KR0126332Y1

KR0126332Y1 - Vibration prevention system in crane

Info

Publication number: KR0126332Y1
Application number: KR2019940028795U
Authority: KR
Inventors: 강문현; 이해규
Original assignee: 이해규; 삼성중공업주식회사
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1998-10-15
Also published as: KR960014472U

Abstract

본 고안은 콘테이너의 횡행시 콘테이너를 매달고 있는 와이어로프의 길이를 제어함으로써 콘테이너의 흔들림을 방지하는 크레인의 진동방지시스템을 제공함에 있다. 콘테이너를 지지하고 있는 스프레더의 진동각을 감지하여 퍼지제어기에 신호를 보낸다. 그러면, 퍼지제어기는 콘테이너를 매달고 있는 와이어로프가 취부된 서보엑튜에이터를 작동시켜 로프길이를 제어한다. 이와같은 과정을 반복되게 하여 진동각을 줄이므로써 콘테이너의 흔들림을 방지하게 된다. 이와같은 간단한 구조로 짧은 시간내에 세밀한 조정이 가능하며, 또한 구조가 간단하여 크레인의 전체중량을 감소시킬 수가 있다.The present invention provides a crane anti-vibration system for preventing the shaking of the container by controlling the length of the wire rope hanging over the container when the container traverses. It detects the vibration angle of the spreader supporting the container and sends a signal to the fuzzy controller. Then, the purge controller controls the rope length by operating the servo actuator mounted with the wire rope hanging from the container. By repeating this process, the vibration angle is reduced to prevent the shaking of the container. This simple structure allows fine adjustment in a short time, and the simple structure also reduces the total weight of the crane.

Description

Crane anti-vibration system

제1도는 본 고안에 의한 크레인의 진동방지시스템의 구성도.1 is a block diagram of a vibration preventing system of the crane according to the present invention.

제2도는 본 고안에 의한 크레인의 진동방지시스템의 블록도.2 is a block diagram of a vibration preventing system of a crane according to the present invention.

제3도(a)(b)는 본 고안에 의한 크레인의 진동방지시스템의 퍼지룰(Rule) 및 멤버쉽 함수 그림을 각각 나타낸 것이다.3 (a) and 3 (b) show a fuzzy rule and membership function diagram of the anti-vibration system of the crane according to the present invention, respectively.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 트롤리 20 : 메인호이스트드럼10: trolley 20: main hoist drum

30~33 : 제1 내지 제4 와이어로프30-33: 1st-4th wire rope

40 : 콘테이너40: container

50~53 : 제1 내지 제4 시이브(sheave)50-53: first to fourth sheave

60,61 : 제1 내지 제2 진동각 감지센서60,61: first to second vibration angle detection sensor

70 : 로프길이조절장치70: rope length adjusting device

71~74 : 제1 내지 제4 서보엑튜에이터71 to 74: first to fourth servoactuators

80 : 퍼지제어기 90 : 위치감지센서80: fuzzy controller 90: position detection sensor

101 : 풍향/풍속감지센서 102 ; 부하무게검출장치101: wind direction / wind speed sensor 102; Load weight detection device

본 고안은 크레인의 진동방지시스템에 관한 것으로, 특히 크레인에 매달려있는 스프레다 및 콘테이너의 진동을 퍼지식 유압진동방지 장치를 갖춘 유압실린더를 사용하여, 크레인의 진동을 방지할 수 있게 한 크레인의 진동방지시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an anti-vibration system of a crane, and in particular, by using a hydraulic cylinder equipped with a fuzzy hydraulic anti-vibration device for the vibration of the sprayer and the container hanging on the crane, the vibration of the crane which can prevent the vibration of the crane It is about a prevention system.

