JPH09301543A - バケットエレベータ式アンローダ - Google Patents

バケットエレベータ式アンローダ

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JPH09301543A
JPH09301543A JP12292896A JP12292896A JPH09301543A JP H09301543 A JPH09301543 A JP H09301543A JP 12292896 A JP12292896 A JP 12292896A JP 12292896 A JP12292896 A JP 12292896A JP H09301543 A JPH09301543 A JP H09301543A
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JP
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vibration
speed
level
bucket elevator
excavation
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JP12292896A
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Masaki Kawarabayashi
政樹 河原林
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削部に起因する振動を自動的に抑制するこ
とのできるバケットエレベータ式アンローダを提供する
こと。 【解決手段】 基準速度生成部5は、掘削部における搬
送系速度と掘削部移動速度の基準となる基準速度を示す
基準速度信号のうち少なくとも一方を出力する。振動検
出装置1は、前記掘削部に起因する振動を検出して振動
検出信号を出力する。振動抑制制御装置3は、前記振動
検出信号を受けて振動を抑制するために必要な速度制御
信号を出力する。速度制御部4は、前記基準速度信号と
前記速度制御信号とを受けて前記搬送系速度と前記掘削
部移動速度のうち少なくとも一方を制御する制御信号を
出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はバケットエレベータ
式アンローダに関し、特に掘削部に起因する振動を抑制
するための改良に関する。
【0002】
【従来の技術】図5はバケットエレベータ式アンローダ
を船舶10と共に示す。このバケットエレベータ式アン
ローダは、岸壁に敷設したレール上を走行する走行フレ
ーム11と、この走行フレーム11に設置され水平面内
で旋回し得る旋回フレーム12と、この旋回フレーム1
2に起伏自在に枢支されたブーム13と、このブーム1
3の先端に旋回自在なように支持されかつ鉛直方向に垂
下されたバケットエレベータ14と、このバケットエレ
ベータ14の下端に備えられた掘削部15とを含んでい
る。掘削部15の両端とバケットエレベータ14の上部
とに設けられたスプロケットにバケットチェーンが巻回
されており、そのバケットチェーンに多数のバケットが
一定ピッチで設けられている。バケットエレベータ14
には、バケットを蓋被するエレベータケーシング16が
設けられている。
【0003】ブーム13は油圧シリンダ機構17により
起伏可能である。ブーム13上にはブームコンベヤ18
が設置されてバケットエレベータ14からのばら物を旋
回フレーム12側に搬送する。ブーム13とは反対方向
にアーム19が延び、このアーム19の先端にはバラン
スウェイト20が設けられている。これによって、ブー
ム13とアーム19とは旋回フレーム12の上部を支点
として、いわゆるシーソー運動を行うことができるよう
になっている。
【0004】船舶10は船倉内に鉱石、石炭、或いは穀
物等のばら物21を積荷として収容している。ばら物2
1を連続して陸揚げするには、船倉内に上端開口を通し
てバケットエレベータ14を挿入し、掘削部15により
ばら物21を掘削しまたは掻取り、その掻取ったばら物
21をバケットエレベータ14により船倉の外部に搬送
して陸揚げする作業を連続的に実行する。
【0005】ばら物21を掘削する際に掘削部15は船
