JPWO2015029136A1 - ロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置 - Google Patents

ロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置 Download PDF

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Abstract

【課題】低コストかつ簡易な構造からなるロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置を提供すること。【解決手段】水平方向に設置される水平部材(5)と、水平部材に沿って張設されるワイヤロープ(6)を巻き上げ可能な巻上ドラム(7)と、水平部材の前端部(5f)と後端部(5r)との間を移動可能な主トロリ(8)と、主トロリに設けられたトロリ滑車を介してワイヤロープによって吊設される吊具(9)と、を備えるロープトロリ式クレーン(1)のワイヤロープ振動防止装置。該ワイヤロープ振動防止装置は、ワイヤロープの張力を時々刻々と検出する張力検出手段(24A、24B)と、張力検出手段によって検出されるワイヤロープの張力に応じて、該ワイヤロープの張力の変動成分が小さくなるように該ワイヤロープの張力を制御する張力制御手段(20、30)と、を含む。

Description

本開示は、ロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置に関する。
従来、港湾のコンテナヤードにおけるコンテナの積み降ろしには、コンテナクレーンのような大型の橋形クレーンが用いられている。橋形クレーンは、水平方向に設置された延長約100mものガーダおよびブームからなる水平部材に沿って主トロリを移動させ、主トロリにワイヤロープによって吊設される吊具によって吊荷の積み降ろしを行う。ワイヤロープは、その一端が水平部材の前端部に固定され、水平部材の後端部に配置される後端滑車によって水平部材に配置されている巻上ドラムに案内されている。このことから、吊荷を吊っていない状態では、水平部材の前端部と主トロリおよび主トロリと水平部材の後端部との間でワイヤロープが自重によって大きく弛んでしまう。そして、その弛んだ状態で吊荷を吊り上げようとすると、ワイヤロープが上下に大きく振動し、周辺の構造物と衝突してワイヤロ−プや構造物が損傷する恐れがある。
上記ワイヤロープの弛みを抑制する技術として、補助トロリによって弛みを防止する技術が特許文献1に開示されている。この特許文献1では、水平部材の前端部と主トロリとの間および主トロリと水平部材の後端部との間に補助トロリを配置し、この補助トロリを主トロリの1/2の速度で主トロリと同じ方向に移動させることで、水平部材の前端部と主トロリとの中間および主トロリと水平部材の後端部との中間に補助トロリを常に配置するようにし、ワイヤロープの弛みを抑制している。
実開平1−180490号公報 特開平9−142774号公報 特開平7−291576号公報
しかしながら、上述した補助トロリによるワイヤロープの弛み抑制技術では、補助トロリを設置する分だけ、水平部材に作用する荷重が増大してしまう。また、補助トロリを移動させる駆動機構および動力が必要となり、コスト増となる。また、駆動機構のメンテナンスにも手間およびコストを要するとの問題がある。
また、特許文献2、3には、吊荷に振れ止めに関する技術が開示されているが、これらはワイヤロープの弛みに関するものではない。
本発明の少なくとも一つの実施形態は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、低コストかつ簡易な構造からなるロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置を提供することにある。
本発明の少なくとも一つの実施形態は、
水平方向に設置される水平部材と、
前記水平部材に沿って張設される一又は複数のワイヤロープを巻き上げ可能な巻上ドラムと、
前記水平部材の前端部と後端部との間を移動可能な主トロリと、
前記主トロリに設けられたトロリ滑車を介して前記一又は複数のワイヤロープによって吊設される吊具と、を備えるロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置であって、
前記ワイヤロープ振動防止装置は、
前記一又は複数のワイヤロープの張力を時々刻々と検出する張力検出手段と、
前記張力検出手段によって検出される前記一又は複数のワイヤロープの張力に応じて、該一又は複数のワイヤロープの張力の変動成分が小さくなるように該ワイヤロープの張力を制御する張力制御手段と、を含む。
上記実施形態によれば、張力検出手段によって検出されるワイヤロープの張力に応じて、ワイヤロープの張力の変動成分が小さくなるように該ワイヤロープの張力を制御する張力制御手段を備えるため、低コストかつ簡易な構造でワイヤロープの振動を抑制することが出来る。
