JP2018016442A - crane - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クレーンに関する。 The present invention relates to a crane.
カウンタウエイトユニットをブームに近づけたり遠ざけたりするように動かすために、回転床とカウンタウエイトユニットとの間に結合されているカウンタウエイトユニット移動装置を備えたクレーンが知られている(特許文献1参照)。 A crane is known that includes a counterweight unit moving device coupled between a rotating bed and a counterweight unit in order to move the counterweight unit closer to or away from the boom (see Patent Document 1). ).
特許文献1に記載のカウンタウエイトユニットは、カウンタウエイト支持フレームの左右両側において、カウンタウエイトを前後方向に可動可能に支持している。このため、特許文献1の構成では、クレーンの左右幅が大きくなってしまう。 The counterweight unit described in Patent Document 1 supports the counterweight so as to be movable in the front-rear direction on both the left and right sides of the counterweight support frame. For this reason, in the structure of patent document 1, the left-right width of a crane will become large.
本発明の一態様によるクレーンは、走行体と、前記走行体の上部に旋回可能に設けられた旋回体と、前記旋回体に設けられたブームと、を備えたクレーンにおいて、前記クレーンの後部に配置されたカウンタウエイトユニットと、前記カウンタウエイトユニットを鉛直面内で回動させる回動装置と、を備えていることを特徴とする。 A crane according to an aspect of the present invention is a crane including a traveling body, a revolving body provided on an upper portion of the traveling body, and a boom provided on the revolving body. The counterweight unit is arranged, and a rotating device that rotates the counterweight unit in a vertical plane.
本発明によれば、クレーンの左右幅を抑えつつ、カウンタウエイトユニットにより発生するモーメントを変更して吊り性能を向上することができる。 According to the present invention, the suspension performance can be improved by changing the moment generated by the counterweight unit while suppressing the lateral width of the crane.
−第1の実施の形態−
図面を参照して、本発明によるクレーンの一実施形態について説明する。図1は、クレーンの外観側面図である。以下では、図1の作業姿勢を基準にして上下、前後、左右方向を図示するように定義する。クレーン100は、走行体101と、走行体101を構成するフレームの上部に旋回輪を介して旋回可能に設けられた旋回体103と、旋回体103を構成するメインフレーム150に回動可能に設けられたブーム104と、を備えている。
-First embodiment-
An embodiment of a crane according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external side view of a crane. Below, it defines so that up and down, front and back, and the left-right direction may be illustrated on the basis of the working posture of FIG. The
旋回体103には運転室103aが設けられ、巻上ウインチ105と起伏ウインチ106が搭載されている。巻上ウインチ105には巻上ロープ105aが巻回され、巻上ウインチ105の駆動により巻上ロープ105aが巻き取りまたは繰り出され、フック107に吊り下げられた吊り荷108が昇降する。起伏ウインチ106には起伏ロープ106aが巻回され、起伏ウインチ106の駆動により起伏ロープ106aが巻き取りまたは繰り出され、ブーム104が起伏する。
The
旋回体103には、エンジンにより駆動されて圧油を吐出する油圧ポンプ(不図示)や、油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される油圧モータなどのアクチュエータ、アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する制御弁などの油圧機器を有する油圧回路が搭載されている。
The
旋回体103を構成するメインフレーム150は、クレーン100の左右方向中央において前後方向に延在するように設けられている。メインフレーム150は、平板や形鋼等から成る溶接構造体であり、矩形枠状に形成されている。メインフレーム150の左右側部には、建屋171を支持する支持構造体であるベッド170が接続されている。メインフレーム150の前端部における左右一対のブーム支持部には、ブームフートピンが接続され、ブーム104を回動可能に支持している。メインフレーム150には、各種ウインチが搭載されている。
The
