阅读说明：本技术 起重机 (Crane with a movable crane ) 是由 小田井正树 家重孝二 及川裕吾 井上智博 高桥弘树 于 2018-01-19 设计创作，主要内容包括：本发明包括：由自行驶机构输送的吊运车；搭载于吊运车的提升电动机；安装于提升电动机的提升卷筒；安装于提升卷筒的绳；安装于绳的挂钩；和用于确定吊运车的输送速度的控制部,控制部基于规定位置与吊挂于挂钩的悬挂负荷的重心位置之间的重心距离来确定吊运车的输送速度。(The invention comprises the following steps: a trolley transported by the self-propelled mechanism; a lifting motor mounted on the trolley; a hoist drum mounted to the hoist motor; a rope mounted to the hoist drum; a hook mounted on the rope; and a control unit for determining a transport speed of the trolley, wherein the control unit determines the transport speed of the trolley based on a barycentric distance between the predetermined position and a barycentric position of a suspension load suspended from the hook.)

起重机

技术领域

本发明涉及一种起重机。

背景技术

在起重机中，为了安全且高效地进行悬挂负荷输送，要求降低输送时的重物振荡。作为用于减低重物振荡的技术，已知一种将由绳悬吊的悬挂负荷视作振子，基于该振子的振荡即重物振荡的模型来控制输送速度的重物振荡抑制控制技术。

该重物振荡抑制控制多分为前馈控制和反馈控制。前馈控制即通过基于重物振荡的模型决定输送速度指令来抑制重物振荡的方法。

反馈控制是实时地检测或者推算重物振荡并进行反馈以决定输送速度指令，从而抑制重物振荡的方法。另外，在2自由度重物振荡抑制控制中，一并进行前馈控制和反馈控制。

反馈控制一般而言能够应对重物振荡模型的误差，不过与前馈控制相比响应慢。前馈控制一般而言与反馈控制相比响应快，不过不能应对重物振荡模型的误差。即，如果能求取精度高的重物振荡模型，则能够实现响应快且精度高的重物振荡抑制，在2自由度控制中也能够提高其重物振荡抑制的效果。

此处，重物振荡模型中，为了推算振子的振荡周期，需要从振荡的支点至振子重心的长度即振子长度。一般而言，作为该振子长度，使用从提升卷筒至钩的绳长度。然而，悬挂负荷悬吊在钩下，因此振子长度与绳长度不同。作为高精度地求取该振子长度的技术，有专利文献1和专利文献2。

在专利文献1中记载了如下技术：利用在置有悬挂负荷的地面配置的载重传感器检测悬挂负荷离开地面，根据吊运车的地面高度和离开地面时的绳长度，求取从钩下部至悬挂负荷下端的距离。

在专利文献2中记载了如下技术：无悬挂负荷的情况下将振子长度作为绳长度，有悬挂负荷的情况下根据预先求出的修正值和绳长度来求取振子长度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-209067公报

专利文献2：日本特开平2000-177985公报

发明内容

发明要解决的技术问题

依照专利文献1中记载的技术，能够将从提升卷筒至悬挂负荷下端的距离规定为振子长度。由此，与将绳长度作为振子长度的情况相比，能够实现高精度的重物振荡抑制。然而，悬挂负荷的重心与悬挂负荷下端的位置不同，因此重物振荡模型具有误差，存在残留重物振荡的可能性。

依照专利文献2中记载的技术，使用预先求出的悬挂负荷的重心位置来修正振子长度。由此，与将绳长度作为振子长度的情况相比，能够实现高精度的重物振荡抑制。然而，由于仅根据悬挂负荷的有无来改变修正值，因此不能够应对多种多样的悬挂负荷。

本发明的目的在于在起重机中降低重物振荡。

用于解决技术问题的技术手段

本发明的一方式的起重机的特征在于，包括：由自行驶机构输送的吊运车；搭载于所述吊运车的提升电动机；安装于所述提升电动机的提升卷筒；安装于所述提升卷筒的绳；安装于所述绳的钩；和用于确定所述吊运车的输送速度的控制部，所述控制部基于规定位置与吊挂于所述钩的悬挂负荷的重心位置之间的重心距离，来确定所述吊运车的输送速度。

