JPH0986868A

JPH0986868A - 吊荷の方位制御装置

Info

Publication number: JPH0986868A
Application number: JP24166295A
Authority: JP
Inventors: Yoshinari Toyama; 良成外山; Kengo Matsuo; 研吾松尾; Shinya Nakajima; 審也中島; Tatsu Tsuchiya; 達土屋; Shiyuuji Rino; 周史李野
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1995-09-20
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】回転角度に依存せず容易に制御できる吊荷の
方位制御装置を提供する。【解決手段】クレーン等より垂下された索条１の下端
に、少なくとも鉛直面内で回転し所定の角運動量を持つ
回転体６を有するジャイロ装置２を吊り下げ、このジャ
イロ装置２に水平回転自在に吊りビーム３を取り付ける
と共に上記ジャイロ装置２とこの吊りビーム３との間に
相対回転力を与える吊りビーム回転手段１２を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設資材等を吊り
下げ運搬するクレーン等の吊荷の方位制御装置に係り、
特に、回転角度に依存せず容易に制御できる吊荷の方位
制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建設資材を現場で空中輸送する際に、ク
レーン等による吊り下げ運搬が行われる。長尺の建設資
材を運搬する場合やユニット化された建設資材を組み付
けるために運搬する場合、この吊荷の姿勢制御、とりわ
け方位制御が重要となる。

【０００３】空中に吊り下げた吊荷を方位制御するため
に、介しゃくロープ等を用いて人力で行う従来の方法で
は吊荷が重量物であることやその作業が高所作業となる
ことから、機械力で行う方法が望まれている。機械力で
行う方法としては、ファンやジェットによる空気流を用
いる方法、ジャイロのプレセッション効果で方位回転力
を得る方法が提案されている（特公平６−６５５９４
号、特公平７−５３１７７号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】空気流を用いる方法は
正確な方位角に安定制御するのが困難である。

【０００５】ジャイロのプレセッション効果で方位回転
力を得る方法は、ジャイロを傾けることで水平面内での
角加速度を得ているため、回転を続けるとジャイロが立
ってくることにより不都合が生じる。このため同じ回転
方向に力を発生させ続けることが困難である。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、回転角度に依存せず容易に制御できる吊荷の方位制
御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、クレーン等より垂下された索条の下端に、
少なくとも鉛直面内で回転し所定の角運動量を持つ回転
体を有するジャイロ装置を吊り下げ、このジャイロ装置
に水平回転自在に吊りビームを取り付けると共に上記ジ
ャイロ装置とこの吊りビームとの間に相対回転力を与え
る吊りビーム回転手段を設けたものである。

【０００８】上記ジャイロ装置は、上記索条に吊り下げ
支持される枠体と、この枠体内の上記索条直下に置かれ
た上記回転体と、上記枠体底部に位置し上記索条直下で
上記吊りビームを軸承する鉛直軸受け部とを有してもよ
い。

【０００９】上記吊りビーム回転手段は、上記吊りビー
ムに固定されたビーム用モータと、このビーム用モータ
で回転されるビーム側伝達部材と、このビーム側伝達部
材に連結され上記ジャイロ装置に固定されたジャイロ側
伝達部材とを有してもよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の原理を図１を用いて説明
する。

【００１１】図示されるように、本発明の吊荷の方位制
御装置は、索条１の下端にジャイロ装置２が吊り下げら
れ、ジャイロ装置２に水平回転自在に吊りビーム３が取
り付けられている。また、図示されない吊りビーム回転
手段により、吊りビーム３とジャイロ装置２との間に相
対回転力を与えることができる。

【００１２】このジャイロ装置２は、索条１の下端を左
右に振り分けて２点支持される枠体を有し、この枠体の
両側部は水平軸受け部４，４を構成している。これら水
平軸受け部４，４間には水平軸５が支持され、水平軸５
の周りに回転する回転体６が設けられている。回転体６
は、索条１の直下に置かれている。また、索条１の直下
には、吊りビーム３を軸承する鉛直軸受け部７が設けら
れている。この鉛直軸受け部７は、枠体の底部として水
平軸受け部４に一体化されている。