幾つかの実施形態では、上記一又は複数のワイヤロープは、その一端側が水平部材の前端部に固定され、他端側が前記水平部材の後端部に設置される一又は複数の後端滑車を介して巻上ドラムに案内される。
幾つかの実施形態では、上記張力制御手段は、巻上ドラムを駆動する巻モータの回転速度を制御する回転速度制御手段からなる。
このような実施形態によれば、巻上ドラムを駆動する巻モータの回転速度を回転速度制御手段によって制御するだけの簡易な構造によって、ワイヤロープの振動を抑制することが出来る。
上記実施形態において、上記ワイヤロープは複数からなり、該複数のワイヤロープは共に同じ回転速度で巻き上げられるように構成されるとともに、上記回転速度制御手段は、複数のワイヤロープの張力の変動成分の平均値が小さくなるように、巻モータの回転速度を制御する。
このような実施形態によれば、例えば一つの巻モータによって複数のワイヤロープの張力を制御する場合において、巻上ドラムを駆動する巻モータの回転速度を制御するだけの簡易な構造によって、ワイヤロープの振動を抑制することが出来る。
幾つかの実施形態では、上記張力制御手段は、後端滑車をワイヤロープの張設方向に沿って進退させるシリンダの駆動を制御するシリンダ制御手段からなる。
このような実施形態によれば、後端滑車をシリンダによってワイヤロープの張設方向に沿って進退させるだけの簡易な構造によって、ワイヤロープの振動を抑制することが出来る。
上記実施形態において、上記ワイヤロープは複数からなり、該複数のワイヤロープの各々は、複数の後端滑車の各々により巻上ドラムに案内され、該複数の後端滑車の各々は、複数のシリンダの各々によりワイヤロープの張設方向に沿って進退されるように構成されるとともに、上記シリンダ制御手段は、複数のシリンダの各々が進退させる複数の後端滑車の各々が案内する複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなるように、複数のシリンダの各々の駆動を制御する。
このような実施形態によれば、複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなるように、複数のシリンダの各々が制御されるため、複数のワイヤロープの振動を個別に精度良く抑制することが出来る。
上記実施形態において、上記吊具又は該吊具によって吊設される吊荷の、ワイヤロープの張設方向に沿った振れ量および振れ速度、並びに旋回振れ角および旋回振れ角速度、を検出する吊荷振れ検出手段をさらに備える。上記シリンダ制御手段は、複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなることに加えて、吊荷振れ角検出手段で検出される振れ量および振れ速度、並びに旋回振れ角および旋回振れ角速度に応じて、吊具又は吊荷の振れ量および旋回振れ角が小さくなるように、複数のシリンダの各々の駆動を制御する。
複数のシリンダで複数のワイヤロープの張力を個別に制御する場合、吊荷が振れる可能性がある。そこで、このような実施形態によれば、吊具又は該吊具によって吊設される吊荷の振れ量および旋回振れ角が小さくなるように複数のシリンダの各々を制御することで、ワイヤロープの振動とともに吊荷の振れも抑制することが出来る。
幾つかの実施形態では、上記張力制御手段は、巻上ドラムを駆動する巻モータの回転速度を制御する回転速度制御手段と、後端滑車をワイヤロープの張設方向に沿って進退させるシリンダの駆動を制御するシリンダ制御手段と、からなる。
このような実施形態によれば、巻上ドラムを駆動する巻モータの回転速度を回転速度制御手段によって制御するとともに、後端滑車をワイヤロープの張設方向に沿ってシリンダによって進退させるだけの簡易な構造によって、ワイヤロープの振動を抑制することが出来る。
上記実施形態において、上記ワイヤロープは複数からなり、該複数のワイヤロープは共に同じ回転速度で巻き上げられるように構成され、複数のワイヤロープの各々は、複数の後端滑車の各々により巻上ドラムに案内され、該複数の後端滑車の各々は、複数のシリンダの各々によりワイヤロープの張設方向に沿って夫々進退されるように構成される。上記回転速度制御手段は、複数のワイヤロープの張力の変動成分の平均値が小さくなるように、巻モータの回転速度を制御するとともに、上記シリンダ制御手段は、複数のシリンダの各々が進退させる複数の後端滑車の各々が案内する複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなるように、複数のシリンダの各々の駆動を制御する。
このような実施形態によれば、回転速度制御手段およびシリンダ制御手段からなる張力制御手段によって、複数のワイヤロープの張力を制御する場合において、回転速度制御手段によって複数のワイヤロープの張力を一括して制御し、さらに、シリンダ制御手段によって複数のワイヤロープの張力を個別に制御することで、複数のワイヤロープの振動を効率的に精度良く抑制することが出来る。
