WO2018164199A1 - クレーン - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a technique for performing power feeding and communication wirelessly between a traveling body and a revolving body of a crane.
- Patent Document 1 a configuration in which a slip ring is disposed between a traveling body and a swing body of a crane to perform communication and supply of electric power is known.
- communication between the traveling body and the revolving body is performed wirelessly, and a battery and a generator for supplying power to the communication devices are provided on the revolving body side, so that the amount of communication through the slip ring can be reduced.
- a configuration that suppresses the increase is disclosed.
- the working machine described in Patent Document 1 includes a communication device that performs wireless communication between a traveling body and a turning body, and a generator and a battery for supplying power.
- a large-scale equipment is provided by providing the revolving unit with a communication device, a generator, and a battery.
- problems associated with the slip ring such as the necessity of wiring to the slip ring and wear of the slip ring itself cannot be avoided.
- a lower controller that controls the traveling body and transmits power to each device included in the traveling body, and a lower transmission / reception device that wirelessly transmits and receives power and data signals from the power supply device are provided.
- An upper controller that controls the swing body and transmits power to each device included in the swing body, and an upper transmission / reception apparatus that wirelessly transmits and receives power and data signals between the lower transmission / reception apparatus are provided.
- the lower transmission / reception device and the upper transmission / reception device are arranged at the turning center of the revolving structure.
- a slip ring can be made unnecessary, and problems associated with the use of the slip ring can be solved.
- the overall configuration of the crane 1 will be described with reference to FIGS.
- the crane 1 is a mobile crane and includes a traveling body 2 and a revolving body 3.
- a mobile crane will be described as an example of the crane 1, but any crane that performs power feeding and communication between the traveling body 2 and the swing body 3 may be used.
- the traveling body 2 includes outriggers 4 disposed at the four corners of the vehicle body.
- the outrigger 4 is composed of a projecting beam that can be extended by oil pressure on both sides in the width direction of the traveling body 2 and a hydraulic jack cylinder that can extend in a direction perpendicular to the ground.
- the traveling body 2 can stably support the crane 1 and extend the workable range by extending the outrigger 4 in the width direction of the vehicle and grounding the jack cylinder.
- the swivel body 3 includes a swivel base 5, a telescopic boom 6, a hoisting cylinder 7, a jib 8, a main hook 9, a sub hook 10, a cabin 11, and the like.
- the swivel base 5 is configured to turn the swivel body 3 and is provided on the frame of the traveling body 2 through an annular bearing. That is, the swivel 5 supports the swivel body 3 so as to be turnable with respect to the traveling body 2.
- a telescopic boom 6 and a cabin 11 that houses a driver's seat are disposed on the swivel 5.
- the telescopic boom 6 is composed of a plurality of boom members arranged in a nested manner, and is configured to be telescopic by moving each boom member with a hydraulic telescopic cylinder.
- the hoisting cylinder 7 is a hydraulic cylinder, and elongates and contracts the telescopic boom 6 and maintains its posture.
- the jib 8 is connected to the tip of the telescopic boom 6 to expand the work area of the revolving structure 3.
- the swivel body 3 can lock the suspended load on the main hook 9 or the sub hook 10, and the suspended load can be moved up and down by winding / lowering the wire rope in the locked state.
- the telescopic boom 6 supports the wire rope so that the suspended load can be lifted.
- the telescopic boom 6 includes a plurality of boom members, and includes a base boom 21, a second boom 22, a third boom 23, a force boom 24, a fifth boom 25, and a top boom 26 in this order from the proximal end to the distal end.
- Each boom member is formed in a size that can be inserted thereinto in the order of the size of the cross-sectional area, and is inserted in a nested manner in order from the base end side.
- a main bracket 31 and a sub bracket 32 are rotatably attached to the tip of the top boom 26.
- An overwinding prevention switch 33 is suspended below the main bracket 31.
- the overwinding prevention switch 33 is a detection switch that constitutes a part of the overwinding prevention device for detecting overwinding of the wire rope, and detects contact with the main hook 9.
- an overwinding prevention switch 34 is hung below the sub bracket 32.
- the overwinding prevention switch 34 is a detection switch that forms part of an overwinding prevention device for detecting overwinding of the wire rope, and detects contact with the subhook 10.
