JPH05238674A - 吊り荷の振れ角検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 台車の加減速の有無に関係なく、常に正確な
吊り荷の振れ角を検出する。 【構成】 第１の振れ角センサ７は巻上ロープのロープ
端に取り付けられ、吊り荷の振れ角を検出する。この第
１の振れ角センサ７は、台車４の加減速の影響を受け
る。そのため、第１の振れ角センサ７は、誤差を含む吊
り荷の振れ角を表す元の振れ角検出信号を出力する。こ
の誤差を打ち消すために、第２の振れ角センサ１４を台
車４上に取り付ける。この第２の振れ角センサ１４は、
台車４の加減速の状態を検出し、その検出結果を表す加
減速状態検出信号を出力する。そして、減算器１５は、
元の振れ角検出信号から加減速状態検出信号を減算し
て、上記誤差を取り除いた真の吊り荷Ｗの振れ角を表す
真の振れ角検出信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、台車に巻上ロープによ
って吊り下げられた吊り荷の振れ角を検出する振れ角検
出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】クレーンの一種として、台車に巻上ロー
プによって吊り下げられた吊り荷を運ぶためのクレーン
が知られている。この種のクレーンにおいては、台車
は、速度制御器によって速度制御される電動機によって
駆動される。

【０００３】一般に、吊り荷は、台車に巻上ロープによ
って吊り下げられているので、台車が移動するとそれと
共に振れる。したがって、台車が所定の目標停止位置で
停止した時、吊り荷が振れないように制御する必要があ
る。このような制御は、クレーンの振れ止め制御と呼ば
れている。

【０００４】クレーンの振れ止め制御を実施するために
は、吊り荷の振れ角を正確に検出しる必要がある。ここ
で、吊り荷の振れ角とは、巻上ロープと垂直線との挾角
のことをいう。

【０００５】従来の吊り荷の振れ角検出器は、巻上ロー
プのロープ端に取り付けられた振れ角センサから成る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】周知のように、クレー
ンでは、電動機の駆動によって台車を加減速しながら吊
り荷を運んでいる。一般に、上述した振れ角センサは、
台車が停止している状態か等速度運動をしている間だ
け、正確に吊り荷の振れ角を検出することができる。換
言すれば、台車の加減速時には、振れ角のセンサの特性
上、振れ角センサは検出した振れ角に台車の加減速の影
響を受ける。すなわち、振れ角センサは、吊り荷の振れ
角を、台車の加減速の影響を受けた状態で検出し、誤差
を含む吊り荷の振れ角を表す振れ角検出信号を出力して
いる。

【０００７】このような誤差を含む吊り荷の振れ角に基
づいて、クレーンの振れ止め制御を実施すると、当然、
その性能は良いはずがない。すなわち、振幅の大きい残
留振れが残ったり、吊り荷の振れを止めるのに長時間掛
かったりする。

【０００８】従って本発明の目的は、台車の加減速時に
も正確に吊り荷の振れ角を検出できる吊り荷の振れ角検
出器を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る吊り荷の振
れ角検出器は、台車に巻上ロープによって吊り下げられ
た吊り荷の振れ角を検出するためのものである。

【００１０】本発明によれば、上記吊り荷の振れ角検出
器は、巻上ロープのロープ端に取り付けられ、吊り荷の
振れ角を、前記台車の加減速の影響を受けた状態で検出
し、誤差を含む吊り荷の振れ角を表す元の振れ角検出信
号を出力する第１の振れ角センサと；台車上に取り付け
られ、第１の振れ角センサと同じ特性をもち、台車の加
減速の状態を検出し、その検出結果を表す加減速状態検
出信号を出力する第２の振れ角センサと；第１および第
２の振れ角センサに接続され、元の振れ角検出信号から
加減速状態検出信号を減算し、上記誤差を取り除いた真
の前記吊り荷の振れ角を表す真の振れ角検出信号を出力
する減算器と、を有することを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明の吊り荷の振れ角検出器は、互いに特性
の同一な２つの振れ角センサ、すなわち、第１および第
２の振れ角センサを含む。第１の振れ角センサは巻上ロ
ープのロープ端に取り付けられ、吊り荷の振れ角を検出
する。この第１の振れ角センサは、台車の加減速の影響
を受ける。そのため、第１の振れ角センサは、誤差を含
む吊り荷の振れ角を表す元の振れ角検出信号を出力す
る。この誤差を打ち消すために、第２の振れ角センサを
台車に取り付ける。この第２の振れ角センサは、台車の
加減速の状態を検出し、その検出結果を表す加減速状態
検出信号を出力する。そして、減算器によって、元の振
れ角検出信号から加減速状態検出信号を減算することに
より、上記誤差を取り除いた真の前記吊り荷の振れ角を
表す真の振れ角検出信号を得る。

