起重機及其控制器的製作方法
2023-07-26 15:36:26
專利名稱：起重機及其控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及起重機控制，特別涉及對起重機驅動單元的控制使得用起重機搬運貨物時以及搬運後能使貨物的搖擺控制在最小程度。
背景技術：
起重機廣泛的應用於貨物的搬運，在用起重機進行貨物的搬運時，為了減小貨物的搖擺，操作者要不斷的操縱開關，必須有熟練的技術。而且，一旦發生了搖擺就必須等到搖擺停止才能進行下一步的工作，同時還安全上的問題，如貨物墜落等。因此，使起重機不產生搖擺對於業界來說就成為了一個大的課題。
因此，有各種各樣的使起重機的搖擺停止的技術誕生。例如，特開2000-38286中公開了一種用於迴轉起重機的搖擺止停裝置。該裝置包括監視裝置，用於繪製貨物的位置；圖像處理裝置，用於處理該監視裝置輸出的圖像以計算出包含貨物距離的信息；角度檢測裝置，其輸入該圖像處理裝置的輸出以檢測起重機吊臂的角度；起重機驅動裝置，根據圖像處理裝置的距離信息和角度檢測裝置的角度信息控制起重機吊臂的運行，以形成一個多邊形的運動軌跡，該軌跡是由起重機吊臂的起伏、拉入和旋轉形成的。
但是，正像上述專利文獻所示，傳統的搖擺止停技術所要求的裝置都過於複雜，例如，需要攝錄系統，角度檢測等裝置。
發明內容
基於以上的問題，本發明的目的是，提供一種具有簡單的結構、不需要熟練的操作技術即可對吊繩上所吊貨物由第一位置搬運到第二位置時所發生的貨物的搖擺進行抑制的起重機系統、控制器和控制系統。
為了達到上述目的，本發明中，為了抑制起重機的吊繩上的貨物由第一位置搬運到第二位置時所發生的貨物的搖擺，由起重機的吊繩長度信息，利用前饋控制技術得到經過變換的不發生搖擺的信號，並將其輸入到起重機控制單元中。
本發明中，根據不同的起重機種類，起重機的控制單元是指起重機的驅動組建，如吊臂、操縱臂和臺車等。這裡特別地，根據不同的起重機種類，將其稱為控制旋轉，起伏和行走的裝置。
本發明的第一個方面是提供一種對起重機驅動單元進行控制的方法，通過前饋控制程序對含有過濾器的控制器進行控制，以抑制起重機將其吊繩上的貨物由第一位置搬運到第二位置時所發生的貨物的搖擺的。方法包括以由吊繩搖擺的旋轉中心到上述貨物的重心的距離得到的吊繩的長度經過多次運算而得的共振頻率以及不超過起重機驅動單元性能的經過另外的計算得到的起重機驅動單元的控制單元參數為基礎，對貨物搬運中的搬運速度，搬運加速度以及搬運加速度率中的至少一個的最大值進行限制而得到的搬運指令，使過濾器將上述共振頻率附近的成分去掉，並將上述共振頻率附近的成分去掉後得到的搬運指令送到上述起重機驅動單元中使上述貨物在由第一位置搬運到第二位置的時候上述貨物不至於產生大的擺動。
本發明的第二個方面是提供一種對起重機驅動單元進行控制的控制系統，通過前饋控制程序對含有過濾器的控制器進行控制，以抑制起重機將其吊繩上的貨物由第一位置搬運到第二位置時所發生的貨物的搖擺的，該起重機驅動單元的控制系統包含對上述吊繩的搖擺旋轉中心到貨物重心的距離的吊繩長度進行計算的吊繩長度檢測單元；利用上述繩長對上述吊繩的共振頻率進行運算的共振頻率運算單元；由通過搬運指令施放裝置傳送所載貨物的搬運指令的搬運指令傳送單元；為不超過上述起重機驅動單元的性能而對起重機驅動單元的控制單元的參數進行預先計算的參數運算單元；接受上述參數運算單元所得到的參數並存儲的參數存儲單元；以上述參數存儲單元的參數為依據，對由上述搬運指令通信系統發出的貨物搬運指令中的搬運速度，搬運加速度和搬運加速度率中的至少一個的最大值進行限制的最大值限制單元；接受上述共振頻率運算單元得到的共振頻率，並依據上述參數存儲單元中的參數，濾出由上述最大值限制單元對最大值限制後的搬運指令中的共振頻率附近的成分，並過濾後的搬運指令輸入起重機驅動單元的過濾器。