倉内で移動させられる。この掘削部15の移動は、走行
フレーム11の走行、旋回フレーム12の旋回、ブーム
13の起伏、及びバケットエレベータ14の旋回を伴っ
て行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のア
ンローダでは、運転中において主に掘削部15から振動
が発生する。この振動は、バケットがばら物に食い込む
時の衝撃が主要因で、それ故バケットがばら物に食い込
む時間ピッチがベースとなり、バケットエレベータ14
を介してブーム13にまで伝わる。この振動はまた、バ
ケットエレベータ14やブーム13にねじれを発生させ
る。その結果、これまでのアンローダでは、揺れが大き
くて操作性が悪く、運転室もバケットエレベータ14の
上部付近にあるために振動が直接伝わってしまい、乗り
ごこちに問題が生ずる。この場合、運転室内のオペレー
タは、実際に感じる振動の程度に応じて掘削部の移動速
度(掘削部15が船倉の壁に対して接近、離反したり、
船倉の壁に平行に移動する速度)や搬送系速度(ばら物
掻き取り用のバケットの移動速度)を調整するようにし
ている。
【0007】これに対し、本発明は、掘削部に起因する
振動を自動的に抑制することのできるバケットエレベー
タ式アンローダを提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、掘削部を備え
たバケットエレベータをブームの先端に装着したバケッ
トエレベータ式アンローダにおいて、前記掘削部におけ
る搬送系の速度と掘削部移動速度の基準となる基準速度
を示す基準速度信号のうち少なくとも一方を出力する基
準速度生成手段と、前記掘削部に起因する振動を検出し
て振動検出信号を出力するための検出手段と、前記振動
検出信号を受けて振動を抑制するために必要な速度制御
信号を出力する振動抑制制御手段と、前記基準速度信号
と前記速度制御信号とを受けて前記搬送系の速度と前記
掘削部移動速度のうち少なくとも一方を制御する制御信
号を出力する速度制御手段とを備えたことを特徴とす
る。
【0009】前記検出手段は、前記掘削部におけるバケ
ット駆動用モータのトルク信号から振動を検出するもの
で実現され得る。
【0010】前記検出手段はまた、スイング油圧力から
振動を検出するものでも良い。
【0011】更に、前記検出手段は、振動センサでも良
く、この場合、前記掘削部、前記ポストの中間部、前記
ポストの上部、前記バケットエレベータと前記ブームと
の連結部付近、前記ブームの中間部のいずれかの場所に
設置される。
【0012】前記検出手段は、目的とする周波数の振動
波形を抽出するためのフィルタを更に有することが好ま
しい。
【0013】前記振動抑制制御手段は、検出された振動
レベルが基準レベルを越えると、前記搬送系の速度と前
記掘削部移動速度のうち少なくとも一方の速度を徐々に
低下させ、振動レベルが制御解除レベルまで低下した
ら、以後は前記少なくとも一方の速度を徐々に増加させ
るような速度制御信号を出力する。
【0014】前記振動抑制制御手段はまた、検出された
振動レベルが基準レベルを越えると、前記搬送系の速度
と前記掘削部移動速度のうち少なくとも一方の速度を前
記基準速度の50%まで低下させ、振動レベルが制御解
除レベルまで低下した場合には前記少なくとも一方の速
度を徐々に増加させ、振動レベルが制御解除レベルまで
低下しない場合には速度を0とするような速度制御信号
を出力するようにしても良い。
【0015】
【発明の実施の形態】図1〜図4を参照して、本発明の
好ましい実施の形態について説明する。図1において、
本発明の特徴部分である振動抑制手段は、図5に示した
ようなバケットエレベータ式アンローダに搭載され、振
動検出装置1と、帯域通過形のフィルタ2と、振動抑制
制御装置3と、速度制御部4と、基準速度生成部5とを
含み、アンローダ各部における駆動用のモータM1(1
つだけ示しているが、走行用のモータ、ブーム旋回用の
モータ、バケットエレベータ旋回用のモータ等があ
る),M2(例えば、掻き取り用バケットを駆動するモ
ータ)の駆動装置6を制御する。
【0016】振動検出装置1は、アンローダの掘削部1
5に起因する振動を検出するもので、第1の例としては
バケットをチェーンを介して駆動しているモータのトル
