JPH0358996B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0358996B2 JPH0358996B2 JP8016983A JP8016983A JPH0358996B2 JP H0358996 B2 JPH0358996 B2 JP H0358996B2 JP 8016983 A JP8016983 A JP 8016983A JP 8016983 A JP8016983 A JP 8016983A JP H0358996 B2 JPH0358996 B2 JP H0358996B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- force
- moment
- jib
- axle
- top sheave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 39
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 23
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 4
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000009528 severe injury Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Jib Cranes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はクレーンの吊荷重によるモーメント
を検出する装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device for detecting a moment due to a hanging load of a crane.
第1図は従来のモーメント検出装置を有するク
レーンを示す図である。図において1は下部走行
体、2は下部走行体1に旋回可能に取付けられた
上部旋回体、3はフートピン4により上部旋回体
2に俯抑可能に取付けられたジブ、5は俯抑ロー
プ、6は俯抑ドラム、7はジブ3の先端に配置さ
れたトツプシーブ、8はトツプシーブ7のアクス
ル、9はガイドシーブ、10はトツプシーブ7、
ガイドシーブ9に掛けられた巻取ロープ、11は
巻取ドラム、12は巻取ロープ10により吊られ
たフツク、13はフツク12に吊下げられた荷、
14は三点ローラ式の吊荷重検出装置、20はジ
ブ3の傾斜角を検出する傾斜計である。 FIG. 1 is a diagram showing a crane having a conventional moment detection device. In the figure, 1 is an undercarriage, 2 is an upper revolving body which is rotatably attached to the lower revolving body 1, 3 is a jib which is attached to the upper revolving body 2 by a foot pin 4 so that it can be depressed, 5 is a restraining rope, 6 is a depression drum, 7 is a top sheave placed at the tip of the jib 3, 8 is an axle of the top sheave 7, 9 is a guide sheave, 10 is a top sheave 7,
A winding rope hung on the guide sheave 9, 11 a winding drum, 12 a hook suspended by the winding rope 10, 13 a load suspended from the hook 12,
14 is a three-point roller type hanging load detection device, and 20 is an inclinometer that detects the inclination angle of the jib 3.
第2図は吊荷重検出装置14の概略を示す図で
ある。図において15〜17はシーブ、18はシ
ーブ16に作用する力を検出するロードセルであ
り、巻取ロープ10がシーブ15〜17に掛けら
れている。 FIG. 2 is a diagram schematically showing the hanging load detection device 14. In the figure, 15 to 17 are sheaves, 18 is a load cell that detects the force acting on the sheave 16, and the winding rope 10 is hung on the sheaves 15 to 17.
この吊荷重検出装置14においては、クレーン
の操作により吊荷重が作用すると、巻取ロープ1
0に張力Tが発生し、シーブ16を第2図紙面上
方に押上げる力が作用する。この力をロードセル
18によつて検出し、その検出値から張力Tを演
算し、その張力にロープ掛数を乗じて吊荷重を求
める。一方、ジブ3の傾斜角によりフートピン4
から吊荷重の作用線(鉛直線)までの長さを求め
る。そして、吊荷重と上記長さとを乗ずることに
より、吊荷重によるモーメントを求める。しか
し、吊荷重検出装置14の検出精度を向上させる
ためには、シーブ16の中心線と巻取ロープ10
とがなす角θをなるべく小さくする必要がある
が、反面角θが小さすぎると、巻取ロープ10が
急角度で3回曲げられることになるから、巻取ロ
ープ10の損傷が激しい。また、巻取ロープ10
とシーブ15〜17との間に摩擦力が作用するか
ら、モーメント(張力T)を正確に検出すること
ができない。さらに、吊荷重検出装置14はジブ
3の背部に配置されているので、外観を損うとと
もに、建設現場での作業等を考えると、落下物に
よる損傷の可能性がある。また、フートピン4か
ら吊荷重の作用線までの長さを求めるためには、
傾斜計20を設ける必要がある。さらに、吊荷重
によるモーメントを直接検出しているのではな
く、吊荷重とフートピン4から吊荷重の作用線ま
での長さを乗ずることによりモーメントを求めて
いるので、複雑な演算をしなければならないか
ら、検出精度が低い。また、クレーン作業中に
は、旋回作動時の遠心力、風による力等によつ
て、吊荷重の作用線の方向が必ずしも鉛直となる
とは限らない。このため、たとえば第3図に示す
ように、荷13が外側に振られたときには、フー
トピン4から吊荷重による力の作用線までの長さ
L1は、フートピン4から鉛直線Vまでの長さL2
よりも長くなり、吊荷重によるモーメントが大き
くなる。このため、吊荷重にフートピン4から鉛
直線Vまでの長さを乗じたのでは、吊荷重の作用
線が鉛直でない場合に、モーメントを正確に求め
ることは不可能である。 In this hanging load detection device 14, when a hanging load is applied due to crane operation, the winding rope 1
A tension T is generated at 0, and a force is applied that pushes the sheave 16 upward in the second drawing. This force is detected by the load cell 18, the tension T is calculated from the detected value, and the hanging load is determined by multiplying the tension by the number of ropes. On the other hand, due to the inclination angle of the jib 3, the foot pin 4
Find the length from to the line of action (vertical line) of the hanging load. Then, by multiplying the hanging load and the above length, the moment due to the hanging load is determined. However, in order to improve the detection accuracy of the hanging load detection device 14, it is necessary to
It is necessary to make the angle θ between the two sides as small as possible, but if the angle θ is too small, the take-up rope 10 will be bent three times at a steep angle, resulting in severe damage to the take-up rope 10. In addition, the winding rope 10
Since a frictional force acts between the sheaves 15 and 17, the moment (tension T) cannot be detected accurately. Furthermore, since the hanging load detection device 14 is arranged at the back of the jib 3, it not only spoils the appearance, but also has the possibility of being damaged by falling objects when working at a construction site. Also, in order to find the length from the foot pin 4 to the line of action of the hanging load,
It is necessary to provide an inclinometer 20. Furthermore, since the moment due to the hanging load is not directly detected, but the moment is obtained by multiplying the hanging load by the length from the foot pin 4 to the line of action of the hanging load, complex calculations must be performed. Therefore, detection accuracy is low. Furthermore, during crane work, the direction of the line of action of the hanging load is not necessarily vertical due to centrifugal force during swing operation, wind force, and the like. For this reason, as shown in FIG. 3, for example, when the load 13 is swung outward, the length from the foot pin 4 to the line of action of the force due to the hanging load is
L 1 is the length L 2 from foot pin 4 to vertical line V
, and the moment due to the hanging load increases. Therefore, by multiplying the hanging load by the length from the foot pin 4 to the vertical line V, it is impossible to accurately determine the moment when the line of action of the hanging load is not vertical.