本發明的第三個方面是提供一種，記錄了以上第一方面的方法和第二方面的控制系統所需要的前饋控制軟體的記錄裝置。
以上第一方面的方法和第二方面的控制系統可用於具有吊臂的起重機，如動臂起重機、吊式起重機、卡車起重機、輪式起重機、四驅車起重機、履帶式起重機、轉臂起重機，以及天車、行車，或類似具有行車大梁或旋轉臺的起重機。
本發明中的過濾器(也稱過濾器單元)是指具有一組輸入輸出端，並在其間具有一定頻率特性的傳遞函數的電路或電路單元。
進一步，本發明中的前饋控制或前饋控制法是指一種控制方法，其中，目標輸出值是通過預先調整一個控制對象中的可調整變量獲得的。利用這一控制方法，可以在控制對象的輸入輸出關係及外界幹擾具有一定規律時得到性能良好的控制。
本發明中的加速度率是指加速度的時間變化率(量綱為L/T3)。這裡L為長度量綱，T為時間量綱。
本發明中通過限制貨物搬運指令中的搬運速度，搬運加速度以及搬運加速度率中的至少一個的最大值，可以確保命令不會超過起重機驅動單元特性，特別是加速度特性的最大值。
本發明中，由於使用了過濾器將貨物搬運指令中的共振頻率成分去除掉，儘管檢測出的吊繩長度含有一定的誤差，也能夠防止起重機驅動單元控制器的控制性能的下降。
本發明的第四個方面是提供一種起重機，含有使起重機前端產生旋轉的旋轉馬達，控制該馬達的旋轉方向和速度的旋轉馬達控制單元，使吊繩上下捲動的捲動馬達，對上述捲動馬達的捲動方向和速度進行控制的捲動馬達控制單元，該起重機還含有檢測現在的吊繩長度的吊繩長度檢測單元，與上述旋轉馬達控制單元及上述捲動馬達控制單元電氣連接的控制器，將由上述吊繩長度信號經過前饋控制轉變得到的信號輸入上述旋轉馬達控制單元，以抑制起重機將貨物由第一位置搬運到第二位置時所發生的貨物的搖擺。
第四個方面所提供的起重機，還含有控制起重機前端上下起伏的起伏馬達，以及控制該馬達的轉動方向及轉動速度與控制器電氣連接的起伏馬達控制單元，控制器將由上述吊繩長度信號經過前饋控制轉變的信號輸入上述起伏馬達的控制單元以抑制起重機將貨物由第一位置搬運到第二位置時所發生的貨物的搖擺。控制器可以加裝在現存的各種起重機上。
本發明的第五個方面是提供一種起重機上所加裝的起重機用控制器，使起重機的吊臂產生旋轉的旋轉馬達及上下起伏的起伏馬達，以及對上述旋轉馬達的旋轉方向與速度進行控制的旋轉馬達控制單元，以及對上述起伏馬達的方向與速度進行控制的起伏馬達控制單元。其中僅將起重機的吊繩長度信號輸入該控制器，該控制器將由這一繩長信號經過前饋控制變換後的信號輸入到上述旋轉馬達控制單元及上述起伏馬達控制單元中，以在沒有外界幹擾的情況小，使貨物從第一位置搬運到第二位置時不發生搖擺。
本發明的第四及第五個方面所涉及的起重機是具有吊臂的起重機，如動臂起重機、吊式起重機、卡車起重機、輪式起重機、四驅車起重機、履帶式起重機、錘頭式起重機、轉臂起重機或類似的起重機。
本發明的其他特徵，結構通過以下的圖和下面說明的實施例可以更加清楚。
圖1是本發明中的起重機系統的實施例簡略圖。
圖2表示對圖1中起重機搖擺進行控制的控制單元的第1實施例方框圖。
圖3表示了圖1中起重機系統在有無本發明技術情況下的貨物搬運速度(橫軸是時間，縱軸為搬運速度)。
圖4表示了圖1中起重機系統在有無本發明技術情況下的貨物的搖擺(橫軸是時間，縱軸為貨物的搖擺)。
圖5表示對圖1中起重機搖擺進行控制的控制單元的第2實施例方框圖。
圖6是本發明中的技術在別的起重機系統(行車)的實施例簡略圖。
具體實施例方式