发明效果

依照本发明的一方式，能够在起重机中降低重物振荡。

附图说明

图1是起重机的概略图的例。

图2是表示振子的参数的概略图的例。

图3是表示可输入的参数的一例的概略图。

图4是具有标记的起重机的概略图的例。

图5是表示重心距离输入部的概略图的例。

图6是表示重心距离输入部的概略图的另一例。

图7是表示振子长度与绳长度、重心距离的关系的例的概略图。

图8是表示起重机的另一例的概略图。

具体实施方式

以下，使用附图对实施例进行说明。

【实施例1】

本发明主要涉及输送由绳吊起的重物的起重机，尤其涉及基于重物振荡的模型决定输送速度来抑制输送时的重物振荡的起重机。此外，同样也能够适用于输送悬挂负荷的起重机。

图1是概略地表示实施例中的起重机的结构的一例的图。

在图1中，作为输送对象的悬挂负荷30通过钩索20(钩绳)吊挂于钩131。钩131通过绳13吊挂于提升卷筒1122。此处，悬挂负荷30也可以为不通过钩索20而直接吊挂于钩131的结构。

提升卷筒1122由提升轴1123与提升电动机112及提升编码器1121连结在一起，配置在吊运车11。由此，通过提升电动机112旋转，将绳13上引或者下引，悬挂负荷30能够在图中z方向输送。该z方向的输送被称为提升。

横行轮1111经由横行轴1112与横行电动机111连结，配置在吊运车11。另外，通过横行电动机111的旋转，横行轮1111在梁15上旋转，以能够产生驱动力的方式配置。由此，通过横行电动机111旋转，吊运车11和悬挂负荷30能够沿梁在图中x方向输送。

该x方向的输送被称为横行。

输送操作部141设置在操作终端14，能够由操作者输入横行、提升或者这两者的指令即输送操作信号。所输入的输送操作信号通过通信部143被通信发送到控制部12。

重心距离输入部142设置在操作终端14，能够由操作者输入后述的认定重心距离h(みなし重心距離)。被输入的认定重心距离h经由通信部143被通信发送到控制部12。认定重心距离h是由操作者输入的规定的重心距离。

此处，重心距离输入部142无需与输送操作部141设置于相同的操作终端14，也可以设置于各自不同的操作终端14。

控制部12基于输送操作信号和认定重心距离h生成输送速度指令，驱动横行电动机111、提升电动机112或者这两者。由此，根据操作者的输送操作，悬挂负荷30能够横行，被提升。同样，悬挂负荷30能够在提升后横行，或者能够在横行中提升、在提升中横行。

此外，悬挂负荷30和钩索20是输送对象，不是起重机10的构成要素。另外，悬挂悬挂负荷30所使用的保持件(治具)不限于钩索20，或者也可以没有。

图8是表示起重机10的其他例的概略图。

在图8中，梁15经由行驶装置16与行驶梁18连接。行驶装置16通过行驶电动机161旋转而使梁15沿行驶梁18在图中y方向移动。由此，与梁15连接的吊运车11和吊挂于钩131的悬挂负荷30(参照图1)能够在图中y方向输送。该y方向的输送被称为行驶。

被输入到操作终端14所具有的输送操作部141(参照图1)的输送操作信号中，除了横行/提升的指令信号之外，还有行驶的指令信号。被输入的输送操作信号中至少行驶指令信号经由通信部143(参照图1)被通信发送到行驶控制部17。

另外，被输入到重心距离输入部142(参照图1)的认定重心距离h经由通信部143被发送到控制部12以及行驶控制部17。行驶控制部17基于输送操作信号和认定重心距离h至少生成行驶所涉及的所述输送速度指令，驱动行驶电动机161。由此，根据操作者的输送操作，能够使悬挂负荷30(参照图1)横行/被提升以及行驶。

