(57)【要約】【課題】巻上げ機において地切り時に発生する荷振れの低減を行う。【解決手段】フック１３１を介して吊り下げられた吊荷３０が床面から離れる地切り前にロープ１３を緊張させてトロリ１１を搬送する。【選択図】図２
2019119583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自走手段により搬送されるトロリと、
前記トロリに搭載された巻上げモータと、
前記巻上げモータに取り付けられた巻上げドラムと、
前記巻上げドラムに取り付けられたロープと、
前記ロープに取り付けられたフックと、
前記ロープの巻上げと前記トロリの搬送を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、
前記フックを介して吊り下げられた吊荷が床面から離れる地切り前に、前記ロープを緊張させて前記トロリを搬送することを特徴とする巻上げ機。
【請求項２】
前記制御部は、
前記吊荷の鉛直上方に前記トロリが配置されるように、前記地切り前に前記ロープを緊張させて前記トロリを搬送することを特徴とする請求項１に記載の巻上げ機。
【請求項３】
前記制御部は、
所定の状態量を検出し、
検出した前記状態量に基づいて、前記巻上げモータによる前記ロープの巻上げ操作と前記トロリの搬送操作のいずれかの操作を有効にすることを特徴とする請求項１に記載の巻上げ機。
【請求項４】
前記制御部は、
前記状態量に基づいて前記トロリの搬送操作を有効にした場合には、前記ロープの巻上げ操作を無効にして前記トロリを所定の方向に搬送することを特徴とする請求項３に記載の巻上げ機。
【請求項５】
前記制御部は、
前記地切り時に発生する前記吊荷の初期振れの初期振れ角を前記状態量として検出し、
前記初期振れ角が小さくなる方向に前記トロリを搬送することを特徴とする請求項３に記載の巻上げ機。
【請求項６】
前記制御部は、
前記ロープの長さを前記状態量として検出し、前記ロープの長さが小さくなる方向に前記トロリを搬送することを特徴とする請求項３に記載の巻上げ機。
【請求項７】
前記制御部は、
前記ロープに掛る張力を前記状態量として検出し、前記張力が小さくなる方向に前記トロリを搬送することを特徴とする請求項３に記載の巻上げ機。
【請求項８】
前記制御部は、
前記ロープを緊張させることにより前記トロリに掛る外力を前記状態量として検出し、前記外力が小さくなる方向に前記トロリを搬送することを特徴とする請求項３に記載の巻上げ機。
【請求項９】
前記制御部は、
搬送指令を自動生成して、前記トロリの搬送を自動で行うことを特徴とする請求項１に記載の巻上げ機。
【請求項１０】
オペレータが操作する操作端末を更に有し、
前記制御部は、
前記操作端末からの操作信号に応答して、前記トロリの搬送を行うことを特徴とする請求項１に記載の巻上げ機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻上げ機に関する。
【背景技術】
【０００２】
巻上げ機においては、安全で高効率な吊荷搬送のために、搬送時の荷振れ低減が求められている。この荷振れ低減のための技術として、ロープに吊られた吊荷を振子とみなし、この振子の振れに基づいて搬送速度を制御する荷振れ抑制制御技術が知られている。
【０００３】
自動でトロリを吊荷の真上に配置する技術として、例えば、特許文献１がある。特許文献１には、トロリ上に配置したレーザ測長計とロープ長とから、吊荷とトロリの水平方向偏差を演算して、トロリを吊荷の真上に移動する技術が記載されている。
【０００４】
また、初期振れを低減する技術として、特許文献２がある。特許文献２には、地切り時のビーム撓みによる初期振れを抑制するために、ビーム先端を吊荷の真上に配置した後、ロープを緊張させる技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−５３１８２号公報
