JP5870395B2 - クレーンの吊り荷の振れ角度検出センサ - Google Patents
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Description
これにより、押えローラ機構でワイヤロープを挟圧してワイヤロープの撚りの影響を抑えて検出ロッドをワイヤロープの振れに追従させ、精度良く振れ角度を検出するとともに、可動部分を最小限とし、装置をコンパクトにするとともに、摩擦抵抗の影響を抑えて高精度に振れ角度を検出するようにしている。
また、光ファイバージャイロセンサを用いる場合には、組み込みのためにスペースが必要であり、組み込みに制約があるという問題がある。
これにより、リアルタイムで得られる振れ角度を用いることで、高精度に吊り荷の振れ止め制御を行なうことができる。
また、前記重錘の鉛直軸周りの自転を防止する2本のワイヤで構成される非自転性ワイヤを備え、前記2本のワイヤの一端を、前記クレーンの先端部に間隔をあけて取り付け、前記2本のワイヤの他端部を前記重錘に取り付けて前記2本のワイヤを略V字状に配置し、前記重錘への取付部を中心とする鉛直軸周りの自転を防止可能に構成したので、非自転性ワイヤで重錘の自転(鉛直軸周りの回転)を拘束することで、高精度にワイヤロープの振れ角度を検出することができる。
さらに、前記MEMS慣性センサは、水平面上の直交する2軸周りの角度または角速度を検出可能に構成され、前記直交する2軸を、クレーン起伏中心軸と平行な起伏軸周りとこれと直交する水平な回転軸周りの2軸として前記重錘に設置して構成されているので、MEMSセンサの2軸を起伏軸周りとこれと直交する水平な回転軸周りの2軸に合わせて設置することで、簡単かつ高精度にワイヤロープの振れ角度を検出することができる。
このクレーンの振れ角度検出センサ10は、クレーンのフックの過巻き検出リミットスイッチ用の重錘11に姿勢センサとしてMEMS慣性センサ12を取り付け、例えば重錘11の自転(鉛直軸周りの回転)を防止するため2本の非自転性ワイヤ13、13でワイヤロープR周りの重錘11の自転を拘束しておくことで、ワイヤロープRの振れからクレーンのジブの起伏中心軸と平行な起伏軸2周りと、これと直交する水平な回転軸3周りの角度または角速度を吊り荷用のワイヤロープRに挿通した重錘11のMEMS慣性センサ12によりリアルタイムで精度良く検出するもので、制御器での変換の必要をなくすとともに、検出精度を確保するための長い吊り下げロッドを必要とせず、装置をコンパクトにする。
これにより、リアルタイムで得られる振れ角度を用いることで、高精度に吊り荷の振れ止め制御を行なうことができる。
上部ワイヤガイドプレート17は、略矩形の板状とされ、U字状の開口部17aの奥側にワイヤロープRの外径よりわずかに大径の半円部17bが形成されて構成され、開口部17aの両側の取付穴を介して重錘11を貫通する2本のボルト15で2枚の上部ワイヤガイドプレート17が固定される。
下部ワイヤガイドプレート18は、略円形の板状とされ、U字状の開口部18aの奥側にワイヤロープRの外径よりわずかに大径の半円部18bが形成されて構成され、開口部18aの両側の取付穴を介して重錘11を貫通する2本のボルト15で2枚の下部ワイヤガイドプレート18が固定される。
これら上部ワイヤガイドプレート17および下部ワイヤガイドプレート18によって重錘11の中心部のワイヤロープRの挿通穴11aが大きくとも半円部17b,18bによってワイヤロープRとの隙間(遊び)が小さくなり、ワイヤロープRの振れが精度良く重錘11に伝達されることになる。
そして、ワイヤロープRが挿通された重錘11の上部に2本の非自転性ワイヤ13,13が連結され、上端部がクレーン1のジブの先端部の点検用歩道部分などの固定部分に間隔をあけて取り付けてある。
これにより、重錘11は、鉛直軸4軸周りの回動は規制されるようになり、重錘11は、クレーンの起伏中心軸と平行な起伏軸2およびこれと直交する水平な回転軸3を中心に振れ動くことができるようになる。
