CN110709348B - 起重机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够得到与工作状态相应的操作性和振动抑制效果的起重机。起重机(1)计算出根据主钢索(14)或者副钢索(16)的悬挂长度确定的吊挂物(W)的晃动的共振频率(ω(n)),根据旋转操作工具(18)、起伏操作工具(19)等的操作生成作为致动器的旋转用液压马达(8)或起伏用液压缸(12)的控制信号(C(n)),并且根据控制信号(C(n))生成以共振频率(ω(n))为基准使任意频率范围的频率分量以任意比例衰减的所述致动器的滤波控制信号(Cd(n)),在通过各操作工具的操作来控制旋转用液压马达(8)、起伏用液压缸(12)等的情况、和与各操作工具的操作无关地控制旋转用液压马达(8)、起伏用液压缸(12)等的情况下,将衰减的上述频率分量的频率范围和衰减的比例切换为不同设定。
Description
技术领域
本发明涉及一种起重机。具体地,涉及一种根据控制信号来衰减共振频率分量的起重机。
背景技术
过去,在起重机中,搬运过程中的吊挂物以搬运时施加的加速度作为起振力,会发生以悬挂在钢索前端的吊挂物为质点的单摆、或以吊钩部分为支点的双摆的振动。另外,在由具备伸缩臂的起重机搬运的吊挂物中,除了单摆或双摆的振动以外,还发生伸缩臂或钢索等构成起重机的构造物的挠曲所引起的振动。悬挂在钢索上的吊挂物以单摆或双摆的共振频率振动,并且以伸缩臂的起伏方向的固有振动频率、旋转方向的固有振动频率或旋转方向的固有振动频率、由钢索的伸长引起的伸缩振动时的固有频率等振动的同时被搬运。
在这样的起重机中,操纵者为了使吊挂物稳定地下降到规定的位置,需要进行通过操作工具的手动操作使伸缩臂旋转或起伏来消除吊挂物的振动的操作。因此,起重机的搬运效率受到搬运时产生的振动的大小、或起重机操纵者的熟练度的影响。因此,已知一种起重机,其通过从起重机的致动器的速度指令(控制信号)使吊挂物的共振频率的频率分量衰减来抑制吊挂物的振动并提高搬运效率。例如,如专利文献1所述。
专利文献1所记载的起重机装置是将吊挂物悬挂于从吊运车垂下的钢索而移动的起重机装置。起重机装置设定基于由钢索的悬挂长度计算出的摆的共振频率的时间延迟滤波器。起重机装置通过对吊运车速度指令应用了时间延迟滤波器的修正吊运车速度指令使吊运车移动,从而能够抑制吊挂物的振动。另一方面,起重机装置因时间延迟滤波器的影响而产生基于操纵者的操作感觉的起重机的工作状态与实际起重机的工作状态之间的偏差,操作性降低。因此,起重机装置将手动操作中操作杆(操作工具)的通断次数少的操纵者判断为操作的熟练度高,通过减小时间延迟滤波器的振动降低率,将振动衰减频带设定得较窄,从而提高操作性。另外,将手动操作中操作杆(操作工具)的通断次数多的操纵者判断为操作的熟练度低,通过增大时间延迟滤波器的振动降低率,将振动衰减频带设定得较宽,从而提高振动抑制效果。
但是,专利文献1所记载的起重机装置仅通过操作杆的通断次数来决定时间延迟滤波器的设定,因此在要求操作性的精细操作中,由于通断次数多,操作性降低,或者在为了繁杂操作而通断次数少的情况下,振动抑制效果降低,有时无法获得适合于起重机工作状态的振动抑制效果。
专利文献1:日本特开2015-151211号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够获得与工作状态相应的操作性和振动抑制效果的起重机。
本发明要解决的问题如上所述,下面说明用于解决该问题的手段。
即,起重机计算出根据钢索的悬挂长度确定的吊挂物的晃动的共振频率,根据操作工具的操作生成致动器的控制信号,并且根据上述控制信号生成以共振频率为基准使任意频率范围的频率分量以任意比例衰减的上述致动器的滤波控制信号,控制上述致动器,在通过上述操作工具的操作来控制上述致动器的情况、和与上述操作工具的操作无关地控制上述致动器的情况下,将衰减的上述频率分量的频率范围和衰减的比例中的至少一个切换为不同设定。
起重机计算出将根据钢索的悬挂长度确定的吊挂物晃动的共振频率、和当构成起重机结构物受外力振动时激发的固有振动频率进行合成的合成频率,根据操作工具的操作生成致动器的控制信号,并且根据上述控制信号生成以合成频率为基准使任意频率范围的频率分量以任意比例衰减的上述致动器的滤波控制信号,控制上述致动器,在通过上述操作工具的操作来控制上述致动器的手动控制的情况、和与上述操作工具的操作无关地控制上述致动器的自动控制的情况下,将衰减的上述频率分量的频率范围和衰减的比例中的至少一个切换为不同设定。
起重机在通过所述操作工具的操作来控制所述致动器的手动控制的情况下,基于所述起重机的工作状态来设定使衰减的所述频率分量的频率范围和衰减的比例中的至少一个,在与所述操作工具的操作无关地控制所述致动器的自动控制的情况下,将衰减的所述频率分量的频率范围和衰减的比例中的至少一个切换为预先确定的规定值。
起重机在通过所述操作工具的操作来控制单独所述致动器的手动控制的情况、和通过所述操作工具的操作控制多个所述致动器的手动控制的情况下,将衰减的所述频率分量的频率范围和衰减的比例中的至少一个切换为不同设定。
起重机在通过所述操作工具的操作而生成紧急停止信号的情况下,将所述致动器的控制从以任意比例使任意频率范围的频率分量衰减的所述滤波控制信号的控制切换为基于不使频率分量衰减的所述控制信号的控制。
根据所述起重机的工作区域中吊挂物的位置,起重机切换衰减的频率分量的频率范围和衰减的比例中的至少一个。
根据吊挂物的位置,起重机设定衰减的频率分量的频率范围和衰减的比例。
本发明的有益效果如下:
本发明起到如以下所示的效果。
起重机中,以将吊挂物视为单摆的共振频率、或者共振频率与起重臂的固有振动频率的合成频率为基准,生成滤波控制信号,在手动操作的情况下,由优先操作性的滤波控制信号来控制;在自动控制的情况下,由优先振动抑制效果的滤波控制信号来控制。由此,能够得到与工作状态相应的操作性和振动抑制效果。
在起重机中,考虑到振动发生的容易性,生成滤波控制信号。由此,能够得到与工作状态相应的操作性和振动抑制效果。
起重机中,在通过追加操作操作工具而有可能产生致动器的急加速的情况下,针对追加的操作产生使振动抑制效果优先的滤波控制信号。由此,能够得到与工作状态相应的操作性和振动抑制效果。
在起重机中,在需要使起重臂等立即停止时,为了使操作性优先而不修正控制信号。由此,能够得到与工作状态相应的操作性和振动抑制效果。
在起重机中,考虑了工作区域中的地上物的状况或起重机的工作状态,生成滤波控制信号。由此,能够得到与工作状态相应的操作性和振动抑制效果。
在起重机中,根据吊挂物的状态生成滤波控制信号。由此,能够得到与工作状态相应的操作性和振动抑制效果。