上記実施形態において、上記吊具又は該吊具によって吊設される吊荷の、ワイヤロープの張設方向に沿った振れ量および振れ速度、並びに旋回振れ角および旋回振れ角速度、を検出する吊荷振れ検出手段をさらに備える。上記シリンダ制御手段は、複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなることに加えて、吊荷振れ角検出手段で検出される振れ量および振れ速度、並びに旋回振れ角および旋回振れ角速度に応じて、吊具又は吊荷の振れ量および旋回振れ角が小さくなるように、複数のシリンダの各々の駆動を制御する。
複数のシリンダで複数のワイヤロープの張力を個別に制御する場合、吊荷が振れる可能性がある。そこで、このような実施形態によれば、吊具又は該吊具によって吊設される吊荷の振れ量および旋回振れ角が小さくなるように複数のシリンダの各々を制御することで、ワイヤロープの振動とともに吊荷の振れも抑制することが出来る。
幾つかの実施形態では、上記張力検出手段によって検出された一又は複数のワイヤロープの張力の変動成分をハイパスフィルタで検出する。
このような実施形態によれば、ワイヤロープの変動成分をハイパスフィルタからなる簡易な構成によって検出することが出来る。
幾つかの実施形態では、上記張力検出手段は、水平部材の前端部に固設されるとともに、ワイヤロープの一端を保持してなる張力センサからなる。
このような実施形態によれば、張力検出手段を張力センサからなる簡易な構造によって構成することが出来る。
幾つかの実施形態では、上記ロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置は、主トロリ以外のトロリを備えていない。
このような実施形態によれば、補助トロリを備える従来のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置と比べて、低コストかつ簡易な構造とすることが出来る。
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、低コストかつ簡易な構造からなるロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置を提供することが出来る。
本発明の一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置が適用される、ロープトロリ式のコンテナクレーンを示した全体概略図である。 一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置を説明するための構成図である。 ワイヤロープの弦振動および張力を示したグラフである。 一実施形態にかかる回転速度制御手段における制御フローである。 一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置を説明するための構成図である。 一実施形態にかかるシリンダ制御手段における制御フローである。 一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置を説明するための構成図である。 一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置を説明するための構成図である。 一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置を説明するための構成図である。
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいてより詳細に説明する。
ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
<第1実施形態>
図1は、本発明の一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置が適用される、ロープトロリ式のコンテナクレーンを示した全体概略図である。
図1に示したように、ロープトロリ式コンテナクレーン1は、コンテナふ頭の岸壁2に設置され、停泊中のコンテナ船3の吊荷cを積み降ろしするためのものである。ロープトロリ式コンテナクレーン1は、岸壁2の上に設置された脚部4、脚部4に支持された状態で水平方向に設置されるガーダ5Aおよびブーム5Bからなる水平部材5、水平部材5の延在方向に沿って張設されるワイヤロープ6を巻き上げ可能な巻上ドラム7、水平部材5の前端部5fと後端部5rとの間を移動可能な主トロリ8、および主トロリ8に設けられたトロリ滑車14を介してワイヤロープ6によって吊設される吊具9、を備える。