以下根據示意圖對本發明的實施例進行說明。
首先根據圖1和圖2對應用本發明的起重機的第一實施例進行說明。
圖1是本發明中的起重機系統的一個實施例的簡略說明圖。圖2是對圖1中的起重機的驅動系統進行控制的系統的方框圖。
圖一中所示的起重機20含有掛著貨物22的吊繩21，將該吊繩卷上放下的捲筒(圖中省略)，吊臂24，控制吊臂上下起伏的起伏馬達32，控制吊臂24旋轉的旋轉馬達33，控制圖中省略的將吊繩21卷上放下的捲動馬達34。這些馬達可以採用電動機或液壓傳動裝置。
起伏馬達32，旋轉馬達33，捲動馬達34與它們的控制單元分別用電路相連接。特別地，起伏馬達32上連接有控制起伏吊臂24及起伏速度的馬達控制單元35，旋轉馬達33上連接有控制吊臂24的旋轉方向及其速度的旋轉馬達控制單元36，起伏馬達控制單元35和旋轉馬達控制單元36通過電路連接到控制器3上。控制器3可以是一臺計算機，並進一步連接到捲動馬達控制單元37和接收機39上。
吊繩21通過連接件23(安裝在例如吊繩21的端部的吊鉤以及其他必要的電源線，螺絲扣等)與貨物連接，本說明書中和權利要求中，「負載」是指實際搬運的貨物和/或起吊連接件或連接件。如圖1所示，吊繩長度(L)是指以吊臂的前端的吊繩21的擺動中心(例如，在旋臂式起重機上的旋轉中心稱為「繩輪」)到貨物重心的距離起重機20還包括圖2所示的吊繩長度檢測單元1和搬運指令傳送單元2。在本實施例中，如圖2所示，控制器3包括共振頻率運算單元4，最大值限制單元5和過濾器6。上述吊繩長度檢測單元1，控制器3和參數運算單元8一起構成了控制系統。
測量或檢測吊繩21上所吊運的貨物的擺動中心到貨物重心的距離的裝置為吊繩長度檢測單元1。其具體技術沒有限制，例如可以採用常用的比較測長儀和雷射測長儀等。
貨物的搬運指令是指起重機操縱者為了搬運貨物持續按壓按鈕或類似物所產生的命令信號，用於操縱起重機的吊臂上下起伏，旋轉(行車中則分別對應著行車和臺車的運動，如圖6所示)或捲動馬達的運行。
進一步，通過計算機控制在兩個特定位置間進行搬運時，從計算機輸入的指令也稱為輸入指令。
例如，在本實施例中運用在捲動馬達控制單元37，起伏馬達控制單元35和旋轉馬達控制單元36中的指令都稱為搬運指令。這些指令根據起重機的不同而不同，也因起重機是全自動操作還是人工操作而不同。
本實施例中，如圖1所示，接收機39與操作箱38通過有線或無線相連接，操作箱38是用於根據貨物22的搬運條件輸入相應的搬運指令的搬運指令輸入單元(一個搬運指令施放裝置)，接收機39為向控制器3發出搬運指令的搬運指令傳送單元2，如圖2所示。如上所述，搬運指令輸入單元和搬運指令傳送單元均可為計算機。
作為起重機20的起重機驅動單元9的電動機32，33的控制單元35，36都與控制器3通過電路相連接，如圖2所示，控制器3含有根據吊繩檢測單元1對吊繩21長度的檢測結果得到共振頻率的共振頻率運算單元4；參數存儲單元7；根據參數存儲單元7的數據，對由搬運指令傳送單元2向貨物22發出的搬運指令中的搬運速度、搬運加速度和搬運加速度率中的至少一個的最大值進行限制的最大值限制單元5；以及過濾器6，用於去除根據最大值限制單元5的結果經過共振頻率運算單元4計算得到的結果中的共振頻率附近的成分，以及用於將去除共振頻率附近成分後的搬運指令輸入到起重機驅動單元(即，過濾器6用於計算出起重機驅動單元9的驅動條件，以抑制在將貨物由第一位置擺動最小地搬運到第二位置時的擺動)。
控制系統的參數運算單元8首先對起重機驅動單元9的控制單元參數進行運算，這些參數不超過起重機驅動單元9的性能，然後存入控制器3的參數存儲單元7中，再將有關起重機驅動單元9的控制單元35，36，37的參數分別送到最大值限制單元5和過濾器6。