【特許文献２】特開２００２−３６２８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された技術によれば、吊荷の真上にトロリを配置でき、これにより初期振れの低減が可能となる。しかしながら、新たなセンサとしてレーザ測長計が必要となり、巻上げ機のシステムが複雑になる。
【０００７】
特許文献２に記載された技術によれば、地切り時のビーム撓みによる初期振れの低減が可能となる。しかしながら、吊荷と振子の支点であるビーム先端との水平方向の位置偏差による初期振れは抑制できない。
本発明の目的は、巻上げ機おいて、地切り時の荷振れを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様の巻上げ機は、自走手段により搬送されるトロリと、前記トロリに搭載された巻上げモータと、前記巻上げモータに取り付けられた巻上げドラムと、前記巻上げドラムに取り付けられたロープと、前記ロープに取り付けられたフックと、前記ロープの巻上げと前記トロリの搬送を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記フックを介して吊り下げられた吊荷が床面から離れる地切り前に、前記ロープを緊張させて前記トロリを搬送することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、巻上げ機において、地切り時の荷振れを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】初期振れの原因の一例を示す模式図である。
【図２】巻上げ機の概略図である。
【図３】巻上げ機の他の概略図である。
【図４】初期振れ低減機能のフローチャートを示す図である。
【図５】振れ角を状態量ψとする例を示す図である。
【図６】初期振れ角とロープ長との関係を示す模式図である。
【図７】初期振れ角とロープ長との関係を示す図である。
【図８】初期振れ角とロープ張力との関係を示す模式図である。
【図９】初期振れ角とロープ張力との関係を示す図である。
【図１０】初期振れ角とトロリ外力との関係を示す模式図である。
【図１１】初期振れ角とトロリ外力との関係を示す図である。
【図１２】トロリ外力検出手段の一例を示すブロック線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
荷振れ抑制制御は、大きくフィードフォワード制御とフィードバック制御に分けられる。フィードフォワード制御は、荷振れのモデルに基づいて搬送速度指令を決定することで荷振れを抑制する方法である。フィードバック制御は、荷振れをリアルタイムで検出もしくは推定してフィードバックして搬送速度指令を決定することで、荷振れを抑制する方法である。また、２自由度荷振れ抑制制御では、フィードフォワード制御とフィードバック制御を併せて行う。
【００１２】
フィードフォワード制御は、荷振れモデルに基づいて制御することで、フィードバック制御と比べ、荷振れが発生する前から荷振れを抑制するよう搬送速度が制御されて応答が速い、ソフト演算のみで実現可能で実装コストが低いという特徴を有する。一方、フィードフォワード制御は、吊荷が床面から離れた（以後、地切りと称する）時に発生する初期振れといった荷振れモデルで表現しない現象や荷振れモデルのもつ誤差への対応ができない。
【００１３】
フィードバック制御は、発生した荷振れを検出して対処的に制御することで、フィードフォワード制御と比べ、初期振れなどへ対応できるという特徴を有する。一方、フィードバック制御は、荷振れが起きるまで制御が働かず応答が遅い、荷振れを検出するためのセンサや推定器が必要となり実装コストが高い。
【００１４】