図2は、一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置を説明するための構成図である。
図2に示したように、本実施形態のワイヤロープ6は、ワイヤロープ6aと6b、6cと6dを夫々組とする左右2組のワイヤロープ6a〜6dからなる。ワイヤロープ6a〜6dの各々の一端側は水平部材5の前端部5fに夫々固定される。図示した実施形態では、ワイヤロープ6a、6cの各々は、その一端が互いに対向した状態で水平部材5の前端部5fに固設された張力センサ24A(張力検出手段)に保持されることで水平部材5の前端部5fに夫々固定されている。同様に、ワイヤロープ6b、6dの各々は、その一端が互いに対向した状態で水平部材5の前端部5fに固設された張力センサ24B(張力検出手段)に保持されることで水平部材5の前端部5fに夫々固定されている。
ワイヤロープ6a〜6dの各々の他端側は、水平部材5の後端部5rに設置される4つの後端滑車10a〜10dを介して上述した巻上ドラム7に夫々案内される。図示した実施形態では、ワイヤロープ6a、6bは、図示手前側の巻上ドラム7Aに巻き付けられ、ワイヤロープ6c、6dは、図示奥側の巻上ドラム7Bに巻き付けられている。これら2つの巻上ドラム7A、7Bは、共通の減速機22を介して、共通の巻モータ18によって同じ回転速度で回転されるように構成されている。したがって、4本のワイヤロープ6a〜6dは、巻上ドラム7A、7Bによって同じ回転速度で巻き上げられるように構成されている。
ワイヤロープ6a〜6dの各々は、巻上ドラム7A、7Bから後端滑車10a〜10dの各々を介して主トロリ8に設けられたトロリ滑車14a〜14dの各々に案内される。そして、吊具9に設けられた吊具滑車16a〜16dの各々に巻き付けられた後、トロリ滑車14a〜14dの各々を介して水平部材5の前端部5fに案内され、上述した張力センサ24A、24Bに固定される。
巻モータ18の回転速度は、回転速度制御手段20によって制御される。回転速度制御手段20は、中央処理装置(CPU)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(ROM)、およびI/Oインターフェイスなどからなるマイクロコンピュータやプログラマブルロジックコントローラ等と、該マイクロコンピュータ等によって制御される、巻モータ18の回転速度を制御するインバータと、からなる。そして、回転速度制御手段20は、上述した張力センサ24A、24Bで検出されたワイヤロープ6a〜6dの張力に応じて、これらワイヤロープ6a〜6dの張力の変動成分が小さくなるような目標回転速度を演算し、巻モータ18の回転速度を制御する。このことについて、図3および図4を基に詳細に説明する。
図3は、ワイヤロープの弦振動および張力を示したグラフである。図4は、一実施形態にかかる回転速度制御手段における制御フローである。
図4に示したように、巻モータ18で巻上ドラム7A、7Bを回転させてワイヤロープ6a〜6dを巻き上げ、吊具9で吊荷cを吊り上げる場合(S41)、図3(a)に示したように、ワイヤロープの張力は徐々に大きくなっていく。そして、吊荷cが空中に浮かぶ(地切り)とワイヤロープが弦振動を起こし、これに伴って吊荷の荷重分に相当するロープ張力を中心としてワイヤロープの張力が変動する。このように時々刻々と変化するワイヤロープ6a〜6dの各々の張力は、上述した張力センサ24A、24Bによって検出され(S42)、上述した回転速度制御手段20に出力される。回転速度制御手段20では、ハイパスフィルタ処理を行って、図3(b)に示したように、ワイヤロープロープ6a〜6dの張力の変動成分を抽出する(S43)。
なお、上述したハイパスフィルタ処理に替えて、ワイヤロープロープ6a〜6dの張力を時間微分することで、ワイヤロープロープ6a〜6dの張力の変動成分を抽出してもよい。
そして次に、巻モータ18の目標回転速度を演算する(S44)。目標回転速度の演算は、下記式(1)に基づいて行われる。
Vref=Vc+kΔT ・・・ (1)
(ここに、Vref:巻モータ目標回転速度、Vcクレーン運転手による巻速度の指示値(レバー操作)、k:制御ゲイン、ΔT:ワイヤロープの張力の変動成分)
上記式(1)では、ワイヤロープ6a〜6dの張力の変動成分ΔTが小さくなるように制御ゲインkが決定される。具体的には、ワイヤロープ6a〜6dの張力の変動成分がプラスの場合(図3(b)に示すt1領域の場合)は、制御ゲインkの値をマイナスとし、巻モータ18の目標回転速度が遅くなるように制御する。反対にワイヤロープ6a〜6dの張力の変動成分がマイナスの場合(図3(b)に示すt2領域の場合)は、制御ゲインkの値をプラスとし、巻モータ18の目標回転速度が速くなるように制御する。
