JPH0680383A - 吊下げ把持装置の旋回制御装置 - Google Patents

吊下げ把持装置の旋回制御装置

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JPH0680383A
JPH0680383A JP12909193A JP12909193A JPH0680383A JP H0680383 A JPH0680383 A JP H0680383A JP 12909193 A JP12909193 A JP 12909193A JP 12909193 A JP12909193 A JP 12909193A JP H0680383 A JPH0680383 A JP H0680383A
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JP
Japan
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control
gimbal
moment gyro
flywheel
gripping device
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Pending
Application number
JP12909193A
Other languages
English (en)
Inventor
Yujiro Kamata
勇二郎 鎌田
Yoshitsugu Nekomoto
善続 猫本
Hiroshi Kamiyoshi
博 神吉
Akira Yoshimoto
晶 吉本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KORYO ENG KK
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
KORYO ENG KK
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0680383A publication Critical patent/JPH0680383A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/04Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
    • B66C13/08Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for depositing loads in desired attitudes or positions

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)
  • Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 本発明はグラブバケット、玉掛装置等の吊下
げ把持装置の旋回をリモートコントロールにより迅速且
つ確実に行うことができる旋回制御装置を提供すること
を目的とする。 【構成】 ワイヤによる吊り下げられた吊下げ把持装置
3と、ほぼ垂直面内で高速回転するフライホイール10
と同フライホイール10を軸支し且つフライホイール軸
10aに直交する支持軸11aを有する枠状のジンバル
11と同ジンバル11を支持軸11aまわりに傾動させ
る駆動機構13からなるコントロール・モーメント・ジ
ャイロと、吊下げ把持装置3の側面に突設されてコント
ロール・モーメント・ジャイロのジンバル支持軸11a
を水平且つ回転可能に支持する支持台16と、コントロ
ール・モーメント・ジャイロを遠隔操作する機構とを具
えたグラブバケット旋回制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はクレーンに吊り下げられ
て荷役作業を行うグラブバケット又は玉掛装置等の吊下
げ把持装置において、吊下げ把持装置の垂直軸まわりの
旋回を制御する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】グラブバケット又は玉掛装置等の吊下げ
把持装置は、港湾・工場等において、木材束、鋼材等の
積み込み、積み降し等の荷役作業に用いられる。木材等
をつかむ際、あるいはつかんだ束を整列させて設置する
際、吊下げ把持を所望の方向に旋回させる必要があり、
従来は以下に示すように、人力あるいはファンを利用し
て旋回させている。 (1)人力によるもの 図9に示すように、吊下げ把持装置3にワイヤロープ1
7を接続して、作業者18の人力で引っ張りながら左右
に移動して、吊下げ把持装置を所望の方向に旋回させ
る。 (2)ウインチによるもの 図10に示すように、ワイヤロープ17を吊下げ把持装
置3に接続し、ウインチ19を用いて、一方のワイヤロ
ープを巻き取りながら他方のワイヤロープを繰り出すな
どの操作して旋回させる。 (3)旋回用ファンによるもの 図11に示すように、吊下げ把持装置3の左右に旋回用
ファン20を取り付け、ファンの推力を利用して旋回さ
せる。
【0003】なお、図9,10,11において、1はク
レーンのワイヤ、2は吊り具、3は吊下げ把持装置(グ
