JPH06135684A - 最大振れ角検出装置 - Google Patents
最大振れ角検出装置Info
- Publication number
- JPH06135684A JPH06135684A JP29111792A JP29111792A JPH06135684A JP H06135684 A JPH06135684 A JP H06135684A JP 29111792 A JP29111792 A JP 29111792A JP 29111792 A JP29111792 A JP 29111792A JP H06135684 A JPH06135684 A JP H06135684A
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- rope
- swing angle
- max
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 クレーンのロープの振れ止め制御に係る振れ
角検出において、短時間にて最大値を得る最大振れ角検
出装置を提供する。 【構成】 測定したロープ振れ角とロープ長とにより、
ロープ振れ角度を求め、演算手段にてロープ振れ角とロ
ープ振れ角度／（重力加速度／ロープ長）1/2 との位相
面座標より軌跡の座標を求め、この座標と原点との距離
を求めたものである。
角検出において、短時間にて最大値を得る最大振れ角検
出装置を提供する。 【構成】 測定したロープ振れ角とロープ長とにより、
ロープ振れ角度を求め、演算手段にてロープ振れ角とロ
ープ振れ角度／（重力加速度／ロープ長）1/2 との位相
面座標より軌跡の座標を求め、この座標と原点との距離
を求めたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、クレーンのロープの振
れ止め制御に当り、ロープの振れ角の最大値を検出する
最大振れ角検出装置に関する。
れ止め制御に当り、ロープの振れ角の最大値を検出する
最大振れ角検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】荷役機械であるクレーンには、図５に示
すように、レール５１上を走行するトロリー５２と、こ
のトロリー５２から垂らしたロープ５３とを有し、トロ
リー５２の走行とロープ５３の巻き上げ下げにより吊り
荷５４の荷役を行なうものがある。かかるクレーンにお
いて自動運転を行なう場合、トロリー５２が停止した後
もロープ５３に振れが残っていることがあり、この状態
で荷役作業を続行することは危険であるので、振れを取
り除く制御が必要となる。
すように、レール５１上を走行するトロリー５２と、こ
のトロリー５２から垂らしたロープ５３とを有し、トロ
リー５２の走行とロープ５３の巻き上げ下げにより吊り
荷５４の荷役を行なうものがある。かかるクレーンにお
いて自動運転を行なう場合、トロリー５２が停止した後
もロープ５３に振れが残っていることがあり、この状態
で荷役作業を続行することは危険であるので、振れを取
り除く制御が必要となる。
【０００３】従来の振れ止め制御方法としては図６にも
示す如く、ロープ５の垂直方向からの角度θの最大値θ
max に応じた大きさの寸動を、ロープ５３の振れにトロ
リー５２が追いつくようなタイミングで行なっている。
この場合、角度θの最大値θmax の検出は、任意のタイ
ミング（図６Ａ点）で計測を開始した後、ロープ５３の
振れ角θが零（図６Ｂ点）になってから次に零（図６Ｃ
点）になるまでの半周期の間に振れ角θを計測し、この
半周期間の振れ角θのうち絶対値の最も大きな振れ角を
最大値θmax としている。
示す如く、ロープ５の垂直方向からの角度θの最大値θ
max に応じた大きさの寸動を、ロープ５３の振れにトロ
リー５２が追いつくようなタイミングで行なっている。
この場合、角度θの最大値θmax の検出は、任意のタイ
ミング（図６Ａ点）で計測を開始した後、ロープ５３の
振れ角θが零（図６Ｂ点）になってから次に零（図６Ｃ
点）になるまでの半周期の間に振れ角θを計測し、この
半周期間の振れ角θのうち絶対値の最も大きな振れ角を
