げラインの一部を、前記支持要素を介して、前記ベース又は前記荷重との接続部まで延長することができる。
前記支持要素は、その他方の端部、すなわち第2の端部、又はその近傍に、前記接続手段を備えている。
あるいは、前記支持要素又は前記円柱又は前記梁を、使用時に、前記ベース又は前記荷重に接続される、吊り上げラインの一部を受け入れるように構成してもよい。例えば、前記支持要素は、その中を前記吊り上げラインが通って、前記ベース又は前記荷重に接続することができる管状の円柱を含んでいてもよい。
前記装置は、使用時に、2つ以上の前記アクチュエータのそれぞれの作動により、前記ベースが、前記円柱に対して異なる方向及び/又は異なる軸に沿って枢動するように構成してもよい。
前記アクチュエータの少なくとも1つ又は各々は、前記支持要素から、互いにある角度で延びていてもよい。好ましくは、それらは直角又は実質的に直角に伸びている。例えば、前記支持要素から互いに直交して設置されている。あるいは、それらは、前記支持要素から互いに斜めの角度に伸びている。例えば、鋭角又は鈍角又は反射角又は斜角のような角度で伸びている。
各実施例では、前記アクチュエータ又は少なくとも2つの前記アクチュエータは、前記支持要素から半径方向に、互いに前記角度でそれぞれの方向に伸びている。
さらに、あるいは、ベースと支持要素との間の前記ピボット接続又はピボット式固定は、ユニバーサルジョイント又はジンバルユニットを含むことができる。
前記制御手段は、前記荷重の振動運動を検出又は予測し、例えば、前記作動手段又はそれに応答する1つ又は少なくとも1つの前記アクチュエータの作動を制御するように構成されたアルゴリズムを含み、及び/又は前記振動運動を抑制する。
前記制御手段は、制御システム、又はそのようなシステムの1つ又は複数のコントローラ又はモジュール、又は前記コントローラの1つ又は組み合わせを含むことができる。
前記装置又は前記検知手段は、モーションデータ又は検知された相対的な動きを制御手段に送信するように動作可能であり、又は動作可能に構成されている。
この検知手段は、例えば、ベース、支持要素、着陸プラットホーム及び/又はリフト装置の少なくとも1つ、又はそれぞれ、又は任意の組み合わせに取り付けられ、固定又は固定された、1つ又は複数のセンサに関連付けられた1つ又は複数のセンサを含むことができる。
当業者であれば、幾つかのセンサの組み合わせを使用して、荷重の振動運動を検出又は予測することができることを理解すると思う。
前記ベースは、例えば、前記作動手段又は少なくとも1つの前記アクチュエータ又は前記各アクチュエータが接続され得る外側又は周辺部分を含んでいても良い。
前記中央部分は、例えば1つ以上の、好ましくは2つ以上の、より好ましくは少なくとも3つの、半径方向要素又はスポークによって、前記外側又は前記周辺部分と適切に固定され、一体化される。実施例において、前記ベースは平面であり、及び/又は、ベースプレートなどのプレートを含んでいる。
前記ベースがプレートを含んでいる場合、前記プレートは任意の適切な厚さとすることができるが、関連する荷重に適した厚さと、及び/又は、形状、例えば、ボックスセクション又はフレームアセンブリを必要とする。
前記ベースは、前記荷重の一部を構成してもよい。すなわち、前記支持要素及び前記作動手段が、前記荷重に直接接続され、前記ベースを形成する前記荷重の部分は、容器又はハウジングの壁又は固体要素の一部、又は部材を構成できるもの、例えばコンクリートブロックなどとしてもよい。
同様に、前記支持要素は、1つ又は複数の前記直立ブラケットのような、1つ又は複数のピボット接続又はピボット式コネクタを含むことができる。前記直立ブラケットは、各々、アクチュエータの端部と係合するためのピンを受け入れる対向する孔を有する。
少なくとも1つの/又は前記各アクチュエータは、例えば、第1の端部において、前記ピストンに接続されるロッドを備えている。前記ロッドは、前記シリンダの1つの端部、例えば、前記シリンダの第1の端部および/または開放端部に設けられた第1の端部から伸びている。
少なくとも1つの前記アクチュエータは、その一端又は各端部に、ピボット接続又はピボット式コネクタを有している。前記シリンダは、その一端、例えば、第2の端及び/又は閉端部に、ピボット接続又はピボット式コネクタを有している。前記ロッド又は前記各ロッドは、その端部に、ピボット接続又はピボット式コネクタを備えている(第2の端部でもよい)。