- the telescopic boom 6 has various types of communication, such as a load detection device that detects a load applied to the telescopic boom 6 and a photographing device that acquires a lower image from the telescopic boom 6. Equipment is provided.
- the traveling body 2 includes an engine, a sensor that detects the state of the engine, and the like.
- Each device 50 for realizing traveling by the traveling body 2 and a detection signal from each device 50 are received, and each device 50 Are provided with a lower controller 51, each device 50, a lower controller 51, and a power supply device 52 that supplies power to each part of the crane 1.
- Each device 50 is electrically connected to the lower controller 51, and transmits a detection signal detected by each device 50 to the lower controller 51, and transmits a control signal from the lower controller 51 to each device 50. 50 operations are controlled.
- the power supply device 52 is connected to the lower controller 51 and supplies power to the lower controller 51.
- the power from the power supply device 52 is distributed from the lower controller 51 to each device 50.
- the turning body 3 is provided so as to be turnable with respect to the traveling body 2 by a turntable 5.
- the revolving body 3 includes a hydraulic cylinder that overturns and extends the telescopic boom 6, a winch that winds up the wire rope, operating means such as levers and buttons for operating the crane 1, various devices as described above,
- Each device 60 including a sensor for detecting a state, etc., for realizing the crane work by the swing body 3, and an upper controller 61 for receiving the detection signal from each device 60 and controlling each device 60; Is provided.
- the lower controller 51 includes a lower transmission / reception device 53 that wirelessly transmits and receives power and data signals.
- the upper controller 61 includes an upper transmitter / receiver 63 that wirelessly transmits and receives power and data signals.
- the lower transmission / reception device 53 can transmit / receive power and data signals to / from the upper transmission / reception device 63.
- an electromagnetic induction method using a coil, a magnetic field resonance method, a microwave power feeding method using a microwave, or the like can be appropriately employed.
- a wireless communication method between the transmission / reception devices 53 and 63 when wireless power feeding is performed by an electromagnetic induction method or a magnetic field resonance method, a method of simultaneously transmitting power and data communication by superimposing a data signal on the power.
- microwave power feeding it is possible to employ a technique in which an antenna for performing wireless power feeding and wireless communication is separately provided and power and data signals are transmitted separately.