【００１３】ジャイロ装置２の鉛直面内での回転の慣性
モーメントをＩ、角速度をωとすると、角運動量Ｌは、Ｌ＝Ｉω となる。

【００１４】ここでビーム回転手段により、吊りビーム
３とジャイロ装置２との間に相対回転力を与えると、も
し、ω＝０であるならば、ジャイロ装置２の角運動量が
ないので、両者は水平面内でのそれぞれの慣性モーメン
トＩ_J、Ｉ_Bの比に従ってそれぞれω_J、ω_Bの角速度
で互いに反対方向に回転する。しかし、ωが０でないと
き、ジャイロ装置２は角運動量を有するので、プレセッ
ション効果が働く。これによりジャイロ装置２の角運動
量Ｌの時間ｄｔに対する変化量ｄＬはジャイロ装置２に
加わる回転モーメントＮに等しく、ｄＬ＝Ｎｄｔとな
る。即ち、ジャイロ装置２は鉛直面内で角運動量ωａで
傾く力を受けることになる。しかし、このジャイロ装置
２は索条１によって吊り下げられているので、その重力
によって上記傾く力が拘束を受け、回転モーメントＮが
拘束される。この結果、ジャイロ装置２は空中で水平面
内での回転に関し固定点となる。この固定点は、吊りビ
ーム３の回転にとって、ふんばり点として作用する。

【００１５】このようにしてジャイロ装置２はその方位
及び軸の水平を固定的に維持し、吊りビーム３だけが方
位を回転させることになる。ジャイロ装置２が軸の水平
を維持しているため、吊りビーム３の回転はその回転角
度の大きさによらず一律に得られる。しかも、吊りビー
ム３の回転はビーム回転手段の回転から直接に得られ
る。その一方、ジャイロ装置２の回転体６は、吊りビー
ム３の回転角度によって回転方向や速度を制御する必要
がなく、一方向に連続回転させればよい。

【００１６】前記公知文献の技術では、ジャイロを姿勢
変化させることで吊りビームの旋回力を得ているため、
回転を続けるとジャイロの姿勢により不都合が生じ、旋
回力を発生させ続けることが困難であったが、本発明
は、吊りビームの旋回の反力をジャイロ装置に受けさ
せ、この反力をジャイロ装置のプレセッション効果によ
り鉛直方向に変換し、これを重力で相殺させたので、ジ
ャイロ装置が姿勢を維持することになり、旋回力を発生
させ続けることが容易である。

【００１７】以下本発明の一実施形態を添付図面に基づ
いて詳述する。

【００１８】図２に示されるように、本発明の吊荷の方
位制御装置は、クレーン等より垂下された索条１の下端
が左右に振り分けられている。それぞれの振り分けられ
た索条１ａ，１ｂには、ジャイロ装置２の枠体の側部を
構成する左右の水平軸受け部４ａ，４ｂがそれぞれ取り
付けられている。このようにしてジャイロ装置２の左右
の水平軸受け部４ａ，４ｂは２点支持により水平に支持
されている。これら左右の水平軸受け部間４ａ，４ｂに
は、水平に置かれた水平軸５と、その水平軸５を中心と
する回転体６とが設けられている。回転体６は、索条１
の直下に置かれている。また、回転体６の下方にはジャ
イロ装置２の枠体底部を構成する鉛直軸受け部７が設け
られている。鉛直軸受け部７は、索条１の直下に、吊り
ビーム３の回転軸８を軸承する軸受けを有している。回
転体６を回転させるジャイロ用モータ９は片側の水平軸
受け部４ａに取り付けられている。

【００１９】吊りビーム３は、鉄骨、パネル、またはこ
れらのユニット（吊荷１０と総称する）を吊り下げるた
めに長尺に形成され、その長手方向に適宜間隔で吊荷１
０を吊るための複数のフック１１を備えている。吊りビ
ーム３の中央には回転軸８が設けられており、この回転
軸８は前記したように鉛直軸受け部７の軸受けに軸承さ
れている。これにより、ジャイロ装置２に水平面内で回
転自在に吊りビーム３が取り付けられていることにな
る。

