JPS6016630Y2 - クレ−ンの制御装置 - Google Patents

クレ−ンの制御装置

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JPS6016630Y2
JPS6016630Y2 JP1981137028U JP13702881U JPS6016630Y2 JP S6016630 Y2 JPS6016630 Y2 JP S6016630Y2 JP 1981137028 U JP1981137028 U JP 1981137028U JP 13702881 U JP13702881 U JP 13702881U JP S6016630 Y2 JPS6016630 Y2 JP S6016630Y2
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JP
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inner arm
angle
arm
rotation
function generator
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JP1981137028U
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JPS5781283U (ja
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トニ−・ベルトリング
フオルクマ−ル・ベ−レント
Original Assignee
シ−メンス・アクチエンゲゼルシヤフト
オ−・ウント・カ−・オレンシユタイン・ウント・コツペル・アクチエンゲゼルシヤフト・ウエルク・リユ−ベツク
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/18Control systems or devices
    • B66C13/48Automatic control of crane drives for producing a single or repeated working cycle; Programme control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/18Control systems or devices
    • B66C13/22Control systems or devices for electric drives
    • B66C13/30Circuits for braking, traversing, or slewing motors
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D3/00Control of position or direction
    • G05D3/12Control of position or direction using feedback
    • G05D3/14Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は回り継手のまわりに回転可能な内方腕の端部に
、積荷器具を備え且つ回り継手のまわりに回転可能な外
方腕を配置したクレーン、とくに舶用クレーンの回転機
構駆動装置または往復機構駆動装置の制御装置に関する
この種のクレーンは既に提案されている。
本考案の目的は、荷物を荷あげ点から荷おろし点まで所
定のカーブ、とくに直線に沿って移動させることにある
この目的は本考案によれば、積荷器具を備えかつ回り継
手のまわりに回転可能な外方腕を別の回り継手のまわり
に回転可能な内方腕の端部に配置し、内方腕および外方
腕の駆動装置は回転角制御装置を備え、この回転角制御
装置は基準線に対する内方腕の回転角γを指令するため
に制御レバーを備えた目標値発信器を有し、この目標値
発信器の出力端は内方腕の回転角を調整するために内方
腕の回転機構駆動装置のための調節器と接続し、外方腕
の回転機構駆動装置は内方腕上に配置したクレーンの制
御装置において、目標値発信器の出力端はさらに回転角
γと運搬経路Sの経過に依存した角度目標値E son
を形成するための関数発生器と接続し、関数発生器の出
力端は内方腕と外方腕との間の角度E sonを指令す
るために外方腕の回転機構駆動装置に対する調節器と接
続し、関数発生器はクレーンの機構に依存したパラメー
タである内方腕の回り継手の回転軸からの運搬経路Sの
距離y。
を変えるための設定装置を備え、外方腕の端部には回転
機構駆動装置を備えた回転円板を支持し、この回転円板
の回転機構駆動装置は調節器を備え、この調節器の目標
値入力端は、内方腕が基準線に対してとるべき目標角γ
5o11と内方腕の外方腕に対しとるべき目標角E s
dlとから、次式 より回転円板の運搬経路Sに対する目標角2eso、。
を演算するための演算要素を介して目標値発信器の出力
端と関数発生器の出力端とに接続し、荷物が運搬経路に
沿って荷物軸に平行に変位するように回転円板を制御し
得るようにすることによって達成される。
このようにして、クレーンの動作回路内において水平面
内での内方腕および外方腕の回転運動を制御することに
よって任意の運搬経路をとることができると共に、それ
