JP6828650B2 - クレーンの制御方法及びクレーン - Google Patents

Description

本発明は、クレーンに関し、詳しくは地切り前に実行するクレーンの制御に関する。

クレーンにおいて吊り荷を地面から吊り上げる地切りを行う際には、吊り荷の横引きや揺れの発生を抑制するために吊り荷を重心位置で鉛直方向に吊り上げなければならない。例えば特許文献１には、ワイヤロープ及び吊り具が緩まないように緊張した状態となるまでウインチを巻き上げ作動させ、続いてブームを作動させて地切りする制御方法が開示されている。

この制御方法によれば、オペレータが伸縮ブームの先端部の鉛直下方にフックが位置するように調整した後、操作手段を操作すると、自動的に吊り荷は鉛直上方へ向かって地切りされる。

特開２００２−３６２８８０号公報

しかしながら、特許文献１では地切り前の準備として、オペレータが手動によって伸縮ブームの先端部が吊り荷の重心を通る鉛直線上に位置するように伸縮ブームを移動させる必要がある。このような地切り前の操作はオペレータの技量に依存している。また、吊り荷がオペレータから見えない位置にある場合には、オペレータは吊り荷の近くにいる作業者の指示にしたがって操作する必要があり、さらに熟練が必要とされる。このように、地切り前に行うフック位置の調整はオペレータに負担が掛かる作業であった。

本発明は、地切り前にフックの位置を自動で調整するクレーンの制御方法を提供することを目的とする。また本発明は、地切り前にフックの位置を自動で調整するクレーンを提供することも目的とする。

旋回台に起伏及び伸縮自在の伸縮ブームが設けられ、前記伸縮ブームの先端部又は前記伸縮ブームに設けられるジブの先端部からワイヤロープによってフックが吊り下げられ、前記フックに複数の玉掛けワイヤロープによって吊り荷が吊り下げられるクレーンの制御方法であって、玉掛け後の地切り前に、制御装置が、前記ワイヤロープが緊張する位置まで前記ワイヤロープを繰り入れるように制御する第１処理と、前記第１処理で前記フックが移動したときの水平方向成分と同方向に前記伸縮ブームの先端部を移動させるように制御する第２処理とを繰り返すフック位置調整制御を有することを特徴とする。

上記の制御方法において、前記第２処理は、前記フックが移動したときの水平方向成分が第１移動量未満である場合、前記フック位置調整制御を終了する制御を含むようにしてもよい。

また、上記の制御方法において、前記第２処理は、前記フックの移動量が第２移動量未満である場合、前記フック位置調整制御を終了する制御を含むようにしてもよい。

また、上記の制御方法において、前記第２処理は、前記玉掛けワイヤロープが撓まない場合、前記フック位置調整制御を終了する制御を含むようにしてもよい。

また、上記の制御方法において、前記第２処理は、前記ワイヤロープが緊張する位置まで前記ワイヤロープを繰り入れた後、前記ワイヤロープが弛緩する位置まで前記ワイヤロープを繰り出すように制御し、前記ワイヤロープを繰り出す制御において、前記フックの水平方向の移動量が第３移動量未満である場合、前記フック位置調整制御を終了する制御を含むようにしてもよい。

クレーンは、旋回台と、前記旋回台に起伏及び伸縮自在に設けられた伸縮ブームと、前記伸縮ブームの先端部又は前記伸縮ブームに設けられるジブの先端部から繰り入れ及び繰り出されるワイヤロープと、ワイヤロープに吊り下げられたフックと、前記フックに複数の玉掛けワイヤロープによって吊り下げられた吊り荷を地切りする前に、前記ワイヤロープが緊張する位置まで前記ワイヤロープを繰り入れるように制御する第１処理と、前記第１制御で前記フックが移動したときの水平方向成分と同方向に前記伸縮ブームの先端部を移動させるように制御する第２処理とを繰り返すフック位置調整制御を実行する制御装置と、を備えたことを特徴とする。

上記のクレーンにおいて、前記第２処理は、前記フックが移動したときの水平方向成分が第１移動量未満である場合、前記フック位置調整制御を終了する制御を含むようにしてもよい。

また、上記のクレーンにおいて、前記第２処理は、前記フックの移動量が第２移動量未満である場合、前記フック位置調整制御を終了する制御を含むようにしてもよい。

また、上記のクレーンにおいて、前記第２処理は、前記玉掛けワイヤロープが撓まない場合、前記フック位置調整制御を終了する制御を含むようにしてもよい。

また、上記のクレーンにおいて、前記第２処理は、前記ワイヤロープが緊張する位置まで前記ワイヤロープを繰り入れた後、前記ワイヤロープが弛緩する位置まで前記ワイヤロープを繰り出すように制御し、前記ワイヤロープを繰り出す制御において、前記フックの水平方向の移動量が第３移動量未満である場合、前記フック位置調整制御を終了する制御を含むようにしてもよい。

本発明によれば、玉掛け後の地切り前にフック位置調整制御を実行することにより、地切り時に全ての玉掛けワイヤロープがほぼ緊張状態となるようにフックの位置を自動で調整することができる。したがって、地切り時には吊り荷を重心位置でほぼ鉛直方向に吊り上げることができ、吊り荷の横引きや揺れの発生を抑制することができる。また、オペレータはフックの位置や玉掛けワイヤロープの張り具合を見ながら地切り前の調整を手動で行う必要がなく、オペレータの負荷を軽減することができる。