ここで4本のワイヤロープ6a〜6dは、上述したように同じ回転速度で巻き上げられるように構成されている。しかしながら、4本のワイヤロープ6a〜6dの張力の変動成分は、夫々異なる大きさとなるのが通常である。したがって、このような場合は、4本のワイヤロープ6a〜6dの張力の変動成分の平均値が小さくなるように目標回転速度を決定することで、4本のワイヤロープ6a〜6d全ての振動を抑制することが出来る。
そして、演算された巻モータ18の目標回転速度を出力し(S45)、インバータで巻モータ18の回転速度を制御する(S46)。
以上、本発明の少なくとも一つの実施形態によるロープトロリ式コンテナクレーン1のワイヤロープ振動防止装置によれば、張力センサ24A、24B(張力検出手段)によって検出されるワイヤロープ6a〜6dの張力に応じて、ワイヤロープ6a〜6dの張力の変動成分が小さくなるように該ワイヤロープ6a〜6dの張力を制御する張力制御手段を備える。このため、従来のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置のように補助トロリを配置する必要がなく、低コストかつ簡易な構造でワイヤロープ6a〜6dの振動を抑制することが出来るようになっている。
また上記実施形態では、張力制御手段が巻上ドラムを駆動する巻モータ18の回転速度を制御する回転速度制御手段20からなる。このため、巻上ドラム7を駆動する巻モータ18の回転速度を回転速度制御手段20によって制御するだけの簡易な構造によって、ワイヤロープ6a〜6dの振動を抑制することが出来るようになっている。
<第2実施形態>
図5は、一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置を説明するための構成図である。
図5に示したワイヤロープ振動防止装置は、上述した実施形態と基本的には同様の態様であって、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施形態のワイヤロープ振動防止装置では、上述した張力制御手段が、後端滑車10a〜10dの各々をワイヤロープ6a〜6dの張設方向に沿って夫々進退させるシリンダ26a〜26dの駆動を制御するシリンダ制御手段30からなる点が、上述した実施形態と異なっている。
シリンダ制御手段30は、上述した回転速度制御手段20と同様、中央処理装置(CPU)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(ROM)、およびI/Oインターフェイスなどからなるマイクロコンピュータやプログラマブルロジックコントローラ等と、該マイクロコンピュータ等によって制御される、シリンダ26a〜26dの駆動を制御するアクチュエータと、からなる。そして、シリンダ制御手段30は、上述した張力センサ24A、24Bで検出されたワイヤロープ6A〜6dの張力に応じて、これらワイヤロープ6A〜6dの張力の変動成分が小さくなるような目標進退速度を演算し、シリンダ26a〜26dの駆動を制御する。
シリンダ26a〜26dとしては、例えば油圧シリンダ、電動シリンダ等の各種公知のシリンダとして構成することが出来、特に限定されない。
図6は、一実施形態にかかるシリンダ制御手段における制御フローである。
図6に示したように、巻モータ18で巻上ドラム7A、7Bを回転させてワイヤロープ6a〜6dを巻き上げ、吊具9で吊荷cを吊り上げる(S61)。そして、時々刻々と変化するワイヤロープ6a〜6dの各々の張力を張力センサ24A、24Bによって夫々検出する(S62)。検出された張力は、シリンダ制御手段30に出力される。シリンダ制御手段30では、ハイパスフィルタ処理を行って、ワイヤロープロープ6a〜6dの張力の変動成分を抽出する(S63)。
そして次に、4つのシリンダ26a〜26d各々の目標進退速度を夫々演算する(S64)。目標進退速度の演算は、下記式(2)に基づいて行われる。
Vref=kΔT ・・・ (2)
(ここに、Vref:シリンダ目標進退速度、k:制御ゲイン、ΔT:ワイヤロープの張力の変動成分)
上記式(2)では、ワイヤロープ6a〜6d各々の張力の変動成分ΔTが小さくなるように制御ゲインkが夫々決定される。具体的には、ワイヤロープ6aの張力の変動成分がプラスの場合(図3(b)に示すt1領域の場合)は、後端滑車10aを主トロリ8に近づけるシリンダ制御を行うべく、シリンダ26の制御ゲインkを決定する。反対にワイヤロープ6aの張力の変動成分がマイナスの場合(図3(b)に示すt2領域の場合)は、後端滑車10aを主トロリ8から遠ざけるシリンダ制御を行うべく、シリンダ26aの制御ゲインkを決定する。その他のシリンダ26b〜26dの制御ゲインkについても、上述したシリンダ26aと同様に決定される。
そして、演算されたシリンダの目標進退速度を出力し(S65)、アクチュエータでシリンダ26a〜26dの進退速度を制御する(S66)。
このような実施形態によれば、後端滑車10a〜10dの各々をシリンダ26a〜26dの各々によってワイヤロープ6a〜6dの張設方向に沿って夫々進退させるだけの簡易な構造によって、ワイヤロープ6a〜6dの振動を夫々抑制することが出来るようになっている。