ラブバケット)、4はグラブバケットの爪である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術には次
のような問題点がある。 1)人力によるもの 荷役作業中に、吊下げ把持装置3の旋回により、作業者
18が振り回される危険があり、安全性に問題があっ
た。 2)ウインチによるもの ウインチ19本体及び制御盤等を設置するためのスペー
スを確保する必要があった。また、作業前の準備や作業
の段取りに手間がかかった。さらには、ウインチ19に
ワイヤロープ17が、からむなど、作業上の安全性にも
問題があった。 3)旋回用ファンによるもの ファンの推力では旋回速度が遅く、作業に手間取り、ま
た、慣性が付いた後では急に止まらず、その位置決めに
も時間がかかった。
【0005】本発明は、吊下げ把持装置の旋回をリモー
トコントロールにより迅速且つ確実に行うことができる
旋回制御装置を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】吊下げ把持装置にモーメ
ント出力装置であるコントロール・モーメント・ジャイ
ロを取り付け、その出力モーメントにより、吊下げ把持
装置の旋回制御を行う。
【0007】
【作用】吊下げ把持装置に取り付けられたコントロール
・モーメント・ジャイロの出力モーメントは、フライホ
イールの傾動により変化し、その大きさは作業員の操作
する操作盤により制御される。吊下げ把持装置は、コン
トロール・モーメント・ジャイロの出力モーメントによ
り、作業員の所望の方向、速度で旋回制御される。その
ため、荷役作業はスムーズかつ短時間で行われ、作業性
が向上されるだけでなく、操作盤による作業のため、安
全性も向上する。
【0008】
【実施例】図1に示すように、クレーンのワイヤ1に吊
り具2を介して吊られた荷役用の吊下げ把持装置(本実
施例ではグラブバケット)3の旋回は、取り付けられた
コントロール・モーメント・ジャイロ5の出力モーメン
トにより制御される。コントロール・モーメント・ジャ
イロ5は作業員の判断によりコントロールされ、その指
令は操作盤9より、リモート・コントロールによって送
信器8、受信器7を介してモータドライブ6に送られそ
のモータドライブ6によりコントロール・モーメント・
ジャイロ5は所望の旋回が得られるよう、出力モーメン
トが制御される。
【0009】コントロール・モーメント・ジャイロ5は
ジャイロ効果を利用したモーメント発生装置であり、そ
の原理を図5に示す。フライホイール10(回転慣性モ
ーメントIP )を高速(角速度Ω)で回転させ、同フラ
イホイール10をジンバル11により軸支する。フライ
ホイール10の回転軸10aと直交するジンバル11の
支持軸11aにジンバル駆動用モータ13により角速度
θ°のトルク(モーメント)を負荷させると、フライホ
イール回転軸10a及びジンバル支持軸11aに直角
に、出力モーメントIP Ωθ°が得られる。
【0010】吊下げ把持装置3に取り付けられたコント
ロール・モーメント・ジャイロ5の概要を図2,図3,
図4に示す。フライホイール用モータ15で高速に回転
するフライホイール10の回転軸10aは、フライホイ
ール用軸受14を介してジンバル11に支持される。ジ
ンバル11には支持軸11aを介してジンバル駆動用モ
ータ13によりトルクが負荷される。その負荷により出
力されるモーメントは、ジンバル軸受12に、支持台1
6を介してグラブバケット本体3に伝えられ、旋回が制
御される。
【0011】またコントロール・モーメント・ジャイロ
5は傾けられる(角速度を与えられる)ことによりモー
メントが出力されるため、常に中立位置(傾き0°)の
付近で用いられるのが望ましい。従って、旋回後は、コ
ントロール・モーメント・ジャイロ5の傾きを常に0°
となるように、図4に示すように、回転角調整用ばね2
1が取り付けられる。なお、フライホイール用モータ1
5およびジンバル駆動用モータ13の電源は、吊下げ把
持装置3の電源あるいは、バッテリ、小型発電機を利用
する。なお11bはジンバル11の回転角調整用おもり
である。
【0012】次に、コントロール・モーメント・ジャイ
ロをグラブ回転制御に用いた具体例について説明する。
図6,図7,図8は直径500mm、回転数3000r
pm、重量50kgfのフライホイールからなるコント
ロール・モーメント・ジャイロを用い、重量3.2to
nfのグラブバケットを90°回転させた時のシミュレ
ーション結果を示す。
【0013】図6はグラブの回転角、図7はコントロー
ル・モーメント・ジャイロの傾き角、図8はコントロー
ル・モーメント・ジャイロの入力角度である。図6から
グラブがほぼ6秒で90°回転しているのがわかる。な
お、本発明による旋回制御装置は、グラブバケット又は
玉掛装置だけでなく、一般のクレーンの荷揺れ等、旋回
を伴うものに対して適用可能である。
【0014】コントロール・モーメント・ジャイロ5に
より、吊下げ把持装置3の位置決めを行う際に、旋回終
了時に多少の旋回方向の振動が残ったり、或は、停止中
に風などの外力で吊下げ把持装置3および被処理物体が
揺れることがある。吊下げ把持装置3の揺れに伴いジン
バル11が揺動するので、このような場合には、図12
