JPH107377A - Lifted load attitude controller by gyroscope and control thereof - Google Patents

Lifted load attitude controller by gyroscope and control thereof

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JPH107377A
JPH107377A JP16208796A JP16208796A JPH107377A JP H107377 A JPH107377 A JP H107377A JP 16208796 A JP16208796 A JP 16208796A JP 16208796 A JP16208796 A JP 16208796A JP H107377 A JPH107377 A JP H107377A
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gimbal
rotation
frame
reset
gyroscope
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Hiroshi Kamiyoshi
博 神吉
Yoshitsugu Nekomoto
善続 猫本
Tatsuya Wakizaka
達也 脇坂
Fumihiro Inoue
文宏 井上
Yuichi Ikeda
雄一 池田
Koji Watanabe
幸次 渡辺
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Obayashi Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lifted load attitude controller by means of a gyroscope and a control method thereof, which can return easily a gimbal to a reset position with a gyro effect made ineffective without making the gimbal rotated by a disturbance have an influence upon lifted load revolution. SOLUTION: A rotational position detecting sensor 15 which detects the rotational position of a gimbal frame 6 is provided. A rotating motor 10 controls its rotation with it directed from the offset position of the gimbal frame 6 toward the reset position based on the output of the rotational position detecting sensor 15. A brake 13 is provided for stopping the gimbal frame 6 when its rotational position is almost the reset position. By fixing a lifted load and a lifting jig 3 or a gyro frame 4 onto a fixing part, the gimbal is impossible to revolve even if it is forced to rotate, so that the gimbal is returned to the reset position by rotating it with the rotating motor 10.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ワイヤーロープ
等で吊り下げられた吊荷を水平面内で適宜に旋回させる
吊荷姿勢制御装置に関し、特に、ワイヤーロープ等によ
り水平な姿勢で吊り下げられる吊り治具にジャイロスコ
ープを搭載し、そのジャイロスコープにより吊り治具の
水平旋回力を得るシステムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a suspension control apparatus for appropriately rotating a suspended load suspended by a wire rope or the like in a horizontal plane, and more particularly to a suspension suspended in a horizontal posture by a wire rope or the like. The present invention relates to a system in which a gyroscope is mounted on a jig and a horizontal turning force of a hanging jig is obtained by the gyroscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】揚重作業における吊荷の旋回作業を自動
化することを目的として、リジットアームを持ったクレ
ーンや、ロープの捻れを反力とした旋回装置が提案され
ているが、前者は装置の重量が吊能力に対して過大であ
り、後者は吊荷の旋回挙動が不安定であるため、これら
の装置に代えてジャイロ効果を用いた吊荷の旋回姿勢制
御装置が開発されている(例えば特公平4−17873
号公報参照)。
2. Description of the Related Art For the purpose of automating a swinging operation of a suspended load in a lifting operation, a crane having a rigid arm and a turning device using a twist of a rope as a reaction force have been proposed. Is too large for the lifting capacity, and the latter has unstable swinging behavior of the suspended load. Therefore, instead of these devices, a swinging posture control device of the suspended load using the gyro effect has been developed ( For example, Japanese Patent Publication No. 4-17873
Reference).

【0003】この公報に記載された吊荷の旋回姿勢制御
装置は、クレーンから吊下されたワイヤーロープに水平
な姿勢で吊下げられその下方に吊荷が取り付けられる吊
り治具と、この吊り治具に固定されたフレームと、該フ
レームに対し吊り治具の延長方向と平行な回転軸を中心
として回転可能なケースと、このケースに対し該ケース
の回転軸を含む面と直交するスピン軸を中心としてスピ
ン可能なフライホイールとを備えている。前記ケースお
よびフライホイールはジンバル構造となっており、フレ
ームを含めて擬似的なジャイロスコープを形成してい
る。そして、風等の外乱により吊荷が自然旋回した角度
を検出し、旋回角が比較的小さい間に、ジンバルをモー
タによって回転することにより、それまでに旋回した分
だけ逆に吊荷を旋回させることで、常に所定の方位角を
保つようにするものである。
[0003] The swing load turning posture control device described in this publication is a suspension jig which is hung in a horizontal posture on a wire rope suspended from a crane and to which a suspended load is attached below, and a suspension jig. A frame fixed to the fixture, a case rotatable around a rotation axis parallel to the extension direction of the hanging jig with respect to the frame, and a spin axis orthogonal to a plane including the rotation axis of the case with respect to this case. And a flywheel that can be spun as a center. The case and the flywheel have a gimbal structure, and form a pseudo gyroscope including the frame. Then, the angle at which the suspended load naturally turns due to disturbances such as wind is detected, and while the turning angle is relatively small, the gimbal is rotated by the motor, whereby the suspended load is turned in the reverse direction by that amount. In this way, a predetermined azimuth is always maintained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ジャイロ効果を利用した吊荷の旋回姿勢制御装置にあっ
ては、装置の再使用時におけるジンバルの回転位置が一
定ではないし、また、吊荷(吊り治具)に風等の外乱が
加わると、外乱の力に応じてフライホイールのスピン軸
が垂直に近い角度となるようにジンバルが回転すること
で前記外乱による旋回を抑えるが、ジンバルがその回転
によりオフセット位置がずれて傾斜した状態を保持する
ことになる。
By the way, in such a suspended load turning attitude control device utilizing the gyro effect, the rotational position of the gimbal at the time of re-use of the device is not constant, and the load of the suspended load is not fixed. When a disturbance such as wind is applied to the (hanging jig), the gimbal rotates so that the spin axis of the flywheel becomes a nearly vertical angle in accordance with the force of the disturbance, thereby suppressing the turning caused by the disturbance. Due to the rotation, the offset position is shifted and the inclined state is maintained.

