JPH0684237B2 - Crane control device with jib - Google Patents

Crane control device with jib

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JPH0684237B2
JPH0684237B2 JP17633486A JP17633486A JPH0684237B2 JP H0684237 B2 JPH0684237 B2 JP H0684237B2 JP 17633486 A JP17633486 A JP 17633486A JP 17633486 A JP17633486 A JP 17633486A JP H0684237 B2 JPH0684237 B2 JP H0684237B2
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JP
Japan
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angle
hull
jib
target
detection means
Prior art date
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JP17633486A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS6331994A (en
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陽一 小森谷
規秀 小松
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Jib Cranes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はジブ付クレーンの制御装置に係り、詳しくは、
岸壁などの積卸し対象と船体との間を移動する吊荷の位
置を修正することができるジブ付クレーンに関する。こ
れは、例えば船舶からの荷揚げ荷卸し作業で、喫水、傾
き、潮流等により荷役中の船体の姿勢が変化しても、吊
荷の通過位置や格納位置におけるずれの発生を防止でき
るようにする分野で利用されるものである。
The present invention relates to a control device for a crane with a jib, and more specifically,
The present invention relates to a crane with a jib that can correct the position of a suspended load that moves between an unloading target such as a quay wall and a hull. This makes it possible to prevent the occurrence of deviations in the passing position and the storing position of the suspended load even if the attitude of the hull during loading changes due to draft, tilt, tidal current, etc. in the unloading work from a ship, for example. It is used in the field.

〔従来技術〕[Prior art]

船体上に設置されたジブ付クレーンを用いて荷物を積み
卸しする場合、荷物の載貨状態の変化や吊荷自体の移動
により、しばしば船体が左右または前後方向に傾斜す
る。左右に傾斜する場合の船体のヒール角または前後方
向に傾斜する場合のトリム角が変化すると、ジブと船体
との相対関係に変化がなくても、ジブとジブの先端から
吊下した巻上げワイヤのなす角度が変化する。したがっ
て、クレーンで吊荷を移動させている際、船体が傾いて
いると、ジブの先端を所望の位置に移動させても、その
先端を垂直に射影した点が船体上の所望した位置に一致
しなくなる。その結果、吊荷が船体上に設けられた各種
の装置や器具などと干渉したり、格納場所においては所
望の高い位置精度で載置することができなくなる。この
ようなことは、船体上の所定位置に吊荷を卸す場合に問
題となるだけでなく、例えば船体上のクレーンを用いて
岸壁の目標位置へ荷卸したりする場合にも生じる。すな
わち、船体がトリムやヒールしていると、その船体と独
立した積卸し対象である岸壁の目標位置も、船体上のク
レーンからみる限り、船体のヒールやトリムの影響を受
ける。したがって、岸壁など船体と異なる積卸し対象上
の定められた位置に荷卸そうとするためには、船側から
見た積卸し対象上の相対位置関係を知る必要がある。
When loading and unloading luggage using a crane with a jib installed on the hull, the hull often tilts left and right or front and back due to changes in the loading state of the luggage and movement of the suspended load itself. If the heel angle of the hull when leaning to the left or right or the trim angle when leaning in the anteroposterior direction changes, the jib and the hoisting wire suspended from the tip of the jib will change even if the relative relationship between the jib and the hull does not change. The angle you make changes. Therefore, when the hull is tilted while moving the suspended load with the crane, even if the tip of the jib is moved to the desired position, the point where the tip of the jib is projected vertically will be at the desired position on the hull. I will not do it. As a result, the suspended load interferes with various devices and instruments provided on the hull, and it becomes impossible to place the suspended load with a desired high positional accuracy in the storage location. This not only causes problems when unloading a suspended load at a predetermined position on the hull, but also occurs when unloading to a target position on the quay using a crane on the hull, for example. That is, when the hull is trimmed or heeled, the target position of the quay, which is an object of loading and unloading independent of the hull, is also affected by the heel and trim of the hull as viewed from the crane on the hull. Therefore, in order to try to unload at a predetermined position on the unloading target different from the hull such as the quay, it is necessary to know the relative positional relationship on the unloading target as seen from the ship side.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上述した問題を解消しようとしたものに、特開昭56-127
589号公報に記載されたクレーンフックの位置制御装置
がある。これは、メッセンジャーロープを介してフック
と荷卸し点との相対距離を検出するもので、相対距離を
知ることができるが、相対位置の変化を知ることができ
ない。その結果、定められた位置に荷を卸そうとすれ
ば、荷卸し点近くの作業員がクレーンオペレータに指示
する必要がある。
In order to solve the above-mentioned problems, Japanese Patent Laid-Open No. 56-127
There is a crane hook position control device described in Japanese Patent No. 589. This is to detect the relative distance between the hook and the unloading point via the messenger rope, and the relative distance can be known, but the change in the relative position cannot be known. As a result, if an attempt is made to unload a load at a defined position, a worker near the unloading point needs to instruct the crane operator.

本発明は上述の問題に鑑みてなされたもので、その目的
は、船体にヒール角やトリム角がある場合に、ジブがい
かなる状態にあっても、その俯仰角や旋回角が修正さ
れ、クレーン作動で吊荷が船体上の所望の位置を通過す
ることができるように、また、船体と所望の積卸し対象
上との間で正確に荷積み荷卸しすることができるように
したジブ付クレーンの制御装置を提供することである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve a depression angle and a turning angle of a crane when a hull has a heel angle or a trim angle, regardless of the state of the jib. A crane with a jib that allows the suspended load to pass through a desired position on the hull by operation, and that can be accurately loaded and unloaded between the hull and the desired target of unloading. It is to provide a control device.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明のジブ付クレーンの制御装置の特徴とするところ
を、第1図を参照して以下に述べる。
The features of the controller for a crane with a jib of the present invention will be described below with reference to FIG.