最大値θmax としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の振れ角検出にあって最大値θmax の検出は、振れ
角θの零から零までの時間を要し、最低でもロープ５３
の振れ周期の半分の時間を要するという問題がある。す
なわち、ロープ５３の振れ半周期をまって振れ止め制御
を行なうことになる。
従来の振れ角検出にあって最大値θmax の検出は、振れ
角θの零から零までの時間を要し、最低でもロープ５３
の振れ周期の半分の時間を要するという問題がある。す
なわち、ロープ５３の振れ半周期をまって振れ止め制御
を行なうことになる。
【０００５】本発明は、円滑な荷役のために極めて短時
間にて振れ角の最大値の検出を可能とした振れ角検出装
置の提供を目的とする。
間にて振れ角の最大値の検出を可能とした振れ角検出装
置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、トロリーから垂らしたロープのロープ長、任意
時点でのロープ振れ角及びロープ振れ角速度を測定する
手段と、この測定する手段の測定結果に基づき「ロープ
振れ角」と「ロープ振れ角速度／（重力加速度／ロープ
長）1/2 」とを縦軸と横軸とする位相面上の軌跡の座標
を求める演算手段と、この演算手段により求めた位相面
上の座標と位相面上の原点との距離を演算する手段と、
を有することを特徴とする。
発明は、トロリーから垂らしたロープのロープ長、任意
時点でのロープ振れ角及びロープ振れ角速度を測定する
手段と、この測定する手段の測定結果に基づき「ロープ
振れ角」と「ロープ振れ角速度／（重力加速度／ロープ
長）1/2 」とを縦軸と横軸とする位相面上の軌跡の座標
を求める演算手段と、この演算手段により求めた位相面
上の座標と位相面上の原点との距離を演算する手段と、
を有することを特徴とする。
【０００７】
【作用】振れ軌跡円が描かれる位相面上での軌跡の座標
と位相面上の原点との距離が振れ角の最大値となるの
で、上記座標がわかれば、換言すればロープ長とロープ
振れ角及び振れ角速度がわかれば、任意のタイミングで
待ち時間なく振れ角の最大値を検出することができる。
と位相面上の原点との距離が振れ角の最大値となるの
で、上記座標がわかれば、換言すればロープ長とロープ
振れ角及び振れ角速度がわかれば、任意のタイミングで
待ち時間なく振れ角の最大値を検出することができる。
【０００８】
【実施例】ここで、図１ないし図６を参照して本発明の
実施例を説明する。図１は本発明の振れ角最大値の検出
に当り、原理を説明する位相面上の軌跡を示している。
この位相面では縦軸θ、横軸θ（１階微分）／ωであ
る。なお、ｄθ／ｄｔをθ（１階微分）、ｄ2θ／ｄｔ
2 をθ（２階微分）として表示する。
実施例を説明する。図１は本発明の振れ角最大値の検出
に当り、原理を説明する位相面上の軌跡を示している。
この位相面では縦軸θ、横軸θ（１階微分）／ωであ
る。なお、ｄθ／ｄｔをθ（１階微分）、ｄ2θ／ｄｔ
2 をθ（２階微分）として表示する。
【０００９】今この位相面について横軸θ（１階微分）
／ωにつき説明するに、トロリー５２及び吊り荷５４が
図６に示す位置関係にあるとき、Ｔをロープ５３の張
力、ｇを重力加速度とすると、次式（１）（２）の運動
方程式が成立する。 ｍｙ（２階微分）＝ｍｇ−Ｔ cosθ ・・・（１） ｍｘ（２階微分）＝Ｔ sinθ ・・・（２） 上式（１）（２）よりＴを消去すると次式（３）とな
る。 ｙ（２階微分）sin θ＝ｇ sinθ−ｘ（２階微分） cosθ ・・・（３） 一方、吊り荷５４の座標は次式となる。 ｙ＝ｌ cosθ ・・・（４） ｘ＝ｄ−ｌ sinθ ・・・（５） 上式（３）（４）（５）にてθ≪１と仮定すると次式と
なる。 ｙ（２階微分）θ＝ｇθ−ｘ（２階微分）θ ・・・（６） ｙ＝ｌ ・・・（７） ｘ＝ｄ−ｌθ ・・・（８） （７）（８）式を（６）に代入すると次式となる。 ｇθ−ｄ（２階微分）＋ｌθ（２階微分）＝０ ・・・（９） （９）式を変形して次式を得る。 θ（２階微分）＝−ｇ／ｌ（θ−ａ／ｇ） ・・・（１０） この場合ａはｄ（２階微分）とする。また、（ｇ／ｌ）