【0005】ここで、オフセット位置とは、ジンバルの
回転モータが未起動状態にあり、かつ、ジンバルがロッ
クされていないときの当該ジンバルの回転位置をいう
(以下の説明において同じ)。
[0005] Here, the offset position refers to the rotational position of the gimbal when the rotary motor of the gimbal is not activated and the gimbal is not locked (the same applies in the following description).

【0006】その後、ジンバルをスピン軸が水平姿勢と
なるリセット位置(以下、単に「リセット位置」とい
う)となるように回転すると、外乱方向に旋回が加速さ
れることとなり、吊荷に同一方向の旋回力を付与してし
まうといった問題がある。
Thereafter, when the gimbal is rotated to a reset position (hereinafter, simply referred to as a “reset position”) in which the spin axis is in a horizontal posture, the turning is accelerated in the disturbance direction, and the gimbal is moved in the same direction as the suspended load. There is a problem that a turning force is applied.

【0007】また、このときの制御においてジンバルを
回転するモータの駆動を停止すると、加速旋回させられ
ることで対抗吸収するため、結果的にジンバルを単に逆
方向に回転するだけではジンバルをリセット位置に戻す
ことはできない。
In this case, if the driving of the motor for rotating the gimbal is stopped in the control at this time, the gimbal is reset to the reset position simply by rotating the gimbal in the opposite direction because the motor is accelerated and turned to absorb the opposition. There is no going back.

【0008】このような挙動を示すジンバルの回転位置
をリセット位置まで戻すにはかなりの習熟を必要とする
とともに、オペレータは装置から離れた場所にいること
が多く、一人でのリセット作業はなおさら困難である。
[0008] Returning the rotational position of the gimbal exhibiting such behavior to the reset position requires considerable skill, and the operator is often away from the apparatus, making reset work by itself more difficult. It is.

【0009】この発明は、前述した従来の問題に鑑みな
されたもので、その目的は、外乱により回転させられた
ジンバルを吊荷の旋回に影響を与えることなく、容易
に、ジャイロ効果を封殺しつつジンバルをリセット位置
に戻すことのできるジャイロスコープによる吊荷姿勢制
御装置およびその制御方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has as its object to easily seal a gyroscopic effect of a gimbal rotated by a disturbance without affecting the swing of a suspended load. It is an object of the present invention to provide a gyroscope-based hanging posture control device that can return a gimbal to a reset position while controlling the gimbal.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1にかかる発明は、吊荷を吊下するための吊
り治具に固定されたジャイロフレーム内に吊荷の旋回面
と平行な回転軸を中心として回転可能なジンバルと、こ
のジンバル軸に軸同士が直交方向をなすよう配置された
スピン軸を中心としてスピン可能なフライホイールと、
前記ジンバルフレームに搭載されてジンバルを正逆回転
する回転駆動部と、前記ジンバルに搭載されてフライホ
イールをスピンさせるスピン駆動部と、ジンバルの回転
範囲を制限するストッパとを備えた吊荷姿勢制御装置で
あって、前記ジンバルの回転位置を検出する回転位置検
出センサを設け、前記回転駆動部は、該回転位置検出セ
ンサの出力に基づいて、当該ジンバルの回転位置からこ
れをリセット位置に向けて回転制御するものであり、該
ジンバルの回転位置がほぼリセット位置となったときに
これを停止させる制動手段を設けたことを特徴とするも
のである。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is provided in a gyro frame fixed to a suspending jig for suspending a suspended load. A gimbal rotatable about a rotation axis, and a flywheel capable of spinning about a spin axis arranged such that the axes are orthogonal to the gimbal axis,
A lifting posture control comprising: a rotation drive unit mounted on the gimbal frame for rotating the gimbal forward and backward; a spin drive unit mounted on the gimbal to spin a flywheel; and a stopper for limiting the rotation range of the gimbal. A rotation position detection sensor for detecting a rotation position of the gimbal, wherein the rotation drive unit directs the gimbal from the rotation position to the reset position based on an output of the rotation position detection sensor. The rotation is controlled, and a braking means for stopping the gimbal when the rotation position of the gimbal substantially reaches the reset position is provided.

