本发明涉及一种甲板起重机系统。
背景技术：
对于船舶而言，有具有甲板起重机作为对货物进行起货、卸货的设备的船舶。在专利文献1中记载有将包含液压泵的液压驱动装置用作驱动源的甲板起重机。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-220189号公报
技术实现要素：
发明所要解决的课题
上述甲板起重机因为与船舶一起移动，所以进行维护的机会被限制。例如，如果液压泵在不希望的地方发生故障，则有可能无法使用甲板起重机，或者要在没有维护设备的地方进行修理，利用效率降低。
本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于，提供一种能够可靠地掌握液压泵的状态的甲板起重机系统。
用于解决课题的手段
本发明的甲板起重机系统具有：甲板起重机，其配置于船舶的甲板；液压驱动装置，其具有包含液压泵的液压回路、驱动所述液压泵的主电动机，并且该液压驱动装置驱动所述甲板起重机；处理装置，其控制所述甲板起重机及所述液压驱动装置，并且基于所述主电动机的功率和所述液压泵的功率的比率算出所述液压泵的效率，在计算结果低于阈值的情况下，输出通知信号。
根据本发明，因为在液压泵的效率低于阈值的情况下输出通知信号，所以甲板起重机的操作者等能够基于通知信号，掌握液压泵的状态下降。由此，能够可靠地掌握液压泵的状态。
另外，在上述甲板起重机系统中，所述甲板起重机可以具有输出警报的通知部，所述通知信号可以是使所述通知部输出所述警报的信号。
根据本发明，因为在液压泵的效率低于阈值的情况下从通知部输出警报，所以甲板起重机的操作者等能够容易地掌握液压泵的状态。
另外，在上述甲板起重机系统中，在所述液压泵的效率的计算结果为所述阈值以上的情况下，在单位时间的所述液压泵的效率的减小量大于第二阈值的情况下，所述处理装置可以输出所述通知信号。
根据本发明，因为在单位时间的液压泵的效率的减小量大于第二阈值的情况也输出通知信号，所以甲板起重机的操作者等能够基于通知信号掌握液压泵的状态下降。由此，能够可靠地掌握液压泵的状态。
另外，上述的甲板起重机系统可以还具备检测所述主电动机的电流值的电流检测部，所述处理装置基于所述电流检测部的检测结果和所述主电动机的电压基准值，算出所述主电动机的功率。
根据本发明，因为基于电流检测部的检测结果和主电动机的电压基准值算出主电动机的功率，所以能够容易且高精度地算出主电动机的功率。
另外，上述甲板起重机系统可以还具备检测所述液压泵的排出压的排出压检测部，所述处理装置基于所述排出压检测部的检测结果和所述液压泵的流量基准值，算出所述液压泵的功率。
根据本发明，因为基于排出压检测部的检测结果和液压泵的流量基准值算出液压泵的功率，所以能够容易且高精度地算出液压泵的功率。
【发明的效果】
根据本发明，能够提供可以可靠地掌握液压泵的状态的甲板起重机系统。
附图说明
图1是表示本实施方式的甲板起重机系统的一个例子的图。
图2是表示甲板起重机的一个例子的图。
图3是表示液压驱动装置的一个例子的图。
图4是表示甲板起重机系统的结构的框图。
图5是表示甲板起重机系统的动作的一个例子的流程图。
图6是表示液压泵效率的时间变化的一个例子的曲线图。
图7是表示液压泵效率的时间变化的其他例子的曲线图。
附图标记说明
10甲板起重机
11旋转体
11a通知部
12悬臂
12a基端部
12b前端部
13旋转装置
13a传递机构
14俯仰装置
14a、15a滚筒
15升降装置
16架台
16a支承面
17滑轮
18升降用线缆
18a挂钩
19俯仰用线缆
20液压驱动装置
21主电动机
22液压回路
23、24、25液压泵
26、27、28工作油输送管
31电流检测部
33第一排出压检测部
33、34、35排出压检测部
34第二排出压检测部
35第三排出压检测部
50处理装置
51控制部
52存储部
53通信部
61主电动机功率计算部
62液压泵功率计算部
63液压泵效率计算部
64判断部
65通知信号输出部
71电压基准值存储部
72流量基准值存储部
73第一阈值存储部
74第二阈值存储部
100甲板起重机系统
101船舶
102甲板
