JPH0327480B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はクレーンに吊り上げられる荷物の過負
荷を検出するための過負荷検出装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an overload detection device for detecting overload of cargo being lifted by a crane.

（従来の技術） 一般に、クレーンではクレーンの機械的強度及
び転倒安定度に基づいて、クレーンのブームの起
伏角（あるいは作業半径）に応じて、定格吊上荷
重（限界荷重）が定められている。(Prior art) Generally, the rated lifting load (limit load) of a crane is determined based on the crane's mechanical strength and overturning stability, and according to the crane boom's undulation angle (or working radius). .

ところで、従来の過負荷検出装置においては、
クレーンブームの起伏角に対応する定格吊上荷重
Waとブームの自重によるブームを支持する支持
ロープの張力Ta及びブームの自重による支持ロ
ープの張力Toを記憶しておき、荷物を吊り上げ
た時、この荷物による支持ロープの張力Ｔを検出
し、第(1)式によつて荷物の荷重（実荷重Ｗ）を算
出し、過負荷を検出している（例えば、特開昭58
−148187号公報、特開昭59−217587号公報） Ｗ＝Ｔ−To／Ta−To×Wa ……(1) （発明が解決しようとする問題点） 第６図に示すように、クレーン１は上部旋回体
２に一端が枢着されたブーム３を有し、ブーム３
の他端は支持ワイヤロープ４に支持されている。
ブーム３には巻上げワイヤロープ５を介してフツ
クを装置した滑車５′が吊下げられている。この
滑車５′には荷物（荷重Ｗ）６が吊り下げられ、
巻上げワイヤロープ５を巻き上げ又は巻き下げる
ことによつて荷物６を上下させることができる。
またブーム３は上部旋回体２の旋回によつて水平
方向へ回動できるとともに、ブーム３は支持ワイ
ヤロープ４を巻取り、巻戻しすることによつて起
伏角θを変化させることができる。従つて荷物が
吊るされていない状態では、ブーム３の自重によ
る起伏角θに応じた張力（モーメント）が支持ワ
イヤロープ４に加わり、荷物６が吊るされている
状態では、ブーム３の自重及び荷物６の重さによ
る起伏角θに応じた張力が支持ワイヤロープ４に
加わることになる。 By the way, in the conventional overload detection device,
Rated lifting load corresponding to crane boom luffing angle
Wa, the tension Ta of the support rope supporting the boom due to the boom's own weight, and the tension To of the support rope due to the boom's own weight are memorized, and when a load is lifted, the tension T of the support rope due to this load is detected, and the tension T of the support rope due to the load is detected. The load of the cargo (actual load W) is calculated using equation (1) and overload is detected (for example, JP-A-58
-148187, Japanese Patent Application Laid-open No. 59-217587) W=T-To/Ta-To×Wa...(1) (Problem to be solved by the invention) As shown in FIG. has a boom 3 whose one end is pivotally connected to the upper revolving structure 2, and the boom 3
The other end is supported by a support wire rope 4.
A pulley 5' equipped with a hook is suspended from the boom 3 via a hoisting wire rope 5. A load (load W) 6 is suspended from this pulley 5'.
By winding up or lowering the hoisting wire rope 5, the load 6 can be raised or lowered.
Further, the boom 3 can be rotated in the horizontal direction by the rotation of the upper revolving structure 2, and the boom 3 can change the undulation angle θ by winding and unwinding the support wire rope 4. Therefore, when the load is not suspended, a tension (moment) corresponding to the undulation angle θ is applied to the support wire rope 4 due to the dead weight of the boom 3, and when the load 6 is suspended, the dead weight of the boom 3 and the load are applied to the support wire rope 4. A tension corresponding to the undulation angle θ due to the weight of the support wire rope 4 is applied to the support wire rope 4.

