JP6993218B2

JP6993218B2 - Suspended load control method

Info

Publication number: JP6993218B2
Application number: JP2017248755A
Authority: JP
Inventors: 昌芳野島; 暁彦前島
Original assignee: Kitagawa Iron Works Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Corp
Priority date: 2017-12-26
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2022-01-13
Anticipated expiration: 2037-12-26
Also published as: JP2019112205A

Description

本発明は、吊荷制御装置を用いて、吊荷の旋回を制御する吊荷制御方法に関する。 The present invention relates to a suspended load control method for controlling the turning of a suspended load by using a suspended load control device.

吊荷の旋回を制御する吊荷制御装置として、当該装置内部にフライホイールと、当該フライホイール軸に直交するジンバル軸周りにフライホイールごと傾動させるジンバル(回転台)とを設け、フライホイールが回転するとともに、ジンバルがフライホイールを傾動させることにより発生するジャイロ効果を利用して吊荷を旋回させる装置が知られている（例えば、特許文献１）。 As a suspended load control device that controls the turning of the suspended load, a flywheel and a gimbal (turntable) that tilts the flywheel together with the gimbal axis orthogonal to the flywheel axis are provided inside the device, and the flywheel rotates. At the same time, there is known a device for turning a suspended load by utilizing the gyro effect generated by the gimbal tilting the flywheel (for example, Patent Document 1).

一般的に、吊荷の旋回を制御する吊荷制御方法としては、作業者が「旋回」と「保持」のボタンを押すことで制御を行っている。
「旋回」は、右旋回と左旋回があり、ジンバル用モータによりジンバルがフライホイールを所定角度分、傾転させる。これにより、吊荷制御装置を右または左に旋回させている。
一方、「保持」はジンバル用モータのブレーキを解放し、ジンバルをフリーにする。この状態で吊荷が旋回していれば、ジャイロ効果によりジンバルは自ずとこの吊荷の旋回力を打ち消す反対向きの力を発生させる向きに傾き、吊荷を静止させている。 Generally, as a suspended load control method for controlling the turning of a suspended load, the operator presses the "turn" and "hold" buttons to control the load.
"Turning" includes turning to the right and turning to the left, and the gimbal tilts the flywheel by a predetermined angle by the gimbal motor. As a result, the suspended load control device is swiveled to the right or left.
On the other hand, "holding" releases the brake of the gimbal motor and frees the gimbal. If the suspended load is swiveling in this state, the gimbal naturally tilts in a direction that generates an opposite force that cancels the swiveling force of the suspended load due to the gyro effect, and the suspended load is stopped.

特開平９－３１５７６１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-315761

このように「保持」の際には、ジャイロ効果により現在の吊荷の旋回方向に応じて制動力を発生させる方向にジンバルが傾転する。その際、ジンバルの回転トルクにより、ジンバル用モータのギヤ部を回転させる必要がある。
このとき、ジンバルの回転トルクがギヤ部の内部抵抗を上回らなければジンバルは回転しない、もしくは回転したとしても極めて低速となる。 In this way, during "holding", the gimbal tilts in the direction in which braking force is generated according to the current turning direction of the suspended load due to the gyro effect. At that time, it is necessary to rotate the gear portion of the gimbal motor by the rotational torque of the gimbal.
At this time, if the rotational torque of the gimbal does not exceed the internal resistance of the gear portion, the gimbal does not rotate, or even if it rotates, the speed becomes extremely low.

一般的にモータの減速比または出力が大きいほど、モータの内部抵抗も大きくなる。そのため、減速比または出力が小さいものを選定するとジンバル側から回転し易くなる。
しかし、そうするとモータ側からの出力トルクが小さくなり、「旋回」時にモータ側からジンバルを回すだけの力が足り無くなる恐れがある。 Generally, the larger the reduction ratio or output of the motor, the higher the internal resistance of the motor. Therefore, if a reduction ratio or output is selected, it will be easier to rotate from the gimbal side.
However, if this is done, the output torque from the motor side will be small, and there is a risk that the force sufficient to turn the gimbal from the motor side during "turning" will be insufficient.

よって、これまではジンバル用モータは、減速比または出力を大きすぎず小さすぎずとなるよう選定しなければならないという問題があった。 Therefore, until now, there has been a problem that the gimbal motor must be selected so that the reduction ratio or output is neither too large nor too small.