c对象物
e0第一阈值
z铅直方向
ax1旋转轴
ax2俯仰轴
ef液压泵效率
t1、t2、t3、t4时刻
we主电动机功率
wh1，wh2，wls功率
wp液压泵功率
具体实施方式
以下，基于附图，对本发明的甲板起重机系统的实施方式进行说明。应予说明，不利用该实施方式对本发明进行限定。另外，在下述实施方式中的构成要素中包含本领域技术人员能够容易置换的要素、或者实质上相同的要素。
图1是表示甲板起重机系统100的一个例子的图。甲板起重机系统100设置在货船等船舶101的甲板102上，是在对船舶101进行对象物c的装载和卸载作业等的情况下使用的作业设备。甲板起重机系统100具备甲板起重机10、液压驱动装置20、处理装置50。
甲板起重机10在甲板102上设置多台，例如设置四台，但是不限定台数。图2是表示甲板起重机10的一个例子的图。如图2所示，甲板起重机10具有旋转体11、悬臂12、旋转装置13、俯仰装置14、升降装置15。旋转体11配置在设置于船舶101的架台16上。旋转体11被设置为，能够绕与架台16的支承面16a垂直的旋转轴ax1的轴线旋转。旋转体11具有输出警报的通知部11a。通知部11a使用以例如声音、光、各种显示等通知警报的设备。
悬臂12是棒状的部件，基端部12a安装于旋转体11。悬臂12在基端部12a，能够绕与水平方向平行的俯仰轴ax2的轴线摆动。悬臂12在前端部12b具有滑轮17。在滑轮17架挂有用于吊起对象物c的升降用线缆18。升降用线缆18的基端部安装于后述的升降装置15的滚筒15a。升降用线缆18在前端部具有用于悬挂对象物c的挂钩18a。在悬臂12安装有俯仰用线缆19。俯仰用线缆19的一端部安装在悬臂12中的基端部12a与前端部12b之间的部分，另一端部安装在后述的俯仰装置14的滚筒14a。
旋转装置13通过液压驱动装置20的驱动力，使旋转体11绕旋转轴ax1的轴线旋转。旋转装置13具有将液压驱动装置20的驱动力传递至旋转体11的传递机构13a。
俯仰装置14利用液压驱动装置20的驱动力使滚筒14a旋转，使悬臂12绕俯仰轴ax2的轴线摆动。俯仰装置14通过卷绕俯仰用线缆19，使悬臂12向上仰方向(前端部12b向上侧移动的方向)摆动。俯仰装置14通过输出俯仰用线缆19，使悬臂12向下俯方向(前端部12b向下侧移动的方向)摆动。由此，俯仰装置14通过进行俯仰用线缆19的卷绕及输出，使悬臂12向上仰方向及下俯方向摆动。
升降装置15利用液压驱动装置20的驱动力使滚筒15a旋转，进行升降用线缆18的卷绕及输出。升降装置15通过卷绕升降用线缆18，使挂钩18a上升。升降装置15通过输出升降用线缆18，使挂钩18a下降。由此，升降装置15通过进行升降用线缆18的卷绕及输出，使挂钩18a沿铅直方向升降。
图3是表示液压驱动装置20的一个例子的图。如图3所示，液压驱动装置20具有主电动机21、液压回路22。主电动机21从例如船舶101的电源部(未图示)等接收电力的供给而产生旋转驱动力。主电动机21具有电流检测部31。电流检测部31检测主电动机21的电流值，将检测结果输出到控制装置50。
液压回路22具有液压泵23、24、25、工作油输送管26、27、28。液压泵23、24、25通过主电动机21的旋转驱动力将工作油输出到工作油输送管26、27、28。工作油输送管26、27、28设置有控制工作油的未图示的阀等。
工作油输送管26使从液压泵23输出的工作油流通到甲板起重机10的升降装置15。在工作油输送管26配置有第一排出压检测部33。第一排出压检测部33检测液压泵23的排出压，将检测结果输出到处理装置50。
工作油输送管27使从液压泵24输出的工作油流通到甲板起重机10的旋转装置13及俯仰装置14。在工作油输送管27配置有第二排出压检测部34。第二排出压检测部34检测液压泵24的排出压，将检测结果输出到处理装置50。
工作油输送管28使从液压泵25输出的工作油流通到甲板起重机10的升降装置15。在工作油输送管28配置有第三排出压检测部35。第三排出压检测部35检测液压泵25的排出压，将检测结果输出到处理装置50。
