(57)【要約】      （修正有）【課題】対象物の移動または停止時に発生する振動を減衰するとともに、使用者の操作信号が無線通信を通じて、クレーンに伝達されるクレーン入力整形制御装置を提供する。【解決手段】クレーン入力整形制御装置は、超音波によって駆動部及びホイストの間の距離を測定する超音波センサー部８０と、駆動部に連結し、超音波センサー部８０によって測定された距離により、入力整形し、駆動部の作動を制御するコントロールボックス６６と、駆動部とホイストの作動を操作するためのオペレーションボックス９０とを具備する。【選択図】図８
0003137538.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
大型構造物に滑走可能に設置される駆動部と、
前記駆動部に設置され、対象物を移動するホイストを含む運搬装置に取設され、前記対象物の移動に伴う振動を減衰するために、前記対象物の移動に伴う振動と逆位相の振動が発生するように入力整形を行うクレーン入力整形制御装置であって、
超音波によって、前記駆動部と前記ホイストの間の距離を測定する超音波センサー部と、
前記駆動部に連結し、前記超音波センサー部によって測定された距離に基づいて、入力整形を行い、前記駆動部の作動を制御するコントロールボックスと、
前記駆動部と前記ホイストの作動を操作するためのオペレーションボックスと
を含むことを特徴とするクレーン入力整形制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記超音波センサー部は、
前記ホイストまたは前記駆動部に設置され、
前記駆動部または前記ホイストに反射した超音波を感知して距離を測定することを特徴とするクレーン入力整形制御装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記超音波センサー部は、
前記ホイストまたは前記駆動部のいずれか一方に設けられた超音波発振部と、
他の一方に設けられ、前記超音波発振部から発振した超音波を感知して距離を測定することを特徴とするクレーン入力整形制御装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記オペレーションボックスは、
任意の値で前記ホイストの長さを入力する長さ入力部を含むことを特徴とするクレーン入力整形制御装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記オペレーションボックスは、
対象物との距離を測定する距離測定部を含むことを特徴とするクレーン入力整形制御装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記距離測定部は、
超音波を発振し、対象物との距離を測定する超音波センサー部を含むことを特徴とするクレーン入力整形制御装置。
【請求項７】
請求項５において、
前記距離測定部は、
光源を利用し、対象物との距離を測定する光学センサー部を含むことを特徴とするクレーン入力整形制御装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記光学センサー部は、
レーザーを利用することを特徴とするクレーン入力整形制御装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一つにおいて、
前記オペレーションボックスは、
前記コントロールボックスと無線通信で接続されていることを特徴とするクレーン入力整形制御装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記無線通信は、
ブルートゥース、ラジオ周波数通信、赤外線通信、及び無線ネットワーク通信のいずれか一つを含むことを特徴とするクレーン入力整形制御装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、クレーン入力整形制御装置に関するものであり、より詳細にクレーン対象物の振動に対応する逆位相の振動を発振させ、クレーン対象物の振動を抑制するクレーン入力整形制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、機械工場等の事業場には、重い資材または道具等を移動するためのクレーンのようなロボット装置が提供されている。従来技術によるクレーンの簡易な作動状態図（図１）によれば、このようなロボット装置の一例として使用されるクレーンは、大型構造物の天井に設置されるレールと、このレールに滑走可能に装着される駆動部１４を含んでいる。そして、上記駆動部１４にはモーターが装着され、該モーターにはチェーンまたはロープ１６が長さ調整を可能にして設けられている。さらに、上記チェーンまたはロープ１６の下段部にはフックなどによって対象物を固定することができるホイストが設置される。