一方で、この選定の問題を解決する手段としては、ジンバルを「保持」動作時のみモータから切り離す、という手段が考えられる。
しかし、その場合、吊荷の重量または回転速度によっては、それを静止すべくジンバルが急速度で傾転し、吊荷制御装置内部の他の構造部分に接触し損傷する恐れがある。 On the other hand, as a means for solving this selection problem, a means of disconnecting the gimbal from the motor only during the "holding" operation can be considered.
However, in that case, depending on the weight or rotation speed of the suspended load, the gimbal may tilt at a rapid speed to keep it stationary, and may come into contact with other structural parts inside the suspended load control device and be damaged.

従って、本発明はモータの減速比または出力による内部抵抗の影響を受けずに、「保持」動作時にジンバルとジンバル用モータとの結合を切り離したとしても、吊荷に即時に制動力を与えるとともに、ジンバルが損傷することなく安全に吊荷の制御が行える吊荷制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is not affected by the internal resistance due to the reduction ratio or output of the motor, and even if the connection between the gimbal and the gimbal motor is broken during the "holding" operation, the braking force is immediately applied to the suspended load. It is an object of the present invention to provide a suspended load control method capable of safely controlling a suspended load without damaging the gimbal.

本発明の吊荷制御方法は、（ａ）ジンバルを駆動するジンバル用モータの電磁ブレーキを開いた状態で、ジンバルおよび回転中のフライホイールをジンバルのジンバル軸を支点として慣性力で傾転させることで旋回方向とは逆方向のジャイロモーメントを発生させることにより旋回中の吊荷を保持させる工程を含み、工程（ａ）は、ジンバルとジンバル用モータとの間を、電磁クラッチを用いて、強制的にジンバル用モータの動力を切断する工程（ａ１）と、ジンバルの角速度が所定角速度以上であるかを判定する工程（ａ２）と、ジンバルの基準位置からの傾き角度が所定角度以上であるかを判定する工程（ａ３）と、ジンバルの角速度の方向が工程（ａ１）時のジンバルの角速度の方向と逆方向であるかを判定する工程（ａ４）と、工程（ａ２）、工程（ａ３）、および工程（ａ４）の少なくとも一方の判定が適合した場合に電磁クラッチを再作動させ、ジンバル用モータの動力を強制的に接続する工程（ａ５）と、を含む。 In the suspended load control method of the present invention, (a) the gimbal and the rotating fly wheel are tilted by an inertial force with the gimbal shaft as a fulcrum while the electromagnetic brake of the gimbal motor for driving the gimbal is opened. Including the step of holding the suspended load during turning by generating a gyro moment in the direction opposite to the turning direction, the step (a) is forced between the gimbal and the gimbal motor by using an electromagnetic clutch. The step of cutting off the power of the gimbal motor (a1), the step of determining whether the gimbal's angular speed is equal to or higher than the predetermined angular speed (a2), and whether the tilt angle of the gimbal from the reference position is equal to or higher than the predetermined angle. Step (a3), a step (a4) of determining whether the direction of the gimbal's angular velocity is opposite to the direction of the gimbal's angular velocity at the time of the step (a1), a step (a2), and a step (a3). , And the step (a5) of reactivating the electromagnetic clutch and forcibly connecting the power of the gimbal motor when at least one of the determinations of the step (a4) is met.

本発明によれば、モータの減速比または出力による内部抵抗の影響を受けずに、「保持」動作時にジンバルとジンバル用モータとの結合を切り離したとしても、吊荷に即時に制動力を与えるとともに、ジンバルが損傷することなく安全に吊荷の制御が行える吊荷制御方法を提供することができる。
According to the present invention, a braking force is immediately applied to the suspended load even if the connection between the gimbal and the gimbal motor is disconnected during the "holding" operation without being affected by the internal resistance due to the reduction ratio or output of the motor. At the same time, it is possible to provide a suspended load control method capable of safely controlling the suspended load without damaging the gimbal.

一実施形態に係る吊荷制御装置の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the suspended load control device which concerns on one Embodiment. 送信機を示す図である。It is a figure which shows the transmitter. 「旋回」動作を説明するための図であり、（ａ）は左旋回を説明するための図、（ｂ）は右旋回を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a "turn" operation, (a) is a figure for demonstrating a left turn, and (b) is a figure for demonstrating a right turn. 「保持」動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the "holding" operation. 吊荷制御装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the suspended load control device. 「旋回」動作時の手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the procedure at the time of a "turn" operation. 「保持」動作時の手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the procedure at the time of "holding" operation.

