WO2019177164A1 - クレーン - Google Patents
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- B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
- B66C23/18—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes
- B66C23/36—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes mounted on road or rail vehicles; Manually-movable jib-cranes for use in workshops; Floating cranes
- B66C23/42—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes mounted on road or rail vehicles; Manually-movable jib-cranes for use in workshops; Floating cranes with jibs of adjustable configuration, e.g. foldable
Definitions
- the present invention relates to a crane.
- vibration is generated in the cargo being transported.
- Such vibration occurs as a single pendulum whose mass is a load suspended from the tip of the wire rope using the acceleration applied during transportation as a vibration force or a double pendulum whose hook is a fulcrum. ing.
- vibration caused by deflection of a structure constituting the crane such as a boom or a wire rope is generated in a load transported by a crane including a boom.
- a load suspended on a wire rope vibrates at the resonance frequency of a single pendulum or a double pendulum, and expands or contracts due to the natural frequency of the boom in the hoisting direction and the natural frequency of the turning direction, and / or the elongation of the wire rope. It is conveyed while vibrating at the natural frequency at the time of vibration.
- a crane that suppresses the vibration of the load by attenuating the frequency component of the resonance frequency of the load from the transfer command (control signal) of the crane actuator (for example, see Patent Document 1). ).
- the crane apparatus described in Patent Document 1 calculates the resonance frequency from the rope length (hanging length) that is the distance from the rotation center of the wire rope swing to the center of gravity of the load. That is, the crane apparatus calculates a resonance frequency related to a hook (use hook) that is hanging a load. And the said crane apparatus produces
- the above-mentioned crane device suppresses the swinging of the load by controlling the boom operation based on the filtering control signal when the load is transported.
- this unused hook hangs the used hook due to the vibration of the hook (unused hook) that does not suspend the load when the load is transported. Wire ropes and / or booms may come into contact.
- An object of the present invention is to provide a crane that can reduce vibration of an unused hook during transportation.
- One aspect of the crane according to the present invention includes an operated function unit including at least a boom, an operation unit that receives an operation input for operating the operated function unit, an actuator that drives the operated function unit, and an operation input.
- a generator that generates a first control signal based on the actuator, a plurality of wire ropes, a plurality of hooks suspended from the tip of the boom to each of the plurality of wire ropes, and a plurality of hooks hanging a load.
- a filter unit that generates the second control signal by filtering the first control signal using a filter, And a control unit for controlling the actuator, the.
- FIG. 1 is a side view showing the overall configuration of the crane.
- FIG. 2 is a block diagram showing a control configuration of the crane.
- FIG. 3 is a graph showing the frequency characteristics of the notch filter.
- FIG. 4 is a graph showing a control signal and a filtering control signal to which a notch filter is applied.
- FIG. 5 is a side view of the crane in the working state.
- FIG. 6 is a partial flowchart of the vibration suppression control according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a flowchart showing the notch filter application process.
- FIG. 8 is a partial flowchart of the vibration suppression control according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is a partial flowchart of the vibration suppression control according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 10 is a flowchart of a part of the vibration suppression control according to the third embodiment of the present invention.
- the crane 1 is a mobile crane (rough terrain crane).
- the crane may be various cranes such as a truck crane.
- the crane 1 is a mobile crane that can move to an unspecified location.
- the crane 1 has a vehicle 2 and a crane device 6.
- the vehicle 2 conveys the crane device 6.
- the vehicle 2 has a plurality of wheels 3 and travels using the engine 4 as a power source.
- the vehicle 2 has an outrigger 5.
- the outrigger 5 has an overhanging beam and a jack cylinder.
- the overhanging beam can be expanded and contracted in the width direction of the vehicle 2 by hydraulic pressure.
- the jack cylinder is fixed to the tip of the overhanging beam and can extend and contract in a direction perpendicular to the ground.
- the vehicle 2 can expand the workable range of the crane 1 by expanding and contracting the outrigger 5 in the width direction of the vehicle 2 and grounding the jack cylinder.
- the crane device 6 lifts the load W with a wire rope.
- the crane device 6 includes a swivel base 7, a boom 9, a jib 9a, a main hook block 10, a sub hook block 11, a hoisting hydraulic cylinder 12, a main winch 13, a main wire rope 14, a sub winch 15, a sub wire rope 16, and The cabin 17 and the like.
- the turntable 7 supports the crane device 6 so as to be turnable with respect to the vehicle 2.
- the swivel base 7 is provided on the frame of the vehicle 2 via an annular bearing.
- the swivel base 7 rotates around the center of the annular bearing.
- the swivel 7 has a hydraulic swivel hydraulic motor 8.
- the swivel base 7 is swung in a first direction or a second direction by a swivel hydraulic motor 8.
- the hydraulic motor and hydraulic cylinder that drive the boom 9 correspond to an example of an actuator.
- the turning hydraulic motor 8 corresponds to an example of an actuator.
- the turning hydraulic motor 8 is rotated by a turning valve 31 (see FIG. 2) which is an electromagnetic proportional switching valve.
- the turning valve 31 can control the flow rate of the hydraulic oil supplied to the turning hydraulic motor 8 to an arbitrary flow rate. That is, the swivel base 7 is controlled to an arbitrary turning speed via the turning hydraulic motor 8 that is rotated by the turning valve 31.
- the swivel base 7 has a swivel sensor 25 (see FIG. 2) that detects the swivel position (angle) and the swivel speed of the swivel base 7.
- the boom 9 supports the wire rope so that the luggage W can be lifted.
- the boom 9 is composed of a plurality of boom members.
- the boom 9 expands and contracts in the axial direction by moving each boom member with an expansion / contraction hydraulic cylinder (not shown).
- the base end of the base boom member of the boom 9 is swingably supported at the approximate center of the swivel base 7.
- the telescopic hydraulic cylinder corresponds to an example of an actuator.
- the expansion / contraction hydraulic cylinder is expanded / contracted by an expansion / contraction valve 32 (see FIG. 2) which is an electromagnetic proportional switching valve.
- the expansion / contraction valve 32 controls the flow rate of the hydraulic oil supplied to the expansion / contraction hydraulic cylinder to an arbitrary flow rate.
- the boom 9 is controlled to an arbitrary boom length by the telescopic valve 32.
- the boom 9 includes an expansion / contraction sensor 26 and a weight sensor 27 (see FIG. 2).
- the boom 9 corresponds to an example of an operated function unit. It may be understood that the operated function unit includes at least the boom 9.
- the expansion / contraction sensor 26 detects the length of the boom 9.
- the weight sensor 27 detects the weight Wm of the load W or the like applied to the main hook 10a.
- the weight sensor 27 detects the weight Ws of the load W or the like applied to the sub hook 11a.
- the weight sensor 27 corresponds to an example of a hanging load detection unit.
- the jib 9a is for expanding the lift and working radius of the crane device 6.
- the jib 9a is held in a posture along the base boom member by a jib support portion provided on the base boom member of the boom 9.
- the base end of the jib 9a is configured to be connectable to the jib support portion of the top boom member.
- the main hook block 10 and the sub hook block 11 are hanging tools for hanging the luggage W.
- the main hook block 10 is provided with a plurality of hook sheaves around which the main wire rope 14 is wound and a main hook 10a for hanging the luggage W.
- the sub hook block 11 is provided with a sub hook 11a for hanging the luggage W.
- the weight of the main hook block 10 may be regarded as the weight including the hook sheave and the main hook 10a.
- the weight of the sub hook block 11 may be regarded as the weight including the sub hook 11a.
- the hoisting hydraulic cylinder 12 raises and lowers the boom 9 and maintains the posture of the boom 9.
- the hoisting hydraulic cylinder 12 has a cylinder part and a rod part. An end portion of the cylinder portion is swingably connected to the swivel base 7. The end of the rod portion is swingably connected to the base boom member of the boom 9.
- the hoisting hydraulic cylinder 12 corresponds to an example of an actuator.
- the hoisting hydraulic cylinder 12 is expanded and contracted by a hoisting valve 33 (see FIG. 2) which is an electromagnetic proportional switching valve.
- the hoisting valve 33 can control the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hoisting hydraulic cylinder 12 to an arbitrary flow rate. That is, the boom 9 is controlled to an arbitrary hoisting speed by the hoisting valve 33.
- the boom 9 is provided with a hoisting sensor 28 (see FIG. 2) for detecting the hoisting angle of the boom 9.
- the main winch 13 and the sub winch 15 carry in (wind up) and feed out (wind down) the main wire rope 14 and the sub wire rope 16.
- the main winch 13 has a main drum around which the main wire rope 14 is wound, and a main hydraulic motor (not shown) that rotationally drives the main drum.
- the main hydraulic motor corresponds to an example of an actuator.
- the sub winch 15 has a sub drum around which the sub wire rope 16 is wound, and a sub hydraulic motor (not shown) that rotationally drives the sub drum.
- the sub hydraulic motor corresponds to an example of an actuator.
- the main hydraulic motor is rotated by a main valve 34 (see FIG. 2) which is an electromagnetic proportional switching valve.
- the main valve 34 can control the flow rate of the hydraulic oil supplied to the main hydraulic motor to an arbitrary flow rate.
- the main winch 13 is controlled to an arbitrary feeding and feeding speed by the main valve 34.
- the sub winch 15 is controlled to an arbitrary feeding and feeding speed by a sub valve 35 (see FIG. 2) which is an electromagnetic proportional switching valve.
- the main winch 13 is provided with a main feed amount detection sensor 29.
- the sub winch 15 is provided with a sub feed amount detection sensor 30.
- the main winch 13 and the sub winch 15 correspond to an example of the operated function unit.
- the main feed amount detection sensor 29 detects the feed amount Lma (n) of the main wire rope 14 fed from the main winch 13.
- the feed amount Lma (n) detected by the main feed amount detection sensor 29 may be regarded as the length of the main wire rope 14 fed from the main winch 13.
- the sub feed amount detection sensor 30 detects the feed amount Lsa (n) of the sub wire rope 16 fed from the sub winch 15.
- the feed amount Lsa (n) detected by the sub feed amount detection sensor 30 may be regarded as the length of the sub wire rope 16 fed from the sub winch 15.
- the cabin 17 covers the cockpit.
- the cabin 17 is mounted on the swivel base 7.
- the cabin 17 has a cockpit (not shown). In the cockpit, an operation tool for operating the vehicle 2 and an operation tool for operating the crane device 6 are provided.
- the operating tools for operating the crane device 6 are, for example, a turning operating tool 18, a hoisting operating tool 19, a telescopic operating tool 20, a main drum operating tool 21, a sub drum operating tool 22, a shaking suppression switch 23, and a priority hook selection.
- the switch 24 or the like (see FIG. 2).
- the equipment that receives an operation input for operating the boom 9 corresponds to an example of an operation unit.
- the turning operation tool 18, the hoisting operation tool 19, and the telescopic operation tool 20 correspond to an example of an operation unit.
- the main drum operating tool 21 for operating the main winch 13 and the sub drum operating tool 22 for operating the sub winch 15 correspond to an example of an operating unit.
- Such an operation unit accepts an operation input for operating the operated function unit.
- the turning operation tool 18 controls the turning hydraulic motor 8 by operating the turning valve 31.
- the hoisting operation tool 19 controls the hoisting hydraulic cylinder 12 by operating the hoisting valve 33.
- the telescopic operation tool 20 controls the telescopic hydraulic cylinder by operating the telescopic valve 32.
- the main drum operation tool 21 controls the main hydraulic motor by operating the main valve 34.
- the sub drum operating tool 22 controls the sub hydraulic motor by operating the sub valve 35.
- the vibration suppression switch 23 is used when selecting whether or not to implement vibration suppression control for unused hooks.
- the vibration suppression switch 23 may automatically determine a non-use hook in the ON state.
- the vibration suppression switch 23 may perform vibration suppression control on the determined unused hook in the ON state.
- a hook that suspends the luggage W is referred to as a use hook.
- a hook that does not suspend the luggage W is referred to as a non-use hook.
- the priority hook selection switch 24 is used when selecting a hook to which vibration suppression control is preferentially applied.
- the operator operates the priority hook selection switch 24 to select a priority hook (hereinafter referred to as priority hook) from the main hook and the sub hook.
- priority hook a priority hook
- the priority hook selection switch 24 may be omitted.
- control device 36 may perform vibration suppression control on the priority hook.
- the operator may use the priority hook selection switch 24 to select a non-use hook as the priority hook in advance.
- the crane 1 configured as described above can move the crane device 6 to an arbitrary position by running the vehicle 2.
- the crane 1 changes the hoisting angle of the boom 9 by operating the hoisting operation tool 19, and changes the lift and working radius of the crane device 6 by changing the length of the boom 9 by operating the telescopic operation tool 20. it can.
- the crane 1 operates the turning operation tool 18 in a state in which the load W is picked up by operating a drum operation tool (the main drum operation tool 21 or the sub drum operation tool 22) for changing the height of the hook used.
- the luggage W is transported by turning the swivel base 7 by the above.
- control device 36 controls the actuator of the crane 1 through each operation valve.
- the control device 36 includes a control signal generation unit 36a, a resonance frequency calculation unit 36b, and a filter unit 36c.