1/2 をωとすると、 θ（２階微分）＝−ω2 （θ−ａ／ｇ） ・・・（１１） ここで、Ａ0 ，Ａ1 ，φを適当な定数とすると次式にて
表わすことができる。 θ＝Ａ0 ＋Ａ1 sin（ωｔ＋φ） ・・・（１２） θ（１階微分）＝ωＡ1 cos（ωｔ＋φ） ・・・（１３） θ（２階微分）＝−ω2 Ａ1 sin（ωｔ＋φ） ・・・（１４） また、Ａ0 ＝ａ／ｇとすると、式（１２）（１４）から
（１１）式が成立することが判明する。したがって（１
１）式が成立するθは（１２）式のような形をしている
と考えられる。ところで、三角関数に関しては、次式が
成立する。 cos2（ωｔ＋φ）＋sin2（ωｔ＋φ）＝１ ・・・（１７） よって（１２）（１３）式より次式が導かれる。 （θ（１階微分）／ω）2 ＋（θ−ａ／ｇ）2 ＝Ａ1 2 ・・・（１８） この（１８）式は、θ（１階微分）／ωを横軸、θを縦
軸とする位相面上において、軌跡は点Ｏ（Ｏ，ａ／ｇ）
を中心とする円が描かれる。そして、導入したω（＝
（ｇ／ｌ）1/2 ）は軌跡が点Ｏを中心として円を描くと
きの角速度となる。以上の結果、図１に示す位相面にて
振れ軌跡円１１が得られることになる。
／ωにつき説明するに、トロリー５２及び吊り荷５４が
図６に示す位置関係にあるとき、Ｔをロープ５３の張
力、ｇを重力加速度とすると、次式（１）（２）の運動
方程式が成立する。 ｍｙ（２階微分）＝ｍｇ−Ｔ cosθ ・・・（１） ｍｘ（２階微分）＝Ｔ sinθ ・・・（２） 上式（１）（２）よりＴを消去すると次式（３）とな
る。 ｙ（２階微分）sin θ＝ｇ sinθ−ｘ（２階微分） cosθ ・・・（３） 一方、吊り荷５４の座標は次式となる。 ｙ＝ｌ cosθ ・・・（４） ｘ＝ｄ−ｌ sinθ ・・・（５） 上式（３）（４）（５）にてθ≪１と仮定すると次式と
なる。 ｙ（２階微分）θ＝ｇθ−ｘ（２階微分）θ ・・・（６） ｙ＝ｌ ・・・（７） ｘ＝ｄ−ｌθ ・・・（８） （７）（８）式を（６）に代入すると次式となる。 ｇθ−ｄ（２階微分）＋ｌθ（２階微分）＝０ ・・・（９） （９）式を変形して次式を得る。 θ（２階微分）＝−ｇ／ｌ（θ−ａ／ｇ） ・・・（１０） この場合ａはｄ（２階微分）とする。また、（ｇ／ｌ）
1/2 をωとすると、 θ（２階微分）＝−ω2 （θ−ａ／ｇ） ・・・（１１） ここで、Ａ0 ，Ａ1 ，φを適当な定数とすると次式にて
表わすことができる。 θ＝Ａ0 ＋Ａ1 sin（ωｔ＋φ） ・・・（１２） θ（１階微分）＝ωＡ1 cos（ωｔ＋φ） ・・・（１３） θ（２階微分）＝−ω2 Ａ1 sin（ωｔ＋φ） ・・・（１４） また、Ａ0 ＝ａ／ｇとすると、式（１２）（１４）から
（１１）式が成立することが判明する。したがって（１
１）式が成立するθは（１２）式のような形をしている
と考えられる。ところで、三角関数に関しては、次式が
成立する。 cos2（ωｔ＋φ）＋sin2（ωｔ＋φ）＝１ ・・・（１７） よって（１２）（１３）式より次式が導かれる。 （θ（１階微分）／ω）2 ＋（θ−ａ／ｇ）2 ＝Ａ1 2 ・・・（１８） この（１８）式は、θ（１階微分）／ωを横軸、θを縦
軸とする位相面上において、軌跡は点Ｏ（Ｏ，ａ／ｇ）
を中心とする円が描かれる。そして、導入したω（＝
（ｇ／ｌ）1/2 ）は軌跡が点Ｏを中心として円を描くと
きの角速度となる。以上の結果、図１に示す位相面にて
振れ軌跡円１１が得られることになる。
【００１０】図１において、１２はある時点での軌跡の
位置を表す点（Ｔ）であり、振れ角の最大値θmax は軌
跡１１がθ軸と交わる点Ｍと原点Ｏとの距離ＭＯである
が、点ＭとＴとは軌跡１１上にあるので、ＭＯ＝ＴＯと
なる。この結果、ある時点における軌跡の座標（θ，θ
（１階微分）／ω）がわかれば、次式により最大値θ
max が得られる。 θmax ＝（θ2 ＋（θ（１階微分）／ω）2 ）1/2 ・・・（１９）
位置を表す点（Ｔ）であり、振れ角の最大値θmax は軌
跡１１がθ軸と交わる点Ｍと原点Ｏとの距離ＭＯである
が、点ＭとＴとは軌跡１１上にあるので、ＭＯ＝ＴＯと
なる。この結果、ある時点における軌跡の座標（θ，θ
（１階微分）／ω）がわかれば、次式により最大値θ