一実施形態のクレーンの側面図である。 フック位置調整制御に関する一実施形態の制御系の構成を示す図である。 第１実施形態のフック位置調整制御に関するクレーンの動作を示すフローチャートである。 第１実施形態の一実施例のクレーンの動作を示す図である。 図４に続くクレーンの動作を示す図である。 図５に続くクレーンの動作を示す図である。 図６に続くクレーンの動作を示す図である。 図７に続くクレーンの動作を示す図である。 図８に続くクレーンの動作を示す図である。 第１実施形態の一実施例のフック位置調整制御の理想的な終了状態を示す図である。 第２実施形態のフック位置調整制御に関するクレーンの動作を示すフローチャートである。 第３実施形態のフック位置調整制御に関するクレーンの動作を示すフローチャートである。 第４実施形態のフック位置調整制御に関するクレーンの動作を示すフローチャートである。 図１３に続くフローチャートである。 第４実施形態の一部のクレーンの動作を示す図である。

本実施形態においては、クレーンとして移動式クレーンを例に説明する。なお、クレーンとしては、アクチュエータによって起伏及び伸縮される伸縮ブームと旋回台と１つ以上のウインチとを具備するクレーンであればよい。

＜クレーンの概要＞
図１に示すように、クレーン１は、不特定の場所に移動可能な移動式クレーンである。クレーン１は、車両２、クレーン装置６を有する。

車両２は、クレーン装置６を搬送するものである。車両２は、複数の車輪３を有し、エンジン４を動力源として走行する。車両２には、アウトリガ５が設けられている。アウトリガ５は、車両２の幅方向両側に油圧によって延伸可能な張り出しビームと地面に垂直な方向に延伸可能な油圧式のジャッキシリンダとから構成されている。車両２は、アウトリガ５を車両２の幅方向に延伸させるとともにジャッキシリンダを接地させることにより、クレーン１の作業可能範囲を広げることができる。

クレーン装置６は、吊り荷（搬送物）Ｗをワイヤロープによって吊り上げるものである。クレーン装置６は、旋回台７、伸縮ブーム８、ジブ９、メインフックブロック１０、サブフックブロック１１、起伏シリンダ１２、メインウインチ１３、メインワイヤロープ１４、サブウインチ１５、サブワイヤロープ１６、カメラ１７、キャビン１８等を具備する。

旋回台７は、クレーン装置６を旋回可能に構成するものである。旋回台７は、円環状の軸受を介して車両２のフレーム上に設けられる。円環状の軸受は、その回転中心が車両２の設置面に対して垂直になるように配置されている。旋回台７は、円環状の軸受の中心を回転中心として一方向と他方向とに回転自在に構成されている。また、旋回台７は、油圧式の旋回モータ１９（図２参照）によって回転される。旋回台７には、その旋回位置を検出する旋回位置検出センサ２１（図２参照）が設けられている。

伸縮ブーム８は、吊り荷Ｗを吊り上げ可能な状態にワイヤロープを支持するものである。伸縮ブーム８は、複数のブーム部材であるベースブーム部材８ａ、セカンドブーム部材８ｂ、サードブーム部材８ｃ、フォースブーム部材８ｄ、フィフスブーム部材８ｅ、トップブーム部材８ｆから構成されている。各ブーム部材は、断面積の大きさの順に入れ子式に挿入されている。伸縮ブーム８は、各ブーム部材を伸縮シリンダ２９（図２参照）で移動させることで軸方向に伸縮自在に構成されている。伸縮ブーム８は、ベースブーム部材８ａの基端が旋回台７上に揺動可能に設けられている。これにより、伸縮ブーム８は、車両２のフレーム上で水平回転可能かつ揺動自在に構成されている。伸縮ブーム８には、その伸縮ブーム長さを検出する伸縮ブーム長さ検出センサ２２と、起伏角度を検出する起伏角度検出センサ２３（図２参照）とが設けられている。

ジブ９は、クレーン装置６の揚程や作業半径を拡大するものである。ジブ９は、伸縮ブーム８のトップブーム部材８ｆに設けられたジブ支持部８ｇによってトップブーム部材８ｆに沿った姿勢で保持されている。ジブ９の基端は、トップブーム部材８ｆのジブ支持部８ｇに連結可能に構成されている。

メインフックブロック１０は、吊り荷Ｗを吊るものである。メインフックブロック１０には、メインワイヤロープ１４が巻き掛けられる複数のフックシーブと、吊り荷Ｗを吊るメインフック１０ａとが設けられている。サブフックブロック１１は、吊り荷Ｗを吊るものである。サブフックブロック１１には、吊り荷Ｗを吊るサブフック１１ａが設けられている。

起伏シリンダ１２は、伸縮ブーム８を起立及び倒伏させ、伸縮ブーム８の姿勢を保持するものである。起伏シリンダ１２はシリンダ部とロッド部とからなる油圧シリンダから構成されている。起伏シリンダ１２は、シリンダ部の端部が旋回台７に揺動自在に連結され、ロッド部の端部が伸縮ブーム８のベースブーム部材８ａに揺動自在に連結されている。起伏シリンダ１２は、ロッド部がシリンダ部から押し出されるように作動油が供給されることでベースブーム部材８ａを起立させ、ロッド部がシリンダ部に押し戻されるように作動油が供給されることでベースブーム部材８ａを倒伏させるように構成されている。