及び図13に示す如く、ジンバル支持軸11aにダンパ
ー22を取り付けることにより、ジンバル11の揺れが
ダンパー22により吸収される。従って、コントロール
・モーメント・ジャイロ5は、旋回位置決めと同時に揺
れ止めの役割を果たす。
【0015】次に、コントロール・モーメント・ジャイ
ロ5を操作する遠隔操作機構として、ON−OFF指令
信号によりジンバル駆動用モータ13を制御する機構を
用いる場合を図14,図15について説明する。図14
において、ジンバル駆動用モータ13とバッテリ25の
間に、リード線26及びケーブル27を介して切り換え
ボックス24が設置され、切り換えボックス24は受信
器7により操作される。受信器7の受けるON−OFF
の指令信号により、切り換えボックス24が切り換えら
れ、ジンバル駆動用モータ13が正転或は逆転し、コン
トロール・モーメント・ジャイロ5の出力方向が切り換
えられる。
【0016】操作盤9(図1参照)のON−OFFによ
り、送信器8及び受信器7を介して、吊下げ把持装置
(グラブバケット)3の旋回位置決めを行う場合の制御
フローを図15に示す。図15において、(1)操作盤
の右旋回用のスイッチをONすると、その指令はリモー
ト・コントールにより切り換えボックスを介して、
(2)ジンバル駆動用モータに伝えられ、回転を始め
る。ここで、バケットが旋回を始めると、バケットの角
速度に応じてコントロール・モーメント・ジャイロ(C
MG)を介して、ジンバル駆動用モータに逆モーメン
ト、すなわち逆起電力が働く。(3)この逆起電力がモ
ータの回転力より小さい場合には、(4)コントロール
・モーメント・ジャイロのモーメントは出力し、(5)
バケットは旋回する。出力モーメントに応じてそのバケ
ットの旋回速度は増大するが、それに応じて(6)逆起
電力も増大する。(7)この逆起電力がモータの回転力
と等しくなったところで、(8)ジンバル駆動用モータ
は停止し、(9)CMGによる回転モーメントは0とな
り出力されなくなる。すなわち、(10)加速していた
バケットは定速旋回することとなる。このまま作業者
は、所定の位置にバケットが到達するのを待ち、(1
1)所定の位置に到達したところで、(12)スイッチ
をOFFにする。そのため、(13)モータの回転力は
指令として0となるが、バケットからの送起電力が大き
く、(14)結果としてジンバル駆動用モータは逆回転
を始め、(15)CMGから逆モーメントが出力され
る。(16)そのため旋回していたバケットは減速し、
(17)それに応じて逆起電力も減少する。(18)減
速して逆起電力とモータ回転力が0となった時点で、
(19)ジンバル駆動用モータは停止し、(20)出力
されていた逆回転モーメントは0となり、(21)バケ
ットは所定の位置に停止する。
【0017】反対方向に旋回させるためには、図14に
示した切り換えボックス24内での接続を逆にして、上
記と同様の手順を行うこととなる。このような切り換え
ボックス24を設けたクラブバケットの遠隔操作機構を
図16に示す。なお、上記、CMGの制御は、ジンバル
駆動用モータ13を速度制御せずに用いる必要があり、
また、バケットの旋回速度は逆起電力とモータ回転力と
が等しくなることにより決まるため、旋回速度はモータ
への電源供給の大きさで設定することができる。
【0018】図17乃至図19は玉掛装置における本発
明の実施例であり、31は玉掛ワイヤ、32はクラン
プ、33は鋼材を示し、前述の実施例と同様にして旋回
制御を行うことができる。
【0019】
【発明の効果】本発明による吊下げ把持装置の旋回制御
装置は、ワイヤにより吊り下げられた吊下げ把持装置
と、ほぼ垂直面内で高速回転するフライホイールと同フ
ライホイールを軸支し且つフライホイール軸に直交する
支持軸を有する枠状のジンバルと同ジンバルを支持軸ま
わりに傾動させる駆動機構とからなるコントロール・モ
ーメント・ジャイロと、前記吊下げ把持装置の側面に突
設されて前記コントロール・モーメント・ジャイロのジ
ンバル支持軸を水平に且つ回転可能に支持する支持台
と、前記コントロール・モーメント・ジャイロを操作す
る遠隔操作機構とを具えたことにより、次の効果を有す
る。 (1)グラブバケット旋回用のワイヤロープが不要であ
り、作業中、グラブバケットの旋回により作業員が振り
回されず、安全性が向上する。 (2)ウインチの設置等、設置スペースの確保を必要と
しない。 (3)モーメントを制御して、吊下げ把持装置の旋回位
置を決めるため、出力コントロールにより旋回速度を調
整でき、更に自由な位置決めが可能となり、制御性能も
向上する。 (4)リモート・コントロールにより、離れた位置で、
目視により制御される。 (5)回転角調整用ばねを設けることにより、コントロ
ール・モーメント・ジャイロのジンバルを、常に作動能
力のよい中立位置に保持することができる。 (6)ジンバル支持軸にダンパーを設けることにより、
吊下げ把持装置の揺れ止めを行うことができる。 (7)コントロール・モーメント・ジャイロを遠隔操作
する手段として、ON−OFF指令信号を用いることに
より、遠隔操作機構を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による吊下げ把持装置の旋回制御装置の