図2は、クレーンの後部を拡大して示す側面模式図である。図2(a)はカウンタウエイトユニット120の第1姿勢を示し、図2(b)はカウンタウエイトユニット120の第2姿勢を示している。図2に示すように、カウンタウエイトユニット120は、カウンタウエイトユニット120の第1姿勢(図2(a)参照)とカウンタウエイトユニット120の第2姿勢(図2(b)参照)との間で90度回動する。
FIG. 2 is an enlarged schematic side view of the rear part of the crane. FIG. 2A shows the first posture of the
図2(b)に示すように、メインフレーム150の後端部にはベース140が固着されている。ベース140は、メインフレーム150から後方に延在している。ベース140には、カウンタウエイト装置110が設けられている。図2(a)および図2(b)に示すように、カウンタウエイト装置110は、カウンタウエイトユニット120と、カウンタウエイトユニット120を回動させるウエイト回動装置130と、を備えている。カウンタウエイトユニット120は、メインフレーム150を左右に2分するように前後方向に延在するメインフレーム150の中心軸上に位置している。カウンタウエイトユニット120の左右外縁は、左右の建屋171の左右外側縁よりも内側に位置している。つまり、カウンタウエイトユニット120の左右幅は、左右両側の建屋171あるはベッド170の外側面間の寸法よりも短い。カウンタウエイトユニット120は、複数のウエイト111と、複数のウエイト111を支持するウエイト支持フレーム112と、を備えている。
As shown in FIG. 2B, the
ウエイト支持フレーム112は、H形鋼、I形鋼、山形鋼、溝形鋼、角形鋼等、種々の形鋼を溶接やボルト等により強固に結合させた支持構造体である。ウエイト支持フレーム112は、左右一対のL字フレーム113と、一対のL字フレーム同士を連結する連結部材114とを有する。
The
L字フレーム113は、第1支持部113aと、第1支持部113aに対して垂直に設けられた第2支持部113bとを有し、側面視でL字状を呈している。第1支持部113aは、第1姿勢のときに前後水平方向に平行に配置され、第2姿勢のときに上下(鉛直)方向に平行に配置される。第2支持部113bは、第1姿勢のときに上下(鉛直)方向に平行に配置され、第2姿勢のときに前後水平方向に平行に配置される。
The L-
左右一対のL字フレーム113の間隔は、ベース140の左右幅よりも広く、第1姿勢のときにベース140の左右外側に第1支持部113aが配置される。
The distance between the pair of left and right L-
複数の連結部材114は、左右水平方向に延在しており、両端部が左右一対の第2支持部113bに接続され、左右一対の第2支持部同士を連結している。連結部材114は、たとえば、矩形中空形状の角形鋼であり、左右方向に所定間隔でリブ板が溶接されている。連結部材114には、後述するボルト119が挿通される貫通孔が設けられている。
The plurality of connecting
複数のウエイト111は、積層配置された状態でウエイト支持フレーム112により支持されている。各ウエイト111には、ボルト119が挿通される貫通孔が設けられている。各ウエイト111とウエイト支持フレーム112の連結部材114の貫通孔にボルト119が挿通され、ボルト119の端部のねじ部にナットが取り付けられることで、ボルト119の頭部とナットにより複数のウエイト111と連結部材114とが挟持され、各ウエイト111がウエイト支持フレーム112に強固に固定される。複数のウエイト111は、第1姿勢のときに前後水平方向に積層配置され、第2姿勢のときに上下(鉛直)方向に積層配置される。ボルト119は積層方向に延在している。
The plurality of
ウエイト回動装置130は、上述した油圧ポンプから吐出された圧油の流れを制御する制御弁と、制御弁を介して供給される圧油により駆動される左右一対の油圧モータと、を備えている。各油圧モータおよび制御弁は、ベース140の後端部に収容されている。各油圧モータの出力軸には回転軸131が接続され、油圧モータの回転により回転軸131が回転する。各油圧モータの回転軸131は、ギア等を介して、L字フレーム113の角部、すなわち第1支持部113aと第2支持部113bの境界部分に設けられた結合部に結合されている。
The
回転軸131の回転中心軸は左右水平方向に延在しており、ウエイト回動装置130の油圧モータが回動すると、クレーン100の後部に配置されたカウンタウエイトユニット120が鉛直面内で回動する。ここで、鉛直面とは、回転軸131の回転中心軸に直交する仮想平面のことを指す。油圧モータが停止すると、カウンタウエイトユニット120は所定の角度で保持される。カウンタウエイトユニット120は、第1姿勢から90度後方に回動すると第2姿勢に移行する。
The rotation center axis of the
図3は、第1の実施の形態に係るクレーンにおけるカウンタウエイトユニットの回動制御を説明するためのブロック図である。コントローラ180は、CPUやROM,RAM等の記憶装置、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される制御装置であり、クレーン100の各部を制御する。コントローラ180の記憶装置には、クレーン100の形状や寸法などの幾何学情報や各部材の重量等の情報が記憶されている。
FIG. 3 is a block diagram for explaining rotation control of the counterweight unit in the crane according to the first embodiment. The
コントローラ180には、操作装置191、表示装置192、荷重計193、ブーム角度センサ194、入力装置195、およびウエイト角度センサ196が接続されている。操作装置191および表示装置192は、運転室103a(図1参照)に設けられている。操作装置191は、各ウインチを操作する操作レバーと、操作レバーの操作量を検出するセンサを含み、検出した操作レバーの操作量信号をコントローラ180に出力する。表示装置192は、コントローラ180からの表示制御信号に基づいて、クレーン作業の各種情報等を表す表示画像を表示画面に表示する。