船体のヒール角を検出するヒール角検出手段20、トリム
角を検出するトリム角検出手段21、ジブの俯仰角、旋回
角およびワイヤの巻上げ量を検出する俯仰角検出手段1
4、旋回角検出手段15、巻上げ量検出手段16が設置さ
れ、 吊荷の通過位置情報Pij(xij,yij,zij)を記憶すると共
にその情報を順次出力する情報出力手段12が設けられ、 船体と船体外の積卸し対象との相対位置を検出するため
の位置検出手段18が配置され、 その位置検出手段18の出力値をもとに、情報出力手段12
から出力された積卸し対象上の目標位置を、船体におけ
る座標系に変換する座標変換演算手段19が設けられ、 この座標変換演算手段19からの出力信号とヒール角検出
手段20およびトリム角検出手段21からの検出値をもと
に、情報出力手段12からの信号を、ヒール・トリムの影
響を補正したジブの俯仰角、旋回角およびワイヤの巻上
げ量の目標値を演算する補正演算手段22が設けられ、 この補正演算手段22からの目標値信号を受けると共に、
俯仰角検出手段14、旋回角検出手段15、巻上げ量検出手
段16からの検出値を用いて、ジブの俯仰角、旋回角、ワ
イヤの巻上げ量をそれぞれの駆動装置23〜25に制御指令
する俯仰装置制御手段26、旋回装置制御手段27、巻上げ
装置制御手段28とが設けられ、 吊荷を船体と積卸し対象との間で、目標位置まで予定さ
れた軌跡を辿って移動させることができるようにしたこ
とである。
Heel angle detection means 20 for detecting the heel angle of the hull, trim angle detection means 21 for detecting the trim angle, depression angle and elevation angle of the jib, and depression angle detection means 1 for detecting the winding amount of the wire.
4, turning angle detecting means 15 and hoisting amount detecting means 16 are installed, and information output means 12 for storing the passing position information Pij (xij, yij, zij) of the suspended load and sequentially outputting the information is provided. Position detection means 18 for detecting the relative position between the ship and the loading / unloading target outside the hull is arranged. Based on the output value of the position detection means 18, the information output means 12
A coordinate conversion calculation means 19 for converting the target position on the unloading target output from the coordinate system in the hull is provided, and the output signal from the coordinate conversion calculation means 19 and the heel angle detection means 20 and the trim angle detection means are provided. Based on the detected value from 21, the correction calculation means 22 for calculating the signal from the information output means 12 to calculate the target values of the depression and elevation angle of the jib, the turning angle and the winding amount of the wire, which are corrected for the influence of heel and trim. Is provided and receives the target value signal from the correction calculation means 22,
Using the detected values from the depression / elevation angle detection means 14, the turning angle detection means 15, and the hoisting amount detection means 16, the hoisting / lowering command for controlling the driving angle 23-25 of the jib depression angle, the turning angle, and the wire winding amount is given. The device control means 26, the turning device control means 27, and the hoisting device control means 28 are provided so that the suspended load can be moved between the hull and the unloading target by following the planned trajectory to the target position. That is what I did.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は、船体のヒール角検出手段、トリム角検出手
段、ジブの俯仰角、旋回角およびワイヤの巻上げ量を検
出する俯仰角検出手段、旋回角検出手段、巻上げ量検出
手段、通過位置情報を出力する情報出力手段、位置検出
手段の出力値をもとに積卸し対象上の目標位置を船体に
おける座標系に変換する座標変換演算手段、ジブの俯
仰、旋回およびワイヤの巻上げ量を補正する補正演算手
段、ジブの俯仰角、旋回角、ワイヤの巻上げ量をそれぞ
れの駆動装置に制御指令する俯仰装置制御手段、旋回装
置制御手段、巻上げ装置制御手段とを設けたので、吊荷
を船体上と船体外の積卸し対象上の所定位置まで予定さ
れた軌跡を辿って移動することができる。したがって、
船体にヒール角やトリム角がある場合でも、ジブの巻上
げ量、俯仰角および旋回角が修正され、船倉内および船
体外の積卸し対象上へ吊荷の正確な荷積み荷卸しをする
ことができ、吊荷の移動に障害をきたすことはない。
The present invention provides a heel angle detection means of a hull, a trim angle detection means, a depression / elevation angle detection means for detecting a depression / elevation angle of a jib, a turning angle and a winding amount of a wire, a turning angle detecting means, a winding amount detecting means, and passing position information. Information output means for outputting, coordinate conversion calculation means for converting the target position on the loading / unloading object into the coordinate system of the hull based on the output value of the position detecting means, correction for correcting the elevation of the jib, turning and winding amount of the wire Since the arithmetic means, the elevation angle of the jib, the turning angle, and the elevation device control means for instructing the respective drive devices to control the winding amount of the wire, the turning device control means, and the hoisting device control means are provided, the suspended load is placed on the hull. It is possible to follow a predetermined trajectory and move to a predetermined position on the loading / unloading target outside the hull. Therefore,
Even if the hull has a heel angle or trim angle, the hoisting amount, elevation angle and turning angle of the jib are corrected, and the suspended load can be accurately unloaded on the unloading target inside and outside the hold. , It will not hinder the movement of the suspended load.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、本発明をその実施例に基づいて詳細に説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples thereof.

第2図は本発明が適用されるジブ付クレーン1の概略図
で、船体2に固定されたポスト3に俯仰および旋回自在
なジブ4が取り付けられ、ジブ4の先端から下方に繰り
出されたワイヤ5の下端に図示しない荷物を吊下して、
ジブ4の俯仰角および旋回角を変更することにより、吊
荷を移動させるものである。
FIG. 2 is a schematic diagram of a jib-equipped crane 1 to which the present invention is applied, in which a post 3 fixed to a hull 2 is provided with a jib 4 which can be lifted and swung freely, and a wire which is extended downward from the tip of the jib 4. At the bottom of 5, hang a baggage (not shown),
The suspended load is moved by changing the depression angle and the turning angle of the jib 4.