【００１２】したがって、本発明の吊り荷の振れ角検出
器は、台車の加減速の有無に関係なく、常に正確な吊り
荷の振れ角を検出できる。この結果、本発明の吊り荷の
振れ角検出器をクレーンの振れ止め制御を実施するため
に使用すると、その性能を向上することが可能である。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１４】図１に、本発明の一実施例による吊り荷の
振れ角検出器を含むクレーンの振れ止め制御装置を示
す。

【００１５】図示のクレーンは、台車４に巻上ロープに
よって吊り下げられた吊り荷Ｗを運ぶためのものであ
る。このクレーンにおいて、台車４は、電動機３により
台車駆動車輪５を駆動することによって運搬される。

【００１６】また、図示のクレーンの振れ止め制御装置
は、吊り荷の振れ角検出器が相違している点を除いて、
本願出願人が、既に、平成３年１２月２７日に出願し
た、平成３年特願第３４６，７６６号、発明の名称『巻
上げ運搬用振れ止め装置』（以下、先願という）に開示
されたものと同一である。

【００１７】従って、本発明の係る吊り荷の振れ角検出
器以外の詳細な構成および動作については、上記先願の
明細書を参照していただくとして、簡単に説明し、本発
明に係る吊り荷の振れ角検出器について詳細に説明す
る。

【００１８】クレーンの振れ止め制御装置は、第１の速
度指令信号を発生する速度指令器１３と、この第１の速
度指令信号と後述する真の振れ角検出信号及び速度検出
信号とに対して、後述するファジィ演算を実行し、第２
の速度指令信号を出力するファジィ制御部１と、この第
２の速度指令信号に応答して電動機３を速度制御する速
度制御器２と、を含む。

【００１９】クレーンの制御装置は、以下に述べる２つ
の検出器を備えている。その１つは、台車３の移動速度
を検出するための速度検出器６で、電動機３に取り付け
られている。速度検出器６は検出移動速度を表す速度検
出信号をファジィ制御部１へ送出する。他の１つは、巻
上ロープ（吊り荷）Ｗの振れ角を検出するための、本発
明に係る吊り荷の振れ角検出器（後述する）である。振
れ角検出器は、後述するような、真の吊り荷Ｗの振れ角
を表す真の振れ角検出信号をファジィ制御部１へ送出す
る。

【００２０】次に、本発明に係る吊り荷の振れ角検出器
について説明する。吊り荷の振れ角検出器は、互いに特
性の同一な２つの振れ角センサ、すなわち、第１および
第２の振れ角センサ７および１４と、減算器１５とを有
する。第１の振れ角センサ７は巻上ロープのロープ端
（吊持部）に取り付けられ、吊り荷の振れ角を検出す
る。

【００２１】上述したように、従来の吊り荷の振れ角検
出器は、この第１の振れ角センサ７のみから成る。第１
の振れ角センサ７は、台車４の加減速の影響を受ける。
そのため、第１の振れ角センサ７は、誤差を含む吊り荷
の振れ角を表す元の振れ角検出信号を出力する。この元
の振れ角検出信号は減算器１５に供給される。

【００２２】本発明では、この誤差を打ち消すために、
第２の振れ角センサ１４を台車４に取り付けている。こ
の第２の振れ角センサ１４は、台車４の加減速の状態を
検出し、その検出結果を表す加減速状態検出信号を出力
する。この加減速状態検出信号も減算器１５に供給され
る。

【００２３】減算器１５は、元の振れ角検出信号から加
減速状態検出信号を減算することにより、上記誤差を取
り除いた真の前記吊り荷の振れ角を表す真の振れ角検出
信号を得る。この真の振れ角検出信号はファジィ制御部
１に供給される。