일반적으로 크레인은 콘테이너를 들어올려서 원하는 목표위치에 정확히 하역시키는 동작을 행한다. 이러한 조작은 운전자에 의해 수동으로 행해지며, 로프에 부하(헤드블록과 콘테이너, 또는 콘테이너)를 매단 상태에서 틀로리방향의 주행을 하게 되면 트롤리 방향의 진자운동 즉, 스웨이(SWAY)가 발생하게 되는데, 이 현상은 목표지점에 도달하여 콘테이너를 집거나 내려놓으려 할 때 방해동작이 되어 작업시간을 길게 하는 폐단이 따르고 있다.In general, the crane lifts the container and unloads it to the desired target position. This operation is performed manually by the driver, and when the load (head block, container, or container) is loaded on the rope and driven in the wrong direction, a pendulum movement in the direction of the trolley, that is, a sway occurs. However, this phenomenon is accompanied by the closing action that increases the working time due to the disturbing operation when trying to pick up or put down the container after reaching the target point.

따라서, 이와같은 문제점을 해결하기 위해 주지된 콘테이너의 흔들림을 제어하는 방법을 사용하고 있으나, 이들 기술들은 모두 경험에 의존하는 변수를 갖고 있으므로 인해 실제로는 그 적용이 매우 어려워 사용상 적합하지 못한 문제점이 있다.Therefore, in order to solve such a problem, a well-known method of controlling the shaking of a container is used, but since these techniques all have variables that depend on experience, the application thereof is very difficult and practically unsuitable for use. .

또한, 종래 트롤리의 가감속을 제어함으로써 와이어로프에 매달린 스프레더 흔들림을 방지하는 기술도 사용했다. 그러나, 이와같이 할 경우 트롤리의 정지시점을 미리 설정해야 하는 문제점이 있다. 또한, 이로 인하여 자동운전은 가능하나 수동운전이 불가능한 문제점도 있었다.In addition, a technique for preventing the spreader shake from hanging on the wire rope by controlling the acceleration and deceleration of the conventional trolley was also used. However, in this case, there is a problem in that the stop point of the trolley must be set in advance. In addition, due to this, automatic operation is possible, but manual operation was not possible.