ここで、第６図に示すように、ブーム３の枢支
点（以下ブームフートと呼ぶ）と荷物６との距離
をＲ、ブームフートと巻上ワイヤロープ５との距
離をh_D、ブームフートとブーム支持用ワイヤロー
プ４との距離をh_S、支持用ワイヤロープ４の張力
をＴ、荷物６を吊るしているフツクのロープ掛数
をｎとすると、第(2)式で示す関係となる。 Here, as shown in Fig. 6, the distance between the pivot point of the boom 3 (hereinafter referred to as the boom foot) and the load 6 is R, the distance between the boom foot and the hoisting wire rope 5 is _hD , and the distance between the boom foot and the boom support Assuming that the distance to the wire rope 4 is _hs , the tension of the supporting wire rope 4 is T, and the number of ropes on the hook on which the luggage 6 is suspended is n, the relationship shown in equation (2) is obtained.

Ｔ＝Ｗ×Ｒ−Ｗ／ｎ×h_D／h_S＋To ……(2) （ただし、Toはブーム自重による支持ワイヤロ
ープ４の張力） 従つて荷物６の荷重Ｗは第(3)式で示される。 T=W×R-W/n×h _D /h _S +To...(2) (However, To is the tension of the support wire rope 4 due to the boom's own weight) Therefore, the load W of the cargo 6 is expressed by equation (3). shown.

Ｗ＝（Ｔ−To）×h_S／Ｒ−h_D／ｎ ……(3) 一方、ブーム３の起伏角θに対応する定格荷重
Waは支持用ワイヤロープ３の定格張力をTaとす
れば第(4)式で示される。 W=(T-To)×h _S /R-h _D /n...(3) On the other hand, the rated load corresponding to the heave angle θ of the boom 3
Wa is expressed by equation (4), where Ta is the rated tension of the supporting wire rope 3.

Wa＝（Ta−To）h_S／Ｒ−h_D／ｎ ……(4) 第(3)式及び第(4)式から荷物６の荷重Ｗは第(1)式
で示される。ただし、ｎ＝一定とする。すなわ
ち、Ta，To及びWaの３つの値からＷが求めら
れる。 Wa=(Ta-To)h _S /R-h _D /n (4) From equations (3) and (4), the load W of the luggage 6 is expressed by equation (1). However, n=constant. That is, W is determined from the three values Ta, To, and Wa.

ところが、上記のｎが一定でない場合には、荷
物６の荷重Ｗは第(5)式で示されることになる。 However, if the above n is not constant, the load W of the luggage 6 will be expressed by equation (5).

Ｗ＝Ｔ−To／Ta−To×Ｒ−h_D／ｎ／Ｒ−h_D／n₀×W_A…
…(5) （ただし、n₀は基準となるべきロープ掛数を示
す） 従つて、荷物６の荷重Ｗを算出するためには
Ta，To，Wa，h_D，ｎ，no及びＲの７つの値を
必要とする。即ち荷重Ｗの算出が複雑となり、か
つ記憶すべきデータ数が増加してしまう。よつて
実際にはｎは代表的な値に固定して、第(1)式によ
つて荷重Ｗを算出している。そのため、ｎが上記
の代表値と大きく異なつた場合、過負荷検出装置
の精度が悪くなるという問題点がある。 W=T-To/Ta-To×R-h _D /n/R-h _D /n ₀ ×W _A …
...(5) (However, n ₀ indicates the number of ropes that should be used as a reference) Therefore, in order to calculate the load W of the cargo 6,
Seven values are required: Ta, To, Wa, h _D , n, no, and R. That is, calculation of the load W becomes complicated and the number of data to be stored increases. Therefore, in practice, n is fixed to a representative value and the load W is calculated using equation (1). Therefore, if n is significantly different from the above-mentioned representative value, there is a problem that the accuracy of the overload detection device deteriorates.

