JPH06329391A - Load detector for winch - Google Patents

Load detector for winch

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JPH06329391A
JPH06329391A JP12008093A JP12008093A JPH06329391A JP H06329391 A JPH06329391 A JP H06329391A JP 12008093 A JP12008093 A JP 12008093A JP 12008093 A JP12008093 A JP 12008093A JP H06329391 A JPH06329391 A JP H06329391A
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JP
Japan
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winch
carrier
winch drum
torque
drum
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Application number
JP12008093A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Okuno
隆 奥野
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve stability of a main body and load detecting accuracy by arranging a generating torque detecting means on the side where rotation is checked to enable hoisting and lowering by a hydraulic motor, separately from a winch drum among a ring gear and a carrier of a planetary speed reduction mechanism connected to the motor. CONSTITUTION:A planetary speed reduction mechanism 20 connected to an output shaft of a motor 10 is composed of a ring gear 21 fixed to the inner peripheral surface of a winch drum 30, a sun gear 22 connected to an output shaft 10a of the hydraulic motor 10, a planetary gear 23 to mesh with these and a carrier 24 connected to the planetary gear 23, and is constituted in such a way that when the sun gear 22 is rotated in a condition of checking rotation of the carrier 24, the planetary gear 23 rotates, and rotates the ring gear 21, and rotates the winch drum 10. A torque detecting means 50 composed of a shaft 51 connected to this carrier 24 by a spline, a lever 52 rotatable integrally on the shaft 51 and a load cell 53 on the tip, is provided, and torque of the carrier 24 is detected.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、クレーンなどに設けら
れるウインチの荷重検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a winch load detecting device provided in a crane or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にクレーンには、ウインチの過負荷
を防止するための荷重検出装置が設けられており、検出
された荷重(例えば巻上ロープの張力)が所定値を越え
ると、作業者に警報を発生したり、巻上げを自動停止さ
せるようにしている。従来の荷重検出方法としては次の
(1)〜(3)に示すようなものがあった。 (1)3点ロ−ラ方式:例えば図7に示すように3個の
シ−ブ101,102,103に巻上ロープRPを掛け
回し、中央のシ−ブ102にかかる矢印方向の荷重(ロ
ープ張力に依存する)をロードセルなどによって検出す
る。 (2)ロープエンド方式:ブームのトップシ−ブから垂
下される巻上ロープにフックを通し、そのロープエンド
をブームに固定するタイプのものに適用され、ブームと
ロープエンドとの間にロードセルを介装して巻上ロープ
の張力を検出する。 (3)起伏ロープ張力検出方式:ブーム起伏用ロープの
張力を検出し、これにブーム角度,ブーム長さなどを加
味して間接的に巻上ロープ張力を演算する。 (4)ウインチドラム荷重検出方式:ウインチ装置それ
自体を作業機本体に対して回動可能に設けるとともに、
その回動中心から離間した位置においてウインチ装置と
作業機本体との間にロードセルを設け、このロードセル
の出力やブーム起伏角度などに基づいてロープ張力を演
算する(実開昭60−193389号公報参照)。
2. Description of the Related Art Generally, a crane is provided with a load detecting device for preventing an overload of a winch, and when a detected load (for example, tension of a hoisting rope) exceeds a predetermined value, a worker is instructed to do so. An alarm is issued and winding is automatically stopped. Conventional load detection methods include the following (1) to (3). (1) Three-point roller system: For example, as shown in FIG. 7, three sheaves 101, 102, and 103 are wound around a hoisting rope RP, and a load in the direction of the arrow applied to the central sheave 102 ( (Depending on the rope tension) is detected by a load cell or the like. (2) Rope end method: Applied to a type in which a hook is passed through a hoisting rope hanging from the top sheave of a boom and the rope end is fixed to the boom. A load cell is interposed between the boom and the rope end. Wear it and detect the tension of the hoisting rope. (3) Hoisting rope tension detection method: The tension of the rope for hoisting the boom is detected, and the hoisting rope tension is indirectly calculated by adding the boom angle, boom length, and the like. (4) Winch drum load detection method: The winch device itself is rotatably provided with respect to the working machine body, and
A load cell is provided between the winch device and the work machine main body at a position separated from the center of rotation, and the rope tension is calculated based on the output of the load cell and the boom hoisting angle (see Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-193389). ).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
(1)〜(4)の荷重検出方式にはそれぞれ次のような
欠点がある。 (1)の3点ロ−ラ方式では、巻上ロープが複数のシ−
ブに複雑に掛け回されるので、巻上ロープの摩耗や疲労
が著しく素線切れが発生し易い。また、一般的には荷重
検出器がブーム先端部に取付けられるので、クレーン本
体の安定性が損なわれる。 (2)のロープエンド方式は、フックがロープエンドに
取付けられるタイプのものでは、ロードセルを固定でき
ないから適用できない。 (3)の起伏ロープ方式は、例えば長いブームで作業半
径を大きくして軽荷重を吊るときなどには正確に起伏ロ
ープ張力を検出できず、検出精度が低下する。また起伏
ロープは、一般に10個以上のシ−ブに掛け回されてお
り、ブームの上げ下げに応じてシ−ブ抵抗が逆方向に作
用するため、荷重検出精度が低下する。さらに作業状態
を連続的に検出する必要性から、荷重検出器以外にもブ
ーム角度計やブーム長さ計などが必要となり、演算処理
も複雑となる。 (4)のウインチドラム荷重検出方式においても、巻上
ロープ張力を求めるためにブーム角度を検出する必要が
あり、荷重検出器の他にブーム角度計が必要となる。
However, each of the load detecting methods (1) to (4) has the following drawbacks. In the three-point roller system of (1), the hoisting rope has a plurality of sheaves.
Since the rope is complicatedly wound around, the hoisting rope is prone to wear and fatigue, and strand breakage easily occurs. In addition, since the load detector is generally attached to the tip of the boom, the stability of the crane body is impaired. The rope end method of (2) cannot be applied to the type in which the hook is attached to the rope end because the load cell cannot be fixed. In the undulating rope method of (3), the undulating rope tension cannot be accurately detected, for example, when the work radius is increased with a long boom to suspend a light load, and the detection accuracy decreases. Further, the undulating rope is generally wound around ten or more sheaves, and the sheave resistance acts in the opposite direction according to the raising and lowering of the boom, so that the load detection accuracy decreases. Furthermore, since it is necessary to continuously detect the working state, a boom angle meter, a boom length meter, etc. are required in addition to the load detector, and the calculation processing becomes complicated. Also in the winch drum load detection method of (4), it is necessary to detect the boom angle in order to obtain the hoisting rope tension, and a boom angle meter is required in addition to the load detector.