第4図は従来の他のモーメント検出装置を有す
るクレーンを示す図である。このモーメント検出
装置においては、振抑ロープ5の張力を検出する
ロードセル19を設け、振抑ロープ5の張力にフ
ートピン4から振抑ロープ5の張力の作用線まで
の長さを乗じて、吊荷重等によるモーメントを求
めている。しかし、振抑ロープ5は懸垂線という
曲線をなしているので、その曲線のロードセル1
9部での接線aを求めなければ、フートピン4か
ら振抑ロープ5の張力の作用線までの長さを正確
に求めることができないが、これを実測ないしは
演算することは困難であるから、実際には振抑ロ
ープ5が二点鎖線で示すように直線をなしている
ものとして上記長さを求めている。このため、モ
ーメントの検出精度が低い。 FIG. 4 is a diagram showing a crane having another conventional moment detection device. In this moment detection device, a load cell 19 is provided to detect the tension of the vibration suppression rope 5, and the hanging load is calculated by multiplying the tension of the vibration suppression rope 5 by the length from the foot pin 4 to the line of action of the tension of the vibration suppression rope 5. We are looking for the moment due to etc. However, since the vibration suppression rope 5 forms a curve called a catenary line, the load cell 1 of the curve
Unless the tangent a at point 9 is found, the length from the foot pin 4 to the line of action of the tension on the vibration damping rope 5 cannot be found accurately, but it is difficult to actually measure or calculate this. The above length is calculated assuming that the vibration suppressing rope 5 is a straight line as shown by the two-dot chain line. Therefore, moment detection accuracy is low.
この発明は上述の問題点を解決するためになさ
れたもので、吊荷重によるモーメントを正確に検
出することができ、巻取ロープが損傷することが
なく、クレーンの外観を損うことがなく、傾斜計
を設ける必要がなく、簡単な演算でモーメントを
求めることができ、かつ吊荷重の作用線が鉛直で
ない場合にもモーメントを正確に検出できるクレ
ーンのモーメント検出装置を提供することを目的
とする。 This invention was made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to accurately detect the moment due to the hanging load, without damaging the take-up rope, and without damaging the appearance of the crane. It is an object of the present invention to provide a moment detection device for a crane that does not require the installation of an inclinometer, can determine the moment with simple calculations, and can accurately detect the moment even when the line of action of a suspended load is not vertical. .
この目的を達成するため、この発明においては
フートピンを中心に俯抑可能なジブと、そのジブ
の先端に配置されたトツプシーブとを有するクレ
ーンの吊荷重によるモーメントMを検出する装置
において、上記トツプシーブのアクスルを上記ジ
ブに回転不能に取付け、そのアクスルに作用する
力を上記ジブに固定された直角な第1、第2の軸
方向に分解して検出する力検出手段を設け、その
力検出手段の上記第1、第2の軸方向の検出値を
Fx、Fy、上記トツプシーブのロープ掛数をN、
上記フートピンの中心と上記アクスルの中心とを
結ぶ線の長さをL、巻取ロープの本数をm、巻取
ドラムの方向に引張られる巻取ロープの張力の方
向と上記第1の軸方向とのなす角すなわち巻付き
角をα、A=Fxcosα−Fysinα、B=Fx 2+Fy 2と
したとき、次式
から上記モーメントMを演算する演算手段を設け
る。 In order to achieve this object, the present invention provides a device for detecting a moment M due to a hanging load of a crane, which has a jib that can be depressed around a foot pin, and a top sheave disposed at the tip of the jib. An axle is non-rotatably attached to the jib, and a force detection means is provided for detecting the force acting on the axle by disassembling it in the directions of the first and second axes at right angles fixed to the jib. The detected values in the first and second axis directions are
F x , F y , the number of ropes on the top sheave is N,
The length of the line connecting the center of the foot pin and the center of the axle is L, the number of winding ropes is m, the direction of the tension of the winding rope pulled in the direction of the winding drum, and the first axial direction. When the angle formed by the winding angle is α, A=F x cosα−F y sinα, and B=F x 2 + F y 2 , the following formula Calculating means for calculating the moment M from the above is provided.