一方、ｎ＝−定の場合においても、Wa，Ta及
びToを記憶しておく必要がある。ここでWa，
Ta及びToとブーム起伏角θ（あるいはブームフ
ートと荷物との距離Ｒ）に対する値を第５図に曲
線で示す。一般に過負荷検出装置では記憶容量に
制限があるため、第５図に示す曲線から代表的な
数〜数十点選んで記憶させ、点と点との間は直線
で近似している。また、代表点の選択において、
Wa，Ta及びToの各曲線ごとに独立して代表点
を選択した場合、第４図に示すようにWa−Ｒ，
Ta−Ｒ，To−Ｒと３つの表ができてしまう。即
ち合計６種類のデータを記憶させる必要があり、
かつ点と点との間の補間計算も増加してしまう。
従つて、現状では第３図に示すようにWa，Ta，
To−Ｒの表を記憶させている。 On the other hand, even when n=-constant, it is necessary to store Wa, Ta, and To. Here Wa,
Figure 5 shows the values for Ta and To and the boom elevation angle θ (or the distance R between the boom foot and the load) as a curve. Generally, overload detection devices have a limited storage capacity, so several to several dozen representative points are selected from the curve shown in FIG. 5 and stored, and the points are approximated by straight lines. Also, in selecting representative points,
If representative points are selected independently for each curve of Wa, Ta, and To, Wa−R,
Three tables are created: Ta-R and To-R. In other words, it is necessary to store a total of six types of data.
Moreover, the number of interpolation calculations between points also increases.
Therefore, at present, as shown in Figure 3, Wa, Ta,
The table of To-R is memorized.

ところで、第５図に示すように、一般にWa，
Ta及びToの曲線はその特性が非常に異つてお
り、例えばこれら曲線を10点程で近似した場合、
Wa，Ta及びToのうちいずれかが犠性となつて
しまい、Wa，Ta及びToいずれかのうちに大き
な誤差を含むことになる。通常、Taの精度が過
負荷防止の精度に直接影響するため、Taが優先
され、定格荷重Waの表示誤差が大きくなる。例
えば、Ｒ＝4.5mの場合のWaは第３図に示す表か
ら、Wa＝40＋23／２＝31.5（ｔ）となり、第４図に 示すWa＝38（ｔ）に比べて、大きな誤差が生じ
てしまう。上記の誤差は過負荷検出装置の安全性
には実用上問題はないが、精度がきわめて悪いと
いう問題点がある。 By the way, as shown in Figure 5, generally Wa,
The characteristics of Ta and To curves are very different. For example, if these curves are approximated by about 10 points,
Any one of Wa, Ta, and To becomes a sacrifice, and one of Wa, Ta, and To contains a large error. Normally, the accuracy of Ta directly affects the accuracy of overload prevention, so Ta takes priority and the display error of rated load Wa increases. For example, from the table shown in Figure 3, Wa in the case of R = 4.5m is Wa = 40 + 23/2 = 31.5 (t), which causes a large error compared to Wa = 38 (t) shown in Figure 4. It ends up. Although the above-mentioned error does not pose a practical problem in terms of the safety of the overload detection device, there is a problem in that the accuracy is extremely poor.

一方、ブーム、ジブなどのアタツチメントの組
合せ種類すべてに対して、Wa，Ta，To−Ｒの
表を記憶する必要があり、記憶量が多いという問
題点もある。例えば、150tトラツククレーンのテ
ーパブームの場合、ブームの種類数25、ブームと
ジブの組み合せ種類数396であり、従つて必要と
する曲線数は（25＋396）×３＝1263（本）にもな
つてしまう。 On the other hand, it is necessary to store tables of Wa, Ta, and To-R for all types of combinations of attachments such as booms and jibs, and there is also the problem that the amount of storage is large. For example, in the case of a tapered boom for a 150t truck crane, there are 25 types of booms and 396 types of boom and jib combinations, so the number of curves required is (25 + 396) x 3 = 1263 (pieces). .

