JP2018039584A - Stacker crane - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スタッカークレーンの制振に関する。 The present invention relates to vibration control of a stacker crane.
スタッカークレーンの寸法は、移載対象となる収容棚の規模に応じて異なるが、比較的大きな規模の収容棚に対して用いる場合は、スタッカークレーンの幅に対する高さの割合が大きく、しかも高速で移動するスタッカークレーンが用いられている。この種のスタッカークレーンでは停止時に振動が発生し易く、問題となる。 The dimensions of the stacker crane differ depending on the size of the storage rack to be transferred, but when used for a relatively large storage rack, the ratio of the height to the width of the stacker crane is large, and at high speed. A moving stacker crane is used. This type of stacker crane is liable to generate vibrations when stopped.
従来は、走行方向における停止位置にアブソーバ付きのストッパを設ける等の対策がなされていた。また、電気粘性流体を使用したダンパを、天井に設けられたガイドレールに転接するガイドローラに設け、ガイドローラの回転を制御する制振を行なう方法が採られている(特許文献1等)。その他、スタッカークレーンの固有振動数(周波数)を求め、該固有振動数からその振動を増幅するような速度及び加速度とならないような速度パターンを特定し、該速度パターンによって走行を制御する制振する方法が採られてきた(特許文献2〜4)。
Conventionally, measures such as providing a stopper with an absorber at a stop position in the traveling direction have been taken. In addition, a damper that uses an electrorheological fluid is provided on a guide roller that is in rolling contact with a guide rail provided on the ceiling, and a method of controlling vibration of the guide roller is adopted (
しかしながらアブソーバ付きストッパでは停止位置毎に必要になり、また、電気粘性流体を用いたダンパは、粘性の制御及びダンパの取り付け精度に高さが求められる。更には、固有振動数に応じた速度パターンによる制御においても、条件が変わる都度に速度パターンの特定を行なう必要が発生するなど煩雑となりかねない。 However, a stopper with an absorber is required for each stop position, and a damper using an electrorheological fluid is required to have high controllability of viscosity and accuracy of installation of the damper. Furthermore, even in the control using the speed pattern according to the natural frequency, it may be complicated such that it is necessary to specify the speed pattern every time the condition changes.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、容易に制振効果を得られるスタッカークレーンを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the stacker crane which can acquire the damping effect easily.
本開示に係るスタッカークレーンは、走行レールに沿って走行する走行台、該走行台から直立する複数のマスト、該マストの先端を連結する連結部、及び前記複数のマスト間に昇降可能に横架支持された移載ユニットを含むスタッカークレーンにおいて、前記走行台の走行方向に沿って移動可能に前記連結部に取り付けられた重錘と、前記走行台の加速方向又は減速方向の逆向きに前記重錘を直線運動させる作動部とを備える。 A stacker crane according to the present disclosure includes a traveling platform that travels along a traveling rail, a plurality of masts that stand upright from the traveling platform, a connecting portion that connects tips of the masts, and a horizontal mount that can be raised and lowered between the plurality of masts. In a stacker crane including a supported transfer unit, a weight attached to the connecting portion so as to be movable along the traveling direction of the platform, and the weight in a direction opposite to the acceleration direction or the deceleration direction of the platform. And an actuating part that linearly moves the weight.
本開示に係るスタッカークレーンでは、前記作動部は、前記走行台の制動開始と共に、前記重錘の前記走行台の減速方向と逆向きの運動を開始させる。 In the stacker crane according to the present disclosure, the actuating unit starts the movement of the weight in the direction opposite to the deceleration direction of the traveling platform, together with the start of braking of the traveling platform.
本開示に係るスタッカークレーンでは、前記作動部は、前記走行台の走行開始と共に、前記重錘の前記走行台の進行方向と逆向きの運動を開始させる。 In the stacker crane according to the present disclosure, the operating unit starts the movement of the weight in the direction opposite to the traveling direction of the traveling table as the traveling table starts.
本開示に係るスタッカークレーンでは、前記作動部は、前記重錘の運動開始時の加速度よりも緩やかに前記重錘を減速させて停止させる。 In the stacker crane according to the present disclosure, the operation unit decelerates and stops the weight more slowly than the acceleration at the start of the movement of the weight.