第5図はこの発明に係るモーメント検出装置を
有するクレーンの一部を示す図、第6図は第5図
のA−A断面図、第7図は第6図のB−B断面図
である。図において21aはアクスル8の端部に
固定された突出片、21bは突出片21aをジブ
3に固定するノツクピンで、突出片21a、ノツ
クピン21bにより、アクスル8はジブ3に対し
て回転不能となつている。22,23はアクスル
8のジブ3に支えられた部分とトツプシーブ7が
取付けられた部分との間に設けられた溝、24a
x,24ay,25ax,25ayは溝23の底部に貼ら
れたアクテイブ歪ゲージ、24dx,24dy,25d
x,25dyは溝23の側部に貼られた温度補償の
ためのダミー歪ゲージで、歪ゲージ24ax,24
dx,25ax,25dxはアクスル8の軸心とフート
ピン4の軸心とを結ぶ軸すなわちx軸上に設けら
れており、歪ゲージ24ay,24dy,25ay,2
5dyはx軸と直角な軸すなわちy軸上に設けられ
ている。そして、アクテイブ歪ゲージ24ax,2
4ay,25ax,25ayはアクスル8の第7図の紙
面に直角な方向の歪を検出する向きに貼付けてあ
る。なお、溝22も同様に歪ゲージが貼付けてあ
る。26はアクスル8の中心部に設けられた穴、
27,28は溝22,23に開口し、穴26と連
通した穴、29は歪ゲージのコードで、コード2
9は穴26〜28を通つてアクスル8の外部に引
出されている。そして、歪ゲージ24ax〜25d
x、歪ゲージ24ay〜25dyはそれぞれ第8図に示
すように結線されている。なお、溝22に貼付け
られた歪ゲージも同様に結線されている。 FIG. 5 is a diagram showing a part of a crane having a moment detection device according to the present invention, FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 5, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 6. . In the figure, 21a is a protruding piece fixed to the end of the axle 8, 21b is a knock pin that fixes the protruding piece 21a to the jib 3, and the axle 8 becomes unable to rotate relative to the jib 3 due to the protruding piece 21a and the knock pin 21b. ing. 22 and 23 are grooves provided between the part of the axle 8 supported by the jib 3 and the part to which the top sheave 7 is attached; 24 a
x , 24 ay , 25 ax , 25 ay are active strain gauges attached to the bottom of the groove 23, 24 dx , 24 dy , 25 d
x , 25 dy are dummy strain gauges for temperature compensation attached to the side of the groove 23, and strain gauges 24 ax , 24
dx , 25 ax , 25 dx are provided on the axis connecting the axis of the axle 8 and the axis of the foot pin 4, that is, the x axis, and the strain gauges 24 ay , 24 dy , 25 ay , 2
5 dy is provided on the axis perpendicular to the x-axis, that is, the y-axis. And active strain gauge 24 ax ,2
4 ay , 25 ax , and 25 ay are attached in a direction to detect distortion in a direction perpendicular to the plane of FIG. 7 on the axle 8. Note that a strain gauge is similarly attached to the groove 22. 26 is a hole provided in the center of the axle 8;
27 and 28 are holes that open in the grooves 22 and 23 and communicate with the hole 26; 29 is a strain gauge cord;
9 is drawn out of the axle 8 through holes 26-28. And strain gauge 24 ax ~ 25 d
x and strain gauges 24 ay to 25 dy are connected as shown in FIG. 8, respectively. Note that the strain gauges attached to the grooves 22 are also wired in the same way.
このモーメント検出装置の力検出手段において
は、第9図に示すように、アクスル8にx軸方向
の力Fxpが作用したときには、歪ゲージ24axが
伸び、歪ゲージ25axが縮み、また歪ゲージ24
dx,25dxは変形しない。このとき、歪ゲージの
ひずみ感度(一定)をK、アクスル8のたて弾性
係数をE、溝22部の断面二次モーメントをI、
溝22部の直径をd、アクスル8に対するジブ3
からの反力R1,R2の作用点間の長さをl1、反力
R2の作用点と力Fxpの作用点との間の長さをl2、
反力R1,R2の作用点と溝23,23の中心との
長さをl3とすると、歪ゲージ24ax〜25dxで構
成されたブリツジの出力epx1は次式で表わされ
る。 In the force detection means of this moment detection device, as shown in FIG. 9, when a force F xp in the x-axis direction is applied to the axle 8, the strain gauge 24 ax expands, the strain gauge 25 ax contracts, and the strain gauge 25 ax contracts. gauge 24
dx , 25 dx is not deformed. At this time, the strain sensitivity (constant) of the strain gauge is K, the vertical elastic modulus of the axle 8 is E, and the second moment of area of the groove 22 is I,
The diameter of the groove 22 is d, and the jib 3 relative to the axle 8 is
The length between the points of action of the reaction forces R 1 and R 2 from l 1 is the reaction force
The length between the point of application of R 2 and the point of application of force F xp is l 2 ,
When the length between the point of application of the reaction forces R 1 and R 2 and the center of the grooves 23 and 23 is l 3 , the output e px1 of the bridge composed of the strain gauges 24 ax to 25 dx is expressed by the following equation.