【0011】この装置発明によれば、回転位置検出セン
サからの回転位置信号に基づいて、ジンバルを回転制御
してその位置をリセット位置にリセットする一連の制御
が自動で行えるため、経験や習熟を必要とせずにオペレ
ータ1人の作業でジンバルのリセットが行える。
According to the invention, a series of controls for controlling the rotation of the gimbal and resetting the gimbal to the reset position can be automatically performed based on the rotation position signal from the rotation position detection sensor, so that experience and learning can be achieved. The gimbal can be reset by one operator without any need.

【0012】また、請求項2にかかる発明は、請求項1
に記載のジャイロスコープによる吊荷制御装置によりジ
ンバルのリセット制御をする方法であって、前記吊荷,
吊り治具またはジャイロフレームを固定部に固定するこ
とにより、前記ジンバルを強制回転しても旋回不能な状
態とした後、前記回転駆動部により該ジンバルを回転さ
せることでリセット位置に戻すことを特徴とするもので
ある。
[0012] The invention according to claim 2 is based on claim 1.
A reset control of the gimbal by a load control device using a gyroscope according to the above, wherein the load,
By fixing the hanging jig or the gyro frame to the fixed portion, the gimbal can not be turned even if the gimbal is forcibly rotated, and then the gimbal is rotated by the rotation driving portion to return to the reset position. It is assumed that.

【0013】この方法発明によれば、まずフライホイー
ルを所定の方向に高速でスピンさせた状態で吊荷を吊上
げ、吊荷の姿勢を強制的に変える際には、回転駆動部に
よりジンバルを強制回転させることにより、その回転に
より生ずるジャイロ効果により、吊荷の重力成分に疎外
されない方向に吊り治具(吊荷)旋回させることができ
る。
According to the method, the suspended load is first lifted in a state where the flywheel is spun at a high speed in a predetermined direction, and when the posture of the suspended load is forcibly changed, the gimbal is forcibly forced by the rotary drive unit. By rotating, the hanging jig (suspended load) can be turned in a direction not alienated by the gravity component of the suspended load due to the gyro effect generated by the rotation.

【0014】また、強制旋回させた旋回を停止させるに
は、回転モータの電力供給を断つことにより、吊荷の旋
回慣性力がジンバルに作用することで、旋回運動を妨げ
るようにジャイロ効果によりジャイロモーメントが生じ
旋回は停止する。
In order to stop the forced turning, the power supply to the rotary motor is cut off, the turning inertia force of the suspended load acts on the gimbal, and the gyro effect is applied to prevent the turning movement. A moment occurs and the turn stops.

【0015】装置が風等による外乱を受けてジンバルが
回転しそのオフセット位置が大きくずれた場合、あるい
は、ジンバルをリセットする場合は、ジャイロフレー
ム,吊り治具または吊荷を構造物や地上等の固定部に載
置したり、これらに別のアンカー手段を介して固定する
ことにより、ジンバルをどのように回転させても旋回不
能な状態とした後、回転位置検出センサにより検出され
たジンバルの回転位置に基づいて、リセット位置付近ま
での回転量の少ない方向にジンバルを回転させ、ジンバ
ルの回転位置がリセット位置付近に到達したことを検出
した時点でジンバルをロックする。これにより、ジャイ
ロ効果を封殺しつつジンバルのリセットを行えるので、
新たに、旋回作業をともなう吊荷の揚重作業を継続する
ことができる。
When the gimbal is rotated by the disturbance due to wind or the like and the offset position is largely displaced, or when the gimbal is reset, the gyro frame, the hanging jig or the suspended load is attached to the structure or the ground. By placing the gimbal on a fixed part or fixing it via another anchor means so that the gimbal cannot be turned in any way, the rotation of the gimbal detected by the rotation position detection sensor Based on the position, the gimbal is rotated in a direction in which the amount of rotation to the vicinity of the reset position is small, and the gimbal is locked when it is detected that the rotational position of the gimbal has reached near the reset position. This allows you to reset the gimbal while sealing the gyro effect,
It is possible to newly continue the lifting work of the suspended load accompanied by the turning work.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
用いて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0017】図1はこの発明にかかるジャイロスコープ
による吊荷姿勢制御装置を示し、同図では、クレーンフ
ック1によって吊下されるワイヤーロープ2を介して水
平な姿勢で吊り下げられたH形鋼などよりなる吊り治具
3と、吊り治具3の中央底部に取付け固定されたジャイ
ロフレーム4と、ジャイロフレーム4内にあって吊り治
具3の長手方向と平行な回転軸5を中心として回転可能
なジンバルフレーム6(ジンバル)と、ジンバルフレー
ム6内にあって回転軸5と直交方向をなすスピン軸7を
中心としてスピン可能なフライホイール8とを備えてい
る。吊り治具3の両端部からは吊りワイヤ9の一端が連
結され、吊りワイヤ9の他端に吊荷(図示しない)が吊
下される。上記吊り治具3、ジンバルフレーム6、フラ
イホイール8はジャイロスコープを構成している。
FIG. 1 shows a suspended load control device using a gyroscope according to the present invention. In FIG. 1, an H-shaped steel suspended in a horizontal position via a wire rope 2 suspended by a crane hook 1 is shown. , A gyro frame 4 attached and fixed to the center bottom of the hanging jig 3, and a rotation about a rotation axis 5 in the gyro frame 4 which is parallel to the longitudinal direction of the hanging jig 3. A gimbal frame 6 (gimbal) is provided, and a flywheel 8 is provided inside the gimbal frame 6 and can spin around a spin axis 7 perpendicular to the rotation axis 5. One end of a hanging wire 9 is connected to both ends of the hanging jig 3, and a load (not shown) is hung on the other end of the hanging wire 9. The hanging jig 3, gimbal frame 6, and flywheel 8 constitute a gyroscope.