其中包括用於限制最大值的參數和用於過濾器的參數。
控制器3的上述各個單元的動作通過前饋控制程序相互關聯。本實施例中，上述前饋控制程序置於存儲介質中，該控制系統裡使用該存儲介質。
下面將解釋貨物的搬運操作，如圖1所示，將貨物22吊在吊繩21的下端後，通過一定時間內轉動卷揚機的捲筒將貨物22吊起，然後由第一位置吊搬運到第二位置。當經過所需時間通過轉動卷揚機的捲筒將貨物22吊起，吊繩長度檢測單元1檢測出這時的吊繩長度後送入控制器3的共振頻率運算單元4中。然後，共振頻率運算單元4對吊繩21的共振頻率進行運算並將結果輸入過濾器6裡。
另一方面，用搬運指令施放裝置38將貨物22的搬運指令輸入搬運指令傳送單元2後，搬運指令傳送單元2就會將貨物22的搬運指令送到最大值限制單元5中。最大值限制單元5從參數存儲單元7中將不超過起重機驅動單元9的性能的控制單元35，36，37的有關參數讀出，限制搬運指令中搬運速度，搬運加速度和搬運加速度率中的至少一個的最大值。然後，該最大值限制單元5將結果輸入過濾器6。
此後，過濾器6讀取參數存儲單元7中不超過起重機驅動單元9的性能的控制單元35，36，37的有關參數，根據由吊繩長度經過逐次運算得到的共振頻率，對施放於起重機驅動單元9的搬運指令進行過濾處理，將共振頻率成分去掉，該搬運指令中的搬運速度，搬運加速度和搬運加速度率中的至少一個最大值受到限制。該過濾器6再將過濾處理後的搬運指令送入起重機驅動單元9中。這樣就可以通過起重機驅動單元驅動控制使貨物22由第一位置搬運到第二位置時不至於發生大的搖擺。
上述過濾器6的運算根據如下理論進行。即，設過濾器6中輸入的時序數據為x(t)，過濾器單元6輸出的時序數據為y(t)，過濾器的作用可以表示為表達式(1)。
式1y(t)=b0(f)x(t)+b1(f)x(t-1)+b2(f)x(t-2)+-a1(f)y(t-1)-a2(f)y(t-2)-]]>y(t)=j=0mbj(f)x(t-j)-i=0nai(f)y(t-i)]]>這裡ai(f)，bj(f)是通過吊繩21的長度進行逐次運算得到的含有共振頻率f的參數。
吊繩長度L的共振頻率f通過 得到(這裡g為重力加速度)。共振頻率f由共振頻率運算單元4進行運算。
進一步，x(t-j)是在控制前輸入的時序數據，y(t-i)是在控制前輸出的時序數據。
儘管項指數m和n可以由過濾器的結構來決定，但必須在事先決定好。必須預先將一次低通過濾器的參數定為m＝0，n＝1，二次低通過濾器定為m＝0，n＝2，陷波過濾器定為m＝2，n＝2，並將這些項指數m和n存入參數存儲單元7和參數運算單元8中。
參數ai(f)，bj(f)應通過參數運算單元8事先算好，利用參數運算單元8利用表現起重機特性的模型的模擬條件下進行計算，並對這些數值進行微調。
此時的限制條件是關於加到起重機驅動單元9上的搬運指令中的最大速度不能超過起重機驅動單元9的最大速度(就是馬達32，33，34的速度)，加到起重機驅動單元9上的搬運指令中的各種各樣的最大值不能超過起重機驅動單元9的最大限制值，以及在滿足上述二個條件下搬運時間最短。
另外，表達式(1)可以通過對表達式(2)所示的過濾器傳遞函數進行Z變換而得到。
式2
F(S)=Y(S)X(S)=b0(f)S0+b1(f)S1+b2(f)S2+a0(f)S0+a1(f)S1+a2(f)S2+=j=0mbj(f)Sji=0nbi(f)Si]]>這裡S為拉普拉斯算符。
因此，搬運指令傳送單元2發出的搬運指令將發生變化，如圖3所示。圖3中，搬運速度為一定值的直線的是搬運指令傳送單元發出的搬運指令，階梯狀的直線是經過最大值限制單元處理過的搬運指令，曲線為經過過濾器進行濾波處理後的搬運指令。