epx1=Kdl2l3/EIl1Fxpei (1)
また、溝22のx軸方向に関するブリツジの出
力epx2は次式で表わされる。 e px1 =Kdl 2 l 3 /EIl 1 F xp e i (1) Further, the output e px2 of the bridge in the x-axis direction of the groove 22 is expressed by the following equation.
epx2=Kd(l1−l2)l3/EIl1Fxpei (2)
そして、出力epx1と出力epx2との和epxは次式の
ようになる。 e px2 = Kd (l 1 − l 2 ) l 3 /EIl 1 F xp e i (2) Then, the sum e px of the output e px1 and the output e px2 is as shown in the following equation.
epx=Kdl3/EIFxpei (3)
このように、力Fpxの作用点の位置にかかわら
ず、和epxは力Fxpに応じた値になる。一方、y軸
方向の歪ゲージ24ay,25ayは変形しないの
で、歪ゲージ24ay〜25dyで構成されるブリツ
ジの出力は生じない。また、溝22のy軸方向に
関するブリツジの出力も生じない。したがつて、
y軸方向に関する2つのブリツジの出力の和epy
は零である。そして、アクスル8にx軸方向の力
Fypが作用したときには、和epyが力Fypに応じた値
になり、和epxは零である。さらに、x軸方向、
y軸方向の中間の方向に力Fが作用したときに
は、和epx,epyはそれぞれ力Fのx軸方向成分Fx、
y軸方向成分Fyに応じた値になる。したがつて、
和epx,epyから力Fの成分Fx,Fyを別々に求める
ことができる。 e px = Kdl 3 /EIF xp e i (3) In this way, regardless of the position of the point of action of force F px , the sum e px has a value that corresponds to force F xp . On the other hand, since the strain gauges 24 ay and 25 ay in the y-axis direction do not deform, no output is generated from the bridge composed of the strain gauges 24 ay to 25 dy . Further, no bridge output is generated in the y-axis direction of the groove 22. Therefore,
The sum of the outputs of the two bridges in the y-axis direction e py
is zero. Then, a force in the x-axis direction is applied to axle 8.
When F yp acts, the sum e py has a value according to the force F yp , and the sum e px is zero. Furthermore, in the x-axis direction,
When the force F acts in the middle direction in the y-axis direction, the sums e px and e py are the x-axis component F x of the force F, respectively.
The value corresponds to the y-axis direction component F y . Therefore,
The components F x and F y of the force F can be determined separately from the sums e px and e py .
第10図はアクスル8に使用する力を説明図で
ある。図に示すように、巻取ロープ10の張力を
T、フツク12側のシーブのロープ掛数をNとす
ると、フツク12をも含めた吊荷重Wは次式で表
わされる。 FIG. 10 is an explanatory diagram of the force used on the axle 8. As shown in the figure, when the tension of the take-up rope 10 is T and the number of ropes on the sheave on the hook 12 side is N, the hanging load W including the hook 12 is expressed by the following equation.
W=TN (4)
一方、トツプシーブ7に作用する張力Tとして
は、ガイドシーブ9を経て巻取ドラム11の方向
に引張られる巻取ロープ10aの張力Tと、トツ
プシーブ7とフツク12側のシーブとに掛けられ
た巻取ロープ10bの張力Tとがあり、巻取ロー
プ10aの張力Tはx軸方向と一定の角(巻付き
角)αをなしており、また巻取ロープ10bの本
数をmとすると、全巻取ロープ10bの張力Tに
よりトツプシーブ7に作用する力はmTとなる。
なお、ロープ掛数Nが奇数のときにはm=Nであ
り、ロープ掛数Nが偶数のときにはm=N−1で
ある。そして、力mTの作用線はアクスル8の中
心を通る鉛直線Vとトツプシーブ7、フツク12
側のシーブの紙面右側の共通接線との中間に位置
し、巻取ロープ10a,10bの張力Tによりア
クスル8(トツプシーブ7)に作用する力Fの作
用線は、平衡状態では図示のようにアクスル8の
中心を通る。また、x軸と力mTの作用線とがな
す角をβとすると、力Fのx軸、y軸方向成分
Fx,Fyはそれぞれ次式のようになる。 W=TN (4) On the other hand, the tension T acting on the top sheave 7 is the tension T of the take-up rope 10a pulled in the direction of the take-up drum 11 via the guide sheave 9, and the tension T of the sheave on the top sheave 7 and hook 12 side. There is a tension T of the winding rope 10b hung on the winding rope 10b, and the tension T of the winding rope 10a makes a constant angle (wrapping angle) α with the x-axis direction, and the number of winding ropes 10b is m. Then, the force acting on the top sheave 7 due to the tension T of the entire winding rope 10b is mT.
Note that m=N when the number N of rope hooks is an odd number, and m=N-1 when the number N of rope hooks is an even number. The line of action of the force mT is the vertical line V passing through the center of the axle 8, the top sheave 7, and the hook 12.