【0004】本発明の目的は、上記問題点を全て解消し
たウインチの荷重検出装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a winch load detecting device which solves all the above problems.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図1に対
応付けて説明すると、本発明は、モータ10と、このモ
ータ10の出力軸10aに連結されて出力軸10aの回
転を減速する遊星減速機構20と、この遊星減速機構2
0のリングギア21およびキャリア24のいずれか一方
と一体のウインチドラム30とを備え、リングギア21
およびキャリア24のうちウインチドラム30とは別体
の一方の回転を阻止することによって油圧モータ10に
よる巻上げ,巻下げを可能としたウインチに用いられる
荷重検出装置に適用される。そして、リングギア21お
よびキャリア24のうちウインチドラム30とは別体の
一方に発生するトルクを検出するトルク検出手段53を
備え、これにより上記問題点を解決する。特に請求項2
は、図5に示すように、いわゆるフリーフォールが可能
なウインチに適用したもので、リングギア21およびキ
ャリア24のうちウインチドラム30とは別体の一方と
一体にされるブレーキドラム81と、ブレーキバンド9
1によりブレーキドラム81を制動するブレーキ装置9
0とを備え、トルク検出手段53にてブレーキバンド9
1の張力を検出するようにしたものである。また請求項
3は、ウインチドラム30の巻層を検出する巻層検出手
段60(図4)と、この巻層検出手段60の出力と上記
トルク検出手段53の出力とに基づいて巻上ロープRP
の張力を演算する演算手段71とを更に備えたものであ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 1 showing an embodiment, the present invention will be described. In the present invention, a motor 10 and an output shaft 10a of the motor 10 are connected to reduce the rotation of the output shaft 10a. Planetary reduction mechanism 20 and this planetary reduction mechanism 2
0 of the ring gear 21 and the carrier 24 and the winch drum 30 integrated with the ring gear 21.
Also, the present invention is applied to a load detection device used for a winch in which one of the carriers 24, which is separate from the winch drum 30, is prevented from rotating so that the hydraulic motor 10 can wind and lower the wind. Then, the torque detecting means 53 for detecting the torque generated in one of the ring gear 21 and the carrier 24, which is separate from the winch drum 30, is provided, thereby solving the above problems. Especially claim 2
As shown in FIG. 5, the present invention is applied to a winch capable of so-called free fall, and includes a brake drum 81 integrated with one of the ring gear 21 and the carrier 24, which is separate from the winch drum 30, and a brake. Band 9
Brake device 9 that brakes the brake drum 81 by 1
0 and the brake band 9 is detected by the torque detecting means 53.
The tension of 1 is detected. A third aspect of the present invention is a winding layer detecting means 60 (FIG. 4) for detecting the winding layer of the winch drum 30, and a hoisting rope RP based on the output of the winding layer detecting means 60 and the output of the torque detecting means 53.
And a calculation means 71 for calculating the tension of the.