附图说明
图1是示出起重机的整体结构的侧视图。
图2是示出起重机的控制结构的框图。
图3示出表示陷波滤波器的频率特性的图表。
图4示出在陷波滤波器中,表示陷波深度系数不同的情况下的频率特性的图表。
图5示出表示旋转操作的控制信号和应用了陷波滤波器的滤波控制信号的图表。
图6示出表示本发明的第一实施方式中的减振控制的整体控制方式的流程图。
图7示出根据本发明的第一实施方式的减振控制中,表示一个操作工具的单独操作中的陷波滤波器应用步骤的流程图。
图8示出根据本发明的第一实施方式的减振控制中,表示多个操作工具的单独操作中的陷波滤波器应用步骤的流程图。
图9是示出本发明的第二实施方式中的起重机的工作区域和振动抑制区域的示意图。
图10示出表示根据本发明的第二实施方式的减振控制的整体控制方式的流程图。
图11示出根据本发明的第一实施方式的减振控制中,表示每个操作区域的陷波滤波器应用步骤的流程图。
图12示出表示根据本发明的第三实施方式的减振控制的整体控制方式的流程图。
图13示出根据本发明的第一实施方式的减振控制中,表示根据吊挂物重量的陷波滤波器应用步骤的流程图。
具体实施方式
以下,使用图1和图2,对根据本发明的第一实施方式的起重机1进行说明。在本实施方式中,作为起重机1,对移动式起重机(越野起重机)进行说明,但也可以是卡车起重机等。
如图1所示,起重机1是能够移动到不特定场所的移动式起重机。起重机1具有车辆2、起重机装置6。
车辆2搬运起重机装置6。车辆2具有多个车轮3,以发动机4为动力源而行驶。在车辆2设置有外伸叉架5。外伸叉架5由能够通过液压向车辆2的宽度方向两侧延伸的伸出梁和能够在与地面垂直的方向上延伸的液压式起重油缸构成。车辆2通过使外伸叉架5沿车辆2的宽度方向延伸并且使起重油缸接地,能够扩大起重机1的可工作范围。
起重机装置6通过钢索吊起吊挂物W。起重机装置6具备旋转台7、伸缩臂9、臂架9a、主吊钩块10、副吊钩块11、起伏用液压缸12、主绞车13、主钢索14、副绞车15、副钢索16、驾驶室17等。
旋转台7被构成为能够使起重机装置6旋转。旋转台7经由圆环状的轴承设置在车辆2的框架上。旋转台7被构成为以圆环状轴承的中心为旋转中心自由旋转。旋转台7上设有作为致动器的液压式旋转用液压马达8。旋转台7被构成为能够通过旋转用液压马达8在一个方向和另一个方向上旋转。
作为致动器的旋转用液压马达8通过作为电磁比例切换阀的旋转用操作阀23(参照图2)进行旋转操作。旋转用操作阀23能够将供给至旋转用液压马达8的工作油的流量控制为任意流量。即,旋转台7构成为,通过由旋转用操作阀23进行旋转操作的旋转用液压马达8,能够被控制为任意旋转速度。在旋转台7上设置有检测旋转台7的旋转位置(角度)和旋转速度的旋转用编码器27(参照图2)。
作为起重臂的伸缩臂9在能够吊起吊挂物W的状态下支撑钢索。伸缩臂9由多个起重臂部件构成。通过用作为致动器的未图示的伸缩用液压缸使各起重臂部件移动,伸缩臂9在轴向上自由伸缩。伸缩臂9设置成基臂部件的基端能够在旋转台7的大致中央晃动。
作为致动器的未图示的伸缩用液压缸通过作为电磁比例切换阀的伸缩用操作阀24(参照图2)进行伸缩操作。伸缩用操作阀24能够将供给至伸缩用液压缸的工作油的流量控制为任意流量。即,通过伸缩用操作阀24,伸缩臂9能够被控制为任意臂长。伸缩臂9上设置有检测伸缩臂9的长度的起重臂长度检测传感器28和检测吊挂物W的重量Wt的重量传感器29(参照图2)。
臂架9a扩大起重机装置6的扬程、工作半径等。通过设置于伸缩臂9的基臂部件上的臂架支撑部,臂架9a以沿着基臂部件的姿势被保持。臂架9a的基端能够连接至顶臂部件的臂架支撑部。
主吊钩块10和副吊钩块11悬挂吊挂物W。主吊钩块10上设置有卷绕主钢索14的多个钩轮和悬挂吊挂物W的主吊钩。副吊钩块11上设置有悬挂吊挂物W的副吊钩。
作为致动器的起伏用液压缸12使伸缩臂9立起及倒伏,保持伸缩臂9的姿势。起伏用液压缸12由缸体部和杆部构成。起伏用液压缸12的缸体部的端部晃动自如地连接于旋转台7,杆部的端部晃动自如地连接于伸缩臂9的基座臂部件。
起伏用液压缸12通过作为电磁比例切换阀的起伏用操作阀25(参照图2)进行伸缩操作。起伏用操作阀25能够将供给至起伏用液压缸12的工作油的流量控制为任意流量。即,伸缩臂9构成为,能够通过起伏用操作阀25控制为任意的起伏速度。伸缩臂9上设置有检测伸缩臂9的起伏角度的起伏用编码器30(参照图2)。
主绞车13和副绞车15进行主钢索14和副钢索16的转入(卷起)和送出(卷出)。主绞车13被构成为,通过作为致动器的未图示的主液压马达使主钢索14卷绕的主鼓轮旋转;副绞车15构成为,通过作为致动器的未图示的副液压马达使副钢索16卷绕的副鼓轮旋转。
主液压马达通过作为电磁比例切换阀的主操作阀26m(参照图2)进行旋转操作。主操作阀26m构成为,能够将供给至主液压马达的工作油的流量控制为任意流量。即,主绞车13能够通过主操作阀26m控制为任意的转入和送出速度。同样地,副绞车15构成为,能够通过作为电磁比例切换阀的副操作阀26s(参照图2)控制为任意的转入和送出速度。主绞车13上设置有主送出长度检测传感器31。同样地,副绞车15上设置有副送出长度检测传感器32。
驾驶室17覆盖操纵席。驾驶室17装载于旋转台7。设置有未图示的操纵席。操纵席设有用于操作车辆2行驶的操作工具或用于操作起重机装置6的旋转操作工具18、起伏操作工具19、伸缩操作工具20、主鼓轮操作工具21、副鼓轮操作工具22等(参照图2)。旋转操作工具18能够通过操作旋转用操作阀23来控制旋转用液压马达8。起伏操作工具19能够通过操作起伏用操作阀25来控制起伏用液压缸12。伸缩操作工具20能够通过操作伸缩用操作阀24来控制伸缩用液压缸。主鼓轮操作工具21能够通过操作主操作阀26m来控制主液压马达。副鼓轮操作工具22能够通过操作副操作阀26s来控制副液压马达。
这样构成的起重机1能够通过使车辆2行驶而使起重机装置6移动到任意位置。另外,起重机1通过起伏操作工具19的操作使伸缩臂9用起伏用液压缸12使伸缩臂9立起任意的起伏角度,通过伸缩操作工具20的操作使伸缩臂9延伸至任意的伸缩臂长度,能够扩大起重机装置6的扬程、工作半径等。另外,通过副鼓轮操作工具22等钓起吊挂物W,通过旋转操作工具18的操作使旋转台7旋转,起重机1能够搬运吊挂物W。
如图2所示,控制装置33经由各操作阀控制起重机1的致动器。控制装置33具备控制信号生成部33a、共振频率计算部33b、滤波器部33c、滤波器系数计算部33d。控制装置33设置在驾驶室17内。控制装置33实质上可以是由总线连接CPU、ROM、RAM、HDD等的结构,也可以是由单芯片LSI等构成的结构。为了控制控制信号生成部33a、共振频率计算部33b、滤波器部33c、滤波器系数计算部33d的动作,控制装置33存储有各种程序、数据等。