本開示では、スタッカークレーンを構成する複数のマストの端部を連結する連結部に取り付けられた重錘の加速方向又は減速方向と逆向きの運動により、慣性を打ち消す反力が発生し、スタッカークレーンの振動が抑制される。 In the present disclosure, a reaction force that counteracts inertia is generated by the movement of the weight attached to the connecting portion that connects the ends of the plurality of masts constituting the stacker crane in the direction opposite to the acceleration direction or the deceleration direction. Vibration is suppressed.
本開示では、作動部がスタッカークレーンの制動開始と共に、進行方向と同一の向き、即ち減速方向とは逆向きに重錘を動かす。これにより反力は、スタッカークレーンの制動時に発生する進行方向への慣性力を打ち消すように作用する。このためには制動開始を指示する信号を分岐させて作動部への作動信号とすればよく、簡潔な方法で制振の実現が可能である。 In the present disclosure, the operation unit moves the weight in the same direction as the traveling direction, that is, in the direction opposite to the deceleration direction, together with the start of braking of the stacker crane. As a result, the reaction force acts to cancel the inertial force in the traveling direction that is generated when the stacker crane is braked. For this purpose, it is only necessary to branch a signal for instructing the start of braking into an operation signal to the operation unit, and vibration can be realized by a simple method.
本開示では、作動部はスタッカークレーンの走行開始時にも、進行方向と逆向き、即ち加速方向とは逆向きに重錘を動かす。これにより反力は、スタッカークレーンの走行開始時に発生する進行方向とは逆向きの慣性力を打ち消すように作用する。このためには走行開始を指示する信号を分岐させて作動部への作動信号とすればよく、簡潔な方法で制振の実現が可能である。 In the present disclosure, the operation unit moves the weight in the direction opposite to the traveling direction, that is, in the direction opposite to the acceleration direction even when the stacker crane starts to travel. Thereby, the reaction force acts so as to cancel the inertial force in the direction opposite to the traveling direction generated when the stacker crane starts traveling. For this purpose, it is only necessary to divide a signal instructing the start of traveling into an operation signal to the operation unit, and vibration suppression can be realized by a simple method.
本開示では、重錘は運動を開始した後に静止状態へ戻るときには、運動開始時の加速よりも緩やかに減速される。これにより、静止状態へ戻る際の重錘の動作による加振が防止される。 In the present disclosure, when the weight returns to a stationary state after starting the motion, the weight is decelerated more slowly than the acceleration at the start of the motion. Thereby, the vibration by the operation of the weight when returning to the stationary state is prevented.
本開示のスタッカークレーンによる場合、走行方向に沿って移動することが可能に取り付けられた重錘を、進行方向へ向けて動かすという簡潔な方法によって制振が可能である。 In the case of the stacker crane according to the present disclosure, vibration can be controlled by a simple method in which a weight attached so as to be able to move in the traveling direction is moved in the traveling direction.
本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。 The present invention will be specifically described with reference to the drawings showing the embodiments thereof.