The line of action of the force F acting on the axle 8 (top sheave 7) due to the tension T of the take-up ropes 10a and 10b is located midway between the common tangent of the side sheave on the right side of the paper, and in an equilibrium state, the line of action of the force F acts on the axle 8 (top sheave 7) as shown in the figure. Pass through the center of 8. Also, if the angle between the x-axis and the line of action of force mT is β, then the x- and y-axis components of force F are
F x and F y are each expressed as follows.
Fx=Tcosα+mTcosβ (5)
Fy=−Tsinα+mTsinβ (6)
(5)、(6)式から張力Tを求めると次式のようにな
る。 F x =Tcosα+mTcosβ (5) F y =−Tsinα+mTsinβ (6) The tension T is calculated from equations (5) and (6) as follows.
(A=Fxcosα−Fysinα
B=Fx 2+Fy 2)
さらに、(7)式を(4)式に代入すると、次式のよう
になる。 (A=F x cosα−F y sinα B=F x 2 +F y 2 ) Furthermore, when equation (7) is substituted into equation (4), the following equation is obtained.
また、フートピン4の中心とアクスル8の中心
とを結ぶ線の長さをLとすると、吊荷重Wによる
フートピン4回りのモーメントMは次式で表わさ
れる。 Further, if the length of the line connecting the center of the foot pin 4 and the center of the axle 8 is L, the moment M around the foot pin 4 due to the hanging load W is expressed by the following equation.
M=WLsinβ (9)
そして、(6)、(8)、(9)式から、モーメントMは次
式のようになる。 M=WLsinβ (9) From equations (6), (8), and (9), the moment M becomes as shown in the following equation.
ここで、ロープ掛数N、長さL、本数m、巻付
き角αは既知の量であり、また成分Fx,Fyは上
述したように歪ゲージ24ax〜25dy等から求め
ることができるから、(10)式によりモーメントMを
求めることが可能である。そして、(10)式において
は、x軸と力mTの作用線とがなす角βが関係し
ていないから、吊荷重Wの作用線が鉛直でない場
合でも、モーメントMを正確に検出することがで
きる。 Here, the number of ropes N, length L, number m, and wrapping angle α are known quantities, and the components F x and F y can be obtained from the strain gauges 24 ax to 25 dy , etc., as described above. Therefore, it is possible to obtain the moment M using equation (10). In equation (10), the angle β between the x-axis and the line of action of the force mT is not related, so even if the line of action of the hanging load W is not vertical, the moment M cannot be detected accurately. can.
第11図はこの発明に係る他のクレーンのモー
メント検出装置の力検出手段を示す図、第12図
は第11図のC−C断面図である。図において3
0x1〜31y2は溝23の底部に貼られた歪ゲージ
で、歪ゲージ30x1〜31x2はアクスル8の第1
2図の紙面に直角な方向の歪を検出する向きに貼
付けてある。そして、歪ゲージ30x1〜31x2は
x軸上に設けられており、歪ゲージ30y1〜31
y2はy軸上に設けられていて、歪ゲージ30x1,
31x1,30y1,31y1と歪ゲージ30x2,31x
2,30y2,31y2とは長さl4だけ離れて設けられ
ており、また歪ゲージ30x1〜31x2,歪ゲージ
30y1〜31y2はそれぞれ第13図に示すように
結線されている。なお、溝22にも同様に歪ゲー
ジが貼付けてあり、また同様に結線されている。 FIG. 11 is a diagram showing force detection means of another crane moment detection device according to the present invention, and FIG. 12 is a sectional view taken along the line CC in FIG. 11. In the figure 3
0 x1 to 31 y2 are strain gauges attached to the bottom of the groove 23, and strain gauges 30 x1 to 31 x2 are the first strain gauges of the axle 8.
It is pasted in the direction to detect distortion in the direction perpendicular to the paper surface of Figure 2. The strain gauges 30 x1 to 31 x2 are provided on the x-axis, and the strain gauges 30 y1 to 31
y2 is provided on the y-axis, and strain gauges 30 x1 ,
31 x1 , 30 y1 , 31 y1 and strain gauge 30 x2 , 31 x
2 , 30 y2 , and 31 y2 are provided a length l 4 apart, and strain gauges 30 x1 to 31 x2 and strain gauges 30 y1 to 31 y2 are connected as shown in FIG. . Note that a strain gauge is similarly attached to the groove 22, and wires are connected in the same manner.
この力検出手段においては、歪ゲージ30x1〜
31x2で構成されるブリツジの出力epx1は次式で
表わされる。 In this force detection means, strain gauge 30 x1 ~
The output e px1 of the bridge composed of 31x2 is expressed by the following equation.
epx1=Kdl2l4/4EIl1Fxei (11)
また、溝22のx軸方向に関するブリツジの出
力epx2は次式で表わされる。 e px1 =Kdl 2 l 4 /4EIl 1 F x e i (11) Further, the output e px2 of the bridge in the x-axis direction of the groove 22 is expressed by the following equation.
epx2=Kd(l1−l2)l4/4EIl4Fxei (12)
そして、出力epx1と出力epx2との和epxは次式の
ようになる。 e px2 = Kd (l 1 − l 2 ) l 4 /4EIl 4 F x e i (12) Then, the sum e px of the output e px1 and the output e px2 is as shown in the following equation.
epx=Kdl4/4EIFxei (13)
このように、和epxは力Fのx軸方向の成分Fx
に応じた値になる。また、y軸方向に関する2つ
のブリツジの出力の和epyも力Fのy軸方向の成
分Fyに応じた値になる。したがつて、和epx、epy
から力Fの成分Fx、Fyを別々に求めることがで
きる。そして、(13)式においては、長さl4は常
に一定であり、また(3)式のように長さl3に関係し
ないから、反力R1,R2の位置が変化して、長さl3
が変化したとしても、力Fのx軸方向の成分Fx
(y軸方向の成分Fy)を正確に検出することが可
能である。 e px = Kdl 4 /4EIF x e i (13) In this way, the sum e px is the component F x of the force F in the x-axis direction.