以下、本発明を実施するための最良の形態を、適宜、図面を参照しながら説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described as appropriate with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely an example and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.

（実施形態）
図１は、一実施形態に係る吊荷制御装置１００を示す概略斜視図である。図１に示すように、吊荷制御装置１００は、図示しないクライミングクレーンや岸壁クレーンからワイヤー３で吊り下げられた状態で使用され、吊荷制御装置１００からワイヤー４で吊り下げられた吊荷１を鉛直軸周りに旋回させる用途で使用されている。
また、吊荷制御方法は、作業者２が送信機５を操作することで吊荷の制御が行われている。 (Embodiment)
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a suspended load control device 100 according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the suspended load control device 100 is used in a state of being suspended by a wire 3 from a climbing crane or a quay crane (not shown), and the suspended load 1 suspended from the suspended load control device 100 by a wire 4. Is used for turning around a vertical axis.
Further, in the suspended load control method, the suspended load is controlled by the operator 2 operating the transmitter 5.

〈吊荷制御装置の基本構成〉
吊荷制御装置１００は、直方体状の本体フレーム２０と、この本体フレーム２０内に設置されたジンバル１１、ジンバル用モータ１４、フライホイール１０、およびフライホイール用モータ１５などで構成されている。 <Basic configuration of suspended load control device>
The suspended load control device 100 includes a rectangular parallelepiped main body frame 20, a gimbal 11 installed in the main body frame 20, a gimbal motor 14, a flywheel 10, a flywheel motor 15, and the like.

ジンバル１１は、円筒状の外観を有しており、内部に長方形状のフレーム（図示しない）を備え、水平に設定されたジンバル軸１２の周りに回転可能に本体フレーム２０に支持されている。 The gimbal 11 has a cylindrical appearance, has a rectangular frame (not shown) inside, and is rotatably supported by a body frame 20 around a horizontally set gimbal shaft 12.

ジンバル用モータ１４は、本体フレーム２０に支持され、ジンバル１１をジンバル軸１２の周りに所定角度分、傾転させる。
また、ジンバル用モータ１４は、電磁ブレーキ付モータであり、ジンバル用モータ１４の電磁ブレーキが閉じた状態では、ジンバル１１は不動であり、一方、ジンバル用モータ１４の電磁ブレーキが開いた状態では、ジンバル１１は慣性力で傾転する。このとき、ジンバル用モータ１４は、電磁ブレーキが閉じた状態では作動せず、一方、電磁ブレーキが開いた状態で作動する。 The gimbal motor 14 is supported by the main body frame 20 and tilts the gimbal 11 around the gimbal shaft 12 by a predetermined angle.
Further, the gimbal motor 14 is a motor with an electromagnetic brake, and the gimbal 11 is immobile when the electromagnetic brake of the gimbal motor 14 is closed, while the gimbal 11 is immobile when the electromagnetic brake of the gimbal motor 14 is open. The gimbal 11 tilts due to inertial force. At this time, the gimbal motor 14 does not operate when the electromagnetic brake is closed, while it operates when the electromagnetic brake is open.

フライホイール１０は、ジンバル軸１２と直交するように設定された回転軸１８の周りに回転可能にジンバル１１内に支持されている。
フライホイール用モータ１５は、ジンバル１１に支持され、フライホイール１０を回転軸１８の周りに高速で回転させる。 The flywheel 10 is rotatably supported in the gimbal 11 around a rotation axis 18 set to be orthogonal to the gimbal axis 12.
The flywheel motor 15 is supported by the gimbal 11 and rotates the flywheel 10 around the rotating shaft 18 at high speed.

電磁クラッチ１７は、電磁開閉式クラッチであり、ジンバル１１とジンバル用モータ１４との間に設けられている。このとき、電磁クラッチ１７が閉じた状態では、ジンバル用モータ１４からの駆動力はジンバル１１に伝わるようになっており、一方、開いた状態では、ジンバル１１はジンバル用モータ１４と完全に（強制的に）切り離される。 The electromagnetic clutch 17 is an electromagnetic open / close type clutch, and is provided between the gimbal 11 and the gimbal motor 14. At this time, when the electromagnetic clutch 17 is closed, the driving force from the gimbal motor 14 is transmitted to the gimbal 11, while when the electromagnetic clutch 17 is open, the gimbal 11 is completely (forced) with the gimbal motor 14. To be separated.