【０００３】
そして、上記クレーンには操作のためのスイッチ（図示しない）が接続され、さらに上記スイッチは駆動部１４から延設された長いケーブルの端部に設けられている。
【０００４】
このようなクレーンは、上記スイッチを操作し、駆動部１４を移動させることにより、ホイストに固定された対象物が移動することとなる。このとき、対象物は、移動時または停止時に周期的な揺れが発生し、係る振動により対象物が揺動することで、該対象物を所望の経路に移動することができなかったり、対象物を正確な位置に停止させるのが困難であるとともに、対象物を完全に停止させるまでに多くの時間が必要であった。
【０００５】
さらに、対象物が揺動することによって、周囲の作業者等の安全性を脅かすこととなり、周囲の施設を損傷させるおそれがあった。したがって、従来のクレーンは、対象物の移動時に、作業者が手で当該対象物を支えた状態で移動させたり、或いは対象物に紐を接続し、上記紐を引きながら、対象物の揺動を防止しているのが実情であった。
【０００６】
ここで、ｖは対象物の移動速度、ｍは対象物の重量、Ｌは対象物の駆動部からの離隔距離であり、上記対象物は駆動部の移動によってθ角度程度の振動が発生する。図２は従来技術のクレーンの初期入力に対する対象物の振動応答を時間に対して表したものであり、従来技術のクレーンは初期入力時において、対象物が振動することとなり、このとき対象物の振動周期Ｔは次式（数１）によって示される。これにより、対象物の固有振動数ωｎを求めることができる。
【０００７】
【数１】
0003137538.tif 000003
ここで、Ｔ：振動周期、ωｎ：固有振動数、ｇ：重力加速度、Ｌ：駆動部及び対象物の間の距離を示している。
【０００８】
これにより、対象物の移動形態は、固有振動数によって最も大きな影響を受けることとなり、さらに該固有振動数は、クレーン及びホイストの間の距離Ｌにより決定される。
【０００９】
一方、近年では、対象物の振動と逆位相の振動を発生させて、対象物の振動を抑制する技術が開示され、使用されている（米国特許第４，９９７，０９５号、米国特許第５，６３８，２６７号）。ここで、図３はクレーンの初期入力に対する任意時間遅延後の対象物の振動応答を時間に対して表したグラフであり、図４は図２及び図３の振動応答を合わせたグラフである。
【００１０】
これにより、従来技術のクレーンは、初期入力による対象物の振動に対し、任意時間遅延後、初期入力による振動と相対する振動を付与することで、対象物の移動時または停止時の対象物の揺動を減少させることができる。ここで、対象物に対し、任意時間遅延後、初期入力に対する相対する振動を付与することを入力整形（Ｉｎｐｕｔ  ｓｈａｐｉｎｇ：インプット・シェイピング）制御という。上述のクレーン入力整形制御装置は、固定された固定振動数に応じて上記駆動部を作動し、対象物の揺動を減少させることができた。
【００１１】
一方、産業用のクレーンに、入力整形法を適用すれば、図５に示すような速度プロファイルを得ることができる。ここで、図５は、従来技術のクレーン入力整形制御装置による速度プロファイルを示すものである。図５（ａ）は、入力整形を行わなかったクレーンに移動信号を与えたものであり、目標のｖｔの値まで、設定された加速度プロファイルによって加速される。このとき、上述のクレーンの動作は予定された経路で動くものではなく、作業者が任意の経路で当該クレーンを動かしている。そのため、与えた移動信号に対して、予め算出済みの入力整形の値を入力するのではなく、リアルタイムで入力整形の値を入力しなければならない。
【００１２】
このため、図５（ｂ）によって、図５（ａ）を畳込み積分（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）をすることによって、図５（ｃ）に示すような新たな速度プロファイルを得ることができる
【００１３】
一方、従来技術のクレーン入力整形制御装置は、固定された固有振動数に応じて対象物の振動を制御しているため、上述の駆動部で対象物の間の距離のホイストの長さが変化する場合、変化した固有振動数に対する制御が不可能となる問題があった。
【００１４】
