JP2013116773A - Remote operation system of tower crane - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はタワークレーンを遠隔操作するためのシステムに関する。 The present invention relates to a system for remotely operating a tower crane.
周知のようにタワークレーンは建築・土木工事の分野において建物や各種構造物を施工する際に使用されるものである。
図2に示すように、従来一般的なタワークレーン1は、マスト2の頂部に回転ベース3を介してブーム4を旋回可能かつ起伏可能に設け、ブーム4の基部の位置には操作室(キャビン)5を設置して、作業時間中は操作員(クレーンオペレータ)がそこに常駐して操作を行うことが通常である。
すなわち、大規模なタワークレーン1を操作して揚重・搬送作業を行う際には操作員がその作業領域全体を広範囲にわたって見渡す必要があるから、ブーム4を旋回させるための回転ベース3上に操作室5を設置して、操作員がブーム4とともに旋回しながら作業領域を目視により監視しつつ、かつ図示しているように必要に応じて現場作業員と無線通信により連絡を取りつつ、操作を行うようにしている。
As is well known, tower cranes are used when constructing buildings and various structures in the field of construction and civil engineering.
As shown in FIG. 2, a
That is, when operating the large-
また、特に高揚程のタワークレーン1においては地表部での作業状況が操作室からの目視では確認し難い場合もあるので、それを補助するために、たとえば特許文献1に示されるようにブーム4の先端部に監視カメラ6を下向きに設置してそれによる映像を操作室5で監視しながら操作を行うことも行われている。
In particular, in the case of the
上記のように従来一般のタワークレーンでは、操作室5をブーム4の基部に設置していることから以下のような問題がある。
As described above, the conventional general tower crane has the following problems because the
すなわち、操作員が操作室5に入室する際には、地上から施工中の建物や構造物の最上部まで上がり、そこからマスト2に設置した梯子やタラップにより操作室5まで登る必要があり、そのためにかなりの時間と労力を要するものである。
したがって、通常は1日の作業開始時点で操作室5に入室した以降は操作員がそのまま作業が終了するまでの長時間にわたって常駐することになり、そのために図2(b)に示すように操作室5には休憩室やトイレを備える必要があるし、冷暖房も必要となる。
That is, when an operator enters the
Therefore, normally, after entering the
また、天候の影響等により作業を一時的に中断し、状況に応じて作業を再開するような場合では、操作員の操作室5からの退去や再入室の必要性およびそのタイミングをその都度判断する必要があるし、操作員が退去してしまった後に何らかの事情により緊急にクレーン操作が必要となった場合には迅速に対応できない。 In addition, when the work is temporarily interrupted due to the influence of the weather, etc., and the work is resumed depending on the situation, the necessity and timing of the operator leaving or re-entering the room are judged each time. It is necessary to do this, and if the crane operation is urgently needed for some reason after the operator leaves, it cannot be dealt with quickly.
上記事情に鑑み、本発明は操作員が操作室に常駐することなく、所望位置に設置した遠隔操作室からタワークレーンを遠隔操作することを可能とする有効適切なシステムを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an effective and appropriate system that enables an operator to remotely operate a tower crane from a remote operation room installed at a desired position without being resident in the operation room. To do.
請求項1記載の発明は、起伏可能なブームを回転ベースにより旋回可能に設けたタワークレーンを所望位置に設置した遠隔操作室から遠隔操作するためのシステムであって、前記回転ベース上の前記ブームの基部の位置に仮想操作員が着座することを想定した仮想操作席を有する仮想操作室を設定し、該仮想操作室の位置に、前記仮想操作員が前記仮想操作席に着座した状態で目視可能な範囲の全視野を撮影してその映像情報が前記遠隔操作室に伝送される全方位カメラと、前記仮想操作席の周囲音を集音してその音声情報が前記遠隔操作室に伝送される集音マイクと、前記ブームの旋回位置を検知してその情報が前記遠隔操作室に伝送される旋回センサと、前記仮想操作席の傾斜状態を検知してその情報が前記遠隔操作室に伝送される傾斜センサとを設置し、前記遠隔操作室には、実際の操作員が着座した状態で前記タワークレーンを遠隔操作するための実際の操作席と、該操作席を前記旋回センサにより検知された前記ブームの旋回位置に同調させて旋回させかつ前記傾斜センサにより検知された前記仮想操作席の傾斜に同調させて傾斜させる旋回台と、前記全方位カメラによる映像情報を表示する映像モニタと、前記集音マイクによる音声情報を再生する音声モニタとを設置してなることを特徴とする。
The invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載のタワークレーンの遠隔操作システムであって、前記ブームの先端部に該ブームの下方での作業状況を撮影する監視カメラを設置し、該監視カメラによる映像情報を前記遠隔操作室において表示可能としたことを特徴とする。
The invention according to
本発明によれば、遠隔操作室に設置した操作席に操作員が着座してタワークレーンを遠隔操作することにより、通常はタワークレーンの頂部に設置される本来の操作席に実際に着座している状態がそこでリアルタイムに再現され、恰も本来の操作席において実際に操作しているかのような従来どうりの感覚で違和感なくタワークレーンを遠隔操作することが可能である。 According to the present invention, an operator is seated in an operation seat installed in the remote operation room and remotely operates the tower crane, so that the operator actually sits in the original operation seat normally installed at the top of the tower crane. It is possible to remotely control the tower crane without a sense of incongruity in the conventional manner as if the car is actually operated in the original operation seat.