により運搬時間の短縮をはかることができる。
以下図面を参照しながら、本考案の実施例について詳細
に説明する。
第1図においてブラケット1上に支柱2が配設され、こ
の支柱2には回り継手3の位置固定した垂直の回転ピン
のところで内方腕4の一端が回転可能に支持されている
内方腕4を回転させるのに、モータ5と、ピニオン6お
よびリム7を有する歯車機構とからなる回転機構駆動装
置が用いられる。
角度発信器8は基準線9(第2図)に対して内方腕4が
とる回転角γを検出するのに用いられる。
内方腕4の他端には別の角度発振器12を備えた外方腕
11のための別の回り継手10が設けられている。
角度発信器12は内方腕4と外力腕11との間の角度E
を検出する。
外方腕11を内方腕4に対して回転させるのに、モータ
13と、ピニオン14およびリム15を有する歯車機構
とからなる別の回転機構駆動装置が用いられる。
外方腕11内にはモータによって駆動される巻き揚げ機
16が設けられていて、そのロープ17は外方腕11の
自由端側の回転ローラ18を介して荷物20を収容する
ための積荷器具19を支持する。
両回伝機構駆動装置5.6. 7および13,14.1
5は、第3図に示すように、回転角制御装置22を備え
ている。
回転角制御装置22は基準線9に対する内方腕4の回転
角γを指令するために制御レバー23を有する目標値発
信器24を備えている。
その出力信号即ち角度目標値γ8引は内方腕4の回転角
γを調整するために内方腕4の回転機構駆動装置5.6
.7に対する調節器25に導かれる。
この調節器25は目標値・実際値比較器26と、制御増
幅器27と、モータ5の電機子回路に設けられた電子的
操作要素29のための制御ユニット28とを有する。
モータ5と結合された角度発信器8は、実際値γ、s、
として目標値・実際値比較器26に導かれる信号を供給
する。
目標値発信器24の出力信号γ5.i1は又、内方腕に
対する外方腕の角度Eを調整するために、回転角γおよ
び運搬行程Sの経過に依存した角度目標値fsol+を
形成するための関数発生器30に導かれる。
この角度目標値fsol+は内方腕4と外方腕11との
間の角度Eを指令するために外方腕の回転機構駆動装置
13,14.15に対する調節器31に導かれる。
調節器31は目標値・実際値比較器32と、制御増幅器
33と、モータ13の電機子回路中に設けられた電子的
操作要素35のための制御ユニット34を備えている。
モータ13に結合された別の角度発信器12は目標値・
実際値比較器32に導かれる実際値ff1stを供給す
る。
クレーン操縦者によって1.目標値発信器24から内方
腕の回転角が目標値として与えられる。
この回転角γに応じて、外方腕11の回転機構駆動装置
のための関数発生器30において、荷物20を有する積
荷器具19が所定の運搬経路上を移動するような大きさ
の目標値E 5o11が形成される。
このために関数発生器30は、その出力信号がE 5o
ll = f (γ5o119 y’o)
(1)なる数式にしたがって入力信号γsd
lに依存するように構成されている。
ただし、yoは内方腕4の内部回転軸の運搬経路のパラ
メータである。
直線的な運搬経路の場合には、 E 5all =C03−” (Sln 7 gol+
なる関係式が成立する。
但し、Rは内方腕4の長さであり、これは本例では外方
腕11の長さに等しい。
与えられたクレーンでは値Rは定数である。
値りは、各所望の運搬経路に対して積荷作業開始時に関
数発生器30に操作レバー36を備えた設定装置を介し
て設定される。
図の例では、この値りは内方腕4の内部回転軸からの運
搬経路Sの垂直距離である。
第4図に示されているように、関数発生器30内には上
記の式(2)に応じて目標値E sonを算出するため
に複数の演算ユニットがある。
関数発生器の入力端に現われる目標値γ5ollはco
s演算器37に導かれ、この演算器の出力信号Co5y
s、1□は引算器38において演算ユニット39にて形
成された信号値y。
/Rから引かれる。最も簡単な場合には演算ユニット3
9はタップ41を備えたポテンショメータ40であり、
このポテンショメータはバッテリー42に接続されてい
る。
タップ41は操作レバー36に連結されている。
引算器38の出力信号y。
/ RCO3γ9.1は掛算器43において自乗される
最も簡単な場合にはタップ46を備えバッテリー47に
接続されたポテンショメータ45によって構成される定
数形成器44において値1が形成される。
この場合にCO3演算器37の最大出力信号は定数形成
器44の出力値と一致するよう調整される。
引算器48では定数形成器44の定数値1から掛算器4
3の出力値が引かれる。
引算器48の出力信号は開平演算器49に導かれる。
この開平演算器の出力信号は掛算器51において値γ8
o11のsin演算器50の出力信号と掛算される。
このようにして形成された値は引算器52の一方の入力
端に導かれる。
この引算器52の他方の入力端は別の掛算器53の出力
端と接続されていて、この掛算器53の入力端は一方で
はCOS演算器37の出力端に接続され、他方では引算
器38の出力端に接続されている。
引算器52の出力端に信号C03Eso11が生じる。
この信号はユニット54で逆変換され、すなわちcos
−1cos Es(jl =C9,1が形成される。
直線的な運搬経路および所定値y。
およびRに対しては、第5図に示すようなγ5oilと
E !tol+との対応関係が生じる。