An
荷重計193は吊り荷重を検出するものであり、たとえば起伏ロープ106aの張力を検出するロードセルを含み、検出した張力信号をコントローラ180に出力する。ブーム角度センサ194は、ブーム104の基端部に設けられ、ブーム104の対地角度であるブーム角度を検出し、検出した角度信号をコントローラ180に出力する。コントローラ180は、ブーム角度センサ194からの信号に基づいて、ブーム角度を検出する。
The
入力装置195は、オペレータによる操作に基づいて、所定の入力信号をコントローラ180に出力する。入力装置195は、たとえば、ブーム104の長さやフック107の大きさなどのクレーン100の仕様に関する情報に相当する信号をコントローラ180に出力する。
The
ウエイト角度センサ196は、たとえば、ウエイト回動装置130の油圧モータの出力軸の近傍に設けられたポテンショメータであり、カウンタウエイトユニット120の回動角度を検出し、検出した角度信号をコントローラ180に出力する。
The
コントローラ180は、演算部181と回動制御部182を機能的に備えている。演算部181は、起伏ロープ106aの張力に基づいて吊り荷重WLを演算する。演算部181は、ブーム104の長さ、およびブーム角度に基づいて、作業半径を演算する。
The
コントローラ180は、記憶装置に記憶された定格荷重曲線を用いて、演算した作業半径に対応する限界荷重を求め、この限界荷重と演算した吊り荷重とを比較して、クレーン100が転倒しないように各ウインチ105,106の駆動を制限する機能を有している。
The
演算部181は、前方転倒モーメントMf1、後方転倒モーメントMb1、前方安定モーメントMf2、および後方安定モーメントMb2を演算する。図4(a)は、ブーム104の倒伏動作に応じてカウンタウエイトユニット120を後方に回動させる際の前方転倒モーメントMf1および後方安定モーメントMb2の演算方法について説明する図である。
The calculating
演算部181は、前方転倒モーメントMf1を次の式(1)により演算する。
Mf1=Ll1×WL+Lb1×WB ・・・(1)
図4(a)に示すように、WLは、吊り荷重であり、吊り荷108の質量に重力加速度を乗じた値である。Ll1は、クレーン100の前側転倒支点Ofから吊り荷の重心Glまでの水平距離である。前側転倒支点Ofは、走行体101の接地面の最前部である。WBは、ブーム104の重量であり、ブーム104の質量に重力加速度を乗じた値である。Lb1は、クレーン100の前側転倒支点Ofからブーム104の重心Gbまでの水平距離である。
The calculating
Mf1 = L11 × WL + Lb1 × WB (1)
As shown in FIG. 4A, WL is a suspended load, which is a value obtained by multiplying the mass of the suspended
演算部181は、後方安定モーメントMb2を次の式(2)により演算する。
Mb2=Lm1×WM+Lc1×WC ・・・(2)
図4(a)に示すように、WMは、クレーン本体の重量であり、クレーン本体の質量に重力加速度を乗じた値である。なお、本明細書において、クレーン本体とは、回動するカウンタウエイトユニット120と、回動するブーム104およびブーム104に吊り下げられた吊り荷108を除くクレーン100の構造のことを指す。Lm1は、クレーン100の前側転倒支点Ofからクレーン本体の重心Gmまでの水平距離である。WCは、カウンタウエイトユニット120の重量であり、カウンタウエイトユニット120の質量に重力加速度を乗じた値である。Lc1は、クレーン100の前側転倒支点Ofからカウンタウエイトユニット120の重心Gcまでの水平距離である。
The calculating
Mb2 = Lm1 × WM + Lc1 × WC (2)
As shown in FIG. 4A, WM is the weight of the crane body, and is a value obtained by multiplying the mass of the crane body by the acceleration of gravity. In this specification, the crane body refers to the structure of the
コントローラ180の記憶装置には、第1姿勢と第2姿勢との間のカウンタウエイトユニット120の重心Gcの移動軌跡情報、すなわち、カウンタウエイトユニット120の回動角度に応じた重心Gcの座標情報が記憶されている。コントローラ180の記憶装置には、ブーム104の最小角度と最大角度との間のブーム104の重心Gbの移動軌跡情報、すなわち、ブーム角度に応じた重心Gbの座標情報が記憶されている。演算部181は、記憶装置に記憶されている重心Gcの移動軌跡情報およびクレーン100の幾何学情報と、ウエイト角度センサ196で検出されたカウンタウエイトユニット120の回動角度に基づいて、距離Lc1を演算する。演算部181は、記憶装置に記憶されている重心Gbの移動軌跡情報およびクレーン100の幾何学情報と、ブーム角度センサ194で検出されたブーム104の起伏角度に基づいて、距離Lb1を演算する。演算部181は、記憶装置に記憶されているクレーン100の幾何学情報と、ブーム角度センサ194で検出されたブーム104の起伏角度に基づいて、距離Ll1を演算する。距離Lm1は、予めコントローラ180に記憶されているクレーン100の幾何学情報の一つである。
In the storage device of the
図3に示す回動制御部182は、前方転倒モーメントMf1および後方安定モーメントMb2に基づいてウエイト回動装置130を制御し、クレーン全体の重心が前後方向中心部に位置するように、カウンタウエイトユニット120を回動させる。回動制御部182は、後方安定モーメントMb2に対する前方転倒モーメントMf1の比率、すなわちモーメント比率Mf1/Mb2を演算する。回動制御部182は、モーメント比率Mf1/Mb2が予め設定された閾値α以上になると、後方回動条件が成立したと判定する。なお、Mf1およびMb2は、それぞれ正の値である。閾値αは、1未満の値(たとえば、0.6〜0.8の範囲の値)であり、クレーン100が前方に転倒することを防止するために設定され、予め記憶装置に記憶されている。