图4是表示甲板起重机系统100的结构的框图。如图4所示，处理装置50具有控制部51、存储部52、通信部53。处理装置50可以配置在船舶101，也可以配置在与船舶101不同的地方。
控制部51控制包含甲板起重机10及液压驱动装置20在内的各部分的动作。控制部51可以利用控制电路来实现，也可以利用plc(programmablelogiccontroller：可编程序逻辑控制器)来实现。图4的控制部51也对液压泵23、24、25、工作油输送管26、27、28的阀等进行控制。
控制部51具有主电动机功率计算部61、液压泵功率计算部62、液压泵效率计算部63、判断部64、通知信号输出部65。主电动机功率计算部61算出主电动机功率。主电动机功率是主电动机21的功率。主电动机功率计算部61基于电流检测部31的检测结果、主电动机21的电压基准值，算出主电动机功率we。应予说明，电流检测部31的检测结果是实测值，相对于此，电压基准值是理论值。
在此，如果将电流检测部31的检测结果设为i(a)，并将电压基准值设为e(v)，则主电动机功率we(kw)由以下的式(1)表示。应予说明，在式(1)中，cosθ是功率因数。
we＝√3×i×e×cosθ···(1)
液压泵功率计算部62算出液压泵功率。液压泵功率是各液压泵23、24、25的功率的合计。因此，液压泵功率计算部62分别算出各液压泵23、24、25的功率，求出其合计。
具体而言，液压泵功率计算部62基于第一排出压检测部33的检测结果、液压泵23的流量基准值，算出液压泵23的功率。另外，液压泵功率计算部62基于第二排出压检测部34的检测结果、液压泵24的流量基准值，算出液压泵24的功率。另外，液压泵功率计算部62基于第三排出压检测部35的检测结果、液压泵25的流量基准值，算出液压泵25的功率。应予说明，第一排出压检测部33、第二排出压检测部34、第三排出压检测部35的检测结果是实测值，相对于此，各流量基准值是理论值。
在此，如果将第一排出压检测部33的检测结果设为ph1(mpa)，将第二排出压检测部34的检测结果设为pls(mpa)，将第三排出压检测部35的检测结果设为ph2(mpa)，将液压泵23的流量基准值设为qh1(l/min)，将液压泵24的流量基准值设为qls(l/min)，并将液压泵25的流量基准值设为qh2(l/min)，则液压泵23的功率wh1(kw)、液压泵24的功率wls(kw)、液压泵25的功率wh2(kw)通过以下的式(2)、(3)、(4)来表示。
wh1＝ph1×qh1/60···(2)
wls＝pls×qls/60···(3)
wh2＝ph2×qh2/60···(4)
因此，液压泵功率wp通过以下的式(5)来表示。
wp＝wh1+wls+wh2···(5)
液压泵效率计算部63基于主电动机功率计算部61的计算结果、液压泵功率计算部62的计算结果，算出液压泵效率ef。液压泵效率ef通过以下的式(6)来表示。
ef＝wp/we···(6)
另外，液压泵效率计算部63在主电动机21及液压泵23、24、25工作期间，连续地算出液压泵效率ef。因此，液压泵效率计算部63也算出单位时间的液压泵效率ef的变化量。
判断部64判断液压泵效率计算部63的计算结果是否低于第一阈值。另外，在液压泵效率计算部63的计算结果为第一阈值以上的情况下，判断部64判断单位时间的液压泵效率ef的减小量是否大于第二阈值。基于实验和/或模拟实验、实测值等数据设定第一阈值及第二阈值，并将其存储于例如存储部52。
在液压泵效率计算部63的计算结果低于第一阈值的情况下，通知信号输出部65输出通知信号。通知信号能够被设为例如使通知部11a输出警报的信号。另外，即使在液压泵效率计算部63的计算结果为第一阈值以上的情况下，如果单位时间的液压泵的效率的减小量大于第二阈值，通知信号输出部65也输出通知信号。
存储部52具有例如硬盘驱动器、固态硬盘等存储器。应予说明，作为存储部52，也可以使用可移动磁盘等外部存储介质。存储部52存储用于控制甲板起重机10及液压驱动装置20等的动作的各种程序及数据等。存储部52具有例如电压基准值存储部71、流量基准值存储部72、第一阈值存储部73、第二阈值存储部74。通信部53利用无线通信与其他设备进行通信，进行数据的发送接收。通信部53能够将从通知信号输出部65输出的通知信号发送到外部。