- the control signal generation unit 36a corresponds to an example of a generation unit.
- the control device 36 is provided in the cabin 17.
- the control device 36 may actually be configured such that a CPU, a ROM, a RAM, an HDD, and the like are connected by a bus.
- the control device 36 may be configured by a one-chip LSI or the like.
- the control device 36 may store various programs and data for controlling the operation of the control signal generation unit 36a, the resonance frequency calculation unit 36b, and the filter unit 36c.
- the control signal generation unit 36a is a part of the control device 36 and generates a control signal that is a speed command of each actuator.
- the control signal generation unit 36a operates the operation amount (also referred to as information related to the operation) of each operation tool from the turning operation tool 18, the hoisting operation tool 19, the telescopic operation tool 20, the main drum operation tool 21, and / or the sub drum operation tool 22. .)
- the control signal generator 36a is configured to turn the turning position of the turntable 7, the boom length, the hoisting angle, and / or the load W from the turning sensor 25, the expansion / contraction sensor 26, the weight sensor 27, and / or the hoisting sensor 28.
- the information regarding the state of the crane 1 such as the weights Wm and Ws is acquired.
- the control signal generator 36a generates the control signal C (1) of the turning operation tool 18 based on the acquired information on the operation of the crane 1 and / or information on the state of the crane 1. Further, the control signal generator 36a generates the control signals C (2) to C (5) of the operation tools 18 to 22 based on the acquired information on the operation and / or the information on the state of the crane 1. .
- the control signals C (1) to C (5) are collectively referred to as a control signal C (n). Note that n may be regarded as the number of operation tools controlled by the control signal generated by the control signal generation unit 36a.
- the control signal C (n) generated by the control signal generator 36a corresponds to an example of a first control signal.
- control signal generation unit 36a may acquire a signal from the vibration suppression switch 23.
- the control signal generation unit 36a selects a non-use hook and starts vibration suppression control. Further, the control signal generation unit 36a selects a priority hook to which the vibration suppression control is preferentially applied from the main hook 10a and the sub hook 11a based on the signal acquired from the priority hook selection switch 24.
- the resonance frequency calculation unit 36b is a part of the control device 36 and uses the load W suspended from the main wire rope 14 and / or the sub wire rope 16 as a simple pendulum, and the resonance frequency ⁇ (n) of the swing of the load W Is calculated.
- the resonance frequency calculation unit 36b corresponds to an example of a calculation unit.
- the resonance frequency calculation unit 36b may calculate the resonance frequency ⁇ (n) of shaking of the main hook 10a using the main hook 10a suspended from the main wire rope 14 as a simple pendulum.
- the resonance frequency calculation unit 36b may calculate the resonance frequency ⁇ (n) of the swing of the sub hook 11a using the sub hook 11a suspended from the sub wire rope 16 as a simple pendulum.
- the resonance frequency calculation unit 36b may be considered to acquire information necessary for calculating the resonance frequency ⁇ (n) from each element constituting the control device 36.
- the resonance frequency calculation unit 36b may acquire the undulation angle of the boom 9 from the control signal generation unit 36a.
- the resonance frequency calculation unit 36b may acquire the feed amount Lma (n) of the main wire rope 14 from the main feed amount detection sensor 29.
- the resonance frequency calculation unit 36b may acquire the feed amount Lsa (n) of the sub wire rope 16 from the sub feed amount detection sensor 30.
- the resonance frequency calculation unit 36b may acquire the multiplication factor of the main hook block 10 from a safety device (not shown).
- the resonance frequency calculation unit 36b is configured to provide a wire length Lm (n) in the vertical direction of the main wire rope 14 from the position where the main wire rope 14 is separated from the hook sheave (also referred to as main hook sheave) to the main hook block 10 (see FIG. 5) may be calculated.
- the resonance frequency calculation unit 36b may be regarded as an example of a wire length calculation unit.
- the resonance frequency calculation unit 36b may calculate the wire length Lm (n) in the vertical direction based on the feed amount Lma (n) acquired from the main feed amount detection sensor 29. Specifically, the wire length Lm (n) in the vertical direction may be regarded as a value obtained by dividing the feed amount Lma (n) by the number of wires multiplied by the main hook block 10 (two in this embodiment).
- the wire length Lm (n) in the vertical direction may be regarded as the length of the main wire rope 14 equal to the distance in the vertical direction between the main hook sheave and the main hook block 10.
- the resonance frequency calculation unit 36b has a wire length Ls (n) in the vertical direction of the sub wire rope 16 from the position where the sub wire rope 16 is separated from the hook sheave (also referred to as sub hook sheave) to the sub hook block 11. 5) may be calculated.
- the resonance frequency calculation unit 36b may calculate the wire length Ls (n) in the vertical direction based on the feed amount Lsa (n) acquired from the sub feed amount detection sensor 30. In the present embodiment, since the number of wires of the sub hook block is one, the wire length Ls (n) in the vertical direction is equal to the feed amount Lsa (n).
- the wire length Ls (n) in the vertical direction may be regarded as the length of the sub wire rope 16 equal to the distance in the vertical direction between the sub hook sheave and the sub hook block 11.
- the filter unit 36c is a part of the control device 36, and a notch filter F (1) ⁇ F (2) that attenuates a specific frequency region of the control signals C (1) ⁇ C (2) ⁇ C (n). ... F (n) is generated (hereinafter simply referred to as “notch filter F (n)”, where n is an arbitrary number).
- the filter unit 36c filters the control signal C (n) with the generated notch filter F (n).
- the filter unit 36c is connected to the swivel position of the swivel base 7, the boom length, the undulation angle, the weight Wm, Ws of the load W, the control signal C (1), and the control signal C (2) from the control signal generator 36a.
- a control signal C (n) is acquired. Further, the filter unit 36c acquires the resonance frequency ⁇ (n) from the resonance frequency calculation unit 36b.
- the filter unit 36c applies the notch filter F (n) based on the acquired information about the operation state of the crane 1 such as the turning position of the swivel base 7, the boom length, the undulation angle, and the weight Wm, Ws of the load W.
- a center frequency coefficient ⁇ n, a notch width coefficient ⁇ , and a notch depth coefficient ⁇ of the transfer function H (s) (see the following formula (2)) to be configured are calculated.
- the filter unit 36c calculates a notch width coefficient ⁇ and a notch depth coefficient ⁇ corresponding to each of the control signals C (n).
- the filter unit 36c calculates the corresponding center frequency coefficient ⁇ n using the acquired resonance frequency ⁇ (n) as the center frequency ⁇ c (n).
- the filter unit 36c calculates the center frequency coefficient ⁇ n, the notch width coefficient ⁇ , and the notch depth coefficient ⁇ corresponding to the control signal C (n) and adapts them to the transfer function H (s).
- the filter unit 36c applies a notch filter F (1) to the control signal C (1) to generate frequency components in an arbitrary frequency range from the control signal C (1) with the resonance frequency ⁇ (1) as a reference at an arbitrary ratio.
- An attenuated filtering control signal Cd (1) is generated.
- the filter unit 36c applies the notch filter F (2) to the control signal C (2) to generate the filtering control signal Cd (2). That is, the filter unit 36c applies a notch filter F (n) to the control signal C (n), and generates an arbitrary frequency component in an arbitrary frequency range from the control signal C (n) with the resonance frequency ⁇ (n) as a reference.
- a filtering control signal Cd (n) attenuated at a rate is generated (hereinafter simply referred to as “filtering control signal Cd (n)”, where n is an arbitrary number).
- the filtering control signal Cd (n) generated by the filter unit 36c corresponds to an example of a second control signal.
- the filter unit 36 c transmits the filtering control signal Cd (n) to the corresponding operation valve among the turning valve 31, the expansion / contraction valve 32, the hoisting valve 33, the main valve 34, and the sub valve 35.
- control device 36 controls the turning hydraulic motor 8, the hoisting hydraulic cylinder 12, the main hydraulic motor (not shown), and the sub hydraulic motor (not shown), which are actuators, through the operation valves. .
- the control signal generator 36 a is connected to the turning operation tool 18, the hoisting operation tool 19, the telescopic operation tool 20, the main drum operation tool 21, and the sub drum operation tool 22.
- the control signal generation unit 36 a acquires the operation amounts of the turning operation tool 18, the hoisting operation tool 19, the main drum operation tool 21, and the sub drum operation tool 22.
- control signal generator 36a is connected to the turning sensor 25, the expansion / contraction sensor 26, the weight sensor 27, and the undulation sensor 28.
- the control signal generator 36a acquires the turning position of the turntable 7, the boom length, the undulation angle, and the weights Wm and Ws of the load W.
- the control signal generation unit 36a is connected to the vibration suppression switch 23 and the priority hook selection switch 24.
- the control signal generation unit 36a acquires signals from the vibration suppression switch 23 and the priority hook selection switch 24.
- control signal generation unit 36a is connected to the resonance frequency calculation unit 36b.
- the control signal generator 36a acquires the feed amount Lma (n) of the main wire rope 14 from the resonance frequency calculator 36b.
- control signal generation unit 36a acquires the feed amount Lsa (n) of the sub wire rope 16 from the resonance frequency calculation unit 36b. In addition, the control signal generation unit 36a acquires the resonance frequency ⁇ (n) from the resonance frequency calculation unit 36b.
- the resonance frequency calculation unit 36b is connected to the control signal generation unit 36a.
- the resonance frequency calculation unit 36 b acquires signals from the vibration suppression switch 23 and the priority hook selection switch 24. Furthermore, the resonance frequency calculation unit 36b is connected to the main feed amount detection sensor 29, the sub feed amount detection sensor 30, and a safety device (not shown).
- the resonance frequency calculation unit 36 b calculates the wire length Lm (n) in the vertical direction of the main wire rope 14 and the wire length Ls (n) in the vertical direction of the sub wire rope 16.
- the filter unit 36c is connected to the control signal generation unit 36a.
- the filter part 36c acquires the turning position of the turntable 7, the boom length, the undulation angle, the weight Wm, Ws of the load W, and the control signal C (n). Further, the filter unit 36c is connected to the resonance frequency calculation unit 36b.
- the filter unit 36c acquires the resonance frequency ⁇ (n) from the resonance frequency calculation unit 36b.
- the filter part 36 c is connected to the turning valve 31, the telescopic valve 32, the hoisting valve 33, the main valve 34, and the sub valve 35.
- the filter unit 36 c transmits a filtering control signal Cd (n) corresponding to the turning valve 31, the undulating valve 33, the main valve 34, and the sub valve 35.
- the notch filter F (n) is a filter that gives a steep attenuation to the control signal C (n) around an arbitrary frequency.
- the notch filter F (n) has a frequency component of a notch width Bn that is an arbitrary frequency range centered on an arbitrary center frequency ⁇ c (n), and an arbitrary frequency at the center frequency ⁇ c (n). It is a filter having a frequency characteristic that is attenuated by a notch depth Dn that is a frequency attenuation ratio. That is, the frequency characteristic of the notch filter F (n) is determined by the center frequency ⁇ c (n), the notch width Bn, and the notch depth Dn.
- the notch filter F (n) has a transfer function H (s) shown in the following equation (2).
- Equation (2) ⁇ n is a center frequency coefficient ⁇ n corresponding to the center frequency ⁇ c (n) of the notch filter F (n).
- ⁇ is a notch width coefficient ⁇ corresponding to the notch width Bn.
- ⁇ is a notch depth coefficient ⁇ corresponding to the notch depth Dn.
- the notch filter F (n) changes the center frequency ⁇ c (n) of the notch filter F (n) by changing the center frequency coefficient ⁇ n.
- the notch filter F (n) has the notch width Bn changed by changing the notch width coefficient ⁇ . Further, the notch filter F (n) changes the notch depth Dn of the notch filter F (n) by changing the notch depth coefficient ⁇ .
- the characteristics of the notch filter F (n) are represented by the load fluctuation reduction rate Pnf determined from the notch width coefficient ⁇ and the notch depth coefficient ⁇ .
- the load fluctuation reduction rate Pnf is a ratio determined from the notch width coefficient ⁇ and the notch depth coefficient ⁇ in the transfer function H (s) of the notch filter F (n).
- the control device 36 configured as described above controls each operation tool in the control signal generator 36 a based on the operation amounts of the turning operation tool 18, the hoisting operation tool 19, the main drum operation tool 21, and the sub drum operation tool 22. A corresponding control signal C (n) is generated.
- the control device 36 determines the wire length Lm (n) in the vertical direction of the main wire rope 14 based on the feed amount Lma (n) of the main wire rope 14 acquired from the main feed amount detection sensor 29. Is calculated. Further, the control device 36 uses the resonance frequency calculation unit 36b to determine the wire length Ls (in the vertical direction of the sub wire rope 16 based on the feed amount Lsa (n) of the sub wire rope 16 acquired from the sub feed amount detection sensor 30. n) is calculated.
- the control device 36 calculates the resonance frequency ⁇ (n) related to the main wire rope 14 based on the gravitational acceleration g and the wire length Lm (n) in the vertical direction of the main wire rope 14 in the resonance frequency calculation unit 36b. Further, the control device 36 calculates the resonance frequency ⁇ (n) related to the sub-wire rope 16 based on the gravitational acceleration g and the wire length Ls (n) in the vertical direction of the sub-wire rope 16 in the resonance frequency calculation unit 36b. .