正面図及びその遠隔操作機構のブロック図である。
【図2】図1に示した吊下げ把持装置及びコントロール
・モーメント・ジャイロの平面図である。
【図3】図2のA−A断面図である。
【図4】図2のB−B断面図である。
【図5】コントロール・モーメント・ジャイロの原理図
である。
【図6】本発明による装置のシミュレーション試験にお
けるグラブの回転角を示す線図である。
【図7】本発明による装置のシミュレーション試験にお
けるコントロール・モーメント・ジャイロの傾き角を示
す線図である。
【図8】本発明による装置のシミュレーション試験にお
けるコントロール・モーメント・ジャイロの入力角速度
を示す線図である。
【図9】従来のワイヤロープと人力によるグラブバケッ
ト旋回を示す概要図である。
【図10】従来のワイヤロープとウインチによるグラブ
バケット旋回を示す概要図である。
【図11】従来の旋回用フアンによるグラブバケット旋
回を示す概要図である。
【図12】ジンバル支持軸にダンパーを取り付けたコン
トロール・モーメント・ジャイロにおける図3と同様な
図である。
【図13】図12の左側面図である。
【図14】ジンバル駆動用モータ及び切り換えボックス
の概要図である。
【図15】ON−OFF指令信号による旋回位置決め制
御のフロー図である。
【図16】切り換えボックスを設けた場合における図1
と同様な図面である。
【図17】玉掛装置における本発明の実施例の図1と同
様な図面である。
【図18】図17に示した玉掛装置及びコントロール・
モーメント・ジャイロの側面図である。
【図19】玉掛装置における本発明の実施例の図2と同
様な図面である。
【符号の説明】
3 吊下げ把持装置 5 コントロール・モーメント・ジャイロ 10 フライホイール 11 ジンバル 11a ジンバル支持軸 13 ジンバル駆動用モータ 16 支持台
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神吉 博 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 吉本 晶 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目8番25号 高菱エンジニアリング株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワイヤにより吊り下げられた吊下げ把持
    装置と、ほぼ垂直面内で高速回転するフライホイールと
    同フライホイールを軸支し且つフライホイール軸に直交
    する支持軸を有する枠状のジンバルと同ジンバルを支持
    軸まわりに傾動させる駆動機構とからなるコントロール
    ・モーメント・ジャイロと、前記吊下げ把持装置の側面
    に突設されて前記コントロール・モーメント・ジャイロ
    のジンバル支持軸を水平に且つ回転可能に支持する支持
    台と、前記コントロール・モーメント・ジャイロを操作
    する遠隔操作機構とを具えたことを特徴とする吊下げ把
    持装置の旋回制御装置
  2. 【請求項2】 ジンバル支持軸にダンパーを取り付けた
    請求項1記載の吊下げ把持装置の旋回制御装置。
  3. 【請求項3】 遠隔操作機構としてON−OFF指令信
    号による制御機構を用いる請求項1又は請求項2記載の
    吊下げ把持装置の旋回制御装置。
JP12909193A 1992-07-01 1993-05-31 吊下げ把持装置の旋回制御装置 Pending JPH0680383A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12909193A JPH0680383A (ja) 1992-07-01 1993-05-31 吊下げ把持装置の旋回制御装置

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JP4-174260 1992-07-01
JP17426092 1992-07-01
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JPH0680383A true JPH0680383A (ja) 1994-03-22

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201900002099A1 (it) * 2019-02-13 2020-08-13 R F Gru Di Romano Ferrari Dispositivo giroscopico per la stabilizzazione di un attrezzo appeso ad una macchina per la movimentazione di carichi
JP2021066556A (ja) * 2019-10-23 2021-04-30 株式会社日立プラントコンストラクション 吊荷の旋回制御補助装置及びその方法

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Effective date: 20000404