The
後方回動条件が成立すると、回動制御部182は、ウエイト回動装置130の油圧モータを回動させ、所定角度だけカウンタウエイトユニット120を後方に回動させる。回動制御部182は、所定角度だけカウンタウエイトユニット120を後方に回動させた後、カウンタウエイトユニット120の回動を停止させ、カウンタウエイトユニット120をその位置で保持させる。
When the backward rotation condition is satisfied, the
図4(b)は、ブーム104の起立動作に応じてカウンタウエイトユニット120を前方に回動させる際の後方転倒モーメントMb1および前方安定モーメントMf2の演算方法について説明する図である。
FIG. 4B is a diagram for explaining a calculation method of the backward tipping moment Mb1 and the forward stable moment Mf2 when the
演算部181は、後方転倒モーメントMb1を次の式(3)により演算する。
Mb1=Lc2×WC ・・・(3)
図4(b)に示すように、Lc2は、クレーン100の後側転倒支点Obからカウンタウエイトユニット120の重心Gcまでの水平距離である。後側転倒支点Obは、走行体101の接地面の最後部である。
The calculating
Mb1 = Lc2 × WC (3)
As shown in FIG. 4B, Lc2 is a horizontal distance from the rear side falling fulcrum Ob of the
演算部181は、前方安定モーメントMf2を次の式(4)により演算する。
Mf2=Lm2×WM+Lb2×WB+Ll2×WL ・・・(4)
図4(b)に示すように、Lm2は、クレーン100の後側転倒支点Obからクレーン本体の重心Gmまでの水平距離である。Lb2は、クレーン100の後側転倒支点Obからブーム104の重心Gbまでの水平距離である。Ll2は、クレーン100の後側転倒支点Obから吊り荷の重心Glまでの水平距離である。
The calculating
Mf2 = Lm2 × WM + Lb2 × WB + Ll2 × WL (4)
As shown in FIG. 4 (b), Lm2 is a horizontal distance from the rear fall fulcrum Ob of the
演算部181は、記憶装置に記憶されている重心Gcの移動軌跡情報およびクレーン100の幾何学情報と、ウエイト角度センサ196で検出されたカウンタウエイトユニット120の回動角度に基づいて、距離Lc2を演算する。演算部181は、記憶装置に記憶されている重心Gbの移動軌跡情報およびクレーン100の幾何学情報と、ブーム角度センサ194で検出されたブーム104の起伏角度に基づいて、距離Lb2を演算する。演算部181は、記憶装置に記憶されているクレーン100の幾何学情報と、ブーム角度センサ194で検出されたブーム104の起伏角度に基づいて、距離Ll2を演算する。距離Lm2は、予めコントローラ180に記憶されている幾何学情報の一つである。
The
図3に示す回動制御部182は、後方転倒モーメントMb1および前方安定モーメントMf2に基づいてウエイト回動装置130を制御し、クレーン全体の重心が前後方向中心部に位置するように、カウンタウエイトユニット120を回動させる。回動制御部182は、前方安定モーメントMf2に対する後方転倒モーメントMb1の比率、すなわちモーメント比率Mb1/Mf2を演算する。回動制御部182は、モーメント比率Mb1/Mf2が予め設定された閾値β以上になると、前方回動条件が成立したと判定する。なお、Mb1およびMf2は、それぞれ正の値である。閾値βは、1未満の値(たとえば、0.6〜0.8の範囲の値)であり、クレーン100が後方に転倒することを防止するために設定され、予め記憶装置に記憶されている。
The
前方回動条件が成立すると、回動制御部182は、ウエイト回動装置130の油圧モータを回動させ、所定角度だけカウンタウエイトユニット120を前方に回動させる。回動制御部182は、所定角度だけカウンタウエイトユニット120を前方に回動させた後、カウンタウエイトユニット120の回動を停止させ、カウンタウエイトユニット120をその位置で保持させる。
When the forward rotation condition is satisfied, the
図5は、第1の実施の形態に係るコントローラによる回動制御の処理内容を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、たとえば、図示しないイグニッションスイッチのオンにより開始され、図示しない初期設定が行われた後、所定の制御周期で繰り返し実行される。なお、ブーム104の長さやフック107の大きさなどの基本情報は、オペレータにより入力装置195が操作されることで、予め登録されている。
FIG. 5 is a flowchart showing the processing contents of the rotation control by the controller according to the first embodiment. The process shown in this flowchart is started, for example, by turning on an ignition switch (not shown), and is repeatedly executed at a predetermined control cycle after initial setting (not shown) is performed. Basic information such as the length of the