前記ベースは、このベースを前記荷重に取り付けるための、1つ以上の取り付け機構を備えていてもよい。
前記コントローラは、単一の制御ユニット又は電子コントローラを備えていてもよく、あるいは、システム又は装置の制御の異なる機能を、異なる制御ユニット又はコントローラ又は制御モジュールに組み込むか、又はそれらでホストされていてもよい。
本明細書において、用語「制御ユニット」及び「コントローラ」は、単一の制御ユニット又はコントローラと、必要な制御機能を提供するように集合的に動作する複数の制御ユニット又は複数のコントローラの両方を含んでいる。
前記コントローラ又は制御ユニット又は制御モジュールに、本明細書に記載されている制御技術(本明細書に記載されている方法を含む)を実施するために、実行時に、1つのインストラクションセットを備えることができる。
前記インストラクションセットは、1つ以上の電子プロセッサに組み込まれてもよく、あるいは、1つ又は複数の電子プロセッサによって実行されるソフトウェアとして提供されてもよい。
例えば、第1のコントローラは、1つまたは複数の電子プロセッサ上で実行されるソフトウェアで実装され、他の1つまたは複数のコントローラは、前記第1のコントローラと同じまたは他のプロセッサ上で実行されるソフトウェアで実装されてもよい。
いずれにせよ、本明細書で説明される命令のセットは、機械又は電子プロセッサ/計算機によって読み取り可能な形式で情報を記憶するための任意のメカニズムを含むことができるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体(非一時的な記憶媒体)に記憶することができる。前記記憶媒体は、以下のものを含むが、これに限定されるものではない。
磁気記憶媒体(例えば、フロッピー ディスケット(登録商標))、光記憶媒体(例えば、CD−ROM)、磁気光学記憶媒体、リードオンリーメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、消去可能なプログラム可能なメモリ(例えば、EPROM、EEPROM)、フラッシュメモリー、あるいは、そのような情報/命令を記憶するための電気的または他のタイプの媒体を含んでいる。
疑義を避けるために、本明細書で使用されているように、「可能である」、「及び/又は」、「例えば」などの用語及び類似の用語は、限定するものではない。
実際、オプション機能の組み合わせは、それらが明示的にクレームされているかどうかにかかわらず、本発明の範囲から逸脱することなく、明示的に想定されている。出願人は、元のクレームを変更する権利を留保し、当初にクレームされず、他のクレームのいかなる特徴にも依存していない特徴を含む、元のクレームを修正する権利を含め、新しいクレームを提出する権利を留保する。
接続時には、図1に示すように、ベース108の底面は、荷重106の表面と同じ高さになっている。このようにして、ベース108に加わる力を荷重に直接伝達することができる。
ベース108は鋼材から形成されるが、他の適切な材料としては、例えば、アルミニウム、クロム及び/又はニッケルベースの合金、チタン複合材料、又は炭素繊維ベースの材料、又は任意の他の適切な材料であってもよい。
望ましくは、ベースは、堅く形成されていない。すなわち、ベースは、装置を過度に消耗させる可能性のあるベースの著しい撓みを引き起こすことなく、アクチュエータにより誘発された力を、荷重に伝達するのに十分な程度に、硬いものである。
この例では、アクチュエータ112は、それぞれシリンダ及びピストンロッドを含む油圧ラムからなっている。好ましくは、油圧ラム112は、ベース108に最も近い端部でシリンダと共に位置決めされる。これにより、重心をベースに近づけることにより、重量を装置上に良好に分布させることができるという利点が提供されている。
各ピボットジョイント118は、I対の離間したブラケットを有し、これらのブラケットは、アクチュエータ112の孔、ブッシング、又は軸受に係合するピン120をそれぞれ受け入れる対向する孔を有する。アクチュエータ112の孔、ブシュ又は軸受は、支持要素に対して、ベースをあらゆる方向に少なくともある程度傾けることができるように構成されなければならないことは理解しうると思う(例えば、図9参照)。