クを検出するトルクセンサを用いる例、第2の例として
はスイング油圧、すなわち、掘削部15を、図5で言え
ば船倉の壁に対して接近、離反させる方向に駆動する油
圧シリンダ機構の油圧を検出する油圧センサを用いる
例、第3の例としては振動を直接検出する振動センサを
用いる例が挙げられる。そして、振動センサを用いる場
合、その取付位置、検出すべき振動の方向は次の表1の
ようになる。
【0017】
【表1】
【0018】なお、振動センサの取付位置及び振動の検
出方向は、図5にA〜Eで示されている。
【0019】いずれにしても、振動検出装置1の出力
は、フィルタ2を通すことで目的周波数の振動値のみを
取り出すようにされる。
【0020】振動抑制制御装置3は、振動値のレベルが
基準レベルを越えると、前述した搬送系速度及び掘削
部移動速度のうち少なくとも一方を変化させる、掘削
部移動速度のみを変化させる、ブームの起伏速度ある
いは起伏角度を変化させてブームの起伏を上げることに
より掘削量を減らす、のうち1つを選択し、振動を抑制
する方向にそれぞれの速度等を変化させるような速度制
御信号を出力する。
【0021】基準速度生成部5は、アンローダの払い出
し能力やばら物の比重等に応じて搬送系速度及び掘削部
移動速度の基準速度を決定する。具体的には、搬送系速
度の基準速度V1(m/min)は、下記の計算式に基
づいて生成される。
【0022】Q=r・Qc・V1/P・60 但し、Qc:バケット容量(m3 ),P:バケットの取
付ピッチ(m)である。
【0023】一方、掘削部移動速度の基準速度V2(m
/min)は、下記の計算式に基づいて生成される。
【0024】Q=r・H・L・V2・60 但し、r:ばら物の比重(t/m3 ),Q:払出し能力
(t/h),H:掘削深さ(m),L:掘削部の長さで
あり、掘削部両端のスプロケットの軸間距離である。
【0025】速度制御部4は、基準速度生成部5からの
基準速度と振動抑制制御装置3からの速度制御信号とに
もとづいて搬送系速度、掘削部移動速度、ブームの起伏
速度を指定する信号をそれぞれ駆動装置6に出力する。
【0026】図2において、振動抑制制御装置3は、基
準レベル発生部3−1と、振動回避回路3−2と、基準
クロック発生部3−3とを有する。基準レベル発生部3
−1は、フィルタ2からの目的周波数の振動値を受けて
振動値の基準レベルを発生し、振動回避回路3−2に出
力する。振動回避回路3−2は、目的周波数の振動値と
モータM2の速度検出信号とを受けて振動回避に必要な
速度制御信号を出力する。モータM2の速度検出信号を
も利用するのは、前述したように、振動の主要因は、バ
ケットがばら物に食い込む時間ピッチがベースとなって
いることから、バケットの移動速度をパラメータとして
使用することによる。
【0027】なお、基準クロック発生部3−3は、振動
値の脈動により不用意に制御動作に入らないようにする
ために目的周波数の振動値を平均化するためのものであ
る。すなわち、振動回避回路3−2は、目的周波数の振
動値を基準クロックに基づいて平均化することで、脈動
に起因して不用意に制御動作に入らないようにする。こ
のような基準クロックによる平均化に代えて、目的周波
数の振動値に遅延を与えることで不用意な制御動作を防
止することもできる。
【0028】図3を参照して、基準クロックによる平均
化について説明する。図3(a)は振動値の時間変動を
示し、基準クロックにより振動値を定周期でサンプリン
グする。そして、一定時間T(例えば、数秒)毎にその
時間内のサンプリング値を平均化する。図3(b)は平
均化された値の時間経過を示し、平均化された値が基準
レベルを越えてから制御解除レベルよりも低下するまで
の間だけ制御動作を行う。言い換えれば、制御動作に入
っていない状態で基準レベル以下の振動値にある時、突
発的に振動値が基準レベルを越えても制御動作に入るこ
とはない。
【0029】次に、図4を参照して制御動作について説
明する。
【0030】搬送系速度及び掘削部移動速度のうち少
なくとも一方を変化させる場合。
【0031】イ.図4(a)に示すように、振動抑制制
御装置3は、検出された振動レベルが基準レベルを越え
ると、搬送系速度と掘削部移動速度のうち少なくとも一
方の速度を徐々に低下させ、振動レベルが制御解除レベ