【0018】ジャイロフレーム4は吊荷全体のほぼ中心
部で且つ吊り治具3の底部に位置しているため、吊作業
をバランスよく行うことができる。また、高速でスピン
するフライホイール8の周囲をジンバルフレーム6で覆
い、さらにジンバルフレーム6の周囲をジャイロフレー
ム4で覆うことにより、安全性が確保されている。
Since the gyro frame 4 is located substantially at the center of the entire suspended load and at the bottom of the suspending jig 3, the suspending operation can be performed in a well-balanced manner. The gimbal frame 6 covers the periphery of the flywheel 8 that spins at a high speed, and the gyroscope frame 4 covers the periphery of the gimbal frame 6, thereby ensuring safety.

【0019】ジンバルフレーム6は、ジャイロフレーム
4の外側一端に設けられた回転モータ10により減速機
11を介して正逆方向に適宜速度で回転可能となってい
る。また、フライホイール8は、ジンバルフレーム6に
設けられたスピンモータ12により高速スピン可能とな
っている。これらの回転モータ10、スピンモータ12
は、それぞれの回転軸5、スピン軸7に対して非接触状
態でこれらを回転駆動する電磁モータが採用されてい
る。従って、各モータ10の電力供給を断つことで回転
軸5を自由回転状態(フリー状態)とすることができ
る。なお、回転モータ10としては、電磁モータを採用
することなく、通常のステッピングモータ等を採用する
こともできるが、この場合にはジンバルフレーム6をフ
リー状態にする必要があることからモータと回転軸との
間にクラッチが設けられる。
The gimbal frame 6 can be rotated at an appropriate speed in the forward and reverse directions via a speed reducer 11 by a rotary motor 10 provided at one end outside the gyro frame 4. The flywheel 8 can be spun at high speed by a spin motor 12 provided on the gimbal frame 6. These rotary motor 10 and spin motor 12
Employs an electromagnetic motor for rotating the rotation shaft 5 and the spin shaft 7 in a non-contact state. Therefore, the rotary shaft 5 can be brought into a free rotation state (free state) by cutting off the power supply to each motor 10. The rotary motor 10 may be a normal stepping motor or the like without using an electromagnetic motor. In this case, however, the gimbal frame 6 needs to be in a free state, so that the motor and the rotary shaft are required. And a clutch is provided therebetween.

【0020】回転モータ10のさらに外側には、回転軸
5の回転を制動してジンバルフレーム6の回転を制動す
る制動機13が設けられている。
A brake 13 for braking the rotation of the rotating shaft 5 to brake the rotation of the gimbal frame 6 is provided further outside the rotary motor 10.

【0021】また、この実施例では、ジンバルフレーム
6の回転軸5がフライホイール8を含むジンバル全体の
重心(この実施例では、ジンバル全体の重心とフライホ
イール8のスピン軸7とが一致しているので、スピン軸
7)より所定の偏心量をもって上方に偏心している。
Further, in this embodiment, the rotation axis 5 of the gimbal frame 6 corresponds to the center of gravity of the entire gimbal including the flywheel 8 (in this embodiment, the center of gravity of the entire gimbal coincides with the spin axis 7 of the flywheel 8). Therefore, it is eccentric upward with a predetermined amount of eccentricity from the spin axis 7).

【0022】ジャイロフレーム4内には、図に示すよう
に、ジンバルフレーム6の回転範囲を規制する一対のス
トッパ14,14が固定されている。この実施例におけ
るストッパ14は、図2に示すように、フライホイール
8のスピン軸7がジンバルフレーム6の回転軸5を0座
標とする鉛直面内において水平軸から左右に45度の範
囲内においてのみその回転を許容(回転許容角度は90
度)するような位置に設置されている。ストッパ14の
先端部は例えばゴム等の弾性体からなり、ジンバルフレ
ーム6が当接するときの衝撃を緩和する。
As shown in the figure, a pair of stoppers 14 for regulating the rotation range of the gimbal frame 6 are fixed in the gyro frame 4. As shown in FIG. 2, the stopper 14 in this embodiment is arranged such that the spin axis 7 of the flywheel 8 is within a range of 45 degrees left and right from the horizontal axis in a vertical plane with the rotation axis 5 of the gimbal frame 6 as a zero coordinate. Only the rotation is allowed (rotation allowable angle is 90
Degrees). The tip of the stopper 14 is made of an elastic material such as rubber, for example, and reduces the impact when the gimbal frame 6 comes into contact.

