JPH0781878A - クレーン無振動操業用振動角測定装置 - Google Patents
クレーン無振動操業用振動角測定装置Info
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- JPH0781878A JPH0781878A JP6011736A JP1173694A JPH0781878A JP H0781878 A JPH0781878 A JP H0781878A JP 6011736 A JP6011736 A JP 6011736A JP 1173694 A JP1173694 A JP 1173694A JP H0781878 A JPH0781878 A JP H0781878A
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- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
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- B66C13/04—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
- B66C13/06—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads
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-
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- B66C13/18—Control systems or devices
- B66C13/40—Applications of devices for transmitting control pulses; Applications of remote control devices
- B66C13/44—Electrical transmitters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/28—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with deflection of beams of light, e.g. for direct optical indication
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 建設及び産業重装備であるクレーンの無振動
操業用振動角測定装置に関し、クレーンのロープに懸垂
される運搬物の移送中の揺動を２次元（走行、横行）的
に測定する装置を提供する。 【構成】 クレーンの無振動操業用振動角測定装置を構
成するにおいて、２次元運搬物揺動角度測定装置は、大
きく既存の固定部位のロープ１と、２個のレーザーセン
サー２，２’と、レーザー反射板３，３’とで構成さ
れ、この装置の構造は、固定部位のロープ１或は反対側
のレーザーセンサー２，２’の２個をお互いに直角方向
に装着し、装着されたレーザーセンサー２，２’周辺に
一定な距離を於いて四角形構造を持つレーザー反射板
（構造）３，３’を２個お互いに直角方向に付着し、こ
の際、反射板の装着位置はロープが停止した時レーザー
センサーの信号が０である地点に付着し、ロープの揺動
角度がレーザーセンサーと反射板の間の距離に依り決定
されるようにした。
操業用振動角測定装置に関し、クレーンのロープに懸垂
される運搬物の移送中の揺動を２次元（走行、横行）的
に測定する装置を提供する。 【構成】 クレーンの無振動操業用振動角測定装置を構
成するにおいて、２次元運搬物揺動角度測定装置は、大
きく既存の固定部位のロープ１と、２個のレーザーセン
サー２，２’と、レーザー反射板３，３’とで構成さ
れ、この装置の構造は、固定部位のロープ１或は反対側
のレーザーセンサー２，２’の２個をお互いに直角方向
に装着し、装着されたレーザーセンサー２，２’周辺に
一定な距離を於いて四角形構造を持つレーザー反射板
（構造）３，３’を２個お互いに直角方向に付着し、こ
の際、反射板の装着位置はロープが停止した時レーザー
センサーの信号が０である地点に付着し、ロープの揺動
角度がレーザーセンサーと反射板の間の距離に依り決定
されるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は建設及び産業重装備であ
るクレーンの無振動操業用振動角測定装置に関するもの
であり、特にクレーンのロープに懸垂されている運搬物
の移送中の揺動を２次元（走行、横行）的に測定する装
置に関するものである。
るクレーンの無振動操業用振動角測定装置に関するもの
であり、特にクレーンのロープに懸垂されている運搬物