そのため、従来では、上述の駆動部にカメラを有する光学計を設け、対象物までの距離を測定し、その距離に応じて固有振動数を可変させるシステムが使用されている。
【００１５】
ところが、従来のクレーン入力整形制御装置は、上述の光学計の構成が高価であり、製造費用が増加する要因となっている。また、上記カメラが対象物を感知するためには、適切な明るさを維持しなければならず、別途の照明施設が要求されていた。従来のクレーン入力整形制御装置は、作動の操作を行うためのスイッチが、有線で接続されており、使用が不便であった。一方、従来のクレーン入力整形制御装置の中には、レーザーを使用して、距離を測定することができるようにしたものがあるが、対象物の移動または振動によって、対象物との距離を正確に測定するのが困難な問題がある。
【考案の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本考案の目的は、前述した従来技術の問題点を解消するものであり、超音波によってホイストの長さを測定可能とし、これをリアルタイムで計算し、対象物の移動時に発生するホイストの固有振動数を求め、上記固有振動数の逆位相に対応する入力整形を行い、対象物の移動または停止時に発生する振動を減衰するとともに、使用者の操作信号が無線通信を通じて、クレーンに伝達されるようにして、使用の便宜性を高めたクレーン入力整形制御装置を提供することを課題とする。
【考案の効果】
【００１７】
本考案のクレーン入力整形制御装置は、広範囲に拡散する周波数を発生する超音波によって、ホイストの長さを測定し、該ホイストの長さを正確にリアルタイムで測定することができ、リアルタイムで測定されたホイストの長さに対応する入力整形を行うことにより、クレーンの移動をリアルタイムで制御することを可能とし、対象物の移動時または停止時に発生する振動を減衰することができる。また、使用者の操作信号を無線通信を通じて、クレーンに伝達することができ、有線の場合のように空間及び作業領域が制限されることがなく、使用の際の便宜性が向上し、かつ使用者が作業領域の外部に位置することができるため、作業時の安全性をより一層向上させることができる。また、オペレーションボックスを通じて、対象物との距離を正確に測定することができるため、距離測定の正確性が向上し、使用の便宜性を増加させることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１８】
上記目的を達成するため、本考案に係るクレーン入力整形制御装置は、大型構造物に滑走可能に設置される駆動部と、前記駆動部に設置され、対象物を移動するホイストを含む運搬装置に取設され、前記対象物の移動に伴う振動を減衰するために、前記対象物の移動に伴う振動と逆位相の振動が発生するように入力整形を行うクレーン入力整形制御装置であって、超音波によって、前記駆動部と前記ホイストの間の距離を測定する超音波センサー部と、前記駆動部に連結し、前記超音波センサー部によって測定された距離に基づいて、入力整形を行い、前記駆動部の作動を制御するコントロールボックスと、前記駆動部と前記ホイストの作動を操作するためのオペレーションボックスとを含むものである。
【００１９】
また、上記超音波センサー部は、前記ホイストまたは前記駆動部に設置され、前記駆動部または前記ホイストに反射した超音波を感知して距離を測定することができる。また、前記超音波センサー部は、前記ホイストまたは前記駆動部のいずれか一方に設けられた超音波発振部と、他の一方に設けられ、前記超音波発振部から発振した超音波を感知して距離を測定することができる。また、前記オペレーションボックスは、任意の値で前記ホイストの長さを入力する長さ入力部を含むことができる。また、前記オペレーションボックスは、対象物との距離を測定する距離測定部を含むことができる。
【００２０】
ここで、前記距離測定部は、超音波を発振し、対象物との距離を測定する超音波センサー部を含むことができる。また、前記距離測定部は、光源を利用し、対象物との距離を測定する光学センサー部を含むことができる。望ましくは、前記光学センサー部は、レーザーを利用することができる。また、前記オペレーションボックスは、前記コントロールボックスと無線通信で接続できる。ここで、前記無線通信は、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、ラジオ周波数（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）通信、赤外線（ＩＲ：Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｌｉｇｈｔ  Ｒａｙ）通信、及び無線ネットワーク通信のいずれか一つを含むことができる。