max が得られる。 θmax ＝（θ2 ＋（θ（１階微分）／ω）2 ）1/2 ・・・（１９）
【００１１】なお、上述の角速度ωはロープ長ｌなる要
素が入る。このロープ長ｌはロープ自体の長さではなく
トロリー５２の支点から吊り荷５４の重心までの長さで
ある。これは、図１において、本質的にロープによる振
れ周期を知りたいことに係るためであり、振れはロープ
の長さと吊り荷５４の重心とを加えた長さに係るためで
ある。したがって、吊り荷５４には実際の大きさがある
ため、予め実際のロープ長さと振れの計算に必要なロー
プ長ｌとの関係を求めて適用すればよい。
素が入る。このロープ長ｌはロープ自体の長さではなく
トロリー５２の支点から吊り荷５４の重心までの長さで
ある。これは、図１において、本質的にロープによる振
れ周期を知りたいことに係るためであり、振れはロープ
の長さと吊り荷５４の重心とを加えた長さに係るためで
ある。したがって、吊り荷５４には実際の大きさがある
ため、予め実際のロープ長さと振れの計算に必要なロー
プ長ｌとの関係を求めて適用すればよい。
【００１２】また、図１の最大値θmax の演算に当って
は、振れ角θを検出する必要がある。この検出には、例
えばロープの付け根付近に接続したポテンショメータに
て振れ幅を検出し振れ角θを求めたり、吊り荷上に水平
に取付けた加速度計にて吊り荷の加速度を検出し振れ角
θを求める方法があり、更に歪ゲージや画像処理による
検出方法もある。
は、振れ角θを検出する必要がある。この検出には、例
えばロープの付け根付近に接続したポテンショメータに
て振れ幅を検出し振れ角θを求めたり、吊り荷上に水平
に取付けた加速度計にて吊り荷の加速度を検出し振れ角
θを求める方法があり、更に歪ゲージや画像処理による
検出方法もある。
【００１３】このようにして、図２に示す振れが生じた
場合でも、任意の時点（Ｔ′）での振れ角θとロープ長
ｌとを求めて微分し前述の式（１９）の演算により直ち
に振れ角の最大値θmax を得ることができる。
場合でも、任意の時点（Ｔ′）での振れ角θとロープ長
ｌとを求めて微分し前述の式（１９）の演算により直ち
に振れ角の最大値θmax を得ることができる。
【００１４】図３は上述の検出及び演算のためのブロッ
ク図であり、ロープの振れ角を検出する振れ角センサ３
１、この振れ角センサ３１の振れ角θを微分して振れ角
速度θ（１階微分）を得る微分器３２、ロープ長センサ
３３、及び位相面上の軌跡における座標の演算と振れ角
の最大値の演算を行なうマイクロコンピュータ３４を有
する。
ク図であり、ロープの振れ角を検出する振れ角センサ３
１、この振れ角センサ３１の振れ角θを微分して振れ角
速度θ（１階微分）を得る微分器３２、ロープ長センサ
３３、及び位相面上の軌跡における座標の演算と振れ角
の最大値の演算を行なうマイクロコンピュータ３４を有
する。
【００１５】図４はマイクロコンピュータ３４にて実行
されるアルゴリズムを示し、ステップ１１１における振
れ角検出、ステップ１１２の振れ角速度の検出、ステッ
プ１１３のロープ長の検出、及び上記ステップ１１１〜
１１３による各入力に基づく最大振れ角の計算（ステッ
プ１１４）が行なわれる。
されるアルゴリズムを示し、ステップ１１１における振
れ角検出、ステップ１１２の振れ角速度の検出、ステッ
プ１１３のロープ長の検出、及び上記ステップ１１１〜
１１３による各入力に基づく最大振れ角の計算（ステッ
プ１１４）が行なわれる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、
θ、θ（１階微分／ωを軸とする位相面上の軌跡の座標
から振れ角の最大値を計算するようにしたので、任意の
タイミングで短い時間で最大振れ角の計測を行うことが
できる。
θ、θ（１階微分／ωを軸とする位相面上の軌跡の座標
から振れ角の最大値を計算するようにしたので、任意の
タイミングで短い時間で最大振れ角の計測を行うことが
できる。
【図１】本発明の実施例に係る位相面上の軌跡を表す
図。
図。
【図２】本発明の実施例に係る振れ角信号を表す図。
【図３】本発明の実施例に係る制御ブロック図。
【図４】本発明の実施例に係るプログラムのフローチャ
ート。
ート。