（問題点を解決するための手段） 本発明は、クレーンのブームの起伏角を検出す
るためのブーム角検出部と、予め定められたクレ
ーン定数を設定するための設定部と、ブームを支
持する支持ロープの第１の支持力を検出するため
の支持力検出部と、ブームのブームフートと荷物
を巻上げるための巻上ロープとの第１の距離、ブ
ームフートと支持ロープとの第２の距離、クレー
ンの限界荷重、ブーム自体による支持ロープの第
２の支持力とをブームの起伏角に基づいて記憶す
るための記憶部と、起伏角とクレーン定数のうち
のブーム定数とによつてブームフートと吊り上げ
られた荷物との第３の距離を算出し、この第３の
距離と、記憶部から読み出され、第３の距離に対
応する起伏角に相当する第１の距離、第２の距
離、第１の支持力及びクレーン定数のうちのロー
プ掛数とにより吊り上げられた荷物の実荷重を算
出し、記憶部から読み出され、第３の距離に対応
する起伏角に相当する限界荷重と実荷重を比較
し、実荷重が限界荷重以上である場合に警報を発
する制御部とを有することを特徴とする。(Means for Solving the Problems) The present invention includes a boom angle detection unit for detecting the heave angle of the boom of a crane, a setting unit for setting a predetermined crane constant, and a boom a supporting force detection unit for detecting a first supporting force of the supporting rope; a first distance between the boom foot of the boom and a hoisting rope for hoisting a load; a second distance between the boom foot and the supporting rope; A storage section for storing the limit load of the crane and a second supporting force of the support rope by the boom itself based on the boom's luffing angle, and a boom foot and lifting unit based on the luffing angle and the boom constant of the crane constants. A third distance between the third distance and the baggage is calculated, and this third distance is read out from the storage unit and corresponds to the undulation angle corresponding to the third distance, the second distance, and the third distance. The actual load of the lifted load is calculated based on the supporting capacity of 1 and the number of ropes in the crane constant, and the limit load and actual load are read out from the storage unit and correspond to the undulation angle corresponding to the third distance. and a control unit that compares the actual load and issues an alarm when the actual load is greater than or equal to the limit load.

（実施例） 以下本発明について実施例に基づいて説明す
る。(Examples) The present invention will be described below based on Examples.

第１図及び第６図を参照して、支持ロープ４の
基端あるいは中間には支持ロープ４の張力を測定
するための張力検出器が取り付けられ、ブーム３
にはブーム３の起伏角を測定するためのブーム角
検出器が設けられている。 1 and 6, a tension detector for measuring the tension of the support rope 4 is attached to the proximal end or middle of the support rope 4, and the boom 3
is provided with a boom angle detector for measuring the luffing angle of the boom 3.

ブーム角検出器７及び張力検出器８は後述する
機能を有する制御部９に接続され、さらにこの制
御部９にはクレーン定数（ブーム定数及びロープ
掛数）を設定するためのクレーン定数設定器１０
が連結されている。また制御部９には記憶部１１
及び警報器１２が接続されて、過負荷検出装置が
構成される。 The boom angle detector 7 and the tension detector 8 are connected to a control section 9 having functions described below, and the control section 9 further includes a crane constant setting device 10 for setting crane constants (boom constant and rope hanging number).
are connected. The control unit 9 also has a storage unit 11.
and alarm 12 are connected to form an overload detection device.

第６図に示すクレーンが荷物６を吊すと、ブー
ム角検出器によつてブーム３の角度θが検出され
て、制御部９にブーム角θが入力される。一方、
クレーン定数設定器１０からブーム定数（ブーム
の長さｌ等）が入力されて、Ｒが算出される。 When the crane shown in FIG. 6 lifts the load 6, the angle θ of the boom 3 is detected by the boom angle detector, and the boom angle θ is input to the control unit 9. on the other hand,
A boom constant (boom length l, etc.) is input from the crane constant setting device 10, and R is calculated.

記憶部１１には第２図で示すWa，To，h_S及び
h_Dの曲線の代表値（Ｒ（あるいはθ）に対応して
数十点）が記憶されている。制御部９で算出され
たＲは記憶部１１に入力され、この算出されたＲ
に対応するWa，To，h_S及びh_pが記憶部１１から
制御部９に読み出される。 The storage unit 11 stores Wa, To, h _S and
Representative values of the h _D curve (several tens of points corresponding to R (or θ)) are stored. R calculated by the control unit 9 is input to the storage unit 11, and this calculated R
Wa, To, h _S and h _p corresponding to are read out from the storage section 11 to the control section 9 .