The value will depend on the Further, the sum e py of the outputs of the two bridges in the y-axis direction also has a value corresponding to the component F y of the force F in the y-axis direction. Therefore, sum e px , e py
The components F x and F y of force F can be determined separately from . In equation (13), the length l 4 is always constant and is not related to the length l 3 as in equation (3), so the positions of the reaction forces R 1 and R 2 change, length l 3
Even if changes, the x-axis component of force F x
(component F y in the y-axis direction) can be detected accurately.
第14図はこの発明に係る他のクレーンのモー
メント検出装置の力検出手段を示す図、第15図
は第14図のD−D断面図である。図において3
2x1〜33y2は溝23の底部に貼られた歪ゲージ
で、歪ゲージ32x1〜33y2はアクセス8の軸心
方向に対して45度の向きに貼付けてある。そし
て、歪ゲージ32x1〜33x2はy軸上に設けられ
ており、歪ゲージ32y1〜33y2はx軸上に設け
られていて、歪ゲージ32x1〜33x2、歪ゲージ
32y1〜33y2はそれぞれ第16図に示すように
結線されている。なお、溝22にも同様に歪ゲー
ジが貼付けてあり、また同様に結線されている。 FIG. 14 is a diagram showing force detection means of another crane moment detection device according to the present invention, and FIG. 15 is a sectional view taken along line DD in FIG. 14. In the figure 3
2 x1 to 33 y2 are strain gauges attached to the bottom of the groove 23, and the strain gauges 32 x1 to 33 y2 are attached at an angle of 45 degrees with respect to the axial direction of the access 8. The strain gauges 32 x1 to 33 x2 are provided on the y-axis, and the strain gauges 32 y1 to 33 y2 are provided on the x - axis. y2 are connected as shown in FIG. Note that a strain gauge is similarly attached to the groove 22, and wires are connected in the same manner.
この力検出手段においては、アクスル8に力F
のx軸方向の成分Fxが作用すると、歪ゲージ3
2x1〜33x2が貼られた方向に主歪が生じ、その
主歪の値はその部分の主剪断歪すなわち曲げによ
る剪断歪の2分の1であるから、アクスル8の横
弾性係数をGとすると、歪ゲージ32x1〜33x2
で構成されるブリツジの出力epx1は次式で表わさ
れる。 In this force detection means, a force F is applied to the axle 8.
When the component F x in the x-axis direction of
2 x1 ~ 33 A principal strain occurs in the direction in which x2 is pasted, and the value of the principal strain is half the principal shear strain of that part, that is, the shear strain due to bending, so the transverse elastic modulus of the axle 8 is Then, strain gauge 32 x1 ~ 33 x2
The output e px1 of the bridge composed of is expressed by the following equation.
epx1=−8Kl2/3Gπd2l1Fxei (14)
また、溝22のx軸方向に関するブリツジの出
力epx2は次式で表わされる。 e px1 =-8Kl 2 /3Gπd 2 l 1 F x e i (14) Further, the output e px2 of the bridge in the x-axis direction of the groove 22 is expressed by the following equation.
epx2=−8K(l1−l2)/3Gπd2l1Fxei(15)
そして、出力epx1と出力epx2との和epxは次式の
ようになる。 e px2 = −8K(l 1 − l 2 )/3Gπd 2 l 1 F x e i (15) Then, the sum e px of the output e px1 and the output e px2 is as shown in the following equation.
epx=−8K/3Gπd2Fxei (16)
このように、和epxは力Fのx軸方向の成分Fx
に応じた値となる。また、y軸方向に関する2つ
のブリツジの出力の和epyも力Fのy軸方向の成
分Fyに応じた値となる。したがつて、和epx、epy
からのFの成分Fx,Fyを別々に求めることがで
きる。そして、(16)式からわかるように、和epx
は長さl3に関係しないので、反力R1,R2の位置が
変化したとしても、力Fの成分Fx(成分Fy)を正
確に検出することができるとともに、第11〜1
3図に示した力検出手段においては、長さl4を精
度よく決める必要があるのに対して、この場合に
はそれが不要である。 e px = -8K/3Gπd 2 F x e i (16) In this way, the sum e px is the component F x of the force F in the x-axis direction.
The value corresponds to Further, the sum e py of the outputs of the two bridges in the y-axis direction also has a value corresponding to the component F y of the force F in the y-axis direction. Therefore, sum e px , e py
The components F x and F y of F can be found separately. As can be seen from equation (16), the sum e px
is not related to the length l 3 , so even if the positions of the reaction forces R 1 and R 2 change, the component F x (component F y ) of the force F can be accurately detected, and the 11th to 1st
In the force detection means shown in FIG. 3, it is necessary to accurately determine the length l4 , but in this case, this is not necessary.
