JPS59217587A - クレ−ンの過負荷検出方式 - Google Patents

クレ−ンの過負荷検出方式

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JPS59217587A
JPS59217587A JP9081183A JP9081183A JPS59217587A JP S59217587 A JPS59217587 A JP S59217587A JP 9081183 A JP9081183 A JP 9081183A JP 9081183 A JP9081183 A JP 9081183A JP S59217587 A JPS59217587 A JP S59217587A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
boom
crane
load
support force
actual
Prior art date
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Pending
Application number
JP9081183A
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English (en)
Inventor
森田 謙
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Kyowa Electronic Instruments Co Ltd
Original Assignee
Kyowa Electronic Instruments Co Ltd
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Publication date
Application filed by Kyowa Electronic Instruments Co Ltd filed Critical Kyowa Electronic Instruments Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、テレスコピックブームを有するクレーンの過
負荷検出方式に関するものである。
クレーンの最大許容吊り荷重(以下許容吊り荷重という
)は、ブームの長さ、ブームの傾斜角、ジブの有無、ア
ラ1〜リガーの有無等各種使用条件等によって制限を受
け、この限界値を超えて荷重を吊った場合クレーンの転
倒、ブームの破壊等の事故を招来することになる。この
ようなりレーンの過負荷の検出をするいわゆるモーメン
トリミッタ装置や過負荷検出方法が種々提案され、実用
化されている。
先ず、本発明で採用したクレーンの過負荷検出方式の原
理を第1図を参照して説明する。
第1図は、テレスコピックブームを有し俯仰シリンダに
よりブームの上げ下げを行なう方式のクレーンの模式図
である。同図において、Qはブーム長、0はブーム傾斜
角、Wは吊り荷重、Wはブームフッ1−ピンl)から吊
り荷重位置への水平距離、Gはブーム自重、gは前記ブ
ームフットピンI〕からブーム重心位置への水平距離、
Fは俯仰シリンダ支持力(以下ブーム支持力という)、
fは前記ブームフットピンから俯仰シリンダの延長線上
へ下した垂線の長さを示す。同図において、ブームフッ
トピンPの周りのモーメントの釣り合い条件より(1)
式が成立する。
F−f=G−g+W−w  −−−(1)(1)式より F= (g/f) ・G+ (w/f) ・W−(2)
(2)式でクレーンに吊り荷重Wがないとき、すなわち
W2Oのときのブーム支持力をFoとすると、次の(3
)式を得る。
Fo=(g/f)  ・G ・・・・・・・・・・・・
(3)また、(2)式における荷重項の係数をδとし次
式をおく。
δ=w/f  ・・・・・・・・・・・・(4)このδ
の物理的意味は、単位吊り荷重当りのブーム支持力の変
化を表わすもので、いわば負荷感度を表わす。
(3)、(4)式を(2)式に代入すれば、ブーム支持
力Fまたは吊り荷重Wは、(5)。
(6)式のように表わすことができる。
F=Fo+δ・W・・・・・・・・・・・・(5)W=
(F−Fo)/δ ・・・・・・ (6)(6)式は、
吊り荷重Wを吊り上げるときのブーム支持力Fと、無負
荷時のブーム支持力Foと単位吊り荷重当りのブーム支
持力δの3量より吊り荷重Wが演算できることを示して
いる。クレーンの安全性は、ブーム長Qおよびブーム傾
斜角0または作業半径に対して既知の許容吊り荷重Wr
を上記(6)式により導き出される吊り荷重Wと比較す
ることにより確認することができる。
具体的には、(3)式の無負荷(W=O)時におけるブ
ーム支持力Foおよび(4)式の単位吊り荷重当りのブ
ーム支持力δをクレーンの設言]段ド(ケにおいて理論
的にあるいは近似的に決定し、該クレーンに設けられた
記憶装置に、該クレーンの種々の使用条件での各ブーム