２自由度制御では、フィードフォワード制御の応答の速さと、フィードバック制御の荷振れモデルで表現しない現象や荷振れモデルのもつ誤差への対応が実現可能である。しかし、２自由度制御では、荷振れを検出するセンサや推定器が必要のため実装コストは高い。
このことから、例えば、初期振れを事前に抑制することができれば、低い実装コストでフィードフォワード制御のみによる効果的な荷振れ抑制が実現できる。
【００１５】
ここで、図１（ａ）、（ｂ）を参照して、初期振れについて説明する。
図１に示すように、巻上げ機１０は、トロリ１１とロープ１３、フック１３１から構成される。トロリ１１は、横行輪１１１１が回転することでビーム１５に沿って図中ｘ方向に移動し、巻上げドラム１１２２を回転することでロープ１３を巻上げて吊荷３０を図中ｚ方向に移動させる。
【００１６】
床面４０上の吊荷３０は、玉掛けロープ２０によってフック１３１を介してロープ１３、トロリ１１に吊り下げられる。前述の構成において、ロープ１３およびフック１３１、玉掛けロープ２０と吊荷３０は、巻上げドラム１１２２上に支点をもつ振子を構成する。
【００１７】
図１（ａ）では、前記支点と吊荷重心３０１が図中ｘ方向に偏差をもつ。これにより、前記振子は図中ｙ軸周りに初期振れ角θ０が存在している。この状態で巻上げドラム１１２２を回転させてロープ１３を巻上げることで地切りして床面４０から離れると、前記振子は運動可能な状態となり前記初期振れ角θ０により、図１（ｂ）のように図中ｙ軸周りに荷振れ、すなわち初期振れを生じる。
【００１８】
この様に、初期振れは、例えば、ロープ１３と吊荷３０の構成する前記振子が、地切り時に、前記支点と吊荷重心３０１の水平面（図中ｘｙ平面）内の位置に偏差がある場合に起こる。
すなわち、この地切り時の振子の水平面内偏差による初期振れは、トロリ１１を、トロリ１１内の前記支点が吊荷３０内の吊荷重心３０１の真上に配置すれば生じない。
【００１９】
また、前述の通り、前記初期振れをなくすためには、前記振子の支点と吊荷重心３０１を同一鉛直線上（図中ｚ軸方向）に配置する必要があるが、巻上げドラム１１２２と吊荷３０を同一鉛直線上に配置できれば、初期振れは低減できる。
【００２０】
従来、この初期振れを低減するために、オペレータが吊荷３０、トロリ１１及びロープ１３を目視しながらトロリ１１の位置を操作して、トロリ１１を吊荷３０の真上に配置していた。
【００２１】
実施例では、巻上げ機おいて地切り時の荷振れを自動的に低減する。
以下、実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２２】
実施例１は、主にロープで吊上げ可能な吊荷を搬送する巻上げ機に関し、特に地切り前にロープを緊張させてトロリを搬送することで地切り時の荷振れを低減する巻上げ機に関する。他にも、同様に吊荷を搬送するクレーンについても適用可能である。
【００２３】
図２を参照して、実施例１における巻上げ機１０の構成について説明する。
図２に示すように、搬送対象である吊荷３０は、玉掛けロープ２０によってフック１３１に吊り下げられる。フック１３１は、ロープ１３によって巻上げドラム１１２２に吊り下げられる。ここで、吊荷３０は玉掛けロープ２０を介せず、フック１３１に直接吊り下げられる構成でもよい。
【００２４】
巻上げドラム１１２２は、巻上げシャフト１１２３によって巻上げモータ１１２および巻上げエンコーダ１１２１と連結され、トロリ１１に配置される。これにより、巻上げモータ１１２が回転することで、ロープ１３は巻上げもしくは巻下げられ、吊荷３０は図中ｚ方向に搬送できる。このｚ方向の搬送を、巻上げと称する。
【００２５】
横行輪１１１１は、横行シャフト１１１２を介して横行モータ１１１と連結され、トロリ１１に配置される。また、横行モータ１１１の回転により、横行輪１１１１は、ビーム１５上を回転し、駆動力を発生できるよう配置される。これにより、横行モータ１１１が回転することで、トロリ１１および吊荷３０はビームに沿って図中ｘ方向に搬送できる。このｘ方向の搬送を、横行と称する。