【0006】[0006]

【作用】リングギア21およびキャリア24のうちウイ
ンチドラム30とは別体の一方に発生するトルクは、巻
上ロープRPの張力に依存しているから、これを検出す
ることにより正確な荷重検出結果が得られる。
The torque generated in one of the ring gear 21 and the carrier 24, which is separate from the winch drum 30, depends on the tension of the hoisting rope RP. Therefore, by detecting this, an accurate load detection result can be obtained. Is obtained.

【0007】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
Incidentally, in the section of means and action for solving the above problems for explaining the constitution of the present invention, the drawings of the embodiments are used for making the present invention easy to understand. It is not limited to.

【0008】[0008]

【実施例】【Example】

−第1の実施例− 図1〜図4により本発明の第1の実施例を説明する。図
1は本実施例におけるウインチを示す断面図である。主
フレーム1に支持されるウインチは、油圧モータ10
と、油圧モータ10の回転を減速する遊星減速機構20
と、この遊星減速機構20を介して回転されるウインチ
ドラム30と、遊星減速機構20の入力側を制動するネ
ガティブ型油圧式ブレーキ装置40と、遊星減速機構2
0のキャリア24に作用するトルクを検出するトルク検
出装置50と、図4に示す巻層検出装置60とを備え、
ウインチドラム30には巻上ロープRPが巻回されてい
る。
-First Embodiment- A first embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. FIG. 1 is a sectional view showing a winch in this embodiment. The winch supported by the main frame 1 is a hydraulic motor 10
And a planetary reduction mechanism 20 for reducing the rotation of the hydraulic motor 10.
A winch drum 30 rotated via the planetary speed reduction mechanism 20, a negative hydraulic brake device 40 for braking the input side of the planetary speed reduction mechanism 20, and a planetary speed reduction mechanism 2
A torque detection device 50 for detecting the torque acting on the carrier 24 of 0, and a wound layer detection device 60 shown in FIG.
A hoisting rope RP is wound around the winch drum 30.

【0009】遊星減速機構20は、ウインチドラム30
の内周面に固着されたリングギア21と、油圧モータ1
0の出力軸10aに連結されたサンギア22と、このサ
ンギア22およびリングギア21に噛合される遊星ギア
23と、遊星ギア23に連結されたキャリア24と備
え、キャリア24の回転が阻止された状態でサンギア2
2が回転すると、遊星ギア23の自転によってリングギ
ア21が回転し、ウインチドラム30が回転する。
The planetary speed reduction mechanism 20 includes a winch drum 30.
Of the ring gear 21 fixed to the inner peripheral surface of the hydraulic motor 1
The state in which the rotation of the carrier 24 is blocked includes the sun gear 22 connected to the zero output shaft 10a, the planet gear 23 meshed with the sun gear 22 and the ring gear 21, and the carrier 24 connected to the planet gear 23. And Sun Gear 2
When 2 rotates, the ring gear 21 rotates due to the rotation of the planetary gear 23, and the winch drum 30 rotates.