第1図は本発明の制御系統図で、指令装置11における情
報出力手段12において出力される吊荷の通過位置情報に
基づき、演算装置13においてクレーンの俯仰角、旋回角
およびワイヤ巻上げ量の目標値が演算され、これらの目
標値と、クレーンの状態すなわち俯仰角検出手段14、旋
回角検出手段15、巻上げ量検出手段16の検出値とによ
り、ジブ4の俯仰や旋回方向の作動を制御すると共に、
ワイヤ5の巻上げや巻下げの速度を制御することができ
るようになっている。このような制御系には、上述の指
令装置11および演算装置13に加えて、制御手段17、船体
と積み卸し対象上の相対位置を検出する位置検出手段18
および座標変換演算手段19が設けられ、演算装置13には
必要に応じて船体のヒール角やトリム角およびジブ4の
俯仰角などの検出値が取り込まれるようになっている。
そのために、船体2にはヒール角を検出するヒール角検
出手段20とトリム角を検出するトリム角検出手段21が設
置されている。一方、ジブ付クレーン1にはジブ4の俯
仰角φ、旋回角θ〔第2図参照〕およびワイヤ5の巻上
げ量ω〔図示せず〕を検出する俯仰角センサ14、旋回角
センサ15および巻上げ量センサ16が取り付けられてい
る。これらの各センサはそれぞれ公知の検出装置であ
り、それによる検出値は電気的な信号などで出力され
る。
FIG. 1 is a control system diagram of the present invention, which is based on the passing position information of the suspended load output by the information output means 12 of the command device 11, and in the computing device 13, the target of the elevation angle, turning angle and wire winding amount of the crane. Values are calculated, and the operation of the jib 4 in the elevation direction and the turning direction is controlled by these target values and the crane state, that is, the detection values of the elevation angle detection means 14, the turning angle detection means 15, and the hoisting amount detection means 16. With
The speed of winding and lowering the wire 5 can be controlled. Such a control system includes, in addition to the command device 11 and the arithmetic device 13 described above, a control means 17 and a position detection means 18 for detecting a relative position on the hull and an object to be unloaded.
Also, coordinate conversion calculation means 19 is provided, and the calculation device 13 is adapted to take in detected values such as the heel angle and trim angle of the hull and the depression and elevation angle of the jib 4 as necessary.
Therefore, the hull 2 is provided with heel angle detecting means 20 for detecting a heel angle and trim angle detecting means 21 for detecting a trim angle. On the other hand, in the crane 1 with jib, the depression / elevation angle sensor 14, the turning angle sensor 15, and the hoisting angle sensor 15 for detecting the elevation angle φ of the jib 4, the turning angle θ [see FIG. 2] and the hoisting amount ω [not shown] of the wire 5 are used. A quantity sensor 16 is attached. Each of these sensors is a known detection device, and the detection value obtained by the detection device is output as an electrical signal or the like.

上述の指令装置11には、m個の荷物の船体上でのn個所
の通過位置情報Pij(xij,yij,zij)〔ただしi=1,2,・
・m,j=1,2,・・n〕を記憶すると共にその情報を順次
出力する情報出力手段12が設けられている。この情報出
力手段12からの信号を受けると共に、ヒール角センサ20
およびトリム角センサ21からの検出値を用いて、ヒール
・トリムの影響を補正したジブ4の俯仰角や旋回角およ
びワイヤの巻上げ量の目標値を演算するための補正演算
手段22が、演算装置13に設けられる。これは、船体2に
ヒール角やトリム角が生じていても、吊荷を所定の目標
位置まで予定された船体2上の軌跡Pij(xij,yij,zij)
を辿って移動させることができるように、ジブ4の動き
を修正するための演算を行なうものである。すなわち、
ヒールやトリムがあると、吊荷は予定された通過位置Pi
jを通らず第3図に示すPij′を採ろうとする。そこで、
検出されたヒール角αとトリム角β〔図示せず〕から知
ることができる吊荷の予定された船体2上の通過位置Pi
j(xij,yij,zij)の絶対水平面への射影点Pij″と、ジ
ブ4の先端部の絶対水平面への射影点が一致するよう
に、クレーンの俯仰角φ、旋回角θの目標値が求められ
る。また、クレーンの俯仰角φ、旋回角θで与えられる
ジブトップ位置と吊荷の予定された船体2上の通過位置
Pijとの距離により、巻上げ量ωの目標値も演算され、
吊荷が目標とする船体上の指定された位置を通過させる
ことができるようになっている。
The above-described command device 11 includes n pieces of passage position information Pij (xij, yij, zij) [where i = 1,2 ,.
.M, j = 1,2, ... n] is stored, and information output means 12 for sequentially outputting the information is provided. While receiving the signal from the information output means 12, the heel angle sensor 20
The correction calculation means 22 for calculating the depression / elevation angle and turning angle of the jib 4 and the target value of the winding amount of the wire in which the influence of the heel / trim is corrected by using the detected values from the trim angle sensor 21 and the trim angle sensor 21. It is provided in 13. This is the locus Pij (xij, yij, zij) on the hull 2 where the suspended load is scheduled to reach the predetermined target position even if the heel angle or trim angle is generated on the hull 2.
The calculation for correcting the movement of the jib 4 is performed so as to be able to trace and move. That is,
With heels and trims, the suspended load will
Attempt to take Pij ′ shown in FIG. 3 without passing through j. Therefore,
The passing position Pi on the hull 2 where the suspended load is scheduled, which can be known from the detected heel angle α and trim angle β [not shown]
In order that the projection point Pij ″ of j (xij, yij, zij) on the absolute horizontal plane and the projection point of the tip of the jib 4 on the absolute horizontal plane coincide, the target values of the crane elevation angle φ and turning angle θ are In addition, the jib top position given by the elevation angle φ and the turning angle θ of the crane and the passing position on the hull 2 where the suspended load is scheduled.
The target value of the winding amount ω is also calculated from the distance from Pij,
The suspended load can pass through a specified position on the target hull.