- control device 36 controls the filter unit 36c based on the control signal C (n), the turning position of the swivel base 7, the boom length and the undulation angle of the boom 9, and the weights Wm and Ws of the load W.
- a notch width coefficient ⁇ and a notch depth coefficient ⁇ corresponding to the signal C (n) are calculated.
- control device 36 calculates the corresponding center frequency coefficient ⁇ n with the resonance frequency ⁇ (n) calculated by the resonance frequency calculation unit 36b as the center frequency ⁇ c (n) serving as the reference of the notch filter F (n). .
- the control device 36 uses the filter unit 36 c to convert the notch filter F (n) to which the notch width coefficient ⁇ , the notch depth coefficient ⁇ , and the center frequency coefficient ⁇ n are applied to the control signal C (n). To generate a filtering control signal Cd (n).
- the filter unit 36c transmits the filtering control signal Cd (n) to the corresponding operation valve among the turning valve 31, the expansion / contraction valve 32, the hoisting valve 33, the main valve 34, and the sub valve 35, and the actuator
- the swing hydraulic motor 8, the hoisting hydraulic cylinder 12, the main hydraulic motor (not shown), and the sub hydraulic motor are controlled.
- vibration suppression control of the unused hook in the crane 1 will be described.
- an unused hook is automatically detected from a plurality of hooks as an object of vibration suppression control, and the unused hook is subjected to vibration suppression control.
- the control device 36 selects one of the main hook 10a and the sub hook 11a as an unused hook in the vibration control of the unused hook. That is, the control device 36 may be regarded as having a hook detection unit that selects an unused hook. Further, the control device 36 sets the notch depth coefficient ⁇ and the notch width coefficient ⁇ to arbitrary values according to the operating state of the crane 1 and the like.
- the control device 36 detects an unused hook on which the load W is not suspended, based on the detection value of the weight sensor 27 (see FIG. 2) and the wire length in the vertical direction of the wire rope.
- the reference value Wv is a load that is arbitrarily determined, and is used as a reference value that assumes that the hook is used.
- the reference value Wv is preferably a value that does not cause the vibration suppression control of the unused hooks to become unstable due to variations in load.
- the reference value Wv corresponds to an example of a load threshold value.
- the control device 36 detects a hook whose detected value of the weight sensor 27 (see FIG. 2) is equal to or less than the reference value Wv among the main hook 10a and the sub hook 11a.
- the control device 36 sets the hook as an unused hook. .
- the control device 36 calculates the resonance frequency ⁇ (n) of the unused hook from the wire length in the vertical direction of the wire rope of the unused hook.
- the control device 36 calculates a notch filter F (n) having the calculated resonance frequency ⁇ (n) as the center frequency ⁇ c (n).
- the control device 36 is one of the turning operation tool 18, the hoisting operation tool 19, the telescopic operation tool 20, the main drum operation tool 21, and the sub drum operation tool 22 (hereinafter simply referred to as “target operation tool”). ) Is acquired, the control signal C (n) generated based on the operation of the target operation tool is acquired. The control device 36 performs filtering by the notch filter F (n) on the acquired control signal C (n) to generate a filtering control signal Cd (n).
- control device 36 controls the corresponding actuator based on the filtering control signal Cd (n).
- the crane 1 is restrained from vibration at the resonance frequency ⁇ (n) of the unused hook.
- contact between the unused hook and the wire rope of the used hook and / or the boom 9 due to vibration of the unused hook is prevented.
- step S110 of FIG. 6 the control device 36 may determine a priority hook to which the vibration suppression control is applied with priority based on the operation state of the priority hook selection switch 24. And the control apparatus 36 makes control processing transfer to step S120.
- step S120 in FIG. 6 the control device 36 determines whether or not the vibration suppression switch 23 is in the ON state.
- step S120 When the shaking suppression switch 23 is in the ON state (“YES” in step S120), the control device 36 shifts the control process to step 130.
- step S120 when the vibration suppression switch 23 is not in the ON state (“NO” in step S120), the control device 36 shifts the control process to step S110.
- step S120 when the vibration suppression switch 23 is not in the ON state, the vibration suppression control of the hook (main hook 10a in the present embodiment) that is hanging the luggage W may be started. That is, the crane 1 according to the present embodiment may be regarded as having a function of performing vibration suppression control of the unused hook and a function of performing vibration suppression control of the used hook.
- control device 36 generates a control signal C (n) from the operation signal of one operation tool. And the control apparatus 36 makes control processing transfer to step S140.
- the control device 36 acquires the weight Wm applied to the main hook 10a and the weight Ws applied to the sub hook 11a from the weight sensor 27.
- step S140 the control device 36 acquires (calculates) the wire length Lm (n) in the vertical direction of the main wire rope 14.
- step 140 the control device 36 acquires (calculates) the wire length Ls (n) in the vertical direction of the sub-wire rope 16. And the control apparatus 36 makes control processing transfer to step S150.
- step S150 of FIG. 6 the control device 36 determines whether or not the weight Wm applied to the main hook 10a is greater than or equal to the reference value Wv.
- step S150 when the weight Wm applied to the main hook 10a is equal to or greater than the reference value Wv (“YES” in step S150), the control device 36 shifts the control process to step S155.
- the main hook 10a is used by hanging the luggage W or the like.
- step S150 when the weight Wm applied to the main hook 10a is not equal to or greater than the reference value Wv in step S150 (“NO” in step S150), the control device 36 shifts the control process to step S165 (from connection symbol B in FIG. 6). (See connection symbol B in FIG. 8).
- the main hook 10a is not used because the luggage W is not suspended from the main hook 10a.
- control device 36 determines whether or not the weight Ws applied to the sub hook 11a is equal to or greater than the reference value Wv.
- step S155 when the weight Ws applied to the sub hook 11a is equal to or larger than the reference value Wv (“YES” in step S155), the control device 36 shifts the control process to step S160.
- the weight Ws applied to the sub hook 11a is greater than or equal to the reference value Wv, the load W is suspended from the sub hook 11a, and thus the sub hook 11a is used.
- step S155 when the weight Ws applied to the sub hook 11a is not equal to or greater than the reference value Wv (“NO” in step S155), the control device 36 shifts the control process to step S185.
- step S155 when the weight Ws applied to the sub hook 11a is not equal to or greater than the reference value Wv, the load W is not suspended from the sub hook 11a, and thus the sub hook 11a is not used.
- step S160 of FIG. 6 the control device 36 selects a priority hook as a hook to which the vibration control is applied. And the control apparatus 36 makes control processing transfer to step S200.
- control device 36 determines whether or not the wire length Ls (n) in the vertical direction of the sub-wire rope 16 is the smallest among the wire lengths in the vertical direction of the other wire ropes.
- step S185 when the wire length Ls (n) in the vertical direction of the sub wire rope 16 is the shortest among the wire lengths in the vertical direction of the other wire ropes (“YES” in step S185), the control device 36 The control process proceeds to step S190.
- step S185 when the wire length Ls (n) in the vertical direction of the sub-wire rope 16 is not the smallest among the wire lengths in the vertical direction of other wire ropes ("NO" in step S185), the control device 36 performs control. The process proceeds to step S195.
- control device 36 selects the sub-hook 11a as an unused hook (that is, a hook to which the vibration suppression control is applied). And the control apparatus 36 makes control processing transfer to step S200.
- control device 36 selects a priority hook as a hook to which the vibration suppression control is applied. And the control apparatus 36 makes control processing transfer to step S200.
- the control device 36 starts the vibration suppression control process A by the notch filter F (n). And the control apparatus 36 makes control processing transfer to step S210 (refer FIG. 7). When the vibration suppression control process A by the notch filter F (n) is completed, the control device 36 shifts the control process to step S110 (see FIG. 6).
- FIG. 7 is a flowchart of the vibration suppression control process A by the notch filter F (n).
- the control device 36 sets the vertical of a wire rope (hereinafter referred to as a target wire rope) that suspends a hook selected as a hook to which vibration suppression control is applied (hereinafter referred to as a target hook). Based on the wire length in the direction (hereinafter, referred to as the wire length in the vertical direction of the target wire rope), the resonance frequency ⁇ (n) of the target wire rope is calculated. And the control apparatus 36 makes control processing transfer to step S220.
- a target wire rope that suspends a hook selected as a hook to which vibration suppression control is applied
- step S210 when the target hook is the main hook 10a, the target wire rope is the main wire rope 14, and the wire length in the vertical direction of the target wire rope is the wire length Lm (n) in the vertical direction of the main wire rope 14. is there.
- the target hook is the sub-hook 11a in step S210
- the target wire rope is the sub-wire rope 16
- the wire length in the vertical direction of the target wire rope is the wire length Ls (n) in the vertical direction of the sub-wire rope 16. It is.
- step S220 in FIG. 7 the control device 36 calculates the notch width coefficient ⁇ , the notch depth coefficient ⁇ , and the center frequency coefficient ⁇ n corresponding to the resonance frequency ⁇ (n) calculated according to the operating state of the crane 1 and the like.
- the notch filter F (n) is generated by applying to the transfer function H (s) of the notch filter F (n) (see equation (2)). And the control apparatus 36 makes control processing transfer to step S230.
- control device 36 performs filtering by the notch filter F (n) on the generated control signal C (n) to generate a filtering control signal Cd (n). And the control apparatus 36 makes control processing transfer to step S240.
- the control device 36 transmits the generated filtering control signal Cd (n) to the operation valve corresponding to the operation tool.
- the control device 36 controls the actuators (for example, the swing hydraulic motor 8, the telescopic hydraulic cylinder, and the undulating hydraulic cylinder 12) based on the filtering control signal Cd (n).
- control device 36 corresponds to an example of a control unit that controls the actuator based on the second control signal. And the control apparatus 36 complete
- FIG. 8 is a flowchart of processing carried out after shifting from the connection symbol B in FIG.
- the control device 36 determines whether or not the weight Ws applied to the sub hook 11a is equal to or greater than the reference value Wv.
- Step 165 when the weight Ws applied to the sub hook 11a is equal to or larger than the reference value Wv (“YES” in Step S165), the control device 36 shifts the control process to Step S170.
- step S165 when the weight Ws applied to the sub hook 11a is equal to or larger than the reference value Wv, the sub hook 11a is used.
- step S165 when the weight Ws applied to the sub hook 11a is not equal to or larger than the reference value Wv in step S165 (“NO” in step S165), the control device 36 shifts the control process to step S180.
- step S165 when the weight Ws applied to the sub hook 11a is not equal to or greater than the reference value Wv, the sub hook 11a is not used.
- the control device 36 determines whether or not the wire length Lm (n) in the vertical direction of the main wire rope 14 is the shortest among the wire lengths in the vertical direction of the other wire ropes.
- step S170 when the wire length Lm (n) in the vertical direction of the main wire rope 14 is the shortest among the wire lengths in the vertical direction of the other wire ropes (“YES” in step S170), the control device 36 The control process proceeds to step S175.
- step S170 when the wire length Lm (n) in the vertical direction of the main wire rope 14 is not the smallest among the wire lengths in the vertical direction of the other wire ropes in step S170 (“NO” in step S170), the control device 36 Then, the control process is shifted to step S180.
- step S175 of FIG. 8 the control device 36 selects the main hook 10a as an unused hook (that is, a hook to which vibration suppression control is applied). Then, the control device 36 shifts the control process from the connection symbol C in FIG. 6 to step S200 (see FIG. 6).
- step S180 in FIG. 8 the control device 36 selects a priority hook as a hook to which the vibration suppression control is applied. Then, the control device 36 shifts the control process from the connection symbol C in FIG. 6 to step S200 (see FIG. 6).
- the crane 1 automatically selects hooks based on the weights Wm and Ws of the load W applied to each hook, and also automatically selects hooks that have a small wire length in the vertical direction and are difficult to suppress vibration by manual operation.
- the vibration damping control according to the operating state of the crane 1 etc. is implemented. Thereby, an unused hook among a plurality of hooks can convey the load W without contacting the wire rope corresponding to the used hook, the boom 9 or the like by vibration.
- the control device 36 detects an unused hook based on the wire length in the vertical direction of the wire rope.
- the difference L (n) (see FIG. 5) between the wire length Lm (n) in the vertical direction of the main wire rope 14 and the wire length Ls (n) in the vertical direction of the sub-wire rope 16 is greater than or equal to the reference value Ld
- Manual vibration suppression control becomes difficult. Therefore, in the case of the present embodiment, the crane 1 automatically selects an unused hook on the condition that the difference L (n) is equal to or greater than the reference value Ld, and performs vibration suppression control on the selected unused hook.
- the reference value Ld may be a value that is arbitrarily set as a value for determining whether manual vibration suppression control is possible.
- the control device 36 determines that the difference L (n) between the wire length Lm (n) in the vertical direction of the main wire rope 14 and the wire length Ls (n) in the vertical direction of the sub wire rope 16 is
- the reference value Ld is equal to or greater than the reference value Ld
- a hook corresponding to a wire rope having a minimum wire length in the vertical direction among the plurality of wire ropes is defined as an unused hook.