【0010】ブレーキ装置40は、図2の拡大図にも示
すように、軸受ケース41内において上記サンギア22
の軸22aにスプライン結合されたブレーキディスク4
2と、ケース41内に収容されたピストン43と、ピス
トン43をディスク42側に付勢するブレーキばね44
とを備え、ディスク42の両面にはライニング42a,
42bが取付けられている。油圧室45に油が供給され
ていないときには、ピストン43がばね44の付勢力に
よりケース41との間でディスク42を挟圧し、サンギ
ア22、すなわちウインチドラム30に制動を加える。
また油路46を介して油圧室45に圧油が供給される
と、ピストン43がばね44の付勢力に抗して図示右方
に移動し、上記制動が解除される。なお、図1において
BRはころがり軸受を示す。
As shown in the enlarged view of FIG. 2, the brake device 40 has the sun gear 22 inside the bearing case 41.
Brake disc 4 splined to the shaft 22a of the
2, a piston 43 housed in the case 41, and a brake spring 44 for urging the piston 43 toward the disc 42 side.
And a lining 42a on both sides of the disc 42,
42b is attached. When oil is not supplied to the hydraulic chamber 45, the piston 43 presses the disk 42 against the case 41 by the urging force of the spring 44, and brakes the sun gear 22, that is, the winch drum 30.
When pressure oil is supplied to the hydraulic chamber 45 via the oil passage 46, the piston 43 moves rightward in the drawing against the urging force of the spring 44, and the braking is released. In FIG. 1, BR indicates a rolling bearing.

【0011】トルク検出装置50は、図3にも示すよう
に、上記キャリア24にスプライン結合されたシャフト
51と、このシャフト51と一体に回転可能なレバー5
2と、レバー52の先端と主フレーム1との間に介装さ
れたロードセル53とから成り、ウインチドラム30の
回転時にレバー52、すなわちキャリア24に作用する
トルクがロードセル53により検出される。ロードセル
53の検出出力は、図4に示すコントローラ71に入力
される。ここで、上記レバー52は、本来はリングギア
21の回転反力をとるためのものであり、通常は直接フ
レーム1に連結されるが、本実施例ではキャリア24の
トルクを検出するためにレバー52とフレーム1との間
にロードセル53が介装される。すなわち本実施例で
は、キャリア24のトルクを検出するために従来からあ
る機構を利用しており、これにより構成の簡素化が図れ
る。
As shown in FIG. 3, the torque detecting device 50 includes a shaft 51 splined to the carrier 24 and a lever 5 rotatable integrally with the shaft 51.
2 and a load cell 53 interposed between the tip of the lever 52 and the main frame 1. The torque acting on the lever 52, that is, the carrier 24 when the winch drum 30 rotates is detected by the load cell 53. The detection output of the load cell 53 is input to the controller 71 shown in FIG. Here, the lever 52 is originally for taking a rotational reaction force of the ring gear 21, and is usually directly connected to the frame 1. However, in the present embodiment, the lever 52 is for detecting the torque of the carrier 24. A load cell 53 is interposed between 52 and the frame 1. That is, in the present embodiment, a conventional mechanism is used to detect the torque of the carrier 24, which can simplify the configuration.

【0012】巻層検出装置60は、図4に示すように、
フレーム2上に回動可能に設けられたレバー61と、レ
バー61の先端に取付けられたロ−ラ62と、レバー6
1をウインチドラム30側に付勢するばね63と、レバ
ー61の角度を検出する角度センサ64とを備えてい
る。レバー61は、ウインチドラム30への巻層が増加
するに従って図示矢印方向に回動するから、このレバー
61の角度を検出することによりウインチドラム30の
巻層が検知できる。角度センサ64の出力はコントロー
ラ71に入力され、コントローラ71は、この角度セン
サ64および上記ロードセル53の各出力に基づいて後
述するように巻上ロープRPの張力を演算する。
The wound layer detecting device 60, as shown in FIG.
A lever 61 rotatably provided on the frame 2, a roller 62 attached to the tip of the lever 61, and a lever 6
A spring 63 for urging 1 toward the winch drum 30 and an angle sensor 64 for detecting the angle of the lever 61 are provided. Since the lever 61 rotates in the direction of the arrow in the drawing as the number of layers wound on the winch drum 30 increases, the winding layer of the winch drum 30 can be detected by detecting the angle of the lever 61. The output of the angle sensor 64 is input to the controller 71, and the controller 71 calculates the tension of the hoisting rope RP based on the outputs of the angle sensor 64 and the load cell 53, as described later.

