JPH0719282U - つり荷の姿勢制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クレーンによるつり荷つり上げ作業における
つり荷り姿勢の安定化をはかる。 【構成】 支持枠４に高速回転モータ１で駆動されて高
速回転するロータ２を取付け、支持枠４にモータ１の回
転軸１ａと直交して一対の軸５を突設し、軸５を介して
支持枠４を回動可能に保持する固定ジグに制御用モータ
７を取付けて、そのピニオン６ｂを軸５上の歯車６ａに
噛合させ、固定ジグの下側に取付けられたつり荷が外乱
により回転するのを支持枠４上の角速度センサで検出
し、その検出信号により制御用モータ７を駆動して支持
枠４と共に高速回転しているロータ２の回転軸１ａを偏
向させてロータ２のジャイロ効果により支持枠４に回転
トルクを発生させ、このトルクを利用してつり荷の姿勢
制御を行なうことによりつり荷の姿勢の安定化をはかる
ようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば高層ビル建設時のように、クレーンによるつり荷つり上げ作 業に適用されるつり荷の姿勢制御装置に関する。 なお、つり構造物等の姿勢制御装置としての利用も可能である。

【０００２】

【従来の技術】

従来の高層ビル建設時のクレーンによるつり荷つり上げ作業では、図８に示す ように、クレーン（図示せず）からのワイヤロープ17につり荷固定ジグ15を使っ てつり荷16を固定し、クレーンでワイヤロープ17を高層ビルの作業位置まで巻き 上げ、作業員が手作業でつり荷16に固縛したロープ18を使って目的位置まで誘導 している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述のような従来のつり荷を高層ビル作業位置までクレーンを使っ て上げ、そして所定位置に設置する作業では、クレーンで巻き上げ中に、風など でつり荷が回転することがあり、建設物に接触してキズをつけたり、時には衝撃 でつり荷が落下したりするようなことがあり、非常に危険である、という問題点 がある。 本考案はこのような問題点を解決しようとするもので、支持枠内でロータを高 速回転させ、そのジャイロ効果で発生する角運動量を利用することでつり荷の姿 勢を制御するようにした、つり荷の姿勢制御装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するため、本考案のつり荷の姿勢制御装置は、クレーンから のワイヤロープに懸吊されるとともにつり荷の取付け部をそなえたつり荷の姿勢 制御装置において、平面視をほぼ長方形に形成された支持枠と、同支持枠にケー シングを固着された高速回転モータと、上記支持枠に回転可能に支持された上記 モータの回転軸に取付けられたロータと、上記支持枠の重心から所定距離はなれ たところに軸心が位置するとともに上記モータの回転軸と直交する方向に上記支 持枠に突設された一対の軸と、同各軸に固設された歯車と、側面視をほぼ凹状に 形成されてその各立上り部に上記軸を介して上記支持枠を回動可能に取付けられ た支持枠用固定ジグと、同固定ジグの上記各立上り部にそれぞれ取付けられた制 御用モータと、同各制御用モータの各回転軸に取付けられて上記各歯車にそれぞ れ噛合するピニオンと、上記固定ジグの底板部に取付けられ、上記つり荷の取付 け部をそなえたつり具と、同つり具に取付けられたつり荷の角速度を検出する角 速度センサと、同角速度センサの出力信号からつり荷の姿勢変化を検知し、上記 制御用モータを駆動する信号を出力する姿勢制御回路と、同姿勢制御回路の出力 をうけて上記制御用モータを駆動するコントローラとが装備されていることを特 徴としている。

【０００５】

【作用】

上述の本考案のつり荷の姿勢制御装置では、高速回転しているロータのジャイ ロ効果による角運動量を利用して、つり荷の姿勢制御作用が行なわれる。 すなわち、風等による外乱やつり荷の重心位置の若干のずれ等でつり荷が回転 しそうになっても、角速度センサでつり荷の姿勢変化を検知し、この信号から姿 勢制御回路がつり荷の姿勢を一定に保つよう制御信号を制御用モータに入力する 。制御用モータは支持枠と共に高速回転しているロータの回転軸を偏向させてロ ータのジャイロ効果により、回転トルクを発生させ、このトルクを利用してつり 荷の姿勢制御が行なわれる。