次に、動作の原理を図１を用いて説明する。
図１に示すように、吊荷制御装置１００の内部では、フライホイール１０が回転軸１８の周りに高速で回転し、ジンバル１１が回転軸１８と直交するジンバル軸１２を支点としてフライホイール１０を傾動させることにより、ジンバル軸１２および回転軸１８と直交するモーメント軸１９の周りにジャイロモーメントＭが発生する。 Next, the principle of operation will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, inside the suspended load control device 100, the flywheel 10 rotates at a high speed around the rotation axis 18, and the flywheel 10 is set with the gimbal axis 12 orthogonal to the rotation axis 18 as a fulcrum. By tilting, a gyro moment M is generated around the moment axis 19 orthogonal to the gimbal axis 12 and the rotation axis 18.

それによって、吊荷制御装置１００は、発生したジャイロモーメントＭを受けて鉛直軸の周りに回転し、吊荷１を鉛直軸の周りに旋回させている。 As a result, the suspended load control device 100 receives the generated gyro moment M and rotates around the vertical axis, so that the suspended load 1 is swiveled around the vertical axis.

図２は、送信機５を示す図であり、作業者は吊荷制御装置１００を無線操作することで、吊荷１の挙動の操作している。
「左」押釦３１および「右」押釦３２は、それぞれ吊荷１の左旋回および右旋回を指示するための押釦であり、釦を押し続けることで作動させるものである。
「保持」押釦３３は、吊荷１の姿勢を維持させるための押釦であり、釦を押し続けることで保持させるものである。
「中立」押釦３４は、「左」押釦３１、「右」押釦３２、「保持」押釦３３による操作でジンバル１１が片方向に傾きすぎた状態において、傾斜角度０度の位置に復帰させるための押釦であり、釦を一度押すだけで作動させるものである。 FIG. 2 is a diagram showing a transmitter 5, in which an operator operates the suspended load control device 100 wirelessly to operate the behavior of the suspended load 1.
The "left" push button 31 and the "right" push button 32 are push buttons for instructing the left turn and the right turn of the suspended load 1, respectively, and are operated by continuously pressing the buttons.
The "holding" push button 33 is a push button for maintaining the posture of the suspended load 1, and is held by pressing and holding the button.
The "neutral" push button 34 is for returning the gimbal 11 to a position at an inclination angle of 0 degrees when the gimbal 11 is tilted too much in one direction by the operation of the "left" push button 31, the "right" push button 32, and the "hold" push button 33. It is a push button, and it is activated by pressing the button once.

図３は、「旋回」動作を説明するための図であり、（ａ）は左旋回を説明するための図、（ｂ）は右旋回を説明するための図である。
作業者が、送信機５の「左」押釦３１を押し続ける操作によって左旋回の指示をだすと、図３（ａ）に示すように、ジンバル１１がフライホイール１０ごと右側（手前側から見て時計回り方向）に傾動する。これによって、吊荷制御装置１００はジャイロモーメントにより左旋回（平面視で反時計回り方向）に旋回する。 3A and 3B are diagrams for explaining a “turning” operation, FIG. 3A is a diagram for explaining a left turn, and FIG. 3B is a diagram for explaining a right turn.
When the operator issues an instruction to turn left by continuously pressing the "left" push button 31 of the transmitter 5, the gimbal 11 is on the right side (viewed from the front side) together with the flywheel 10 as shown in FIG. 3A. Tilt clockwise). As a result, the suspended load control device 100 turns to the left (counterclockwise in a plan view) due to the gyro moment.

一方、作業者が、送信機５の「右」押釦３２を押し続ける操作によって右旋回の指示をだすと、同様に、図３（ｂ）に示すように、ジンバル１１がフライホイール１０ごと左側（手前側から見て反時計回り方向）に傾動する。これによって、吊荷制御装置１００はジャイロモーメントにより右旋回（平面視で時計回り方向）に旋回する。 On the other hand, when the operator issues an instruction to turn right by continuously pressing the "right" push button 32 of the transmitter 5, the gimbal 11 is similarly left together with the flywheel 10 as shown in FIG. 3 (b). Tilt (counterclockwise when viewed from the front). As a result, the suspended load control device 100 turns clockwise (clockwise in a plan view) due to the gyro moment.