ルまで低下したら、以後は前記少なくとも一方の速度を
徐々に増加させるような速度制御信号を出力する。
【0032】ロ.図4(b)に示すように、振動抑制制
御装置3は、検出された振動レベルが基準レベルを越え
ると、搬送系速度と掘削部移動速度のうち少なくとも一
方の速度を前記基準速度の50%まで低下させ、振動レ
ベルが制御解除レベルまで低下した場合には前記少なく
とも一方の速度を徐々に増加させ、振動レベルが制御解
除レベルまで低下しない場合には速度を0とするような
速度制御信号を出力する。
【0033】搬送系速度のみを変化させる場合。
【0034】ハ.図4(c)に示すように、振動抑制制
御装置3は、検出された振動レベルが基準レベルを越え
ると、搬送系速度を10%増加し、以後振動レベルが低
下しない場合には上記ロの制御を行うような速度制御信
号を出力する。なお、搬送系速度を10%増加させる理
由として、振動が共振により起こっている場合を想定
し、共振点をずらす目的で行っている。
【0035】ニ.図4(d)に示すように、振動抑制制
御装置3は、検出された振動レベルが基準レベルを越え
ると、搬送系速度を10%を限度として徐々に増加し、
以後振動レベルが低下しない場合には上記イの制御を行
うような速度制御信号を出力する。
【0036】ブームの起伏角度を変化させてブームの
起伏を上げることにより掘削量を減らす場合。
【0037】振動抑制制御装置3は、検出された振動レ
ベルが基準レベルを越えると、ブーム13の起伏を約2
0cm上げて約10秒運転し、以後振動レベルが低下し
なければブーム13の起伏を更に約20cm上げて約3
0秒運転し、それでも振動レベルが低下しなければ上記
イ〜ニのいずれかの制御を行うような速度制御信号を出
力する。
【0038】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば掘削部に起因する振動が基準レベルを越えるとこれを
抑制するように振動抑制制御装置が作用して振動を抑制
するので、アンローダの操作性の向上、運転室の乗りご
こちの改善、振動に起因するアンローダの機体のねじれ
の防止、振動が少ないことによる安全性の向上を図るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の特徴部分である振動抑制手段の構成を
示すブロック図である。
【図2】図1に示された振動抑制制御装置の構成を示す
ブロック図である。
【図3】図1に示された振動抑制制御装置の制御動作を
説明するための振動値−時間特性図である。
【図4】本発明の振動抑制動作を説明するための速度−
振動特性図である。
【図5】本発明が適用されるバケットエレベータ式アン
ローダの構成を示した図である。
【符号の説明】
10 船舶 11 走行フレーム 12 旋回フレーム 13 ブーム 14 バケットエレベータ 15 掘削部 16 エレベータケーシング 17 油圧シリンダ機構 18 ブームコンベヤ 19 アーム 20 バランスウェイト 21 ばら物

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 掘削部を備えたバケットエレベータをブ
    ームの先端に装着したバケットエレベータ式アンローダ
    において、前記掘削部における搬送系の速度と掘削部移
    動速度の基準となる基準速度を示す基準速度信号のうち
    少なくとも一方を出力する基準速度生成手段と、前記掘
    削部に起因する振動を検出して振動検出信号を出力する
    ための検出手段と、前記振動検出信号を受けて振動を抑
    制するために必要な速度制御信号を出力する振動抑制制
    御手段と、前記基準速度信号と前記速度制御信号とを受
    けて前記搬送系の速度と前記掘削部移動速度のうち少な
    くとも一方を制御する制御信号を出力する速度制御手段
    とを備えたことを特徴とするバケットエレベータ式アン
    ローダ。
  2. 【請求項2】 前記検出手段は、前記掘削部におけるバ
    ケット駆動用モータのトルク信号から振動を検出するも
    のであることを特徴とする請求項1記載のバケットエレ
    ベータ式アンローダ。
  3. 【請求項3】 前記検出手段は、スイング油圧力から振
    動を検出するものであることを特徴とする請求項1記載