同時，過濾器6根據在不超過起重機驅動單元9性能的條件下經過其他方法得到的起重機驅動單元9上控制單元的有關參數，對加到起重機驅動單元上的搬運指令利用濾波技術將共振頻率成分過濾掉後再輸入起重機驅動單元中，其中該搬運指令中的搬運速度、搬運加速度和搬運加速度率中的至少一個的最大值受到限制。其結果如圖4所示，貨物的擺動得到抑制。
這裡用圖5表示將圖1中所示的起重機系統20中的控制器3的另一個的實施例如圖5所示，吊繩長度檢測單元1(圖2)將對應吊繩長度L的信號送到控制器3中。控制器3將一個信號輸入旋轉馬達控制單元36和起伏馬達控制單元35，該信號是僅由繩長信號L經過前饋控制變換得到的，以使在沒有幹擾的情況下貨物不會發生擺動。
進一步，卷揚機馬達控制單元37對卷揚機馬達34的轉動方向和速度進行控制，其可以是，例如，變頻器，將與吊繩長度所對應的信號輸出到控制器3。
下面說明起重機系統的有關具體動作。操作者利用操作箱38進行操作。本實施例中所述起重機系統，起重機由包含吊繩的捲動，吊臂的旋轉和起伏驅動。
操作者通過操作箱38發出的操作信號中，吊繩捲動信號通過接收機39(不通過控制器3)直接送到捲動馬達控制單元37和捲動馬達34進行操作，改變吊繩的長度。
另一方面，操作者通過操作箱38發出的操作信號中，起重機轉動和起伏信號通過接收機39，並經控制器3，該控制器3中基於吊繩長度信息進行前饋控制從而將信號轉變為使貨物不發生搖擺的信號，再送到旋轉馬達控制單元36和起伏馬達控制單元35，以對旋轉馬達33的轉動方向和速度以及起伏馬達32的起伏方向和速度進行控制。
由以上說明可知，在傳統的起重機上只要加裝有關的起重機吊繩長度運算單元和另配的控制器3就可以降低貨物的擺動。
本實施例中對旋轉馬達33的轉動方向和速度以及起伏馬達32的起伏方向和速度進行了控制，對於沒有起伏單元的起重機，僅對吊繩長度信號進行變換，以及僅對旋轉馬達33進行控制以控制吊臂的運轉。本實施例中的起重機含有起伏馬達32，旋轉馬達33和捲動馬達34，但一般的情況也可以沒有起伏馬達。
進一步，儘管本實施例中旋轉馬達控制單元36和起伏馬達控制單元37都使用了變頻器，為了降低成本，也可以不使用變頻器，使用分檔制(例如二檔速度控制)也是可行的。
也可以直接將控制器3作為標配初裝在起重機上，而不是將其安裝在已有的起重機。
接下來，對圖5所示的採用前饋控制的控制器3進行詳細說明。控制器3是一個計算機，通過運行電腦程式將前饋控制方法應用於一個具有捲動馬達控制單元37的起重機，該捲動馬達控制單元37用於上下捲動吊繩。控制器3使用兩個輸入信號一個是由搬運指令輸入和傳送單元輸入的輸出信號，其輸入和輸出(傳送)貨物搬運命令，另一個是由吊繩長度檢測單元輸入的輸出結果。貨物搬運指令為捲動命令、旋轉命令以及根據起重機的種類還有起伏指令。
進一步，控制器3含有根據吊繩長度檢測單元的檢測結果對吊著貨物22的吊繩21的共振頻率進行計算的共振頻率運算單元4，以及利用搬運指令輸入傳送單元輸入的旋轉和起伏信號，對搬運指令輸入傳送單元輸入的貨物22的搬運指令進行限制的最大值限制單元5a，5b。另外還含有過濾器6a，6b，由此，基於共振頻率運算單元4和最大值限制單元5a，5b的計算結果，對將貨物搬運到所希望的位置時能夠對貨物的搖擺進行抑制的起重機驅動條件進行計算。
進一步，控制器3還含有用於向旋轉和起伏馬達的輸出起重機驅動條件的輸出傳送單元。
下面，對本發明中前饋控制所採用的控制器的動作進行詳細的說明。