【００２４】したがって、本発明の吊り荷の振れ角検出
器は、台車４の加減速の有無に関係なく、常に正確な吊
り荷Ｗの振れ角を検出できる。この結果、本発明の吊り
荷の振れ角検出器をクレーンの振れ止め制御を実施する
ために使用すると、その性能を向上することが可能であ
る。

【００２５】次に、ファジィ制御部１について説明す
る。ファジィ制御部１は、角速度計算器８と、位置決め
用ファジィ推論器９と、振れ止め用ファジィ推論器１０
と、クリスプ化演算器１１と、積分器１２とを有する。

【００２６】角速度計算器８は真の振れ角検出信号を微
分して振れ角速度を計算し、この計算して得られた振れ
角速度を表す振れ角速度信号を出力する。

【００２７】位置決め用ファジィ推論器９には、速度指
令器１３からの第１の速度指令信号と速度検出器６から
の速度検出信号とが供給される。位置決め用ファジィ推
論器９は、第１の速度指令信号と速度検出信号とが与え
られたときに、後述するような位置決め用ファジィ制御
規則を用いて位置決め用ファジィ推論を行うことによ
り、位置決め用の加速度に関するファジィ集合の適合度
（以下、単に、位置決め用加速度適合度と略称する）を
計算する。

【００２８】周知のように、一般に、ファジィ制御規則
は「ｉｆ文」で表される前件部と「ｔｈｅｎ文」で表さ
れる後件部とに分けられる。位置決め用ファジィ制御規
則では、第１の速度指令信号の取り得る値を後述する言
語ラベルの付いた速度指令用ファジィ集合で表し、速度
検出信号の取り得る値も言語ラベルの付いた速度検出用
ファジィ集合で表す。ここで、第１の速度指令信号およ
び速度検出信号の各々に対する言語ラベルは、例えば、
ある所定の値を基準（中心）として、「かなり遅い」、
「中ぐらい遅い」、「少し遅い」、「中心」、「少し速
い」、「中ぐらい速い」、および「かなり速い」の７種
類ある。この場合、速度指令用ファジィ集合と速度検出
用ファジィ集合の各々は７つあるので、位置決め用ファ
ジィ制御規則の数は４９個になる。速度指令用ファジィ
集合の７つの言語ラベルと速度検出用ファジィ集合の７
つの言語ラベルの一方を行とし、他方を列とした位置決
め用マトリクスを形成し、この位置決め用マトリクスの
４９個の要素にそれぞれ位置決め用ファジィ制御規則の
後件部、すなわち、上記位置決め用加速度適合度を割り
当てる。

【００２９】位置決め用ファジィ推論器９は、実際に入
力した第１の速度指令信号と速度検出信号との組み合わ
せが、４９個の位置決め用ファジィ制御規則の前件部の
どれで表されるかを判断し、この判断された位置決め用
ファジィ制御規則の前件部に対応する後件部（位置決め
用加速度適合度）を出力する。

【００３０】振れ止め用ファジィ推論器１０には、上記
振れ角検出器からの真の振れ角検出信号と角速度計算器
８からの振れ角速度信号とが供給される。振れ止め用フ
ァジィ推論器１０は、真の振れ角検出信号と振れ角速度
信号とが与えられたときに、後述するような振れ止め用
ファジィ制御規則を用いて振れ止め用ファジィ推論を行
うことにより、振れ止め用の加速度に関するファジィ集
合の適合度（以下、単に、振れ止め用加速度適合度と略
称する）を計算する。

【００３１】振れ止め用ファジィ制御規則では、真の振
れ角検出信号の取り得る値を後述する言語ラベルの付い
た振れ角検出用ファジィ集合で表し、振れ角速度信号の
取り得る値も言語ラベルの付いた振れ角速度用ファジィ
集合で表す。ここで、真の振れ角検出信号および振れ角
速度信号の各々に対する言語ラベルは、例えば、ある所
定の値を基準（中心）として、「かなり後方に振れてい
る」、「中ぐらい後方に振れている」、「少し後方に振
れている」、「中心」、「少し前方に振れている」、
「中ぐらい前方に振れている」、および「かなり前方に
振れている」の７種類ある。この場合、振れ角検出用フ
ァジィ集合と振れ角速度用ファジィ集合の各々は７つあ
るので、振れ止め用ファジィ制御規則の数は４９個にな
る。振れ角検出用ファジィ集合の７つの言語ラベルと振
れ角速度用ファジィ集合の７つの言語ラベルの一方を行
とし、他方を列とした振れ止め用マトリクスを形成し、
この振れ止め用マトリクスの４９個の要素にそれぞれ振
れ止め用ファジィ制御規則の後件部、すなわち、上記振
れ止め用加速度適合度を割り当てる。