また、本実施形態によれば、4本のワイヤロープ6a〜6dの各々の張力の変動成分が小さくなるように、4つのシリンダ26a〜26dの各々が制御されるため、4本のワイヤロープ6a〜6dの振動を個別に精度良く抑制することが出来るようになっている。
<第3実施形態>
図7は、一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置を説明するための構成図である。
図7に示したワイヤロープ振動防止装置は、上述した第2実施形態と基本的には同様の態様であって、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施形態のワイヤロープ振動防止装置では、主トロリ8に振れセンサカメラ32A、32B(吊荷振れ検出手段)が配置されるとともに、吊具9には振れセンサターゲット34A、34Bが配置されており、振れセンサカメラ32A、32Bが振れセンサターゲット34A、34Bの動きをモニタリングすることで、吊具9のワイヤロープ6a〜6dの張設方向に沿った振れ量Δxおよび振れ速度ΔVx、並びに旋回振れ角Δθおよび旋回振れ角速度ΔVθ、を検出することが出来るようになっている。
なお、振れセンサターゲット34A、34Bを吊荷cに配置し、吊荷cの振れをモニタリングするようにしてもよい。
シリンダ26a〜26dの各々は、ワイヤロープ6a〜6dの各々の張力の変動成分が小さくなることに加えて、振れセンサカメラ32A、32Bで検出される振れ量Δxおよび振れ速度ΔVx、並びに旋回振れ角Δθおよび旋回振れ角速度ΔVθに応じて、吊具9の振れ量Δxおよび旋回振れ角Δθが小さくなるように制御される。
具体的な制御は、4つのシリンダ26a〜26d各々の目標進退速度を下記式(3)に基づいて夫々演算し、演算した目標進退速度となるようにシリンダ26a〜26dを制御することで行われる。
Vref=kΔT+kx1Δx+kx2ΔVx+kθ1Δθ+kθ2ΔVθ ・・・(3)
(ここに、Vref:シリンダ目標進退回転速度、kx1、kx2、kθ1、kθ2:制御ゲイン、Δx:振れ量、ΔVx:振れ速度、Δθ:旋回振れ角、ΔVθ:旋回振れ角速度、ΔT:ワイヤロープの張力の変動成分)
上述した第2実施形態のように、4つのシリンダ26a〜26dで4本のワイヤロープ6a〜6dの張力を個別に制御する場合、吊荷cが振れる可能性がある。そこで、このような実施形態によれば、吊具9又は該吊具9によって吊設される吊荷cの振れ量および旋回振れ角が小さくなるように4つのシリンダ26a〜26dの各々を制御することで、ワイヤロープ6a〜6dの振動とともに吊荷cの振れも抑制することが出来るようになっている。
<第4実施形態>
図8は、一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置を説明するための構成図である。
図8に示したワイヤロープ振動防止装置は、上述した第1実施形態および第2実施形態と基本的には同様の態様であって、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施形態は、図8に示したように、上記張力制御手段が、巻上ドラム7を駆動する巻モータ18の回転速度を制御する回転速度制御手段20と、後端滑車10をワイヤロープ6の張設方向に沿って進退させるシリンダ26a〜26dの駆動を制御するシリンダ制御手段30と、からなる。
このような実施形態によれば、巻上ドラム7を駆動する巻モータ18の回転速度を回転速度制御手段20によって制御するとともに、後端滑車10をワイヤロープ6の張設方向に沿ってシリンダ26によって進退させるだけの簡易な構造によって、ワイヤロープ6の振動を抑制することが出来る。
また本実施形態において、回転速度制御手段20は、4本のワイヤロープ6a〜6dの張力の変動成分の平均値が小さくなるように、巻モータ18の回転速度を制御するとともに、シリンダ制御手段30は、4つのシリンダ26a〜26dの各々が進退させる4つの後端滑車10a〜10dの各々が案内する4つのワイヤロープ6a〜6dの各々の張力の変動成分が小さくなるように、4つのシリンダ26a〜26dの各々の駆動を制御する。
このような実施形態によれば、回転速度制御手段20およびシリンダからなる張力制御手段によって、4本のワイヤロープ6a〜6dの張力を制御する場合において、回転速度制御手段20によって4本のワイヤロープ6a〜6dの張力を一括して制御し、さらに、シリンダ制御手段30によって4本のワイヤロープ6a〜6dの張力を個別に制御することで、4本のワイヤロープ6a〜6dの振動を効率的に精度良く抑制することが出来る。
<第5実施形態>
図9は、一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置を説明するための構成図である。