【００２６】
搬送操作部１４１は、操作端末１４に備えられ、オペレータによって横行もしくは巻上げ、またはその両方の指令である搬送操作信号を入力される。入力された搬送操作信号は、通信部１４２を介して制御部１２に送られる。
【００２７】
制御部１２は、入力された搬送操作信号もしくは、後述の初期振れ低減機能による搬送信号に基づいて搬送指令を生成し、横行モータ１１１もしくは巻上げモータ１１２、またはその両方を駆動する。これにより、吊荷３０は横行し、巻上げられる。
【００２８】
なお、吊荷３０および玉掛けロープ２０は、搬送対象であり、巻上げ機１０の構成要素ではない。また、吊荷３０の吊下げに用いる治具は、玉掛けロープ２０に限るものではなく、また無くてもよい。
また、操作端末１４の有する通信部１４２は、有線通信であっても無線通信であってもよい。
【００２９】
図３を参照して、巻上げ機１０の別の構成について説明する。
図３に示すように、ビーム１５は走行装置１６を介して走行ビーム１８と接続されている。走行装置１６は、走行モータ１６１が回転することで、ビーム１５を走行ビーム１８に沿って図中ｙ方向に移動させる。これにより、ビーム１５に接続されたトロリ１１およびフック１３１に吊り下げられた吊荷３０（図２参照）は、図中ｙ方向に搬送される。このｙ方向の搬送を、走行と称する。
【００３０】
操作端末１４に備えられた搬送操作部１４１（図２参照）に入力される搬送操作信号は、横行及び巻上げに加えて走行の指令信号を有する。入力された搬送操作信号のうち少なくとも走行指令信号は、通信部１４２（図２参照）を介して走行制御部１７に送信される。
【００３１】
走行制御部１７は、搬送操作信号もしくは後述の初期振れ低減機能による搬送信号に基づいて少なくとも走行に掛る搬送指令を生成し、走行モータ１６１を駆動する。これにより、吊荷３０（図２参照）は横行及び巻上げに加えて走行される。
【００３２】
なお、ここでは、制御部１２において横行、巻上げの前記搬送指令を生成し、走行制御部１７において走行の搬送指令を生成するよう説明したが、この構成に限るものではない。
【００３３】
例えば、制御部１２において横行、走行、巻上げの搬送速度指令を生成し、生成した前記搬送指令のうち少なくとも走行にかかる指令を制御部１２から走行制御部１７に送信して、走行制御部１７は受信した搬送指令に基づいて走行モータ１６１を駆動してもよい。この場合、前記搬送操作信号は、少なくとも制御部１２に送信されればよく、走行制御部１７に送信される必要はない。
【００３４】
図４を参照して、初期振れ低減機能について説明する。
図４において、オペレータによる操作端末１４などでの初期振れ低減機能開始操作に基づき、初期振れ低減機能は開始フローＳ１０１から開始され、巻上げ操作不許可フローＳ１０２に遷移する。ここで、初期振れ低減機能は、制御部１２（図２、図３参照）により行われる。
【００３５】
巻上げ操作不許可フローＳ１０２では、オペレータによる操作のうち少なくとも巻上げ操作を不能することで、初期振れ低減機能が動作している間の巻上げ操作を無効化してロープ緊張フローＳ１０３に遷移する。
【００３６】
ロープ緊張フローＳ１０３は、巻上げモータ１１２にトルクを印加することで、吊荷３０を地切りすることなくロープ１３を緊張させ、ψ検出フローＳ１０４に遷移する。
印加トルクは、例えば、フック１３１の質量などから推定できる。吊荷３０を地切りさせることなく、フック１３１を巻上げ可能なトルクを所定の印加トルクとして印加すればよい。
【００３７】
また、例えば、前記印加トルクを徐々に増加させ、巻上げエンコーダ１１２１でロープ２０の巻上げが検知された時点の印加トルクを所定の印加トルクとして印加することでも、吊荷３０を地切りすることなくロープを緊張できる。