此外，此处，以在控制部12中生成横行、提升的所述输送速度指令，在行驶控制部17中生成行驶的输送速度指令的方式进行了说明，不过不限于这样的构成。

例如，也可以在控制部12中生成横行、行驶、提升的输送速度指令，将生成的所述输送速度指令中至少行驶所涉及的指令从控制部12发送到行驶控制部17，行驶控制部17基于接收到的输送速度指令来驱动行驶电动机161。该情况下，输送操作信号和认定重心距离h被至少发送到控制部12即可，不一定必须发送到行驶控制部17。

图2是概略地表示实施例中的振子的参数的一例的图。

在图2中，悬挂负荷30、钩索20、钩131和绳13在起重机10中构成振子。

由于在横行或者行驶时施加到吊运车11的加速度，以提升卷筒1122为支点而使悬挂负荷30产生重物振荡。此时，所述振子的共振频率即重物振荡频率Fr为式1。在数1中，g为重力加速度，振子长度L为从图2(a)所示的支点至悬挂负荷重心301的距离。

式1

输送速度指令中不存在重物振荡频率Fr的成分时，不会激发重物振荡。因此，例如，将仅由比重物振荡频率Fr小的频率构成的输送速度指令，通过将包含重物振荡频率Fr的频带滤除的频带截止滤波器进行整形。由此，通过从输送速度指令中抑制重物振荡频率Fr的成分，能够抑制重物振荡。

因此，在控制部12中为了生成能够抑制重物振荡的输送速度指令，需要高精度地确定重物振荡频率Fr。当重力加速度g在起重机10的使用环境下一定时，为了高精度地确定重物振荡频率，需要高精度地确定振子长度L。

此处，如图2(a)所示，所述振子长度L是绳长度L0与重心距离H相加而得的值。所述绳长度L0在绳13具有卷筒1122或者滑轮的情况下为从离开滑轮的位置即支点至钩131下部的距离。即，为从绳13的上部的位置至钩131下部的距离。将该绳长度L0称为第一距离。

绳长度L0能够根据由提升编码器1121观测到的从提升卷筒1122引出的绳13的长度和钩131的长度来确定。

重心距离H是从钩131下部至悬挂负荷重心301的距离，在悬挂负荷30、钩索20为各种各样的情况下难以确定该重心距离H，因此利用其他实施例对确定方法的例子进行说明。

此处，对钩131的下部的一例进行说明。其是钩131与吊挂于钩131的钩索20的接触面。即。不是钩131的底面，而是钩索20的支点意味着钩131的下部。这是因为重心距离H是从钩索20的支点至悬挂负荷的重心的距离。另外，将该重心距离H称为第二距离。此外，根据钩索20的粗细程度，也存在钩131的下部不为钩131与钩索20的接触面的情况。这是因为，重心距离H是从钩索20的支点至悬挂负荷的重心的距离，所以接触面不是支点的缘故。

绳长度L0若能够被正确地测量则是唯一的值，不过也可以将由编码器1121测量出的值的误差或操作者测量出的值作为绳长度L0输入来进行后述的运算。即，绳长度L0也可以为实测值中包含着补偿(オフセット)的值。不限于此，将认定振子长度l确定为去除绳长度L0与认定重心距离h重复的部分而相加所得的值。

此处，重心距离H若能够被正确地测量则是唯一的值。因此，将操作者测量出或者推算出的值作为认定重心距离h输入。认定重心距离h越接近重心距离H，越能够提高重物振荡的精度。

将上述的绳长度L0和重心距离h相加而得的值为认定振子长度l(みなし振子長さ)。认定振子长度l也可以为绳长度L0的实测值和重心距离h包含补偿的值。

此处，参照图7，对因悬挂负荷30、钩索20导致的重心距离H的不同进行说明。

图7是表示悬挂负荷30及钩索20与重心距离H的关系的概略图的例。当比较图7(a)和图7(b)时，即使是相同的悬挂负荷30，所述重心距离H也会因使用的钩索20而变化。

另外，当比较图7(b)和图7(c)时，因悬挂负荷30的重物姿态而使重心距离H变化。这样一来，重心距离H因悬挂负荷30的重物姿态或所使用的钩索20而变化。因此，不能够仅通过起重机10可确定的绳长度L0来确定振子长度L。