上述した制御手段17には、この補正演算手段22からの信
号を受けると共に、俯仰角センサ14、旋回角センサ15、
巻上げ量センサ16からの検出値を用いて、ジブ4の俯仰
角、旋回角、巻上げ量をそれぞれの駆動装置23〜25に制
御指令する俯仰装置制御手段26、旋回装置制御手段27、
巻上げ装置制御手段28が設けられている。なお、本例で
は、俯仰用駆動装置23はドラム29を回転させてワイヤ30
を巻き取りまたは繰り出すウインチ、旋回用駆動装置24
はリングギヤとピニオンからなる歯車機構31を介してポ
スト3を中心にジブ4を旋回させる例えば油圧モータ、
巻上げ用駆動装置25はドラム32を回転させてワイヤ5を
巻き取りまたは繰り出すウインチである。
The control means 17 described above receives a signal from the correction calculation means 22, and also the depression / elevation angle sensor 14, the turning angle sensor 15,
Using the detection value from the hoisting amount sensor 16, the hoisting and lowering device control means 26, the turning device control means 27, which commands the drive devices 23 to 25 to control the elevation angle, the turning angle, and the hoisting amount of the jib 4, respectively.
A hoisting device control means 28 is provided. In this example, the elevation drive device 23 rotates the drum 29 to rotate the wire 30.
Winch for winding or unwinding, drive device for turning 24
Is a hydraulic motor that rotates the jib 4 around the post 3 via a gear mechanism 31 including a ring gear and a pinion,
The winding driving device 25 is a winch that rotates the drum 32 to wind or unwind the wire 5.

上記した位置検出手段18は公知の検出装置であり、自動
視準式光波距離計等が使用される。これは第4図に示し
たように1組の検出部37Aとターゲット部38Aとから構成
され、検出部37Aから見たターゲット部38Aの3次元座標
が、極座標(r,ζ,ξ)で与えられる。この3次元座標
値を用いて岸壁33上の任意の点を船体の座標系に変換で
きるので、吊荷をあたかも船倉内に降ろすがごとく岸壁
33に降ろすことが可能となる。
The position detecting means 18 described above is a known detecting device, and an automatic collimation type optical distance meter or the like is used. As shown in FIG. 4, it is composed of a set of detection unit 37A and target unit 38A, and the three-dimensional coordinates of the target unit 38A viewed from the detection unit 37A are given by polar coordinates (r, ζ, ξ). To be Using these three-dimensional coordinate values, any point on the quay 33 can be converted into the coordinate system of the hull, so it is as if the suspended load is unloaded into the hold.
It is possible to drop it to 33.

座標変換は上記の位置検出手段の1組および船体のヒー
ル角、トリム角、旋回角を用いて行なうことができる
が、ここでは第5図に示すように船体2上の選定された
3位置に対応して岸壁33上に3位置が選定され、かつ、
その対応3位置に位置検出装置18が配置された場合につ
いて以下に説明する。
The coordinate conversion can be performed by using one set of the above position detecting means and the heel angle, trim angle and turning angle of the hull, but here, as shown in FIG. 5, there are three selected positions on the hull 2. Correspondingly, three positions were selected on the quay 33, and
The case where the position detection device 18 is arranged at the corresponding three positions will be described below.

上記した座標変換演算手段19は、位置センサ34〜36の出
力値をもとに、情報出力手段12から出力された積卸し対
象上の目標位置(X,Y,Z)を、船体2における座標系
(x,y,z)に変換するものである。なお、この座標変換
演算手段19からの出力信号とヒール角センサ20およびト
リム角センサ21からの検出値は、情報出力手段12からの
信号を補正したジブ4の俯仰角、旋回角およびワイヤ5
の巻上げ量の目標値を演算する補正演算手段22に入力さ
れるようになっている。座標変換の原理を上記した位置
検出装置18と関連させながら以下に説明する。
Based on the output values of the position sensors 34 to 36, the coordinate conversion calculating means 19 described above coordinates the target position (X, Y, Z) on the loading / unloading target output from the information output means 12 on the hull 2. It is converted to the system (x, y, z). The output signal from the coordinate conversion calculation means 19 and the detected values from the heel angle sensor 20 and the trim angle sensor 21 are the elevation angle, the turning angle and the wire 5 of the jib 4 in which the signals from the information output means 12 are corrected.
It is adapted to be inputted to the correction calculation means 22 for calculating the target value of the winding amount. The principle of coordinate conversion will be described below in relation to the position detecting device 18 described above.