メインウインチ１３は、メインワイヤロープ１４の繰り入れ（巻き上げ）及び繰り出し（巻き下げ）を行うものである。メインウインチ１３は、メインワイヤロープ１４が巻きつけられるメインドラムがメイン用油圧モータによって回転されるように構成されている。メインウインチ１３は、メイン用油圧モータが一方向へ回転するように作動油が供給されることでメインドラムに巻きつけられているメインワイヤロープ１４を繰り出し、メイン用油圧モータが他方向へ回転するように作動油が供給されることでメインワイヤロープ１４をメインドラムに巻きつけて繰り入れるように構成されている。メインウインチ１３には、メインウインチ１３の回転数を検出するメインドラム回転数検出器２４（図２参照）と、メインワイヤロープ１４の張力を検出するメインワイヤ張力検出器２５と（図２参照）が設けられている。

サブウインチ１５は、サブワイヤロープ１６の繰り入れ及び繰り出しを行うものである。サブウインチ１５は、サブワイヤロープ１６が巻きつけられるサブドラムがサブ用油圧モータによって回転されるように構成されている。サブウインチ１５は、サブ用油圧モータが一方向へ回転するように作動油が供給されることでサブドラムに巻きつけられているサブワイヤロープ１６を繰り出し、サブ用油圧モータが他方向へ回転するように作動油が供給されることでサブワイヤロープ１６をサブドラムに巻きつけて繰り入れるように構成されている。サブウインチ１５には、サブウインチ１５の回転数を検出するサブドラム回転数検出器２６（図２参照）と、サブワイヤロープ１６の張力を検出するサブワイヤ張力検出器２７と（図２参照）が設けられている。

カメラ１７は、吊り荷Ｗ周辺を撮影するものである。図１ではメインフック１０ａに吊り荷Ｗが吊り下げられているため、カメラ１７は、メインワイヤロープ１４、メインフック１０ａ、玉掛けワイヤロープ１００、１０１及び吊り荷Ｗを撮影する。カメラ１７は、伸縮ブーム８のトップブーム部材８ｆの先端部又は、ジブ９の先端部に設けられている。カメラ１７は、その姿勢を変更するためのアクチュエータを介してトップブーム部材８ｆに配置されている。カメラ１７は、伸縮ブーム８の揺動軸と平行な軸を揺動中心として揺動可能に構成されている。これにより、カメラ１７は、伸縮ブーム８の倒伏角度又はジブ９の倒伏角度に関わらず設置位置から鉛直下向きの画像を撮影可能に構成されている。

キャビン１８は、操縦席を覆うものである。キャビン１８は、旋回台７における伸縮ブーム８の側方に設けられている。キャビン１８の内部には、操縦席が設けられている。操縦席には、メインウインチ１３を操作するためのメイン用操作具、サブウインチ１５を操作するためのサブ用操作具、伸縮ブーム８を操作するための起伏用操作具及び伸縮用操作具、クレーン１を移動させるためのハンドル、フック位置調整制御を実行するためのフック位置調整制御スイッチ２８（図２参照）等が設けられている。

このように構成されるクレーン１は、車両２を走行させることで任意の位置にクレーン装置６を移動させることができる。また、クレーン１は、起伏シリンダ１２で伸縮ブーム８を任意の起伏角度に起立させて、伸縮ブーム８を任意の伸縮ブーム長さに延伸させたりジブ９を連結させたりすることでクレーン装置６の揚程や作業半径を拡大することができる。

＜フック位置調整制御に関する制御系の構成＞
図２は、フック位置調整制御に関する制御系の構成を示す図である。クレーン１は、キャビン１８の内部等に制御装置２０を備えている。制御装置２０には、カメラ１７と、旋回モータ１９と、旋回位置検出センサ２１と、伸縮シリンダ２９と、伸縮ブーム長さ検出センサ２２と、起伏シリンダ１２と、起伏角度検出センサ２３と、メインウインチ１３と、メインドラム回転数検出器２４と、メインワイヤ張力検出器２５と、サブウインチ１５と、サブドラム回転数検出器２６と、サブワイヤ張力検出器２７と、フック位置調整制御スイッチ２８とが接続されている。制御装置２０と各部との接続には無線接続又は有線接続を用いることができる。

制御装置２０は、伸縮ブーム８の旋回動作、伸縮動作、起伏動作、メインフックブロック１０及びサブフックブロック１１の昇降動作のほか、様々な動作を制御する。また制御装置２０は、吊り荷Ｗの横引きや揺れの発生を抑制するために、玉掛け後の地切り前にメインフック１０ａ又はサブフック１１ａを最適な位置に自動で調整するフック位置調整制御を行う。制御装置２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよいし、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。制御装置２０には、フック位置調整制御を実行するための種々のプログラムやデータが格納されている。