図1は、本実施の形態におけるスタッカークレーン1の模式斜視図である。図2は、スタッカークレーン1の正面図、図3はスタッカークレーン1の側面図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a
以下の説明では図1中の矢符により示す上下、左右及び前後を使用する。本実施の形態におけるスタッカークレーン1は、施設の床面に敷設された走行レール11上を走行する床上型のスタッカークレーンである。
In the following description, the top and bottom, left and right, and front and rear indicated by arrows in FIG. 1 are used. The
スタッカークレーン1は、走行レール11上に駆動車輪を介して支持され、走行レール11に沿って走行する走行台12を含む。走行台12は、走行レール11に沿う長細の形状を有し、その両端部の下部に夫々前記駆動車輪を有している。また走行台12にはその両端部の上部に直立する複数(例えば2本)の角筒状のマスト31と、マスト31間を上部で連結する角筒状の連結部32とを含むガイドフレーム13が固定されている。ガイドフレーム13のマスト31間には、移載ユニット14が横架支持されている。移載ユニット14は、上下方向に回転するガイド輪を備え、該ガイド輪によりマスト31夫々に対し、転接している。移載ユニット14は、昇降ベルト(チェーン)15の一端に連結されている。昇降ベルト15は、移載ユニット14から上方へ延び、ガイドフレーム13の上部で折り返されて下方へ延び、走行台12上に設けられた送り機構151を経由して他端が再度移載ユニット14に連結されている。移載ユニット14は、送り機構151により昇降ベルト15が送られることで、マスト31に沿って昇降する。
The
スタッカークレーン1は更にフレーム16を含む。フレーム16は、走行レール11から所定の間隔を開けて後方側の床面に、左右方向に並んで固定された複数の前支柱と、該前支柱よりも更に後方の対応する位置に固定された複数の後支柱と、支柱間を連結する梁とで構成される。梁は、前支柱の上部を左右方向に連結し、また後支柱間を左右方向に、上下に複数段に亘り連結する横梁と、前後に対応する前支柱と後支柱との間を上下に複数段に亘り連結する縦梁とを含む。
The
フレーム16の最上部の縦梁は前方に適長延出している。最上部の縦梁の延出部には、走行ガイド17が走行レール11の全長に対応するように左右方向に架設されている。ガイドフレーム13の上部の連結部32の後方に設けられたガイド輪が走行ガイド17に転接する。これによりガイドフレーム13の上部が走行ガイド17に支持される。
The vertical beam at the top of the
フレーム16の最上部の縦梁の延出部には、走行ガイド17の後方側に、該走行ガイド17に沿って左右方向に配電部18が架設されている。配電部18の長さも走行レール11の全長に亘っている。配電部18は走行台12に設置される上述の送り機構151等の搭載機器への電力及び信号を供給するケーブルを収容している。ガイドフレーム13には走行台12上の各搭載機器への電力及び信号を供給する各ケーブルが配設されている。ガイドフレーム13に配設されているケーブルは、連結部32から前記ガイド輪よりも後方位置に設けられた接続部により、走行台12が走行レール11上のいずれの位置にあっても、配電部18と電気的に接触するようにしてある。
A
本実施の形態におけるスタッカークレーン1は更に、制振部2を備える。制振部2はガイドフレーム13の上部の連結部32に取り付けられている。図4は、制振部2の取付部分の模式拡大斜視図である。制振部2は、重錘21とシリンダ22とを備えている。シリンダ22は電動シリンダであり、長手方向が連結部32に沿うように、即ち走行方向に沿って固定されている。シリンダ22は上方に突出する出力端を有しており、出力端に重錘21が取り付けられている。重錘21は、シリンダ22のストローク長だけ走行方向に動くことが可能である。
The
スタッカークレーン1は走行台12上に制御部10を備える。図5は、スタッカークレーン1の制御部10の構成を示すブロック図である。制御部10はPLC(Programmable Logic Controller )及びフラッシュメモリ等の記憶部を用いて所定の制御ロジックに基づき信号を制御出力する。例えば制御部10は、走行台12が有する駆動車輪を回転させる走行モータ、昇降ベルト15を送る送り機構151に含まれる昇降モータ夫々へ、走行及び昇降を制御する信号を出力する。なお制御部10は、走行モータ及び昇降モータの出力軸に取り付けられているロータリーエンコーダからの出力パルスに基づき走行位置及び高さを特定しながら制御を行なう。更に制御部10は走行及び昇降を制御するに際し、加減速を複数段階で制御することが可能である。また制御部10は、制振部2へ動作を指示する制御信号を出力する。
The
本実施の形態におけるスタッカークレーン1の走行制御について説明する。スタッカークレーン1において制御部10は、走行レール11上の所定の位置(例えば左端又は右端)を走行台12の初期位置とし、その初期位置を基準として走行台12の走行を制御する。そして基本的に制御部10は、初期位置から走行を開始させる際は所定の走行距離(出力パルス)までは低速走行させ、該走行距離到達後は中速走行させ、更に遠い所定の走行距離以上となった場合、走行台12を高速走行へ切り替えさせる。記憶部に予め記憶されてある複数の走行停止位置の内のいずれかに停止させる際に制御部10は、走行停止位置の手前所定の距離を超えた時点で中速走行となるように減速させ、更に走行停止位置の所定の直前位置へ到達した場合に低速走行となるように減速させた上でその後、走行停止位置手前で制動を指示する制動信号を走行モータへ出力する。