第5図に示したように船体2側に検出部37A,37Bおよび3
7Cがあり、検出部37Aは船体2上の座標(x,y,z)の原点
からy軸上ly1離れた位置に、検出部37Bは検出部37Aか
らx軸上をlx離れた位置に、検出部37Cは検出部37Aから
y軸上をly2離れた位置に、それぞれ設置される。一
方、積卸し対象である岸壁33には、船体2上の選定され
た3位置に対応して3位置が選定され、ターゲット部38
A,38Bおよび38Cがあり、ターゲット部38Aは岸壁33上の
座標(X,Y,Z)の原点である上述の座標(x,y,z)の原点
からY軸上のly1離れた位置に、ターゲット38Bはターゲ
ット部38AからX軸上をlx離れた位置に、ターゲット部3
7Cはターゲット部37AからY軸上をly2離れた位置に、そ
れぞれ設置される。
As shown in FIG. 5, the detectors 37A, 37B and 3 are provided on the hull 2 side.
7C is present, the detection unit 37A is located at a position ly 1 on the y axis from the origin of the coordinates (x, y, z) on the hull 2, and the detection unit 37B is located at a position lx away from the detection unit 37A on the x axis. The detector 37C is installed at a position ly 2 away from the detector 37A on the y-axis. On the other hand, for the berth 33 to be loaded and unloaded, three positions are selected corresponding to the selected three positions on the hull 2, and the target part 38
There are A, 38B and 38C, and the target part 38A is located at a position ly 1 on the Y axis from the origin of the above-mentioned coordinates (x, y, z) which is the origin of the coordinates (X, Y, Z) on the quay 33. The target 38B is located at a position lx away from the target section 38A on the X axis,
7C is installed at a position ly 2 away from the target portion 37A on the Y axis.

一般に2つの座標系(x,y,z)と(X,Y,Z)との関係は回
転移動と平行移動との組合せで表わすことができる。い
ま、船体2に固定された座標を(x,y,z),岸壁に固定
された座標系を(X,Y,Z)とすれば、点Pを船側からみ
た座標(x,y,z)と岸壁からみた座標(X,Y,Z)との関係
は、変換行列C1,C2を用いて次式で表わされる。
Generally, the relationship between the two coordinate systems (x, y, z) and (X, Y, Z) can be expressed by a combination of rotational movement and parallel movement. Now, if the coordinates fixed to the hull 2 are (x, y, z) and the coordinate system fixed to the quay is (X, Y, Z), the coordinates of the point P as seen from the ship side (x, y, z) ) And the coordinates (X, Y, Z) viewed from the quay are expressed by the following equation using the transformation matrices C 1 and C 2 .

〔xyz〕=C1・〔XYZ〕+C2 ……(1) したがって、変換行列C1,C2が与えられれば、岸壁33上
の任意の位置は船の座標系に変換することができ、あた
かも船倉内に荷を格納するように、吊荷を岸壁33上に着
地させることができる。
[Xyz] t = C 1 · [XYZ] t + C 2 (1) Therefore, given the transformation matrices C 1 and C 2 , any position on the quay 33 can be transformed into the ship's coordinate system. Therefore, the suspended load can be landed on the quay 33 as if the load was stored in the hold.

変換行列C1,C2を求めるために位置センサ34〜36の検出
部37A,37B,37Cを第6図に示したように船体2側に、タ
ーゲット部38A,38B,38Cを岸壁33側に設けた場合につい
て述べる。
In order to obtain the transformation matrices C 1 and C 2 , the detection units 37A, 37B and 37C of the position sensors 34 to 36 are placed on the hull 2 side and the target units 38A, 38B and 38C are placed on the quay 33 side as shown in FIG. The case where it is provided will be described.

船側に固定された座標系(x,y,z)における検出部37A,3
7B,37Cの各座標は、 検出部37A:(0,ly1,0) 検出部37B:(lx,ly1,0) 検出部37C:(0,ly1+ly2,0) である。
Detection unit 37A, 3 in the coordinate system (x, y, z) fixed on the ship side
7B, the coordinates of 37C, the detection unit 37A: is a (0, ly 1 + ly 2 , 0): (0, ly 1, 0) detector 37B: (lx, ly 1, 0) detector 37C.

岸壁33に固定された座標系(X,Y,Z)におけるターゲッ
ト部38A,38B,38Cの各座標は、 ターゲット部38A:(0,0,0) ターゲット部38B:(lx,0,0) ターゲット部38C:(0,ly2,0) である。
The coordinates of the target part 38A, 38B, 38C in the coordinate system (X, Y, Z) fixed to the quay 33 are the target part 38A: (0,0,0) target part 38B: (lx, 0,0) Target part 38C: (0, ly 2 , 0).

各位置センサ34〜36の座標系(x,y,z)におけるターゲ
ット部38A,38B,38Cの位置を、 ターゲット部38A:(x1,y1,z1) ターゲット部38B:(x2,y2,z2) ターゲット部38C:(x3,y3,z3) とする。なお、極座標を直交座標に変換した後のもので
表示されている。
The position of the target part 38A, 38B, 38C in the coordinate system (x, y, z) of each position sensor 34-36 is calculated as follows: Target part 38A: (x 1 , y 1 , z 1 ) Target part 38B: (x 2 , y 2, z 2) target section 38C: and (x 3, y 3, z 3). The polar coordinates are displayed after being converted into rectangular coordinates.

各ターゲット部38A,38B,38Cの座標系(X,Y,Z)は船体2
の座標系(x,y,z)に平行であるので、船体2の座標系
(x,y,z)で各ターゲット部38A,38B,38Cの位置を表わす
と、 38A:(x1,ly1+y1,z1) 38B:(lx+x2,ly1+y2,z2) 38C:(x3,ly1+ly2+y3,z3) ……(2) ここで、式(1)における座標変換は、以下のようにな
る。
The coordinate system (X, Y, Z) of each target part 38A, 38B, 38C is the hull 2.
Since it is parallel to the coordinate system (x, y, z) of, the position of each target part 38A, 38B, 38C in the coordinate system (x, y, z) of the hull 2 is 38A: (x 1 , ly 1 + y 1, z 1) 38B: in (x 3, ly 1 + ly 2 + y 3, z 3) ...... (2) wherein in formula (1): (lx + x 2, ly 1 + y 2, z 2) 38C The coordinate transformation is as follows.

上式に式(1)および(2)の条件を代入して、C1,C2
を求める。
Substituting the conditions of equations (1) and (2) into the above equation, C 1 , C 2
Ask for.