尚、フライホイール１０は、吊荷制御装置１００の右旋回または左旋回時に手前側から見て反時計回り方向に高速回転している。 The flywheel 10 is rotating at high speed in the counterclockwise direction when the suspended load control device 100 is turned to the right or to the left when viewed from the front side.

図４は、「保持」動作を説明するための図である。
作業者が、送信機５の「保持」押釦３３を押し続ける操作によって、吊荷の旋回を停止させる場合、図４に示すように、「保持」の指示に応じてジンバル用モータ１４の電磁ブレーキを開いた状態にするとともに、電磁クラッチ１７を作動させる。
これにより、ジンバル用モータ１４は、強制的に切り離されて動力が切断されることになる。 FIG. 4 is a diagram for explaining the “holding” operation.
When the operator stops the turning of the suspended load by continuously pressing the "hold" push button 33 of the transmitter 5, as shown in FIG. 4, the electromagnetic brake of the gimbal motor 14 responds to the "hold" instruction. Is opened and the electromagnetic clutch 17 is activated.
As a result, the gimbal motor 14 is forcibly disconnected and the power is cut off.

それによって、フライホイール１０を内包するジンバル１１が解放されることとなり、自由回転が可能となったジンバル１１は、吊荷制御装置１００および吊荷１の旋回方向に対して、それを抑えようとする向きに自ずと傾いて、フライホイール１０の有する慣性モーメントに応じた制動力（慣性力）が発生する。これが吊荷１の旋回の慣性力を十分に上回っていれば、吊荷１は静止することとなる。 As a result, the gimbal 11 containing the flywheel 10 is released, and the gimbal 11 capable of free rotation tries to suppress the gimbal 11 with respect to the turning direction of the suspended load control device 100 and the suspended load 1. A braking force (inertial force) corresponding to the moment of inertia of the flywheel 10 is generated by naturally tilting in the direction of the gimbal. If this sufficiently exceeds the turning inertial force of the suspended load 1, the suspended load 1 will be stationary.

「中立」動作時は、基本的には図３で示した「旋回」動作の場合と同様となる。
送信機５による「中立」押釦による旋回の指示に応じて、ジンバル用エンコーダ１３にて検出している時点での傾斜角度に対して、それを０度位置に戻す方向にジンバル用モータ１４よりジンバル軸１２へ回転力を与える。 The "neutral" operation is basically the same as the "turning" operation shown in FIG.
In response to the turning instruction from the "neutral" push button by the transmitter 5, the gimbal motor 14 returns the gimbal to the 0 degree position with respect to the tilt angle at the time detected by the gimbal encoder 13. A rotational force is applied to the shaft 12.

これにより、吊荷制御装置１００および吊荷１にもジンバル１１が傾いた方向に応じて、旋回力が発生する。
このとき、「中立」操作時のジンバル１１の復帰速度は、吊荷の負荷（吊荷の有無）によって異なっている。 As a result, a turning force is also generated in the suspended load control device 100 and the suspended load 1 according to the direction in which the gimbal 11 is tilted.
At this time, the return speed of the gimbal 11 during the "neutral" operation differs depending on the load of the suspended load (presence or absence of the suspended load).

図５は、吊荷制御装置１００の概略構成を示すブロック図である。
図５に示すように、吊荷制御装置１００は、ジンバル用モータ１４、フライホイール用モータ１５、電磁クラッチ１７、ジンバル用エンコーダ１３、フライホイール用エンコーダ１６、電源部９、送信機５、受信機６、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）７、および電力変換部８などを備えている。 FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of the suspended load control device 100.
As shown in FIG. 5, the suspended load control device 100 includes a gimbal motor 14, a flywheel motor 15, an electromagnetic clutch 17, a gimbal encoder 13, a flywheel encoder 16, a power supply unit 9, a transmitter 5, and a receiver. 6. The PLC (programmable logic controller) 7, the power conversion unit 8, and the like are provided.

電源部９は、吊荷制御装置１００に搭載されたバッテリや商用電源などである。
電力変換部８は、インバータやコンバータなどであり、電源部９からジンバル用モータ１４およびフライホイール用モータ１５に供給される直流あるいは交流の電力を逆変換あるいは順変換するものである。 The power supply unit 9 is a battery mounted on the suspended load control device 100, a commercial power supply, or the like.
The power conversion unit 8 is an inverter, a converter, or the like, and reverse-converts or forward-converts DC or AC power supplied from the power supply unit 9 to the gimbal motor 14 and the flywheel motor 15.