長Q、各ブーム傾斜角Oまたは作業半径における前記F
oおよび前記δを記憶させておき、これらより求まる吊
り荷重Wと、その使用条件に対応する許容吊り荷重Wr
とを比較しクレーンの安全性すなわちクレーンの過負荷
の状態を判定することができる。
しかしながら、上記のように無負荷時のブーム支持力F
oおよび単位吊り荷重当りのブーム支持力δは、理論値
またはその近似値と実動作時における値との間に差があ
り、またクレーン毎に特性のバラツキがあるため、誤差
が大きく生じるという難点がある。この誤差を補正する
ためには、各種調整機構が必要である上、その調整作業
が複雑で専門的知識、経験を有する専門の操作者でも長
時間の調整時間を必要とするため、コストが相当嵩むと
いう難点がある。
本発明は、上記難点を克服すべくなされたもので、その
目的とするところは、高精度に過負荷の状態を検出でき
、しかも、理論値に対する実際値の差を補正する調整機
構が不要で、実作業(稼働)前の準備工数が少なくその
操作が簡易で、大幅なコストダウンが実現可能なりレー
ンの過負荷検出方式を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するために、クレーンの使用
条件、クレーンのブーム長、ブーム傾斜角または作業半
径、ブーム支持力のIAきクレーンの動作パラメータを
示す信号を出力するセンサをそれぞれ該クレーンに設け
、実作業前に前記クレーンの種々の使用条件に対して前
記ブーム長およびブーム傾斜角または作業半径等を前記
各センサにより検出し、前記各センサの出力をパラメー
タとした無負荷時のブーム支持力FOおよび種々の既知
の吊り荷重Wa負荷時のブーム支持力Faをそれぞれ実
動作状態下で計測し、前記無負荷時のブーム支持力Fo
および前記吊り荷重Wa負荷時のブーム支持力Faと無
負荷時のブーム支持力Foとの差をその時の吊り荷重W
aで除して得た単位吊り荷重当りのブーム支持力δの値
をそれぞれ入力装置により実時間処理で記憶装置に記憶
させておき、一方前記クレーンの実作業時には、現実の
ブーム支持力Fを検出し、その時の使用条件、ブーム長
、ブー・i ム傾斜角または作業半径と対応する前記ブーム支持力F
oと単位吊り荷重当りのブーム支持力δを前記記憶装置
より読み出し、かくして得た該現実のブーム支持力Fと
該無負荷時のブーム支持力Foとの差を該単位荷重当り
のブーム支持力δで除して実際の吊り荷重Wを演算し、
別途記憶装置に記憶された既知の最大許容吊り荷重Wr
を記憶装置から読み出し、かくして得た実際の吊り荷重
Wと最大許容吊り荷重Wrとの大小を比較することによ
りクレーンの過負荷を検出することを特徴としている。
以下、本発明の一実施例を図面を参照しつつ詳述する。
第2図(A)は、本発明の一実施例で、実作業前に各種
データを入力するための回路構成を示すブロック図であ
り、同図(13)は、同図(A)における記憶装置のデ
ータブロック図の一例である。
同図(A)において、■はクレーンに設けられた使用条
件設定器で、クレーンの使用条件すなわちジブなし横抱
き主巻、ジブ張出し主巻、ジブ等での使用状態を、その
使用状態(種類)に見合った数を識別できる出力点数を
備えたスイッチ(回示せず)で成る。この使用条件設定
器1の設定により、当該使用条件を示す信号がインター
フェース2を介してデコーダ3に入力され、このデコー
ダ3により該クレーンに設けられた記憶装置4内のアド
レス(ブロック)が指定(または選択)される。例えば
、同図(B)における使用条件A1のブロックが指定さ
れる。
同様にして、該使用条件(例えば、使用条件A1のブロ
ック)のもとで、ブーム長検出器5およびブーム傾斜角
検出器6等のセンサーから出力される信号は、前記イン
ターフェース2を介して前記デコーダ3に人力され、こ
のデコーダ3により前記記憶装置4内のアドレスが指定
される。(例えば、同図(B)におけるQl、Q2・・
・・・・および01..02・・・・・・等)。ここで
、ブーム傾斜角の代りに作業半径を検出しその出力を用
いてもよい。また、これらは手動によって検出し、記憶
装置4内に入力してもよい。同図(B)にて示すように
、指定されたブロック(この場合Al)には、ブーム傾
斜角O(作業半径であってもよい)、ブーム長Q、無負
荷時のブーム支持力Fo、単位吊り荷重当りのブーム支
持力δ、許容吊り荷重Wrに対して5次元のメモリエリ
アを構成している。従って、ある使用条件下では、ブー
ム傾斜角Oとブーム長さQが決まればそれに対応した上
記Fo 、δ。
Wrの3つのメモリが指定されることになる。
記憶装置4へ各種データを書き込むための実際の手順は
次のようにして行なわれる。
■ 先ず、無負荷(つまり吊り荷重W=O)の状態で、
各種使用条件、ブーム傾斜角0、ブーム長Qの各々の組
み合わせに対するブーム支持力FOを記憶装置4へ書き
込む。   “■ 次いで、既知のある荷重Wa  (
定格荷重が望ましい)をクレーンに吊り、各種使用条件