ステップS110において、コントローラ180は、ブーム角度センサ194、荷重計193、ウエイト角度センサ196等のセンサ類で検出された各種情報を取得して、ステップS120へ進む。ステップS120において、コントローラ180は、ステップS110で取得された情報に基づいて、モーメントMf1,Mf2,Mb1,Mb2を演算して、ステップS130へ進む。
In step S110, the
ステップS130において、コントローラ180は、モーメント比率Mf1/Mb2が閾値α以上か否かを判定する。ステップS130で肯定判定されるとステップS140へ進み、ステップS130で否定判定されるとステップS135へ進む。
In step S130, the
ステップS135において、コントローラ180は、モーメント比率Mb1/Mf2が閾値β以上か否かを判定する。ステップS135で肯定判定されるとステップS145へ進み、ステップS135で否定判定されるとステップS110へ戻る。
In step S135, the
ステップS140において、コントローラ180は、カウンタウエイトユニット120を所定角度だけ後方へ回動させ、ステップS110へ戻る。ステップS145において、コントローラ180は、カウンタウエイトを所定角度だけ前方へ回動させ、ステップS110へ戻る。
In step S140, the
本実施の形態の動作をまとめると次のようになる。オペレータが操作装置191を操作して、ブーム104を倒伏させる。ブーム104が倒伏し、前方転倒モーメントMf1が増加すると、後方回動条件が成立し、カウンタウエイトユニット120が後方に回動する。これにより、後方安定モーメントMb2が増加し、クレーンの安定度が向上する。
The operation of the present embodiment is summarized as follows. The operator operates the
オペレータが操作装置191を操作して、ブーム104を起立させる。ブーム104が起立し、前方安定モーメントMf2が減少すると、前方回動条件が成立し、カウンタウエイトユニット120が前方に回動する。これにより、後方転倒モーメントMb1が減少し、クレーンの安定度が向上する。
The operator operates the
本実施の形態では、ウエイト回動装置130がカウンタウエイトユニット120を第2姿勢から下方に回動させて、カウンタウエイトユニット120を地面に載置させる姿勢である第3姿勢へと移行できる。カウンタウエイトユニット120の着脱方法について説明する。図6は、カウンタウエイトユニットの着脱方法を説明する図である。カウンタウエイトユニット120は、次のようにして、ベース140から取り外される。
In the present embodiment, the
運転室内には、着脱モードスイッチが配設されており、オペレータが着脱モードスイッチをオンすると、コントローラ180が着脱モードを設定する。着脱モードが設定されると、コントローラ180が表示装置192を制御して、表示装置192の表示画面にブーム104を倒伏させる指示を表す表示画像を表示させる。オペレータが、ブーム104を倒伏させると、カウンタウエイトユニット120が後方に回動する。ブーム104が所定角度まで倒伏されると、カウンタウエイトユニット120が第2姿勢になる。
A detachment mode switch is disposed in the cab, and when the operator turns on the detachment mode switch, the
コントローラ180は、ウエイト角度センサ196で検出された情報から、カウンタウエイトユニット120が第2姿勢の位置にあるか否かを判定する。カウンタウエイトユニット120が第2姿勢の位置にあると判定されると、コントローラ180は、図6(a)に示すように、さらにカウンタウエイトユニット120を図示反時計回りに90度回動させ、カウンタウエイトユニット120を地面に載置させる。なお、地面とウエイト111等の間に隙間ができる場合には、隙間を埋める板材等を配置させておく。
The
コントローラ180は、ウエイト角度センサ196で検出された情報から、カウンタウエイトユニット120が第3姿勢であるか否かを判定する。第3姿勢であることが判定されると、コントローラ180が表示装置192を制御して、表示装置192の表示画面に回転軸131が取り外し可能な状態であることを表す表示画像を表示させる。
The
オペレータは、回転軸131と油圧モータの出力軸との連結を解除し、治具等を用いて回転軸131を取り外す。オペレータは、回転軸131を取り外した後、走行用の操作装置を操作して走行体101を駆動し、クレーン100を前方へ移動させる。これにより、カウンタウエイトユニット120がベース140から取り外される。なお、ベース140にカウンタウエイトユニット120を取り付ける手順は、ベース140からカウンタウエイトユニット120を取り外す手順と逆の手順となるため、説明を省略する。なお、ベース140の取付部である油圧モータの出力軸と、カウンタウエイトユニット120の取付部である結合部は、地面からの高さが略同じであるので、取り付け作業時の位置決め作業を容易に行うことができる。
The operator releases the connection between the
上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)クレーン100は、走行体101と、走行体101の上部に旋回可能に設けられた旋回体103と、旋回体103に起伏可能に設けられたブーム104と、を備えている。クレーン100には、作業時にクレーンが転倒することを防止するためにカウンタウエイト装置110が設けられている。カウンタウエイト装置110は、クレーン100の後部に配置されたカウンタウエイトユニット120と、カウンタウエイトユニット120を鉛直面内で回動させるウエイト回動装置130と、を備えている。カウンタウエイトユニット120を回動できるので、たとえば吊り荷重が小さいときには、カウンタウエイトユニット120を前側の第1姿勢に位置させてクレーンを安定させ、吊り荷重が大きいときには、カウンタウエイトユニット120を後側の第2姿勢に位置させて吊り性能を向上することができる。クレーン100の後部においてカウンタウエイトユニット120を回動させて、カウンタウエイトユニット120の重心をクレーン100の前後方向にのみ移動させてモーメントを制御する構成であるので、クレーン100の左右幅が大きくなることを防止できる。