控制信号生成部33a是控制装置33的一部分,生成作为各致动器的速度指令的控制信号。控制信号生成部33a构成为,从旋转操作工具18、起伏操作工具19、伸缩操作工具20、主鼓轮操作工具21、副鼓轮操作工具22等取得各操作工具的操作量,生成旋转操作工具18的控制信号C(1)、起伏操作工具19的控制信号C(2)…控制信号C(n)(以下,仅统一记作“控制信号C(n)”,n为任意数)。另外,控制信号生成部33a构成为,在伸缩臂9接近工作区域的规定范围的情况或取得特定指令的情况下,生成进行与操作工具的操作(手动控制)无关的自动控制(如自动停止、自动搬运等)的控制信号C(na)、基于任意操作工具的紧急停止操作进行紧急停止控制的控制信号C(ne)等。
共振频率计算部33b是控制装置33的一部分,将悬挂在主钢索14或副钢索16上的吊挂物W作为单摆,计算出吊挂物晃动的共振频率ω(n)。共振频率计算部33b取得由滤波器系数计算部33d取得的伸缩臂9的起伏角度,从主送出长度检测传感器31或者副送出长度检测传感器32取得主钢索14或者副钢索16的送出量,在使用主吊钩块10的情况下,从未图示的安全装置取得主吊钩块10的吊挂量。
共振频率计算部33b构成为,根据所取得的伸缩臂9的起伏角度、主钢索14或副钢索16的送出量、使用主吊钩块10的情况下主吊钩块10的吊挂量,计算出主钢索14与绳索轮分离的位置到主吊钩块10的主钢索14的悬挂长度Lm(n)、或者副钢索16与绳索轮分离的位置到副吊钩块11的副钢索16的悬挂长度Ls(n)(参照图1),根据重力加速度g和悬挂长度Lm(n)或悬挂长度Ls(n)计算出其共振频率ω(n)=√(g/L(n))…(1)(式(1)中,L(n)是指悬挂长度Lm(n)和悬挂长度Ls(n))。
滤波器部33c是控制装置33的一部分,生成使控制信号C(1)、C(2)……C(n)的特定频域衰减的陷波滤波器F(1)、F(2)……F(n)(以下,仅统称为“陷波滤波器F(n)”,n为任意数),将陷波滤波器F(n)应用于控制信号C(n)。滤波器部33c构成为,从控制信号生成部33a取得控制信号C(1)、控制信号C(2)……控制信号C(n),将陷波滤波器F(1)应用于控制信号C(1)而根据控制信号C(1)生成以共振频率ω(1)为基准使任意频率范围的频率分量以任意比例衰减的滤波控制信号Cd(1),将陷波滤波器F(2)应用于控制信号C(2)而生成滤波控制信号Cd(2)……将陷波滤波器F(n)应用于控制信号C(n)而根据控制信号C(n)生成以共振频率ω(n)为基准使任意频率范围的频率分量以任意比例衰减的滤波控制信号Cd(n)(以下,仅统称为“滤波控制信号Cd(n)”,n为任意数)。
滤波器部33c向旋转用操作阀23、伸缩用操作阀24、起伏用操作阀25、主操作阀26m、和副操作阀26s中对应的操作阀传递滤波控制信号Cd(n)。即,控制装置33构成为,能够经由各操作阀控制作为致动器的旋转用液压马达8、起伏用液压缸12、未图示的主液压马达、副液压马达。
滤波器系数计算部33d是控制装置33的一部分,根据起重机1的工作状态计算出陷波滤波器F(n)具有的传递函数H(s)(参照式(2))的中心频率系数ωn、陷波宽度系数ζ、陷波深度系数δ。滤波器系数计算部33d构成为,计算出与控制信号C(n)分别对应的陷波宽度系数ζ和陷波深度系数δ,将取得的共振频率ω(n)作为中心频率ωc(n),计算出对应的中心频率系数ωn。
使用图3和图4对陷波滤波器F(n)进行说明。陷波滤波器F(n)是以任意频率为中心急剧衰减控制信号C(n)的滤波器。
如图3所示,陷波滤波器F(n)具有以下频率特性:以中心频率ωc(n)中任意频率的衰减比例,即陷波深度Dn,使以任意中心频率ωc(n)为中心的任意频率范围,即陷波宽度Bn的频率分量衰减。即,根据中心频率ωc(n)、陷波宽度Bn、及陷波深度Dn设定陷波滤波器F(n)的频率特性。
陷波滤波器F(n)具有以下式(2)所示的传递函数H(s)。
[数式1]
在式(2)中,ωn是与陷波滤波器F(n)的中心频率ωc(n)对应的中心频率系数ωn,ζ是与陷波宽度Bn对应的陷波宽度系数ζ,δ是与陷波深度Dn对应的陷波深度系数δ。通过变更中心频率系数ωn,陷波滤波器F(n)变更陷波滤波器F(n)的中心频率ωc(n),变更陷波宽度系数ζ,由此变更陷波滤波器F(n)的陷波宽度Bn,通过变更陷波深度系数δ变更陷波滤波器F(n)的陷波深度Dn。
陷波宽度系数ζ设定得越大,陷波宽度Bn设定得越大。由此,在应用的输入信号中,陷波滤波器F(n)根据陷波宽度系数ζ设定从中心频率ωc(n)衰减的频率范围。
陷波宽度系数δ被设定在0至1之间。
如图4所示,在陷波深度系数δ=0的情况下,陷波滤波器F(n)的中心频率ωc(n)的增益特性为-∞dB。由此,陷波滤波器F(n)在所应用的输入信号中,中心频率ωc(n)下的衰减量最大。即,陷波滤波器F(n)根据其频率特性使输入信号最衰减并输出。
在陷波深度系数δ=1的情况下,陷波滤波器F(n)的中心频率ωc(n)的增益特性为0dB。由此,陷波滤波器F(n)不会使所应用的输入信号的所有频率分量衰减。即,陷波滤波器F(n)按原样输出输入信号。
如图2所示,控制装置33的控制信号生成部33a与旋转操作工具18、起伏操作工具19、伸缩操作工具20、主鼓轮操作工具21、以及副鼓轮操作工具22连接,能够取得旋转操作工具18、起伏操作工具19、主鼓轮操作工具21、以及副鼓轮操作工具22各自的操作量。
控制装置33的共振频率计算部33b与主送出长度检测传感器31、副送出长度检测传感器32、滤波器系数计算部33d、以及未图示的安全装置连接,能够计算出主钢索14的悬挂长度Lm(n)和副钢索16的悬挂长度Ls(n)。
控制装置33的滤波器部33c与旋转用操作阀23、伸缩用操作阀24、起伏用操作阀25、主操作阀26m、以及副操作阀26s连接,能够传递与旋转用操作阀23、起伏用操作阀25、主操作阀26m、以及副操作阀26s对应的滤波控制信号Cd(n)。滤波器部33c与控制信号生成部33a连接,能够取得控制信号C(n)。滤波器部33c与滤波器系数计算部33d连接,能够取得陷波宽度系数ζ、陷波深度系数δ、以及中心频率系数ωn。
控制装置33的滤波器系数计算部33d与旋转用编码器27、臂长度检测传感器28、重量传感器29、以及起伏用编码器30连接,能够取得旋转台7的旋转位置、臂长度、起伏角度、以及吊挂物W的重量Wt。滤波器系数计算部33d与控制信号生成部33a连接,能够取得控制信号C(n)。滤波器系数计算部33d与共振频率计算部33b连接,能够取得主钢索14的悬挂长度Lm(n)和副钢索16的悬挂长度Ls(n)(参照图1)以及共振频率ω(n)。