、ブーム傾斜角O(または作業半径)、ブーム長Qの各
々の組み合わせに対するブーム支持力F(1を計測し、
対応する前回メモリ値であるブーム支持力Foとの差(
Fa −Fo )を演算し次いで、この差(Fa−Fo
)を吊り荷重Waで除してQL位吊り荷重当りのブーム
支持力δを求め、これを対応するδメモリへ書き込む。
■ ブーム傾斜角0とブーム長Qの各々の組み合わせに
対する許容荷重Wrは、既知であるため、予め対応する
メモリへ書き込む。
次に」コク手順を実行するだめのデータ入力装置8の具
体例について第3図を参照しつつ説明する。
第3図はデータ人力装置8の一実施例の回路構成を示す
回路図である。同図においてクレーンのブーム支持力が
前記ブーム支持力検出器7により検出されインターフェ
ース2を介してアントゲ−1〜9の1つの入力端に入力
される。このアンドゲート9の他の入力端には端子10
より無負荷(W=O)時信号が、端子11より書き込み
信号がそれぞれ入力されており、ブーム支持力が無負荷
(W=O)のときのみ第2図(B)のFoの欄に書き込
みが行なわれる。さらにインターフェース2を介して入
力したブーム支持力のデータは演算器12に入力される
ここで演算器12は前記ブーム支持力の負荷時Faと無
負荷時Foとの差(Fa−Fo)を演算するもので、こ
の演算はアンドゲート】3よりの入力があるときのみ行
なわれる。このアンドゲート13は、端子14よりの負
荷時信号と端子15よりの読み出し信号とさらに無負荷
(W=0)時のブーム支持力Foが共に入力されたとき
、そのときのブーム支持力Foを出力する。演算器12
よりの出力(Fa −Fo )は演算器16の一方の入
力端に入力される。この演算器16は、他方の入力端に
既知の吊り荷重Wa を受けて、単位吊り荷重当りのブ
ーム支持力δ (δ= (Fa −F o 、) / 
Wa )が演算されアントゲ−(−17の1つの入力端
に入力される。
このアンドゲート17に入力された値(δ)は、端子1
4よりの負荷時信号と端子11よりの書き込み信号とに
より制御され第2図(B)のδの欄に書き込みが行なわ
れる。ここで、許容吊り荷重Wrの値は、予めクレーン
メーカーで計算または実験により求めた既知のデータで
予め該当するWrの欄に@き込んでおくこともできるし
、また、上記Fo 、δ等の書き込みと併行して、ブー
ム長Q、ブーム傾斜角O(又は作業半径)の各々の組み
合わせに対する許容吊り荷重Wrを書き込むこともでき
る。
このようにして、クレーンの実作業前に実動作計測によ
り、無負荷(W=O)時のブーム支持力Fo、単位吊り
荷重当りのブーム支持力δ、許容吊り荷重Wrをクレー
ンの記憶装置4に記憶させておくことができる。
次にクレーンの実作業時においては、第4図に示すブロ
ック図のような安全度検定装置tsを構成することによ
り作業中のクレーンの安全度を判別できる。
第4図において、使用条件設定器l、ブーム長検出器5
、ブーム傾斜角検出器6よりの人力は、インターフェー
ス2を介してデコーダ3により前記記憶装置4の所定の
アドレスを指定する。この記憶装置4には、クレーンの
実作業前に実動作計測により記憶されたデータFo 、
δ。
Wrが書き込まれており、このデータとインターフェー
ス2を介して入力された実作業時におけるブーム支持力
検出器7よりのブーム支持力Fとにより、演算器19に
おいて(F−Fo)を演算し、演算器20において(F
−Fo)/δを演算する。ここでCF−Fo)/δは(
6)式により定義されるように吊り荷重Wを表わす。
演算器21において(W/Wr )を演算し、判別器2
2において(W/Wr )≧1.0の時はクレーンに過
負荷がかかって危険な状態であると判断し、W/Wr 
<1.0の時は安全であると判断するものである。ここ
で、W / W rが1.0に近づいたときに図示省略
の警報装置をもって警告を発し、1.0を超えると図示
省略のクレーンの駆動制御装置をもって作業を中止させ
るように働かせることもできる。
以上、俯仰シリンダによりブー11の上げ下げを行なう
クレーンについて述べたが、俯仰シリンダを用いずケー
ブルによりブームの上げ下げを行なう形式のクレーンに
ついてもブーム支持力が検出可能であれば、本発明を適
用可能である。また、実作業以前におけるクレーンの記
憶装置4へのデータの入力方法は自動的に行なっでもよ
いし、手動により入力することもできる。
本実施例によるデータ入力装置は、クレーンの実作業時
には不用のものであるので、クレーンとは別体で且つ着
脱自在に構成し、例えばプラグイン等の機構にすること
によりすべてのクレーンに対して一つのデータ入力装置
が使用できるのでその分コス1−を削減することができ
る。記憶装置4へのデータの書き込みは、第2図(r3
)に示すようにブーム長Ωおよびブーム傾斜角θに関し
、ステップ的に作成されるため、記憶装置4から読み出
したFo 、δ、Wrは、実際のブーム長Qやブーム傾
斜角θに厳密に対応しない場合もあり得る。この場合、