- the crane 1 can suppress vibration at the resonance frequency ⁇ (n) of the unused hook.
- the reference value Ld corresponds to an example of a length threshold value.
- step S110, step S120, and step S130 in FIG. 9 is the same as the vibration suppression control according to the first embodiment described above.
- the control device 36 acquires (calculates) the wire length Lm (n) in the vertical direction of the main wire rope 14.
- step S140 the control device 36 acquires (calculates) the wire length Ls (n) in the vertical direction of the sub-wire rope 16.
- the acquisition method (calculation method) of the wire length Lm (n) in the vertical direction and the wire length Ls (n) in the vertical direction is as described above.
- step S140 the control device 36 may acquire the weight Wm applied to the main hook 10a and the weight Ws applied to the sub hook 11a from the weight sensor 27. And the control apparatus 36 makes control processing transfer to step S310.
- step S310 in FIG. 9 the control device 36 determines that the difference L (n) between the wire length Lm (n) in the vertical direction of the main wire rope 14 and the wire length Ls (n) in the vertical direction of the sub wire rope 16 is obtained. It is determined whether or not the reference value is Ld or more (
- step S310 When the difference L (n) between the wire length Lm (n) in the vertical direction of the main wire rope 14 and the wire length Ls (n) in the vertical direction of the sub wire rope 16 is greater than or equal to the reference value Ld in step S310 ( When “YES” in step S310), the control device 36 shifts the control process to step S320.
- control device 36 shifts the control process to step S340.
- control device 36 determines whether or not the wire length Lm (n) in the vertical direction of the main wire rope 14 is the smallest among the wire lengths in the vertical direction of the other wire ropes.
- step S320 when the wire length Lm (n) in the vertical direction of the main wire rope 14 is the smallest among the wire lengths in the vertical direction of the other wire ropes (“YES” in step S320), the control device 36 Then, the control process is shifted to step S330.
- step S320 when the wire length Lm (n) in the vertical direction of the main wire rope 14 is not the smallest among the wire lengths in the vertical direction of the other wire ropes ("NO" in step S320), the control device 36. Shifts the control process to step S350.
- step S320 if the wire length Lm (n) in the vertical direction of the main wire rope 14 is not the smallest of the wire lengths in the vertical direction of the other wire ropes, the vertical direction of the sub-wire rope 16 Is the shortest wire length in the vertical direction of other wire ropes.
- step S330 of FIG. 9 the control device 36 selects the main hook 10a as a non-use hook (that is, a hook to which vibration suppression control is applied). And the control apparatus 36 makes control processing transfer to step S200.
- step S350 of FIG. 9 the control device 36 selects the sub hook 11a as a non-use hook (a hook to which the vibration suppression control is applied). And the control apparatus 36 makes control processing transfer to step S200.
- step S340 the control device 36 selects a priority hook as a hook to which the vibration suppression control is applied. And the control apparatus 36 makes control processing transfer to step S200.
- the crane 1 has a different wire length in the vertical direction when the difference in wire length in the vertical direction between the wire ropes suspending the hooks is equal to or greater than the reference value Ld.
- the smallest hook among the wire lengths in the vertical direction of the wire rope is automatically selected as the target hook.
- the damping control according to the operating state etc. of the crane 1 is implemented with respect to the object hook. Thereby, vibration of an unused hook among a plurality of hooks is controlled. As a result, when the luggage W is transported, contact between the unused hook and the wire rope and / or boom 9 that suspends the used hook due to vibration of the unused hook is prevented.
- the control device 36 detects an unused hook based on the detection value of the weight sensor 27.
- step S110, step S120, and step S130 in FIG. 10 is the same as the vibration suppression control according to the first embodiment described above.
- the control device 36 acquires the weight Wm applied to the main hook 10a and the weight Ws applied to the sub hook 11a from the weight sensor 27.
- the control device 36 may acquire (calculate) the wire length Lm (n) in the vertical direction of the main wire rope 14.
- the control device 36 may acquire (calculate) the wire length Ls (n) in the vertical direction of the sub-wire rope 16. And the control apparatus 36 makes control processing transfer to step S410.
- step S410 in FIG. 10 the control device 36 determines whether or not the weight Wm applied to the main hook 10a is greater than or equal to the reference value Wv.
- step S410 when the weight Wm applied to the main hook 10a is greater than or equal to the reference value Wv (“YES” in step S410), the control device 36 shifts the control process to step S420.
- the weight Wm applied to the main hook 10a is greater than or equal to the reference value Wv, the main hook 10a is being used.
- step S410 when the weight Wm applied to the main hook 10a is not equal to or greater than the reference value Wv in step S410 ("NO" in step S410), the control device 36 shifts the control process to step S440.
- the weight Wm applied to the main hook 10a is not equal to or greater than the reference value Wv, the main hook 10a is not used for the main hook 10a.
- control device 36 determines whether or not the weight Ws applied to the sub hook 11a is equal to or greater than the reference value Wv.
- step S420 when the weight Ws applied to the sub hook 11a is equal to or greater than the reference value Wv (“YES” in step S420), the control device 36 shifts the control process to step S430.
- step S420 when the weight Ws applied to the sub hook 11a is equal to or larger than the reference value Wv, the sub hook 11a is used.
- step S420 when the weight Ws applied to the sub hook 11a is not equal to or larger than the reference value Wv in step S420 (“NO” in step S420), the control device 36 shifts the control process to step S470.
- step S420 when the weight Ws applied to the sub hook 11a is not equal to or greater than the reference value Wv, the sub hook 11a is not used.
- step S430 of FIG. 10 the control device 36 selects a priority hook as a hook to which the vibration suppression control is applied. And the control apparatus 36 makes control processing transfer to step S200.
- step S470 of FIG. 10 the control device 36 selects the sub hook 11a as a non-use hook (that is, a hook to which vibration suppression control is applied). And the control apparatus 36 makes control processing transfer to step S200.
- control device 36 determines whether or not the weight Ws applied to the sub hook 11a is equal to or greater than the reference value Wv.
- step S440 when the weight Ws applied to the sub hook 11a is equal to or greater than the reference value Wv (“YES” in step S440), the control device 36 shifts the control process to step S450.
- step S440 when the weight Ws applied to the sub hook 11a is equal to or larger than the reference value Wv, the sub hook 11a is used.
- step S440 when the weight Ws applied to the sub hook 11a is not equal to or greater than the reference value Wv in step S440 (“NO” in step S440), the control device 36 shifts the control process to step S460.