【００２１】
以下、本考案の実施例について、添付した図面を参照して詳細に説明する。ここで、図６は本考案のクレーン入力整形制御装置を有するクレーンを簡略化して図示した構成図である。
【００２２】
本考案のクレーン入力整形制御装置は、図６に示されるように、重量物の対象物６０を移動させることができる運搬装置５０に設置され、対象物６０を振動なしに移動可能とするシステムである。
【００２３】
上記運搬装置５０は、工場等の大型構造物に設置され、該大型構造物の天井部に、駆動部６４が滑走可能に装着される。このとき、駆動部６４は、大型構造物の天井部の一定区間に設けられた支持部材によって支持される。該支持部材は、Ｉビーム形状のレール６２で構成されたり、或いはベルト等に構成することができる。このとき、駆動部６４は、内部にローラ等が設置され、上記レール６２またはベルトに沿って移動することとなる。一方、支持部材は、ラック形状またはローラで構成することができ、駆動部６４にはラックまたはローラと結合可能なピニオンギアまたはＩビーム形状のレールを含んでいるものであってもよい。
【００２４】
一方、駆動部６４の下部には、対象物６０を移動させるために、該対象物６０を固定するホイスト７０が設けられる。このため、係るホイスト７０は、駆動部６４の下側に固定して設置されるモータ７２を含んでいる。また、このモータ７２は、チェーン７６またはロープが連結され、モータ７２の作動によって、チェーン７６またはロープが巻かれ、或いは解けたりすることによってその長さの調整が可能となっている。
【００２５】
さらにチェーン７６またはロープの端部には、対象物６０を固定可能な固定部７４が設置されている。さらに、固定部７４は、対象物を引っ掛けられるようにする端部にフックが設置されることが特に好適である。
【００２６】
また、上述したホイスト７０は、駆動部６４と固定部７４の間の距離を測定する距離測定部を含んでいる。さらに、上述の距離測定部は、固定部７４の上段に設置されることが特に好適であり、駆動部６４及び固定部７４の間の距離を測定することになる。
【００２７】
ここで、上述の距離測定部は、超音波を発振可能な超音波センサー部８０を含んでいる。超音波センサー部８０は、超音波を広い範囲に発振し、対象物に到達し、反射する超音波を測定し、対象物との距離を測定する。
【００２８】
これにより、超音波センサー部８０で測定されたホイスト７０の長さ、つまり、駆動部６４及び固定部７４の間の距離を測定することとなる。このとき、超音波は、波長が比較的広範囲に拡がる特性を有し、これにより上記対象物６０が揺動して、位置が変化してもホイスト７０の長さを正確に測定することができる。
【００２９】
ここで、超音波センサー部８０は、超音波を発生する超音波発振部８０１ａと、該超音波発振部８０１ａから発振された超音波または対象物に反射した超音波を受信する超音波受信部８０１ｂから構成される超音波測定モジュールと、超音波測定モジュールから測定された距離上方によって、ホイスト７０の実際の長さを計算するマイコン（図示しない）を含んでいる。
【００３０】
また、超音波センサー部８０は、超音波発振部８０１ａと超音波受信部８０１ｂが一つのモジュールとして製造されるもの、或いは別個のモジュールとして製造されるもののいずれであっても可能である。ここで、超音波発振部８０１ａ及び超音波受信部８０１ｂが一つのモジュールとして構成される場合、超音波センサー部８０は、図６に示すように、ホイスト７０の上段に設置したり、駆動部６４の下段に設置することができる。
【００３１】
このとき、超音波センサー部８０は、超音波発振部８０１ａで発振された超音波が駆動部６４またはホイスト７０に当たった後、反射する超音波を超音波受信部８０１ｂで受信して、ホイスト７０の長さを測定する。
【００３２】
一方、超音波センサー部８０が、超音波発振部８０１ａと超音波受信部８０１ｂが別個のモジュールとして構成される場合、図７に示すように、超音波発振部８０１ａがホイスト７０の上段に設置したり、駆動部６４の下段に設置することができる。
【００３３】