The traveling control of the
スタッカークレーン1の走行制御中の制振部2の動作について説明する。走行台12が初期位置から走行を開始する場合に制御部10は予め制振部2を制御し、進行方向寄りの端部に重錘21を位置させておく。つまり初期位置が走行レール11の左端である場合、制御部10は走行台12が初期位置に戻る都度、重錘21がシリンダ22上の右端に位置するようにしておく。なお走行台12が初期位置以外の停止位置に存在する場合、制御部10は、次の走行停止位置への走行方向が左右何れかを識別して、走行を開始する前に進行方向寄りの端部に重錘21を移動させておくとよい。
The operation of the
制御部10は、走行開始信号を走行モータへ出力するに際し、この走行開始信号が分岐して制振部2へ出力されるようにしてある。制振部2は走行開始信号を入力すると直ちに、これをON信号として受けてシリンダ22を動作させる。シリンダ22は、一端に位置している重錘21を他端へ動かす。このとき動かす際の初期加速度は例えばシリンダ22の設計上の最大加速度である。シリンダ22はその後(所定速度に達すると)等速に重錘21を動かし、重錘21が他端へ達する前に減速させる。このときの加速度は例えば−0.5G等とし、緩やかに減速するようにする。重錘21の停止時の加速度によってガイドフレーム1へ余計な力が加わって後述するような振動を発生させないためである。図6は、重錘21の速度変化の一例を示すグラフである。走行台12の走行開始と同時に、重錘21は最大加速度で加速され、その後等速運動し、他端では緩やかに停止するように減速される。
When the
そして制御部10は、制動信号を出力する際、この制動信号は分岐して制振部2へ出力されるようにしてある。制振部2は制動信号を入力すると直ちに、これをON信号として受けてシリンダ22を動作させる。シリンダ22は、一端に位置している重錘21を他端へ動かす。なおこのとき、重錘21は走行開始時に、進行方向寄りの端部から進行方向とは逆向きに動いて逆側の端部に位置している。つまり進行方向が右向きである場合、走行台12の初期位置ではシリンダ22上の右端にしていた重錘21は、走行中にシリンダ22の左端に位置している。制動時においても、重錘21を動かす際の初期加速度は例えばシリンダ22の設計上の最大加速度である。シリンダ22はその後(所定速度に達すると)等速に重錘21を動かし、重錘21が他端へ達する前に減速させる(図6)。走行台12の制動開始と同時に、重錘21は最大加速度で加速され、その後等速運動し、他端では緩やかに停止するように減速される。
When the
制振部2の動作による効果について説明する。図7は、走行台12の走行開始時の振動について模式的に示す説明図である。図7(a)〜(c)は(a)から順に、スタッカークレーン1、特にガイドフレーム13へ掛かる力について順を追って示している。
The effect by operation | movement of the damping
図7(a)は、走行開始前の停止時のガイドフレーム13の状態を模式的に示し、図7(b)は走行開始時点のガイドフレーム13の状態を模式的に示している。破線により、本実施の形態における制振部2を動作させない場合のガイドフレーム13の状態を示している。停止状態から走行開始するに際し、ガイドフレーム13には図7(b)に示すように慣性力F1が加わり、上部がより大きく撓む。しかしながらこのとき、シリンダ22の作動によって重錘21の進行方向(加速方向)とは逆向きへの大きな加速が与えられ、制振部2のシリンダ22が固定されているガイドフレーム13の連結部32には、進行方向への反力F2が加えられる。これにより、慣性力F1と反力F2とが打ち消し合い、図7(b)の実線で示すように撓みが抑制される。撓みが抑制されるから、制振部2を動作させない場合に破線で示すような反動も抑えられてより早く振動が収まり、図7(c)に示すように収束する。
FIG. 7A schematically shows the state of the
次に、制振部2の制動時の効果について説明する。図8は、走行台12の制動時の振動について模式的に示す説明図である。図8(a)〜(f)は(a)から順に、スタッカークレーン1、特にガイドフレーム13へ掛かる力について順を追って示している。
Next, the effect at the time of braking of the damping
図8(a)は高速走行にて図の右方向へ走行している場合のガイドフレーム13の状態を模式的に示している。このとき走行台12及びガイドフレーム13は一体となって等速走行をしている。
FIG. 8A schematically shows the state of the
図8(b)は高速走行から中速走行又は低速走行へ減速される際のガイドフレーム13の状態を模式的に示す。図7(b)に示すように減速がされるとガイドフレーム13は慣性力により進行方向へ上部がより大きく撓む。
FIG. 8B schematically shows the state of the
図8(c)は、減速時のガイドフレーム13の撓みを戻すような反動を示している。走行台12の減速により、図8(b)(c)のような振動が発生する。
