KR100237151B1 - Suspended load swing displacement detector - Google Patents

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KR100237151B1
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스스무 고노
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마스다 노부유키
미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

스윙변위 검출기는 로프(5)등에 의하여 현수하중(6)을 매다는 크레인에서 트롤리(4)와 현수하중(6) 사이의 상대변위(x1)를 검출하기 위한 스윙변위검출기(15)와; 트롤리(4)를 지지하는 크레인 상부구조체(1)의 지면으로부터의 변위를 검출하기 위한 크레인 상부구조체 변위 검출기(16)와; 스윙변위 검출기(15)에 의한 현수하중변위의 측정값(x1) 및 크레인 상부 구조체 변위검출기(16)에 의한 크레인 상부 구조체 변위의 측정값(x2)을 인풋으로써 수용하기 위한, 그리고 현수하중 변위의 측정값(x1)과 크레인 상부 구조체 변위의 측정값(x2) 사이의 차에 기초하여 현수하중 변위의 측정값(x1)을 보정하기 위한 연산수단(17)을 포함한다. 따라서, 크레인 상부 구조체의 진동요소는 현수하중 스윙의 측정값으로부터 제거될수 있으며, 이에따라 현수하중의 스윙요소는 매우 정확하게 검출될수 있다.The swing displacement detector includes a swing displacement detector 15 for detecting a relative displacement x1 between the trolley 4 and the suspension load 6 in a crane which suspends the suspension load 6 by a rope 5 or the like; A crane superstructure displacement detector 16 for detecting displacement from the ground of the crane superstructure 1 supporting the trolley 4; To accept as input the measured value x1 of the suspension load displacement by the swing displacement detector 15 and the measured value x2 of the crane superstructure displacement by the crane superstructure displacement detector 16 and the Calculation means 17 for correcting the measured value x1 of the suspension load displacement based on the difference between the measured value x1 and the measured value x2 of the crane superstructure displacement. Thus, the vibration element of the crane superstructure can be eliminated from the measured value of the suspension load swing, so that the swing element of the suspension load can be detected very accurately.

Description

현수하중 스윙 변위검출기Suspension Load Swing Displacement Detector

본 발명은 크레인에 현수된 하중의 스윙 변위를 측정하는 스윙 변위검출기에 관한 것이다.The present invention relates to a swing displacement detector for measuring the swing displacement of a load suspended on a crane.

종래의 크레인 구조가 도 3에 도시된다.A conventional crane structure is shown in FIG.

도 3에 도시된 바와같이 크레인 상부 구조체(1)는 다리(2)를 경유하여 지면에 지지된다. 레일(3)은 상부구조체(1)상에 설치되며, 트롤리(4)는 레일(3)상에 이동가능하게 지지된다.As shown in FIG. 3, the crane superstructure 1 is supported on the ground via the legs 2. The rail 3 is mounted on the superstructure 1, and the trolley 4 is movably supported on the rail 3.

트롤리(4)로부터 로프(5)가 매달리고, 현수하중(6)은 로프(5)의 전방단부에 부착되며, 이에 의해서 현수하중(6)은 운반된다.The rope 5 is suspended from the trolley 4, and the suspension load 6 is attached to the front end of the rope 5, whereby the suspension load 6 is carried.

그러한 크레인에서 자동주행이 수행될 때, 현수하중을 안정시키기 위한(즉, 현수하중의 스윙을 멈추기 위한) 제어는 필수적이다. 안정제어를 수행하기 위해서, 피드백 신호로서 트롤리(4)와 현수하중(6)의 상대변위를 측정하는 것이 필요하다.When self-driving is performed on such a crane, control to stabilize the suspension load (ie to stop the swing of the suspension load) is essential. In order to perform the stability control, it is necessary to measure the relative displacement of the trolley 4 and the suspension load 6 as a feedback signal.