接着，利用图5至图7，对甲板起重机系统100的动作进行说明。图5是表示甲板起重机系统100的动作的一个例子的流程图。如图5所示，主电动机功率计算部61算出主电动机功率we(步骤s10)。在步骤s10中，主电动机功率计算部61基于电流检测部31的检测结果、主电动机21的电压基准值，算出主电动机功率we。
接着，液压泵功率计算部62算出液压泵23、24、25的合计的功率(步骤s20)。在步骤s20中，液压泵功率计算部62基于第一排出压检测部33的检测结果、液压泵23的流量基准值，算出液压泵23的功率。另外，液压泵功率计算部62基于第二排出压检测部34的检测结果、液压泵24的流量基准值，算出液压泵25的功率。另外，液压泵功率计算部62基于第三排出压检测部35的检测结果、液压泵25的流量基准值，算出泵24的功率。并且，压泵功率计算部62求出液压泵功率wp。
接着，泵效率计算部63算出液压泵效率ef(步骤s30)。在骤s30中，压泵效率计算部63基于作为动机功率计算部61的计算结果的主电动机功率we、作为泵功率计算部62的计算结果的液压泵功率wp，算出泵效率ef。
接着，判断部64判断液压泵效率计算部63的计算结果是否低于阈值e0(步骤s40)。在判断部64判断液压泵效率计算部63的计算结果低于第一阈值e0的情况下(步骤s40的是)，通知信号输出部65输出通知信号(步骤s50)。在步骤s50中，通知信号输出部65输出例如使通知部11a输出警报的信号来作为通知信号。在该情况下，从通知部11a输出警报。
另一方面，在判断部64判断液压泵效率计算部63的计算结果为第一阈值以上的情况下(步骤s40的否)，判断部64判断单位时间的液压泵效率ef的减小量是否大于第二阈值(步骤s60)。在判断部64判断单位时间的液压泵效率ef的减小量大于第二阈值的情况下(步骤s60的是)，通知信号输出部65输出通知信号(步骤s50)。
另外，在判断部判断单位时间的液压泵效率ef的减小量为第二阈值以下的情况下(步骤s50的否)，不从通知信号输出部65输出通知信号，而结束处理。应予说明，步骤s60也可以省略。在该情况下，在步骤s40中，在判断部64判断液压泵效率计算部63的计算结果为第一阈值以上的情况下(步骤s40的否)，不从通知信号输出部65输出通知信号，而结束处理。
图6是表示液压泵效率ef的时间变化的一个例子的曲线图。曲线图的纵轴表示液压泵效率ef，曲线图的横轴表示时刻。如图6所示，在例如通常的形态的规格下，液压泵效率ef伴随着时间的经过而逐渐减小。在图6所示的例子中，液压泵效率ef在时刻t1达到第一阈值e0，如果过了时刻t1，则低于第一阈值e0。应予说明，时刻t1之前的单位时间的液压泵效率ef的减小量低于第二阈值。
在图6所示的情况下，判断部64在时刻t1之前的期间，判断液压泵效率ef的单位时间的减小量小于第二阈值。在该情况下，通知信号输出部65不输出通知信号。并且，在过了时刻t1的时刻，判断部64判断液压泵效率计算部63的计算结果低于第一阈值e0。在该情况下，通知信号输出部65输出通知信号，从通知部11a输出警报。
图7是表示液压泵效率ef的时间变化的其他例子的曲线图。曲线图的纵轴表示液压泵效率ef，曲线图的横轴表示时刻。在图7所示的例子中，液压泵效率ef伴随着例如时间的经过而逐渐减小直到时刻t2，从时刻t2到时刻t3急剧减小。之后，从时刻t3开始再次逐渐减小，在例如时刻t4成为第一阈值e0，如果过了时刻t4，则低于第一阈值e0。应予说明，从时刻t2到时刻t3为止的单位时间的液压泵效率ef的减小量高于第二阈值。
在图7所示的情况下，判断部64在时刻t2到时刻t3为止的期间，判断液压泵效率ef的单位时间的减小量(δef/δt)大于第二阈值。在该情况下，通知信号输出部65输出通知信号，从通知部11a输出警报。另外，在例如时刻t3之后，在液压驱动装置20继续动作的情况下，在过了时刻t4的时刻，判断部64判断液压泵效率计算部63的计算结果低于第一阈值e0。在该情况下，通知信号输出部65输出通知信号，从通知部11a输出警报。