- step S440 when the weight Ws applied to the sub hook 11a is not equal to or greater than the reference value Wv, the sub hook 11a is not used.
- step S450 of FIG. 10 the control device 36 selects the main hook 10a as a non-use hook (that is, a hook to which vibration suppression control is applied). And the control apparatus 36 makes control processing transfer to step S200.
- step S460 of FIG. 10 the control device 36 selects a priority hook as a hook to which the vibration suppression control is applied. And the control apparatus 36 makes control processing transfer to step S200.
- the crane 1 automatically selects a non-use hook (target hook) based on the weights Wm and Ws of the load W applied to each hook. And the damping control according to the operating state etc. of the crane 1 is implemented with respect to the object hook. Further, when the unused hook cannot be selected, the crane 1 preferentially applies the vibration damping control to the predetermined priority hook. That is, the crane 1 selectively applies the vibration suppression control to any one of the plurality of hooks. This prevents contact between the unused hook and the wire rope and / or boom 9 that suspends the used hook due to the vibration of the unused hook during conveyance of the luggage W.
- the above-described embodiments may be implemented in appropriate combination within the technically consistent range.
- the crane 1 attenuates the resonance frequency ⁇ (n) of the control signal C (n) by the notch filter F (n). What is necessary is just to attenuate specific frequencies, such as a low-pass filter, a high-pass filter, and a band stop filter.
- the crane 1 may be configured not to apply the notch filter F (n) when selection of the priority hook is selected.
- the means by which the control device 36 determines the unused hook is not limited to the above-described means.
- a hook designated by a worker using designation means provided on the crane 1 may be detected as an unused hook.
- This designation means may be the above-described priority hook selection switch 24.
- control device 36 may determine a non-use hook, for example, based on imaging data of a camera provided on the crane 1 (specifically, the tip of the boom 9). Such a camera may be provided so that the main hook 10a and the sub hook 11a can be imaged simultaneously.
- control device 36 may detect a non-use hook based on information acquired from various detection devices provided in the crane 1.
Landscapes
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Abstract
クレーンは、少なくともブームを含む被操作機能部と、被操作機能部を操作するための操作入力を受け付ける操作部と、被操作機能部を駆動するアクチュエータと、操作入力に基づいてアクチュエータの第一制御信号を生成する生成部と、複数のワイヤロープと、ブームの先端部から複数のワイヤロープのそれぞれに吊られた複数のフックと、複数のフックのうち、荷物を吊っていない不使用フックを検出するフック検出部と、複数のワイヤロープのうち、検出された不使用フックを吊るワイヤロープに関する共振周波数を算出する算出部と、共振周波数に基づいてフィルタを生成し、フィルタを用いて第一制御信号をフィルタリングすることにより第二制御信号を生成するフィルタ部と、第二制御信号に基づいて、アクチュエータを制御する制御部と、を備える。
Description
本発明は、クレーンに関する。
従来、クレーンにおいて、搬送中の荷物には、振動が発生している。このような振動は、搬送時に加わる加速度を起振力としてワイヤロープの先端に吊り下げられている荷物を質点とする単振り子、又は、フック部分を支点とする二重振り子としての振動が発生している。
又、ブームを備えるクレーンによって搬送される荷物には、単振り子又は二重振り子による振動に加えてブームやワイヤロープ等のクレーンを構成している構造物のたわみによる振動が発生している。
ワイヤロープに吊り下げられた荷物は、単振り子又は二重振り子の共振周波数で振動するとともに、ブームの起伏方向の固有振動数や旋回方向の固有振動数、及び/又は、ワイヤロープの伸びによる伸縮振動時の固有周波数等で振動しながら搬送される。
このようなクレーンにおいて、操縦者は、荷物を所定の位置に安定的に下ろすために、操作具による手動操作によってブームを旋回させたり起伏させたりして荷物の振動を打ち消す操作を行う必要があった。このため、クレーンの搬送効率は、搬送時に発生する振動の大きさやクレーン操縦者の熟練度に影響される。
そこで、クレーンのアクチュエータの搬送指令(制御信号)から荷物の共振周波数の周波数成分を減衰させることで荷物の振動を抑制して搬送効率を向上させるクレーンが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載のクレーン装置は、ワイヤロープの振れの回転中心から荷物の重心までの距離であるロープ長(吊り下げ長さ)から共振周波数を算出する。つまり、上記クレーン装置は、荷物を吊っているフック(使用フック)に関する共振周波数を算出する。そして、上記クレーン装置は、上記制御信号からこの共振周波数付近の成分をフィルタ部によって除去することにより、フィルタリング制御信号を生成する。
上述のクレーン装置は、荷物の搬送時において、上記フィルタリング制御信号に基づいてブームの動作を制御することにより、荷物の揺れを抑制する。
ところで、上述の特許文献1に記載されたクレーンの場合、荷物の搬送時において、荷物を吊っていないフック(不使用フック)の振動に起因して、この不使用フックが、使用フックを吊っているワイヤロープ、及び/又は、ブームに接触する可能性がある。
本発明の目的は、搬送時において、不使用フックの振動を低減できるクレーンを提供することである。
本発明に係るクレーンの一態様は、少なくともブームを含む被操作機能部と、被操作機能部を操作するための操作入力を受け付ける操作部と、被操作機能部を駆動するアクチュエータと、操作入力に基づいてアクチュエータの第一制御信号を生成する生成部と、複数のワイヤロープと、ブームの先端部から複数のワイヤロープのそれぞれに吊られた複数のフックと、複数のフックのうち、荷物を吊っていない不使用フックを検出するフック検出部と、複数のワイヤロープのうち、検出された不使用フックを吊るワイヤロープに関する共振周波数を算出する算出部と、共振周波数に基づいてフィルタを生成し、フィルタを用いて第一制御信号をフィルタリングすることにより第二制御信号を生成するフィルタ部と、第二制御信号に基づいて、アクチュエータを制御する制御部と、を備える。
本発明によれば、搬送時において、使用していないフックの振動を低減できる。
以下に、図1及び図2を用いて、本発明の第一実施形態に係るクレーン1について説明する。尚、本実施形態においては、クレーンは、移動式クレーン(ラフテレーンクレーン)である。ただし、クレーンは、トラッククレーン等の種々のクレーンでもよい。
図1に示すように、クレーン1は、不特定の場所に移動可能な移動式クレーンである。クレーン1は、車両2及びクレーン装置6を有する。
車両2は、クレーン装置6を搬送するものである。車両2は、複数の車輪3を有し、エンジン4を動力源として走行する。車両2は、アウトリガ5を有する。アウトリガ5は、張り出しビームと、ジャッキシリンダと、を有する。張り出しビームは、油圧によって車両2の幅方向に伸縮可能である。
ジャッキシリンダは、張り出しビームの先端部に固定され、地面に垂直な方向に伸縮可能である。車両2は、アウトリガ5を車両2の幅方向に伸縮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の作業可能範囲を広げることができる。
クレーン装置6は、ワイヤロープによって、荷物Wを吊り上げる。クレーン装置6は、旋回台7、ブーム9、ジブ9a、メインフックブロック10、サブフックブロック11、起伏用油圧シリンダ12、メインウインチ13、メインワイヤロープ14、サブウインチ15、サブワイヤロープ16、及び、キャビン17等を有する。
旋回台7は、車両2に対してクレーン装置6を旋回可能に支持している。旋回台7は、円環状の軸受を介して車両2のフレーム上に設けられている。旋回台7は、円環状の軸受の中心を回転中心として回転する。旋回台7は、油圧式の旋回用油圧モータ8を有する。旋回台7は、旋回用油圧モータ8によって第一向又は第二方向に旋回する。ブーム9を駆動する油圧モータ及び油圧シリンダは、アクチュエータの一例に該当する。具体的には、旋回用油圧モータ8は、アクチュエータの一例に該当する。
旋回用油圧モータ8は、電磁比例切換弁である旋回用バルブ31(図2参照)によって回転操作される。旋回用バルブ31は、旋回用油圧モータ8に供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。つまり、旋回台7は、旋回用バルブ31によって回転操作される旋回用油圧モータ8を介して任意の旋回速度に制御される。旋回台7は、旋回台7の旋回位置(角度)と旋回速度とを検出する旋回用センサ25(図2参照)を有する。
ブーム9は、荷物Wを吊り上げ可能な状態にワイヤロープを支持する。ブーム9は、複数のブーム部材から構成されている。ブーム9は、伸縮用油圧シリンダ(不図示)で各ブーム部材を移動させることにより軸方向に伸縮する。ブーム9のベースブーム部材の基端は、旋回台7の略中央に揺動可能に支持されている。伸縮用油圧シリンダは、アクチュエータの一例に該当する。
伸縮用油圧シリンダは、電磁比例切換弁である伸縮用バルブ32(図2参照)によって伸縮操作される。伸縮用バルブ32は、伸縮用油圧シリンダに供給される作動油の流量を任意の流量に制御する。
つまり、ブーム9は、伸縮用バルブ32によって任意のブーム長さに制御される。ブーム9は、伸縮用センサ26と、重量センサ27(図2参照)と、を有する。ブーム9は、被操作機能部の一例に該当する。被操作機能部は、少なくともブーム9を含むと捉えてよい。
伸縮用センサ26は、ブーム9の長さを検出する。重量センサ27は、メインフック10aに加わる荷物W等の重量Wmを検出する。又、重量センサ27は、サブフック11aに加わる荷物W等の重量Wsを検出する。重量センサ27は、吊り下げ荷重検出部の一例に該当する。
ジブ9aは、クレーン装置6の揚程や作業半径を拡大するためのものである。ジブ9aは、ブーム9のベースブーム部材に設けられたジブ支持部によってベースブーム部材に沿った姿勢で保持されている。ジブ9aの基端は、トップブーム部材のジブ支持部に連結可能に構成されている。
メインフックブロック10とサブフックブロック11とは、荷物Wを吊る吊具である。メインフックブロック10には、メインワイヤロープ14が巻き掛けられる複数のフックシーブと、荷物Wを吊るメインフック10aとが設けられている。
サブフックブロック11には、荷物Wを吊るサブフック11aが設けられている。メインフックブロック10の重量は、フックシーブ及びメインフック10aを含む重量と捉えてよい。又、サブフックブロック11の重量は、サブフック11aを含む重量と捉えてよい。
起伏用油圧シリンダ12は、ブーム9を起立及び倒伏させ、ブーム9の姿勢を保持する。起伏用油圧シリンダ12は、シリンダ部と、ロッド部と、を有する。シリンダ部の端部は、旋回台7に揺動自在に連結されている。ロッド部の端部は、ブーム9のベースブーム部材に揺動自在に連結されている。起伏用油圧シリンダ12は、アクチュエータの一例に該当する。
起伏用油圧シリンダ12は、電磁比例切換弁である起伏用バルブ33(図2参照)によって伸縮操作される。起伏用バルブ33は、起伏用油圧シリンダ12に供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。つまり、ブーム9は、起伏用バルブ33によって任意の起伏速度に制御される。ブーム9には、ブーム9の起伏角度を検出する起伏用センサ28(図2参照)が設けられている。
メインウインチ13とサブウインチ15とは、メインワイヤロープ14とサブワイヤロープ16との繰り入れ(巻き上げ)及び繰り出し(巻き下げ)を行う。メインウインチ13は、メインワイヤロープ14が巻きつけられるメインドラムと、メインドラムを回転駆動するメイン用油圧モータ(不図示)と、を有する。メイン用油圧モータは、アクチュエータの一例に該当する。
サブウインチ15は、サブワイヤロープ16が巻きつけられるサブドラムと、このサブドラムを回転駆動するサブ用油圧モータ(不図示)と、を有する。サブ用油圧モータは、アクチュエータの一例に該当する。
メイン用油圧モータは、電磁比例切換弁であるメイン用バルブ34(図2参照)によって回転操作される。メイン用バルブ34は、メイン用油圧モータに供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。
つまり、メインウインチ13は、メイン用バルブ34によって任意の繰り入れ及び繰り出し速度に制御される。同様に、サブウインチ15は、電磁比例切換弁であるサブ用バルブ35(図2参照)によって任意の繰り入れ及び繰り出し速度に制御される。
メインウインチ13には、メイン繰出量検出センサ29が設けられている。同様に、サブウインチ15には、サブ繰出量検出センサ30が設けられている。メインウインチ13及びサブウインチ15は、被操作機能部の一例に該当する。
メイン繰出量検出センサ29は、メインウインチ13から繰り出されたメインワイヤロープ14の繰り出し量Lma(n)を検出する。メイン繰出量検出センサ29が検出する繰り出し量Lma(n)は、メインウインチ13から繰り出されたメインワイヤロープ14の長さと捉えてよい。
サブ繰出量検出センサ30は、サブウインチ15から繰り出されたサブワイヤロープ16の繰り出し量Lsa(n)を検出する。サブ繰出量検出センサ30が検出する繰り出し量Lsa(n)は、サブウインチ15から繰り出されたサブワイヤロープ16の長さと捉えてよい。
キャビン17は、操縦席を覆っている。キャビン17は、旋回台7に搭載されている。キャビン17は、操縦席(不図示)を有する。操縦席には、車両2を走行操作するための操作具やクレーン装置6を操作するための操作具が設けられている。
クレーン装置6を操作するための操作具は、例えば、旋回操作具18、起伏操作具19、伸縮操作具20、メインドラム操作具21、サブドラム操作具22、揺れ抑制スイッチ23、及び、優先フック選択スイッチ24等である(図2参照)。