次に、制御部９ではＲ，To，h_S及びh_D、さら
に張力検出器８より入力される支持ロープ４の張
力Ｔ、クレーン定数設定器１０より入力されるフ
ツクロープ掛数ｎとによつて、第(6)式に示す関係
によつて実荷重Ｗを算出する。 Next, the control unit 9 calculates the value according to R, To, h _S and h _D , the tension T of the support rope 4 inputted from the tension detector 8, and the hook rope hook number n inputted from the crane constant setting device 10. , the actual load W is calculated according to the relationship shown in equation (6).

Ｗ＝（Ｔ−To）×h_S／Ｒ−h_D／ｎ ……(6) 制御部９ではここの実荷重Ｗと限界荷重Waと
を比較しＷ≧Waの場合、警報信号を送出し、こ
れによつて警報器１２が鳴動する。 W=(T-To)×h _S /R-h _D /n...(6) The control section 9 compares the actual load W here with the limit load Wa, and if W≧Wa, sends out an alarm signal. , This causes the alarm 12 to sound.

上述のように、本実施例では制御部９で実荷重
Ｗを算出する場合、第(6)式に示すようにロープ掛
数ｎが含まれているから、従来のようにロープ掛
数による算出誤差が生じることはない。また実荷
重Ｗを算出するための算出式が簡単である。一
方、前述したように、Wa，To，h_D及びh_Sの曲線
は第２図に示す通りである。Waを除く曲線は極
めて変化率が小さくなめらかであるから、Waに
依存して、代表点を決定しても、実荷重Ｗの算出
誤差は小さい。 As mentioned above, in this embodiment, when the actual load W is calculated by the control unit 9, the rope number n is included as shown in equation (6), so calculation using the rope number is not necessary as in the conventional method. There are no errors. Furthermore, the formula for calculating the actual load W is simple. On the other hand, as mentioned above, the curves of Wa, To, _hD and _hS are as shown in FIG. Since the curve excluding Wa has an extremely small rate of change and is smooth, even if the representative point is determined depending on Wa, the error in calculating the actual load W is small.

上述のWa，Toについてはブーム、ジブのアタ
ツチメントの種類分必要であるが、h_D，h_Sについ
てはブームの種類のみに依存する。即ちジブの有
無及びジブの種類に影響されることはない。従つ
て150tトラツククレーンのテーパブームの場合を
例にとると、h_D，h_Sの場合はブームの種類数のみ
あればよいから、記憶すべき、曲線数は（25＋
396）×２＋25×２＝892本となる。ところで、補
巻が必要な場合にはh_Dがさらにブームの種類数だ
け増加して、記憶すべき曲線数は（25＋396）×２
＋25×３＝917本となる。従つて従来の過負荷検
出装置に比べて記憶すべき曲線が約７割でよいこ
とになる（917／1263＝0.73）。 Wa and To mentioned above are required for each type of boom and jib attachment, but h _D and h _S depend only on the type of boom. That is, it is not affected by the presence or absence of a jib or the type of jib. Therefore, taking the case of a tapered boom of a 150t truck crane as an example, in the case of h _D and h _S , only the number of boom types is required, so the number of curves to be memorized is (25 +
396) x 2 + 25 x 2 = 892 pieces. By the way, if auxiliary winding is required, h _D will further increase by the number of boom types, and the number of curves to be memorized will be (25 + 396) x 2.
+25×3=917 pieces. Therefore, compared to the conventional overload detection device, only about 70% of the curves need to be stored (917/1263=0.73).