運搬過程の開始時に、操縦者はクレーンを制御レバー2
3(第3図)の操作によって、守るべき運搬経路Sに沿
って動かされる外方腕11の端部が基準線9との交侭に
あるように調整する(第2図において鎖線で示された位
置)。
その際に生じる初期角度γ。
の大きさに応じて、内方腕4の固定回り継手3の軸から
運搬経路の垂直距離y。
が決まる。
この値y。は、手動にて操作レバー36(第4図)によ
り、あるいは自動的に Yo ” 2RCO8’)’ o
(3)なる式にしたがって初期角度γ。
に依存した電気的追従回路を介して関数発生器30にセ
ットされる。
このためには、スタート位置で角度発信器8の出力端に
生じる信号値が演算回路および追従回路を介してポテン
ショメータ41を調整するための操作モータに作用する
ようにするだけでよい。
ポテンショメータ40のタップ41の調整後は、このポ
テンショメータで設定された値は繰り返し運搬過程のた
めに保持される。
クレーン操縦者は制御レバー23(第3図)の操作によ
って荷物を荷あけ点から荷おろし点まで直線に沿って運
搬することができる。
外方腕11の端部に積荷器具19のために回転機構駆動
装置56,57.58を備えた回転円板55が設けられ
ている場合には(第2図)、回り継手21を備えた回転
円板55の直線Sに対する角度記(外方腕11の中心線
と直線Sの上部とのなす角度)を、回転角度γおよび内
方腕と外方腕との間の角度Eに依存して、 なる式に従うように回転円板の回転機構駆動装置を制御
することにより荷物20を運搬経路Sに沿って荷物軸に
平行に案内することができる。
これによって積上げ操作に要する時間及び人員を節減す
ることができる。
これはとりわけ自動運搬運転の場合、とくにハツチを通
した積み込みの場合には有利である。
というのは、例えばコンテナが運搬経路のあらゆる位置
で船の長手軸に対して平行な姿勢で保てるからである。
回転円板55のための回転機構駆動装置はモータ56、
歯車機構57および角度発信器58からなる(第1図お
よび第3図)。
この駆動装置は調節器59を備えている。
この調節器59は、目標値・実際値比較器60、制御増
幅器61および制御ユニット62を有する。
制御ユニット62は回転機構モータ56の電機子電流の
ための電子的操作要素63に作用する。
目標値aes。
11は加算器64および引算器65にて形成される。
数式(4)にしたがって加算器64は目標値γ5all
およびE g、、l+を供給され、引算器65はポテン
ショメータ66によって形成された一定信号値3 ?r
/2から加算器64の出力値を引算し、回転円板55の
回転角目標値記〜11を得る。
引算器65の出力信号記。
7.は角度発信器58によって得られた回転円板55の
角度実際値aE!、s、と比較器60において比較され
、その差信号は制御増幅器61、制御ユニット62を介
して電子的操作要素63に加えられ、モータ56により
回転円板55を回転させて所定の角度目標値aes。
11に調整し、その結果荷物軸を常に運搬経路Sに沿い
平行にすることができる。
所定の運搬速度、とくに始動範囲および制動範囲外で少
くともはS゛一定運搬速度が保たれるように、回転角制
御ループのマイナループに速度制御ループを設けること
が望ましい。
これを具体化したものが第6図に示されている。
この制御装置は第3図に示すものを一部変形したもので
、第3図と同等部分には同符号が付されている。
図において、内方腕4の回転機構駆動装置5.6.7に
対する調節器25において、目標値・実際値比較器26
と制御増幅器27との間には増幅器110、微分器11
1及び今一つの目標値・実際値比較器112が配置され
ている。
微分器111において角度目標値γ3,11は微分さd
’)’ Sr+l+ れ、角速度目標値口として目標値・実際値比較器112
に導かれ、微分器113で形成された角速度実際値11
1と比較される。
そしてその差t 信号は制御増幅器27に導かれる。
又外方腕11の回転機構駆動装置13,14゜15に対
する調節器31において、目標値・実際値比較器32と
制御増幅器33との間には増幅器114、微分器115
及び今一つの目標値・実際値比較器116が配置されて
いる。
微分器115において角度目標値ESO□1は微分され
、角速度目標値4賢1として目標値・実際値比較器11
6に導かれ、微分器117で形成された角速度実際値d
E、□ 1「と比較される。
ぞしてその差信号は制御増幅器33に導かれる。
このようにして得られる少くともほぼ一定の運搬速度に
よって、自由に選択された運搬経路において、最適の運
搬出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ本考案を適用する舶用ク
レーンの側面図および上面図、第3図は第1図および第
2図に示したクレーンの屈折式案内杆の角度調整用制御
装置の実施例を示すブロック図、第4図は第3図に示さ
れた関数発生器の回路の原理的構成を示すブロック図、
第5図は関数発生器の動作原理の説明図、第6図は制御
装置の他の実施例を示すブロック図である。 3・・・・・・回り継手、4・・・・・・内方腕、5・
・・・・・モータ、6・・・・・ゼニオン、7・・・・
・・リム、訃・・・・・角度発信器、9・・・・・・基
準線、10・・・・・・回り継手、11・・・・・・外
方腕、12・・・・・・角度発信器、13・・・・・・
モータ、14・・・・・・ピニオン、15・・・・・・