操作具のうち、ブーム9を操作するための操作入力を受け付ける装具は、操作部の一例に該当する。具体的には、旋回操作具18、起伏操作具19、及び、伸縮操作具20は、操作部の一例に該当する。又、操作具のうち、メインウインチ13を操作するためのメインドラム操作具21、及び、サブウインチ15を操作するためのサブドラム操作具22は、操作部の一例に該当する。このような操作部は、被操作機能部を操作するための操作入力を受け付ける。
旋回操作具18は、旋回用バルブ31を操作することで旋回用油圧モータ8を制御する。起伏操作具19は、起伏用バルブ33を操作することで起伏用油圧シリンダ12を制御する。伸縮操作具20は、伸縮用バルブ32を操作することで伸縮用油圧シリンダを制御する。
メインドラム操作具21は、メイン用バルブ34を操作することでメイン用油圧モータを制御する。サブドラム操作具22は、サブ用バルブ35を操作することでサブ用油圧モータを制御する。
揺れ抑制スイッチ23は、不使用フックについて制振制御を実施するか否かを選択する際に使用される。揺れ抑制スイッチ23は、ON状態において、自動的に不使用フックを決定してよい。揺れ抑制スイッチ23は、ON状態において、決定した不使用フックに対して制振制御を実施してよい。尚、以下の説明において、荷物Wを吊っているフックを使用フックと称する。又、荷物Wを吊っていないフックを不使用フックと称する。
優先フック選択スイッチ24は、優先的に制振制御を適用するフックを選択する際に使用される。作業者は、優先フック選択スイッチ24を操作することにより、メインフックとサブフックとのうち、優先するフック(以下、優先フックと称する。)を選択する。尚、優先フック選択スイッチ24は、省略されてもよい。
制御装置36は、不使用フックが決定できない場合、優先フックに対して制振制御を実施してよい。尚、作業者は、優先フック選択スイッチ24を使用して、予め優先フックとして不使用フックを選択してよい。
このように構成されるクレーン1は、車両2を走行させることで任意の位置にクレーン装置6を移動させることができる。又、クレーン1は、起伏操作具19の操作によってブーム9の起伏角度を変更するとともに、伸縮操作具20の操作によってブーム9の長さを変更することによりクレーン装置6の揚程及び作業半径を変更できる。
又、クレーン1は、使用フックの高さを変更するためのドラム操作具(メインドラム操作具21又はサブドラム操作具22)を操作することにより荷物Wを釣り上げた状態で、旋回操作具18の操作により旋回台7を旋回させることで、荷物Wを搬送する。
図2に示すように、制御装置36は、各操作弁を介してクレーン1のアクチュエータを制御する。制御装置36は、制御信号生成部36a、共振周波数算出部36b、及び、フィルタ部36cを有する。制御信号生成部36aは、生成部の一例に該当する。
制御装置36は、キャビン17内に設けられている。制御装置36は、実体的には、CPU、ROM、RAM、及び、HDD等がバスで接続される構成であってよい。又、制御装置36は、ワンチップのLSI等からなる構成であってもよい。
制御装置36には、制御信号生成部36a、共振周波数算出部36b、及び、フィルタ部36cの動作を制御するために種々のプログラムやデータが格納されていてよい。
制御信号生成部36aは、制御装置36の一部であり、各アクチュエータの速度指令である制御信号を生成する。制御信号生成部36aは、旋回操作具18、起伏操作具19、伸縮操作具20、メインドラム操作具21、及び/又は、サブドラム操作具22等から各操作具の操作量(操作に関する情報とも称する。)を取得する。
制御信号生成部36aは、旋回用センサ25、伸縮用センサ26、重量センサ27、及び/又は、起伏用センサ28から旋回台7の旋回位置、ブーム長さ、起伏角度、及び/又は、荷物Wの重量Wm、Ws等のクレーン1の状態に関する情報を取得する。
制御信号生成部36aは、取得したクレーン1の操作に関する情報、及び/又は、クレーン1の状態に関する情報に基づいて旋回操作具18の制御信号C(1)を生成する。又、制御信号生成部36aは、取得した操作に関する情報、及び/又は、クレーン1の状態に関する情報に基づいて、各操作具18~22の制御信号C(2)~C(5)を生成する。以下、制御信号C(1)~C(5)を、まとめて制御信号C(n)と称する。尚、nは、制御信号生成部36aが生成した制御信号により制御される操作具の数と捉えてよい。制御信号生成部36aにより生成される制御信号C(n)は、第一制御信号の一例に該当する。
又、制御信号生成部36aは、揺れ抑制スイッチ23からの信号を取得してよい。制御信号生成部36aは、不使用フックを選択して制振制御を開始する。更に、制御信号生成部36aは、優先フック選択スイッチ24から取得した信号に基づいて、メインフック10aとサブフック11aとのうち優先的に制振制御を適用する優先フックを選択する。
共振周波数算出部36bは、制御装置36の一部であり、メインワイヤロープ14及び/又はサブワイヤロープ16に吊り下げられた荷物Wを単振り子として、荷物Wの揺れの共振周波数ω(n)を算出するものである。共振周波数算出部36bは、算出部の一例に該当する。
共振周波数算出部36bは、メインワイヤロープ14に吊り下げられたメインフック10aを単振り子として、メインフック10aの揺れの共振周波数ω(n)を算出してよい。又、共振周波数算出部36bは、サブワイヤロープ16に吊り下げられたサブフック11aを単振り子として、サブフック11aの揺れの共振周波数ω(n)を算出してよい。共振周波数算出部36bは、共振周波数ω(n)の算出に必要な情報を、制御装置36を構成する各エレメントから取得すると捉えてよい。
共振周波数算出部36bは、制御信号生成部36aからブーム9の起伏角度を取得してよい。共振周波数算出部36bは、メイン繰出量検出センサ29からメインワイヤロープ14の繰り出し量Lma(n)を取得してよい。
又、共振周波数算出部36bは、サブ繰出量検出センサ30からサブワイヤロープ16の繰り出し量Lsa(n)を取得してよい。又、共振周波数算出部36bは、メインフックブロック10を使用している場合、安全装置(不図示)からメインフックブロック10の掛け数を取得してよい。
更に、共振周波数算出部36bは、フックシーブ(メインフックシーブとも称する。)からメインワイヤロープ14が離間する位置からメインフックブロック10までのメインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)(図5参照)を算出してよい。共振周波数算出部36bは、ワイヤ長算出部の一例に該当すると捉えてよい。
共振周波数算出部36bは、メイン繰出量検出センサ29から取得した繰り出し量Lma(n)に基づいて、鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)を算出してよい。具体的には、鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)は、繰り出し量Lma(n)をメインフックブロック10のワイヤ掛け数(本実施形態の場合、2本)で除した値と捉えてよい。
鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)は、メインフックシーブとメインフックブロック10との鉛直方向における距離に等しいメインワイヤロープ14の長さと捉えてもよい。
又、共振周波数算出部36bは、フックシーブ(サブフックシーブとも称する。)からサブワイヤロープ16が離間する位置からサブフックブロック11までのサブワイヤロープ16の鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)(図5参照)を算出してよい。
共振周波数算出部36bは、サブ繰出量検出センサ30から取得した繰り出し量Lsa(n)に基づいて、鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)を算出してよい。本実施形態の場合、サブフックブロックのワイヤ掛け数が1本であるため、鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)は、繰り出し量Lsa(n)に等しい。
鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)は、サブフックシーブとサブフックブロック11との鉛直方向における距離に等しいサブワイヤロープ16の長さと捉えてもよい。
更に、共振周波数算出部36bは、メインワイヤロープ14に関する共振周波数ω(n)=√(g/L(n))・・・(1)を算出してよい。共振周波数算出部36bは、重力加速度gとメインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)とに基づいて、共振周波数ω(n)=√(g/Lm(n))を算出してよい。
又、共振周波数算出部36bは、サブワイヤロープ16に関する共振周波数ω(n)=√(g/L(n))・・・(1)を算出してよい。共振周波数算出部36bは、重力加速度gとサブワイヤロープ16の鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)とに基づいて、共振周波数ω(n)=√(g/Ls(n))を算出してよい。
フィルタ部36cは、制御装置36の一部であり、制御信号C(1)・C(2)・・C(n)の特定の周波数領域を減衰させるノッチフィルタF(1)・F(2)・・F(n)を生成する(以下、単にまとめて「ノッチフィルタF(n)」と記し、nは任意の数とする)。フィルタ部36cは、制御信号C(n)に対して、生成したノッチフィルタF(n)によりフィルタリングする。
フィルタ部36cは、制御信号生成部36aから旋回台7の旋回位置、ブーム長さ、起伏角度、荷物Wの重量Wm、Ws、制御信号C(1)、及び、制御信号C(2)・・制御信号C(n)、を取得する。更に、フィルタ部36cは、共振周波数算出部36bから、共振周波数ω(n)を取得する。
フィルタ部36cは、取得した旋回台7の旋回位置、ブーム長さ、起伏角度、及び、荷物Wの重量Wm、Ws等のクレーン1の作動状態に関する情報に基づいて、ノッチフィルタF(n)を構成する伝達関数H(s)(下記式(2)参照)の中心周波数係数ωn、ノッチ幅係数ζ、及び、ノッチ深さ係数δを算出する。
フィルタ部36cは、制御信号C(n)のそれぞれに対応したノッチ幅係数ζとノッチ深さ係数δとを算出する。フィルタ部36cは、取得した共振周波数ω(n)を中心周波数ωc(n)として、対応する中心周波数係数ωnを算出する。本実施形態において、フィルタ部36cは、制御信号C(n)に対応する中心周波数係数ωn、ノッチ幅係数ζ、及び、ノッチ深さ係数δを算出して伝達関数H(s)に適応する。
フィルタ部36cは、制御信号C(1)にノッチフィルタF(1)を適用して制御信号C(1)から共振周波数ω(1)を基準として任意の周波数範囲の周波数成分を任意の割合で減衰させたフィルタリング制御信号Cd(1)を生成する。
同様にして、フィルタ部36cは、制御信号C(2)にノッチフィルタF(2)を適用してフィルタリング制御信号Cd(2)を生成する。つまり、フィルタ部36cは、制御信号C(n)にノッチフィルタF(n)を適用して制御信号C(n)から共振周波数ω(n)を基準として任意の周波数範囲の周波数成分を任意の割合で減衰させたフィルタリング制御信号Cd(n)を生成する(以下、単にまとめて「フィルタリング制御信号Cd(n)」と記し、nは任意の数とする)。フィルタ部36cにより生成されるフィルタリング制御信号Cd(n)は、第二制御信号の一例に該当する。
フィルタ部36cは、旋回用バルブ31、伸縮用バルブ32、起伏用バルブ33、メイン用バルブ34、及び、サブ用バルブ35のうち対応する操作バルブにフィルタリング制御信号Cd(n)を伝達する。
つまり、制御装置36は、各操作バルブを介してアクチュエータである旋回用油圧モータ8、起伏用油圧シリンダ12、メイン用油圧モータ(不図示)、及び、サブ用油圧モータ(不図示)を制御する。
制御信号生成部36aは、旋回操作具18、起伏操作具19、伸縮操作具20、メインドラム操作具21及び、サブドラム操作具22に接続されている。制御信号生成部36aは、旋回操作具18、起伏操作具19、メインドラム操作具21、及び、サブドラム操作具22のそれぞれの操作量を取得する。
更に、制御信号生成部36aは、旋回用センサ25、伸縮用センサ26、重量センサ27、及び、起伏用センサ28に接続されている。制御信号生成部36aは、旋回台7の旋回位置、ブーム長さ、起伏角度、及び、荷物Wの重量Wm、Wsを取得する。
制御信号生成部36aは、揺れ抑制スイッチ23と優先フック選択スイッチ24とに接続されている、制御信号生成部36aは、揺れ抑制スイッチ23及び優先フック選択スイッチ24から信号を取得する。
又、制御信号生成部36aは、共振周波数算出部36bに接続されている。制御信号生成部36aは、共振周波数算出部36bからメインワイヤロープ14の繰り出し量Lma(n)を取得する。
又、制御信号生成部36aは、共振周波数算出部36bからサブワイヤロープ16の繰り出し量Lsa(n)を取得する。又、制御信号生成部36aは、共振周波数算出部36bから共振周波数ω(n)を取得する。
共振周波数算出部36bは、制御信号生成部36aに接続されている。共振周波数算出部36bは、揺れ抑制スイッチ23と優先フック選択スイッチ24とから信号を取得する。更に、共振周波数算出部36bは、メイン繰出量検出センサ29、サブ繰出量検出センサ30、及び、安全装置(不図示)に接続されている。共振周波数算出部36bは、メインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)とサブワイヤロープ16の鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)を算出する。
フィルタ部36cは、制御信号生成部36aに接続されている。フィルタ部36cは、旋回台7の旋回位置、ブーム長さ、起伏角度、荷物Wの重量Wm、Ws、及び、制御信号C(n)を取得する。更に、フィルタ部36cは、共振周波数算出部36bに接続されている。フィルタ部36cは、共振周波数算出部36bから共振周波数ω(n)を取得する。
更に、フィルタ部36cは、旋回用バルブ31、伸縮用バルブ32、起伏用バルブ33、メイン用バルブ34、及び、サブ用バルブ35に接続されている。フィルタ部36cは、旋回用バルブ31、起伏用バルブ33、メイン用バルブ34、及び、サブ用バルブ35に対応するフィルタリング制御信号Cd(n)を伝達する。
ここで、図3及び図4を用いてノッチフィルタF(n)について説明する。ノッチフィルタF(n)は、任意の周波数を中心として制御信号C(n)に急峻な減衰を与えるフィルタである。
図3に示すように、ノッチフィルタF(n)は、任意の中心周波数ωc(n)を中心とする任意の周波数範囲であるノッチ幅Bnの周波数成分を、中心周波数ωc(n)における任意の周波数の減衰割合であるノッチ深さDnで減衰させる周波数特性を有するフィルタである。つまり、ノッチフィルタF(n)の周波数特性は、中心周波数ωc(n)、ノッチ幅Bn、及び、ノッチ深さDnにより定まる。
ノッチフィルタF(n)は、以下の式(2)に示す伝達関数H(s)を有する。
式(2)においてωnはノッチフィルタF(n)の中心周波数ωc(n)に対応する中心周波数係数ωnである。ζは、ノッチ幅Bnに対応するノッチ幅係数ζである。δは、ノッチ深さDnに対応するノッチ深さ係数δである。
ノッチフィルタF(n)は、中心周波数係数ωnが変更されることでノッチフィルタF(n)の中心周波数ωc(n)が変更される。又、ノッチフィルタF(n)は、ノッチ幅係数ζが変更されることでノッチ幅Bnが変更される。又、ノッチフィルタF(n)は、ノッチ深さ係数δが変更されることでノッチフィルタF(n)のノッチ深さDnが変更される。
尚、ノッチフィルタF(n)は、ノッチ幅係数ζとノッチ深さ係数δとから決定される荷振れ低減率Pnfによってその特性が表される。荷振れ低減率Pnfは、ノッチフィルタF(n)の伝達関数H(s)におけるノッチ幅係数ζ及びノッチ深さ係数δから定まる割合である。
このように構成される制御装置36は、制御信号生成部36aにおいて、旋回操作具18、起伏操作具19、メインドラム操作具21、及び、サブドラム操作具22の操作量に基づいて各操作具に対応した制御信号C(n)を生成する。
制御装置36は、共振周波数算出部36bにおいて、メイン繰出量検出センサ29から取得したメインワイヤロープ14の繰り出し量Lma(n)に基づいて、メインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)を算出する。又、制御装置36は、共振周波数算出部36bにおいて、サブ繰出量検出センサ30から取得したサブワイヤロープ16の繰り出し量Lsa(n)に基づいて、サブワイヤロープ16の鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)を算出する。
制御装置36は、共振周波数算出部36bにおいて、重力加速度g及びメインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)に基づいて、メインワイヤロープ14に関する、共振周波数ω(n)を算出する。又、制御装置36は、共振周波数算出部36bにおいて、重力加速度g及びサブワイヤロープ16の鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)に基づいて、サブワイヤロープ16に関する共振周波数ω(n)を算出する。