【００３８】
また、例えば、巻上げモータ１１２でロープ１３を巻上げている間に、巻上げモータ１１２に印加される電流を観測することで、吊荷３０が巻上げ負荷となったことを検出して巻上げを停止するなどの方法でもロープを緊張できる。
【００３９】
ψ検出フローＳ１０４は、振子初期振れ角θ０（図１参照）と相関のある状態量ψを検出もしくは算出して、終了判定フローＳ１０５に遷移する。ここで、状態量ψについては後述する。
【００４０】
終了判定フローＳ１０５は、検出した状態量ψを用いて前記初期振れ角θ０が十分小さいと判定した場合は巻上げ操作許可フローＳ１０８に遷移し、前記初期振れ角θ０を小さくする必要があると判定した場合は、トロリ搬送方向判定フローＳ１０６に遷移する。
【００４１】
ここで、状態量ψの各例での終了判定の方法は後述する。トロリ搬送方向判定フローＳ１０６は、初期振れ低減機能における前回のトロリ１１の搬送での前記初期振れ角θ０の変化を状態量ψによって判定し、今回のトロリ搬送方向を初期振れ角θ０が小さくなる方向に設定して、トロリ搬送フローＳ１０７に遷移する。
【００４２】
ここで、今回のトロリ移動方向は、前回のトロリ１１の搬送で状態量ψにより前記初期振れ角θ０が小さくなったと判定した場合は前回と同じ方向に、前記初期振れ角θ０が大きくなったと判定した場合は逆方向に設定するなどで判定可能である。なお、初期振れ低減機能が開始されて第１回目のトロリ搬送方向判定フローＳ１０６では、所定の方向に搬送するなどでよい。
【００４３】
トロリ搬送フローＳ１０７は、前記搬送信号を生成して横行モータ１１１、走行モータ１６１、もしくはその両方に出力することで、設定された今回のトロリ移動方向にトロリを自動で横行、走行もしくはその両方を行って、ロープ緊張フローＳ１０３へ遷移する。
【００４４】
これにより、終了判定フローＳ１０５で初期振れ角θ０が十分小さいと判定されるまで、ロープ緊張とトロリ搬送を繰り返す。巻上げ操作許可フローＳ１０８は、オペレータによる巻上げ操作を有効化して、オペレータによる地切り操作を可能として、終了フローＳ１０９に遷移する。終了フローＳ１０９は、初期振れ低減機能を終了する。
ここで、初期振れ低減機能が終了して地切り操作が可能となったことを巻上げ機に表示することで、オペレータに通知してもよい。
【００４５】
また、前記繰り返すループはイベント毎に遷移してもよく、時間毎に遷移するなどでもよい。イベント毎としては、ループを繰り返す度にトロリ１１が搬送される搬送距離が既定されている例などがある。時間毎としては、１回のループに掛る処理時間が既定されている例などがある。
【００４６】
また、ロープ緊張フローＳ１０３およびψ検出フローＳ１０４以外のフローでは、巻上げモータ１１２には前記印加トルクが印加されていても印加されていなくともよい。すなわち、ロープ１３は緊張状態であっても緩和状態であってもよい。
【００４７】
例えば、トロリ搬送フローＳ１０７において巻上げモータ１１２に前記トルクが印加された場合、ロープ１３が巻き上げられながらトロリ１１は搬送されることで、ロープ１３は常に緊張する。
【００４８】
また、例えば、トロリ搬送フローＳ１０７において巻上げモータ１１２に前記トルクが印加されない場合、トロリ１１の搬送によってロープ１３が緩和され、ロープ緊張フローＳ１０３でロープ１３が緊張され、トロリ１１の搬送に合わせてロープ１３は緊張と緩和を繰り返す。
【００４９】
また、横行および走行可能な巻上げ機（図３参照）においては、終了判定フローＳ１０５は、横行と走行それぞれに対して、初期振れ角θ０が十分小さくなったかどうかを判定し、横行と走行の両方において初期振れ角θ０が十分小さくなったと判定した場合に巻上げ操作許可フローＳ１０８に遷移する。
【００５０】