制御装置２０は、取得部２０ａと、記憶部２０ｂと、算出部２０ｃと、判別部２０ｄと、出力部２０ｅとを備えている。

取得部２０ａは、制御装置２０に接続された各部の情報を取得するものである。取得部２０ａはカメラ１７で撮影された画像を取得する。本実施形態において取得部２０ａは常時、所定の間隔でカメラ１７で撮影した画像を取得するものとする。また、取得部２０ａは旋回位置検出センサ２１、伸縮ブーム長さ検出センサ２２、起伏角度検出センサ２３、メインドラム回転数検出器２４、メインワイヤ張力検出器２５、サブドラム回転数検出器２６及びサブワイヤ張力検出器２７の検出値を取得する。また、取得部２０ａはフック位置調整制御スイッチ２８からの操作信号を取得する。

記憶部２０ｂは、フック位置調整制御に用いる情報を記憶するものであり、取得部２０ａで取得した情報、算出部２０ｃで算出した情報、判別部２０ｄで利用する所定の移動量及び判別部２０ｄで判別した結果を記憶する。また、記憶部２０ｂはフック位置調整制御を実行するためのプログラムを格納している。

算出部２０ｃは、取得部２０ａで取得した情報に基づいてフック位置調整制御で必要な計算を行うものである。例えばメインフック１０ａに吊り荷Ｗが吊り下げられている場合、算出部２０ｃはカメラ１７で撮影された画像を解析し、メインフック１０ａの移動方向及び移動量を算出する。また算出部２０ｃはメインドラム回転数検出器２４で検出されたメインウインチ１３の回転数からメインワイヤロープ１４の繰り入れ量又は繰り出し量を算出する。

判別部２０ｄは、取得部２０ａで取得した情報、記憶部２０ｂに記憶されている所定の移動量及び算出部２０ｃの算出結果に基づいてフック位置調整制御で必要な判別を行うものである。例えばメインフック１０ａに吊り荷Ｗが吊り下げられている場合、判別部２０ｄは、メインワイヤロープ１４を繰り入れたときにメインフック１０ａが移動したか否かを判別する。

また判別部２０ｄは、メインワイヤ張力検出器２５で検出されたメインワイヤロープ１４の張力からメインワイヤロープ１４が緊張状態にあるか弛緩状態にあるかを判別する。また判別部２０ｄは、伸縮ブーム８の先端部を移動させたときにメインワイヤロープ１４が弛緩したか否か、つまり緊張状態から弛緩状態になったかを判別する。メインワイヤ張力検出器２５で検出された張力が所定値以上の場合に緊張状態と判別し、張力が所定値未満の場合に弛緩状態と判別することができる。また判別部２０ｄは、カメラ１７で撮影された画像から玉掛けワイヤロープ１００、１０１が撓んでいるか否かを判別する。

本実施形態において、緊張状態とは、見かけ上メインワイヤロープ１４が直線状態にあり、かつメインワイヤロープ１４が弾性によって伸びている状態を指す。一方、弛緩状態とは、見かけ上メインワイヤロープ１４が撓んでいる状態と、メインワイヤロープ１４が直線状態にあり、かつメインワイヤロープ１４が伸びていない状態とを含んでいる。

出力部２０ｅは、取得部２０ａ、算出部２０ｃ及び判別部２０ｄからの指示に基づいて旋回モータ１９、伸縮シリンダ２９、起伏シリンダ１２、メインウインチ１３及びサブウインチ１５を動作させる信号を出力するものである。

＜フック位置調整制御＞
フック位置調整制御は、吊り荷Ｗの横引きや揺れの発生を抑制するために、玉掛け後の地切り前にメインフック１０ａを最適な位置に自動で調整する制御である。以下に、フック位置調整制御について４つの実施形態を例に説明する。各実施形態では、メインフック１０ａに玉掛けワイヤロープ１００、１０１による２本２点吊りで吊り荷Ｗを吊り下げた場合を例に説明する。玉掛けワイヤロープ１００、１０１は、メインフック１０ａが吊り荷Ｗの重心を通る鉛直線上に配置された状態において撓みが生じないように配置されている。

（第１実施形態）
図３は、第１実施形態のフック位置調整制御に関するクレーン１の動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１０において制御装置２０は、取得部２０ａがフック位置調整制御スイッチ２８から操作信号を取得するまで待機する。オペレータによりフック位置調整制御スイッチ２８が操作されると、ステップＳ１０において取得部２０ａはフック位置調整制御スイッチ２８から操作信号を取得する。これにより、制御装置２０はフック位置調整制御の実行指示があったと判断し、ステップＳ１１へ進んで、制御装置２０はフック位置調整制御を実行する。

なお、フック位置調整制御スイッチ２８の誤操作によるフック位置調整制御の実行を防止するために、制御装置２０は吊り荷Ｗが玉掛け後の地切り前の状態にあることを確認した後、ステップＳ１０からステップＳ１１へ進むようにしてもよい。例えば、取得部２０ａがフック位置調整制御スイッチ２８から操作信号を取得した場合、判別部２０ｄが、カメラ１７で撮影された画像から、吊り荷Ｗが玉掛け後の地切り前の状態にあるか否かを判別する。そして、吊り荷Ｗが玉掛け後の地切り前の状態にあると判別した場合にステップＳ１１へ進み、吊り荷Ｗが玉掛け後の地切り前の状態にないと判別した場合にステップＳ１１へ進まず、出力部２０ｅから図示しない表示部へフック位置調整制御スイッチ２８の操作が無効である旨を出力する。