の移送中の揺動を２次元（走行、横行）的に測定する装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】クレーンの移送作業においては運搬物の
揺動（振動）が発生するが、これに因って作業の安全及
び効率が劣るようになる。従って、このような揺動を除
去するための無振動クレーンの研究がなされているが、
精密な揺動制御のためには実時間的に運搬物の揺動角度
を測定できなければならない。
揺動（振動）が発生するが、これに因って作業の安全及
び効率が劣るようになる。従って、このような揺動を除
去するための無振動クレーンの研究がなされているが、
精密な揺動制御のためには実時間的に運搬物の揺動角度
を測定できなければならない。
【０００３】従って、本発明は、クレーンの走行する方
向と横行する方向において運搬物の揺動角度を同時に測
定できる装置を創出したものである。クレーン作業にお
いて発生する運搬物の揺動を除去する方法としては機械
的方法とアルゴリズム的方法とがある。機械的方法は油
圧シリンダー等で構成される別途の装置を作りロープの
角度を調節する方法であり、アルゴリズム的な方法はク
レーンの運搬物揺動周期Ｔ＝２π√（１／ｇ）（１＝ロ
ープの長さ、ｇ＝９．８１ｍ／ｓｅｃ）がロープの長さ
に関係し、運搬物の揺動角度θ＝ａｒｃｔａｎ（ａ／
ｇ）（ａ＝加速度）はクレーンの加減速度に関係すると
いう特性を利用してクレーンの速度経路を設定して補償
する開ループ制御方法と、運搬物の揺動角度をフィード
バックさせて揺動が迅速に０度に収斂するようにする閉
ループ制御方法である。
向と横行する方向において運搬物の揺動角度を同時に測
定できる装置を創出したものである。クレーン作業にお
いて発生する運搬物の揺動を除去する方法としては機械
的方法とアルゴリズム的方法とがある。機械的方法は油
圧シリンダー等で構成される別途の装置を作りロープの
角度を調節する方法であり、アルゴリズム的な方法はク
レーンの運搬物揺動周期Ｔ＝２π√（１／ｇ）（１＝ロ
ープの長さ、ｇ＝９．８１ｍ／ｓｅｃ）がロープの長さ
に関係し、運搬物の揺動角度θ＝ａｒｃｔａｎ（ａ／
ｇ）（ａ＝加速度）はクレーンの加減速度に関係すると
いう特性を利用してクレーンの速度経路を設定して補償
する開ループ制御方法と、運搬物の揺動角度をフィード
バックさせて揺動が迅速に０度に収斂するようにする閉
ループ制御方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】機械的方法は構造的に
非常に複雑になるという問題があり、開ループ的方法は
運搬物の揺動を制御する手段として運搬物の揺動角度を
測定する必要が無いという利点はあるが、これは全く綱
の長さによるトロリの速度経路制御であるので、目的位
置に停止するようになると、ある程度の揺動が残る。ま
た移送中の運搬物が他の物体或は作業者と衝突すると
か、移送途中に綱の長さを変えなければならない場合が
発生すると、設定しておいた速度経路はその機能を発揮
できない。従って、より安全でかつ精密な揺動制御が要
求される自動化工場、自動倉庫、および原子力施設等に
おいては、このような方法の使用が制限されるので、更
に改善された閉ループ制御方法を使用しなければならな
い。
非常に複雑になるという問題があり、開ループ的方法は
運搬物の揺動を制御する手段として運搬物の揺動角度を
測定する必要が無いという利点はあるが、これは全く綱
の長さによるトロリの速度経路制御であるので、目的位
置に停止するようになると、ある程度の揺動が残る。ま
た移送中の運搬物が他の物体或は作業者と衝突すると
か、移送途中に綱の長さを変えなければならない場合が
発生すると、設定しておいた速度経路はその機能を発揮
できない。従って、より安全でかつ精密な揺動制御が要
求される自動化工場、自動倉庫、および原子力施設等に
おいては、このような方法の使用が制限されるので、更
に改善された閉ループ制御方法を使用しなければならな
い。
【０００５】このような閉ループ制御方法を適用するた
めには、移送中の運搬物の揺動角度を測定して揺動制御
アルゴリズムに実時間で入力しなければならないから適
切な揺動角度測定装置が要求される。産業施設では重量
の物体を一地点から他の一地点まで移送しようとする場
合、大部分クレーンを使用する。クレーン操作は一般的
に断続ボタン（押ボタン）を使用してクレーンの駆動モ
ーターを作動するが、この際モーターに加えられる加減
速のためにロープの下端に懸垂された運搬物には揺動が
発生される。
めには、移送中の運搬物の揺動角度を測定して揺動制御
アルゴリズムに実時間で入力しなければならないから適
切な揺動角度測定装置が要求される。産業施設では重量
の物体を一地点から他の一地点まで移送しようとする場
合、大部分クレーンを使用する。クレーン操作は一般的
に断続ボタン（押ボタン）を使用してクレーンの駆動モ
ーターを作動するが、この際モーターに加えられる加減
速のためにロープの下端に懸垂された運搬物には揺動が
発生される。
【０００６】このような揺動に因り、移送中の物体は周