なお、上述実施例においては、力検出手段とし
て歪ゲージを用いたが、磁歪素子、圧電素子等を
用いてもよい。さらに、上述実施例においては、
トツプシーブ7から巻取ドラム11に至る巻取ロ
ープ10のトツプシーブ7への巻付き角αを一定
にする手段としてガイドシーブ9を用いたが、ガ
イド板等を用いてもよい。また、ジブ3の俯抑に
よつて巻付き角αがあまり変化しないときには、
ガイドシーブ9を用いなくともよいが、ガイドシ
ーブ9を設ければ、より正確にモーメント(張力
T)を検出することが可能である。さらに、(8)式
から吊荷重Wを求めてもよく、この場合には1つ
の力検出手段でモーメントMと吊荷重Wの両方を
検出することができる。 In the above embodiment, a strain gauge is used as the force detection means, but a magnetostrictive element, a piezoelectric element, etc. may also be used. Furthermore, in the above embodiment,
Although the guide sheave 9 is used as a means for keeping the winding angle α of the winding rope 10 around the top sheave 7 constant from the top sheave 7 to the winding drum 11, a guide plate or the like may also be used. In addition, when the wrap angle α does not change much due to depression of the jib 3,
Although it is not necessary to use the guide sheave 9, if the guide sheave 9 is provided, it is possible to detect the moment (tension T) more accurately. Furthermore, the hanging load W may be obtained from equation (8), and in this case, both the moment M and the hanging load W can be detected by one force detection means.
以上説明したように、この発明に係るモーメン
ト検出装置においては、トツプシーブのアクスル
に作用する力を検出し、その検出値から吊荷重に
よるモーメントを演算するから、モーメントを正
確にかつ簡単な演算で検出することができる。ま
た、巻取ロープを急角度で曲げる必要がないか
ら、巻取ロープが損傷することがない。さらに、
力検出手段をトツプシーブ部の内部に設けられる
から、クレーンの外観を損うことがないととも
に、落下物により力検出手段が損傷するおそれが
ない。また、トツプシーブのアクスルに作用する
力をジブに固定された2軸方向に分解して検出す
るから、傾斜計を設ける必要がない。さらに、吊
荷重の作用線が鉛直でない場合でも、モーメント
を正確に検出することができるから、転倒を有効
に防止することができ、クレーン作業を安全に行
なうことが可能である。このように、この発明の
効果は顕著である。 As explained above, the moment detection device according to the present invention detects the force acting on the axle of the top sheave and calculates the moment due to the hanging load from the detected value, so the moment can be detected accurately and with simple calculation. can do. Furthermore, since there is no need to bend the take-up rope at a steep angle, the take-up rope will not be damaged. moreover,
Since the force detection means is provided inside the top sheave portion, the appearance of the crane will not be damaged, and there is no risk that the force detection means will be damaged by falling objects. Further, since the force acting on the axle of the top sheave is detected by disassembling it in the directions of two axes fixed to the jib, there is no need to provide an inclinometer. Furthermore, even if the line of action of the hanging load is not vertical, the moment can be detected accurately, so falling can be effectively prevented and crane work can be performed safely. As described above, the effects of this invention are remarkable.
第1図は従来のモーメント検出装置を有するク
レーンを示す図、第2図は三点ローラ式の吊荷重
検出装置の概略を示す図、第3図は第1図に示し
たモーメント検出装置の説明図、第4図は従来の
他のモーメント検出装置を有するクレーンを示す
図、第5図はこの発明に係るモーメント検出装置
を有するクレーンの一部を示す図、第6図は第5
図のA−A断面図、第7図は第6図のB−B断面
図、第8図は第7図に示した歪ゲージの結線図、
第9図は第8図(第13図、第16図)に示した
ブリツジの出力の説明図、第10図はアクスルに
作用する力の説明図、第11図はこの発明に係る
他のクレーンのモーメント検出装置の力検出手段
を示す図、第12図は第11図のC−C断面図、
第13図は第11図、第12図に示した歪ゲージ
の結線図、第14図はこの発明に係る他のクレー
ンのモーメント検出装置の力検出手段を示す図、
第15図は第14図のD−D断面図、第16図は
第14図、第15図に示した歪ゲージの結線図で
ある。
3……ジブ、7……トツプシーブ、8……アク
スル、9……ガイドシーブ、10……巻取ロー
プ、21a……突出片、21b……ノツクピン、
22,23……溝、24ax〜25dy……歪ゲー
ジ、30x1〜31y2……歪ゲージ、32x1〜33y
2……歪ゲージ。
Fig. 1 is a diagram showing a crane with a conventional moment detection device, Fig. 2 is a diagram showing an outline of a three-point roller type hanging load detection device, and Fig. 3 is an explanation of the moment detection device shown in Fig. 1. 4 is a diagram showing a crane having another conventional moment detection device, FIG. 5 is a diagram showing a part of a crane having a moment detection device according to the present invention, and FIG.
AA sectional view in the figure, FIG. 7 is a BB sectional view in FIG. 6, FIG. 8 is a wiring diagram of the strain gauge shown in FIG. 7,
Fig. 9 is an explanatory diagram of the output of the bridge shown in Fig. 8 (Fig. 13, Fig. 16), Fig. 10 is an explanatory diagram of the force acting on the axle, and Fig. 11 is an illustration of another crane according to the present invention. 12 is a sectional view taken along the line C-C in FIG. 11,
FIG. 13 is a wiring diagram of the strain gauge shown in FIGS. 11 and 12, and FIG. 14 is a diagram showing force detection means of another crane moment detection device according to the present invention.