ステップＳ１１において、出力部２０ｅはメインウインチ１３へ繰り入れ方向に回転させるための信号を出力する。これにより、メインワイヤロープ１４が繰り入れられる。続いてステップＳ１２へ進んで、取得部２０ａはメインワイヤ張力検出器２５から検出値を取得し、次にステップＳ１３へ進んで、判別部２０ｄはメインワイヤロープ１４が緊張状態にあるか弛緩状態にあるかを判別する。

ステップＳ１３において弛緩状態である場合はステップＳ１２に戻る。そして、ステップＳ１３において、少なくとも一方の玉掛けワイヤロープ１００、１０１が弛緩状態から緊張状態になることによって、メインワイヤロープ１４が弛緩状態から緊張状態になった場合、ステップＳ１３からステップＳ１４へ進んで、出力部２０ｅはメインウインチ１３へ回転を停止させるための信号を出力する。これにより、メインウインチ１３が停止する。

ステップＳ１１からステップＳ１４の動作をまとめて第１処理Ｐ１とすると、制御装置２０は、メインワイヤロープ１４が緊張する位置までメインワイヤロープ１４を繰り入れるように制御する、ともいえる。

ステップＳ１４からはステップＳ１５へ進んで、算出部２０ｃはカメラ１７で撮影された画像を解析し、第１処理Ｐ１におけるメインフック１０ａの移動方向及び移動量Ｖ１（図５参照）を算出する。続いてステップＳ１６へ進んで、算出部２０ｃはメインフック１０ａの移動方向及び移動量Ｖ１から水平方向成分Ｖ２（図５参照）を算出する。

ステップＳ１６からはステップＳ１７へ進んで、判別部２０ｄは、ステップＳ１６で算出した水平方向成分Ｖ２が第１移動量Ｔ１（図５参照）未満であるか否かを判別する。ステップＳ１７において第１移動量Ｔ１未満であると判別した場合、制御装置２０はフック位置調整制御を終了する。

第１移動量Ｔ１は、第１処理Ｐ１においてメインフック１０ａがほとんど移動しない値とすることができる。これは、全ての玉掛けワイヤロープ１００、１０１がほぼ緊張状態となる位置にメインフック１０ａが位置している状態を示している。第１移動量Ｔ１を小さく設定することにより、メインフック１０ａをより適切な位置に近づけることができる。

一方、ステップＳ１７において第１移動量Ｔ１以上であると判別した場合、ステップＳ１８へ進んで、出力部２０ｅはステップＳ１６で算出した水平方向成分Ｖ２と同方向に同量だけ伸縮ブーム８の先端部を移動させるための信号を旋回モータ１９、伸縮シリンダ２９及び起伏シリンダ１２のうち必要な部位へ出力する。

なお、ステップＳ１８における伸縮ブーム８の先端部の移動量は、ステップＳ１６で算出したメインフック１０ａの移動量の水平方向成分Ｖ２と同量でなくてもよく、水平方向成分Ｖ２と同方向であれば短くても長くてもよい。

ステップＳ１５からステップＳ１８の動作をまとめて第２処理Ｐ２とすると、制御装置２０は、第１処理Ｐ１でメインフック１０ａが移動したときの水平方向成分Ｖ２と同方向に伸縮ブーム８の先端部を移動させるように制御する、ともいえる。

ステップＳ１８からはステップＳ１１へ戻り、ステップＳ１７においてメインフック１０ａが移動したときの水平方向成分が第１移動量未満になるまで第１処理Ｐ１と第２処理Ｐ２とを繰り返す。

このように、玉掛け後の地切り前にフック位置調整制御を実行することにより、地切り時に全ての玉掛けワイヤロープ１００、１０１がほぼ緊張状態となるようにメインフック１０ａの位置を自動で調整することができる。したがって、地切り時には吊り荷Ｗを重心位置でほぼ鉛直方向に吊り上げることができ、吊り荷Ｗの横引きや揺れの発生を抑制することができる。また、オペレータはメインフック１０ａの位置や玉掛けワイヤロープ１００、１０１の張り具合を見ながら地切り前の調整を手動で行う必要がなく、オペレータの負荷を軽減することができる。

次に、図４から図１０を参照して第１実施形態の一実施例について説明する。図４は、玉掛け後の地切り前の状態を示しており、メインフック１０ａに玉掛けワイヤロープ１００、１０１によって吊り荷Ｗが玉掛けされている。この状態において、メインフック１０ａは吊り荷Ｗの重心位置から離れた位置にあり、玉掛けワイヤロープ１００、１０１は弛緩状態にある。

図４の状態においてオペレータによりフック位置調整制御スイッチ２８が操作されると、クレーン１はメインウインチ１３を繰り入れ方向に回転させ、メインワイヤロープ１４を繰り入れる。そして、図５に示すように、メインワイヤロープ１４が緊張状態になると、メインウインチ１３を停止させる。このとき、玉掛けワイヤロープ１００は緊張状態であり、玉掛けワイヤロープ１０１は弛緩状態のままである。