FIG.8 (c) has shown the reaction which returns the bending of the
図8(d)は、走行台12の制動開始時点のガイドフレーム13の状態を模式的に示している。図8においても破線により、本実施の形態における制振部2を動作させない場合のガイドフレーム13の状態を示している。低速走行から停止するための制動開始により、ガイドフレーム13の慣性力F3は最大になる可能性がある。これにより破線に示すように、ガイドフレーム13は最大の撓みを発生させる。しかしながら本実施の形態におけるスタッカークレーン1においては、制動開始時点で図6に示したように制振部2が動作し、シリンダ22の作動によって重錘21には進行方向(減速方向と逆向き)への大きな加速が与えられる。この加速により、制振部2のシリンダ22が固定されているガイドフレーム13の連結部32には、進行方向とは逆方向への反力F4が加えられる。これにより、慣性力F3と反力F4とが打ち消し合い、図8(d)の実線で示すように、撓みが抑制される。
FIG. 8D schematically shows the state of the
図8(e)は、制動開始後のガイドフレーム13の撓みを戻すような反動を示している。破線により、本実施の形態における制振部2を動作させない場合のガイドフレーム13の状態を示している。制動によって最大の撓みが発生した場合、破線に示すように撓みの反動も大きくなり、走行台12が停止した後もその撓みと揺り戻しによる振動が収まるまでに時間を要することになる。しかしながら本実施の形態におけるスタッカークレーン1においては、制振部2により図8(d)に示したように撓みが抑制されるからその反動も図8(e)に示すように抑えられ、より早く振動が収まり、図8(f)に示すように静止状態へと短時間で収束する。
FIG. 8E shows a reaction that returns the deflection of the
その後、走行停止状態(図8(f))から他の位置、例えば初期位置に戻る際には同様にして、制御部10は、重錘21をシリンダ22上の初期位置への進行方向寄りの端部へ移動させておく。初期位置への進行開始時にも制御部10は、制振部2を進行方向とは逆向きに最大加速により動かし、進行方向と逆側の端部にて緩やかに停止させる。そして初期位置に停止する際にも同様に制御部10は、制動開始時には制振部2を進行方向へ向けて最大加速により動かし、緩やかに停止させる。これにより、初期位置へ戻る際もガイドフレーム13の撓み及び反動による振動発生が抑制される。
After that, when returning from the travel stop state (FIG. 8 (f)) to another position, for example, the initial position, the
発明者らは、走行台12及びガイドフレーム13が計約1t、移載ユニット14が250kgであるという条件下で、移載ユニット14がガイドフレーム13の上部に位置する場合と、下部に位置する場合とで制振部2を夫々動作させる実験を行なった。このときシリンダ22のストローク長は例えば50cm、重錘21の重量は6kgとした。またこの実験においては、比較のために制振部2を動作させない場合と、制振部2を制動開始時点よりも所定時間前又は所定時間後に動作させる場合とで夫々走行停止を行なった。結果としては、移載ユニット14が上部に位置する場合と下部に位置する場合とではいずれも、制動開始時点で制振部2を動作させた場合が、最も制動開始後のガイドフレーム13の振動が小さかった。制振部2を制動開始時点に前後して動作させる場合は、移載ユニット14が上部に位置するときと下部に位置するときとで場合によっては、制振部2を動作させない場合よりも振幅が大きくなるときがあった。つまり、制動開始と同時に制振部2を動作させることで制振部2の動作の効果が大きくなる。したがって走行台12への制動信号を分岐して制振部2にON信号として与えるという簡易な構成にて、より高い効果を得られるから実用性が高い。
The inventors have a case where the
なお重錘21の重量、シリンダ22のストローク長、動作開始時の重錘21の加速度及び重錘21の減速のための加速度は、適宜設計されるとよい。更には制振部2を、複数段階の加速度に切り替えることが可能な構成とすることにより、異なる寸法のスタッカークレーンに対して同一の制振部2を使用して、異なるスタッカークレーン毎に設定を行なう工程を省略することができる可能性がある。
The weight of the
本実施の形態においては、走行台12の走行開始時及び制動時の両方にて制振部2を動作させる構成とした。しかしながら走行台12の制動時のみに制振部2を動作させるようにしてもよい。走行開始時はその後の慣性力によって振動が早期に収まりやすいが、停止時には振動が収束するまでに時間を要しやすく、また停止位置における制振がスタッカークレーンにおいては重要である。制動時のみに制振部2を動作させる場合、制御部10は、走行を開始する前に、シリンダ22上にて次の進行方向と逆側の端部に重錘21を位置させておく。つまり初期位置が走行レール11上の左端である場合、制御部10は走行台12が初期位置に戻る都度、重錘21がシリンダ22上の左端に位置するようにしておく。なお走行台12が初期位置以外の停止位置に存在する場合に制御部10は、次の走行停止位置への走行方向が左右何れかを識別して、走行を開始する際に、又は走行を開始する前に逆側に端部に重錘21を移動させておくとよい。