例えば、図４においてループが繰り返される際、交互に横行と走行のトロリ搬送と終了判定を行うことで、横行および走行可能な巻上げ機においても、吊荷３０の鉛直上方にトロリ１１を配置できる。
【００５１】
また、別の例として、はじめに横行方向に対して終了判定フローＳ１０５が初期振れ角θ０は十分小さくなったと判定するまでループを繰り返した後、走行方向に対して同様にループを繰り返すなどでも、吊荷３０の鉛直上方にトロリ１１を配置できる。尚、はじめに走行方向を行い、次に横行方向を行ってもよいことは言うまでもない。
【００５２】
横行、走行の状態量ψがそれぞれ独立に検出可能である場合などは、横行、走行を同時に行うことができ、短時間で吊荷３０の上方にトロリ１１を配置する事ができる。また、判定に用いる状態量ψは、ひとつの状態量である必要はなく、複数の状態量を用いてもよい。
【００５３】
次に、状態量ψの例について、図を用いて説明する。
【００５４】
図５は、初期振れ角θ０を状態量ψとする一例である。
図５（ａ）に示すように、振れ角表示器５０は、表示版５０１と錘５０２とから構成され、フック１３１に固定される。錘５０２は、鉛直下向きに懸垂するよう取り付けられている。これにより、図５（ｂ）の通り、初期振れ角θ０が、表示版５０１と錘５０２の成す角として表示される。また、エンコーダなどで前記成す角を観測すれば初期振れ角θ０が観測できる。
【００５５】
つまり、ψ検出フローＳ１０４は、初期振れ角θ０を状態量ψとして検出する。終了判定フローＳ１０５は、初期振れ角θ０が所定の値より小さければ初期振れ低減機能終了と判定するなどでよい。
これにより、トロリ搬送フローＳ１０７では、ψ検出フローＳ１０４で検出された初期振れ角θ０が小さくなる方向にトロリを自動で搬送する。
【００５６】
ここで、振れ角表示器５０を横行方向、走行方向別々に配置すれば、横行、走行それぞれで独立に初期振れ角θ０を検出可能である。横行方向の初期振れ角に基づいてトロリ１１を横行方向に搬送し、走行方向の初期振れ角に基づいてトロリ１１を走行方向する。これにより、初期振れ低減機能において横行と走行を同時に行える。
【００５７】
また、振れ角表示器５０は図５に示す構成でなくともよく、振れ角が検出可能であれば、ジャイロや加速度センサなど別の構成であってもよい。
【００５８】
図６は、初期振れ角θ０とロープ長との関係を示す模式図である。
図６に示すように、Ｌは前記振子支点からフック１３１の下部までの距離であり、巻上げエンコーダ１１２１で検出可能なロープ長を示す。フック高さＲは、フック１３１の下部から吊荷重心３０１までの距離であり検出できない。また、重心高さＨは前記振子支点と吊荷重心３０１との図中ｚ方向の投射距離であり検出できない。ここで、前記ロープ長Ｌ、フック高さＲ、重心高さＨの関係は（数１）および図７となる。
【００５９】
【数１】
2019119583.tif 000003
【００６０】
図７は初期振れ角θ０とロープ長Ｌとの関係を示す図である。
図７に示すように、フック高さＲ、重心高さＨは検出できないため、初期振れ角θ０が０度の際のロープ長Ｌの絶対値は分からない。しかし、トロリ１１が水平搬送する場合、重心高さＨは一定値のため、初期振れ角θ０が０度に近いほどロープ長Ｌは小さくなる。また、初期振れ角θ０が０度に近づくほどθ０に対するロープ長Ｌの変化率も小さくなる。
【００６１】
つまり、状態量ψ検出フローＳ１０４は、巻上げエンコーダ１１２１を用いてロープ長Ｌを状態量ψとして検出する。終了判定フローＳ１０５は、トロリ１１を搬送した際のロープ長Ｌの変化量が所定の値より小さくなる、あるいは、ロープ長Ｌが小さくなるようトロリ１１を搬送した際にロープ長Ｌが長くなり初期振れ角θ０の増加を検出した、などで初期振れ低減機能終了を判定できる。
これにより、トロリ搬送フローＳ１０７では、ψ検出フローＳ１０４で検出されたロープ長Ｌが小さくなる方向にトロリを自動で搬送する。