【0023】そして、本発明において特徴的な点は、ジ
ンバルの回転軸5の回転位置を検出するための回転位置
検出センサ15がジャイロフレーム4の外側他端に設け
られていることである。本発明にかかる回転位置検出セ
ンサ15としては、エンコーダ、ポテンショメータ、ま
たはリミットスイッチを組み合わせたもの、フォトセン
サを組み合わせたもの等、種々のものを用いることがで
きる。また、本発明において、回転位置検出センサ15
は必須であるが、ジャイロフレーム4の吊り下げ固定、
ストッパ14を設けること、回転軸5をジンバルの重心
より上方に位置することは必須ではない。
A feature of the present invention is that a rotation position detection sensor 15 for detecting the rotation position of the gimbal rotation shaft 5 is provided at the other end on the outside of the gyro frame 4. As the rotational position detection sensor 15 according to the present invention, various types such as a combination of an encoder, a potentiometer, or a limit switch, a combination of a photosensor, and the like can be used. In the present invention, the rotational position detection sensor 15
Is required, but the gyro frame 4 is suspended and fixed,
It is not essential that the stopper 14 be provided and that the rotating shaft 5 be located above the center of gravity of the gimbal.

【0024】ジャイロフレーム4内には、上記ジャイロ
スコープの他、回転モータ10およびスピンモータ12
の回転駆動を制御する制御ユニット16、電源ユニット
17などが備えられている。なお、電源は外部から供給
するよう構成してもよい。また、制御ユニット16内に
は、遠隔から操作信号を送受信するための無線機(図示
しない)が備えられており、オペレータは、吊荷の旋回
姿勢を目視観察しながら、手元の操作用無線機で無線操
作する。オペレータは複数人でもよく、また、操作場所
も別個の複数箇所でもよい。複数の操作用無線機を用い
る場合は、操作の優先権を設定することで安全性を確保
することが望ましい。
In the gyro frame 4, in addition to the gyroscope, a rotary motor 10 and a spin motor 12
A control unit 16 for controlling the rotational drive of the power supply, a power supply unit 17 and the like are provided. The power may be supplied from the outside. The control unit 16 is provided with a wireless device (not shown) for transmitting and receiving an operation signal from a remote place. The operator can visually observe the turning posture of the suspended load and operate the operating wireless device at hand. Operate wirelessly with. A plurality of operators may be used, and an operation place may be a plurality of separate places. When a plurality of operation wireless devices are used, it is desirable to secure safety by setting the priority of operation.

【0025】次に作用を説明する。Next, the operation will be described.

【0026】上記構成において、まずスピンモータ12
によりフライホイール8を所定方向に高速でスピンさせ
る。フライホイール8が高速スピンした状態で、吊りワ
イヤ9を介して吊り治具3に吊下された吊荷の姿勢を強
制的に変える際には、回転モータ10によりジンバルを
適宜方向に適宜速度で強制回転させることにより、その
回転に対するジャイロスコープのジャイロ効果により鉛
直軸まわりの旋回力が発生し、この旋回力により吊り治
具3(吊荷)を鉛直軸を中心とした水平面内で旋回する
ことができる。この場合、ジンバルフレーム6の回転軸
5(フライホイール8のスピン軸7)は、ストッパ14
の存在により、45度を越えて垂直に近づくことがない
ので、常に十分なジャイロ効果を得ることができる。
In the above configuration, first, the spin motor 12
This causes the flywheel 8 to spin at a high speed in a predetermined direction. When forcibly changing the posture of the suspended load suspended on the suspension jig 3 via the suspension wire 9 while the flywheel 8 is spinning at a high speed, the gimbal is rotated by the rotary motor 10 in an appropriate direction at an appropriate speed. By forcibly rotating, the gyroscopic effect of the gyroscope on the rotation generates a turning force around the vertical axis, and the turning force causes the hanging jig 3 (hanging load) to turn in a horizontal plane about the vertical axis. Can be. In this case, the rotation axis 5 of the gimbal frame 6 (the spin axis 7 of the flywheel 8) is
Because of the existence of the gyro, it does not approach the vertical direction beyond 45 degrees, so that a sufficient gyro effect can always be obtained.