In this Embodiment, it was set as the structure which operates the damping
本実施の形態においては床上型のスタッカークレーンを例にして説明したが、その他の形式のスタッカークレーンにも適用可能である。例えば懸垂型、天井クレーン型等であってもよく、その場合は制振部2を下部に取り付けるなどする。
In the present embodiment, the floor type stacker crane has been described as an example, but the present invention can also be applied to other types of stacker cranes. For example, a suspension type or an overhead crane type may be used. In this case, the
なお図1に示すスタッカークレーン1では、前方側の複数の支柱間は左右方向には連結されておらず、これらのフレーム13の支柱は移載対象の荷物が載置される棚のフレームの一部として利用されてもよい。
In the
なお、上述のように開示された本実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiment disclosed above is illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 スタッカークレーン
11 走行レール
12 走行台
13 ガイドフレーム
31 マスト
32 連結部
14 移載ユニット
10 制御部
2 制振部
21 重錘
22 シリンダ(作動部)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記走行台の走行方向に沿って移動可能に前記連結部に取り付けられた重錘と、
前記走行台の加速方向又は減速方向の逆向きに前記重錘を直線運動させる作動部と
を備えることを特徴とするスタッカークレーン。 A traveling platform that travels along the traveling rail, a plurality of masts that stand upright from the traveling platform, a connecting portion that connects tips of the masts, and a transfer unit that is horizontally supported so as to be movable up and down between the plurality of masts. In stacker cranes,
A weight attached to the connecting portion so as to be movable along the traveling direction of the platform;
A stacker crane, comprising: an operating unit that linearly moves the weight in a direction opposite to an acceleration direction or a deceleration direction of the platform.
ことを特徴とする請求項1に記載のスタッカークレーン。 2. The stacker crane according to claim 1, wherein the actuating unit starts a movement of the weight opposite to a deceleration direction of the traveling platform along with the braking of the traveling platform.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のスタッカークレーン。 3. The stacker crane according to claim 1, wherein the operation unit starts a movement of the weight opposite to a traveling direction of the traveling table as the traveling table starts. 3.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載のスタッカークレーン。 The stacker crane according to any one of claims 1 to 3, wherein the operating unit decelerates and stops the weight more slowly than an acceleration at the start of the movement of the weight.
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