此处，在图2中，对起重机10的操作者推算悬挂负荷重心301的位置的方法进行说明。即，图2(b)所示的钩131下部与操作者推算出的悬挂负荷30的重心位置即认定悬挂负荷重心302的距离，也就是认定重心距离h，能够由操作者确定或者实测。因此，设置能够输入认定重心距离h的重心距离输入部142。

利用由重心距离输入部142输入的认定重心距离h和绳长度L0，根据式2来确定振子长度L的推算值即认定振子长度l。即，即使在根据输送操作指令对悬挂负荷30进行了提升的情况下，也能够确定认定振子长度l。

式2

1＝L0+h

使用确定出的认定振子长度l，根据式3能够推算重物振荡频率Fr的推算值即认定重物振荡频率fr。

式3

当该认定重物振荡频率fr高精度地根据重物振荡频率Fr推算出时，如上所述，例如，通过从输送速度指令中抑制并去除认定重物振荡频率fr的成分，能够抑制重物振荡。

此处，认定振子长度l是基于悬挂负荷30的推算出的重心位置即认定悬挂负荷重心302而被推算出来的，因此与振子长度L相比存在误差。不过，可以明了：与使用绳长度L0作为认定振子长度l的情况或者使用从支点至悬挂负荷30下端的长度作为认定振子长度l的情况相比较，认定悬挂负荷重心302处于悬挂负荷30的所占范围。因此，认定振子长度l能够高精度地认定振子长度L，提高抑制重物振荡的效果。

此处，起重机10也可以具有判断所输入的认定重心距离h的恰当性并通知操作者的功能。例如，在对认定重心距离h输入了负的距离的情况下，或者求出的所述认定振子长度l为比预先输入的提升卷筒1122的距地面(图3中40)的高度即支点高度(图3中K)大的距离的情况下等，能够判断认定重心302不处于悬挂负荷30的所占范围，通知操作者。

图3是表示由另一重心距离输入部142可输入的参数的一例的图。

对重心距离输入部142的输入不限于认定重心距离h，例如，作为认定重心距离，也可以输入认定振子长度l。此情况下，能够根据所输入的认定振子长度l和绳长度L0来求取认定重心距离h。

另外，例如，也可以将认定重心302距地面40的高度即认定重心高度i作为认定重心距离输入到重心距离输入部142。该情况下，使用所输入的认定重心302的高度i和支点高度K，根据式4来求取认定重心距离h。

式4

h＝K-L0-i

另外，对重心距离输入部142的输入可以输入认定重心距离h和能够计算认定重心距离h的距离(例如，认定振子长度、认定重心高度i)相对于规定的距离的比例。规定的距离为能够正确地确定的距离，例如，所述绳长度L0、支点高度K、钩131下部的距地面40的高度(K－L0)等即可。使用所输入的比例和规定的距离，能够计算出认定重心距离h。

另外，例如，在实施例中，绳长度L0和认定重心距离h以钩131下部为基准而被分开，不过不限于此。例如，在设基准位置位于从钩下部隔开规定的距离的位置的情况下，根据基准位置与认定悬挂负荷重心302的距离以及绳长度L0，能够计算出认定振子长度l和认定重心距离h。例如，在设基准位置为钩131的上部的情况下，根据钩131的长度、绳长度L0、认定重心距离h，能够计算出认定振子长度l。

图4是概略地表示辅助操作者输入的标记的一例的图。

起重机10也可以具有用于辅助对重心距离输入部142的输入的标记132。例如，重心距离输入部142构成为基于标记132间的距离或者标记132的个数来输入所述认定重心距离h。由此，能够降低因操作者的个体差异所导致的认定重心距离h的精度偏差。

另外，在将标记的数量、位置作为认定重心距离h的情况，与测量重心距离H的情况相比，能够使得操作者简便地输入值，升降机的运用效率提高。另一方面，与将标记的数量、位置作为认定重心距离h相比，在将实测的重心距离H作为认定重心距离h输入的情况下，容易降低重物振荡。