図9に示したワイヤロープ振動防止装置は、上述した第4実施形態と基本的には同様の態様であって、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施形態は、図9に示したように、上述した第3実施形態と同様に、主トロリ8に振れセンサカメラ32A、32B(吊荷振れ検出手段)が配置されるとともに、吊具9には振れセンサターゲット34A、34Bが配置されており、振れセンサカメラ32A、32Bが振れセンサターゲット34A、34Bの動きをモニタリングすることで、吊具9のワイヤロープ6a〜6dの張設方向に沿った振れ量Δxおよび振れ速度ΔVx、並びに旋回振れ角Δθおよび旋回振れ角速度ΔVθ、を検出することが出来るようになっている。
そして、上述した第3実施形態と同様に、シリンダ26a〜26dの各々は、ワイヤロープ6a〜6dの各々の張力の変動成分が小さくなることに加えて、振れセンサカメラ32A、32Bで検出される振れ量Δxおよび振れ速度ΔVx、並びに旋回振れ角Δθおよび旋回振れ角速度ΔVθに応じて、吊具9の振れ量Δxおよび旋回振れ角Δθが小さくなるように制御されるようになっている。
上述したように、4つのシリンダ26a〜26dで4本のワイヤロープ6a〜6dの張力を個別に制御する場合、吊荷cが振れる可能性がある。そこで、このような実施形態によれば、吊具9又は該吊具9によって吊設される吊荷cの振れ量および旋回振れ角が小さくなるように4つのシリンダ26a〜26dの各々を制御することで、ワイヤロープ6a〜6dの振動とともに吊荷cの振れも抑制することが出来るようになっている。
以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではない。例えば上述した実施形態を組み合わせても良く、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
本発明の少なくとも一実施形態は、港湾のコンテナヤードにおけるコンテナの積み降ろしに用いられる橋形クレーンなどに好適に用いることが出来る。
1 ロープトロリ式コンテナクレーン
2 岸壁
3 コンテナ船
4 脚部
5 水平部材
5A ガーダ
5B ブーム
5f 前端部
5r 後端部
6、6a〜6d ワイヤロープ
7、7A、7B 巻上ドラム
8 主トロリ
9 吊具
10、10a〜10d 後端滑車
14、14a〜14d トロリ滑車
16a〜16d 吊具滑車
18 巻モータ
20 回転速度制御手段(張力制御手段)
22 減速機
24A、24B 張力センサ(張力検出手段)
26、26a〜26d シリンダ
30 シリンダ制御手段(張力制御手段)
32A、32B 振れセンサカメラ
34A、34B 振れセンサターゲット


Claims (13)

  1. 水平方向に設置される水平部材と、
    前記水平部材に沿って張設される一又は複数のワイヤロープを巻き上げ可能な巻上ドラムと、
    前記水平部材の前端部と後端部との間を移動可能な主トロリと、
    前記主トロリに設けられたトロリ滑車を介して前記一又は複数のワイヤロープによって吊設される吊具と、を備えるロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置であって、
    前記ワイヤロープ振動防止装置は、
    前記一又は複数のワイヤロープの張力を時々刻々と検出する張力検出手段と、
    前記張力検出手段によって検出される前記一又は複数のワイヤロープの張力に応じて、該一又は複数のワイヤロープの張力の変動成分が小さくなるように該ワイヤロープの張力を制御する張力制御手段と、を含む、
    ロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
  2. 前記一又は複数のワイヤロープは、その一端側が前記水平部材の前端部に固定され、他端側が前記水平部材の後端部に設置される一又は複数の後端滑車を介して前記巻上ドラムに案内される、
    請求項1に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
  3. 前記張力制御手段は、前記巻上ドラムを駆動する巻モータの回転速度を制御する回転速度制御手段からなる、
    請求項1に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
  4. 前記ワイヤロープは複数からなり、該複数のワイヤロープは共に同じ回転速度で巻き上げられるように構成されるとともに、
    前記回転速度制御手段は、前記複数のワイヤロープの張力の変動成分の平均値が小さくなるように、前記巻モータの回転速度を制御する、
    請求項3に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