【0027】また、荷を吊り上げているとき、風等の外
乱により吊荷を旋回する力が加わった場合には、回転モ
ータ10の電力供給を断ってジンバルフレーム6をフリ
ー状態とすると、外乱による旋回力が吊り治具3、ジン
バルフレーム6を介してフライホイール8に伝達される
結果、フライホイール8のジャイロ効果によりジンバル
フレーム6が回転され、このとき生ずるフライホイール
8のプレセッションによる反作用により、吊荷の旋回を
阻止しようとする抵抗力が働き、吊荷の旋回を抑えて外
乱を受ける前の吊姿勢を保持する。
When the load is lifted and a force for turning the suspended load is applied due to a disturbance such as wind, if the power supply of the rotary motor 10 is cut off and the gimbal frame 6 is set in a free state, the disturbance caused by the disturbance is generated. As a result of the turning force being transmitted to the flywheel 8 via the suspension jig 3 and the gimbal frame 6, the gimbal frame 6 is rotated by the gyro effect of the flywheel 8. The resisting force acting to prevent the swing of the suspended load acts, and the swing of the suspended load is suppressed to maintain the suspended posture before receiving the disturbance.

【0028】そして、このように吊荷の揚重中に風等の
外乱の影響を受け、その結果、外乱成分を吸収した分だ
けジンバルのオフセット位置が大きくずれ、旋回方向に
より旋回能力が甚だしくバランスを崩したとき、ジンバ
ルのオフセット位置をリセットする必要がある。
As described above, the lifting of the suspended load is affected by disturbances such as winds. As a result, the offset position of the gimbal is largely displaced by an amount corresponding to the disturbance components, and the turning ability is extremely balanced depending on the turning direction. It is necessary to reset the offset position of the gimbal.

【0029】本発明にかかるジンバルのリセット方法
は、まず、ジャイロフレーム4,吊り治具3または吊荷
を地上または構造物等の固定部(図示しない)に固定
し、ジンバルをどのように回転させても吊荷(吊り治具
3)旋回不可能な状態とする。次いで、回転軸5の回転
位置検出センサ15により検出された回転位置に基づい
て、スピン軸7が水平姿勢となるリセット位置までの回
転量の少ない方向に、回転モータ10を駆動してジンバ
ルを回転させ、その後、回転位置がリセット位置付近に
到達したことを回転位置検出センサ15が検出した時点
で、モータ10の駆動を停止してジンバルの回転を停止
させ、これと同時に制動器13によりジンバルの回転を
ロックすることを特徴としている。これにより、ジャイ
ロ効果を封殺した状態でのジンバルのオフセット位置の
修正、あるいは、リセットを行うことが出来る。
In the gimbal reset method according to the present invention, first, the gyro frame 4, the suspension jig 3 or the suspended load is fixed to a fixed portion (not shown) such as the ground or a structure, and how the gimbal is rotated. Even so, the suspended load (the suspending jig 3) cannot be turned. Next, based on the rotation position of the rotation shaft 5 detected by the rotation position detection sensor 15, the gimbal is rotated by driving the rotation motor 10 in a direction in which the rotation amount is small until the reset position where the spin shaft 7 is in the horizontal posture. Then, when the rotation position detection sensor 15 detects that the rotation position has reached the vicinity of the reset position, the drive of the motor 10 is stopped to stop the rotation of the gimbal. It is characterized by locking. As a result, the gimbal offset position can be corrected or reset while the gyro effect is sealed off.

【0030】吊荷,吊り治具3またはジャイロフレーム
4を地上または構造物等の固定部に固定する例として
は、吊荷を地上に載置することのみならず、吊荷,吊り
治具3,ジャイロフレーム4をロープ等のアンカー手段
により構造物に拘束することを含む。
As an example of fixing the suspended load, the hanging jig 3 or the gyro frame 4 to a fixed portion such as the ground or a structure, not only the suspended load is placed on the ground, but also the suspended load, the hanging jig 3 , The gyro frame 4 is restrained to the structure by an anchor means such as a rope.

【0031】また、この実施例では、オフセット位置に
おけるフライホイール8のスピン軸7が水平でない場合
には、ジンバルフレーム6の回転軸5がジンバル全体の
重心より上方に偏心しているので、リセット位置に向け
て復元する力が働く。このため、ジンバルの回転駆動部
を構成する減速機11、回転モータ10、制動機13の
機械損をキャンセルできる。
Further, in this embodiment, when the spin axis 7 of the flywheel 8 at the offset position is not horizontal, the rotation axis 5 of the gimbal frame 6 is eccentric above the center of gravity of the entire gimbal, so that it is at the reset position. The power to restore it works. For this reason, the mechanical loss of the speed reducer 11, the rotary motor 10, and the brake 13 constituting the gimbal rotation drive unit can be canceled.

【0032】なお、この発明は上記実施例のものに限定
されるものではなく、例えばジャイロフレーム4を吊荷
全体の中心部または吊り治具3の底部に位置させる必然
性はなく、吊り治具3の上部に設置したりその端部に設
置してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, it is not necessary to position the gyro frame 4 at the center of the entire suspended load or at the bottom of the suspending jig 3. It may be installed on the upper part or at the end.