标记132能够通过例如将绳13、钩131按一定间隔着色等来实现。即，为与绳13不同的颜色。另外，可以使绳13整体为本色(地色)，在标记131上着色与绳13的本色不同的颜色。也可以将绳13全体着色，一部分为本色作为标记132。另外，也可以不限于着色，而为不同的形状。

也可以在输入部142设置显示部，显示所输入的重心距离。另外，输入部142的输入器件可以为触摸板、按键、电位计(电位器)。

按键可以设置加法按钮，减法按钮，由此能够进行设定来输入操作者能够目视看到的数量，从而容易使用操作者的标记来确定重心距离h和进行输入作业。

另外，电位计(电位器)也可以为值阶梯状地变化的器件。该情况下，若标记的数量与电位计的层阶为相对应的关系，则容易输入。通过在电位器周边表示标记的数量，能够容易地输入标记的数量。

此处，起重机不限于上述实施例。例如，通信部143可以不是无线通信而是有线通信。另外，例如，重心距离输入部142也可以设置于与输送操作部141不同的其他操作终端14。另外，例如，对重心距离输入部142的输入也可以由与操作者不同的输入者进行。

此处，认定重心距离h是指由操作者测量或者确定而被输入到输入机构的值或者将所输入的值通过运算或者修正来确定的重心距离的推算值。因此，认定重心距离不意味着重心距离H唯一的严格的值，而意味着重心距离H的推算值。其他的认定振子长度l、认定重心高度i、认定悬挂负荷重心等也是同样的。而且，也可以设定在操作者没有输入认定重心距离h的情况等下可使用的认定重心距离h的规定值。由此，基于更多使用的悬挂负荷条件设定了重心距离h的规定值，因此在操作者没有输入认定重心距离h的情况下，也能够提高振子长度L的推算精度，能够降低重物振荡。

【实施例2】

图5是表示重心距离输入部142的其他结构的一例的图。

在图5中，重心距离输入部142包括相机1421、显示输入部1422和运算部1423。显示输入部1422显示操作者利用相机1421获得的图像。运算部1423基于图像来运算认定重心距离h。运算出的认定重心距离h经由通信部143被发送到控制部12，用于决定所述输送速度指令。

在图5中，绳(拍摄图像)13a、钩(拍摄图像)131a、标记(钩，拍摄图像)132a、标记(拍摄图像)132b、钩索(拍摄图像)20a和悬挂负荷(拍摄图像)30a是显示输入部1422所显示的所述图像。

例如，运算部1423通过图像处理确定悬挂负荷(拍摄图像)30a，由此能够推算所述图像内的认定悬挂负荷重心(运算结果)302a。使用仅来自一方向的所述图像的情况下，当使例如悬挂负荷30的密度、进深均匀时能够推算认定悬挂负荷重心(运算结果)302a。若使用来自多方向的图像，推算的认定悬挂负荷重心(运算结果)302a的精度变高。

另外，重心距离输入部142也可以具有辅助由运算部1423进行的运算处理的功能。例如，具有悬挂负荷30的示意性的形状的候补，操作者选择最近的候补，从而能够辅助图像处理和认定悬挂负荷重心(运算结果)302a。

此处，认定悬挂负荷重心(运算结果)302a也可以在显示输入部1422显示。由此，操作者能够确认所述图像内的认定悬挂负荷重心(运算结果)302a的位置。而且，也可以构成为操作者能够调整在显示输入部1422显示的认定悬挂负荷重心(运算结果)302a的位置。这能够通过显示输入部1422为触摸面板等来实现。

另外，关于认定悬挂负荷重心(运算结果)302a，也可以不使用图像处理，而由操作者将操作者在所述图像中推算出的认定悬挂负荷重心302a输入到显示输入部1422。这能够通过显示输入部1422为触摸面板等来实现。使用所确定的认定悬挂负荷重心(运算结果)302a，例如通过运算部1423的以下运算来求取实际空间中的所述认定重心距离h。