본 발명의 목적은 상기 문제점들을 해소하고져 퍼지제어를 위한 디지탈방식을 사용하여 유압실린더로부터 위치 내지는 움직인 거리와 진동각 측정센서에 의한 진동각 등을 피드백받아 크레인의 이동시 진동을 방지할 수 있게한 크레인의 진동방지시스템을 제공하는데에 있다.An object of the present invention is to solve the above problems by using a digital method for the fuzzy control to feed back the position or movement distance from the hydraulic cylinder and the vibration angle by the vibration angle measurement sensor to prevent the vibration during the movement of the crane An anti-vibration system of a crane is provided.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은 콘테이너를 고정지지하는 스프레더와, 상기 스프레더와 로프로 연결되며콘테이너를 끌어올려서 이송하는 트롤리를 구비한 크레인에 있어서, 상기 트롤리에 배설되며, 스프레더의 진동각을 감지하여 퍼지제어기에 전송하는 진동각 감지센서와, 풍향/풍속을 감지하여 퍼지제어기에 전송하는 풍향/풍속감지센서와, 부하무게를 감지하여 퍼지제어기에 전송하는 부하무게검출장치를 구비한 감지수단, 상기 감지수단으로부터 전송된 신호를 받아 로프길이조절장치를 제어하는 퍼지제어기, 및 상기 퍼지제어기에서 보내온 신호에 따라 구동하는 로프길이 조절장치를 포함하는 크레인의 진동방지시스템에 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is a crane having a spreader for holding a container and a trolley connected by the spreader and a rope and lifting and transporting the container, the crane being disposed in the trolley, the vibration angle of the spreader A vibration angle detection sensor for detecting and transmitting to the fuzzy controller, a wind direction / wind detection sensor for detecting wind direction / wind and transmitting it to the fuzzy controller, and a load weight detection device for detecting load and transmitting the load to the fuzzy controller. Means, a fuzzy controller for receiving a signal transmitted from the sensing means for controlling the rope length adjusting device, and a rope length adjusting device for driving in accordance with the signal sent from the purge controller.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 고안에 의한 크레인의 진동방지시스템의 구성도이다. 도시된 바와같이, 트롤리(10)의 위에는 메인호이스트드럼(20)이 설치되어 있다. 그 메인호이스트드럼(20)위에는 4개의 와이어로프들(30,31,32,33)이 취부되어 있다. 상기 드럼(20)으로부터 연장되는 와이어로프들(30,31,32,33)은 콘테이너(40)를 지지하는 스프레더(도면부호 부여치 않음)에 있는 시이브들(50,51,52,53)을 경유하여 상기 메인호이스트드럼(20)과 대향위치되어 있는 로프길이조절장치(70)에 고정되어 있다. 상기 로프길이조절장치(70)는 서보엑튜에이터들(71,72,73,74)이며, 이 서보엑튜에이터(71,72,73,74)에는 일반적인 공/유압 혹은 전기로 작동되는 실린더들이 구비되어 있다. 상기 서보엑튜에이터들(71,72,73,74)의 위에는 제2도에서 설명될 위치감지센서가 장착되어 그 서보엑튜에이터들(71,72,73,74)의 스트로크를 감지하고, 그 감지된 자료들은 제2도에서 설명될 퍼지제어기에 전송한다. 상기 로프길이조절장치(70)는 트롤리(10)의 위에 고정되어 있고, 그 로프길이조절장치(70)는 제2도에서 설명되는 퍼지제어기에 의해 제어된다. 상기 트롤리(10)의 양측으로는 스프레더(도면번호 미부여)의 진동각을 감지하는 진동각 감지센서들(60,61)이 고정되어 있다. 이 진동각 감지센서들(60,61)로부터 감지된 신호는 후술하는 퍼지제어기에 전송된다. 퍼지제어시스템에 대한 설명은 제2도에서 상세하게 설명한다.1 is a block diagram of a vibration preventing system of a crane according to the present invention. As shown, the main hoist drum 20 is installed on the trolley 10. Four wire ropes 30, 31, 32, 33 are mounted on the main hoist drum 20. Wire ropes 30, 31, 32, 33 extending from the drum 20 are sheaves 50, 51, 52, 53 in a spreader (not shown) supporting the container 40. It is fixed to the rope length control device 70 which is opposed to the main hoist drum 20 via. The rope length adjusting device 70 is servo actuators 71, 72, 73, 74, and the servo actuators 71, 72, 73, 74 are equipped with cylinders which are generally operated by air / hydraulic or electricity. It is. On the servo actuators 71, 72, 73, 74, a position sensor, which will be described in FIG. 2, is mounted to detect the strokes of the servo actuators 71, 72, 73, 74, and the detection. The collected data are sent to the fuzzy controller described in FIG. The rope length adjusting device 70 is fixed on the trolley 10, and the rope length adjusting device 70 is controlled by the purge controller described in FIG. On both sides of the trolley 10, vibration angle detection sensors 60 and 61 for detecting vibration angles of a spreader (not shown) are fixed. The signals detected from the vibration angle detection sensors 60 and 61 are transmitted to a fuzzy controller to be described later. The description of the fuzzy control system will be described in detail with reference to FIG.

제2도는 본 고안에 의한 크레인의 진동방지시스템의 불럭도로써, 이 도면을 참조하여 크레인 진동방지시스템의 제어루프를 설명한다.2 is a block diagram of the anti-vibration system of the crane according to the present invention, with reference to this figure will explain the control loop of the crane anti-vibration system.