【0033】図3は他の実施例として、一つの吊荷に対
して複数の旋回制御装置が用いられたものを示してい
る。この実施例では、吊り治具3が山型に配置されたフ
レームからなり、稜線部分に相当する第1水平片20の
両端がワイヤロープ2に結合されてクレーンフック1に
吊下されている。また、第1水平片20の両端から一体
形成されて同じ方向に下向き傾斜する一対の第1傾斜片
21,21の端部には、吊荷22を吊下するための吊り
ワイヤ9,9が結合されている。
FIG. 3 shows another embodiment in which a plurality of turning control devices are used for one suspended load. In this embodiment, the hanging jig 3 is formed of a frame arranged in a mountain shape, and both ends of a first horizontal piece 20 corresponding to a ridge portion are connected to a wire rope 2 and hung on a crane hook 1. At the ends of a pair of first inclined pieces 21 and 21 integrally formed from both ends of the first horizontal piece 20 and inclined downward in the same direction, suspending wires 9 for suspending the suspended load 22 are provided. Are combined.

【0034】そして、第1水平片20の両端からは、第
1傾斜片21と反対側にて同じ方向に下向き傾斜する一
対の第2傾斜片23,23が一体形成されている。第2
傾斜片23,23の下端部にはさらに第2水平片24の
両端部が連結され、第2水平片24の中央底部には前述
の実施例で説明したものと同じ(旋回制御装置)を構成
するジャイロフレーム4,4が上下に2基設けられてい
る。
A pair of second inclined pieces 23, 23 that are inclined downward in the same direction on the opposite side to the first inclined piece 21, are integrally formed from both ends of the first horizontal piece 20. Second
The lower ends of the inclined pieces 23, 23 are further connected to both ends of a second horizontal piece 24. The center bottom of the second horizontal piece 24 has the same configuration (turn control device) as that described in the above-described embodiment. Two gyro frames 4 and 4 are provided above and below.

【0035】2つのジャイロフレーム4,4は、いずれ
か一つに設けられた無線機をマスタとし、その信号を他
機と同時共有するためのケーブルコネクタ25をそれぞ
れ備えている。このケーブルコネクタ25を介して複数
の旋回制御装置をケーブル26で接続すれば容易に各旋
回制御装置の同期をとることができる。
The two gyro frames 4 and 4 each have a wireless device provided as a master and have a cable connector 25 for simultaneously sharing signals of the wireless device with another device. If a plurality of turning control devices are connected via the cable 26 via the cable connector 25, the turning control devices can be easily synchronized.

【0036】同図に示されるように、複数の旋回装置を
旋回軸方向(鉛直方向)に沿って配置した場合には、旋
回のための回転ベクトル軸を、同一軸上、あるいは、極
めて近傍に置くことができるため、効率よく、しかも数
に応じてジャイロ効果を2倍、3倍とした旋回力を得る
ことができる。旋回装置を複数設置する場合には、例え
ば、吊り治具3の上下に配置することもできる。
As shown in the figure, when a plurality of turning devices are arranged along the turning axis direction (vertical direction), the rotation vector axes for turning are located on the same axis or very close to each other. Since it can be placed, it is possible to efficiently obtain a turning force in which the gyro effect is doubled or tripled according to the number. When a plurality of turning devices are installed, for example, they can be arranged above and below the hanging jig 3.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように請求項1にかかる装
置発明によれば、回転位置検出センサからの回転位置信
号に基づいて、ジンバルを回転制御してその位置をリセ
ット位置にリセットする一連の制御が自動で行えるた
め、経験や習熟を必要とせずにオペレータ1人の作業で
ジンバルのリセットが行える。
As described above, according to the first aspect of the present invention, a series of operations for controlling the rotation of the gimbal and resetting its position to the reset position based on the rotational position signal from the rotational position detection sensor. Since the control can be performed automatically, the gimbal can be reset by an operator alone without any experience or skill.

【0038】また、請求項2にかかる方法発明によれ
ば、装置が風等による外乱を受けてジンバルが回転しそ
のオフセット位置が大きくずれた場合、あるいは、ジン
バルをリセットする場合は、吊荷,吊り治具またはジャ
イロフレームを構造物や地上等の固定部に載置したり、
これらに別のアンカー手段を介して固定することによ
り、ジンバルをどのように回転させても旋回不能な状態
とした後、回転位置検出センサにより検出されたジンバ
ルの回転位置に基づいて、リセット位置付近までの回転
量の少ない方向にジンバルを回転させ、ジンバルの回転
位置がリセット位置付近に到達したことを検出した時点
でジンバルをロックする。これにより、ジャイロ効果を
封殺しつつジンバルのリセットを行えるので、新たに、
旋回作業をともなう吊荷の揚重作業を継続することがで
きる。
According to the second aspect of the present invention, when the gimbal is rotated by the disturbance due to the wind or the like and the gimbal is rotated and the offset position is largely displaced, or when the gimbal is reset, the suspended load, the gimbal is reset. Place a hanging jig or gyro frame on a fixed part such as a structure or the ground,
By fixing the gimbal to these members via another anchor means, the gimbal cannot be turned no matter how it is rotated, and based on the rotation position of the gimbal detected by the rotation position detection sensor, the position near the reset position is determined. The gimbal is rotated in the direction in which the rotation amount is small until the gimbal is locked when the rotation position of the gimbal reaches the vicinity of the reset position. As a result, the gimbal can be reset while sealing the gyro effect.
The lifting work of the suspended load accompanying the turning work can be continued.