補間法や最小二乗法等の既知の数学的手法を施す回路(
不図示)・2 を演算器1.9,20.2]の前段に設けることにより
任意のブーム長Qおよびブーム傾斜角0に対応する無負
荷(W=O)時のブーム支持力Foと単位吊り荷重当り
のブーム支持力δおよび許容吊り荷重Wr を得ること
ができ、より高精度化を実現することができる。
以上詳述したように本発明によれば、高精度にクレーン
の過負荷の状態を検出でき、しかも理論値に対する実際
値の差を補正する調整機構が不要で、実作業(稼m>前
の準備工数が少なくその操作が簡易で、大幅なコストダ
ウンを実現し得るクレーンの過負荷検出方式を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はテレスコピックブームを有し俯仰シリンダによ
りブームの上げ下げを行なうクレーンの模式図、第2図
(A)は本発明の一実施例で、実測データを入力するた
めの回路構成を示すブロック図、第2図CB)はクレー
ンに設けられた記憶装置内のデータブロック図、第3図
はデータ入力装置の回路図、第4図はクレーンの実作業
時における安全度検定装置を含む回路構成を示すブロッ
ク図である。 1・・・・・・使用条件設定器、 2・・・・・・インターフェース、 3・・・・・・デコーダ、   4・・・・・・記憶装
置、5・・・・・・ブーム民検出器、 6・・・・・・ブーム傾斜角検出器、 7・・・・・・ブーム支持力検出器、 8・・・・・・データ入力装置、 9.13.17・・・・・・アンドゲート、10.11
,14.15・・・・・・端子、12.1G、19,2
0.21・・・・・・演算器、18・・・・・・安全度
検定装置、 22・・・・・・判別器。 特許出願人 株式会社 共和電業 代理人弁理士真口」修治 第1図 92図 (A) 第  2  図 (B) 第3図 り、、−−−−−−−−−−−−−−−−−−−一−−
−−−−−−−−−−−−−’ニー ’第  4  図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) テレスコピックブームを有するクレーンの過負
    荷検出方式において、クレーンの使用条件、クレーンの
    ブーム長、ブーム傾斜角または作業半径、ブーム支持力
    の如きクレーンの動作パラメータを示す信号を出力する
    センサをそれぞれ該クレーンに設け、実作業前に前記ク
    レーンの種々の使用条件に対して前記ブーム長およびブ
    ーム傾斜角または作業半径等を前記各センサにより検出
    し、前記各センサの出力をパラメータとした無負荷時の
    ブーム支持力Foおよび種々の既知の吊り荷重Wa負荷
    時のブーム支持力Faをそれぞれ実動作状態下で計測し
    、前記吊り荷重Wa負荷時のブーム支持力Faと無負荷
    時のブーム支持力Foとの差をその時の吊り荷重Waで
    除して得た単位吊り荷重当りのブーム支持力δの値、お
    よび前記熱負荷時のブーム支持力FOの値をそれぞれ入
    力装置により実時間処理で記憶装置に記憶させておき、
    一方前記クレーンの実作業時には、現実のブーム支持力
    Fを検出し、その時の使用条件、ブーム長、ブーム傾斜
    角または作業半径と対応する前記ブーム支持力Foと単
    位吊り荷重当りのブーム支持力δを前記記憶装置より読
    み出し、かくして得り該現実のブーム支持力Fと該無負
    荷時のブーム支持力Foとの差を該単位荷重当りのブー
    ム支持力δで餘して実際の吊り荷重Wを演算し、別途記
    憶装置に記憶された既知の最大許容吊り荷重 Wrを記
    憶装置から読み出し、がくして得た実際の吊り荷重Wと
    最大許容吊り荷重Wrとの大小を比較することによりク
    レーンの過負荷を検出することを特徴とするクレーンの
    過負荷検出方式。
JP9081183A 1983-05-25 1983-05-25 クレ−ンの過負荷検出方式 Pending JPS59217587A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5713086A (en) * 1980-06-26 1982-01-23 Hitachi Construction Machinery Device for calculating actual hang load of crane

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5713086A (en) * 1980-06-26 1982-01-23 Hitachi Construction Machinery Device for calculating actual hang load of crane

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