- the lower transmission / reception device 53 and the upper transmission / reception device 63 are provided so as to face the turning center of the revolving structure 3. That is, the transmission / reception devices 53 and 63 are arranged so that the relative position is not changed by the turning of the turning body 3 by the turntable 5. Thus, by arranging the transmission / reception devices 53 and 63, the positional relationship between the transmission / reception devices 53 and 63 that perform wireless power feeding is not changed, and high power feeding efficiency can be maintained.
- wireless power feeding and wireless communication are realized between the traveling body 2 and the revolving body 3 using the transmission / reception devices 53 and 63.
- each device 50 provided in the traveling body 2 and each device 60 provided in the revolving body 3 are added, that is, sensors, measuring instruments, devices, etc. Expansion can be performed easily.
- the present invention can be used for a crane.
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Abstract
走行体と旋回体との間で給電と通信を無線で行うことで、スリップリングを不要にでき、スリップリングの使用に付随する課題を解決することができるクレーンを提供する。 走行体と、前記走行体に旋回可能に支持される旋回体と、を備え、前記走行体と旋回体との間で給電及び通信を行うクレーンであって、前記走行体に、電源装置と、当該走行体を制御するとともに、走行体に含まれる各装置に電力を伝送する下部コントローラと、前記電源装置からの電力とデータ信号を無線で送受信する下部送受信装置を設け、前記旋回体に、当該旋回体を制御するとともに、旋回体に含まれる各装置に電力を伝送する上部コントローラと、前記下部送受信装置との間で電力とデータ信号を無線で送受信する上部送受信装置を設けた。
Description
本発明は、クレーンの走行体と旋回体との間で給電と通信を無線で行う技術に関する。
従来、クレーンの走行体と旋回体との間にスリップリングを配置して、通信及び電力の供給を行う構成が知られている。特許文献1には、走行体と旋回体間の通信を無線で行うとともに、旋回体側に通信機器類に電力を供給するためのバッテリと発電機を備えることで、スリップリングを介した通信量の増加を抑える構成が開示されている。
特許文献1に記載の作業機は、走行体と旋回体との間で無線通信を行う通信機器と、電力供給のための発電機やバッテリを備えている。つまり、旋回体に通信機器、発電機、バッテリを備える構成とすることで装備が大掛かりなものとなっている。また、スリップリングを配置することで、スリップリングへの配線が必要であること、スリップリング自体が摩耗することといったスリップリングに付随する課題は避けることができない。
走行体と、前記走行体に旋回可能に支持される旋回体と、を備え、前記走行体と旋回体との間で給電及び通信を行うクレーンであって、前記走行体に、電源装置と、当該走行体を制御するとともに、走行体に含まれる各装置に電力を伝送する下部コントローラと、前記電源装置からの電力とデータ信号を無線で送受信する下部送受信装置を設け、前記旋回体に、当該旋回体を制御するとともに、旋回体に含まれる各装置に電力を伝送する上部コントローラと、前記下部送受信装置との間で電力とデータ信号を無線で送受信する上部送受信装置を設けた。
前記下部送受信装置及び前記上部送受信装置は、前記旋回体の旋回中心に配置されることが好ましい。
本発明によれば、走行体と旋回体との間で給電と通信を無線で行うことで、スリップリングを不要にでき、スリップリングの使用に付随する課題を解決することができる。
図1から図3を参照して、クレーン1の全体構成について説明する。クレーン1は、移動式クレーンであり、走行体2と旋回体3を備える。なお、本実施形態では、クレーン1として移動式のクレーンを例に挙げて説明するが、走行体2と旋回体3との間で給電及び通信を行うクレーンであれば良い。
走行体2は、車体四隅に配置されるアウトリガ4を備える。アウトリガ4は、走行体2の幅方向両側に油圧によって延伸可能な張り出しビームと地面に垂直な方向に延伸可能な油圧式のジャッキシリンダとから構成されている。走行体2は、アウトリガ4を車両の幅方向に延伸させるとともにジャッキシリンダを接地させることにより、クレーン1を安定的に支持し、作業可能範囲を広げることができる。
旋回体3は、旋回台5、伸縮ブーム6、起伏シリンダ7、ジブ8、メインフック9、サブフック10、キャビン11等を備える。