これにより、超音波センサー部８０が、超音波発振部８０１ａ及び超音波受信部８０１ｂが分離して構成される場合、超音波発振部８０１ａをホイスト７０の上部に設置し、超音波受信部８０１ｂを駆動部６４の下段に設置することが可能となり、或いは超音波受信部８０１ｂをホイスト７０の上部に設置し、超音波発振部８０１ａを駆動部６４の下段に設置することももちろん可能である。これにより、超音波発振部８０１ａと超音波受信部８０１ｂとが分離して構成される場合、超音波の反射、屈折、散乱等によるエラーを防止することができ、より一層正確に距離を測定することができる。
【００３４】
駆動部６４には、インダクションモーター、インバータモーター、またはサーバーモーター（図示しない）を含み、任意の入力値に従って作動を制御することが可能であり、本考案の実施例では、インダクションモーター、インバータモータが適用された実施例について説明する。
【００３５】
これにより、駆動部６４は、任意の入力値に従って作動が制御されながら、インバータモーターを駆動させて、レール６２またはベルトを移動する。また、インバータモーターには、入力される周波数により作動を制御するコントロールボックス６６が設けられる。
【００３６】
コントロールボックス６６は、超音波センサー部８０から測定されたホイスト７０の長さにより、固有振動数を計算し、該固有振動数によって駆動部６４を入力整形を行う。
【００３７】
そして、コントロールボックス６６は、入力整形の周期に合わせて、インバータモーターの作動を制御する。
【００３８】
このとき、入力整形は、モータ７２の初期移動時に発生した振動と、逆位相を有する振動を発生させながら、初期移動時の振幅と逆位相の振幅を合わせることにより、対象物６０の移動または停止時に振動を防止することができる。
【００３９】
上記に加えて、クレーン入力整形制御装置は、コントロールボックス６６及びホイスト７０のモータ７２を作動するためのオペレーションボックス９０を含んでいる。
【００４０】
オペレーションボックス９０は、使用者の入力によって駆動部６４またはモーター７２に作動信号を発生させる。このとき、駆動部６４は、オペレーションボックス９０の作動信号によって、インバータモーターが駆動され、レール６２に沿って前進または後進移動する。
【００４１】
また、オペレーションボックス９０は、ホイスト７０のモータ７２を操作し、ホイスト７０のチェーン７６またはロープを巻いたり、解いたりして、ホイスト７０の長さを調整する。
【００４２】
このとき、オペレーションボックス９０は、コントロールボックス６６またはモータ７２と無線で接続することができる。上述のスイッチは、ブルートゥース（ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ）通信、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）通信、ＩＲ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｌｉｇｈｔ  Ｒａｙ：赤外線）通信、無線ネットワーク通信のいずれか一つの無線通信規格に従って接続されることが望ましい。このとき、無線ネットワーク通信は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇのような無線通信規格による信号処理、またはＩＥＥＥ８０２．１５．４ｂの一例であるジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）のような無線通信規格による信号処理を行うことが望ましい。
【００４３】
また、上記の無線通信は、上記例示以外にも、ロンワークス（ｌｏｎｗｏｒｋｓ（登録商標））、モドバス（ｍｏｄｂｕｓ（登録商標））、イーサネット（ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））、ＲＳ−２３２Ｃ，ＲＳ−４８５のような無線通信方式によって、信号を伝達することも可能である。このため、上述の無線ネットワーク通信は、コントロールボックス６６及びオペレーションボックス９０に、それぞれ無線ネットワーク信号を発信する送信モデム装置と、受信モデム装置が設置される。
【００４４】
さらに、コントロールボックス６６及びオペレーションボックス９０は、近距離に位置したモデム装置の間で無線通信を接続可能であり、インターネット（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ）のようい広域化されたネットワークを通じて、遠隔地で操作及び制御信号を送信または受信することも可能である。
【００４５】