현수하중(6)의 이러한 변위를 측정하기 위해서, 마커(11)는 현수하중(6)상에 놓여진다. 이러한 마커(11)는 수직 아래쪽으로 트롤리(4)에 장착되는 카메라(12)를 가지고 촬영된다. 마커(11)의 사진은 마커(11)의 변위(x1)를 검출하기 위해서 그림의 화상처리를 수행하는 현수하중변위 검출기(15)로 입력된다.In order to measure this displacement of the suspension load 6, the marker 11 is placed on the suspension load 6. This marker 11 is photographed with the camera 12 mounted on the trolley 4 vertically downward. The picture of the marker 11 is input to a suspension load displacement detector 15 which performs image processing of the picture in order to detect the displacement x1 of the marker 11.

그러한 크레인에 있어서, 약 5내지 10초동안 지속되는 긴 주기의 웨이브 요소는 지점으로서 트롤리(4)상의 로프의 장착위치 주위에서 로프(5)의 진동으로 관찰된다.In such a crane, a long cycle wave element lasting about 5 to 10 seconds is observed as a vibration of the rope 5 around the mounting position of the rope on the trolley 4 as a point.

그렇지만, 도 4에 예시된 바와같이 트롤리(4)상에 장착된 카메라(12)에 기초되는 스윙변위의 측정값(x1)은 약 2초의 주기를 가지는 짧은 주기의 웨이브 요소에 의하여 중첩되는 긴 주기의 웨이브 요소, 즉 로프(5)의 진동으로 이루어지는 신호를 나타낸다.However, as illustrated in FIG. 4, the measured value x1 of the swing displacement based on the camera 12 mounted on the trolley 4 is a long period overlapped by a short period wave element having a period of about 2 seconds. A signal consisting of the wave element, i.e., vibration of the rope 5,

그 이유는 다음과 같다.The reason for this is as follows.

도 5에 도시된 바와같이 다리(2)에 의하여 지지되는 크레인 상부구조체(1)는 다리(2)의 뒤틀림 때문에 수평방향으로 진동된다(이러한 진동은 변위(x2)로 지정된다.) 이러한 진동에 따라서, 트롤리(4)와 트롤리(4)상에 장착되는 카메라(12)는 수평방향으로 또한 진동된다. 따라서, 크레인 상부구조체(1)의 진동에 의한 변위(x2)는 동시에 검출된다.As shown in FIG. 5, the crane superstructure 1 supported by the legs 2 is vibrated in the horizontal direction because of the distortion of the legs 2 (these vibrations are designated as displacements x2). Thus, the trolley 4 and the camera 12 mounted on the trolley 4 are also vibrated in the horizontal direction. Therefore, the displacement x2 due to the vibration of the crane superstructure 1 is detected at the same time.

현수하중(6)을 안정시키기 위한 제어는 로프(5)의 긴 주기의 진동을 멈추는 것을 목적으로 한다. 그러한 짧은 주기의 요소는 제어를 위한 피드백 신호에서 교란으로서 작용되며, 따라서 제어성능을 저하시키는 요인이 된다.The control for stabilizing the suspension load 6 aims to stop the vibration of the long cycle of the rope 5. Such a short period of time acts as a disturbance in the feedback signal for control, and thus becomes a factor that degrades control performance.

본발명은 이러한 환경하에서 성취된다. 본발명의 목적은 크레인 상부 구조체의 변위를 측정하기 위한 크레인 상부 구조체 변위 검출기와, 크레인 상부 구조체 변위 검출기의 측정값과 현수하중 스윙 변위 검출기의 측정값 사이의 차의 프로세싱을 수행하기 위한 연산수단을 포함하고 있으며, 현수 하중 스윙 변위 검출기의 측정값을 보정하는 스윙 변위검출기를 제공하는 것이다.The present invention is accomplished under such circumstances. An object of the present invention is to provide a crane superstructure displacement detector for measuring the displacement of a crane superstructure, and computing means for processing the difference between the measured value of the crane superstructure displacement detector and the measured value of the suspension load swing displacement detector. It is to provide a swing displacement detector for correcting the measurement value of the suspended load swing displacement detector.