辺の他の物体或は作業者と衝突して安全事故を起こしえ
るし、また目標地点では運搬物の揺動が減衰されるまで
相当な時間が遅延されて、運搬物荷役作業の効率が低下
される。特に、クレーン作業中には運搬物を正確な地点
に荷役しなければならない場合があるが、出発地点や目
標地点においての運搬物の揺動は作業を難かしくする。
辺の他の物体或は作業者と衝突して安全事故を起こしえ
るし、また目標地点では運搬物の揺動が減衰されるまで
相当な時間が遅延されて、運搬物荷役作業の効率が低下
される。特に、クレーン作業中には運搬物を正確な地点
に荷役しなければならない場合があるが、出発地点や目
標地点においての運搬物の揺動は作業を難かしくする。
【０００７】一方、断続ボタン操作をする場合に必然的
にトロリーが急な加速または減速されるが、この場合ト
ロリーには大きな加減速力が発生するようになり、この
力は建物の構造物に伝達されてクレーン自体は勿論のこ
と建物の耐久寿命を短縮させる効果を招来することもあ
る。
にトロリーが急な加速または減速されるが、この場合ト
ロリーには大きな加減速力が発生するようになり、この
力は建物の構造物に伝達されてクレーン自体は勿論のこ
と建物の耐久寿命を短縮させる効果を招来することもあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は運搬物
の揺動角度を実時間で測定できる装置を考案しこれを運
搬物揺動の制御に使用することによってクレーン作業の
性能と安定性を増進させる無振動クレーンの具現に寄与
することを目的とする。本発明の要点は二個の小形レー
ザー距離センサーを利用して、空間上においての運搬物
の揺動角度を２次元（走行、横行方向）的に精密に実時
間的に測定できるようにした装置である。
の揺動角度を実時間で測定できる装置を考案しこれを運
搬物揺動の制御に使用することによってクレーン作業の
性能と安定性を増進させる無振動クレーンの具現に寄与
することを目的とする。本発明の要点は二個の小形レー
ザー距離センサーを利用して、空間上においての運搬物
の揺動角度を２次元（走行、横行方向）的に精密に実時
間的に測定できるようにした装置である。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の要旨を実施例及び図面と連繋
して詳細に説明する。本発明の装置はクレーンのロープ
端に懸垂されている重量物の揺動角度を２次元的に測定
する方式に関するものである。運搬物の揺動を２次元的
に測定するためには次のような方法がありえる。
して詳細に説明する。本発明の装置はクレーンのロープ
端に懸垂されている重量物の揺動角度を２次元的に測定
する方式に関するものである。運搬物の揺動を２次元的
に測定するためには次のような方法がありえる。
【００１０】その１ 接触センサー（回転型電位差計、
エンコーダー等）を利用する方法である。この方法はジ
ョイスティック構造のような原理を利用するが、ロープ
の揺動が回転型電位差計を回転させるようにすることに
よって、それに従う角度を得る。 その２ 非接触センサー（レーザーセンサー、超音波セ
ンサー等）を利用する方法である。この方法はロープに
センサーを付着し対向側に反射板を設置して揺動角度を
得る。
エンコーダー等）を利用する方法である。この方法はジ
ョイスティック構造のような原理を利用するが、ロープ
の揺動が回転型電位差計を回転させるようにすることに
よって、それに従う角度を得る。 その２ 非接触センサー（レーザーセンサー、超音波セ
ンサー等）を利用する方法である。この方法はロープに
センサーを付着し対向側に反射板を設置して揺動角度を
得る。
【００１１】その３ ＣＣＤカメラを利用する方法であ
る。この方法は運搬物側にマークをしておいてこの標的
をプロセシングすることによって揺動角度を得る。 一方、運搬物揺動制御アルゴリズムの性能は測定された
角度の精密性に大きく左右される。従って、本発明は距
離測定の精密性の優秀な小型のレーザーセンサーを利用
する方法を使用した。この方法をもって２次元の揺動を
測定するためには次のような条件が要求される。
る。この方法は運搬物側にマークをしておいてこの標的
をプロセシングすることによって揺動角度を得る。 一方、運搬物揺動制御アルゴリズムの性能は測定された
角度の精密性に大きく左右される。従って、本発明は距
離測定の精密性の優秀な小型のレーザーセンサーを利用
する方法を使用した。この方法をもって２次元の揺動を
測定するためには次のような条件が要求される。
【００１２】その１ ロープの上下運動に対してセンサ
ー部位が動いてはならない。 その２ ロープの捻れに対してセンサー部位が捻れては
ならない。 従って、以上のような条件を満足させる構造を持つよう
にロープ側にレーザー反射板を設置し、反射板と向い合
う方に一定な距離をおいてレーザーセンサーを設置す
る。他の一方にはロープ側にレーザーセンサーを付着し
て向い合う方にレーザー反射板を設置する。
ー部位が動いてはならない。 その２ ロープの捻れに対してセンサー部位が捻れては