【０００６】

【実施例】

以下、図面により本考案の一実施例としてのつり荷の姿勢制御装置について説 明すると、図１はその平断面図、図２はその正面図で図１のＡ−Ａ矢視図、図３ はその側面図、図４はその使用状態の正面図、図５はその制御系の系統図、図６ はその作用説明用の模式正面図、図７は同グラフである。

【０００７】 この実施例の姿勢制御装置も、クレーン（図示せず）からのワイヤロープ17（ 図４参照）に懸吊されるとともに、つり荷16の取付け用のつり具をそなえ、主体 部は支持枠４（図１〜３参照）により構成されている。 すなわち、図１〜３において、符号４は平面視をほぼ長方形に形成され姿勢制 御装置20の主体部を構成する支持枠を示していて、この支持枠４に高速回転モー タ１がそのケーシングを固着されて取付けられている。

【０００８】 モータ１の回転軸１ａが支持枠４に軸受３を介して回転可能に取付けられ、こ の回転軸１ａにロータ２が取付けられている。 支持枠４（支持枠４自体およびモータ１，ロータ２ならびに軸受３）の重心Ｇ からＸ方向に所定距離ｌはなれたところに軸心が位置するとともにモータ１の回 転軸１ａと直交する一対の軸５，５が互いに対向して支持枠４に突設され、各軸 ５，５にそれぞれ歯車６ａが固設されている。 各歯車６ａには、各制御用モータ７（後に詳述する）の回転軸に取付けられた 各ピニオン６ｂがそれぞれ噛合する。

【０００９】 符号８は側面視をほぼ凹状に形成された支持枠用固定ジグを示しており、固定 ジグ８の立上り部８ａ，８ａの上端部に軸５，５を介して支持枠４が回動可能に 取付けられている。 さらに各立上り部８ａ，８ａにモータ架台19がそれぞれ突設され、各モータ架 台19にそれぞれ制御用モータ７，７が取付けられている。そして各制御用モータ ７，７の各回転軸に歯車６ａ，６ａに噛合するピニオン６ｂ，６ｂが取付けられ ている。 また固定ジグ８の底板部８ｂにつり具９が装着されている。

【００１０】 姿勢制御装置20のつり具９には、図４，５に示すように、つり荷16の姿勢変化 （角速度）を検知する角速度センサ10，角速度センサ10の出力からつり荷16の姿 勢変化を検知し各制御用モータ７を駆動する信号を出力する姿勢制御回路11，姿 勢制御回路11の出力をうけて各制御用モータ７を駆動させるコントローラ12およ び電源13が搭載されている。

【００１１】 上述の構成の姿勢制御装置20は、次のようにして使用される。 すなわち図４に示すように、つり具９がクレーン（図示せず）からのワイヤロ ープ17に懸吊される一方、つり具９の下方に、つり荷16がワイヤー14により取付 けられる。符号15はつり荷固定ジグを示している。 そして、風等の外乱等により、図６に示すようにＺ方向右回転につり荷16がね じれたとき、ねじれ抑制制御を行なわないと、図７の点線Ａのようにねじれ角は 次第に大きくなってしまう。

【００１２】 本考案の場合、角度センサ10の出力信号が許容値をオーバーしたとき、これを 姿勢制御回路11が判別し、軸５に付与すべき回転トルクの演算を行ない、その出 力信号をコントローラ12に送り、各制御用モータ７を回転して軸５、すなわち支 持枠４を所定方向へ所定角度だけ回動させる。 これにより、図７の点線Ｂが示すように、つり荷16のねじれ角は許容値内に収 まる。 そして、角度センサ10が許容値内に収まったことを姿勢制御回路11で判別し、 コントローラ12を通じて各制御モータ７をＯＦＦにする。 この操作を連続して行ない、ＯＫ領域内に収まるようリアルタイムに制御を行 なう。