次に、クレーン１は図４から図５の状態に移行したときのメインフック１０ａの移動方向及び移動量Ｖ１を算出し、その水平方向成分Ｖ２を算出する。そして、クレーン１は、水平方向成分Ｖ２が第１移動量Ｔ１以上であると判別した後、図６に示すように、伸縮ブーム８の先端部を水平方向成分Ｖ２と同方向に同量だけ移動させる。これにより、メインフック１０ａが下降し、玉掛けワイヤロープ１００が弛緩し、メインワイヤロープ１４が弛緩状態となる。

以下、図４から図６と同様の動作を繰り返す。すなわち、図６の状態においてクレーン１はメインウインチ１３を繰り入れ方向に回転させ、メインワイヤロープ１４を繰り入れる。そして、図７に示すように、メインワイヤロープ１４が緊張状態になると、メインウインチ１３を停止させる。このとき、玉掛けワイヤロープ１００は緊張状態であり、玉掛けワイヤロープ１０１は弛緩状態のままである。

次に、クレーン１は図６から図７の状態に移行したときのメインフック１０ａの移動方向及び移動量Ｖ３を算出し、その水平方向成分Ｖ４を算出する。そして、クレーン１は、水平方向成分Ｖ４が第１移動量Ｔ１以上であると判別した後、図８に示すように、伸縮ブーム８の先端部を水平方向成分Ｖ４と同方向に同量だけ移動させる。これにより、メインフック１０ａが下降し、玉掛けワイヤロープ１００が弛緩し、メインワイヤロープ１４が弛緩状態となる。

次に、図８の状態においてクレーン１はメインウインチ１３を繰り入れ方向に回転させ、メインワイヤロープ１４を繰り入れる。そして、図９に示すように、メインワイヤロープ１４が緊張状態になると、メインウインチ１３を停止させる。このとき、玉掛けワイヤロープ１００は緊張状態であり、玉掛けワイヤロープ１０１は緊張状態に近い弛緩状態となる。

次に、クレーン１は図８から図９の状態に移行したときのメインフック１０ａの移動方向及び移動量Ｖ５を算出し、その水平方向成分Ｖ６を算出する。そして、クレーン１は、水平方向成分Ｖ６が第１移動量Ｔ１未満であると判別した後、フック位置調整制御を終了する。この後、地切り時には吊り荷Ｗを重心位置でほぼ鉛直方向に吊り上げることができ、吊り荷Ｗの横引きや揺れの発生を抑制することができる。

図１０はフック位置調整制御の理想的な終了状態を示す図である。図１０では、全ての玉掛けワイヤロープ１００、１０１が緊張状態となる位置にメインフック１０ａが位置している。第１移動量Ｔ１を小さく設定することによって、フック位置調整制御の精度を高め、図１０の状態に近づけることができる。

（第２実施形態）
図１１は、第２実施形態のフック位置調整制御に関するクレーン１の動作を示すフローチャートである。第２実施形態では、フック位置調整制御の終了を判断するタイミング及び条件が第１実施形態と異なり、他の動作は第１実施形態と同様である。すなわち、図１１では、図３のステップＳ１７をなくし、ステップＳ１８に続いてステップＳ２０及びステップＳ２１を設けている。ステップＳ２０及びステップＳ２１は第２処理に含まれる。

ステップＳ２０において、算出部２０ｃはカメラ１７で撮影された画像を解析し、ステップＳ１８におけるメインフック１０ａの移動量を算出する。ステップＳ２０からはステップＳ２１へ進んで、判別部２０ｄは、ステップＳ２０で算出したメインフック１０ａの移動量が第２移動量Ｔ２（図６参照）未満であるか否かを判別する。ステップＳ２１において第２移動量Ｔ２未満であると判別した場合、制御装置２０はフック位置調整制御を終了する。この後、地切り時には吊り荷Ｗを重心位置でほぼ鉛直方向に吊り上げることができ、吊り荷Ｗの横引きや揺れの発生を抑制することができる。一方、ステップＳ２１において第２移動量Ｔ２以上であると判別した場合、ステップＳ１１へ戻る。

第２移動量Ｔ２は、ステップＳ１８においてメインフック１０ａがほとんど移動しない値とすることができる。これは、地切り時に全ての玉掛けワイヤロープ１００、１０１がほぼ緊張状態となる位置にメインフック１０ａが位置している状態を示している。第２移動量Ｔ２を小さく設定することにより、メインフック１０ａをより適切な位置に近づけることができる。

（第３実施形態）
図１２は、第３実施形態のフック位置調整制御に関するクレーン１の動作を示すフローチャートである。第３実施形態では、フック位置調整制御の終了を判断するタイミング及び条件が第１実施形態と異なり、他の動作は第１実施形態と同様である。すなわち、図１２では、図３のステップＳ１７をなくし、ステップＳ１８に続いてステップＳ３０を設けている。ステップＳ３０は第２処理に含まれる。

ステップＳ３０において、判別部２０ｄはカメラ１７で撮影された画像から玉掛けワイヤロープ１００、１０１が撓んでいるか否かを判別する。ステップＳ３０において撓んでいないと判別した場合、制御装置２０はフック位置調整制御を終了する。この後、地切り時には吊り荷Ｗを重心位置でほぼ鉛直方向に吊り上げることができ、吊り荷Ｗの横引きや揺れの発生を抑制することができる。一方、ステップＳ３０において撓んでいると判別した場合、ステップＳ１１へ戻る。