さらに、オペレーションボックス９０には、使用者が任意に固有振動数を帰られるように、使用者が任意の値でホイスト７０の長さを入力する長さ入力部が設けられる。固有振動数は、前述した数１に従って算出可能であり、ホイスト７０の長さを使用者が入力することで固有振動数を変化させることができ、固有振動数に基づく入力整形を行うことが可能となる。
【００４６】
図８は本考案のクレーン入力整形制御装置のブロック図であり、図９は本考案のクレーン入力整形制御装置のコントロールボックス６６のブロック図であり、図１０は本考案のクレーン入力整形制御装置のオペレーションボックスのブロック図であり、図１１は本考案のクレーン入力整形制御装置の超音波センサー部のブロック図である。
【００４７】
図９に示されるように、コントロールボックス６６は、オペレーションボックス９０から入力された使用者の操作信号が無線通信モジュール６６２を通じてマイコン６６１（ＭＩＣＯＭ）に入力される。
【００４８】
さらに、マイコン６６１には、超音波センサー部８０から測定されたホイスト７０の長さが無線通信モジュール６６２を介して入力される。マイコン６６１はオペレーションボックス９０から入力された使用者の操作信号及びホイスト７０の長さ変化により入力整形制御を行う。そして、マイコン６６１で発生させた入力整形処理により、デッキデコーダー６６３（ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）Ｄｅｃｏｄｅｒ）により、インダクションモーター、インバータモーターまたはサーボドライブモータ用インバータ６６４に転送される。
【００４９】
コントロールボックス６６は、ホイスト７０の長さ調節のためのモーター７２用のインバータ６６５の電源の入力を調節するＯｎ−Ｏｆｆスイッチ６６７及びこれらの入出力のための入力ポート６６６、出力ポート６６８が設けられる。また、マイコン６６１には、入力整形制御の値を保存するためのメモリ６６７が設けられる。
【００５０】
一方、オペレーションボックス９０は、図８に示されるように、使用者の操作信号を入力するためのスイッチ９０１及びスイッチ９０１の作動状態を表す表示用のＬＥＤ９０３が設けられる。スイッチ９０１及びＬＥＤ９０３は、入力ポート９０２及び出力ポート９０４を介してマイコン９０５と接続している。ここで、スイッチ９０１は、ボタンにより構成することが可能であり、ジョイスティックによって操作信号を入力することも可能である。このボタンは、ホイスト７０の上昇／下降の為の命令を入力することができ、ジョイスティックはクレーンの移動方向に対する命令を入力することができる。
【００５１】
これにより、スイッチ９０１で入力された作動信号は、マイコン９０５でデジタル信号に転換される。また、オペレーションボックス９０は、入力整形情報と、使用者の操作命令情報を表示するディスプレイ装置９０６をさらに含むことができる。
【００５２】
さらに、オペレーションボックス９０は、使用者の操作信号をコントロールボックス６６に送る。このとき、オペレーションボックス９０及びコントロールボックス６６は、無線通信のための無線通信モジュール９０７と接続している。ここで、無線通信モジュール９０７は、ブルートゥース（ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ）通信、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）通信、またはＩＲ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｌｉｇｈｔ  Ｒａｙ：赤外線）通信、無線通信ネットワークの中のいずれか一つであり、無線通信モジュール９０７は、ブルートゥース無線通信規格に従うものが好ましい。
【００５３】
また、超音波センサー部８０は、超音波を発振させて、超音波測定モジュール８０１を通じて、ホイストの長さ、すなわち、駆動部６４と固定部７４との間の距離変化をリアルタイムで測定する。
【００５４】
このため、超音波測定モジュール８０１は、超音波発振部８０１ａから超音波を発振する。そして、超音波受信部８０１ｂは、対象物に反射した超音波を受信する。これにより、超音波測定モジュール８０１によって測定された距離情報は、マイコン８０２によってリアルタイムで実際の長さが算出される。
【００５５】
そして、マイコン８０２で測定されたホイスト７０の長さは、無線通信モジュール８０３を通じて、コントロールボックス６６にリアルタイムで伝達される。このとき、超音波測定モジュール８０１は、超音波を発生する超音波発振部８０１ａ及び超音波発振部８０１ａで発振された超音波を受信する超音波受信部８０１ｂを含んでいる。