【図５】クレーンのモデル図。
【図６】従来の振れ角検出方法における振れ角信号を表
す図。
す図。
３１ ロープの振れ角センサ ３２ 微分器 ３３ ロープ長センサ ３４ マイクロコンピュータ ５１ レール ５２ トロリー ５３ ロープ ５４ 吊り荷
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星名 博光 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】 トロリーから垂らしたロープのロープ
長、任意時点でのロープ振れ角及びロープ振れ角速度を
測定する手段と、 この測定する手段の測定結果に基づき「ロープ振れ角」
と「ロープ振れ角速度／（重力加速度／ロープ
長）1/2 」とを縦軸と横軸とする位相面上の軌跡の座標
を求める演算手段と、 この演算手段により求めた位相面上の座標と位相面上の
原点との距離を演算する手段と、 を有することを特徴とする最大振れ角検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29111792A JPH06135684A (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 最大振れ角検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29111792A JPH06135684A (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 最大振れ角検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06135684A true JPH06135684A (ja) | 1994-05-17 |
Family
ID=17764681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29111792A Withdrawn JPH06135684A (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 最大振れ角検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06135684A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010009197A (ja) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Ihi Corp | 制振位置決め制御方法および装置 |
| CN102910533A (zh) * | 2012-10-26 | 2013-02-06 | 北京机械设备研究所 | 一种基于吊机的空间角度测量方法 |
| CN105651221A (zh) * | 2014-12-03 | 2016-06-08 | 上海金艺检测技术有限公司 | 起重机轨道在线检测方法 |
-
1992
- 1992-10-29 JP JP29111792A patent/JPH06135684A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010009197A (ja) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Ihi Corp | 制振位置決め制御方法および装置 |
| TWI380946B (zh) * | 2008-06-25 | 2013-01-01 | Ihi Corp | 制振定位控制方法及裝置 |
| CN102910533A (zh) * | 2012-10-26 | 2013-02-06 | 北京机械设备研究所 | 一种基于吊机的空间角度测量方法 |
| CN105651221A (zh) * | 2014-12-03 | 2016-06-08 | 上海金艺检测技术有限公司 | 起重机轨道在线检测方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000104 |