본발명은 크레인 상부 구조체의 변위를 측정하기 위한 상부 구조체 변위 검출기를 가지며, 그 측정값에 기초하여 현수하중 스윙 변위 검출기의 측정값을 보정한다. 따라서, 본발명은 현수하중 스윙의 측정값으로부터 크레인 상부 구조체의 진동요소를 제거시킬수 있으며, 이에따라 매우 정확하게 현수하중의 스윙요소를 검출한다.The present invention has a superstructure displacement detector for measuring the displacement of the crane superstructure, and corrects the measured value of the suspension load swing displacement detector based on the measured value. Therefore, the present invention can remove the vibration element of the crane superstructure from the measured value of the suspension load swing, thereby detecting the swing element of the suspension load very accurately.

도 1은 본발명의 실시예의 스윙 변위검출기의 구조도,1 is a structural diagram of a swing displacement detector of an embodiment of the present invention;

도 2는 본발명에 따른 스윙 변위검출기의 출력특성을 도시하는 도면,2 is a diagram showing output characteristics of a swing displacement detector according to the present invention;

도 3은 종래기술의 스윙 변위검출기의 구조도,3 is a structural diagram of a swing displacement detector of the prior art,

도 4는 종래기술의 스윙 변위검출기의 출력특성을 도시하는 도면, 및4 is a diagram showing output characteristics of a swing displacement detector of the prior art, and

도 5는 크레인 상부 구조체의 진동방식을 도시하는 도면.5 is a view showing a vibration method of the crane superstructure.

본발명의 실시예에 대한 스윙 변위 검출기의 구조도는 도 1에 도시된다. 이전의 기술과 동일한 부분은 동일한 부재번호 및 기호를 할당하였으며, 그것들에 대한 설명은 생략된다.A structural diagram of a swing displacement detector for an embodiment of the present invention is shown in FIG. The same parts as the previous description have been assigned the same reference numerals and symbols, and the description thereof is omitted.

도면에 도시된 바와같이 마커(13)는 지면상에 고정되고, 지면 마커카메라(14)는 크레인 상부구조체(1)상에 부착된다.As shown in the figure, the marker 13 is fixed on the ground, and the ground marker camera 14 is attached on the crane superstructure 1.

지면마커카메라(14)는 마커(13)를 촬영하고, 상부구조체 변위 검출기(16)로 화상신호를 보낸다.The ground marker camera 14 photographs the marker 13 and sends an image signal to the superstructure displacement detector 16.

상부 구조체 변위 검출기(16)는 마커(13)의 변위, 즉 상부구조체(1)와 지면 사이의 상대변위를 측정하기 위해서 신호의 화상처리를 수행한다. 현수하중 변위 검출기(15)에 의하여 검출되는 현수하중변위(x1) 및 상부구조체 변위 검출기(17)에 의하여 검출되는 상부 구조체변위(x2)는 연산장치(17)로 각각 보내진다.The superstructure displacement detector 16 performs image processing of the signal to measure the displacement of the marker 13, that is, the relative displacement between the superstructure 1 and the ground. The suspension load displacement x1 detected by the suspension load displacement detector 15 and the superstructure displacement x2 detected by the superstructure displacement detector 17 are sent to the computing device 17, respectively.

연산장치(17)는 현수하중변위(x1)와 상부구조체 변위(x2) 사이의 차를 계산한다.The calculating device 17 calculates a difference between the suspension load displacement x1 and the superstructure displacement x2.

도 2에 도시된 바와같이, 현수하중 변위 검출기(15)에 의하여 측정된 현수하중 변위의 측정값(x1)은 상부구조체(1)의 변위에 의하여 중첩되는 현수하중의 스윙변위를 포함하는 값이다.As shown in FIG. 2, the measured value x1 of the suspension load displacement measured by the suspension load displacement detector 15 is a value including the swing displacement of the suspension load superimposed by the displacement of the superstructure 1. .