在控制信号生成部33a中,基于旋转操作工具18、起伏操作工具19、主鼓轮操作工具21、以及副鼓轮操作工具22的操作量,控制装置33生成与各操作工具对应的控制信号C(n)。在共振频率计算部33b中,控制装置33计算共振频率ω(n)。另外,在滤波器系数计算部33d中,根据控制信号C(n)及旋转台7的旋转位置、伸缩臂9的臂长及起伏角度、以及吊挂物W的重量Wt,控制装置33计算与控制信号C(n)对应的陷波宽度系数ζ和陷波深度系数δ,并且以共振频率计算部33b中计算出的共振频率ω(n)作为陷波滤波器F(n)的基准,即中心频率ωc(n),计算对应的中心频率系数ωn。
如图5所示,在滤波器部33c中,陷波滤波器F(n)应用陷波宽度系数ζ、陷波深度系数δ、以及中心频率系数ωn,控制装置33将该陷波滤波器F(n)应用于控制信号C(n)而生成滤波控制信号Cd(n)。应用了陷波滤波器F(n)的滤波控制信号Cd(n)的共振频率ω(n)的频率分量衰减,因此与控制信号C(n)相比,上升变平缓,直到工作完成的时间延长。
具体地,由应用了陷波深度系数δ接近0(陷波深度Dn深)的陷波滤波器F(n)的滤波控制信号Cd(n)控制的致动器中,与由应用了陷波深度系数δ接近1(陷波深度Dn浅)的陷波滤波器F(n)的滤波控制信号Cd(n)、或者未应用陷波滤波器F(n)的控制信号C(n)控制的情况相比,操作工具操作的动作的反应变得缓慢,操作性降低。
同样地,由应用了陷波宽度系数ζ比标准值大(陷波宽度Bn比较宽)的陷波滤波器F(n)的滤波控制信号Cd(n)控制的致动器中,与由应用了陷波宽度系数ζ比标准值小(陷波宽度Bn比较窄)的陷波滤波器F(n)的滤波控制信号Cd(n)、或者未应用陷波滤波器F(n)的控制信号C(n)控制的情况相比,操作工具操作的动作的反应变得缓慢,操作性降低。
然后,对基于控制装置33中起重机1的工作状态的减振控制进行说明。在本实施方式中,控制装置33设定起重机1的工作状态、与操纵者的技能或喜好相应的陷波滤波器F(n)的陷波深度系数δ、和陷波宽度系数ζ中的至少一个。在以下实施方式中,陷波滤波器F(n)将陷波深度系数δ设定为根据起重机1的工作状态等的任意值,将陷波宽度系数ζ设定为预先确定的固定值,但也可以构成为,根据起重机1的工作状态等将陷波宽度系数ζ变更为任意值。仅以共振频率计算部33b中计算出的共振频率ω(n)作为陷波滤波器F(n)的基准,即中心频率ωc(n),控制装置33计算中心频率系数ωn。在控制信号生成部33a中,基于旋转操作工具18、起伏操作工具19、主鼓轮操作工具21、以及副鼓轮操作工具22的操作量,控制装置33在每个扫描时间内生成任意操作工具的速度指令,即控制信号C(n)。
在减振控制中,通过旋转操作工具18、起伏操作工具19、伸缩操作工具20、主鼓轮操作工具21、以及副鼓轮操作工具22中的任意操作工具(以下,简称为“操作工具”)的手动操作使起重机1工作的情况下,从控制信号生成部33a取得基于一个操作工具而生成的控制信号C(n)时,控制装置33设定作为预先确定的任意值的陷波深度系数δ的陷波滤波器F(n)。
例如,在想要使振动抑制效果优先的自动控制的情况下,控制装置33将陷波深度系数δ(例如陷波深度系数δ=0.3)设定为接近0的值,将使以共振频率ω(n)为中心的频率分量大幅衰减的陷波滤波器F(n)应用于控制信号C(n)。由此,起重机1能够提高吊挂物W的共振频率ω(n)下的振动抑制效果。另一方面,在想要使操作工具的操作性优先的手动控制的情况下,控制装置33将陷波深度系数δ(例如陷波深度系数δ=0.7)设定为接近1的值,将以共振频率ω(n)为中心的频率分量的衰减的比例减小的陷波滤波器F(n)应用于控制信号C(n)。由此,相比吊挂物W的共振频率ω(n)下的振动抑制效果,起重机1优先维持操作工具的操作性。也就是说,通过与操纵者的技能或喜好相应的频率特性的陷波滤波器F(n),起重机1能够生成滤波控制信号Cd(n)。
在一个操作工具的单独操作中进一步操作其他操作工具的手动控制的情况下,在取得基于一个操作工具的操作而生成的控制信号C(n)之后,若从控制信号生成部33a取得基于其他操作工具的操作而生成的控制信号C(n+1),则在操作多个操作工具时,控制装置33将具有陷波深度系数δc1的陷波滤波器F(n1)切换为应用的具有陷波深度系数δc2的陷波滤波器F(n2)。并且,在从多个操作工具的操作变更为单独操作工具的操作的情况下,控制装置33从陷波滤波器F(n2)切换为陷波滤波器F(n1)。
例如,在远程操作装置等的操作中,在一个操作工具的操作量被应用于其他操作工具的操作量的情况下,其他操作工具的控制信号C(n+1)的单位时间的变化量(加速度)可能大幅增大。具体地,在具备旋转操作的通断开关和起伏操作的通断开关、以及设定各操作速度的共通速度杆的情况下,使旋转操作的通断开关接通,若在任意速度下的旋转动作中使起伏开关接通,则将旋转动作的速度设定应用于起伏操作。即,在通过多个操作工具开始操作的情况下,有时会产生较大的振动。
在一个操作工具被单独操作的手动控制的情况下,为了使操作工具的操作性优先,控制装置33将具有相对于控制信号C(n)接近1(例如,陷波宽度系数δc2=0.7)的陷波深度系数δc1的陷波滤波器F(n1)应用于一个操作工具的控制信号C(n)而生成滤波控制信号Cd(n1)。在其他操作工具被进一步操作的手动控制的情况下,为了使振动抑制效果优先,控制装置33将具有接近0(例如,陷波深度系数δc2=0.0)的陷波深度系数δc2的陷波滤波器F(n2)应用于一个操作工具的控制信号C(n)和其他操作工具的控制信号C(n+1)而生成滤波控制信号Cd(n2)和滤波控制信号Cd(n2+1)。
在将一个操作工具和其他操作工具的多个操作变更为一个操作工具的单独操作的情况下,为了使操作工具的操作性优先,控制装置33将陷波滤波器F(n2)切换为陷波滤波器F(n1),应用于一个操作工具的控制信号C(n),从而生成滤波控制信号Cd(n1)。在通过一个操作工具和其他操作工具使致动器停止的操作进行的情况下,为了使振动抑制效果优先,控制装置33将陷波滤波器F(n2)应用于一个操作工具的控制信号C(n)和其他操作工具的控制信号C(n+1)而生成滤波控制信号Cd(n2)和滤波控制信号Cd(n2+1)。
由此,起重机1通过在一个操作工具的单独操作中应用陷波滤波器F(n1),能够生成优先维持操作工具操作性的滤波控制信号Cd(n1)。通过在容易产生振动的多个操作工具的并用操作中应用陷波滤波器F(n2),起重机1能够生成使操作工具的振动抑制效果优先的滤波控制信号Cd(n2)和滤波控制信号Cd(n2+1)。