【００５６】
超音波発振部８０１ａ及び超音波受信部８０１ｂは、互いに向かい合うように配列され、超音波発振部８０１ａから発振された超音波が超音波受信部８０１ｂで直接受信可能としたり、超音波発振部８０１ａ及び超音波受信部８０１ｂを並んでいるように配列し、超音波発振部８０１ａから発振された超音波が対象物に反射した後、超音波受信部８０１ｂに受信されるようにすることができる。
【００５７】
また、超音波センサー部８０は、超音波測定モジュール８０１の作動状態を表示するためのＬＥＤ８０３及び出力ポート８０４を有している。
【００５８】
オペレーションボックス９０は、対象物との距離を測定できる距離測定部９０８を含んでいる。このとき、距離測定部９０８で測定された対象物との距離は、無線通信を通じてコントロールボックス６６に転送されたり、或いは長さ入力部を通じて入力された後にコントロールボックス６６に転送されたり、或いはこれを通じてホイストの固有振動数を算出することができる。
【００５９】
ここで、距離測定部９０８は、超音波を利用して対象物との距離を測定することができる。このため、距離測定部９０８は、超音波を発振し、距離情報を得る超音波測定モジュールと、超音波測定モジュールで得られた距離情報を入力し、実距離を計測するマイコンを含んでいる。
【００６０】
オペレーションボックス９０は、距離測定部９０８の作動の為の操作スイッチをさらに含み、該操作スイッチは、距離の測定を行うようにしたり、或いは測定された距離をコントロールボックス６６に転送するようにすることができる。
【００６１】
一方、距離測定部９０８は、超音波だけでなく光源を利用して、対象物との距離を測定することもできる。このため、距離測定部９０８は、光源を対象物に照射した後、反射する光源を測定する光学測定モジュールと、光学測定モジュールによって得られた情報に基づいて、実距離を算出し、計測するマイコンを含んでいる。
【００６２】
このとき、光学測定モジュールは、直進性の高いレーザーを利用することが好適である。さらに、距離測定部９０８は、使用者が測定された距離を認識できるように、測定された距離を表示する表示部を含むものであってもよい。
【００６３】
上記のように構成された本考案のクレーン入力整形制御装置の作用は、下記に示される。
【００６４】
まず、使用者は、オペレーションボックス９０を操作し、クレーンを所定の作業位置に移動させる。そして、対象物６０をクレーンのホイスト７０に連結する。次に、オペレーションボックス９０を操作し、対象物６０を持ち上げ、所定の方向に向けてクレーンの駆動部６４を移動する。
【００６５】
オペレーションボックス９０は、操作信号を無線通信モジュール６６２を介して駆動部６４に設けられたコントロールボックス６６に送信し、当該コントロールボックス６６は、該信号を受信し、駆動部６４のインバータモータの作動を制御する。
【００６６】
このとき、ホイスト７０の固定部７４の上段に設けられた超音波センサー部８０は、超音波を発振し、駆動部６４との間の距離を測定する。これにより、ホイスト７０の長さが測定されると、無線通信によって測定されたホイスト７０の長さの値をコントロールボックス６６に送信する。
【００６７】
次に、コントロールボックス６６は、超音波センサー部８０から送信されたホイスト７０の長さをリアルタイムで受信し、ホイスト７０の長さに対応する入力整形を行う。そして、コントロールボックス６６は、入力整形に従って、上記インバータモーターの作動を制御する。
【００６８】
ここで、入力整形制御は、初期入力による対象物６０の振動周期と、逆位相の振動周期を有する波形を加えるものであり、これにより、対象物６０は移動時及び停止時に、駆動部６４の初期入力による対象物６０の振動周期と、入力整形による対象物６０の振動周期が合わせられるため、振動が減衰する。これにより、クレーンは、入力整形によって制御される駆動部６４により、対象物６０を揺動させることなく移動させることが可能であり、対象物６０を所望の位置に正確に位置させることができる。
【００６９】