According to the embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) The
(2)ウエイト回動装置130は、カウンタウエイトユニット120を地面に載置させる第3姿勢まで、カウンタウエイトユニット120を回動可能に構成されている。クレーンの吊り性能を向上させるウエイト回動装置130に、カウンタウエイトユニット120の自力着脱装置としての機能を持たせたので、専用の自力着脱装置を設ける必要がなく、部品点数およびコストの低減を図ることができる。
(2) The weight
(3)コントローラ180は、クレーン100の転倒モーメントMf1,Mb1および安定モーメントMf2,Mb2を演算する演算部181、ならびに、転倒モーメントMf1,Mb1および安定モーメントMf2,Mb2に基づいてウエイト回動装置130を制御し、カウンタウエイトユニット120を回動させる回動制御部182を有している。ブーム104の動作に基づいて、カウンタウエイトユニット120を回動させ、モーメントを制御することで、作業中のクレーン100の安定度を確保することができる。
(3) The
−第2の実施の形態−
図7〜図9を参照して、第2の実施の形態に係るクレーン200を説明する。なお、図中、第1の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図7は、カウンタウエイトユニットのスライド機構およびスライド動作について説明する図である。第1の実施の形態では、ボルト119により複数のウエイト111がウエイト支持フレーム112に結合されている例について説明した(図2参照)。これに対し、第2の実施の形態では、積層方向に隣接するウエイト同士が油圧シリンダにより連結されている。
-Second Embodiment-
A
第2の実施の形態では、ウエイト支持フレーム112上に鉛直方向に積層された複数のウエイト211のうち少なくとも一つを他のウエイト211に対して水平方向に移動させるウエイト移動装置260を備えている。ウエイト移動装置260は、上述した油圧ポンプから吐出された圧油の流れを制御する制御弁と、制御弁を介して供給される圧油により駆動される複数の油圧シリンダ222を含んで構成されている。なお、本実施の形態では、制御弁が開くと、複数の油圧シリンダ222の全てに同じように圧油が供給される。
In the second embodiment, a
ウエイト移動装置260を構成する油圧シリンダ222は、図7に示すように、積層方向、第2姿勢では上下(鉛直)方向に隣接するウエイト211間に設けられている。説明の便宜上、最下段のウエイト211を下部ウエイト211Lと定義し、最上段のウエイト211を上部ウエイト211Uと定義し、上部ウエイト211Uと下部ウエイト211Lとの間のウエイト211を中間ウエイト211Mと定義する。
As shown in FIG. 7, the
下部ウエイト211Lは、上部に上面が開放され、下方に窪む直方体形状の下側凹部213が前後方向に延在して設けられている。下側凹部213の前面と後面との間の寸法は、油圧シリンダ222の最伸長状態の長手寸法よりも長い。中間ウエイト211Mは、下部に下面および前面が開放され、上方に窪む直方体形状の上側凹部214が前後方向に延在して設けられている。中間ウエイト211Mは、下部ウエイト211Lと同様の下側凹部213が設けられている。上部ウエイト211Uは、中間ウエイト211Mと同様の上側凹部214が設けられている。
The
第2姿勢において、下側凹部213と上側凹部214は対向して配置され、下側凹部213と上側凹部214により、油圧シリンダ222の収容空間が画成されている。油圧シリンダ222は、一端であるシリンダチューブの端部が下側に位置するウエイト211の下側凹部213の前面に固着され、他端であるピストンロッドの端部が上側に位置するウエイト211の上側凹部214の後面に固着されている。
In the second posture, the
図8は、図3と同様の図であり、第2の実施の形態に係るクレーンにおけるカウンタウエイトユニットのスライド移動制御を説明するためのブロック図である。第2の実施の形態に係るコントローラ280には、油圧シリンダ222のストロークを検出し、検出したストローク信号をコントローラ280に出力するストロークセンサ297が接続されている。コントローラ280は、第1の実施の形態で説明した機能に加え、スライド移動制御部283を機能的に備えている。
FIG. 8 is a diagram similar to FIG. 3 and is a block diagram for explaining the slide movement control of the counterweight unit in the crane according to the second embodiment. A
演算部281は、第1の実施の形態で説明した演算処理に加え、ストロークセンサ297で検出した油圧シリンダ222のストロークとクレーン200の幾何学情報に基づいて、カウンタウエイトユニット220の重心Gcと前側転倒支点Ofとの間の距離Lc1、およびカウンタウエイトユニット220の重心Gcと後側転倒支点Obとの間の距離Lc2を演算する。なお、コントローラ280の記憶装置には、油圧シリンダ222のストロークと、重心Gcの移動量との関係が予め記憶されている。
In addition to the calculation process described in the first embodiment, the
スライド移動制御部283は、ウエイト角度センサ196で検出された角度に基づいて、カウンタウエイトユニット220が第2姿勢の位置にあるか否かを判定する。カウンタウエイトユニット220が第2姿勢の位置にあると判定された状態で、モーメント比率Mf1/Mb2が、予め設定された閾値α以上になると、後方スライド条件が成立したと判定する。
The slide