旋回台5は、旋回体3を旋回可能に構成するものであり、円環状の軸受けを介して走行体2のフレーム上に設けられる。つまり、旋回台5は、旋回体3を走行体2に対して旋回可能に支持している。旋回台5上に伸縮ブーム6及び運転席を内装するキャビン11が配置される。伸縮ブーム6は、入れ子状に配置される複数のブーム部材から構成され、油圧式の伸縮シリンダによって各ブーム部材を移動させることで、伸縮可能に構成される。起伏シリンダ7は、油圧式のシリンダであり、伸縮することによって、伸縮ブーム6を起伏させるとともにその姿勢を保持する。
ジブ8は、伸縮ブーム6の先端に連結されることで、旋回体3の作業領域を拡大するものである。旋回体3は、メインフック9又はサブフック10に吊り荷を係止可能であり、係止した状態でワイヤロープを巻き上げ/巻き下げることで、吊り荷を上下動させることができる。
伸縮ブーム6は、吊り荷を吊り上げ可能な状態にワイヤロープを支持する。伸縮ブーム6は、複数のブーム部材を備え、基端から先端に向けてベースブーム21、セカンドブーム22、サードブーム23、フォースブーム24、フィフスブーム25、トップブーム26を順に備える。各ブーム部材は、断面積の大きさの順にその内部に挿入可能な大きさに形成され、基端側から順に入れ子式に挿入されている。
トップブーム26の先端には、メインブラケット31とサブブラケット32が回動自在に取り付けられる。メインブラケット31の下方には、過巻防止スイッチ33がぶら下げられている。過巻防止スイッチ33は、ワイヤロープの過巻を検出するための過巻防止装置の一部を構成する検出スイッチであり、メインフック9との当接を検出する。同様に、サブブラケット32の下方には、過巻防止スイッチ34がぶら下げられている。過巻防止スイッチ34は、ワイヤロープの過巻を検出するための過巻防止装置の一部を構成する検出スイッチであり、サブフック10との当接を検出する。
また、伸縮ブーム6の先端には、過巻防止装置の他に、伸縮ブーム6に掛かる荷重を検出する荷重検出装置や、伸縮ブーム6から下方の映像を取得する撮影装置等の通信を伴う各種機器類が設けられている。
走行体2には、エンジンや、エンジンの状態を検出するセンサ等を含み、走行体2による走行を実現するための各装置50と、各装置50からの検出信号を受信するとともに、各装置50を制御するための下部コントローラ51と、各装置50、下部コントローラ51や、クレーン1の各部に電力を供給する電源装置52と、が設けられる。
各装置50は、下部コントローラ51と電気的に接続されており、各装置50で検出した検出信号を下部コントローラ51に送信するとともに、下部コントローラ51から各装置50に制御信号を送信して各装置50の作動を制御する。
電源装置52は、下部コントローラ51と接続されており、下部コントローラ51に電力を供給する。電源装置52からの電力は、下部コントローラ51から各装置50に分配される。
旋回体3は、旋回台5により走行体2に対して旋回自在に設けられる。旋回体3には、伸縮ブーム6を倒伏、伸縮する油圧シリンダ、ワイヤロープを巻き上げるウインチ、クレーン1を操作するためのレバーやボタン等の操作手段、上述のような各種機器類、伸縮ブーム6の状態を検出するセンサ等を含み、旋回体3によるクレーン作業を実現するための各装置60と、各装置60からの検出信号を受信するとともに、各装置60を制御するための上部コントローラ61と、が設けられる。
下部コントローラ51は、電力とデータ信号を無線で送受信する下部送受信装置53を備える。上部コントローラ61は、電力とデータ信号を無線で送受信する上部送受信装置63を備える。下部送受信装置53は上部送受信装置63と相互に電力とデータ信号を送受信可能である。
これら送受信装置53・63間のワイヤレス給電手法としては、コイルを利用した電磁誘導方式や磁界共鳴方式、マイクロ波を利用したマイクロ波給電方式等を適宜採用することができる。また、送受信装置53・63間のワイヤレス通信手法としては、電磁誘導方式又は磁界共鳴方式にてワイヤレス給電を行う場合は、電力にデータ信号を重畳させることで、電力とデータ通信を同時に伝送する手法、マイクロ波給電を行う場合は、ワイヤレス給電とワイヤレス通信を行うアンテナを別途設けて、電力とデータ信号を別々に伝送する手法を採用することができる。
下部送受信装置53及び上部送受信装置63は、旋回体3の旋回中心に対向するように設けられる。つまり、送受信装置53・63は、旋回台5による旋回体3の旋回によって相対位置が変わらないように配置されている。このように、送受信装置53・63を配置することで、ワイヤレス給電を行う送受信装置53・63の位置関係の変化がなくなり、高い給電効率を維持することが可能である。
このように、下部コントローラ51に含まれる下部送受信装置53から、上部コントローラ61に含まれる上部送受信装置63に無線で給電及び通信が行われる。そして、下部コントローラ51から電力の供給を受けた上部コントローラ61は、電力を各装置60に分配して伝送する。
以上のように、走行体2と旋回体3との間で、送受信装置53・63を用いて無線給電と無線通信を実現している。これにより、従来旋回台に備えられていたスリップリングによる給電・通信システムや、それに伴う配線が不要となり、スリップリングの摩耗や配線の物理的損傷を避けることが可能である。さらに、スリップリングを通じてやり取りを行うデータ信号数の制限がなくなることで、走行体2に設けられる各装置50や旋回体3に設けられる各装置60の追加、つまり、センサや計測器、装置類の増設を容易に行うことが可能である。
本発明は、クレーンに利用可能である。
1:クレーン、2:走行体、3:旋回体、5:旋回台、51:下部コントローラ、53:下部送受信装置、61:上部コントローラ、63:上部送受信装置
Claims (2)
- 走行体と、前記走行体に旋回可能に支持される旋回体と、を備え、前記走行体と旋回体との間で給電及び通信を行うクレーンであって、
前記走行体に、電源装置と、当該走行体を制御するとともに、走行体に含まれる各装置に電力を伝送する下部コントローラと、前記電源装置からの電力とデータ信号を無線で送受信する下部送受信装置を設け、
前記旋回体に、当該旋回体を制御するとともに、旋回体に含まれる各装置に電力を伝送する上部コントローラと、前記下部送受信装置との間で電力とデータ信号を無線で送受信する上部送受信装置を設けたことを特徴とするクレーン。 - 前記下部送受信装置及び前記上部送受信装置は、前記旋回体の旋回中心に配置される請求項1に記載のクレーン。
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