미도시한 스프레더가 트롤리(10) 동작을 하여 진동이 발생하면 그 트롤리(10)의 양측에 하방을 향해 고정된 상기 진동각 감지센서들(60,61)은 시이브들(50,51,52,53)을 개재하여 로프들(30,31,32,33)과 연결하고 있는 콘테이너(40)의 흔들리는 각을 검출하게 된다. 이때 검출된 신호는 진동각 감지센서(60,61)에서 디지탈신호로 변환된후 퍼지제어기(80)로 전송된다. 이와동시에 풍향/풍속 감지센서(101)에서의 풍향풍속과, 부하무게검출장치(102)에서의 부하무게를 전송받는 퍼지제어기(80)는 로프길이조절장치(70) 즉, 서보엑튜에이터들(71,72,73,74)의 스트로크를 결정하여 명령신호를 보낸다. 보내진 신호에 따라 서보엑튜에이터들(71,72,73,74)이 작동하면 그 서보엑튜에이터들(71,72,73,74)에 장착되어 있는 위치감지센서(90)가 상기 서보엑튜에이터들(71,72,73,74)의 각 스트로크를 감지하여 다시 퍼지제어기(80)로 전송한다. 위와같은 과정을 피드백하여 연속적으로 상기 와이어로프들(30,31,32,33)을 제어함으로써 단시간내에 콘테이너(40)의 흔들림을 제어할 수가 있게 된다.When the spreader (not shown) operates the trolley 10 and the vibration occurs, the vibration angle sensors 60 and 61 fixed downward on both sides of the trolley 10 are sieves 50, 51, and 52. The shaking angle of the container 40, which is connected to the ropes 30, 31, 32, and 33, is detected through. At this time, the detected signal is converted into a digital signal by the vibration angle sensor (60, 61) and then transmitted to the fuzzy controller (80). At the same time, the purge controller 80 which receives the wind direction wind speed at the wind direction / wind speed detection sensor 101 and the load weight at the load weight detection device 102 is a rope length adjusting device 70, that is, the servo actuators ( The stroke of 71, 72, 73, 74 is determined and a command signal is sent. When the servo actuators 71, 72, 73, 74 operate in accordance with the signal sent, the position sensor 90 mounted on the servo actuators 71, 72, 73, 74 is operated by the servo actuators. Each stroke of (71, 72, 73, 74) is sensed and sent back to the purge controller (80). By controlling the wire ropes 30, 31, 32, and 33 continuously by feeding back the above process, it is possible to control the shaking of the container 40 in a short time.

제3도는 퍼지제어기(80)에서 사용된 퍼지규칙과 멤버쉽함수를 보여주는 것으로써, 제3도(a)는 퍼지규칙(Rule)을 나타내는 것으로, 가로축은 진동각을 표시하고, 세로축은 진동각의 변화분을 표시한다. 도면표시와 부호 중 NB 는 Ngeative Big 를, NS 는 Negative Small 를, Z 는 Zero를, PB는 Positive Big 를, PS 는 Positive Small 을 각각 나타내는 약어이다.FIG. 3 shows the fuzzy rules and membership functions used in the fuzzy controller 80. FIG. 3 (a) shows fuzzy rules, and the horizontal axis shows the vibration angle and the vertical axis shows the vibration angle. Display the change. In the figures and symbols, NB stands for Negative Big, NS stands for Negative Small, Z stands for Zero, PB stands for Positive Big, and PS stands for Positive Small.

제3도(a)는 멤버쉽함수를 나타내는 것으로 가로축은 진동각을 표시하고, 세로축은 진동각의 변화분을 표시한다.FIG. 3 (a) shows a membership function, in which the horizontal axis represents the vibration angle and the vertical axis represents the change in the vibration angle.

이와같은 구성을 갖는 본 고안의 작용 일예를 다시 제1, 2 도를 참조하여 상세하게 설명한다.An example of the operation of the present invention having such a configuration will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2 again.