在起重机1通过到达动作规定范围之前的自动停止或自动搬运等自动控制而工作的情况下,若滤波器系数计算部33d从控制信号生成部33a取得不基于操作工具的操作的控制信号C(na),则控制装置33将另外预先确定的值,即陷波深度系数δc2=0.0的陷波滤波器F(n2)应用于控制信号C(na)而生成滤波控制信号Cd(na2)。
例如,在设定了基于工作区域规定的限制或停止位置的情况下,若吊挂物进入这样的工作区域,则与操作工具的操作无关,起重机1基于自动控制的控制信号C(na)进行工作。在设定为自动搬运模式的情况下,基于以规定的搬运速度、搬运高度从规定的吊挂物W的吊起位置搬运至悬挂位置的自动控制的控制信号C(na),起重机1工作。即,起重机1未通过自动控制而被操纵者操作,因此不需要使操作工具的操作性优先。因此,控制装置33为了使振动抑制效果优先而将具有接近0(例如,陷波深度系数δc2=0.0)的陷波深度系数δc2的陷波滤波器F(n2)应用于控制信号C(na)而生成滤波控制信号Cd(na2)。由此,起重机1能够最大限度地提高吊挂物W的共振频率ω(n)下的振动抑制效果。也就是说,起重机1能够在自动控制中生成使振动抑制效果优先的滤波控制信号Cd(na2)。
另外,在进行基于特定操作工具的手动操作的紧急停止操作或者基于操作工具的特定操作顺序的紧急停止操作的情况下,控制装置33不将陷波滤波器F(n)应用于基于任意操作工具的紧急停止操作而生成的控制信号C(ne)。
例如,在为了使起重机1的旋转台7、伸缩臂9等立即停止而进行使所有操作工具一口气地返回中立状态的紧急停止操作的情况下,假如进行特定的手动操作,控制装置33不将陷波滤波器F(n)应用于基于操作工具的紧急停止操作而生成的控制信号C(ne)。由此,起重机1优先维持操作工具的操作性,使旋转台7、伸缩臂9等的停止不延迟而立即停止。即,起重机1在操作工具的紧急停止操作中不实施减振控制。
以下,使用图6至图8,对基于控制装置33中起重机1的工作状态的减振控制进行具体说明。根据操作工具的操作状态,起重机1生成基于一个操作工具的操作的控制信号C(n)、基于其他操作工具的操作的控制信号C(n+1)、或者基于操作工具的紧急停止操作的紧急操作时的控制信号C(ne)中的至少一个控制信号。
若实施基于单独操作工具的手动控制,则控制装置33实施陷波滤波器F(n1)的应用步骤。若通过一个操作工具的单独操作生成控制信号C(n),控制装置33生成预先确定的陷波深度系数δc1的陷波滤波器F(n1)并应用于控制信号C(n)。
若实施基于多个操作工具的手动控制,则控制装置33实施陷波滤波器F(n2)的应用步骤。若除了一个操作工具的操作之外还通过其他操作工具的操作生成控制信号C(n+1),控制装置33另外生成具有预先确定的陷波深度系数δc2的陷波滤波器F(n2)并应用于控制信号C(n)和控制信号C(n+1)。
若实施自动控制,则控制装置33实施陷波滤波器F(n2)的应用步骤。若通过自动控制生成不基于操作工具的操作的控制信号C(na),控制装置33另外生成具有预先确定的陷波深度系数δc2的陷波滤波器F(n2)并应用于控制信号C(na)。
控制装置33进行基于操作工具的特定操作顺序的紧急停止操作,若生成控制信号C(ne),则不将陷波滤波器F(n)应用于控制信号C(ne)。即,控制装置33基于生成的控制信号C(ne)进行控制。
如图6所示,在减振控制的步骤S110中,控制装置33判定是否为操作工具被操作的手动控制。
其结果是,在是操作工具被操作的手动控制的情况下,控制装置33将步骤移至步骤S120。
另一方面,在不是操作工具被操作的手动控制的情况下,控制装置33将步骤移至步骤S150。
在步骤S120中,控制装置33判定是否操作了单独的操作工具。
其结果是,在单独的操作工具被操作的情况下,即,在通过单独的操作工具的操作而控制单独的致动器的情况下,控制装置33将步骤移至步骤S200。
另一方面,在仅单独的操作工具不被操作的情况下,即,在通过多个操作工具的操作来控制多个致动器的情况下,控制装置33将步骤移至步骤S300。
在步骤S200中,控制装置33开始陷波滤波器F(n1)的应用步骤A,将步骤移至步骤S210(参照图7)。并且,当陷波滤波器F(n1)的应用步骤A结束时,将步骤移至步骤S130(参照图6)。
如图6所示,在步骤S130中,控制装置33判定是否进行了基于操作工具的特定操作顺序的紧急停止操作。
其结果是,在进行了基于操作工具的特定操作顺序的紧急停止操作的情况下,即,在生成了紧急停止操作时的控制信号C(ne)的情况下,控制装置33将步骤移至步骤S140。
另一方面,在未进行基于操作工具的特定操作顺序的紧急停止操作的情况下,即,在未生成紧急停止操作时的控制信号C(ne)的情况下,控制装置33将步骤移至步骤S110。
在步骤S140中,控制装置33生成基于紧急停止操作的紧急操作时的控制信号C(ne)。即,生成未应用陷波滤波器F(n1)或陷波滤波器F(n2)的控制信号C(ne),将步骤移至步骤S150。
在步骤S150中,控制装置33将所生成的各滤波控制信号传递至对应的操作阀,将步骤移至步骤S110。另外,在生成了紧急停止操作时的控制信号C(ne)的情况下,控制装置33仅将紧急停止操作时的控制信号C(ne)传递至对应的操作阀,将步骤移至步骤S110。
在步骤S160中,控制装置33判定是否实施自动控制。
其结果是,在实施自动控制的情况下,控制装置33将步骤移至步骤S300。
另一方面,在未实施自动控制的情况下,即未生成手动控制的控制信号C(n)和自动控制的控制信号C(na)的情况下,控制装置33将步骤移至步骤S110。
在步骤S300中,控制装置33开始陷波滤波器F(n2)的应用步骤B,将步骤移至步骤S310(参照图8)。然后,当陷波滤波器F(n2)的应用步骤B结束时,将步骤移至步骤S130(参照图6)。
如图7所示,在陷波滤波器F(n1)的应用步骤A的步骤S210中,控制装置33将陷波深度系数δ设定为接近预先确定的1(例如,陷波深度系数δc2=0.7)的陷波宽深度系数δc1,将步骤移至步骤S220。
在步骤S220中,控制装置33将陷波深度系数δc1应用于陷波滤波器F(n)的传递函数H(s)(参照式(2))而生成陷波滤波器F(n1),将步骤移至步骤S230。
在步骤S230中,控制装置33将陷波滤波器F(n1)应用于控制信号C(n)而生成与控制信号C(n)对应的滤波控制信号Cd(n1),结束陷波滤波器F(n1)的应用步骤A,将步骤移至步骤S130(参照图6)。