【0013】次に、実施例の動作を説明する。不図示の
ウインチ操作レバーが中立位置にあるときには、油圧モ
ータ10が停止しており、また油圧室45(図2)に圧
油が供給されておらず、ブレーキ装置40が作動してウ
インチ10は停止している。この状態で操作レバーを巻
上方向に操作すると、油圧室45に圧油が供給されてブ
レーキ装置40が開放状態となるとともに油圧モータ1
0が駆動され、油圧モータ10の出力軸10aと一体化
されたサンギア22が回転する。このとき、シャフト5
1,レバー52およびロードセル53を介してキャリア
24の回転が阻止されているから、サンギア22の回転
により遊星ギア23が自転しつつリングギア21を回転
させ、これによりウインチドラム30が回転して巻上げ
が行われる。
Next, the operation of the embodiment will be described. When the winch operation lever (not shown) is in the neutral position, the hydraulic motor 10 is stopped, pressure oil is not supplied to the hydraulic chamber 45 (FIG. 2), and the brake device 40 operates to operate the winch 10. It has stopped. When the operation lever is operated in the winding direction in this state, pressure oil is supplied to the hydraulic chamber 45, the brake device 40 is opened, and the hydraulic motor 1
0 is driven, and the sun gear 22 integrated with the output shaft 10a of the hydraulic motor 10 rotates. At this time, the shaft 5
1, because the rotation of the carrier 24 is blocked via the lever 52 and the load cell 53, the rotation of the sun gear 22 causes the planet gear 23 to rotate while rotating the ring gear 21, which causes the winch drum 30 to rotate and wind. Is done.

【0014】ここで、ロードセル53はレバー52、つ
まりキャリア24に作用するトルクを検出してコントロ
ーラ71に入力し、一方、巻層検出器64はレバー61
の角度、つまり巻上ロープRPの巻層を検出してコント
ローラ71にそれぞれ入力する。コントローラ71は、
これらの入力値に基づいて以下のように巻上ロープRP
の張力を演算する。すなわち、巻上ロープRPを介して
ウインチドラム30に発生するトルクをTd、上記キャ
リア24に発生するトルクをTc、遊星減速機構20の
総減速比をiとすると、
Here, the load cell 53 detects the torque acting on the lever 52, that is, the carrier 24, and inputs it to the controller 71, while the winding layer detector 64 controls the lever 61.
Angle, that is, the winding layer of the hoisting rope RP is detected and input to the controller 71. The controller 71
Based on these input values, hoisting rope RP as follows
Calculate the tension of. That is, if the torque generated in the winch drum 30 via the hoisting rope RP is Td, the torque generated in the carrier 24 is Tc, and the total reduction ratio of the planetary reduction mechanism 20 is i,

【数1】Td:Tc=i:(i+1) の関係が成り立つ。したがって、ロードセル53の出力
値Tcおよび予め設定された遊星減速機構20の総減速
比iを上式に代入することによりウインチドラム30に
発生するトルクTdを求めることができる。
## EQU1 ## The relationship of Td: Tc = i: (i + 1) holds. Therefore, the torque Td generated in the winch drum 30 can be obtained by substituting the output value Tc of the load cell 53 and the preset total reduction ratio i of the planetary reduction mechanism 20 into the above equation.

【0015】一方、このドラムトルクTdと、ウインチ
ドラム30のロープ巻付部の半径にロープRPの巻層を
加えた距離Rと、求めるべき巻上ロープRPの張力Tと
には、
On the other hand, the drum torque Td, the distance R obtained by adding the winding layer of the rope RP to the radius of the rope winding portion of the winch drum 30, and the tension T of the hoisting rope RP to be obtained are:

【数2】Td=T・R の関係が成り立つ。Rは巻層検出装置60の出力から得
ることができるから、上式にTd,Rを代入することに
よりロープ張力Tを演算できる。そして、このロープ張
力Tが所定値以上になると警告を発生したり、巻上げを
自動的に停止するなどの制御が行われる。なお以上では
巻上時について説明したが、巻下げ時も同様に荷重検出
を行える。また、操作レバーが中立位置にあって、ウイ
ンチドラムが停止しているときにも同様に荷重検出を行
える。
## EQU00002 ## The relationship of Td = T.multidot.R holds. Since R can be obtained from the output of the wound layer detection device 60, the rope tension T can be calculated by substituting Td and R in the above equation. Then, when the rope tension T exceeds a predetermined value, a warning is issued, or the winding is automatically stopped. In the above, the case of hoisting is described, but the load can be similarly detected when hoisting. Further, the load can be similarly detected when the operation lever is at the neutral position and the winch drum is stopped.

