起重機(jī)裝置以及起重機(jī)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及起重機(jī)裝置，特別涉及在從發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和蓄電裝置向電動(dòng)機(jī)供應(yīng)電力的起重機(jī)裝置中使用的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的發(fā)電控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在港口的集裝箱堆場(chǎng)，在進(jìn)行集裝箱的裝卸貨的起重機(jī)裝置中，使用多個(gè)電動(dòng)機(jī)來(lái)進(jìn)行集裝箱的提升、下降，進(jìn)而進(jìn)行起重機(jī)的行走和空中吊運(yùn)車(chē)的橫向行走等的動(dòng)作。為了向這些電動(dòng)機(jī)供應(yīng)所需的電力，在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電方式下，具備使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)。
[0003]在這樣的起重機(jī)裝置中，也有在集裝箱的提升加速等時(shí)成為最大負(fù)荷，另一方面，在集裝箱的下降等時(shí)幾乎不需要電力的情況，負(fù)荷的變動(dòng)較大。因此，能供應(yīng)與最大負(fù)荷時(shí)相匹配的電力的大型發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)成為超出平均負(fù)荷的規(guī)模，因而在設(shè)備成本、運(yùn)轉(zhuǎn)成本方面效率低下。
[0004]過(guò)去，為了縮小這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的規(guī)模，提出如下所謂的混合動(dòng)力式起重機(jī)裝置，即，在起重機(jī)裝置中搭載發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和蓄電裝置兩方作為電力供應(yīng)源，在負(fù)荷增大時(shí)從發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和蓄電裝置兩方供應(yīng)電力，在低負(fù)荷時(shí)將由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)發(fā)電的電力、再生時(shí)產(chǎn)生的剩余電力蓄電至蓄電裝置(例如參照日本特開(kāi)2011-038418號(hào)公報(bào)(文獻(xiàn)1)等)。由此，能從蓄電裝置向電動(dòng)機(jī)暫時(shí)供應(yīng)電力，因此縮小了發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的規(guī)模，能謀求燃料效率的改善。
[0005]此外，還提出在不使用蓄電裝置的情況下決定與起重機(jī)的動(dòng)作狀態(tài)相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速的技術(shù)(例如參照專利登記第5412842號(hào)公報(bào)(文獻(xiàn)2)等)。這是基于吊荷的有無(wú)、吊具或集裝箱接觸到地面或下方集裝箱的接地的有無(wú)、吊索松弛、提升運(yùn)轉(zhuǎn)的有無(wú)、以及吊荷的位置來(lái)預(yù)測(cè)下一動(dòng)作的消耗電力，并根據(jù)該消耗電力來(lái)決定發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。由此能將發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)控制在合適的轉(zhuǎn)速，在不使用蓄電裝置的情況下可抑制燃料消耗。
[0006]但是，在這樣的現(xiàn)有技術(shù)中，在開(kāi)始集裝箱的提升之際，由于在提升開(kāi)始時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速上升，因此以發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)所特有的轉(zhuǎn)速上升時(shí)的時(shí)滯為起因，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速不會(huì)立刻上升。因而存在如下問(wèn)題點(diǎn)，即，從發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)供應(yīng)的電力出現(xiàn)滯后，在電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作開(kāi)始時(shí)未從發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)供應(yīng)足夠的電力，提升動(dòng)作出現(xiàn)滯后，裝卸作業(yè)的效率也降低。