ならない。 従って、以上のような条件を満足させる構造を持つよう
にロープ側にレーザー反射板を設置し、反射板と向い合
う方に一定な距離をおいてレーザーセンサーを設置す
る。他の一方にはロープ側にレーザーセンサーを付着し
て向い合う方にレーザー反射板を設置する。
【００１３】図１に見るように、２次元運搬物揺動角度
測定装置は大別して既存の固定部位のロープ１と、二個
のレーザーセンサー２，２’と、レーザー反射板３，
３’とで構成される。この装置の構造を見ると、固定さ
れたロープ１の上端の下に一定な大きさのレーザー反射
板（スチール構造）３，３’を付着し、対向側にレーザ
ーセンサー２，２’を２個お互いに直角方向に装着す
る。
測定装置は大別して既存の固定部位のロープ１と、二個
のレーザーセンサー２，２’と、レーザー反射板３，
３’とで構成される。この装置の構造を見ると、固定さ
れたロープ１の上端の下に一定な大きさのレーザー反射
板（スチール構造）３，３’を付着し、対向側にレーザ
ーセンサー２，２’を２個お互いに直角方向に装着す
る。
【００１４】この際、センサーの前部分と反射板との間
の距離はレーザーセンサーの反射板から零点距離で決定
する。ロープ側にレーザーセンサーの付着が必要な場合
はレーザーセンサー２個をロープにお互いに直角に付着
し対向側にレーザー反射板を設置し（図４）或はロープ
に引張コイルスプリング４を使用しロープ１との接触部
位にラジアルボールベアリング５を設置した装置である
（図５）。未説明符号６は上下移動部位のロープであ
る。
の距離はレーザーセンサーの反射板から零点距離で決定
する。ロープ側にレーザーセンサーの付着が必要な場合
はレーザーセンサー２個をロープにお互いに直角に付着
し対向側にレーザー反射板を設置し（図４）或はロープ
に引張コイルスプリング４を使用しロープ１との接触部
位にラジアルボールベアリング５を設置した装置である
（図５）。未説明符号６は上下移動部位のロープであ
る。
【００１５】即ち、レーザーセンサーの零点特性が物体
から１００ｍｍであるとするとレーザーセンサーの前部
分を物体から１００ｍｍになる地点に位置させるとよ
い。また、２個のレーザーセンサーの長さ方向（上下）
の付着位置は測定しようとする運搬物の揺動角度とレー
ザーセンサーの測定距離により決定されるが、例えば測
定しようとする揺動の範囲が１０度でありセンサーの測
定範囲が４０ｍｍであるとすると、ｘ＝４０ｍｍ／ｓｉ
ｎ１０という関係式を利用し、レーザーセンサーが付着
される位置はロープがヒンジされる地点から２３ｃｍ下
端になる。一方、引張コイルスプリングは上下圧縮され
ないが一定の力以上では長さ方向に増加する特性を持っ
ている。従って、本発明は引張コイルスプリングの下端
に付着されるレーザーセンサー及びセンサー付着台の重
量を考慮して適切な引張強度を持つスプリングを選択し
た。また、引張コイルスプリングは捻り特性をもってい
て、万一スプリング内に貫通されたロープが直ぐに接触
されるようになると、ロープ自体の回転がスプリングを
捻るようになって精密な角度を測定できないようにす
る。従って、本発明はスプリングとロープが接触する部
位にラジアルボールベアリングを挿入したものである。
から１００ｍｍであるとするとレーザーセンサーの前部
分を物体から１００ｍｍになる地点に位置させるとよ
い。また、２個のレーザーセンサーの長さ方向（上下）
の付着位置は測定しようとする運搬物の揺動角度とレー
ザーセンサーの測定距離により決定されるが、例えば測
定しようとする揺動の範囲が１０度でありセンサーの測
定範囲が４０ｍｍであるとすると、ｘ＝４０ｍｍ／ｓｉ
ｎ１０という関係式を利用し、レーザーセンサーが付着
される位置はロープがヒンジされる地点から２３ｃｍ下
端になる。一方、引張コイルスプリングは上下圧縮され
ないが一定の力以上では長さ方向に増加する特性を持っ
ている。従って、本発明は引張コイルスプリングの下端
に付着されるレーザーセンサー及びセンサー付着台の重
量を考慮して適切な引張強度を持つスプリングを選択し
た。また、引張コイルスプリングは捻り特性をもってい
て、万一スプリング内に貫通されたロープが直ぐに接触
されるようになると、ロープ自体の回転がスプリングを
捻るようになって精密な角度を測定できないようにす
る。従って、本発明はスプリングとロープが接触する部
位にラジアルボールベアリングを挿入したものである。
【００１６】運搬物の揺動が測定される原理を見ると、
ロープの揺動に従って引張スプリングの下端に付着され
ているレーザーセンサーと反射板からの距離が比例的に
変わるようになるが、この際２個のレーザーセンサーは
該当するアナログ値を出力する。この値を三角函数法で
換算すると、走行と横行の方向の揺動速度を得ることが
できる。
ロープの揺動に従って引張スプリングの下端に付着され
ているレーザーセンサーと反射板からの距離が比例的に
変わるようになるが、この際２個のレーザーセンサーは