図7(b)に示すように、後方スライド条件が成立すると、スライド移動制御部283は、ウエイト移動装置260の各油圧シリンダ222を伸長させ、所定距離だけ中間ウエイト211Mを下部ウエイト211Lに対して後方に移動させ、かつ、所定距離だけ上部ウエイト211Uを中間ウエイト211Mに対して後方に移動させる。スライド移動制御部283は、ウエイト211を後方にスライド移動させた後、カウンタウエイトユニット220のスライド移動を停止させ、カウンタウエイトユニット220をその位置で保持させる。
As shown in FIG. 7B, when the rear slide condition is satisfied, the slide
カウンタウエイトユニット220が第2姿勢の位置にあると判定され、かつ、カウンタウエイトユニット220が階段状とされている状態で、モーメント比率Mb1/Mf2が、予め設定された閾値β以上になると、前方スライド条件が成立したと判定する。なお、スライド移動制御部283は、ストロークセンサ297で検出されたストロークが閾値x未満であるとき、カウンタウエイトユニット220は階段状でないと判定し、ストロークが閾値x以上であるとき、カウンタウエイトユニット220は階段状であると判定する。閾値xは、ストロークがほぼ0であることを判定するための閾値であり、予めコントローラ280の記憶装置に記憶されている。
When it is determined that the
前方スライド条件が成立すると、スライド移動制御部283は、ウエイト移動装置260の各油圧シリンダ222を収縮させ、所定距離だけ中間ウエイト211Mを下部ウエイト211Lに対して前方に移動させ、かつ、所定距離だけ上部ウエイト211Uを中間ウエイト211Mに対して前方に移動させる。スライド移動制御部283は、ウエイト211を前方にスライド移動させた後、カウンタウエイトユニット220のスライド移動を停止させ、カウンタウエイトユニット220をその位置で保持させる。
When the forward slide condition is satisfied, the slide
図9は、第2の実施の形態に係るコントローラ280によるスライド移動制御の処理内容を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、たとえば、図示しないイグニッションスイッチのオンにより開始され、図示しない初期設定が行われた後、所定の制御周期で繰り返し実行される。なお、ブーム104の長さやフック107の大きさなどの基本情報は、オペレータにより入力装置195が操作されることで、予め登録されている。
FIG. 9 is a flowchart showing the processing content of the slide movement control by the
ステップS210において、コントローラ280は、ブーム角度センサ194、荷重計193、ウエイト角度センサ196、ストロークセンサ297等のセンサ類で検出された各種情報を取得して、ステップS215へ進む。
In step S210, the
ステップS215において、コントローラ280は、ステップS210で取得されたカウンタウエイトユニット220の角度に基づいて、カウンタウエイトユニット220が第2姿勢にあるか否かを判定する。ステップS215で肯定判定されるとステップS220へ進み、ステップS215で否定判定されるとステップS210へ戻る。
In step S215, the
ステップS220は図5のステップS120と同様のモーメント演算処理である。ステップS220のモーメント演算処理が完了すると、ステップS230へ進む。ステップS230は図5のステップS130と同様の処理であり、コントローラ280は、モーメント比率Mf1/Mb2が閾値α以上であるか否かを判定する。ステップS230で肯定判定されるとステップS240へ進み、ステップS230で否定判定されるとステップS235へ進む。
Step S220 is the same moment calculation process as step S120 of FIG. When the moment calculation process in step S220 is completed, the process proceeds to step S230. Step S230 is the same process as step S130 of FIG. 5, and the
ステップS235は図5のステップS135と同様の処理であり、コントローラ280は、モーメント比率Mb1/Mf2が閾値β以上であるか否かを判定する。ステップS235で肯定判定されるとステップS238へ進み、ステップS235で否定判定されるとステップS210へ戻る。
Step S235 is the same process as step S135 of FIG. 5, and the
ステップS238において、コントローラ280は、ステップS210で取得されたストロークの情報に基づいて、カウンタウエイトユニット220が階段状であるか否かを判定する。ステップS238で肯定判定されるとステップS245へ進み、ステップS238で否定判定されるとステップS210へ戻る。
In step S238, the
ステップS240において、コントローラ280は、カウンタウエイトユニット220を構成する上部ウエイト211Uおよび中間ウエイト211Mを下側のウエイト211に対して所定距離だけ後方へスライド移動させ、ステップS210へ戻る。ステップS245において、コントローラ280は、カウンタウエイトユニット220を構成する上部ウエイト211Uおよび中間ウエイト211Mを下側のウエイト211に対して所定距離だけ前方へスライド移動させ、ステップS210へ戻る。
In step S240, the
このような第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態で説明した作用効果に加え、次の作用効果を奏する。
(4)第2姿勢において、さらにカウンタウエイトユニット220の重心を前後方向に移動させてモーメントを制御することができるので、吊り性能をさらに向上できる。
According to such 2nd Embodiment, in addition to the effect demonstrated in 1st Embodiment, there exists the following effect.