【００２０】また、吊りビーム３とジャイロ装置２との
間に相対回転力を与える吊りビーム回転手段１２は、吊
りビーム３に固定されたビーム用モータ１３と、このビ
ーム用モータ１３で回転されるビーム側伝達部材１４
と、このビーム側伝達部材１４に連結されジャイロ装置
２に固定されたジャイロ側伝達部材１５とを有する。こ
の例では、ビーム用モータ１３は減速器１６を介し、そ
の出力軸を水平にして設けられている。ビーム側伝達部
材１４は出力軸に取り付けられた小径のかさ歯車で構成
され、ジャイロ側伝達部材１５はジャイロ装置２の鉛直
軸受け部７にその軸受けを中心として取り付けられた大
径のかさ歯車で構成されている。これらかさ歯車は互い
に直交させて噛み合され、ビーム用モータ１３による回
転力を水平面内の回転力に変換して伝達するように連結
されている。ジャイロ側伝達部材１５を構成する大径の
かさ歯車には、ビーム側伝達部材１４を構成する小径の
かさ歯車に対向するように補助用の小径のかさ歯車が噛
み合されている。

【００２１】図２の方位制御装置の動作は、図１で説明
した原理に基づく。即ち、ジャイロ用モータ９が回転す
ることにより、ジャイロ装置２には鉛直面内での回転に
よる所定の角運動量が生じる。また、ビーム用モータ１
３が回転することにより、かさ歯車を介して吊りビーム
３とジャイロ装置２との間に相対回転力が生じ、両者は
水平面内で互いに正反対の回転モーメントを得る。

【００２２】ジャイロ装置２は鉛直面内で傾く力を受け
ることになる。しかし、このジャイロ装置２は索条１に
よって吊り下げられており、ジャイロ装置２の自重、吊
りビーム３及び吊荷１０の重力が働くので、ジャイロ装
置２が傾くことはない。この結果、ジャイロ装置２は空
中で水平面内での回転に関し固定点となる。これに対
し、吊りビーム３は与えられた回転モーメントに従い、
吊荷１０と共に水平面内で回転する。

【００２３】このようにして、ビーム用モータ１３を回
転させると、吊りビーム３と共に吊荷１０の方位を変化
させることができる。なお、機械的な損失、風の影響、
クレーンの振動などの外乱により、ジャイロ装置２が多
少動くことがあっても、これによって損なわれた吊りビ
ーム３の回転はビーム用モータ１３の回転を補うことで
解消される。

【００２４】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００２５】回転角度に依存することなく、どの角度で
も同じように制御できると共に吊荷の回転方向が吊りビ
ーム回転手段の回転方向と一致するので、吊荷の方位制
御が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を示す方位制御装置の斜視図であ
る。

【図２】本発明の一実施形態を示す方位制御装置の正面
図である。

【符号の説明】１索条２ジャイロ装置３吊りビーム６回転体１２吊りビーム回転手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中島審也東京都江東区豊洲三丁目１番15号石川島播磨重工業株式会社東二テクニカルセンター内 (72)発明者土屋達東京都江東区豊洲三丁目１番15号石川島播磨重工業株式会社東二テクニカルセンター内 (72)発明者李野周史東京都江東区豊洲三丁目１番15号石川島播磨重工業株式会社東二テクニカルセンター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クレーン等より垂下された索条の下端
に、少なくとも鉛直面内で回転し所定の角運動量を持つ
回転体を有するジャイロ装置を吊り下げ、このジャイロ
装置に水平回転自在に吊りビームを取り付けると共に上
記ジャイロ装置とこの吊りビームとの間に相対回転力を
与える吊りビーム回転手段を設けたことを特徴とする吊
荷の方位制御装置。
【請求項２】上記ジャイロ装置は、上記索条に吊り下
げ支持される枠体と、この枠体内の上記索条直下に置か
れた上記回転体と、上記枠体底部に位置し上記索条直下
で上記吊りビームを軸承する鉛直軸受け部とを有するこ
とを特徴とする請求項１記載の吊荷の方位制御装置。
【請求項３】上記吊りビーム回転手段は、上記吊りビ
ームに固定されたビーム用モータと、このビーム用モー
タで回転されるビーム側伝達部材と、このビーム側伝達
部材に連結され上記ジャイロ装置に固定されたジャイロ
側伝達部材とを有することを特徴とする請求項１又は２
記載の吊荷の方位制御装置。