15 is a sectional view taken along the line DD in FIG. 14, and FIG. 16 is a wiring diagram of the strain gauges shown in FIGS. 14 and 15. 3... Jib, 7... Top sheave, 8... Axle, 9... Guide sheave, 10... Winding rope, 21a... Projecting piece, 21b... Knock pin,
22, 23...groove, 24 ax ~25 dy ...strain gauge, 30 x1 ~31 y2 ...strain gauge, 32 x1 ~33 y
2 ...Strain gauge.
Claims (1)
ジブの先端に配置されたトツプシーブとを有する
クレーンの吊荷重によるモーメントMを検出する
装置において、上記トツプシーブのアクスルを上
記ジブに回転不能に取付け、そのアクスルに作用
する力を上記ジブに固定された直角な第1、第2
の軸方向に分解して検出する力検出手段を設け、
その力検出手段の上記第1、第2の軸方向の検出
値をFx、Fy、上記トツプシーブのロープ掛数を
N、上記フートピンの中心と上記アクスルの中心
とを結ぶ線の長さをL、巻取ロープの本数をm、
巻取ドラムの方向に引張られる巻取ロープの張力
の方向と上記第1の軸方向とのなす角すなわち巻
付き角をα、A=Fxcosα−Fysinα、B=Fx 2+Fy
2としたとき、次式 から上記モーメントMを演算する演算手段を設け
たことを特徴とするクレーンのモーメント検出装
置。 2 上記トツプシーブから上記巻取ドラムに至る
上記巻取ロープを上記トツプシーブの近傍に設け
られたガイドシーブに掛けたことを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のクレーンのモーメント
検出装置。[Scope of Claims] 1. In a device for detecting a moment M due to a hanging load of a crane, which has a jib that can be lifted up and down about a foot pin, and a top sheave placed at the tip of the jib, an axle of the top sheave is attached to the jib. The jib is mounted non-rotatably and the force acting on the axle is transferred to the first and second perpendicular jib fixed to the jib.
A force detection means is provided to detect the force by disassembling it in the axial direction.
The detected values in the first and second axial directions of the force detection means are F x and F y , the number of ropes of the top sheave is N, and the length of the line connecting the center of the foot pin and the center of the axle is L, the number of winding ropes is m,
The angle between the direction of tension of the take-up rope pulled in the direction of the take-up drum and the above-mentioned first axis direction, that is, the winding angle, is α, A = F x cos α - F y sin α, B = F x 2 + F y
2 , the following formula A moment detection device for a crane, characterized in that a calculation means is provided for calculating the moment M from . 2. The crane moment detection device according to claim 1, wherein the winding rope extending from the top sheave to the winding drum is hung on a guide sheave provided near the top sheave.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8016983A JPS59207395A (en) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | Detector for moment of crane |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8016983A JPS59207395A (en) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | Detector for moment of crane |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59207395A JPS59207395A (en) | 1984-11-24 |
| JPH0358996B2 true JPH0358996B2 (en) | 1991-09-09 |
Family
ID=13710819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8016983A Granted JPS59207395A (en) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | Detector for moment of crane |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59207395A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7253966B2 (en) * | 2019-04-22 | 2023-04-07 | Ihi運搬機械株式会社 | Crane overload protection system |
-
1983
- 1983-05-10 JP JP8016983A patent/JPS59207395A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59207395A (en) | 1984-11-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5933915B2 (en) | System for determining the load mass of a load carried by a crane hoist cable | |
| CN103303802B (en) | Crane control method, crane controller, crane and many crane systems | |
| WO2019069508A1 (en) | Device for controlling vibration of elevator rope, and elevator device | |
| JP2021050083A (en) | Hanging load rope oscillating angle detection device and crane equipped with the same | |
| CN113562616A (en) | Method and system for intelligently adjusting amplitude stiffness of crane tower to suppress vibration | |
| JPH0358996B2 (en) | ||
| JPH0367954B2 (en) | ||
| JP4224929B2 (en) | Crane overload prevention device | |
| JPS61126413A (en) | Tilt angle sensor of moving type crane | |
| JPS606591A (en) | Detector for moment of crane | |
| JPS6117366Y2 (en) | ||
| JPS62249028A (en) | Measuring mechanism and method of strain and/or angle of slender article | |
| JP3596931B2 (en) | Construction machine load condition detection device | |
| JPS6117367Y2 (en) | ||
| JPS606592A (en) | Detector for hung load of crane | |
| JPH0891774A (en) | Method and device for swing stop control of crane | |
| JP7439850B2 (en) | Hook position calculation device | |
| JPS6339517B2 (en) | ||
| Pertsch et al. | Modeling of coupled bending and torsional oscillations of an inclined aerial ladder | |
| JPH08282977A (en) | Method and device for detecting work radius of crane | |
| JPS61217479A (en) | Winch | |
| JP3290802B2 (en) | Crane load calculation method and device | |
| JPS6225515Y2 (en) | ||
| JPH06156977A (en) | Swing angle measuring device | |
| JPH0517631Y2 (en) |