更に、制御装置36は、フィルタ部36cにおいて、制御信号C(n)、旋回台7の旋回位置、ブーム9のブーム長さ、起伏角度、及び、荷物Wの重量Wm、Wsに基づいて、制御信号C(n)に対応するノッチ幅係数ζ及びノッチ深さ係数δを算出する。又、制御装置36は、共振周波数算出部36bにおいて算出された共振周波数ω(n)をノッチフィルタF(n)の基準となる中心周波数ωc(n)として、対応する中心周波数係数ωnを算出する。
図4に示すように、制御装置36は、フィルタ部36cにおいて、ノッチ幅係数ζ、ノッチ深さ係数δ、及び、中心周波数係数ωnを適用したノッチフィルタF(n)を制御信号C(n)に適用してフィルタリング制御信号Cd(n)を生成する。
フィルタ部36cは、旋回用バルブ31、伸縮用バルブ32、起伏用バルブ33、メイン用バルブ34、及び、サブ用バルブ35のうち対応する操作バルブにフィルタリング制御信号Cd(n)を伝達し、アクチュエータである旋回用油圧モータ8、起伏用油圧シリンダ12、メイン用油圧モータ(不図示)、及び、サブ用油圧モータを制御する。
次に、クレーン1における不使用フックの制振制御について説明する。不使用フックの制振制御は、制振制御の対象として複数のフックから不使用フックを自動的に検出し、その不使用フックに対して制振制御を行う。
以下の各実施形態において、制御装置36は、不使用フックの制振制御において、メインフック10a及びサブフック11aのうちの何れか一方のフックを不使用のフックとして選択する。つまり、制御装置36は、不使用フックを選択するフック検出部を有すると捉えてよい。又、制御装置36は、ノッチ深さ係数δ及びノッチ幅係数ζをクレーン1の作動状態等に応じた任意の値に設定する。
図5~図8を用いて、制振制御の第一実施形態について説明する。制御装置36は、重量センサ27(図2参照)の検出値とワイヤロープの鉛直方向におけるワイヤ長とに基づいて荷物Wが吊り下げられていない不使用フックを検出する。
基準値Wvは、任意に定められる荷重であり、フックが使用されているとみなす基準の値として用いられる。基準値Wvは、荷重のばらつきによって不使用フックの制振制御が不安定にならないような値であると好ましい。基準値Wvは、荷重閾値の一例に該当する。
制御装置36は、メインフック10aとサブフック11aとのうち、重量センサ27(図2参照)の検出値が基準値Wv以下のフックを検出する。
更に、制御装置36は、検出したフックを吊り下げているワイヤロープの鉛直方向におけるワイヤ長が他のワイヤロープの鉛直方向におけるワイヤ長のなかで最小である場合、そのフックを不使用フックとする。
制御装置36は、不使用フックのワイヤロープの鉛直方向におけるワイヤ長から不使用フックの共振周波数ω(n)を算出する。制御装置36は、算出した共振周波数ω(n)を中心周波数ωc(n)とするノッチフィルタF(n)を算出する。
制御装置36は、旋回操作具18、起伏操作具19、伸縮操作具20、メインドラム操作具21、及び、サブドラム操作具22のうちの一の操作具(以下、単に「対象操作具」と記す)が操作されると、対象操作具の操作に基づいて生成された制御信号C(n)を取得する。制御装置36は、取得した制御信号C(n)に対してノッチフィルタF(n)によるフィルタリングを施し、フィルタリング制御信号Cd(n)を生成する。
更に、制御装置36は、フィルタリング制御信号Cd(n)に基づいて、対応するアクチュエータを制御する。これにより、クレーン1は、不使用フックの共振周波数ω(n)での振動が抑制される。その結果、荷物Wの搬送時において、不使用フックの振動に起因する、不使用フックと、使用フックのワイヤロープ及び/又はブーム9等との接触が防止される。
以下に、図6~図8を用いて、制御装置36による不使用フックの制振制御について具体的に説明する。以下の実施形態において、クレーン1は、一の操作具によって操作されているものとする。
図6のステップS110において、制御装置36は、優先フック選択スイッチ24の操作状態に基づいて、制振制御を優先して適用する優先フックを決定してよい。そして、制御装置36は、制御処理を、ステップS120に移行させる。
図6のステップS120において、制御装置36は、揺れ抑制スイッチ23がON状態か否か判定する。
揺れ抑制スイッチ23がON状態である場合(ステップS120において“YES”)、制御装置36は、制御処理をステップ130に移行させる。
一方、揺れ抑制スイッチ23がON状態でない場合(ステップS120において“NO”)、制御装置36は、制御処理をステップS110に移行させる。尚、ステップS120において、揺れ抑制スイッチ23がON状態でない場合、荷物Wを吊り下げているフック(本実施形態においてメインフック10a)の制振制御を開始してよい。つまり、本実施形態に係るクレーン1は、不使用フックの制振制御を実施する機能と、使用フックの制振制御を実施する機能と、を備えていると捉えてよい。
図6のステップS130において、制御装置36は、一の操作具の操作信号から制御信号C(n)を生成する。そして、制御装置36は、制御処理をステップS140に移行させる。
図6のステップS140において、制御装置36は、重量センサ27からメインフック10aに加わる重量Wmとサブフック11aに加わる重量Wsとを取得する。又、ステップS140において、制御装置36は、メインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)を取得する(算出する)。又、ステップ140において、制御装置36は、サブワイヤロープ16の鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)を取得する(算出する)。そして、制御装置36は、制御処理をステップS150に移行させる。
図6のステップS150において、制御装置36は、メインフック10aに加わる重量Wmが基準値Wv以上であるか否か判定する。
ステップS150において、メインフック10aに加わる重量Wmが基準値Wv以上である場合(ステップS150において“YES”)、制御装置36は、制御処理をステップS155に移行させる。メインフック10aに加わる重量Wmが基準値Wv以上である場合、荷物Wが吊り下げられるなどしてメインフック10aが使用されている。
一方、ステップS150において、メインフック10aに加わる重量Wmが基準値Wv以上でない場合(ステップS150において“NO”)、制御装置36は、制御処理をステップS165に移行させる(図6の接続記号Bから図8の接続記号B参照)。メインフック10aに加わる重量Wmが基準値Wv以上でない場合、メインフック10aには、荷物Wが吊り下げられていないため、メインフック10aは使用されていない。
図6のステップS155において、制御装置36は、サブフック11aに加わる重量Wsが基準値Wv以上であるか否か判定する。
ステップS155において、サブフック11aに加わる重量Wsが基準値Wv以上である場合(ステップS155において“YES”)、制御装置36は、制御処理をステップS160に移行させる。サブフック11aに加わる重量Wsが基準値Wv以上である場合、サブフック11aに荷物Wが吊り下げられているため、サブフック11aは使用されている。
ステップS155において、サブフック11aに加わる重量Wsが基準値Wv以上でない場合(ステップS155において“NO”)、制御装置36は、制御処理をステップS185に移行させる。ステップS155において、サブフック11aに加わる重量Wsが基準値Wv以上でない場合、サブフック11aに荷物Wが吊り下げられていないため、サブフック11aは使用されていない。
図6のステップS160において、制御装置36は、振制御を適用するフックとして優先フックを選択する。そして、制御装置36は、制御処理をステップS200に移行させる。
図6のステップS185において、制御装置36は、サブワイヤロープ16の鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)が他のワイヤロープの鉛直方向におけるワイヤ長のなかで最小であるか否か判定する。
ステップS185において、サブワイヤロープ16の鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)が他のワイヤロープの鉛直方向におけるワイヤ長のなかで最小である場合(ステップS185において“YES”)、制御装置36は、制御処理をステップS190に移行させる。
ステップS185において、サブワイヤロープ16の鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)が他のワイヤロープの鉛直方向におけるワイヤ長のなかで最小でない場合(ステップS185において“NO”)、制御装置36は、制御処理をステップS195に移行させる。
図6のステップS190において、制御装置36は、不使用フック(つまり、制振制御を適用するフック)としてサブフック11aを選択する。そして、制御装置36は、制御処理をステップS200に移行させる。
図6のステップS195において、制御装置36は、制振制御を適用するフックとして優先フックを選択する。そして、制御装置36は、制御処理をステップS200に移行させる。
図6のステップS200において、制御装置36は、ノッチフィルタF(n)による制振制御工程Aを開始する。そして、制御装置36は、制御処理をステップS210に移行させる(図7参照)。ノッチフィルタF(n)による制振制御工程Aが終了すると、制御装置36は、制御処理をステップS110に移行させる(図6参照)。
図7は、ノッチフィルタF(n)による制振制御工程Aのフローチャートである。図7のステップS210において、制御装置36は、制振制御を適用するフックとして選択したフック(以下、対象フックと称する。)を吊り下げているワイヤロープ(以下、対象ワイヤロープと称する)の鉛直方向におけるワイヤ長(以下、対象ワイヤロープの鉛直方向におけるワイヤ長と称する。)に基づいて、対象ワイヤロープの共振周波数ω(n)を算出する。そして、制御装置36は、制御処理をステップS220に移行させる。
ステップS210において、対象フックがメインフック10aの場合、対象ワイヤロープはメインワイヤロープ14であり、対象ワイヤロープの鉛直方向におけるワイヤ長は、メインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)である。
一方、ステップS210において、対象フックがサブフック11aの場合、対象ワイヤロープはサブワイヤロープ16であり、対象ワイヤロープの鉛直方向におけるワイヤ長は、サブワイヤロープ16の鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)である。
図7のステップS220において、制御装置36は、クレーン1の作動状態等に応じて算出したノッチ幅係数ζ、ノッチ深さ係数δ、及び、共振周波数ω(n)に対応する中心周波数係数ωnを、ノッチフィルタF(n)の伝達関数H(s)(式(2)参照)に当てはめてノッチフィルタF(n)を生成する。そして、制御装置36は、制御処理をステップS230に移行させる。
図7のステップS230において、制御装置36は、生成した制御信号C(n)に対してノッチフィルタF(n)によるフィルタリングを施して、フィルタリング制御信号Cd(n)を生成する。そして、制御装置36は、制御処理をステップS240に移行させる。
図7のステップS240において、制御装置36は、生成したフィルタリング制御信号Cd(n)を操作具に対応する操作弁に伝達する。このようにして、制御装置36は、フィルタリング制御信号Cd(n)に基づいて、アクチュエータ(例えば、旋回油圧モータ8、伸縮用油圧シリンダ、及び、起伏用油圧シリンダ12)を制御する。
つまり、制御装置36は、第二制御信号に基づいてアクチュエータを制御する制御部の一例に該当する。そして、制御装置36は、ノッチフィルタF(n)による制振制御工程Aを終了する。その後、制御装置36は、制御処理をステップS110に移行させる(図6参照)。
図8は、図6の接続記号Bから移行して実施される処理のフローチャートである。図8のステップS165において、制御装置36は、サブフック11aに加わる重量Wsが基準値Wv以上であるか否か判定する。
ステップ165において、サブフック11aに加わる重量Wsが基準値Wv以上である場合(ステップS165において“YES”)、制御装置36は、制御処理をステップS170に移行させる。ステップS165において、サブフック11aに加わる重量Wsが基準値Wv以上である場合、サブフック11aは、使用されている。
一方、ステップS165において、サブフック11aに加わる重量Wsが基準値Wv以上でない場合(ステップS165において“NO”)、制御装置36は、制御処理をステップS180に移行させる。ステップS165において、サブフック11aに加わる重量Wsが基準値Wv以上でない場合、サブフック11aは、使用されていない。
図8のステップS170において、制御装置36は、メインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)が、他のワイヤロープの鉛直方向におけるワイヤ長のなかで最小であるか否か判定する。
ステップS170において、メインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)が他のワイヤロープの鉛直方向におけるワイヤ長のなかで最小である場合(ステップS170において“YES”)、制御装置36は、制御処理をステップS175に移行させる。
一方、ステップS170において、メインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)が他のワイヤロープの鉛直方向におけるワイヤ長のなかで最小でない場合(ステップS170において“NO”)、制御装置36は、制御処理をステップS180に移行させる。
図8のステップS175において、制御装置36は、不使用フック(つまり、制振制御を適用するフック)としてメインフック10aを選択する。そして、制御装置36は、制御処理を、図6の接続記号CからステップS200に移行させる(図6参照)。
図8のステップS180において、制御装置36は、制振制御を適用するフックとして優先フックを選択する。そして、制御装置36は、制御処理を図6の接続記号CからステップS200に移行させる(図6参照)。
このように、クレーン1は、各フックに加わる荷物Wの重量Wm、Wsを基準としてフックを選択するだけでなく、鉛直方向におけるワイヤ長が小さく、手動操作では振動の抑制が難しいフックを自動的に選択してクレーン1の作動状態等に応じた制振制御が実施される。これにより、複数のフックのうち、不使用フックが、使用フックに対応するワイヤロープやブーム9等に振動によって接触することなく荷物Wを搬送できる。
次に、図5及び図9を用いて、クレーン1における不使用フックの制振制御の第二実施形態について説明する。
制御装置36は、ワイヤロープの鉛直方向におけるワイヤ長に基づいて不使用フックを検出する。メインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)とサブワイヤロープ16の鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)との差L(n)(図5参照)が基準値Ld以上であると、手動による制振制御が困難となる。そこで、本実施形態の場合、クレーン1は、上記差L(n)が基準値Ld以上であることを一つの条件として、不使用フックを自動選択し、選択した不使用フックに制振制御を行う。基準値Ldは、手動による制振制御の可否を判断する値として、任意に設定される値であってよい。
尚、以下の第二実施形態に係る制振制御の説明において、図1~図8を参照して説明した第一実施形態に係る制振制御と同様の制御処理については、詳細な説明は省略する。図9において、第一実施形態に係る制振制御と同様の制御処理に対しては、図6と同様の符号を付している。以下、第二実施形態に係る制振制御について、第一実施形態に係る制振制御と異なる点を中心に説明する。
図5に示すように、制御装置36は、メインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)とサブワイヤロープ16の鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)との差L(n)が、基準値Ld以上である場合に、複数のワイヤロープのうち、鉛直方向におけるワイヤ長が最小であるワイヤロープに対応するフックを不使用フックとする。そして、この不使用フックに対して制振制御を実施することにより、クレーン1は、不使用フックの共振周波数ω(n)における振動が抑制される。その結果、荷物Wの搬送時において、不使用フックの振動に起因する、不使用フックと、使用フックを吊っているワイヤロープ及び/又はブーム9等との接触が、防止される。基準値Ldは、長さ閾値の一例に該当する。
以下に、図9を用いて、第二実施形態に係る制御装置36による不使用フックの制振制御について具体的に説明する。クレーン1は、一の操作具によって操作されているものとする。
図9のステップS110、ステップS120、及び、ステップS130の制御処理は、既述の第一実施形態に係る制振制御と同様である。