【００６２】
ここで、クレーンなどで前記振子支点を搬送した際に鉛直方向の変位が発生する巻上げ機においては、前記振子支点の搬送による重心高さＨの変化分を推定して補償することで、同様にロープ長Ｌを状態量ψとできる。
【００６３】
図８は、初期振れ角θ０とロープ張力との関係を示す模式図である。
図８に示すように、ｆはフック１３１に掛る重力であり、Ｔはフック１３１を巻上げるためにロープ１３に掛る張力である。ロープ張力Ｔは、ロープ１３を緊張するために巻上げモータ１１２に印加したトルクである。ここで、フック重力ｆ、ロープ張力Ｔと初期振れ角θ０との関係は（数２）および図９となる。
【００６４】
【数２】
2019119583.tif 000004
【００６５】
図９は初期振れ角θ０とロープ張力Ｔとの関係を示す図である。
図９に示すように、フック重力ｆは一定値のため、初期振れ角θ０が０度に近いほどロープ張力Ｔは小さくなり、初期振れ角θ０が０度に近づくほどθ０に対するロープ張力Ｔの変化率も小さくなる。
【００６６】
つまり、状態量ψ検出フローＳ１０４は、ロープ１３を緊張させた際の巻上げモータ１１２に印加されたトルクを用いてロープ張力Ｔを状態量ψとして検出する。終了判定フローＳ１０５は、トロリ１１を搬送した際のロープ張力Ｔの変化量が所定の値より小さくなる、あるいへ、ロープ張力Ｔが小さくなるようトロリ１１を搬送した際にロープ張力Ｔが大きくなり初期振れ角θ０の増加を検出した、などで初期振れ低減機能終了を判定できる。
これにより、トロリ搬送フローＳ１０７では、ψ検出フローＳ１０４で検出されたロープ張力Ｔが小さくなる方向にトロリを自動で搬送する。
【００６７】
図１０は、初期振れ角θ０とトロリ外力との関係を示す模式図である。
図１０に示すように、Ｆは、フック１３１を巻上げてロープ１３を緊張させること生じるトロリ１１に掛る外力である。ここで、前記フック重力ｆと前記ロープ張力Ｔ、トロリ外力Ｆとの関係は、数３および図１１となる。
【００６８】
【数３】
2019119583.tif 000005
【００６９】
図１１は初期振れ角θ０とトロリ外力Ｆとの関係を示す図である。
図１１に示すように、フック重力ｆは一定値のため、初期振れ角θ０が０度に近いほどトロリ外力Ｆは０に近くなる。
【００７０】
図１２はトロリ外力Ｆを検出する手段の一例を示すブロック線図である。
図１２において、ｕ０は制御部１２で演算されたトロリ１１を搬送するための駆動力指令である。トロリ１１は、駆動力指令ｕ０とトロリ外力Ｆとによる駆動力ｕ１により、トロリ動特性に基づいて搬送される。
【００７１】
ｕ２はトロリ１１の搬送に基づく物理量であり、変位、速度、加速度などである。観測もしくは推定された搬送物理量ｕ２に対してトロリ動特性の逆モデルに基づいて演算すると、駆動力ｕ１の推定値である推定駆動力ｕ１＊が推定できる。この推定駆動力ｕ１＊と駆動力指令ｕ０を用いることで、トロリ外力の推定値である推定トロリ外力Ｆ＊が求まる。
【００７２】
つまり、状態量ψ検出フローＳ１０４は、ロープ１３を緊張させた状態のトロリ外力Ｆもしくは推定トロリ外力Ｆ＊を状態量ψとして検出する。終了判定フローＳ１０５は、トロリ外力Ｆもしくは推定トロリ外力Ｆ＊が所定の値より小さくなる、あるいは、トロリ外力Ｆもしくは推定トロリ外力Ｆ＊が小さくなるようトロリ１１を搬送した際にトロリ外力Ｆもしくは推定トロリ外力Ｆ＊の方向（符号）が反転して初期振れ角θ０の増加を検出した、などで初期振れ低減機能終了を判定できる。
これにより、トロリ搬送フローＳ１０７では、ψ検出フローＳ１０４で検出されたトロリ外力Ｆまたは推定トロリ外力Ｆ＊が小さくなる方向にトロリを自動で搬送する。
【００７３】