한편, 상부 구조체 변위검출기(16)는 마커(13)와 상부 구조체 사이의 상대변위, 즉 지면에 대한 상부 구조체의 진동변위를 측정한다.On the other hand, the superstructure displacement detector 16 measures the relative displacement between the marker 13 and the superstructure, that is, the vibration displacement of the superstructure relative to the ground.

그러므로, 현수하중 변위(x1)와 상부 구조체변위(x2) 사이의 차는 연산장치(17)에 의하여 연속적으로 계산되며, 이에 따라 상부 구조체(1)의 진동에 의하여 영향을 받지 않는 현수 하중 변위의 보정값(x3)은 도 2에 도시된 바와같이 획득된다.Therefore, the difference between the suspension load displacement x1 and the superstructure displacement x2 is continuously calculated by the arithmetic unit 17, thereby correcting the suspension load displacement that is not affected by the vibration of the superstructure 1. The value x3 is obtained as shown in FIG.

크레인 상부 구조체(1)의 변위를 검출하는 수단은 본 실시예에서 개시되는 화상처리시스템을 이용하는 방법, 또는 변위가 측정되는 방향으로 부착되는 가속도계의 출력을 2번 적분하는 방법일 수 있다.The means for detecting the displacement of the crane superstructure 1 may be a method using the image processing system disclosed in this embodiment, or a method of integrating twice the output of an accelerometer attached in the direction in which the displacement is measured.

실시예에 기초하여 구체적으로 설명된 바와같이, 본발명은 현수하중 스윙의 측정값으로부터 크레인 상부 구조체의 진동요소를 제거시킨다. 따라서, 크레인 구조체에서 진동요소를 가지는 크레인에 대해서도 매우 정확한 현수하중 스윙변위 검출기를 구성할수 있다.As described in detail on the basis of the embodiment, the present invention removes the vibration element of the crane superstructure from the measurement of the suspension load swing. Therefore, it is possible to construct a very accurate suspension load swing displacement detector even for a crane having a vibration element in the crane structure.

Claims (2)

현수하중 스윙변위 검출기에 있어서, 로프등에 의하여 현수하중을 매다는 크레인에서 트롤리와 현수하중 사이의 상대변위를 검출하기 위한 스윙변위 검출기와; 트롤리를 지지하는 크레인 상부 구조체의 지면으로부터의 변위를 검출하기 위한 크레인 상부구조체 변위 검출기와; 스윙변위 검출기에 의한 현수하중 변위의 측정값 및 크레인 상부 구조체 변위 검출기에 의한 크레인 상부 구조체 변위의 측정값을 인풋으로써 수용하기 위한, 그리고 현수하중 변위의 측정값과 크레인 상부구조체 변위의 측정값 사이의 차에 기초하여 현수하중 변위의 측정값을 보정하기 위한 연산수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 현수하중 스윙 변위검출기.A suspension load swing displacement detector, comprising: a swing displacement detector for detecting a relative displacement between a trolley and a suspension load in a crane suspended by a rope or the like; A crane superstructure displacement detector for detecting displacement from the ground of the crane superstructure supporting the trolley; To accept as input the measurement of the suspension load displacement by the swing displacement detector and the crane superstructure displacement by the crane superstructure displacement detector, and between the measurement of the suspension load displacement and the measurement of the crane superstructure displacement. And a calculation means for correcting the measured value of the suspension load displacement based on the difference. 제 1 항에 있어서, 연산수단에 의하여 보정된 현수하중 변위의 측정값은 크레인 상부구조체의 진동과 관련된 짧은 주기의 웨이브 요소로부터 영향받지 않으며, 로프등의 진동과 관련된 긴 주기의 웨이브 요소만으로 구성되는 것을 특징으로 하는 현수하중 스윙 변위검출기.The method of claim 1, wherein the measured value of the suspension load displacement corrected by the computing means is not influenced by the short period wave element associated with the vibration of the crane superstructure, and consists only of the long period wave element associated with the vibration of the rope or the like. Suspension load swing displacement detector, characterized in that.
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