  5. 前記張力制御手段は、前記後端滑車を前記ワイヤロープの張設方向に沿って進退させるシリンダの駆動を制御するシリンダ制御手段からなる、
    請求項2に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
  6. 前記ワイヤロープは複数からなり、該複数のワイヤロープの各々は、複数の前記後端滑車の各々により前記巻上ドラムに案内され、該複数の後端滑車の各々は、複数の前記シリンダの各々により前記ワイヤロープの張設方向に沿って進退されるように構成されるとともに、
    前記シリンダ制御手段は、前記複数のシリンダの各々が進退させる前記複数の後端滑車の各々が案内する前記複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなるように、前記複数のシリンダの各々の駆動を制御する、
    請求項5に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
  7. 前記吊具又は該吊具によって吊設される吊荷の、前記ワイヤロープの張設方向に沿った振れ量および振れ速度、並びに旋回振れ角および旋回振れ角速度、を検出する吊荷振れ検出手段をさらに備え、
    前記シリンダ制御手段は、前記複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなることに加えて、前記吊荷振れ角検出手段で検出される前記振れ量および前記振れ速度、並びに前記旋回振れ角および前記旋回振れ角速度に応じて、前記吊具又は前記吊荷の振れ量および旋回振れ角が小さくなるように、前記複数のシリンダの各々の駆動を制御する、
    請求項6に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
  8. 前記張力制御手段は、
    前記巻上ドラムを駆動する巻モータの回転速度を制御する回転速度制御手段と、
    前記後端滑車を前記ワイヤロープの張設方向に沿って進退させるシリンダの駆動を制御するシリンダ制御手段と、からなる、
    請求項2に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
  9. 前記ワイヤロープは複数からなり、該複数のワイヤロープは共に同じ回転速度で巻き上げられるように構成され、
    前記複数のワイヤロープの各々は、複数の前記後端滑車の各々により前記巻上ドラムに案内され、該複数の後端滑車の各々は、複数の前記シリンダの各々により前記ワイヤロープの張設方向に沿って夫々進退されるように構成されており、
    前記回転速度制御手段は、前記複数のワイヤロープの張力の変動成分の平均値が小さくなるように、前記巻モータの回転速度を制御するとともに、
    前記シリンダ制御手段は、前記複数のシリンダの各々が進退させる前記複数の後端滑車の各々が案内する前記複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなるように、前記複数のシリンダの各々の駆動を制御する、
    請求項8に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
  10. 前記吊具又は該吊具によって吊設される吊荷の、前記ワイヤロープの張設方向に沿った振れ量および振れ速度、並びに旋回振れ角および旋回振れ角速度、を検出する吊荷振れ検出手段をさらに備え、
    前記シリンダ制御手段は、前記複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなることに加えて、前記吊荷振れ角検出手段で検出される前記振れ量および前記振れ速度、並びに前記旋回振れ角および前記旋回振れ角速度に応じて、前記吊具又は前記吊荷の振れ量および旋回振れ角が小さくなるように、前記複数のシリンダの各々の駆動を制御する、
    請求項9に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
  11. 前記張力検出手段によって検出された前記一又は複数のワイヤロープの張力の変動成分をハイパスフィルタで検出する、
    請求項1に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
  12. 前記張力検出手段は、前記水平部材の前端部に固設されるとともに、前記ワイヤロープの一端を保持してなる張力センサからなる、
    請求項1に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
  13. 前記主トロリ以外のトロリを備えていない、
    請求項1に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
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