以上，本发明的甲板起重机系统100具备：甲板起重机10，其配置在船舶101的甲板102；液压驱动装置20，其具有包含液压泵23、24、25的液压回路22和驱动液压泵23、24、25的主电动机21，并且驱动甲板起重机10；处理装置50，其控制甲板起重机10及液压驱动装置20，并且基于主电动机功率we与液压泵功率wp的比率，算出液压泵效率ef，在计算结果低于阈值的情况下，输出通知信号。
根据本实施方式，在液压泵效率ef低于阈值的情况下，通知信号输出部65输出通知信号，因此甲板起重机10的操作者等能够基于通知信号，掌握液压泵23、24、25的状态下降。由此，能够可靠地掌握液压泵23、24、25的状态。
另外，根据甲板起重机系统100，甲板起重机10具有输出警报的通知部11a，因为通知信号是使通知部11a输出警报的信号，所以在液压泵效率ef低于第一阈值的情况下，从通知部11a输出警报。由此，甲板起重机10的操作者等能够容易地掌握液压泵23、24、25的状态。
另外，在甲板起重机系统100中，在液压泵效率ef的计算结果为第一阈值以上的情况下，在单位时间的液压泵效率ef的减小量大于第二阈值的情况下，处理装置50输出通知信号，因此，甲板起重机10的操作者等能够基于通知信号，掌握液压泵23、24、25的状态下降。由此，能够可靠地掌握液压泵23、24、25的状态。
另外，甲板起重机系统100还具有检测主电动机21的电流值的电流检测部31，处理装置50基于电流检测部31的检测结果和主电动机21的电压基准值，算出主电动机功率we，因此，能够容易且高精度地算出主电动机功率we。
另外，甲板起重机系统100还具备检测液压泵23、24、25的排出压的排出压检测部33、34、35，处理装置50基于排出压检测部33、34、35的检测结果和液压泵23、24、25的流量基准值，算出液压泵功率wp，因此能够容易且高精度地算出液压泵功率wp。
本发明的技术范围不限于上述实施方式，在不超过本发明的主旨的范围内能够追加适当的变更。例如，在上述实施方式中，列举第一阈值及第二阈值分别各设定一个的情况为例进行说明，但是不限于此。例如，第一阈值及第二阈值中的至少一方也可以逐级地设定为多个。另外，在上述实施方式中，列举第一阈值及第二阈值是常数的情况为例进行说明，但是不限于此，也可以根据例如生产时间等而改变第一阈值及第二阈值。另外，可以鉴于船舶101到达下一停泊地为止的时间来设定第一阈值及第二阈值。也就是说，液压泵效率ef不是只要低于第一阈值就很难继续使用液压泵23、24、25的值，而可以是例如直到到达下一个停泊地为止的能够继续使用液压泵23、24、25的值。
另外，在上述实施方式中，针对液压泵功率及液压泵效率而言，列举计算液压泵23、24、25的合计的值的情况为例进行说明，但不限于此。例如，构成为针对每个液压泵23、24、25，算出液压泵功率及液压泵效率，判断部64针对每个液压泵23、24、25，判断计算结果是否低于第一阈值的判断、以及在计算结果为第一阈值以上的情况下单位时间的液压泵效率的减小量是否大于第二阈值的判断。
另外，在上述实施方式中，在计算主电动机功率we时，列举使用电流检测部31的检测结果(实测值)作为电流值，使用电压基准值(理论值)作为电压值的情况为例进行说明，但不限于此，也可以构成为另行设置例如检测主电动机21的电压值的电压检测部，使用实测值作为电流值及电压值两者的值。
同样地，在上述实施方式中，在算出液压泵功率wp时，列举使用第一排出压检测部33、第二排出压检测部34及第三排出压检测部35的检测结果作为排出压，并且使用流量基准值(理论值)作为流量值的情况为例进行说明，但不限于此，也可以构成为另行设置检测例如液压泵23、24、25的流量值的流量检测部，使用实测值作为排出压及流量值两者的值。
另外，在上述实施方式中，列举通知信号是使通知部11a输出警报的信号的情况为例进行说明，但不限于此。例如，通知信号可以是向配置于远程地的通知部输出警报的信号。作为这样的信号，例如，也可以是在配置于船舶101的停泊地的控制中心等的显示装置等显示液压泵效率ef低于第一阈值的意思的信号。在该情况下，控制部51从通信部53发送从通知信号输出部65输出的通知信号。