操作者通過作為搬運指令輸入傳送單元以輸入和輸入貨物搬運指令的操作箱38和接收機39將貨物22的搬運指令送入控制器3中。在控制器的內部，根據來自搬運指令輸入傳送單元的信號通過最大值限制單元5a，5b對搬運指令中的速度、加速度和加速度率等搬運條件中至少一個的最大值進行限制。進一步，在控制器中，通過共振頻率運算單元4根據吊繩長度檢測單元的檢測結果對吊繩的共振頻率進行計算。
在控制器中，根據最大值限制單元5a，5b的計算結果和共振頻率運算單元4的計算結果，過濾器單元6a，6b對控制將貨物搬運到所希望位置時剩下的貨物搖擺進行抑制的信號進行計算。
這裡所說的抑制貨物搖擺的信號是指經過前饋處理的信號，其是由過濾器單元6a，6b對僅由吊繩長度信號計算得到的共振頻率進行過濾而得到的。
而且，這裡所述的過濾器單元6a，6b是由低通過濾器、高通過濾器、帶通過濾器、陷波過濾器等過濾器組合而成，它們與起重機相適應，信號的轉換不使用起重機的力學模型。
儘管輸入信號十分簡單、粗糙，也可以實實在在簡單地抑制搖擺。
進一步，控制單元35，36，37分別含有輸出傳送單元，用於向馬達32、33、34輸出起重機驅動條件。
在存在控制對象外的不明幹擾時，在前饋控制的基礎上增加反饋控制就可以達到目的。
上面說明了對具有吊臂的起重機的貨物搖擺的控制，這裡所述的控制也同樣適用於圖6所示的行車式起重機。
圖6所示的實際運行的行車40在兩條分離的軌道41上利用車輪42進行移動。行車40具有安裝有車輪42並可在軌道41的延伸方向上移動的車體43；在該車體的下面安裝的可以沿該車體的橫方向移動的臺車44，如圖示箭頭的方向；臺車上固定有可以吊掛貨物並將其卷上放下的吊繩21。眾所周知，車體43由車體43上安裝的移動馬達(圖為示)完成，臺車44的移動由臺車44上安裝的移動馬達(圖中未示)完成，吊繩21的卷上放下由臺車上安裝的捲動馬達(圖中未示)完成。
這裡所述的馬達(圖中未示)和控制單元(圖中未示，相當於圖1的35，36，37)即圖2中的起重機驅動單元9。進而，將圖5中所述的吊臂旋轉指令和起伏指令與圖6中所示的行車吊40的車體移動指令和臺車的移動指令相互置換的話，以上所述的控制在行車吊上都可以同樣的實現。
圖6中的行車吊含有可以橫向移動的臺車，也可以不設置這種臺車，而將吊繩的捲動馬達安裝在行車車體上。
而且，也可以既不設置臺車也不設置吊繩捲動馬達，而採用具有定長的吊繩，這時與吊繩長度相關的信號即為一定值。
以上，通過吊繩上下捲動的圖，對本發明的實施例進行了說明，這些僅僅是作為例子，本發明並不局限於這些。正如本領域普通技術人所知道的，這些實施例修改和變化而沒有背離本發明的精神。也就是說，本發明包含了這些修改和變化，本發明的範圍已在權利要求中確定。
權利要求
1.一種對起重機驅動單元進行控制的方法，通過前饋控制程序對含有過濾器的控制器進行控制，以抑制起重機將其貨物由第一位置搬運到第二位置時所發生的貨物的搖擺的，包括以由吊繩搖擺的旋轉中心到貨物的重心的距離得到的吊繩長度經過多次運算而得的共振頻率及不超過起重機驅動單元性能的經過另外的計算得到的起重機驅動單元的控制單元的參數為基礎，對貨物搬運中的搬運速度，搬運加速度以及搬運加速度率中的至少一個的最大值進行限制而得到的搬運指令使過濾器將上述共振頻率附近的成分去掉，用該過濾器將上述共振頻率附近的成分去掉後得到的搬運指令送到上述起重機驅動單元中使貨物在由第一位置搬運到第二位置的時候貨物不至於產生大的擺動。