ターゲット部38Aの条件より、 ターゲット部38Bの条件より、 lx+x2=a・lx+x1 ly1+y2=d・lx+ly1+y1 z2=g・lx+z1 ∴ a=1−(x1−x2)/lx d=(y2−y1)/lx g=(z2−z1)/lx ターゲット部38Cの条件より、 x3=b・ly2+x1 ly1+ly2+y3=e・ly2+ly1+y1 z3=h・ly2+z1 ∴ b=(x3−x1)/ly2 e=1−(y1−y3)/ly2 h=(z3−z1)/ly2 a2+b2+c2=1より d2+e2+f2=1より g2+h2+i2=1より 以上述べたようにして、位置センサ34〜36の出力値およ
び取付位置の値により、変換行列C1,C2を求めることが
できる。
From the conditions of the target part 38A, From the conditions of the target part 38B, lx + x 2 = a · lx + x 1 ly 1 + y 2 = d · lx + ly 1 + y 1 z 2 = g · lx + z 1 ∴ a = 1- (x 1 -x 2) / lx d = (y 2 -y 1) / lx g = (z 2 −z 1 ) / lx From the condition of the target section 38C, x 3 = b · ly 2 + x 1 ly 1 + ly 2 + y 3 = e · ly 2 + ly 1 + y 1 z 3 = h · ly 2 + z 1 ∴ b = (x 3 -x 1) / ly 2 e = 1- From (y 1 −y 3 ) / ly 2 h = (z 3 −z 1 ) / ly 2 a 2 + b 2 + c 2 = 1 From d 2 + e 2 + f 2 = 1 From g 2 + h 2 + i 2 = 1 As described above, the conversion matrices C 1 and C 2 can be obtained from the output values of the position sensors 34 to 36 and the values of the mounting positions.

座標変換演算手段19では、位置センサ34〜36の出力値を
用いて、式(3)および(4)により変換行列C1,C2
求め、さらにC1,C2および情報出力手段12の岸壁33の目
標位置を式(1)に代入して船体2の座標系(x,y,z)
に変換し、これを補正演算手段22に出力する。したがっ
て、岸壁33の目標位置を船体2の座標系に変換でき、ヒ
ール・トリムの補正を加えて、あたかも船倉内の定めら
れた位置に荷を降ろすように岸壁33上の目標位置に荷を
降ろすことができる。なお、岸壁のみならず洋上荷役の
場合でも、本演算によれば荷役することができる。
The coordinate conversion calculation means 19 uses the output values of the position sensors 34 to 36 to obtain the conversion matrices C 1 and C 2 by the equations (3) and (4), and further the C 1 and C 2 and the information output means 12 Substituting the target position of the quay 33 into the equation (1), the coordinate system of the hull 2 (x, y, z)
To the correction calculation means 22. Therefore, the target position of the quay 33 can be converted into the coordinate system of the hull 2, and the heel / trim correction is added to unload the target position on the quay 33 as if unloading to a predetermined position in the hold. be able to. It should be noted that not only the quay but also the offshore loading can be loaded according to this calculation.

上述のような構成のジブ付クレーンの制御装置によれ
ば、以下のようにしてヒール角などをもとにジブ4の動
きを修正し、吊荷を船体2上の所定位置を辿るように移
動させることができる。なお、第6図のフローチャート
を参照しながら説明する。
According to the control device for a crane with a jib having the above-described configuration, the movement of the jib 4 is corrected based on the heel angle or the like as described below, and the suspended load is moved so as to follow a predetermined position on the hull 2. Can be made. The description will be made with reference to the flowchart of FIG.

クレーンが船体2上の荷物を吊り下げると、その吊荷が
所定の目標位置に至るまでに辿る通過位置の情報が、情
報出力手段12から座標変換演算手段19を通って演算装置
13に出力される〔フローチャートのステップ1、以下S1
などと記す〕。まず最初に移動される吊荷が最初に通過
すべき船体2上の位置P11(x11,y11,z11)が補正演算
手段22に出力され、吊荷が船体2上にある場合〔S2〕に
は、現在の船体2のヒール角αとトリム角βがヒール角
センサ20およびトリム角センサ21で検出され〔S5〕、補
正演算手段22に入力される。第7図に示すように船体2
にヒールもトリムもなければ、情報出力手段12からのP
11(x11,y11,z11)は補正演算手段22でジブ4の俯仰
角や旋回角、ワイヤ5の巻上げ量の修正もされることな
く、P11(x11,y11,z11)に対応する俯仰角値などのφ
11,θ11,ω11が制御装置17に出力される。一方、第3
図のように船体2がヒールしたりトリムしている場合で
も吊荷に位置P11(x11,y11,z11)を通過させる必要が
あるので、ヒールやトリムがある状態で吊荷がそこを通
過させるための俯仰角、旋回角、巻上げ量が、φ11,θ
11,ω11からφc11,θc11,ωc11に修正される演算が
行なわれる〔S6〕。それらの補正量が制御装置17に出力
され〔S7〕、俯仰装置制御手段26では俯仰用駆動装置23
を指令し、それに基づきワイヤ30を巻き取るドラム29が
所望方向に所望量回転される。旋回装置制御手段27は、
入力された旋回角となるよう旋回用駆動装置24を駆動指
令し、ポスト3に対してジブ4が歯車機構31を介して旋
回される。巻上げ装置制御手段28でも補正された巻上げ
量となるように巻上げ用駆動装置25を駆動指令し、ドラ
ム32が回転される〔S8〕。
When a crane suspends a load on the hull 2, information about the passing position of the suspended load until it reaches a predetermined target position is passed from the information output means 12 to the coordinate conversion calculation means 19 to obtain a calculation device.
It is output to 13 [Step 1 of the flow chart, hereinafter S1
Etc.]. When the position P 11 (x 11 , y 11 , z 11 ) on the hull 2 through which the suspended load to be moved first should pass is output to the correction calculation means 22 and the suspended load is on the hull 2 [ In [S2], the current heel angle α and trim angle β of the hull 2 are detected by the heel angle sensor 20 and the trim angle sensor [S5] and input to the correction calculation means 22. Hull 2 as shown in FIG.
If there is no heel or trim, P from the information output means 12
11 (x 11 , y 11 , z 11 ) is not corrected by the correction calculation means 22 for the elevation angle and turning angle of the jib 4 and the winding amount of the wire 5, and P 11 (x 11 , y 11 , z 11) ) Corresponding to
11 , θ 11 , ω 11 are output to the controller 17. On the other hand, the third
Even if the hull 2 is heeled or trimmed as shown in the figure, it is necessary to pass the position P 11 (x 11 , y 11 , z 11 ) to the suspended load. The elevation angle, turning angle, and winding amount for passing there are φ 11 , θ
An operation is performed to modify 11 and ω 11 to φc 11 , θc 11 , and ωc 11 [S6]. These correction amounts are output to the control device 17 [S7], and the elevation device control means 26 causes the elevation drive device 23.
And the drum 29 for winding the wire 30 is rotated in a desired direction by a desired amount. The turning device control means 27,
A drive command is issued to the turning drive device 24 so that the turning angle becomes the input turning angle, and the jib 4 is turned to the post 3 via the gear mechanism 31. The winding device control means 28 also issues a drive command to the winding driving device 25 so that the corrected winding amount is obtained, and the drum 32 is rotated [S8].