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

【図1】この発明にかかる好適な実施例を示す要部を切
り欠いた側面図である。
FIG. 1 is a side view of a preferred embodiment according to the present invention, in which main parts are cut away.

【図2】図1のII−II断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.

【図3】他の実施例を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 吊り治具 4 ジャイロフレーム 5 回転軸 6 ジンバルフレーム 7 スピン軸 8 フライホイール 10 回転モータ(回転駆動部) 12 スピンモータ(スピン駆動部) 13 制動機(制動手段) 15 回転位置検出センサ Reference Signs List 3 hanging jig 4 gyro frame 5 rotation axis 6 gimbal frame 7 spin axis 8 flywheel 10 rotation motor (rotation drive section) 12 spin motor (spin drive section) 13 brake (braking means) 15 rotation position detection sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 脇坂 達也 東京都清瀬市下清戸4丁目640番地 株式 会社大林組技術研究所内 (72)発明者 井上 文宏 東京都清瀬市下清戸4丁目640番地 株式 会社大林組技術研究所内 (72)発明者 池田 雄一 東京都清瀬市下清戸4丁目640番地 株式 会社大林組技術研究所内 (72)発明者 渡辺 幸次 東京都清瀬市下清戸4丁目640番地 株式 会社大林組技術研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tatsuya Wakisaka 4-640 Shimoseito, Kiyose-shi, Tokyo Co., Ltd. Inside the Obayashi Corporation Technical Research Institute (72) Inventor Fumihiro Inoue 4-640 Shimoseito, Kiyose-shi, Tokyo Co., Ltd. In-house (72) Inventor Yuichi Ikeda 4-640 Shimoseito, Kiyose-shi, Tokyo Inside the Obayashi Gumi Technical Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Koji Watanabe 4-640 Shimoseito, Kiyose-shi, Tokyo Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 吊荷を吊下するための吊り治具に固定さ
れたジャイロフレーム内に吊荷の旋回面と平行な回転軸
を中心として回転可能なジンバルと、このジンバル軸に
軸同士が直交方向をなすよう配置されたスピン軸を中心
としてスピン可能なフライホイールと、前記ジンバルフ
レームに搭載されてジンバルを正逆回転する回転駆動部
と、前記ジンバルに搭載されてフライホイールをスピン
させるスピン駆動部と、ジンバルの回転範囲を制限する
ストッパとを備えた吊荷姿勢制御装置であって、 前記ジンバルの回転位置を検出する回転位置検出センサ
を設け、前記回転駆動部は、該回転位置検出センサの出
力に基づいて、当該ジンバルの回転位置からこれをリセ
ット位置に向けて回転制御するものであり、該ジンバル
の回転位置がほぼリセット位置となったときにこれを停
止させる制動手段を設けたことを特徴とするジャイロス
コープによる吊荷姿勢制御装置。
A gimbal rotatable around a rotation axis parallel to a turning surface of a suspended load in a gyro frame fixed to a suspending jig for suspending a suspended load, and the gimbal axes are connected to each other. A flywheel capable of spinning about a spin axis arranged so as to form an orthogonal direction, a rotation drive unit mounted on the gimbal frame to rotate the gimbal forward and reverse, and a spin mounted on the gimbal to spin the flywheel What is claimed is: 1. A hanging posture control device comprising: a driving unit; and a stopper for limiting a rotation range of a gimbal, wherein a rotation position detection sensor for detecting a rotation position of the gimbal is provided, and the rotation driving unit detects the rotation position. The rotation of the gimbal is controlled from the rotational position of the gimbal toward the reset position based on the output of the sensor. Suspended load attitude control system according to the gyroscope, characterized in that a braking means for stopping it when it becomes the position.
【請求項2】 請求項1に記載のジャイロスコープによ
る吊荷制御装置によりジンバルのリセット制御をする方
法であって、 前記吊荷,吊り治具またはジャイロフレームを固定部に
固定することにより、前記ジンバルを強制回転しても旋
回不能な状態とした後、前記回転駆動部により該ジンバ
ルを回転させることでリセット位置に戻すことを特徴と
するジャイロスコープによる吊荷姿勢の制御方法。
2. A method for performing gimbal reset control by the gyroscope-based load control device according to claim 1, wherein the load, the suspension jig, or the gyro frame is fixed to a fixed portion. A method for controlling a suspended posture by a gyroscope, wherein the gimbal is returned to a reset position by rotating the gimbal by the rotation drive unit after the gimbal is made to be unable to turn even when the gimbal is forcibly rotated.
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