（第４実施形態）
図１３及び図１４は、第４実施形態のフック位置調整制御に関するクレーン１の動作を示すフローチャートである。図１３及び図１４はＡ部分及びＢ部分で繋がっている。第４実施形態では、フック位置調整制御の終了を判断するタイミング及び条件が第１実施形態と異なり、他の動作は第１実施形態と同様である。すなわち、図１３では、図３のステップＳ１７をなくし、ステップＳ１８に続いてステップＳ４０からステップＳ５０を設けている。ステップＳ４０からステップＳ５０は第２処理に含まれる。

ステップＳ４０において、出力部２０ｅはメインウインチ１３へ繰り入れ方向に回転させるための信号を出力する。これにより、メインワイヤロープ１４が繰り入れられる。続いてステップＳ４１へ進んで、取得部２０ａはメインワイヤ張力検出器２５から検出値を取得し、次にステップＳ４２へ進んで、判別部２０ｄはメインワイヤロープ１４が緊張状態にあるか弛緩状態にあるかを判別する。

ステップＳ４２において弛緩状態である場合はステップＳ４１に戻る。そして、ステップＳ４２においてメインワイヤロープ１４が弛緩状態から緊張状態になった場合、ステップＳ４２からステップＳ４３へ進んで、出力部２０ｅはメインウインチ１３へ回転を停止させるための信号を出力する。これにより、メインウインチ１３が停止する。

次に、ステップＳ４４へ進んで出力部２０ｅはメインウインチ１３へ繰り出し方向に回転させるための信号を出力する。これにより、メインワイヤロープ１４が繰り出される。続いてステップＳ４５へ進んで、取得部２０ａはメインワイヤ張力検出器２５から検出値を取得し、次にステップＳ４６へ進んで、判別部２０ｄはメインワイヤロープ１４が緊張状態にあるか弛緩状態にあるかを判別する。

ステップＳ４６において緊張状態である場合はステップＳ４５に戻る。そして、ステップＳ４６においてメインワイヤロープ１４が緊張状態から弛緩状態になった場合、ステップＳ４６からステップＳ４７へ進んで、出力部２０ｅはメインウインチ１３へ回転を停止させるための信号を出力する。これにより、メインウインチ１３が停止する。

ステップＳ４０からステップＳ４７の動作をまとめると、制御装置２０は、メインワイヤロープ１４が緊張する位置までメインワイヤロープ１４を繰り入れた後、メインワイヤロープ１４が弛緩する位置までメインワイヤロープ１４を繰り出すように制御する、ともいえる。

図１５は、ステップＳ４８からステップＳ５０のクレーン１の動作の一例を示す図である。ステップＳ４７からはステップＳ４８へ進んで、算出部２０ｃはカメラ１７で撮影された画像を解析し、ステップＳ４４からステップＳ４７のメインワイヤロープ１４を繰り出す制御におけるメインフック１０ａの移動方向及び移動量Ｖ７を算出する。続いてステップＳ４９へ進んで、算出部２０ｃはメインフック１０ａの移動方向及び移動量Ｖ７から水平方向成分Ｖ８を算出する。

続いてステップＳ５０へ進んで、判別部２０ｄは、ステップＳ４９で算出した水平方向成分Ｖ８が第３移動量Ｔ３未満であるか否かを判別する。ステップＳ５０において第３移動量Ｔ３未満であると判別した場合、制御装置２０はフック位置調整制御を終了する。この後、地切り時には吊り荷Ｗを重心位置でほぼ鉛直方向に吊り上げることができ、吊り荷Ｗの横引きや揺れの発生を抑制することができる。一方、ステップＳ５０において第３移動量Ｔ３以上であると判別した場合、ステップＳ１１へ戻る。

第３移動量Ｔ３はステップＳ４４からステップＳ４７においてメインフック１０ａがほとんど移動しない値とすることができる。これは、地切り時に全ての玉掛けワイヤロープ１００、１０１がほぼ緊張状態となる位置にメインフック１０ａが位置している状態を示している。第３移動量Ｔ３を小さく設定することにより、メインフック１０ａをより適切な位置に近づけることができる。

＜変形例＞
上記の実施形態では図３、図１１から図１３のステップＳ１０においてフック位置調整制御スイッチが操作された場合にフック位置調整制御を実行しているが、替わりに玉掛け後の地切り前に自動的に制御装置２０がフック位置調整制御を実行するようにしてもよい。この場合、例えばカメラ１７で撮影した画像から玉掛け後の地切り前の状態を判別することができる。

上記の実施形態では図３、図１１から図１３のステップＳ１２においてメインワイヤロープ１４の張力を取得し、ステップＳ１３においてその張力の値からメインワイヤロープ１４が緊張状態か弛緩状態かを判別しているが、替わりにカメラ１７で撮影した画像から玉掛けワイヤロープ１００、１０１が弛緩状態か緊張状態かを判別するようにしてもよい。

また、図１２のステップＳ３０は、ステップＳ１２及びステップＳ１３と同様の処理であってもよい。すなわち、取得部２０ａがメインワイヤ張力検出器２５から検出値を取得し、判別部２０ｄがメインワイヤロープ１４が緊張状態にあるか弛緩状態にあるかを判別する処理であってもよい。