吊荷が位置P11(x11,y11,z11)を通過すると、情報出
力手段12から次の位置P12(x12,y12,z12)が出力さ
れ、上述と同様に演算されかつ制御される。これが通過
位置のn個所について順次行なわれ、異なる吊荷につい
ても例えばP21(x21,y21,z21)から順次P2n(x2n,y
2n,z2n)までの通過位置について、上述の演算による
補正が行なわれる。
When the suspended load passes through the position P 11 (x 11 , y 11 , z 11 ), the information output means 12 outputs the next position P 12 (x 12 , y 12 , z 12 ), which is calculated as described above. And controlled. This is sequentially performed for n points of the passing position, and even for different suspended loads, for example, from P 21 (x 21 , y 21 , z 21 ) to P 2n (x 2n , y
The passing positions up to 2n , z 2n ) are corrected by the above calculation.

ところで、クレーンの位置が船体2上にない場合、すな
わち、吊荷が例えば岸壁33や他の船体上の位置となった
場合でも、船体2にヒールやトリム、吃水の変化がなけ
れば、その通過位置は船体2からみた位置と一致する。
しかし、船体2の姿勢が変化すると、情報出力手段12か
ら出力された例えばP14(x14,y14,z14)は、岸壁33上
の該当位置と一致しなくなる。そこで、吊荷の位置が船
体2外となると〔S2〕、船体2に取付けられた位置セン
サ34〜36の検出部37と岸壁33上のターゲット部38によ
り、3位置における追従部40で回転角ζ,ξおよび検出
部とターゲット部との間の距離rが計測される〔S3〕。
これによりターゲット部38A,38B,38Cの3次元座標が与
えられ、それらの値が座標変換演算手段19に入力され
る。この座標変換演算手段19においては、情報出力手段
12から出力された岸壁33上の現在位置が、船体2におけ
る座標系に変換される〔S4〕。この変換値とヒール角セ
ンサ20およびトリム角センサ21からの検出値〔S5〕をも
とに、情報出力手段12からの信号が、補正演算手段22で
ヒール・トリムの影響を補正したジブの俯仰角、旋回角
およびワイヤの巻上げ量の目標値に変換演算される〔S6
7。その後は上述したS7,S8と同様に俯仰角センサ14、旋
回角センサ15、巻上げ量センサ16からの検出値を用い
て、ジブの俯仰角、旋回角、ワイヤの巻上げ量がそれぞ
れの駆動装置に制御指令され、岸壁33上の最終目標位置
に吊荷を荷卸す。このようにして、吊荷を船体と積卸し
対象との間で、目標位置まで予定された軌跡を辿って移
動させる〔S9〕ことができる。
By the way, even if the crane is not located on the hull 2, that is, even if the suspended load is located on the quay 33 or another hull, if there is no change in heel, trim, or water flow in the hull 2, then the passage of the crane The position matches the position seen from the hull 2.
However, when the attitude of the hull 2 changes, for example, P 14 (x 14 , y 14 , z 14 ) output from the information output means 12 does not match the corresponding position on the quay 33. Therefore, when the position of the suspended load is outside the hull 2 [S2], the rotation angle at the follow-up part 40 at the three positions is detected by the detection parts 37 of the position sensors 34 to 36 attached to the hull 2 and the target part 38 on the quay 33. ζ, ξ and the distance r between the detection unit and the target unit are measured [S3].
As a result, three-dimensional coordinates of the target parts 38A, 38B, 38C are given, and those values are input to the coordinate conversion calculation means 19. In this coordinate conversion calculation means 19, information output means
The current position on the quay 33 output from 12 is converted into the coordinate system of the hull 2 [S4]. Based on this converted value and the detected values [S5] from the heel angle sensor 20 and the trim angle sensor 21, the signal from the information output means 12 is used to correct the influence of heel / trim by the correction calculation means 22. Angle, turning angle, and wire winding amount are converted into target values [S6
7. After that, similarly to S7 and S8 described above, the detection values from the depression / elevation angle sensor 14, the turning angle sensor 15, and the winding amount sensor 16 are used to determine the depression / elevation angle of the jib, the turning angle, and the winding amount of the wire in each drive device. It is commanded to control and unloads the suspended load to the final target position on the quay 33. In this way, the suspended load can be moved between the hull and the unloading target by following the planned trajectory to the target position [S9].