(4) In the second posture, the moment can be controlled by further moving the center of gravity of the
(5)コントローラ280は、クレーン200の転倒モーメントMf1,Mb1および安定モーメントMf2,Mb2を演算する演算部281、ならびに、転倒モーメントMf1,Mb1および安定モーメントMf2,Mb2に基づいてウエイト移動装置260を制御し、複数のウエイト211のうち少なくとも一つを他のウエイト211に対して水平方向に移動させるスライド移動制御部283を有している。これにより、ブーム104の動作に基づいて、カウンタウエイトユニット120をスライド移動させ、モーメントを制御することで、作業中のクレーン100の安定度を確保することができる。
(5) The
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
(変形例1)
第1の実施の形態では、油圧モータによりカウンタウエイトユニット120を回動させる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。油圧シリンダとリンク機構を組み合わせてなる回動装置によりカウンタウエイトユニット120を回動させてもよい。
The following modifications are also within the scope of the present invention, and one or a plurality of modifications can be combined with the above-described embodiment.
(Modification 1)
In the first embodiment, the example in which the
(変形例2)
第2の実施の形態では、全ての油圧シリンダ222を同時にストロークさせる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。上から下に、あるいは下から上に順番に油圧シリンダ222を駆動させてもよい。
(Modification 2)
In the second embodiment, the example in which all the
(変形例3)
ウエイト111,211の個数や形状、ウエイト支持フレーム112の構造は上述した実施の形態で説明した例に限定されない。ウエイト111,211の支持手段も様々な手段を採用できる。
(Modification 3)
The number and shape of the
(変形例4)
上述した実施の形態では、前方転倒モーメントの増加に応じて後方安定モーメントを増加させるように、および、前方安定モーメントの減少に応じて後方転倒モーメントを減少させるようにコントローラ180,280がカウンタウエイト装置110,210の動作を制御する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、取り付けるブーム104の長さに応じて、第1姿勢、第2姿勢および第3姿勢のいずれかに移行するようにカウンタウエイトユニット120を動作させてもよい。
(Modification 4)
In the above-described embodiment, the
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 Although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these contents. Other embodiments conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention.
100 クレーン、101 走行体、103 旋回体、104 ブーム、110 カウンタウエイト装置、111 ウエイト、112 ウエイト支持フレーム(支持構造体)、120 カウンタウエイトユニット、130 ウエイト回動装置(回動装置)、180 コントローラ(制御装置)、181 演算部、182 回動制御部、200 クレーン、211 ウエイト、220 カウンタウエイトユニット、260 ウエイト移動装置、280 コントローラ(制御装置)、281 演算部、283 スライド移動制御部(移動制御部)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記クレーンの後部に配置されたカウンタウエイトユニットと、
前記カウンタウエイトユニットを鉛直面内で回動させる回動装置と、を備えていることを特徴とするクレーン。 In a crane provided with a traveling body, a revolving body provided on the upper portion of the traveling body so as to be able to swivel, and a boom provided on the revolving body,
A counterweight unit disposed at the rear of the crane;
A crane that rotates the counterweight unit in a vertical plane.
前記回動装置は、前記カウンタウエイトユニットを地面に載置させる姿勢まで、前記カウンタウエイトユニットを回動可能に構成されていることを特徴とするクレーン。 The crane according to claim 1,
The said rotation apparatus is comprised so that rotation of the said counterweight unit is possible to the attitude | position which mounts the said counterweight unit on the ground.
前記カウンタウエイトユニットは、複数のウエイトと、前記複数のウエイトを支持する支持構造体と、を有し、
前記支持構造体上に鉛直方向に積層された前記複数のウエイトのうち少なくとも一つを他のウエイトに対して水平方向に移動させる移動装置を備えていることを特徴とするクレーン。 The crane according to claim 1,
The counterweight unit has a plurality of weights and a support structure that supports the plurality of weights,
A crane comprising: a moving device that moves at least one of the plurality of weights stacked in the vertical direction on the support structure in a horizontal direction with respect to other weights.
前記クレーンの転倒モーメントおよび安定モーメントを演算する演算部、ならびに、前記転倒モーメントおよび前記安定モーメントに基づいて前記回動装置を制御し、前記カウンタウエイトユニットを回動させる回動制御部を有する制御装置を備えていることを特徴とするクレーン。 The crane according to claim 1,
A control unit having a calculation unit that calculates the overturning moment and the stable moment of the crane, and a rotation control unit that controls the rotating device based on the overturning moment and the stable moment and rotates the counterweight unit. A crane characterized by comprising:
前記クレーンの転倒モーメントおよび安定モーメントを演算する演算部、ならびに、前記転倒モーメントおよび前記安定モーメントに基づいて前記移動装置を制御し、前記複数のウエイトのうち少なくとも一つを他のウエイトに対して水平方向に移動させる移動制御部を有する制御装置を備えていることを特徴とするクレーン。 The crane according to claim 3,
An arithmetic unit that calculates the overturning moment and the stable moment of the crane, and the moving device is controlled based on the overturning moment and the stable moment, and at least one of the plurality of weights is horizontal with respect to other weights. A crane comprising a control device having a movement control unit for moving in a direction.
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