リム、19・・・・・・積荷器具、20・・・・・・荷
物、・22・・・・・・回転角制御装置、23・・・・
・・制御レバー、24・・・・・・目標値設定器、25
・・・・・・調節器、30・・・・・・関数発生器、3
1・・・・・・調節器、36・・・・・・操作レバー。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 1 積荷器具19を備えかつ回り継手10のまわりに回
    転可能な外方腕11を別の回り継手3のまわりに回転可
    能な内方腕4の端部に配置し、内方腕4および外方腕1
    1の駆動装置は回転角制御装置を備え、この回転角制御
    装置は基準線9に対する内方腕4の回転角γを指令する
    ために制御レバー23を備えたた目標値発信器24を有
    し、この目標値発信器24の出力端は内方腕4の回転角
    を調整するために内方腕4の回転機構駆動装置5,6の
    ための調節器25と接続し、外方腕11の回転機構駆動
    装置13.14は内方腕4上に配置したクレーンの制御
    装置において、目標値発信器24の出力端はさらに回転
    角γと運搬経路Sの経過に依存した角度目標値E 5a
    ll ’を形成するための関数発生器30と接続し、関
    数発生器30の出力端は内方腕4と外方腕11との間の
    角度E 5o11を指令するために外方腕11の回転機
    構駆動装置13.14に対する調節器31と接続し、関
    数発生器30はクレーンの機構に依存したパラメータで
    ある内方腕4の回り継手3の回転軸からの運搬経路Sの
    距離y。 を変えるための設定装置36を備え、外方腕11の端部
    には回転機構駆動装置56,57.58を備えた回転円
    板55を支持し、この回転円板55の回転機構駆動装置
    56,57゜58は調節器59を備え、この調節器59
    の目標値入力端は、内方腕4が基準線9に対してとるべ
    き目標角γ5allと内方腕4の外方腕11に対してと
    るべき目標角E〜11とから、次式2式%) より回転円板55の運搬経路Sに対する目標角a2sa
    1を演算するための演算要素65.64を介して目標
    値発信器24の出力端と関数発生器30の出力端とに接
    続し、荷物20が運搬経路に沿って荷物軸に平行に変位
    するように回転円板55を制御し得るようにしたことを
    特徴とするクレーンの制御装置。 2 関数発生器30は次式 %式% を解くための演算ユニットを備えることを特徴とする実
    用新案登録請求の範囲第1項記載のクレーンの制御装置
JP1981137028U 1977-12-08 1981-09-14 クレ−ンの制御装置 Expired JPS6016630Y2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2754698.1 1977-12-08
DE2754698A DE2754698C2 (de) 1977-12-08 1977-12-08 Regelung für Drehwerks- und/oder Hubwerksantriebe eines Krans

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5781283U JPS5781283U (ja) 1982-05-19
JPS6016630Y2 true JPS6016630Y2 (ja) 1985-05-23

Family

ID=6025618

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15260778A Pending JPS54115859A (en) 1977-12-08 1978-12-08 Controller of crane
JP1981137028U Expired JPS6016630Y2 (ja) 1977-12-08 1981-09-14 クレ−ンの制御装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15260778A Pending JPS54115859A (en) 1977-12-08 1978-12-08 Controller of crane

Country Status (3)

Country Link
JP (2) JPS54115859A (ja)
DE (1) DE2754698C2 (ja)
NO (1) NO150192C (ja)

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Also Published As

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JPS54115859A (en) 1979-09-08
DE2754698A1 (de) 1979-06-13
NO150192C (no) 1984-09-05
DE2754698C2 (de) 1982-04-15
JPS5781283U (ja) 1982-05-19
NO784114L (no) 1979-06-11
NO150192B (no) 1984-05-28

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