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

第1図は本発明のジブ付クレーンの制御装置の制御系統
図、第2図は本発明が適用されるジブ付クレーンの概略
図、第3図はヒール・トリムのある船体およびクレーン
の姿勢と吊荷の通過位置との関係を示す状態図、第4図
は位置検出手段の装着状態の一例、第5図は位置検出手
段の配置図、第6図は制御装置によるクレーン作動のフ
ローチャート、第7図はヒール・トリムのない船体およ
びクレーンの姿勢と吊荷の通過位置との関係を示す状態
図である。 2……船体、4……ジブ、5……ワイヤ、12……情報出
力手段、14……俯仰角センサ(俯仰角検出手段)、15…
…旋回角センサ(旋回角検出手段)、16……巻上げ量セ
ンサ(巻上げ量検出手段)、17……駆動装置、18(34〜
36)……位置センサ(位置検出手段)、19……座標変換
演算手段、20……ヒール角センサ(ヒール角検出手
段)、21……トリム角センサ(トリム角検出手段)、22
……補正演算手段、26……俯仰装置制御手段、27……旋
回装置制御手段、28……巻上げ装置制御手段、α……ヒ
ール角、β……トリム角、φ……俯仰角、θ……旋回
角、ω……巻上げ量。
FIG. 1 is a control system diagram of a control device for a crane with a jib according to the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of a crane with a jib to which the present invention is applied, and FIG. 3 is a hull with a heel trim and a posture of a crane. FIG. 4 is a state diagram showing the relationship with the passing position of the suspended load, FIG. 4 is an example of the mounting state of the position detecting means, FIG. 5 is a layout of the position detecting means, FIG. 6 is a flow chart of the crane operation by the controller, FIG. FIG. 7 is a state diagram showing the relationship between the posture of a hull without a heel trim and the crane, and the passing position of the suspended load. 2 ... Hull, 4 ... Jib, 5 ... Wire, 12 ... Information output means, 14 ... Depression angle sensor (depression angle detection means), 15 ...
... Turning angle sensor (turning angle detecting means), 16 ... Winding amount sensor (winding amount detecting means), 17 ... Drive device, 18 (34-
36) ... position sensor (position detecting means), 19 ... coordinate conversion calculating means, 20 ... heel angle sensor (heel angle detecting means), 21 ... trim angle sensor (trim angle detecting means), 22
...... Correction calculation means, 26 ...... Depression device control means, 27 ...... Turning device control means, 28 …… Rolling device control means, α …… Heel angle, β …… Trim angle, φ …… Depression elevation angle, θ… … Turning angle, ω …… Winding amount.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ジブから繰り出されたワイヤの先端に荷物
を吊下し、ジブを俯仰および旋回させることにより、吊
荷を移動させる舶用ジブ付クレーンにおいて、 船体のヒール角を検出するヒール角検出手段、トリム角
を検出するトリム角検出手段、ジブの俯仰角、旋回角お
よびワイヤの巻上げ量を検出する俯仰角検出手段、旋回
角検出手段、巻上げ量検出手段が設置され、 吊荷の通過位置情報を記憶すると共にその情報を順次出
力する情報出力手段が設けられ、 船体と船体外の積卸し対象との相対位置を検出するため
の位置検出手段が配置され、 その位置検出手段の出力値をもとに、前記情報出力手段
から出力された積卸し対象上の目標位置を、船体におけ
る座標系に変換する座標変換演算手段が設けられ、 この座標変換演算手段からの出力信号と前記ヒール角検
出手段およびトリム角検出手段からの検出値をもとに、
前記情報出力手段からの信号を、ヒール・トリムの影響
を補正したジブの俯仰角、旋回角およびワイヤの巻上げ
量の目標値を演算する補正演算手段が設けられ、 この補正演算手段からの目標値信号を受けると共に、前
記俯仰角検出手段、旋回角検出手段、巻上げ量検出手段
からの検出値を用いて、ジブの俯仰角、旋回角、ワイヤ
の巻上げ量をそれぞれの駆動装置に制御指令する俯仰装
置制御手段、旋回装置制御手段、巻上げ装置制御手段と
が設けられ、 吊荷を船体と積卸し対象との間で、目標位置まで予定さ
れた軌跡を辿って移動させることができるようにしたこ
とを特徴するジブ付クレーンの制御装置。
1. A heel angle detection for detecting the heel angle of a hull in a crane with a jib for a ship, wherein a load is suspended from the end of a wire fed from a jib, and the jib is lifted and swung to move the suspended load. Means, trim angle detection means to detect trim angle, depression / elevation angle of jib, rotation angle and depression / elevation angle detection means to detect winding angle and winding amount of wire, swing angle detection means, and winding amount detection means are installed. Information output means for storing information and sequentially outputting the information is provided, and position detection means for detecting the relative position between the hull and the loading / unloading target outside the hull is arranged, and the output value of the position detection means is displayed. Originally, coordinate conversion calculation means for converting the target position on the unloading target output from the information output means into the coordinate system of the hull is provided, and the output from this coordinate conversion calculation means is provided. Based on the detected values from the signal and the heel angle detecting means and the trim angle detection means,
A correction calculation unit is provided for calculating a target value of the depression / elevation angle of the jib, the turning angle, and the winding amount of the wire in which the signal from the information output unit is corrected for the influence of the heel / trim, and the target value from the correction calculation unit is provided. In addition to receiving the signal, the detection values from the depression / elevation angle detection means, the turning angle detection means, and the winding amount detection means are used to control and command the depression / elevation angle of the jib, the turning angle, and the winding amount of the wire to each drive device. A device control means, a turning device control means, and a hoisting device control means are provided so that the suspended load can be moved between the hull and the unloading target by following a planned trajectory to the target position. Control device for crane with jib.
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