一方、使用者は、超音波センサー部８０の故障または誤認識によって、ホイスト７０の長さが正確に測定することができない場合、使用者がオペレーションボックス９０の長さ入力部を利用し、ホイスト７０の長さを直接入力することができる。また、米国特許５，６３８，２６７号に開示されているようにＺＶＤ  ｓｈａｐｅｒ（Ｚｅｒｏ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  ＆  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ  ｓｈａｐｅｒ）またはＥＩ  ｓｈａｐｅｒ（Ｅｘｔｒａ−Ｉｎｓｅｎｔｉｖｅ  ｓｈａｐｅｒ）を利用することもできる。
【００７０】
そして、オペレーションボックス９０は、無線通信を通じて、ホイスト７０の長さをコントロールボックス６６に送り、該コントロールボックス６６は、入力された距離情報に従ってホイスト７０の固有振動数を算出し、入力整形を行う。これにより、使用者は、オペレーションボックス９０に設置された距離測定部９０８を介し、ホイスト７０の長さをより一層正確に測定することができる。
【００７１】
すなわち、使用者は、オペレーションボックス９０の操作スイッチを操作し、距離測定部９０８を作動させることにより、オペレーションボックス８９から超音波またはレーザーが発振される。そして、オペレーションボックス９０は対象物との離隔した距離（ここで、上記オペレーションボックス９０から駆動部６４の間の距離）を測定する。
【００７２】
その結果、オペレーションボックス９０で測定された距離が、上述の長さ入力部を通じて、使用者が直接入力した後、または無線通信を通じていずれかの手法によって送信することができる。
【００７３】
一方、オペレーションボックス９０は、測定された距離がコントロールボックス６６に直接転送するようにすることも可能であり、コントロールボックス６６で測定された長さを無線で送出することもできる。
【００７４】
さらに、オペレーションボックス９０を通じて入力されたホイスト７０の長さに基づいて、コントロールボックス６６で固有振動数が算出される。また、コントロールボックス６６は、固有振動数に伴う入力整形を行い、該入力整形によりインバータまたはサーバーモーターの駆動を制御しながら、駆動部を作動させる。
【００７５】
したがって、本考案のクレーン入力整形制御装置が適用された運搬装置は、ホイストに固定された対象物が揺動することがなく、安定的に移動または停止を行うことができる。
【００７６】
以上説明したように、本考案のクレーン入力整形制御装置を図に基づいて例示したが、本考案は、上記実施例及び図面によって限定されるものではなく、実用新案登録請求の範囲内において、本考案が属する技術分野で通常の知識を有する者によって、多様な修正及び変形されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】従来技術のクレーンの簡易な作動状態図。
【図２】従来技術のクレーンの初期入力に対する対象物の振動応答を時間に対して表したグラフ。
【図３】クレーンの初期入力に対する任意時間遅延後の対象物の振動応答を時間に対して現したグラフ。
【図４】図２及び図３の振動応答を合わせたグラフ。
【図５】従来技術のクレーン入力整形制御装置による速度プロファイル。
【図６】本考案のクレーン入力整形制御装置を有するクレーンを簡略化して図示した構成図。
【図７】本考案のクレーン入力整形制御装置の他の構成図。
【図８】本考案のクレーン入力整形制御装置のブロック図。
【図９】本考案のクレーン入力整形制御装置のコントロールボックスのブロック図。
【図１０】本考案のクレーン入力整形制御装置のオペレーションボックスのブロック図。
【図１１】本考案のクレーン入力整形制御装置の超音波センサー部のブロック図。
【符号の説明】
【００７８】
５０  運搬装置
６０  対象物
６２  レール
６４  駆動部
６６  コントロールボックス
６６１，８０２，９０５  マイコン
６６２，８０５，９０７  無線通信モジュール
６６３  デッキデコーダー
６６４，６６５  インバータ
９０２  入力ポート
６６６  Ｏｎ−Ｏｆｆスイッチ
６６８，８０４，９０４  出力ポート
６６７  メモリ
７０  ホイスト
７２  モーター
７４  固定部
７６  チェーン
８０  超音波センサー部
８０１  超音波測定モジュール
８０１ａ  超音波発振部
８０１ｂ  超音波受信部
８０３，９０３  ＬＥＤ
９０  オペレーションボックス
９０１  スイッチ
９０６  ディスプレー装置
９０８  距離測定部
【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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