【0016】以上の実施例の構成において、ロードセル
53がトルク検出手段を、巻層検出装置60が巻層検出
手段を、コントローラ71が演算手段をそれぞれ構成す
る。
In the configuration of the above embodiment, the load cell 53 constitutes the torque detecting means, the winding layer detecting device 60 constitutes the winding layer detecting means, and the controller 71 constitutes the calculating means.

【0017】−第2の実施例− 次に、図5,図6により本発明の第2の実施例を説明す
る。なお、図1と同様な箇所には同一の符号を付し、相
違点を中心に説明する。本実施例のウインチは、上記油
圧モータ10の動力による巻上げ,巻下げの他に、吊り
荷の自重によって巻下げを行ういわゆるフリーフォール
が可能とされている。このため図5の如く上記シャフト
51と一体に回転するブレーキドラム81が設けられ、
このブレーキドラム81には、ブレーキ装置90(図
6)を構成するブレーキバンド91が巻回される。不図
示のブレーキペダルを踏み込み操作すると、ロッド92
およびリンク93を介してブレーキバンド91がブレー
キドラム81に巻締められ、これによりブレーキドラム
81が制動される。ブレーキバンド93の固定端とフレ
ーム1との間には上述と同様のロードセル53が介装さ
れ、このロードセル53によりブレーキバンド93の張
力(キャリア24のトルクに依存する)が検出され、上
記コントローラ71に入力される。その他の構成は図1
と同様である。
-Second Embodiment- Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and different points will be mainly described. The winch of the present embodiment is capable of so-called free fall in which, in addition to hoisting and lowering by the power of the hydraulic motor 10, hoisting is performed by the weight of the suspended load. Therefore, as shown in FIG. 5, a brake drum 81 that rotates integrally with the shaft 51 is provided,
A brake band 91 that constitutes a brake device 90 (FIG. 6) is wound around the brake drum 81. When the brake pedal (not shown) is depressed, the rod 92
The brake band 91 is wound around the brake drum 81 via the link 93 and the brake drum 81 is braked. A load cell 53 similar to that described above is interposed between the fixed end of the brake band 93 and the frame 1, and the tension of the brake band 93 (which depends on the torque of the carrier 24) is detected by the load cell 53, and the controller 71 is operated. Entered in. Other configurations are shown in FIG.
Is the same as.

【0018】ブレーキ装置90が制動状態のときには、
ブレーキドラム81を介してキャリア24の回転が阻止
されているから、ウインチ操作用レバーの操作に応じて
上記油圧モータ10による巻上げ,巻下げが行われ、こ
のときロードセル53および巻層検出用角度センサ64
の出力に基づいて上述と同様に巻上ロープRPの張力が
演算される。一方、油圧モータ10が停止し、かつ2つ
のブレーキ装置40,90が共に制動状態のときにブレ
ーキペダルの操作を解除すると、ブレーキ装置90のみ
が解放となってキャリア24の回転、すなわち遊星ギア
23の公転が許容される。したがって、吊り荷の自重に
よりウインチドラム30がリングギア21と一体に回転
し、フリーフォールが行われる。フリーフォールを停止
するにはブレーキペダルを踏み込んでブレーキ装置90
を作動させればよい。このブレーキ装置90の作動によ
るフリーフォール停止時にも上述と同様に荷重検出が行
える。
When the braking device 90 is in the braking state,
Since the rotation of the carrier 24 is blocked by the brake drum 81, the hydraulic motor 10 winds and lowers the winder in accordance with the operation of the winch operating lever. At this time, the load cell 53 and the winding layer detecting angle sensor. 64
The tension of the hoisting rope RP is calculated in the same manner as described above based on the output of. On the other hand, when the operation of the brake pedal is released when the hydraulic motor 10 is stopped and the two brake devices 40 and 90 are both in the braking state, only the brake device 90 is released and the carrier 24 rotates, that is, the planetary gear 23. Revolution is allowed. Therefore, the winch drum 30 rotates integrally with the ring gear 21 due to the weight of the suspended load, and free fall is performed. To stop the free fall, depress the brake pedal and press the brake device 90.
Should be activated. Even when the free fall is stopped by the operation of the brake device 90, the load can be detected in the same manner as described above.