[0007]例如，如文獻(xiàn)1那樣，在以從指示抓持集裝箱的來(lái)自操作員的抓持指令起經(jīng)過(guò)了一定時(shí)間為契機(jī)，向發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)輸出了將轉(zhuǎn)速?gòu)目蛰d轉(zhuǎn)速上升到額定轉(zhuǎn)速為止的轉(zhuǎn)速指令的情況下，從發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)供應(yīng)的電力上升到足夠的值為止要比轉(zhuǎn)速指令的輸出更靠后，從抓持指令起大幅滯后。這是因?yàn)?，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速并不是立刻上升，由于前述的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的時(shí)滯，使得直到從發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)供應(yīng)足夠的電力為止要花費(fèi)某種程度的時(shí)間。
[0008]因此，在繼抓持指令之后由操作員進(jìn)行了集裝箱的提升操作的情況下，由于從發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)供應(yīng)的電力不充分，因此要從蓄電裝置供應(yīng)該不足電力量，作為結(jié)果，提升動(dòng)作出現(xiàn)滯后，裝卸作業(yè)的效率也降低。為此，需要具有大容量的蓄電裝置，從而蓄電裝置的規(guī)模、成本增大。此外，一般而言，在蓄電裝置中為了抑制溫度上升而輸出電流受到限制，在需要供應(yīng)大電流的能力的情況下，需要性能高且高昂的蓄電裝置。
[0009]此外，在文獻(xiàn)2中，在懸掛集裝箱的鋼絲繩有松弛、且未指令提升運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，將發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)設(shè)為與此時(shí)的消耗電力相應(yīng)的轉(zhuǎn)速，在鋼絲繩有松弛、且指令了提升運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，或者在鋼絲繩變得沒(méi)有松弛的情況下，將發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)控制在最大轉(zhuǎn)速。因此，在實(shí)際指令了提升運(yùn)轉(zhuǎn)后，或者在實(shí)際開(kāi)始提升的時(shí)間點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)被控制在最大轉(zhuǎn)速。因而，與文獻(xiàn)1相同，由于前述的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的時(shí)滯而從發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)供應(yīng)的電力不充分，因此作為結(jié)果，提升動(dòng)作出現(xiàn)滯后，裝卸作業(yè)的效率也降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明為了解決這樣的課題，其目的在于提供能改善發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的時(shí)滯所引起的提升動(dòng)作的滯后、裝卸作業(yè)的效率降低的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的發(fā)電控制技術(shù)。
[0011]為了達(dá)成這樣的目的，本發(fā)明所涉及的起重機(jī)裝置由從發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)供應(yīng)給公共母線的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，從而進(jìn)行以吊具抓持的集裝箱的提升下降等裝卸動(dòng)作，所述起重機(jī)裝置具備:吊具狀態(tài)檢測(cè)傳感器，其基于所述吊具的狀態(tài)來(lái)檢測(cè)是用于所述集裝箱的提升開(kāi)始的提升準(zhǔn)備狀態(tài)；和控制電路，其以由所述吊具狀態(tài)檢測(cè)傳感器檢測(cè)到是所述提升準(zhǔn)備狀態(tài)為契機(jī)，在輸入指示所述提升開(kāi)始的提升操作之前使所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速向提升時(shí)轉(zhuǎn)速上升。
[0012]另外，本發(fā)明所涉及的起重機(jī)控制方法是在起重機(jī)裝置中使用的起重機(jī)控制方法，所述起重機(jī)裝置由從發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)供應(yīng)給公共母線的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，從而進(jìn)行以吊具抓持的集裝箱的提升下降等裝卸動(dòng)作，所述起重機(jī)控制方法具備:由吊具狀態(tài)檢測(cè)傳感器基于所述吊具的狀態(tài)來(lái)檢測(cè)用于所述集裝箱的提升開(kāi)始的提升準(zhǔn)備狀態(tài)的步驟；和以由所述吊具狀態(tài)檢測(cè)傳感器檢測(cè)到是所述提升準(zhǔn)備狀態(tài)為契機(jī)，在輸入指示所述提升開(kāi)始的提升操作之前使所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速向提升時(shí)轉(zhuǎn)速上升的步驟。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是表示第1實(shí)施方式所涉及的起重機(jī)裝置的構(gòu)成的框圖。
[0014]圖2是表不吊具的主視圖。
[0015]圖3是表示吊具的底視圖。