【００３２】振れ止め用ファジィ推論器１０は、実際に
入力した真の振れ角検出信号と振れ角速度信号との組み
合わせが、４９個の振れ止め用ファジィ制御規則の前件
部のどれで表されるかを判断し、この判断された振れ止
め用ファジィ制御規則の前件部に対応する後件部（振れ
止め用加速度適合度）を出力する。

【００３３】クリスプ化演算器１１には、位置決め用フ
ァジィ推論器９および振れ止め用ファジィ推論器１０か
らそれぞれ位置決め用加速度適合度および振れ止め用加
速度適合度が供給される。クリスプ化演算器１１は、位
置決め用加速度適合度および振れ止め用加速度適合度に
対してクリスプ化演算を実行して、出力加速度を判断す
る。ここで、クリスプ化とは、位置決め用加速度適合度
や振れ止め用加速度適合度のような適合度の各々はあい
まいな指示であるため、このあいまいな指示を解釈して
ある数値で表される出力加速度に変換することをいう。
このクリスプ化は非ファジィ化とも呼ばれる。クリスプ
化の方法としては、例えば、重心法や菅野の簡易法を用
いる。クリスプ化演算器１１はクリスプ化演算によって
得られた出力加速度を表す出力加速度信号を出力する。
とにかく、クリスプ化演算器１１は、重心法や菅野の簡
易法等のクリスプ化手法により、位置決め用加速度適合
度および振れ止め用加速度適合度を協調させ、クリスプ
化された振れ止めに最適な加速度信号を出力加速度信号
として出力するものである。

【００３４】積分器１２はクリスプ化演算器１１から供
給される出力加速度信号を積分し、この積分の結果によ
って得られた信号を第２の速度指令信号として出力す
る。この第２の速度指令信号は速度制御器２に供給され
る。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、減算器に
よって、ロープ端に取り付けた第１の振れ角センサで得
られた元の振れ角検出信号から、台車上に取り付けた第
２の振れ角センサで得られた加減速状態検出信号を、減
算することにより、誤差のない真の吊り荷の振れ角を表
す真の振れ角検出信号を得ているので、台車の加減速の
有無に関係なく、常に正確な吊り荷の振れ角を検出でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による吊り荷の振れ角検出器
を含むクレーンの振れ止め制御装置を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１ ファジィ制御部 ２ 速度制御器 ３ 電動機 ４ 台車 ５ 台車駆動車輪 ６ 速度検出器 ７ 第１の振れ角センサ ８ 角速度計算器 ９ 位置決め用ファジィ推論器 １０ 振れ止め用ファジィ推論器 １１ クリスプ化演算器 １２ 積分器 １３ 速度指令器 １４ 第２の振れ角センサ １５ 減算器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台車に巻上ロープによって吊り下げられ
   た吊り荷の振れ角を検出する振れ角検出器に於いて、 前記巻上ロープのロープ端に取り付けられ、前記吊り荷
   の振れ角を、前記台車の加減速の影響を受けた状態で検
   出し、誤差を含む前記吊り荷の振れ角を表す元の振れ角
   検出信号を出力する第１の振れ角センサと、 前記台車上に取り付けられ、前記第１の振れ角センサと
   同じ特性をもち、前記台車の加減速の状態を検出し、該
   検出結果を表す加減速状態検出信号を出力する第２の振
   れ角センサと、 前記第１および前記第２の振れ角センサに接続され、前
   記元の振れ角検出信号から前記加減速状態検出信号を減
   算し、前記誤差を取り除いた真の前記吊り荷の振れ角を
   表す真の振れ角検出信号を出力する減算器とを有するこ
   とを特徴とする吊り荷の振れ角検出器。