如图8所示,在陷波滤波器F(n2)的应用步骤B的步骤S310中,控制装置33将陷波深度系数δ设定为接近预先确定的0(例如,陷波深度系数δc2=0.0)的陷波宽深度系数δc2,将步骤移至步骤S320。
在步骤S320中,控制装置33将陷波深度系数δc2应用于陷波滤波器F(n)的传递函数H(s)(参照式(2))而生成陷波滤波器F(n2),将步骤移至步骤S330。
在步骤S330中,控制装置33判定是否实施手动控制。
其结果是,在实施手动控制的情况下,控制装置33将步骤移至步骤S340。
一方面,在未实施手动控制的情况下,控制装置33将步骤移至步骤S350。
在步骤S340中,控制装置33将陷波滤波器F(n2)应用于一个操作工具的控制信号C(n)和其他操作工具的控制信号C(n+1),生成与控制信号C(n)对应的滤波控制信号Cd(n2)和与滤波控制信号Cd(n2+1)对应的滤波控制信号Cd(n2+1),结束陷波滤波器F(n2)的应用步骤B,将步骤移至步骤S130(参照图6)。
在步骤S350中,控制装置33将陷波滤波器F(n2)应用于与一个操作工具对应的自动控制的控制信号C(na)和与其他操作工具对应的自动控制的控制信号C(na+1),生成与控制信号C(na)对应的滤波控制信号Cd(na2)和与滤波控制信号Cd(na+1)对应的滤波控制信号Cd(na2+1),结束陷波滤波器F(n2)的应用步骤B,将步骤移至步骤S130(参照图6)。
这样,起重机1在手动控制中,在单独操作一个操作工具的情况下,实施使操作性优先的减振控制,在同时操作多个操作工具的情况下,实施提高振动抑制效果的减振控制。另外,在包括基于工作区域的规定的自动停止控制、自动搬运控制等的自动控制中,起重机1实施提高振动抑制效果的减振控制。另一方面,在通过操作工具的操作生成紧急停止信号的情况下,切换为使操作性优先的减振控制。即,起重机1构成为,根据操作工具的操作状态,在控制装置33中,选择性地切换应用于控制信号C(n)的陷波滤波器F(n)。由此,能够得到与起重机1的工作状态相应的操作性和振动抑制效果。
此外,本实施方式的其他实施方式也可以根据操作工具的操作状态来设定陷波深度系数δ。控制装置33构成为,根据基于操作工具的操作而生成的控制信号C(n)的单位时间的变化量(加速度)的大小,设定为0至1之间确定的任意值,即陷波宽度系数δc3。另外,构成为,设定预先确定的值,即陷波深度系数δca=0.0的陷波滤波器F(na)。
例如,在随着控制信号C(n)的单位时间的变化量变大而提高减振抑制效果的情况下,控制装置33以与预先确定的控制信号C(n)的单位时间的规定变化量的大小相对的陷波深度系数δ为基准,设定为与控制信号C(n)的单位时间的变化量的大小成反比的值,即陷波深度系数δc3,每次都将使频率分量衰减的陷波滤波器F(n)应用于控制信号C(n),该频率分量以共振频率ω(n)为中心。因此,起重机1中,吊挂物W的共振频率ω(n)下的振动抑制效果与控制信号C(n)的单位时间变化量的大小成比例地提高。即,起重机1能够生成随着控制信号C(n)的单位时间变化量变大而使振动抑制效果优先,随着控制信号C(n)的单位时间变化量变小而使操作性的维持优先的滤波控制信号Cd(n)。由此,能够得到与起重机1的工作状态相应的操作性和振动抑制效果。
接着,使用图2及图9至图12,对本发明涉及的起重机的第二实施方式起重机34进行说明。在图1至图10所示的起重机1中,以下各实施方式所涉及的起重机34、35作为代替起重机1而应用的装置,通过使用在其说明中使用的名称、图号、符号指相同的装置,在以下的实施方式中,关于与已经说明的实施方式相同的内容,省略其具体说明,以不同的部分为中心进行说明。
如图2所示,在控制装置33中,滤波器系数计算部33d与旋转用编码器27、臂长度检测传感器28、重量传感器29、起伏用编码器30、主送出长度检测传感器31、以及副送出长度检测传感器32连接,能够取得旋转台7的旋转位置、臂长度、起伏角度、主钢索14的悬挂长度Lm(n)(参照图1)、副钢索16的悬挂长度Ls(n)、以及吊挂物W的重量Wt。
因此,根据滤波器系数计算部33d取得的旋转台7的旋转位置、臂长度以及起伏角度、主钢索14的悬挂长度Lm(n)、以及副钢索16的悬挂长度Ls(n),控制装置33能够计算起重机34的工作区域R0中的吊挂物W的位置P(参照图9)。
使用图9至图11,对基于起重机34的工作状态的减振控制进行说明。在本实施方式中,基于起重机34的工作状态,即吊挂物W的位置P,控制装置33设定陷波滤波器F(n)的陷波深度系数δ。将陷波滤波器F(n)的陷波宽度系数ζ设定为预先确定的固定值,也可以构成为,基于起重机34的工作状态设定。
如图9所示,在减振控制中,控制装置33从控制信号生成部33a取得基于计算出的操作工具的操作而生成的控制信号C(n)(参照图2),并且计算起重机34的工作区域R0中吊挂物W的位置P。进而,控制装置33将滤波器系数计算部33d设定为具有根据吊挂物W的位置P而预先确定的任意值,即陷波宽度系数δc4的陷波滤波器F(n4)。
例如,在根据工作区域R0内的地上物100的配置等设定欲使振动抑制效果优先的区域(以下,仅记为“振动抑制区域R1”)的情况下,控制装置33在振动抑制区域R1中设定接近0的值,即陷波深度系数δc4(例如,陷波深度系数δc4=0.3),生成使以共振频率ω(n)为中心的频率分量的衰减的比例增大的陷波滤波器F(n4)。另一方面,在振动抑制区域R1以外的区域中,控制装置33设定为比陷波深度系数δc4接近1的值,即陷波深度系数δc5(例如,陷波深度系数δc5=0.7),生成使以共振频率ω(n)为中心的频率分量的衰减的比例减小的陷波滤波器F(n5)。
控制装置33若判断每个扫描时间由滤波器系数计算部33d计算出的吊挂物W的位置P包含在振动抑制区域R1中,则将陷波滤波器F(n4)应用于控制信号C(n)。由此,起重机34在振动抑制区域R1中提高吊挂物W的共振频率ω(n)下的振动抑制效果。控制装置33若判断每个扫描时间由滤波器系数计算部33d计算出的吊挂物W的位置P不包含在振动抑制区域R1中,则将陷波滤波器F(n5)应用于控制信号C(n)。由此,在振动抑制区域R1以外的区域中,相比吊挂物W的共振频率ω(n)下的振动抑制效果,起重机34优先维持操作工具的操作性。也就是说,通过与工作区域R0中的地上物100的状况相应的频率特性的陷波滤波器F(n4)或陷波滤波器F(n5),起重机34能够生成滤波控制信号Cd(n4)或滤波控制信号Cd(n5)。在本实施方式中,振动抑制区域R1根据地物100的配置设定,但不限定于此,也可以根据起重机34的工作姿势等进行设定。