【００１３】 この点をさらに詳述すると、モータ１によりロータ２が高速で回転していて、 このときモータ１の軸１ａがＸ方向に向いているとする。 この状態のもとで、つり荷16がＺ方向右回転にねじれ、そのねじれ角が許容値 をオーバーしたとき、姿勢制御回路11は、支持枠４をＹ方向に関し右回転のトル クを与えるよう制御用モータ７を駆動し軸５を回動させる。 軸５が回動することにより、支持枠４内で高速で回転しているロータ２の回転 軸がＸ方向から偏向し、ロータ２のジャイロ効果によってＺ方向に左回転トルク が発生する。そしてこのトルクがつり荷のＺ方向右回転のねじりを打消すように 作用する。これによりつり荷はその姿勢を一定に保たれることになる。

【００１４】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案のつり荷の姿勢制御装置によれば、次のような効 果ないし利点が得られる。 (1) 例えば高層ビル上の作業位置までクレーンを使ってつり荷を巻き上げるとき 、風等による外乱やつり荷支持時の若干の重心位置のずれなどでつり荷が回転す る可能性が大きくても、高速で回転しているロータのジャイロ効果により発生す る回転トルクを用いてつり荷の回転を防止することができる。 (2) 上記(1)により、つり荷が建設物に接触してキズをつけたり、時にはその衝 撃でつり荷が落下したりするような危険性を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としてのつり荷の姿勢制御装
置の平断面図。

【図２】同正面図（図１のＡ−Ａ矢視図）。

【図３】同側面図。

【図４】同使用状態の正面図。

【図５】同制御系の系統図。

【図６】同作用説明用の模式正面図。

【図７】同作用説明用のグラフ。

【図８】従来のつり荷つり上げ作業の模式図。

【符号の説明】

１ 高速回転モータ １ａ モータ１の回転軸 ２ ロータ ４ 支持枠 ５ 軸 ６ａ 歯車 ６ｂ ピニオン ７ 制御用モータ ８ 支持枠用固定ジグ ８ａ 立上り部 ８ｂ 底板部 ９ つり具 10 角速度センサ 11 姿勢制御回路 12 コントローラ 20 姿勢制御装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 クレーンからのワイヤロープに懸吊され
   るとともにつり荷の取付け部をそなえたつり荷の姿勢制
   御装置において、 平面視をほぼ長方形に形成された支持枠と、同支持枠に
   ケーシングを固着された高速回転モータと、上記支持枠
   に回転可能に支持された上記モータの回転軸に取付けら
   れたロータと、 上記支持枠の重心から所定距離はなれたところに軸心が
   位置するとともに上記モータの回転軸と直交する方向に
   上記支持枠に突設された一対の軸と、 同各軸に固設された歯車と、 側面視をほぼ凹状に形成されてその各立上り部に上記軸
   を介して上記支持枠を回動可能に取付けられた支持枠用
   固定ジグと、 同固定ジグの上記各立上り部にそれぞれ取付けられた制
   御用モータと、 同各制御用モータの各回転軸に取付けられて上記各歯車
   にそれぞれ噛合するピニオンと、 上記固定ジグの底板部に取付けられ、上記つり荷の取付
   け部をそなえたつり具と、 同つり具に取付けられたつり荷の角速度を検出する角速
   度センサと、 同角速度センサの出力信号からつり荷の姿勢変化を検知
   し、上記制御用モータを駆動する信号を出力する姿勢制
   御回路と、 同姿勢制御回路の出力をうけて上記制御用モータを駆動
   するコントローラとが装備されていることを特徴とす
   る、つり荷の姿勢制御装置。