ジンバル用エンコーダ１３は、ジンバル用モータ１４の回転数または角速度を検出してＰＬＣ７に出力する。
同様に、フライホイール用エンコーダ１６は、フライホイール用モータ１５の回転数または角速度を検出してＰＬＣ７に出力する。 The gimbal encoder 13 detects the rotation speed or the angular velocity of the gimbal motor 14 and outputs the gimbal encoder 13 to the PLC 7.
Similarly, the flywheel encoder 16 detects the rotation speed or the angular velocity of the flywheel motor 15 and outputs it to the PLC 7.

ＰＬＣ７は、ジンバル用エンコーダ１３またはフライホイール用エンコーダ１６の出力情報をもとに、後述する図６および図７のフローチャートに基づき、フライホイール用モータ１５、ジンバル用モータ１４、電磁クラッチ１７に電力変換部８を介して制御信号を出力する。 The PLC 7 converts power into a flywheel motor 15, a gimbal motor 14, and an electromagnetic clutch 17 based on the output information of the gimbal encoder 13 or the flywheel encoder 16 based on the flowcharts of FIGS. 6 and 7 described later. A control signal is output via the unit 8.

次に、図６に示したフローチャートを参照しながら、「旋回」動作時の手順を説明する。 Next, the procedure at the time of the "turning" operation will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、作業者が「右」または「左」釦を押す（ステップＳ１）。次に、その操作によりジンバル用モータ１４からジンバル１１へ回転力が付与されることで（ジンバル用モータ作動）、ジンバル１１の傾転が開始する（ステップＳ２）。 First, the operator presses the "right" or "left" button (step S1). Next, the operation applies a rotational force from the gimbal motor 14 to the gimbal 11 (gimbal motor operation), so that the gimbal 11 starts tilting (step S2).

このとき、ジンバル１１の傾転をジンバル用エンコーダ１３により監視し、ジンバル１１の基準位置からの傾き角度が所定角度以上に達したとき（ステップＳ３）、ジンバル用モータ１４のブレーキによりジンバル１１の傾転を停止させる（ステップＳ４）。 At this time, the tilt of the gimbal 11 is monitored by the gimbal encoder 13, and when the tilt angle of the gimbal 11 from the reference position reaches a predetermined angle or more (step S3), the tilt of the gimbal 11 is performed by the brake of the gimbal motor 14. Stop rolling (step S4).

ここで、ジンバル１１の基準位置からの傾き角度が所定角度以上とは、安全性を考慮して６０度以上が好ましい。 Here, the inclination angle of the gimbal 11 from the reference position is preferably 60 degrees or more in consideration of safety.

また、ステップＳ３で、所定角度以上に達しなかった場合は、ステップＳ２時のジンバル１１の角速度の向きをジンバル用エンコーダ１３で検知していた方向と逆方向の角速度の向きかを判定し（ステップＳ５）、逆方向の角速度の場合は、ステップＳ４にいきジンバル１１の傾転を停止させる。
一方、逆方向でなく同じ方向の角速度の場合は、ステップＳ３に戻る。 If the angle does not reach a predetermined angle or more in step S3, it is determined whether the direction of the angular velocity of the gimbal 11 in step S2 is the direction of the angular velocity opposite to the direction detected by the gimbal encoder 13. (step). S5) In the case of the angular velocity in the opposite direction, go to step S4 to stop the tilting of the gimbal 11.
On the other hand, in the case of the angular velocity in the same direction instead of the reverse direction, the process returns to step S3.

なお、「旋回」動作時のジンバル１１の傾転は、「保持」動作時と比べると緩やかなので、ステップＳ５の角速度の向き判定は不要としても構わない。 Since the tilt of the gimbal 11 during the "turning" operation is gentler than that during the "holding" operation, it is not necessary to determine the direction of the angular velocity in step S5.

次に、図７は示したフローチャートを参照しながら、「保持」動作時の手順を説明する。
まず、作業者が「保持」釦を押す（ステップＳ１）。次に、その操作により電磁クラッチ１７が作動し、それによって動力が切断された状態となる（ステップＳ２）。 Next, FIG. 7 describes a procedure during the “holding” operation with reference to the flowchart shown.
First, the operator presses the "hold" button (step S1). Next, the operation causes the electromagnetic clutch 17 to operate, whereby the power is cut off (step S2).