以下,使用图10和图11,对基于控制装置33中起重机34的工作状态的减振控制进行具体说明。在工作区域R0中,起重机34预先确定振动抑制区域R1。起重机34操作旋转操作工具18、起伏操作工具19、主鼓轮操作工具21、以及副鼓轮操作工具22中的任意操作工具,控制装置33生成操作工具的速度指令,即控制信号C(n)。
在减振控制中的每个工作区域的陷波滤波器F(n)的应用步骤中,若通过任意操作工具的操作生成控制信号C(n),则控制装置33根据工作区域R0中的吊挂物W的位置P设定预先确定的陷波深度系数δc4或陷波深度系数δc5的陷波滤波器F(n4)或陷波滤波器F(n5)而应用于控制信号C(n)。
如图10所示,在减振控制的步骤S400中,控制装置33开始每个工作区域的陷波滤波器F(n)的应用步骤C,将步骤移至步骤S410(参照图11)。然后,当每个工作区域的陷波滤波器F(n)的应用步骤C结束时,将步骤移至步骤S130(参照图10)。
如图11所示,在步骤S410中,控制装置33开始每个工作区域的陷波滤波器F(n)的应用步骤C,根据旋转台7的旋转位置、伸缩臂9的臂长及起伏角度、主钢索14的悬挂长度Lm(n)、或副钢索16的悬挂长度Ls(n),控制装置33计算起重机34的工作区域R0中吊挂物W的位置P,并将步骤移至步骤S420。
在步骤S420中,控制装置33判定所取得的吊挂物W的位置P是否包含在振动抑制区域R1中。
其结果是,在所取得的吊挂物W的位置P包含在振动抑制区域R1中的情况下,控制装置33将步骤移至步骤S430。
另一方面,在所取得的吊挂物W的位置P不包含在振动抑制区域R1中的情况下,控制装置33将步骤移至步骤S460。
在步骤S430中,控制装置33将陷波宽度系数δ设定为预先确定的陷波深度系数δc4,将步骤移至步骤S440。
在步骤S440中,控制装置33将陷波深度系数δc4应用于陷波滤波器的传递函数H(s)(参照式(2))而生成陷波滤波器F(n4),将步骤移至步骤S450。
在步骤S450中,控制装置33将陷波滤波器F(n4)应用于控制信号C(n)而生成滤波控制信号Cd(n4),结束每个工作区域的陷波滤波器F(n)的应用步骤C,将步骤移至步骤S130(参照图10)。
在步骤S460中,控制装置33将陷波宽度系数δ设定为预先确定的陷波深度系数δc5,将步骤移至步骤S470。
在步骤S470中,控制装置33将陷波深度系数δc5应用于陷波滤波器的传递函数H(s)(参照式(2))而生成陷波滤波器F(n5),将步骤移至步骤S480。
在步骤S480中,控制装置33将陷波滤波器F(n5)应用于控制信号C(n)而生成滤波控制信号Cd(n5),结束每个工作区域的陷波滤波器F(n)的应用步骤C,将步骤移至步骤S130(参照图10)。
这样,在工作区域R0内确定振动抑制区域R1的情况下,起重机34将振动抑制区域R1中的陷波滤波器F(n4)的陷波深度Dn设定得比振动抑制区域R1以外的工作区域R0中的陷波滤波器F(n5)的陷波深度Dn大。即,在吊挂物W通过根据地上物100的配置等、或起重机34的工作姿势等想要抑制振动的振动抑制区域R1、或配置吊挂物W的情况下,起重机34实施提高振动抑制效果的减振控制。在吊挂物W通过不需要抑制振动的区域、或配置吊挂物W的情况下,起重机34实施使操作性优先的减振控制。由此,能够得到与起重机34的工作状态相应的操作性和振动抑制效果(参照图11)。
接着,使用图2、图12、以及图13,对本发明涉及的起重机35的第三实施方式的起重机35进行说明。
如图2所示,滤波器系数计算部33d与重量传感器29连接,控制装置33能够取得吊挂物W的重量Wt。
使用图12和图13,对基于起重机35的工作状态的减振控制进行说明。在本实施方式中,基于起重机35的工作状态,即吊挂物W的重量Wt,控制装置33设定陷波滤波器F(n)的陷波深度系数δ。将陷波滤波器F(n)的陷波宽度系数ζ设定为预先确定的固定值,也可以构成为,基于起重机35的工作状态设定。
在减振控制中,控制装置33从控制信号生成部33a取得基于滤波器系数计算部33d计算出的任意操作工具的操作而生成的控制信号C(n),并且取得吊挂物W的重量Wt。进而,控制装置33在生成控制信号C(n)时,滤波器系数计算部33d设定与吊挂物W的重量Wt相应的陷波宽度系数δc6的陷波滤波器F(n6)并应用于控制信号C(n)。
例如,在随着吊挂物W的重量Wt增大而提高振动抑制效果的情况下,控制装置33以相对于吊挂物W的规定重量Wt的陷波宽度系数δ为基准,设定为与吊挂物W的重量Wt成反比例的值,即陷波深度系数δc6,每次都将使以共振频率ω(n)为中心的频率分量衰减的陷波滤波器F(n6)应用于控制信号C(n)。由此,起重机35随着吊挂物W的重量Wt增加而提高振动抑制效果。也就是说,通过与吊挂物W的重量Wt相应的频率特性的陷波滤波器F(n6),起重机35能够生成滤波控制信号Cd(n)。
以下,使用图12和图13,对基于控制装置33中起重机35的工作状态的减振控制进行具体说明。起重机35操作旋转操作工具18、起伏操作工具19、主鼓轮操作工具21、以及副鼓轮操作工具22中的任意操作工具,控制装置33生成任意操作工具的速度指令,即控制信号C(n)。
在与减振控制中吊挂物W的重量Wt相应的陷波滤波器F(n)的应用步骤中,在由任意操作工具的操作生成的控制信号C(n)的单位时间变化量大于阈值th的情况下,控制装置33设定具有与吊挂物W的重量Wt相应的陷波深度系数δc6的陷波滤波器F(n6)并应用于控制信号C(n)。
如图12所示,在减振控制的步骤S500中,控制装置33开始与吊挂物W的重量Wt相应的陷波滤波器F(n)的应用步骤D,将步骤移至步骤S510(参照图13)。当与吊挂物W的重量Wt相应的陷波滤波器F(n)的应用步骤D结束时,将步骤移至步骤S130(参照图12)。
如图13所示,在步骤S510中,控制装置33开始与吊挂物W的重量Wt相应的陷波滤波器F(n)的应用步骤D,取得吊挂物W的重量Wt,将步骤移至步骤S520。
在步骤S520中,控制装置33将陷波深度系数δ设定为与吊挂物W的重量Wt相应的陷波宽度系数δc6,将步骤移至步骤S530。
在步骤S530中,控制装置33将陷波深度系数δc6应用于陷波滤波器F(n)的传递函数H(s)(参照式(2))而生成陷波滤波器F(n6),将步骤移至步骤S540。
在步骤S540中,控制装置33将陷波滤波器F(n6)应用于控制信号C(n)而生成滤波控制信号Cd(n6),结束与吊挂物W的重量Wt相应的陷波滤波器F(n)的应用步骤D,将步骤移至步骤S130(参照图12)。