（発明の効果） 以上説明したように本発明による過負荷検出装
置では、記憶すべきデータ数が従来に比べて少な
く、しかも精度が高いという利点がある。(Effects of the Invention) As explained above, the overload detection device according to the present invention has the advantage that the amount of data to be stored is smaller than that of the conventional device, and the accuracy is high.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明による過負荷検出装置の一実施
例を示すブロツク図、第２図は第１図に示す過負
荷検出装置の記憶部に記憶されているデータを示
す図、第３図及び第４図はＲとWa，Ta及びTo
との関係を示す図、第５図は従来の過負荷検出装
置の記憶部に記憶されているデータを示す図、第
６図はクレーンを示す図である。 １…クレーン、２…上部旋回体、３…ブーム、
４…支持ロープ、５…巻き上げロープ、６…荷
物、７…ブーム角検出器、８…張力検出器、９…
制御部、１０…クレーン定数設定器、１１…記憶
部、１２…警報器。 FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the overload detection device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing data stored in the storage section of the overload detection device shown in FIG. 1, and FIG. Figure 4 shows R, Wa, Ta and To
FIG. 5 is a diagram showing data stored in the storage section of a conventional overload detection device, and FIG. 6 is a diagram showing a crane. 1... Crane, 2... Upper revolving body, 3... Boom,
4... Support rope, 5... Hoisting rope, 6... Load, 7... Boom angle detector, 8... Tension detector, 9...
Control unit, 10...Crane constant setting device, 11...Storage unit, 12...Alarm device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ ブームと、該ブームを支持するための支持ロ
ープと、荷物を吊し巻き上げるための巻上ロープ
とを備えたクレーンの過負荷を検出するための検
出装置において、前記ブームの起伏角θを検出す
るためのブーム角検出部と、ブーム定数及び巻上
ロープ掛数を設定するための設定部と、前記荷物
が吊された際、前記支持ロープにかかる第１の支
持力を検出するための支持力検出部と、前記起伏
角θに対応して、前記ブームのブームフートと前
記巻上ロープとの間の第１の距離h_D、前記ブーム
フートと前記支持ロープとの間の第２の距離h_S、
前記クレーンの限界荷重Wa、及び前記ブーム自
体によつて前記支持ロープにかかる第２の支持力
Toが記憶された記憶部と、前記検出起伏角θと
前記ブーム定数とに基づいて前記ブームフートと
前記荷物との間の距離を第３の距離Ｒとして求
め、該第３の距離Ｒに対応する前記起伏角θに相
当する前記第１の距離h_D、前記第２の距離h_S、及
び前記第２の支持力Toを前記記憶部から読み出
し、該第１の距離h_D、前記第２の距離h_S、前記第
２の支持力To、及び前記第３の距離Ｒに対応す
る前記起伏角θに相当する前記第１の支持力Ｔと
前記設定ロープ掛数ｎとに基づいて前記荷物を吊
り上げた際の実荷重Ｗを Ｗ＝｛（Ｔ−To）×h_S｝／（Ｒ−h_D／ｎ） として求めて、さらに、前記前記第３の距離Ｒに
対応する前記起伏角θに相当する前記限界荷重
Waを前記記憶部から読み出して、該限界荷重
Waと前記実荷重Ｗとを比較して、該実荷重Ｗが
前記限界荷重Wa以上であると、警報を発する制
御部とを有することを特徴とするクレーンの過負
荷検出装置。[Claims] 1. A detection device for detecting overload of a crane including a boom, a support rope for supporting the boom, and a hoisting rope for hoisting and hoisting a load, wherein the boom a boom angle detection section for detecting the undulation angle θ of the cargo, a setting section for setting a boom constant and a hoisting rope hanging number, and a first supporting force applied to the support rope when the cargo is suspended. and a first distance h D between the boom foot of the boom and the hoisting rope, a first distance h _D between the boom foot and the hoisting rope, and a first distance h D between the boom foot and the hoisting rope, corresponding to the undulation angle θ. second distance h _S ,
a limit load Wa of the crane and a second supporting force exerted on the support rope by the boom itself;
The distance between the boom foot and the cargo is determined as a third distance R based on the storage unit in which To is stored, the detected undulation angle θ, and the boom constant, and the distance corresponding to the third distance R is determined. The first distance h _D , the second distance h _S , and the second supporting force To corresponding to the undulation angle θ are read from the storage unit, and the first distance h _D , the second The load is adjusted based on the distance h _S , the second supporting force To, the first supporting force T corresponding to the ups and downs angle θ corresponding to the third distance R, and the set rope hanging number n. The actual load W when lifting is determined as W={(T-To)×h _S }/(R-h _D /n), and then the undulation angle θ corresponding to the third distance R is calculated. Equivalent above limit load
Read Wa from the storage section and calculate the limit load.
An overload detection device for a crane, comprising a control unit that compares Wa and the actual load W and issues an alarm when the actual load W is equal to or greater than the limit load Wa.