    のバケットエレベータ式アンローダ。
  4. 【請求項4】 前記検出手段は、振動センサであり、前
    記掘削部、前記ポストの中間部、前記ポストの上部、前
    記バケットエレベータと前記ブームとの連結部付近、前
    記ブームの中間部のいずれかの場所に設置されることを
    特徴とする請求項1記載のバケットエレベータ式アンロ
    ーダ。
  5. 【請求項5】 前記検出手段は、目的とする周波数の振
    動波形を抽出するためのフィルタを更に有することを特
    徴とする請求項2〜4のいずれかに記載のバケットエレ
    ベータ式アンローダ。
  6. 【請求項6】 前記振動抑制制御手段は、検出された振
    動レベルが基準レベルを越えると、前記搬送系の速度と
    前記掘削部移動速度のうち少なくとも一方の速度を徐々
    に低下させ、振動レベルが制御解除レベルまで低下した
    ら、以後は前記少なくとも一方の速度を徐々に増加させ
    るような速度制御信号を出力することを特徴とする請求
    項1記載のバケットエレベータ式アンローダ。
  7. 【請求項7】 前記振動抑制制御手段は、検出された振
    動レベルが基準レベルを越えると、前記搬送系の速度と
    前記掘削部移動速度のうち少なくとも一方の速度を前記
    基準速度の50%まで低下させ、振動レベルが制御解除
    レベルまで低下した場合には前記少なくとも一方の速度
    を徐々に増加させ、振動レベルが制御解除レベルまで低
    下しない場合には速度を0とするような速度制御信号を
    出力することを特徴とする請求項1記載のバケットエレ
    ベータ式アンローダ。
  8. 【請求項8】 前記振動抑制制御手段は、検出された振
    動レベルが基準レベルを越えると、前記搬送系の速度を
    10%増加し、以後振動レベルが低下しない場合には、
    前記搬送系の速度と前記掘削部移動速度のうち少なくと
    も一方の速度を前記基準速度の50%まで低下させ、振
    動レベルが制御解除レベルまで低下した場合には前記少
    なくとも一方の速度を徐々に増加させ、振動レベルが制
    御解除レベルまで低下しない場合には速度を0とするよ
    うな速度制御信号を出力することを特徴とする請求項1
    記載のバケットエレベータ式アンローダ。
  9. 【請求項9】 前記振動抑制制御手段は、検出された振
    動レベルが基準レベルを越えると、前記搬送系の速度を
    10%を限度として徐々に増加し、以後振動レベルが低
    下しない場合には、前記搬送系の速度と前記掘削部移動
    速度のうち少なくとも一方の速度を徐々に低下させ、振
    動レベルが制御解除レベルまで低下したら、以後は前記
    少なくとも一方の速度を徐々に増加させるような速度制
    御信号を出力することを特徴とする請求項1記載のバケ
    ットエレベータ式アンローダ。
  10. 【請求項10】 掘削部を備えたバケットエレベータを
    ブームの先端に装着したバケットエレベータ式アンロー
    ダにおいて、前記掘削部に起因する振動を検出して振動
    検出信号を出力するための検出手段と、前記振動検出信
    号を受けて振動を抑制するために必要なブームの起伏を
    制御する信号を出力する振動抑制制御手段とを備え、前
    記振動抑制制御手段は、検出された振動レベルが基準レ
    ベルを越えると、前記ブームの起伏を数十cm上げて数
    秒〜数十秒運転し、以後振動レベルが低下しなければ前
    記ブームの起伏を更に数十cm上げて数十秒運転し、そ
    れでも振動レベルが低下しなければ請求項6〜9のいず
    れかに記載の制御を行うことを特徴とするバケットエレ
    ベータ式アンローダ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2013176061A1 (ja) * 2012-05-22 2013-11-28 住友重機械搬送システム株式会社 連続アンローダ、連続アンローダ施設及び連続アンローダの運転方法
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