このとき、ジンバル１１が吊荷１の旋回に応じて、それを抑制しようとする向きへ傾転し、吊荷１の制動が始まる。このとき、ジンバル用モータ１４のブレーキ開放も同時に行うのが好ましい。 At this time, the gimbal 11 tilts in a direction to suppress the turning of the suspended load 1, and the braking of the suspended load 1 starts. At this time, it is preferable to release the brake of the gimbal motor 14 at the same time.

ジンバル１１の傾転は、ジンバル用エンコーダ１３によって監視されており、動力切断状態にてジンバル１１の角速度が所定角速度以上に達したとき（ステップＳ３）、安全のため電磁クラッチ１７を作動させることでジンバル用モータ１４からの動力を再び伝達可能状態にする（ステップＳ４）。それによって、ジンバル１１は内部抵抗を受けることとなり、緩やかな回転に移行する。なお、ここで、ジンバル１１の所定角速度以上とは、安全性を考慮して１．０５（ｒａｄ／ｓ）以上が好ましい。 The tilt of the gimbal 11 is monitored by the gimbal encoder 13, and when the angular velocity of the gimbal 11 reaches a predetermined angular velocity or more in the power cut state (step S3), the electromagnetic clutch 17 is operated for safety. The power from the gimbal motor 14 can be transmitted again (step S4). As a result, the gimbal 11 receives internal resistance and shifts to gentle rotation. Here, the predetermined angular velocity or higher of the gimbal 11 is preferably 1.05 (rad / s) or higher in consideration of safety.

これによって、吊荷１の重さまたは大きさによってはジンバル１１が高速回転し、それに伴って停止位置を越えてオーバーランする可能性を、危険の無いような（安全な）回転速度にとどめることができる。 As a result, depending on the weight or size of the suspended load 1, the gimbal 11 rotates at a high speed, and the possibility of overrunning beyond the stop position is limited to a non-hazardous (safe) rotation speed. Can be done.

また、ステップＳ３で、所定角速度以上に達しなかった場合は、ジンバル１１の基準位置からの傾き角度が所定角度以上かの判定を行い（ステップＳ５）、所定角度以上の場合は、ステップＳ４にいき安全のため電磁クラッチを作動させる。 Further, in step S3, if the predetermined angular velocity or more is not reached, it is determined whether the tilt angle of the gimbal 11 from the reference position is equal to or more than the predetermined angle (step S5), and if it is equal to or more than the predetermined angle, the process proceeds to step S4. Activate the electromagnetic clutch for safety.

一方、所定角度以上でない場合は、ステップＳ２時のジンバル１１の角速度の向きをジンバル用エンコーダ１３で検知していた方向と逆方向の角速度の向きかを判定し（ステップＳ６）、逆方向の角速度の場合は、ステップＳ４にいき安全のため電磁クラッチを作動させる。なお、ここで、ジンバル１１の基準位置からの傾き角度が所定角度以上とは、安全性を考慮して４５度以上が好ましい。
また、逆方向でなく同じ方向の角速度の場合は、ステップＳ３に戻る。 On the other hand, if the angle is not equal to or greater than the predetermined angle, it is determined whether the direction of the angular velocity of the gimbal 11 in step S2 is the direction of the angular velocity in the direction opposite to the direction detected by the gimbal encoder 13 (step S6), and the angular velocity in the opposite direction is determined. In the case of, go to step S4 and operate the electromagnetic clutch for safety. Here, the inclination angle of the gimbal 11 from the reference position is preferably 45 degrees or more in consideration of safety.
If the angular velocity is not in the opposite direction but in the same direction, the process returns to step S3.

このように、本実施形態による吊荷制御方法によれば、従来技術では成し得なかった即時性、能力効率をもって、吊荷の保持または静止を行うことができる。
また、従来は吊荷の「旋回」または「保持」に関する駆動装置の選定における制約が、電磁クラッチを用いることで効率よく能力が発揮できるため、駆動装置の選定の幅が広がる。
また、電磁クラッチの作動のタイミングにより保持時にジンバルの急回転を緩やかな回転とすることができ、ジンバルおよびジンバルの支持部を損傷することなく安全に保持することができる。
さらに、ジンバル用モータを「旋回」操作時のトルク確保のために、高出力または高減速比の機種を選択することができる。 As described above, according to the suspended load control method according to the present embodiment, the suspended load can be held or stopped with immediacy and capacity efficiency that cannot be achieved by the prior art.
Further, conventionally, there are restrictions on the selection of the drive device regarding "turning" or "holding" of the suspended load, but the ability can be efficiently exhibited by using the electromagnetic clutch, so that the range of selection of the drive device is widened.
Further, depending on the timing of the operation of the electromagnetic clutch, the sudden rotation of the gimbal can be made a gentle rotation at the time of holding, and the gimbal and the support portion of the gimbal can be safely held without being damaged.
Furthermore, a model with a high output or a high reduction ratio can be selected in order to secure torque when the gimbal motor is "turned".