このクレーンの吊り荷の振れ角度検出センサ10Aでは、吊り荷用のワイヤロープRと重錘11の挿通穴11aとの間の隙間(遊び)があると、ワイヤロープRの振れ角の検出精度に大きく影響するため、重錘11の挿通穴11aの内側にローラガイド21が設けてあり、円周方向に120度の間隔の3箇所で、上下方向の3箇所に設けてある。
このようなローラガイド21でワイヤロープRを周囲3方向および上下3箇所から挟むようにすることで、隙間(遊び)を少なくすることができ、ワイヤロープRの振れを精度良く検出することができる。
なお、ロープガイド22自体の肉厚を厚くすることで、重錘11と兼用し、高さの高いロープガイド兼用重錘23とすることもでき、同様に、ワイヤロープRとの隙間(遊び)を少なくすることができ、ワイヤロープRの振れを精度良く検出することができる。
このようなクレーンの吊り荷の振れ角度検出センサ10Cによれば、大型クレーンの2本のワイヤロープR,Rの振れから振れ角度を検出することができ、1本のワイヤロープRの振れから検出する場合に比べ、一層高精度にワイヤロープR,Rの振れ角度を検出することができる。
なお、このクレーンの吊り荷の振れ角度検出センサ10Cに対しても、ローラガイド21やロープガイド22、ロープガイド兼用重錘23を組み合せるようにすることもでき、さらに高精度に振れ角を検出することができる。
2 ジブの起伏中心軸と平行な起伏軸
3 起伏軸2と直交する水平回転軸
4 鉛直軸と平行な軸
R 吊り荷用のワイヤロープ
10 クレーンの吊り荷の振れ角度検出センサ
11 重錘
11a 挿通穴
12 MEMS慣性センサ
13 非自転性ワイヤ
14 センサ取付ブラケット
14a 上面板
14b 側面板
14c 側面板
15 ボルト
16 センサカバー
17 上部ガイドプレート
17a 開口部
17b 半円部
18 下部ガイドプレート
18a 開口部
18b 半円部
19 クッションゴム
19a 貫通穴
19b スリット
10A クレーンの吊り荷の振れ角度検出センサ
21 ローラガイド
10B クレーンの吊り荷の振れ角度検出センサ
22 ロープガイド
23 ロープガイド兼用重錘
10C クレーンの吊り荷の振れ角度検出センサ
24 連結板
Claims (4)
- クレーンの吊り荷を巻き上げ下げするワイヤロープが挿通される過巻き検出リミットスイッチ用の重錘と、
この重錘に取り付けられる角度または角速度を検出するMEMS慣性センサによる姿勢センサと、
前記重錘の鉛直軸周りの自転を防止する2本のワイヤで構成される非自転性ワイヤと、を備え、
前記2本のワイヤの一端を、前記クレーンの先端部に間隔をあけて取り付け、前記2本のワイヤの他端部を前記重錘に取り付けて前記2本のワイヤを略V字状に配置し、前記重錘への取付部を中心とする鉛直軸周りの自転を防止可能に構成し、
前記MEMS慣性センサは、水平面上の直交する2軸周りの角度または角速度を検出可能に構成され、前記直交する2軸を、クレーン起伏中心軸と平行な起伏軸周りとこれと直交する水平な回転軸周りの2軸として前記重錘に設置して構成されている、
ことを特徴とするクレーンの吊り荷の振れ角度検出センサ。 - 前記重錘のワイヤロープ挿通部に、ワイヤロープを挟むローラガイドを設けて構成したことを特徴とする請求項1記載のクレーンの吊り荷の振れ角度検出センサ。
- 前記重錘に、ワイヤロープが挿通されるロープガイドを重錘と一体または別体に設けて構成したことを特徴とする請求項1記載のクレーンの吊り荷の振れ角度検出センサ。
- 前記重錘を2個で構成し、クレーンの2本のワイヤロープにそれぞれを挿通するとともに、2つの重錘を連結する連結部に前記姿勢センサを設けて構成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のクレーンの吊り荷の振れ角度検出センサ。
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