【0019】なお以上では、油圧モータ10を用いた例
を示したが、この油圧モータ10に代えて電動モータを
用いてもよい。また以上では、多層巻のウインチドラム
30を用いたので、巻層検出装置60の出力をも加味し
てロープ張力を求めたが、1層巻のウインチドラムを用
いた場合には巻層検出装置60は不要であり、ロードセ
ル53の出力および遊星減速機構20の減速比のみから
ロープ張力を演算するようにしてもよい。また、ロード
セル53によって検出されるキャリア24のトルクはロ
ープ張力に依存していから、特に演算によってロープ張
力を求めず、ロードセル53の出力そのものが所定値以
上か否かにより上述した制御を行うようにしてもよい。
さらに以上では、リングギア21をウインチドラム30
と一体にするとともに、トルク検出装置50でキャリア
24のトルクを検出する例を示したが、これとは逆にキ
ャリア24をウインチドラム30と一体にし、リングギ
ア21のトルクをトルク検出装置で検出するよう構成し
てもよい。
Although an example using the hydraulic motor 10 has been shown above, an electric motor may be used instead of the hydraulic motor 10. Further, in the above description, since the winch drum 30 of the multi-layer winding is used, the rope tension is obtained in consideration of the output of the winding layer detecting device 60. However, when the winch drum of the single layer is used, the winding layer detecting device is obtained. 60 is unnecessary, and the rope tension may be calculated only from the output of the load cell 53 and the reduction ratio of the planetary reduction mechanism 20. Further, since the torque of the carrier 24 detected by the load cell 53 depends on the rope tension, the rope tension is not specifically calculated, and the above-described control is performed depending on whether the output itself of the load cell 53 is a predetermined value or more. May be.
In the above, the ring gear 21 is attached to the winch drum 30.
Although the example in which the torque of the carrier 24 is detected by the torque detection device 50 is shown together with the above, the carrier 24 is integrated with the winch drum 30 and the torque of the ring gear 21 is detected by the torque detection device. It may be configured to.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明によれば、遊星減速機構のリング
ギアおよびキャリアのいずれか一方と一体のウインチド
ラムとを備えたウインチにおいて、リングギアおよびキ
ャリアのうちウインチドラムとは別体の一方に発生する
トルクを検出するようにしたので、次のような効果が得
られる。 (1)巻上ロープを複雑にシ−ブに掛け回すことなく荷
重検出が行えるので、巻上ロープの摩耗や疲労を最小限
に抑制して巻上ロープの長寿命化が図れる。 (2)荷重検出器がブーム先端ではなくウインチ側に設
けられるので、クレーン本体の安定性を確保できる。 (3)フックがロープエンドに取付けられるタイプのも
のにも適用できる。 (4)ブームの長さや作業半径などに左右されず巻上
時,巻下げ時とも精度よく荷重検出を行える。 (5)ブーム角度計やブーム長さ計などは不要であり、
構成が簡素化するとともに、複雑な演算処理を行う必要
がない。 特に請求項2の発明によれば、フリーフォールが可能な
ウインチにおいて、トルク検出手段によりブレーキバン
ドの張力(巻上ロープ張力に依存する)を検出するよう
にしたので、従来の構成を利用して構成の簡素化が図れ
る。また請求項3の発明によれば、上記トルク検出手段
の出力に加えてウインチドラムの巻層をも加味して巻上
ロープの張力を演算するようにしたので、多層巻のウイ
ンチドラムを用いた場合により精度よく荷重検出を行え
る。
According to the present invention, in a winch including one of a ring gear and a carrier of a planetary speed reduction mechanism and an integral winch drum, one of the ring gear and the carrier is separated from the winch drum. Since the generated torque is detected, the following effects can be obtained. (1) Since the load can be detected without complicatedly winding the hoisting rope around the sheave, wear and fatigue of the hoisting rope can be suppressed to a minimum and the life of the hoisting rope can be extended. (2) Since the load detector is provided on the winch side rather than the boom tip, the stability of the crane body can be secured. (3) It can also be applied to a type in which the hook is attached to the rope end. (4) The load can be accurately detected during hoisting and lowering regardless of the boom length and work radius. (5) Boom angle meter and boom length meter are unnecessary,
The configuration is simplified and there is no need to perform complicated arithmetic processing. In particular, according to the invention of claim 2, in the winch capable of free fall, the tension of the brake band (which depends on the tension of the hoisting rope) is detected by the torque detecting means, so that the conventional configuration is utilized. The configuration can be simplified. According to the third aspect of the present invention, the tension of the hoisting rope is calculated in consideration of the output of the torque detecting means and the winding layer of the winch drum. Therefore, the winch drum of the multi-layer winding is used. Depending on the case, the load can be detected accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に係るウインチの全体構
成を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing an overall configuration of a winch according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の一部分を拡大して示す図。FIG. 2 is an enlarged view of a part of FIG.