以上、本実施形態を説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん、種々の改変が可能である。例えば、本実施形態では、図６、７のフローチャートで示した角速度の方向の判定は、使用状況に応じて適宜省いても構わない。
また、図６、図７のフローチャートで示した角度および角速度の閾値も、装置の使用形態によっては適宜変更してもよい。
また、図７のフローチャートで示した角度、角速度、角速度の方向の判定における適合は、どれか一つが適合したら、電磁クラッチを再作動させ動力伝達状態にすることでジンバルを緩やかに傾動させるようにしているが、これに限らず、２つの要素の適合、または３つ全ての要素の適合によって電磁クラッチを再作動させても構わない。 Although the present embodiment has been described above, such a description is not a limitation, and of course, various modifications can be made. For example, in the present embodiment, the determination of the direction of the angular velocity shown in the flowcharts of FIGS. 6 and 7 may be omitted as appropriate depending on the usage situation.
Further, the threshold values of the angle and the angular velocity shown in the flowcharts of FIGS. 6 and 7 may be appropriately changed depending on the usage mode of the device.
Further, in the determination of the angle, the angular velocity, and the direction of the angular velocity shown in the flowchart of FIG. 7, when any one of them is matched, the electromagnetic clutch is restarted and the power transmission state is set so that the gimbal is gently tilted. However, the present invention is not limited to this, and the electromagnetic clutch may be restarted by fitting two elements or fitting all three elements.

クライミングクレーンや岸壁クレーンから吊り下げられた吊荷の旋回を停止するとともに、その状態を維持（保持）させる用途で使用できる。 It can be used to stop the turning of suspended loads suspended from climbing cranes and quay cranes and to maintain (maintain) that state.

１吊荷
２作業者
３、４ワイヤー
５送信機
６受信機
７ＰＬＣ
８電力変換部
９電源部
１０フライホイール
１１ジンバル
１２ジンバル軸
１３ジンバル用エンコーダ
１４ジンバル用モータ
１５フライホイール用モータ
１６フライホイール用エンコーダ
１７電磁クラッチ
１８回転軸
１９モーメント軸
２０本体フレーム
３１「左」押釦
３２「右」押釦
３３「保持」押釦
３４「中立」押釦 1 Suspended load 2 Worker 3, 4 Wire 5 Transmitter 6 Receiver 7 PLC
8 Power conversion unit 9 Power supply unit 10 Flywheel 11 Gimbal 12 Gimbal shaft 13 Gimbal encoder 14 Gimbal motor 15 Flywheel motor 16 Flywheel encoder 17 Electromagnetic clutch 18 Rotating shaft 19 Moment shaft 20 Body frame 31 "Left" push button 32 "Right" push button 33 "Hold" push button 34 "Neutral" push button

Claims

(A) With the electromagnetic brake of the gimbal motor that drives the gimbal open, the gimbal and the rotating flywheel are tilted by inertial force with the gimbal axis as the fulcrum, so that the gyro is in the direction opposite to the turning direction. The process of holding a suspended load while turning by generating a moment,
It is a suspension control method including
The step (a) is
A step (a1) of forcibly disconnecting the power of the gimbal motor between the gimbal and the gimbal motor by using an electromagnetic clutch.
The step (a2) of determining whether the angular velocity of the gimbal is equal to or higher than the predetermined angular velocity,
The step (a3) of determining whether the tilt angle of the gimbal from the reference position is equal to or greater than a predetermined angle, and
A step (a4) of determining whether the direction of the angular velocity of the gimbal is opposite to the direction of the angular velocity of the gimbal in the step (a1).
A step of reactivating the electromagnetic clutch and forcibly connecting the power of the gimbal motor when at least one of the determinations of the step (a2), the step (a3), and the step (a4) is met (a2). a5) and
Suspended load control methods, including.