2.一種對起重機驅動單元進行控制的控制系統，通過前饋控制程序對含有過濾器的控制器進行控制，以抑制起重機將貨物由第一位置搬運到第二位置時所發生的貨物的搖擺的，該起重機驅動單元的控制系統包含對由上述吊繩的搖擺旋轉中心到貨物重心的距離的吊繩長度進行計算的吊繩長度檢測單元；利用上述繩長計算吊繩共振頻率的共振頻率運算單元；通過搬運指令施放裝置傳送所載貨物的搬運指令的搬運指令傳送單元；為不超過上述起重機驅動單元的性能而對起重機驅動單元的控制單元的參數進行預先計算的參數運算單元；接受上述參數運算單元所得到的參數並存儲的參數存儲單元；以上述參數存儲單元中的上述參數為依據，對由上述搬運指令通信系統發出的貨物搬運指令中的搬運速度、搬運加速度和搬運加速度率中至少一個的最大值進行限制的最大值限制單元；接受上述共振頻率運算單元得到的共振頻率，依據上述參數存儲單元中的參數，濾出由上述最大值限制單元對最大值限制後的搬運指令中的共振頻率附近的成分並將過濾後的搬運指令輸入起重機驅動單元的過濾器。
3.一種含有前饋控制程序的存儲介質，該前饋控制程序通過具有過濾器的控制器控制起重機的驅動單元，以抑制起重機將貨物由第一位置搬運到第二位置時所發生的貨物搖擺，上述前饋控制程序使該控制器的過濾器從搬運指令中移除共振頻率附近的部分，以由表徵上述吊繩的搖擺旋轉中心到貨物重心的距離的吊繩長度進行計算得到共振頻率以及不超過起重機驅動單元性能的經過另外的計算得到的起重機驅動單元的控制單元參數為基礎，對該命令中搬運速度、搬運加速度和搬運加速度率中的至少一個的最大值進行限制，並且將去除共振頻率附近的部分後的指令輸入到起重機驅動單元中。
4.一種起重機，含有使起重機懸臂產生旋轉的旋轉馬達，控制該馬達的旋轉方向和速度的旋轉馬達控制單元，使吊繩上下捲動的捲動馬達，對上述捲動馬達的捲動方向和速度進行控制的捲動馬達控制單元，該起重機還含有檢測現在的吊繩長度的吊繩長度檢測單元；與上述旋轉馬達控制單元及上述捲動馬達控制單元電氣連接的控制器，將上述吊繩長度信號經過前饋控制轉變得到的信號輸入上述旋轉馬達控制單元，以抑制起重機將所搬運的貨物由第一位置搬運到第二位置時所發生的貨物的搖擺。
5.根據權利要求4所述的起重機，進一步包括控制起重機吊臂上下起伏的起伏馬達，以及控制該馬達的轉動方向及轉動速度且與該控制器電連接的起伏馬達控制單元，上述控制器將由上述吊繩長度信號經過前饋控制轉變的信號輸入上述起伏馬達控制單元，以抑制起重機將所搬運貨物由第一位置搬運到第二位置時所發生的貨物的搖擺。
6.根據權利要求4或5所述的起重機，該控制器可加裝在現存的起重機上。
7.一種起重機上所加裝的起重機用控制器，包括使起重機的吊臂產生旋轉的旋轉馬達和產生上下起伏的起伏馬達，以及對上述旋轉馬達的旋轉方向與速度進行控制的旋轉馬達控制單元，以及對上述起伏馬達的方向與速度進行控制的起伏馬達控制單元的，其中僅將起重機的吊繩長度信號輸入該控制器，其將由這一繩長信號通過前饋控制將變換後的信號輸入到上述旋轉馬達控制單元及上述起伏馬達控制單元中使貨物從第一位置搬運到第二位置時不發生搖擺。
全文摘要
一種對起重機驅動單元進行控制的方法與裝置，以抑制起重機將貨物由第一位置搬運到第二位置時所發生的貨物的搖擺，通過前饋控制程序驅動含有過濾器的控制器進行控制。方法為，以由吊繩搖擺的旋轉中心到貨物的重心的距離得到的吊繩的長度經過多次運算而得的共振頻率以及不超過起重機驅動單元性能的經過另外的計算得到的有關起重機驅動單元的控制單元參數為基礎，對上述貨物搬運指令中的搬運速度，搬運加速度以及搬運加速度率中的至少一個的最大值進行限制從而得到搬運指令，過濾器將上述共振頻率附近的成分去掉，然後將上述共振頻率附近的成分去掉後得到的搬運指令送到上述起重機驅動單元中以控制貨物在由第一位置搬運到第二位置時不產生大的擺動。
文檔編號B66C23/00GK1832898SQ20048002249
公開日2006年9月13日 申請日期2004年8月5日 優先權日2003年8月5日
發明者寺嶋一彥, 鈴木薪雄 申請人:新東工業株式會社, 寺嶋一彥