該当するアナログ値を出力する。この値を三角函数法で
換算すると、走行と横行の方向の揺動速度を得ることが
できる。
【００１７】電子及び制御技術の急速な発展により各種
産業施設が自動化されているのが実情である。クレーン
作業は一般的に断続ボタンスイッチを操作して行われる
が、このような方法は運搬物の揺動に因り熟練した作業
者を要求し、従って作業者の熟練度により作業能率に差
異があるようになる。本発明で提示された装置を通して
得た運搬物の揺動角度を無振動（ａｎｔｉ−ｓｗｉｎ
ｇ）制御アルゴリズムに適用すると、熟練した作業者に
依存しないクレーン作業の自動化を達成することができ
る。
産業施設が自動化されているのが実情である。クレーン
作業は一般的に断続ボタンスイッチを操作して行われる
が、このような方法は運搬物の揺動に因り熟練した作業
者を要求し、従って作業者の熟練度により作業能率に差
異があるようになる。本発明で提示された装置を通して
得た運搬物の揺動角度を無振動（ａｎｔｉ−ｓｗｉｎ
ｇ）制御アルゴリズムに適用すると、熟練した作業者に
依存しないクレーン作業の自動化を達成することができ
る。
【図１】本発明の測定の実施例を示す図である。
【図２】本発明中レーザーセンサーと反射板の設置の実
施例を示す図である。
施例を示す図である。
【図３】本発明の詳細図である。
【図４】本発明の他の実施例の詳細図である。
【図５】スプリングとラジアルボールベアリングを結合
する場合の詳細図である。
する場合の詳細図である。
１ ロープ ２，２’ レーザーセンサー ３，３’ レーザー反射板 ４ コイルスプリング ５ ラジアルボールベアリング ６ 移動部位ロープ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リー ジャエ−セオル 大韓民国 ダエジェオン−シ ユースン− ク エオエウン−ドン 99 ハンビット アパート 130−504 (72)発明者 パート ヒュン−スー 大韓民国 ダエジェオン−シ ユースン− ク ドリョン−ドン ヒュンダイ アパー ト 103−1002
Claims (3)
- 【請求項１】 クレーンの無振動操業用振動角測定装置
を構成するにおいて、２次元運搬物揺動角度測定装置が
大別して既存の固定部位のロープ１と、２個のレーザー
センサー２，２’と、レーザー反射板３，３’とで構成
され、この装置の構造が、固定部位のロープ１の側面か
らみて四角形構造を持つレーザー反射板（スチール構
造）３，３’をお互いに直角方向に装着し、装着された
レーザー反射板３，３’と対向する方に一定な距離をお
いてレーザーセンサー２，２’を２個お互いに直角方向
に付着し、この際反射板の装着位置はロープが停止した
時レーザーセンサーの信号が０である地点に付着し、ロ
ープの揺動角度がレーザーセンサーと反射板の間の距離
により決定されるようにしたことを特徴とするクレーン
無振動操業用振動角測定装置。 - 【請求項２】 レーザー反射板とレーザーセンサーの位
置をお互いに交換したことを特徴とする請求項１記載の
クレーン無振動操業用振動角測定装置。 - 【請求項３】 引張コイルスプリング４とロープ１の接
触する部位にラジアルボールベアリング５を設置し、そ
の下に引張コイルスプリング４を設置したことを特徴と
する請求項２記載のクレーン無振動操業用振動角測定装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR17481/1993 | 1993-09-02 | ||
| KR1019930017481A KR970000175B1 (ko) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | 크레인 무진동 조업용 진동각 측정장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0781878A true JPH0781878A (ja) | 1995-03-28 |
Family
ID=19362702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6011736A Pending JPH0781878A (ja) | 1993-09-02 | 1994-02-03 | クレーン無振動操業用振動角測定装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0781878A (ja) |
| KR (1) | KR970000175B1 (ja) |
| AU (1) | AU672660B2 (ja) |
| DE (1) | DE4402787C2 (ja) |
| FI (1) | FI110320B (ja) |
| SE (1) | SE515075C2 (ja) |
Families Citing this family (3)
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