あるいは、アクチュエータ112は、支持要素110がベース108に対して全方向により自由に回動できるように、ユニバーサルジョイントを介して、その一方又は両方の端部を接続してもよい。
あるいは、制御ユニット及び/又は電源は、例えば、吊り上げ装置に、又はリフト装置が設置されている地上又は船舶のデッキに取り付けてもよい。
幾つかの例では、アクチュエータ112を電気機械的に駆動することができ、例えば、制御ユニットとアクチュエータの両方に電力を供給するために単一の電源を使用してもよい。幾つかの例では、荷重は、制御ユニット及びアクチュエータに電力を供給することができる電源荷重であってもよい。このように、電源荷重を使用する場合、追加の電源ユニットが必要とならないことがある。
1つ又は複数のアクチュエータ112は、支持要素110及びベース108に枢動力を加えるように伸長又は収縮することができる。この枢動力は、荷重106の慣性に対抗し、従って荷重の動きを減速し、減少させるように作用する。
例えば、リフト装置の制御手段に動作可能に接続された検知手段を、着陸プラットホームの動きを検知するために着陸プラットホーム上に設置してもよい。さらなる検知手段により、リフト装置の制御手段にモーションデータを送信してもよい。リフト装置の制御手段は、変位、速度及び加速度の相対的な値を用いて、着陸プラットホームの動きに対する荷重の動きを適切にするために、アクチュエータをどのように制御するかを決定することができる。
本明細書に開示されている全ての特徴(従属クレーム、要約及び図面を含む)、及び/又は、開示された方法又はプロセスの全てのステップは、それらの特徴の少なくとも幾つか及び/又はステップが互いに排他的である場合を除き、任意の組み合わせで組み合わせることができる。本発明は、前述の実施例の詳細な説明に限定されない。本発明は、この明細書(従属クレーム、要約及び図面を含む)で開示された特徴の新規なもの、または任意の新規な組み合わせに及び、あるいはまた、本発明は、開示された方法やプロセスのステップの任意の新規なもの、または新規な組み合わせにも及ぶものである。
102 クレーン(リフト装置)
104 吊り上げライン
106 荷重
108 ベース
110 支持要素
112a アクチュエータ
112b アクチュエータ
114 ジンバルユニット
116 接続手段
118 ピボットジョイント
120 ピン
F1〜F4 力
ACW 減速
AACW 減速
VCW 揺動速度
VACW 揺動速度
Claims (17)
- 吊り荷の揺動を低減するように制御する荷重制御装置であって、
前記吊り荷に取り付けられるか又は前記吊り荷の一部を形成するベースと、
吊り上げラインを受取り、及び/又はこれに接続するために、前記ベースに枢動可能に連結され、かつ前記ベースから上方に伸びている支持要素と、
2つの伸縮可能なアクチュエータを有し、前記支持要素と前記ベース間の前記枢動可能なピボット接続から離間した各位置で、前記支持要素及び前記ベースに接続された作動手段と、
前記吊り荷の動きに応答して前記作動手段の作動を制御するように動作可能な制御手段とを含み、
前記支持要素は、第1の端部又はその近傍が前記枢動可能なピボット接続で前記ベースの中央部分に接続された柱を有し、前記柱の第2の端部またはその近傍に、前記各アクチュエータの一端が各々接続され、
前記各アクチュエータの他端は、前記柱から離れた前記ベースの外側部分の異なる位置で、各々前記ベースに接続され、
前記2つのアクチュエータは、前記各アクチュエータの作動により、前記ベースが前記柱に対して異なる軸の周りを旋回するように、前記支持要素から互いに所定の角度で延びており、前記2つのアクチュエータの伸縮に伴い、前記ベースが前記支持要素の前記柱に対して異なる方向及び/又は異なる軸に沿って枢動し、前記吊り上げラインを偏向させるように構成されており、
前記制御手段は、使用時に前記吊り荷の動きに応答して前記作動手段を作動させ、前記吊り上げラインを前記吊り荷の移動方向に偏向させ、前記吊り荷に前記動きに対抗する力を加えるように構成されていることを特徴とする荷重制御装置。 - 請求項1に記載の荷重制御装置において、