ここで、図１２に示すブロックを横行方向、走行方向それぞれで構成することにより、横行、走行それぞれで独立にトロリ外力Ｆが独立に推定可能となる。横行方向のトロリ外力に基づいてトロリ１１を横行方向に搬送し、走行方向のトロリ外力に基づいてトロリ１１を走行方向に搬送することで、初期振れ低減機能において横行と走行が同時に行える。
【実施例２】
【００７４】
実施例１の巻上げ機は、搬送指令を自動生成することで、初期振れ低減機能における横行、走行を自動で行う。
【００７５】
実施例２では、初期振れ低減機能における横行、走行をオペレータ操作により行い、この際オペレータに初期振れ角θ０を表す状態量ψを表示する表示部を有することでオペレータ操作を補助する。
【００７６】
すなわち、図４において、ψ検出フローＳ１０４は検出したψをオペレータに表示し、終了判定フローＳ１０５、トロリ搬送方向判定フローＳ１０６、トロリ搬送フローＳ１０７はオペレータ操作により行う。
【００７７】
ψ検出フローＳ１０４は、検出した状態量ψをオペレータに表示する。状態量ψはトロリ１１や操作端末１４など、巻上げ機１０の構成要素であればどこに表示されてもよい。また、状態量ψは、数値的に表示される必要はなく、バーグラフや図５の振れ角表示器のように機構的に表示されてもよい。
【００７８】
終了判定フローＳ１０５では、オペレータは、前記表示に基づき、初期振れ角θ０が所望の角度より小さいことを判断して、操作端末１４を操作することで巻上げ操作許可フローＳ１０８に遷移させる。
【００７９】
この際、状態量ψに基づいた終了判定を自動でも行い、前記自動判定が初期振れ低減機能終了を判定した場合に、音は光などの表示でオペレータに通知することにより、オペレータによる前記操作の補助を行ってもよい。
【００８０】
また、前記操作は、例えば初期振れ低減機能開始時に押下げたボタンを押上げるといった明示的な初期振れ低減機能終了操作に限らず、例えば地切りのための巻上げ操作であってもよい。
【００８１】
トロリ搬送方向判定フローＳ１０６では、オペレータは前記状態量ψに基づく表示により、初期振れ角θ０が小さくなる方向を判断する。この際、トロリ搬送方向を状態量ψに基づいて自動での判定も行い、トロリ搬送方向をオペレータに表示することで判断の補助としてもよい。
【００８２】
トロリ搬送フローＳ１０７では、オペレータは操作端末１４を操作することでトロリ搬送方向にトロリ１１を搬送する。この際、オペレータ操作によるトロリの搬送が、トロリ搬送方向判定フローＳ１０６で自動判定されたトロリ搬送方向と違った場合、音や光などの表示でオペレータに通知することで、オペレータによる搬送操作を補助してもよい。
【００８３】
また、初期振れ低減機能は、実施例２のオペレータ操作による初期振れ角θ０を低減する機能と実施例１の自動搬送による機能とを併せもってもよい。これにより、オペレータ毎が選択的に初期振れ低減機能を使い分けることができる。また、オペレータによる初期振れ低減機能により粗く初期振れ角θ０を低減した後に、前記自動搬送の機能で精度よく初期振れ角θ０を低減するといった運用が可能となる。
【符号の説明】
【００８４】
１０  巻上げ機
１１  トロリ
１１１  横行モータ
１１１１  横行輪
１１１２  横行シャフト
１１２    巻上げモータ
１１２１  巻上げエンコーダ
１１２２  巻上げドラム
１１２３  巻上げシャフト
１２  制御部
１３  ロープ
１３１  フック
１４  操作端末
１４１  搬送操作部
１４２  通信部
１５  ビーム
１６  走行装置
１６１  走行モータ
１７  走行制御部
１８  走行ビーム
２０  玉掛けロープ
３０  吊荷
３０１  吊荷重心
４０  床面
５０  振れ角表示器
５０１  表示版
５０２  錘
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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