상기 트롤리(10)의 출발시 혹은 정지시에 콘테이너(40)는 흔들림이 있게 된다. 이때 콘테이너(40)의 흔들림은 진동각 검출센서들(60,61)에 의해 감지되고, 그 진동각 검출센서들(60,61)에 의한 콘테이너(40)의 흔들림 감지 자료는 퍼지제어기(80)에 보내지게 된다. 이 흔들림 감지신호와 아울러 상기 풍향/풍속감지센서(101)에서의 풍향풍속감지신호와, 상기 부하무게검출장치(102)에서의 부하무게검출신호를 전송받는 상기 퍼지제어기(80)는 다음과 같은 방법으로 상기의 로프길이조절장치(70)를 제어함에 의해 서보엑튜에이터들(71,72,73,74)에 취부된 로프들(30,31,32,33)의 길이를 조정하게 된다. 즉, 제1도 표시와 같이 상기 콘테이너(40)의 진동각이 0보다 크게 되어 화살표 A 방향으로 흔들리게 되면, 상기 서보엑튜에이터들(71,72,73,74)중 제1, 제3 서보엑튜에이터들(71,73)의 스트로브를 증가시켜서 제1, 제3와이어로프(30,32)를 풀어주고, 반면에 상기 제2, 제4 서보엑튜에이터들(72,74)의 스트로크를 감소시켜 제2, 제4 와이어로프들(31,32)을 잡아당겨서 콘테이너의 흔들림을 제어하게 된다.At the start or stop of the trolley 10, the container 40 is shaken. In this case, the shaking of the container 40 is detected by the vibration angle detecting sensors 60 and 61, and the shaking detection data of the container 40 by the vibration angle detecting sensors 60 and 61 is the fuzzy controller 80. Will be sent to The fuzzy controller 80 receiving the shake detection signal and the wind direction wind speed detection signal from the wind direction / wind speed detection sensor 101 and the load weight detection signal from the load weight detection device 102 are as follows. By controlling the rope length adjusting device 70 in the above method, the lengths of the ropes 30, 31, 32, and 33 mounted on the servo actuators 71, 72, 73, and 74 are adjusted. That is, as shown in FIG. 1, when the vibration angle of the container 40 is greater than zero and is shaken in the direction of arrow A, the first and third servos of the servo actuators 71, 72, 73, and 74 are moved. Increasing the strobe of the actuators 71, 73 releases the first and third wire ropes 30, 32, while reducing the stroke of the second, fourth servo actuators 72, 74. The second and fourth wire ropes 31 and 32 are pulled out to control the shaking of the container.

또한, 진동각이 0 보다 작아서 왼쪽 화살표 B방향으로 흔들리게 되면, 상기 제2, 제4 서보엑튜에이터들(72,74)의 스트로크를 증가시켜 상기 제2, 제4 와이어로프들(31,33)을 풀어주고, 반면에 상기 제1, 제3 서보엑튜에이터들(71,73)의 스트로크를 감소시켜 제1, 제3 와이어로프들(30,32)을 잡아당김에 의해 콘테이너(40)의 흔들림을 제어한다.In addition, when the oscillation angle is smaller than 0 and shaken in the direction of the left arrow B, the strokes of the second and fourth servo actuators 72 and 74 are increased to increase the second and fourth wire ropes 31 and 33. Of the container 40 by pulling the first and third wire ropes 30 and 32 by reducing the stroke of the first and third servo actuators 71 and 73. Control the shake.

이상과 같이, 본 고안에 의한 크레인의 진동방지시스템은 퍼지제어기에 의한 콘테이너의 흔들림과 풍향/풍속, 콘테이너의 무게등을 감지하여 스프레더에 연결된 와이어로프의 길이를 제어함으로써, 콘테이너의 흔들림을 방지하는 효과가 있다.As described above, the anti-vibration system of the crane according to the present invention detects the shaking of the container and the wind direction / wind speed, the weight of the container, etc. by controlling the length of the wire rope connected to the spreader, thereby preventing the shaking of the container It works.

또한 간단한 시스템으로 인한 구조의 간결성으로 전체중량을 감소하게 한 효과가 있다. 또 자동 또는 수동운전에 의해서도 콘테이너의 흔들림조정을 할 수 있는 효과가 있다.It also has the effect of reducing the overall weight due to the simplicity of the structure due to a simple system. In addition, the shake of the container can be adjusted by automatic or manual operation.

Claims

A crane having a spreader for holding a container and a trolley connected to the spreader and a rope and lifting and transporting the container, the crane being disposed in the trolley and detecting the vibration angle of the spreader and transmitting the vibration angle to the purge controller. Sensing means having a sensor, a wind direction / wind speed sensor for sensing wind direction / wind speed and transmitting the same to a fuzzy controller, and a load weight detection device for detecting load weight and transmitting the same to a fuzzy controller; A fuzzy controller for controlling a rope length adjusting device in response to a signal transmitted from the sensing means; And a rope length adjusting device driven according to a signal sent from the purge controller.

The anti-vibration system of a crane according to claim 1, wherein the rope length adjusting device is a cylinder which is operated by air / hydraulic or electricity.

The anti-vibration system of a crane according to claim 1, wherein the system is continuously fed back and driven.