【図3】トルク検出装置の構成を示す図1のIII−III線
から見た図。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a torque detection device, as seen from a line III-III in FIG. 1.

【図4】巻層検出装置の構成を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a wound layer detection device.

【図5】第2の実施例に係るウインチの全体構成を示す
断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing the overall structure of a winch according to a second embodiment.

【図6】トルク検出装置の構成を示す図5のVI−VI線か
ら見た図。
FIG. 6 is a view showing the configuration of the torque detection device as seen from the line VI-VI in FIG. 5.

【図7】従来の荷重検出方式の一例を示す図。FIG. 7 is a diagram showing an example of a conventional load detection method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 主フレーム 10 油圧モータ 20 遊星減速機構 21 リングギア 22 サンギア 23 遊星ギア 24 キャリア 30 ウインチドラム 40,90 ブレーキ装置 50 トルク検出装置 53 ロードセル 60 巻層検出装置 64 角度センサ 71 コントローラ 81 ブレーキドラム RP 巻上ロープ 1 Main Frame 10 Hydraulic Motor 20 Planetary Reduction Mechanism 21 Ring Gear 22 Sun Gear 23 Planetary Gear 24 Carrier 30 Winch Drum 40,90 Brake Device 50 Torque Detecting Device 53 Load Cell 60 Winding Layer Detecting Device 64 Angle Sensor 71 Controller 81 Brake Drum RP Winding rope

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 モータと、 このモータの出力軸に連結されて出力軸の回転を減速す
る遊星減速機構と、 この遊星減速機構のリングギアおよびキャリアのいずれ
か一方と一体のウインチドラムとを備え、前記リングギ
アおよびキャリアのうち前記ウインチドラムとは別体の
一方の回転を阻止することによって油圧モータによる巻
上げ,巻下げを可能としたウインチに用いられる荷重検
出装置において、 前記リングギアおよびキャリアのうち前記ウインチドラ
ムとは別体の一方に発生するトルクを検出するトルク検
出手段を具備することを特徴とするウインチの荷重検出
装置。
1. A motor, a planetary speed reduction mechanism that is connected to an output shaft of the motor to reduce the rotation of the output shaft, and a winch drum that is integral with one of a ring gear and a carrier of the planetary speed reduction mechanism. A load detection device used for a winch capable of hoisting and lowering by a hydraulic motor by blocking the rotation of one of the ring gear and the carrier separate from the winch drum, A load detecting device for a winch, comprising a torque detecting means for detecting a torque generated on one side separate from the winch drum.
【請求項2】 前記リングギアおよびキャリアのうち前
記ウインチドラムとは別体の一方と一体にされるブレー
キドラムと、 ブレーキバンドにより前記ブレーキドラムを制動するブ
レーキ装置とを備え、 前記トルク検出手段は、前記ブレーキバンドの張力を検
出することを特徴とする請求項1に記載のウインチの荷
重検出装置。
2. A brake drum that is integrated with one of the ring gear and the carrier, which is separate from the winch drum, and a brake device that brakes the brake drum with a brake band. The winch load detection device according to claim 1, wherein the tension of the brake band is detected.
【請求項3】 前記ウインチドラムの巻層を検出する巻
層検出手段と、この巻層検出手段の出力と前記トルク検
出手段の出力とに基づいて巻上ロープの張力を演算する
演算手段とを更に備えたことを特徴とする請求項1また
は2に記載のウインチの荷重検出装置。
3. A winding layer detecting means for detecting a winding layer of the winch drum, and a calculating means for calculating a tension of a hoisting rope based on an output of the winding layer detecting means and an output of the torque detecting means. The winch load detection device according to claim 1 or 2, further comprising: a winch load detection device.
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