制御装置２０で実行するフック位置調整制御に関するプログラムは記録媒体に格納されていてもよい。この場合、制御装置２０に記録媒体読取装置を接続し、制御装置２０は記録媒体からプログラムを読み出して実行することができる。また、制御装置２０は記録媒体から読み出したプログラムを記憶部２０ｂに記憶し、記憶部２０ｂから読み出して実行するようにしてもよい。

制御装置２０で実行するフック位置調整制御に関するプログラムはサーバ装置に格納されていてもよい。この場合、制御装置２０に通信部を接続し、制御装置２０はサーバ装置からプログラムを受信して実行することができる。また、制御装置２０はサーバ装置から受信したプログラムを記憶部２０ｂに記憶し、記憶部２０ｂから読み出して実行するようにしてもよい。

上記の実施形態ではメインワイヤロープ１４、メインフックブロック１０、玉掛けワイヤロープ１００、１０１及び吊り荷Ｗの状態を検出するためにカメラ１７で撮影した画像を用いたが、カメラ１７の替わりに慣性計測装置（ＩＭＵ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）やワイヤ振れ角センサ等を用いてもよい。

上記の実施形態ではメインフック１０ａに吊り下げられる吊り荷Ｗを例に説明したが、サブフック１１ａに吊り下げられる吊り荷又はジブ９を用いてサブフック１１ａに吊り下げられる吊り荷にも同様に適用することができる。

１ クレーン
７ 旋回台
８ 伸縮ブーム
９ ジブ
１０ａ メインフック（フック）
１１ａ サブフック（フック）
１４ メインワイヤロープ（ワイヤロープ）
１６ サブワイヤロープ（ワイヤロープ）
２０ 制御装置
１００、１０１ 玉掛けワイヤロープ
Ｐ１ 第１処理
Ｐ２ 第２処理
Ｔ１ 第１移動量
Ｔ２ 第２移動量
Ｔ３ 第３移動量
Ｖ２、Ｖ４、Ｖ６ 水平方向成分
Ｗ 吊り荷

Claims (10)

1. 旋回台に起伏及び伸縮自在の伸縮ブームが設けられ、前記伸縮ブームの先端部又は前記伸縮ブームに設けられるジブの先端部からワイヤロープによってフックが吊り下げられ、前記フックに複数の玉掛けワイヤロープによって吊り荷が吊り下げられるクレーンの制御方法であって、
   玉掛け後の地切り前に、
   制御装置が、前記ワイヤロープが緊張する位置まで前記ワイヤロープを繰り入れるように制御する第１処理と、前記第１処理で前記フックが移動したときの水平方向成分と同方向に前記伸縮ブームの先端部を移動させるように制御する第２処理とを繰り返すフック位置調整制御を有することを特徴とする制御方法。
2. 前記第２処理は、前記フックが移動したときの水平方向成分が第１移動量未満である場合、前記フック位置調整制御を終了する制御を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
3. 前記第２処理は、前記フックの移動量が第２移動量未満である場合、前記フック位置調整制御を終了する制御を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
4. 前記第２処理は、前記玉掛けワイヤロープが撓まない場合、前記フック位置調整制御を終了する制御を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
5. 前記第２処理は、前記ワイヤロープが緊張する位置まで前記ワイヤロープを繰り入れた後、前記ワイヤロープが弛緩する位置まで前記ワイヤロープを繰り出すように制御し、前記ワイヤロープを繰り出す制御において、前記フックの水平方向の移動量が第３移動量未満である場合、前記フック位置調整制御を終了する制御を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
6. 旋回台と、
   前記旋回台に起伏及び伸縮自在に設けられた伸縮ブームと、
   前記伸縮ブームの先端部又は前記伸縮ブームに設けられるジブの先端部から繰り入れ及び繰り出されるワイヤロープと、
   ワイヤロープに吊り下げられたフックと、
   前記フックに複数の玉掛けワイヤロープによって吊り下げられた吊り荷を地切りする前に、前記ワイヤロープが緊張する位置まで前記ワイヤロープを繰り入れるように制御する第１処理と、前記第１制御で前記フックが移動したときの水平方向成分と同方向に前記伸縮ブームの先端部を移動させるように制御する第２処理とを繰り返すフック位置調整制御を実行する制御装置と、を備えたことを特徴とするクレーン。
7. 前記第２処理は、前記フックが移動したときの水平方向成分が第１移動量未満である場合、前記フック位置調整制御を終了する制御を含むことを特徴とする請求項６に記載のクレーン。
8. 前記第２処理は、前記フックの移動量が第２移動量未満である場合、前記フック位置調整制御を終了する制御を含むことを特徴とする請求項６に記載のクレーン。
9. 前記第２処理は、前記玉掛けワイヤロープが撓まない場合、前記フック位置調整制御を終了する制御を含むことを特徴とする請求項６に記載のクレーン。
10. 前記第２処理は、前記ワイヤロープが緊張する位置まで前記ワイヤロープを繰り入れた後、前記ワイヤロープが弛緩する位置まで前記ワイヤロープを繰り出すように制御し、前記ワイヤロープを繰り出す制御において、前記フックの水平方向の移動量が第３移動量未満である場合、前記フック位置調整制御を終了する制御を含むことを特徴とする請求項６に記載のクレーン。

Images