这样,在根据吊挂物W的重量Wt确定陷波深度Dn的情况下,越是因惯性力矩的影响而晃动难以收敛的重量Wt,起重机35将陷波滤波器F(n6)的陷波深度Dn设定得越大。即,基于吊挂物W的重量Wt,起重机35对摇晃不易收敛的吊挂物W实施提高振动抑制效果的减振控制,对晃动比较容易收敛的吊挂物W实施使操作性优先的减振控制。由此,能够得到与起重机35的工作状态相应的操作性和振动抑制效果。
中心频率ωc(n)以在第一实施方式中应用于控制信号C(n)的陷波滤波器F(n1)及陷波滤波器F(n2)、在第二实施方式中应用于控制信号C(n)的每个工作区域的陷波滤波器F(n)、和在第三实施方式中与应用于控制信号C(n)的悬挂物W的重量Wt对应的陷波滤波器F(n)为基准,中心频率ωc(n)作为当构成起重机1、34、35的结构物受外力振动时激发的固有振动频率和共振频率ω(n)的合成频率。因此,根据本发明的振动抑制控制不仅可以一起抑制由共振频率ω(n)引起的振动,而且可以抑制构成起重机1、34、35的结构物具有的固有振动频率引起的振动。这里,构成起重机1、34、35的构造物因外力而振动时被激发的固有振动频率是指伸缩臂9的起伏方向及旋转方向的固有振动频率、由伸缩臂9的绕轴的扭转引起的固有振动频率、由主吊钩块10或副吊钩块11和挂钩钢索构成的双摆的共振频率、主钢索14或副钢索16的伸长引起的伸缩振动时的固有频率等振动频率。
另外,在本发明涉及的减振控制中,构成为,分别个别实施第一实施方式中的一个操作工具的陷波滤波器F(n1)的应用步骤A及陷波滤波器F(n2)的应用步骤B、第二实施方式中的每个工作区域的陷波滤波器F(n)的应用步骤C、第三实施方式中的与吊挂物W的重量Wt对应的陷波滤波器F(n)的应用步骤D,但也可以是在一个实施方式中一并实施的减振控制。另外,在本发明涉及的减振控制中,起重机1、34、35通过陷波滤波器F(n)使控制信号C(n)的共振频率ω(n)衰减,但只要使低通滤波器、高通滤波器、带阻滤波器等的特定频率衰减即可。
上述实施方式仅示出了代表性的方式,能够在不脱离一个实施方式的主旨的范围内进行各种变形来实施。当然,本发明能够以各种方式实施,本发明的范围由权利要求书的记载来表示,还包括与权利要求书的记载均等的意思、以及范围内的所有变更。
工业上的可利用性
本发明能够利用于远程操作终端以及具有远程操作终端的工作车辆。
符号说明
1 起重机
8 旋转用液压马达
12 起伏用液压缸
14 主钢索
16 副钢索
18 旋转操作工具
19 起伏操作工具
33 控制装置
Lm(n) 主钢索的悬挂量
Ls(n) 副钢索的悬挂量
ω(n) 共振频率
C(n) 控制信号
Cd(n) 滤波控制信号。
Claims (12)
1.一种起重机,具有控制装置,所述控制装置计算出根据钢索的悬挂长度确定的吊挂物的晃动的共振频率,根据操作工具的操作生成致动器的控制信号,并且根据所述控制信号生成以所述共振频率为基准使任意频率范围的频率分量以任意比例衰减的所述致动器的滤波控制信号,控制所述致动器,
所述控制装置在通过所述操作工具的操作来控制所述致动器的手动控制的情况下,生成使操作性比振动抑制效果更为优先的所述滤波控制信号,在与所述操作工具的操作无关地控制所述致动器的自动控制的情况下,生成使振动抑制效果比操作性更为优先的所述滤波控制信号。
2.根据权利要求1所述的起重机,其中,
所述控制装置在通过所述操作工具的操作来控制所述致动器的手动控制的情况下,基于所述起重机的工作状态来设定衰减的所述频率分量的频率范围和衰减的比例中的至少一个,在与所述操作工具的操作无关地控制所述致动器的自动控制的情况下,将衰减的所述频率分量的频率范围和衰减的比例中的至少一个切换为预先确定的规定值。
3.根据权利要求1所述的起重机,其中,
所述控制装置以使衰减的所述频率分量的频率范围和衰减的比例中的至少一个在如下两个情况之间为不同值的方式,进行设定的切换,该两个情况为,通过所述操作工具的操作来控制单独的所述致动器的手动控制的情况、以及通过所述操作工具的操作控制多个所述致动器的手动控制的情况。
4.根据权利要求1所述的起重机,其中,
所述控制装置在通过所述操作工具的操作而生成紧急停止信号的情况下,将所述致动器的控制从使任意频率范围的频率分量以任意比例衰减的所述滤波控制信号的控制切换为不使频率分量衰减的所述控制信号的控制。
5.根据权利要求1所述的起重机,其中,
所述控制装置根据所述起重机的工作区域中吊挂物的位置,切换衰减的频率分量的频率范围和衰减的比例中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的起重机,其中,
所述控制装置根据吊挂物的重量,设定衰减的频率分量的频率范围和衰减的比例中的至少一个。
7.一种起重机,具有控制装置,所述控制装置计算出将根据钢索的悬挂长度确定的吊挂物晃动的共振频率与当构成起重机结构物受外力振动时激发的固有振动频率进行合成的合成频率,根据操作工具的操作生成致动器的控制信号,并且根据所述控制信号生成以所述合成频率为基准使任意频率范围的频率分量以任意比例衰减的所述致动器的滤波控制信号,控制所述致动器,
所述控制装置在通过所述操作工具的操作来控制所述致动器的手动控制的情况下,生成使操作性比振动抑制效果更为优先的所述滤波控制信号,在与所述操作工具的操作无关地控制所述致动器的自动控制的情况下,生成使振动抑制效果比操作性更为优先的所述滤波控制信号。
8.根据权利要求7所述的起重机,其中,
所述控制装置在通过所述操作工具的操作来控制所述致动器的手动控制的情况下,基于所述起重机的工作状态来设定衰减的所述频率分量的频率范围和衰减的比例中的至少一个,在与所述操作工具的操作无关地控制所述致动器的自动控制的情况下,将衰减的所述频率分量的频率范围和衰减的比例中的至少一个切换为预先确定的规定值。
9.根据权利要求7所述的起重机,其中,
所述控制装置以使衰减的所述频率分量的频率范围和衰减的比例中的至少一个在如下两个情况之间为不同值的方式,进行设定的切换,该两个情况为,通过所述操作工具的操作来控制单独的所述致动器的手动控制的情况、以及通过所述操作工具的操作控制多个所述致动器的手动控制的情况。
10.根据权利要求7所述的起重机,其中,
所述控制装置在通过所述操作工具的操作而生成紧急停止信号的情况下,将所述致动器的控制从使任意频率范围的频率分量以任意比例衰减的所述滤波控制信号的控制切换为不使频率分量衰减的所述控制信号的控制。
11.根据权利要求7所述的起重机,其中,
所述控制装置根据所述起重机的工作区域中吊挂物的位置,切换衰减的频率分量的频率范围和衰减的比例中的至少一个。
12.根据权利要求7所述的起重机,其中,
所述控制装置根据吊挂物的重量,设定衰减的频率分量的频率范围和衰减的比例中的至少一个。
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