前記柱は円柱であり、前記吊り上げラインに接続するために、前記第2の端部、又はその近傍に設けられた接続手段を含むことを特徴とする荷重制御装置。 - 請求項1に記載の荷重制御装置において、
前記柱は円柱であり、使用中に、前記ベース又は前記吊り荷に接続されている前記吊り上げラインの一部を受け入れるように構成されていることを特徴とする荷重制御装置。 - 請求項1に記載の荷重制御装置において、
前記作動手段は、平面視で、前記支持要素から互いに直交して延びる前記2つのアクチュエータを含んでいることを特徴とする荷重制御装置。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の荷重制御装置において、
前記ピボット接続は、前記支持要素を前記ベースに対して、2つ以上の軸を中心に旋回可能にしていることを特徴とする荷重制御装置。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の荷重制御装置において、
前記ベースと前記支持要素との間の前記ピボット接続は、ユニバーサルジョイント又はジンバルユニットを含むことを特徴とする荷重制御装置。 - 請求項1に記載の荷重制御装置において、
前記制御手段に動作可能に接続された検知手段をさらに備え、
前記検知手段は、前記ベースとリフト装置又は着陸プラットホームとの間の相対的な動きを検知し、前記制御手段にモーションデータを伝達するように構成されていることを特徴とする荷重制御装置。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の荷重制御装置において、
前記ベースは、前記支持要素が枢動可能に接続される中心部分と、前記作動手段が連結される外側部分とを有するプレートを備えていることを特徴とする荷重制御装置。 - 請求項1〜8のいずれかに記載の荷重制御装置において、
前記作動手段は、前記支持要素及び前記ベースの各々に枢動可能に接続されていることを特徴とする荷重制御装置。 - 請求項1〜9のいずれかに記載の荷重制御装置において、
前記作動手段は、油圧式又は空気圧式又は電気機械式アクチュエータを含むことを特徴とする荷重制御装置。 - 請求項2に記載の荷重制御装置において、
前記支持要素は、前記吊り上げラインに取り付けられた吊り上げ要素を受け入れるための1つ以上の吊り上げ孔を含む前記接続手段を含むことを特徴とする荷重制御装置。 - 請求項1〜11のいずれかに記載の荷重制御装置において、
前記ベースは、前記ベースを前記吊り荷に取り付けるための1つ以上の取り付け機構を備えていることを特徴とする荷重制御装置。 - 請求項1〜12のいずれかに記載の荷重制御装置において、
着陸プラットホームに対する前記荷重制御装置の向きを決定するためのコンパスヘッディングをさらに備えていることを特徴とする荷重制御装置。 - 請求項7に記載の荷重制御装置を使用して、吊り荷の揺動を低減する方法であって、
前記ベースとリフト装置又は着陸プラットホームとの間の前記相対的な動きを検知し、
前記制御手段により、前記吊り荷の移動に応じて前記作動手段の前記2つのアクチュエータを駆動し、
前記ベースを、前記支持要素の前記柱に対して異なる方向及び/又は異なる軸に沿って枢動させ、前記吊り上げラインを前記吊り荷の移動方向に偏向させ、前記吊り荷に前記動きに対抗する枢動力を加えることを特徴とする吊り荷の揺動を低減する方法。 - プロセッサに請求項14に記載の方法を実施するための手順を実行させるためのコンピュータ可読プログラムコード手段を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
- コンピュータ読み取り可能記憶媒体であって、
コンピュータに請求項14に記載の方法を実施するための手順を実行させるように構成されたプログラムを記憶しているコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。 - 荷重制御装置であって、請求項15に記載のコンピュータプログラム、または請求項16に記載のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含むことを特徴とする荷重制御装置。
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