能够将所确定的认定悬挂负荷重心(运算结果)302a与标记(钩拍摄图像)132a的距离作为像素单位的距离在所述图像内进行求取。另外，同样能够将标记(拍摄图像)132b的间隔作为像素单位的距离在所述图像内进行求取。此处，能够预先输入实际空间中的标记132的间隔以及配置于标记132内的钩的部分(图像内与标记(钩拍摄图像)132a对应)与钩131下部的距离。

使用像素单位的标记(拍摄图像)132b的间隔和实际空间中的标记132的间隔，能够将认定悬挂负荷重心(运算结果)302a与标记(钩拍摄图像)132a的距离变换为实际空间中的认定悬挂负荷重心302与标记132(配置于钩的部分)的距离。而且，使用预先输入的标记132(配置于钩的部分)与钩131下部的距离，能够运算实际空间中的所述认定重心距离h。

如上所述，使用在图像内确定的认定悬挂负荷重心(运算结果)302a，由运算部1423求取实际空间中的认定重心距离h。

【实施例3】

图6是表示重心距离输入部142的另一结构的一例的图。

在图6中，操作者将要输送或者已输送的悬挂负荷30的ID输入到悬挂负荷ID输入部1425。对悬挂负荷30，将利用实施例1或者实施例2中已述的方法确定的认定重心距离h输入到重心距离显示输入部1426。操作者通过按压记录按钮1427等来提供悬挂负荷30的记录指令。由此，重心距离输入部142能够将悬挂负荷ID和认定重心距离h存储在存储器1424中。然后，将从存储器1424读出的认定重心距离h经由通信部143发送到控制部12。

操作者将要输送的悬挂负荷30的ID输入到悬挂负荷ID输入部1425，通过按压读出按钮1428等来提供悬挂负荷30的读出指令。由此，重心距离输入部142从存储器1424读出与输入的悬挂负荷ID相应的所述认定重心距离h，并经由通信部143将其发送到控制部12。此时，从存储器1424读出的所述认定重心距离h也可以在重心距离显示输入部1426显示。

此处，记录或者读出的认定重心距离h经由通信部143被发送到控制部12的动作，也可以通过提供送信指令等由操作者指示进行。

另外，悬挂负荷ID输入部1425的方式只要能够确定悬挂负荷30即可，不限于输入ID编号。例如，也可以是悬挂负荷30的名称。另外例如，在粘贴有管理悬挂负荷30的条形码等的情况下，悬挂负荷ID输入部1425具有条形码读取器的形式即可。另外，重心距离输入部142也具有图5的结构的情况下，所述悬挂负荷ID可以不包含图像，也可以为使用悬挂负荷30的图像，根据存储于存储器1424内的悬挂负荷ID对同样的悬挂负荷30进行图像检索，对操作者进行显示以供选择的方式。

而且，也可以为在存储器1424中除了悬挂负荷ID和认定重心距离h之外还存储有其他信息。例如，作为其他信息，通过存储所使用的钩索20的种类，能够按悬挂负荷30与钩索20的组合来存储认定重心距离h。由此，对相同的悬挂负荷20使用多种钩索20时，能够确定更高精度的认定振子长度l。

另外，利用读出指令根据悬挂负荷ID确定了悬挂负荷30时，通过显示所存储的钩索20的种类，操作者能够确定应使用的钩索20的种类。

附图标记说明

10 起重机

11 吊运车

111 横行电动机

1111 横行轮

1112 横行轴

112 提升电动机

1121 提升编码器

1122 提升卷筒

1123 提升轴

12 控制部

13 绳

131 钩

132 标记

14 操作终端

141 输送操作部

142 重心距离输入部

1421 相机

1422 显示输入部

1423 运算部

1424 存储器

1425 悬挂负荷ID输入部

1426 重心距离显示输入部

1427 记录按钮

1428 读出按钮

143 通信部

15 梁

16 行驶装置

161 行驶电动机

17 行驶控制部

18 行驶梁

20 钩索

30 悬挂负荷

301 悬挂负荷重心

302 认定悬挂负荷重心

40 地面。