[0016]圖4是表示吊具的抓持動(dòng)作的說(shuō)明圖。
[0017]圖5是表示第1實(shí)施方式所涉及的起重機(jī)裝置的提升動(dòng)作的時(shí)序圖。
[0018]圖6是表示起重機(jī)裝置的動(dòng)作狀態(tài)和發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速以及消耗電力的關(guān)系的說(shuō)明圖。
[0019]圖7是第2實(shí)施方式所涉及的吊具的側(cè)視圖。
[0020]圖8是著陸探測(cè)傳感器的構(gòu)成圖。
[0021]圖9是扭鎖裝置的主要部分構(gòu)成。
[0022]圖10是表示第3實(shí)施方式所涉及的載荷傳感器的說(shuō)明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]接下來(lái)，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0024][第1實(shí)施方式]
[0025]首先，參照?qǐng)D1來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的起重機(jī)裝置100。
[0026]該起重機(jī)裝置100是由搭載于自裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)所發(fā)電的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)各種電動(dòng)機(jī)以進(jìn)行集裝箱的裝卸貨、行走等各種起重機(jī)動(dòng)作的裝置。作為起重機(jī)裝置的具體例，有在港口、內(nèi)陸地區(qū)的集裝箱堆場(chǎng)等進(jìn)行集裝箱的裝卸貨的門(mén)型或懸臂型的起重機(jī)裝置等。
[0027]在起重機(jī)裝置100中，作為主要構(gòu)成而設(shè)置有發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)1、主提升電動(dòng)機(jī)2A、行走電動(dòng)機(jī)2B、橫向行走電動(dòng)機(jī)2C、輔機(jī)設(shè)備2D、逆變器(INV) 3A、3B、3C、蓄電裝置4、控制電路5、吊具(Spreader) 10、以及公共母線B。
[0028]本實(shí)施方式所涉及的起重機(jī)裝置100是具有如下功能的所謂的混合動(dòng)力式的起重機(jī)裝置:由從發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)1供應(yīng)給公共母線B的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)2A?2C，從而進(jìn)行利用吊具10抓持的集裝箱等集裝箱20的提升下降、自裝置的移動(dòng)(行走或橫向行走)的功能；和將供應(yīng)給公共母線B的電力的一部分在蓄電裝置4中蓄電，并在電動(dòng)機(jī)2A?2C驅(qū)動(dòng)時(shí)向公共母線B放電來(lái)補(bǔ)充電力的功能。
[0029]在本實(shí)施方式中，設(shè)置基于吊具10的狀態(tài)來(lái)檢測(cè)是用于集裝箱20的提升開(kāi)始的提升準(zhǔn)備狀態(tài)的吊具狀態(tài)檢測(cè)傳感器S，在控制電路5中，在由吊具狀態(tài)檢測(cè)傳感器S檢測(cè)到是用于提升開(kāi)始的提升準(zhǔn)備狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)，在輸入提升操作之前使發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)1的轉(zhuǎn)速自動(dòng)地向提升時(shí)轉(zhuǎn)速上升。
[0030]接下來(lái)，參照?qǐng)D1來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施方式所涉及的起重機(jī)裝置100的構(gòu)成。
[0031]發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)1能使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以與來(lái)自控制電路5的轉(zhuǎn)速指令相應(yīng)的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，由此進(jìn)行發(fā)電，并將得到的直流電力供應(yīng)給公共母線B。
[0032]主提升電動(dòng)機(jī)2A是用于進(jìn)行集裝箱20的升降的交流電動(dòng)機(jī)。行走電動(dòng)機(jī)2B是用于使起重機(jī)沿著集裝箱堆場(chǎng)的車(chē)道行走的交流電動(dòng)機(jī)。主提升電動(dòng)機(jī)2A經(jīng)由減速機(jī)GR連接了提升鼓輪DR，通過(guò)主提升電動(dòng)機(jī)2A旋轉(zhuǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)提升鼓輪DR，由此進(jìn)行鋼絲繩WR的提升下降，從而被鋼絲繩WR懸吊的吊具10進(jìn)行升降。
[0033]橫向行走電動(dòng)機(jī)2C是用于使吊具10在與車(chē)道正交的方向上橫向行走的交流電動(dòng)機(jī)。輔機(jī)設(shè)備2D是由照明設(shè)備、空調(diào)裝置、或者控制電路5等控制裝置構(gòu)成的各種設(shè)備群。
[0034]逆變器3A是將公共母線B上的直流電力變換成任意頻率的交流電力并供應(yīng)給主提升電