図9のステップS140において、制御装置36は、メインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)を取得する(算出する)。又、ステップS140において、制御装置36は、サブワイヤロープ16の鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)を取得する(算出する)。鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)及び鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)の取得方法(算出方法)は、既述の通りである。又、ステップS140において、制御装置36は、重量センサ27からメインフック10aに加わる重量Wmとサブフック11aに加わる重量Wsとを取得してよい。そして、制御装置36は、制御処理をステップS310に移行させる。
図9のステップS310において、制御装置36は、メインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)と、サブワイヤロープ16の鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)との差L(n)が基準値Ld以上(|Lm(n)-Ls(n)|≧Ld)であるか否か判定する。
ステップS310において、メインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)とサブワイヤロープ16の鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)との差L(n)が、基準値Ld以上である場合(ステップS310において“YES”)、制御装置36は、制御処理をステップS320に移行させる。
一方、ステップS310において、メインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)とサブワイヤロープ16の鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)との差L(n)が、基準値Ld以上でない場合(ステップS310において“NO”)、制御装置36は、制御処理をステップS340に移行させる。
図9のステップS320において、制御装置36は、メインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)が、他のワイヤロープの鉛直方向におけるワイヤ長のなかで最小であるか否か判定する。
ステップS320において、メインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)が、他のワイヤロープの鉛直方向におけるワイヤ長のなかで最小である場合(ステップS320において“YES”)、制御装置36は、制御処理をステップS330に移行させる。
一方、ステップS320において、メインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)が、他のワイヤロープの鉛直方向におけるワイヤ長のなかで最小でない場合(ステップS320において“NO”)、制御装置36は、制御処理をステップS350に移行させる。
本実施形態の場合、ステップS320において、メインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)が、他のワイヤロープの鉛直方向におけるワイヤ長のなかで最小でない場合、サブワイヤロープ16の鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)が他のワイヤロープの鉛直方向におけるワイヤ長のなかで最小である。
図9のステップS330において、制御装置36は、不使用フック(つまり、制振制御を適用するフック)としてメインフック10aを選択する。そして、制御装置36は、制御処理をステップS200に移行させる。
図9のステップS350において、制御装置36は、不使用フック(制振制御を適用するフック)としてサブフック11aを選択する。そして、制御装置36は、制御処理をステップS200に移行させる。
ステップS340において、制御装置36は、制振制御を適用するフックとして優先フックを選択する。そして、制御装置36は、制御処理をステップS200に移行させる。
以上のように、本実施形態において、クレーン1は、各フックを吊り下げている各ワイヤロープ同士の鉛直方向におけるワイヤ長の差が、基準値Ld以上の場合に、鉛直方向におけるワイヤ長が他のワイヤロープの鉛直方向におけるワイヤ長のなかで最小のフックを、対象フックとして自動的に選択する。そして、対象フックに対して、クレーン1の作動状態等に応じた制振制御を実施する。これにより、複数のフックのうち、不使用フックの振動が抑制される。その結果、荷物Wの搬送時において、不使用フックの振動に起因する、不使用フックと、使用フックを吊っているワイヤロープ及び/又はブーム9等との接触が、防止される。
以下に、図5及び図10を用いて、クレーン1における不使用フックの制振制御の第三実施形態について説明する。本実施形態において、制御装置36は、重量センサ27の検出値によって不使用フックを検出する。
以下に、図10を用いて、第三実施形態に係る制御装置36による不使用フックの制振制御について具体的に説明する。クレーン1は、一の操作具によって操作されているものとする。
尚、以下の第三実施形態に係る制振制御の説明において、図1~図8を参照して説明した第一実施形態に係る制振制御と同様の制御処理については、詳細な説明は省略する。図10において、第一実施形態に係る制振制御と同様の制御処理に対しては、図6と同様の符号を付している。以下、第三実施形態に係る制振制御について、第一実施形態に係る制振制御と異なる点を中心に説明する。
図10のステップS110、ステップS120、及び、ステップS130の制御処理は、既述の第一実施形態に係る制振制御と同様である。
図10のステップS140において、制御装置36は、重量センサ27からメインフック10aに加わる重量Wmとサブフック11aに加わる重量Wsとを取得する。又、ステップS140において、制御装置36は、メインワイヤロープ14の鉛直方向におけるワイヤ長Lm(n)を取得してよい(算出してよい)。又、ステップS140において、制御装置36は、サブワイヤロープ16の鉛直方向におけるワイヤ長Ls(n)を取得してよい(算出してよい)。そして、制御装置36は、制御処理をステップS410に移行させる。
図10のステップS410において、制御装置36は、メインフック10aに加わる重量Wmが基準値Wv以上であるか否か判定する。
ステップS410において、メインフック10aに加わる重量Wmが基準値Wv以上である場合(ステップS410において“YES”)、制御装置36は制御処理をステップS420に移行させる。メインフック10aに加わる重量Wmが基準値Wv以上である場合、メインフック10aは、使用されている。
一方、ステップS410において、メインフック10aに加わる重量Wmが基準値Wv以上でない場合(ステップS410において“NO”)、制御装置36は、制御処理をステップS440に移行させる。メインフック10aに加わる重量Wmが基準値Wv以上でない場合、メインフック10aには、メインフック10aは、使用されていない。
図10のステップS420において、制御装置36は、サブフック11aに加わる重量Wsが基準値Wv以上であるか否か判定する。
ステップS420において、サブフック11aに加わる重量Wsが基準値Wv以上である場合(ステップS420において“YES”)、制御装置36は、制御処理をステップS430に移行させる。ステップS420において、サブフック11aに加わる重量Wsが基準値Wv以上である場合、サブフック11aは、使用されている。
一方、ステップS420において、サブフック11aに加わる重量Wsが基準値Wv以上でない場合(ステップS420において“NO”)、制御装置36は、制御処理をステップS470に移行させる。ステップS420において、サブフック11aに加わる重量Wsが基準値Wv以上でない場合、サブフック11aは、使用されていない。
図10のステップS430において、制御装置36は、制振制御を適用するフックとして優先フックを選択する。そして、制御装置36は、制御処理をステップS200に移行させる。
図10のステップS470において、制御装置36は、不使用フック(つまり、制振制御を適用するフック)としてサブフック11aを選択する。そして、制御装置36は、制御処理をステップS200に移行させる。
図10のステップS440において、制御装置36は、サブフック11aに加わる重量Wsが基準値Wv以上であるか否か判定する。
ステップS440において、サブフック11aに加わる重量Wsが基準値Wv以上である場合(ステップS440において“YES”)、制御装置36は、制御処理をステップS450に移行させる。ステップS440において、サブフック11aに加わる重量Wsが基準値Wv以上である場合、サブフック11aは、使用されている。
一方、ステップS440において、サブフック11aに加わる重量Wsが基準値Wv以上でない場合(ステップS440において“NO”)、制御装置36は、制御処理をステップS460に移行させる。ステップS440において、サブフック11aに加わる重量Wsが基準値Wv以上でない場合、サブフック11aは、使用されていない。
図10のステップS450において、制御装置36は、不使用フック(つまり、制振制御を適用するフック)としてメインフック10aを選択する。そして、制御装置36は、制御処理をステップS200に移行させる。
図10のステップS460において、制御装置36は、制振制御を適用するフックとして優先フックを選択する。そして、制御装置36は、制御処理をステップS200に移行させる。
以上のように、本実施形態において、クレーン1は、各フックに加わる荷物Wの重量Wm、Wsを基準として不使用フック(対象フック)を自動的に選択する。そして、対象フックに対して、クレーン1の作動状態等に応じた制振制御を実施する。又、クレーン1は、不使用フックを選択できない場合、予め決定されている優先フックに制振制御を優先的に適用する。つまり、クレーン1は、複数のフックのうちいずれかのフックに選択的に制振制御を適応する。これにより、荷物Wの搬送時において、不使用フックの振動に起因する、不使用フックと、使用フックを吊っているワイヤロープ及び/又はブーム9等との接触が、防止される。
尚、既述の各実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、適宜組み合わせて実施してよい。又、既述の各実施形態に係る不使用フックの制振制御において、クレーン1は、ノッチフィルタF(n)によって制御信号C(n)の共振周波数ω(n)を減衰させているが、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドストップフィルタ等の特定の周波数を減衰させるものであればよい。又、本実施形態に係る不使用フックの制振制御において、クレーン1は、優先フックを選択を選択した場合にノッチフィルタF(n)を適用しないように制御する構成でもよい。
又、制御装置36が、不使用フックを決定する手段は、上述の手段に限定されない。例えば、作業者が、クレーン1に設けられた指定手段を用いて指定したフックを、不使用フックとして検出してもよい。尚、この指定手段は、既述の優先フック選択スイッチ24であってもよい。
又、制御装置36は、例えば、クレーン1(具体的には、ブーム9の先端部)に設けられたカメラの撮像データに基づいて、不使用フックを決定してもよい。このようなカメラは、メインフック10a及びサブフック11aを同時に撮像できるように設けられてよい。その他、制御装置36は、クレーン1に設けられた種々の検出装置から取得した情報に基づいて、不使用フックを検出してよい。
上述の実施形態は、代表的な実施形態の例を示したに過ぎず、一実施形態の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。又、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示される。本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲に記載された発明と均等の関係にある発明も含まれる。
2018年3月16日出願の特願2018-050258の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
1 クレーン
11a サブフック
12 起伏用油圧シリンダ
13 メインウインチ
14 メインワイヤロープ
15 サブウインチ
16 サブワイヤロープ
17 キャビン
18 旋回操作具
19 起伏操作具
2 車両
20 伸縮操作具
21 メインドラム操作具
22 サブドラム操作具
23 揺れ抑制スイッチ
24 優先フック選択スイッチ
25 旋回用センサ
26 伸縮用センサ
27 重量センサ
28 起伏用センサ
29 メイン繰出量検出センサ
3 車輪
30 サブ繰出量検出センサ
31 旋回用バルブ
32 伸縮用バルブ
33 起伏用バルブ
34 メイン用バルブ
35 サブ用バルブ
36 制御装置
36a 制御信号生成部
36b 共振周波数算出部
36c フィルタ部
4 エンジン
5 アウトリガ
6 クレーン装置
7 旋回台
8 旋回用油圧モータ
9 ブーム
9a ジブ
11a サブフック
12 起伏用油圧シリンダ
13 メインウインチ
14 メインワイヤロープ
15 サブウインチ
16 サブワイヤロープ
17 キャビン
18 旋回操作具
19 起伏操作具
2 車両
20 伸縮操作具
21 メインドラム操作具
22 サブドラム操作具
23 揺れ抑制スイッチ
24 優先フック選択スイッチ
25 旋回用センサ
26 伸縮用センサ
27 重量センサ
28 起伏用センサ
29 メイン繰出量検出センサ
3 車輪
30 サブ繰出量検出センサ
31 旋回用バルブ
32 伸縮用バルブ
33 起伏用バルブ
34 メイン用バルブ
35 サブ用バルブ
36 制御装置
36a 制御信号生成部
36b 共振周波数算出部
36c フィルタ部
4 エンジン
5 アウトリガ
6 クレーン装置
7 旋回台
8 旋回用油圧モータ
9 ブーム
9a ジブ
Claims (10)
- 少なくともブームを含む被操作機能部と、
前記被操作機能部を操作するための操作入力を受け付ける操作部と、
前記被操作機能部を駆動するアクチュエータと、
前記操作入力に基づいて前記アクチュエータの第一制御信号を生成する生成部と、
複数のワイヤロープと、
前記ブームの先端部から前記複数のワイヤロープのそれぞれに吊られた複数のフックと、
前記複数のフックのうち、荷物を吊っていない不使用フックを検出するフック検出部と、
前記複数のワイヤロープのうち、検出された前記不使用フックを吊るワイヤロープに関する共振周波数を算出する算出部と、
前記共振周波数に基づいてフィルタを生成し、前記フィルタを用いて前記第一制御信号をフィルタリングすることにより第二制御信号を生成するフィルタ部と、
前記第二制御信号に基づいて、前記アクチュエータを制御する制御部と、を備える、
クレーン。 - 前記複数のフックに作用する荷重を検出する荷重検出部を、更に備え、
前記フック検出部は、検出された前記荷重に基づいて前記不使用フックを検出する、請求項1に記載のクレーン。 - 前記フック検出部は、前記複数のフックのうち、検出された前記荷重が最も小さい前記フックを、前記不使用フックとする、請求項2に記載のクレーン。
- 前記複数のワイヤロープそれぞれの、前記ブームの先端部から垂れ下がった部分の鉛直方向における長さを算出するワイヤ長算出部を、更に備え、
前記フック検出部は、前記複数のフックのうち、検出された前記荷重が荷重閾値以下であり、且つ、前記鉛直方向における長さが最も短い前記ワイヤロープに吊られている前記フックを、前記不使用フックとする請求項1に記載のクレーン。 - 前記複数のワイヤロープそれぞれの、前記ブームの先端部から垂れ下がった部分の鉛直方向における長さを算出するワイヤ長算出部を、更に備え、
前記フック検出部は、算出された前記鉛直方向における長さに基づいて、前記不使用フックを検出する、請求項1に記載にクレーン。 - 前記フック検出部は、前記複数のワイヤロープのうち、前記鉛直方向における長さが最も短い前記ワイヤロープに吊られた前記フックを、前記不使用フックとする、請求項5に記載のクレーン。
- 前記フック検出部は、前記複数のワイヤロープのうち、前記鉛直方向における長さが最も長い前記ワイヤロープである第一ワイヤロープの前記鉛直方向における長さと、前記複数のワイヤロープのうち、前記鉛直方向における長さが最も短い前記ワイヤロープである第二ワイヤロープの前記鉛直方向における長さとの差が、長さ閾値以上の場合に、前記第二ワイヤロープに吊られている前記フックを、前記不使用フックとする、請求項5に記載のクレーン。
- 前記アクチュエータは、前記ブームを伸縮させるための伸縮用アクチュエータ、前記ブームを起伏させるための起伏用アクチュエータ、及び、前記ブームを旋回させるための旋回用アクチュエータのうちの少なくとも一つのアクチュエータを含む、請求項1~7の何れか一項に記載のクレーン。
- 前記被操作機能部は、前記複数のワイヤロープそれぞれに対応して設けられ、対応する前記ワイヤロープの繰り出し及び繰り入れを行う複数のウインチを含み、
前記アクチェエータは、前記複数のウインチに対応して設けられ、対応する前記ウインチを駆動する複数のウインチ用アクチュエータを含む、請求項1~8の何れか一項に記載のクレーン。 - 前記フィルタは、前記共振周波数を基準として所定の周波数範囲の周波数成分を所定の割合で、前記第一制御信号から減衰させる機能を有する、請求項1~9の何れか一項に記載のクレーン。
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