したがって本発明によれば、遠隔操作室を現場作業事務所などのように所望位置に設置することにより、従来のようにタワークレーンの頂部に本来の操作室を設置する必要はないし、従来のように操作員がそのつどタワークレーンの頂部まで登りかつそこから降りるための労力と時間を不要とでき、それ故にタワークレーンの操作に関わる作業効率を大きく改善することが可能であるし、作業開始や終了、中断、再開も随時行うことが可能であって柔軟な作業計画を組むことが可能となり、緊急時にも迅速に対応可能となる。 Therefore, according to the present invention, it is not necessary to install the original operation room at the top of the tower crane as in the prior art by installing the remote operation room at a desired position such as a field work office. In addition, it is possible to eliminate the labor and time required for the operator to climb to the top of the tower crane and to get out of it, thus greatly improving the work efficiency related to the operation of the tower crane. Termination, interruption, and resumption can be performed at any time, so that a flexible work plan can be made, and it is possible to respond quickly even in an emergency.
図1に本発明のタワークレーンの遠隔操作システムの実施形態を示す。
これは、図2に示したような通常のタワークレーン1においてはその頂部に設置されている操作室5を省略し、それに代えて所望位置(たとえば現場作業事務所内)に遠隔操作室10を設置して、その遠隔操作室10から操作員がタワークレーン1を遠隔操作するようにしたことを主眼とする。
その場合、遠隔操作室10からのタワークレーン1に対する遠隔操作が、従来においては本来の操作室5で行っていた通常の操作と同様の感覚で支障なく行い得るように、本発明システムでは以下の構成を採用している。
FIG. 1 shows an embodiment of a tower crane remote control system of the present invention.
This is because, in a
In that case, the
すなわち、本実施形態では、図1(a)に示すように、通常のタワークレーン1における回転ベース3上のブーム4の基部の位置に、通常はそこに設置されるべき本来の操作室5(図2参照)に代えて仮想操作室を想定し、そこに仮想操作員が着座する仮想操作席を想定する。
なお、仮想操作室および仮想操作席はあくまで仮想であって、本来の操作室5に相当するスペースを実際に確保したり実際の操作席を設置する必要はないのであるが、仮に既存のタワークレーン1を本システムに利用する場合にはそこに既に設置されている実際の操作室5を仮想操作室として想定し、実際の操作席を仮想操作席として想定すれば良く、そのうえで必要であれば既存の操作室5や操作席は撤去してしまっても差し支えない。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 1A, the original operation room 5 (normally to be installed in the position of the base of the boom 4 on the
Note that the virtual operation room and the virtual operation seat are only virtual, and it is not necessary to actually secure a space corresponding to the
そして、仮想操作員が仮想操作席に着座する状態を想定して、その状態で仮想操作員が目視可能な範囲の全視野を撮影可能な位置に全方位カメラ11を設置し、その映像情報を無線あるいは有線による所望の通信手段により遠隔操作室10に伝送する。
また、仮想操作席の周囲音を集音する集音マイク12を設置してその音声情報を同様に遠隔操作室10に伝送する。
さらに、ブーム4の旋回位置を検知する旋回センサ(図示せず)を設置して、それによるブーム4の旋回位置情報を遠隔操作室10に伝送する。
さらに、ブーム4の旋回や起伏に伴って仮想操作席の位置に生じる傾斜や振動を検知する傾斜センサ13を設置し、その情報も遠隔操作室10に伝送する。
Assuming a state in which the virtual operator is seated in the virtual operation seat, the
In addition, a
Further, a turning sensor (not shown) for detecting the turning position of the boom 4 is installed, and information about the turning position of the boom 4 is transmitted to the
Further, an
一方、遠隔操作室10には、図1(b)に示すように、実際の操作員が実際に着座した状態でタワークレーン1を実際に遠隔操作するための操作席15と、操作信号をタワークレーン1に伝送してそれを遠隔操作するための操作機構16を旋回台17上に設置する。
操作席15および操作機構16は通常のタワークレーン1において本体の操作室5に設置されているものと同様のものとすることが好ましく、可能であれば既存のタワークレーン1における本来の操作室5に設置されていた既存の操作席15や操作機構16を取り外してここで転用しても良い。
On the other hand, in the
The
旋回台17は固定ベース18上に回転テーブル19がモータ20により回転可能に設置され、その回転テーブル19上に傾斜テーブル21がジャッキ機構22により傾斜可能に設置されたもので、上記の旋回センサにより検知されて伝送されるブーム4の実際の旋回位置情報によりそれに同調して回転テーブル19が回転することにより操作席15の向きが常にブーム4の向きに合致するように旋回し、かつ上記の傾斜センサ13により検知される仮想操作席の傾斜や振動に同調して傾斜テーブル21が傾斜、振動して操作席15を傾斜、振動させるようになっている。
The
そして、操作席15の前方には、上記の全方位カメラ11から伝送された映像情報を表示する映像モニタ23としての大型ディスプレーパネルが設置され、操作席15の近傍には上記の集音マイク12から伝送された音声情報を再生する音声モニタ24としてのスピーカが設置されている。
A large display panel as a
これにより、操作員が操作席15に着座してタワークレーン1を操作機構16により遠隔操作する際には、恰も通常のタワークレーン1における本来の操作席5(すなわち本実施形態において想定した仮想操作席)に実際に着座している状態がリアルタイムに再現され、従来どうりの感覚で違和感なくタワークレーン1を遠隔操作することが可能である。
すなわち、操作員が操作席15に着座して映像モニタ23を監視しながらタワークレーン1を遠隔操作することにより、ブーム4の旋回に伴って操作席15も同時に同方向に旋回し、その際に仮想操作席が傾斜したり振動を生じればその状態もそのまま実際の操作席15においても再現される。
その際、仮想操作席に着座している状態と同等の視野が映像モニタ23により忠実に再現されるばかりでなく、タワークレーン1の動作に伴うモーター巻き取り音等の動作音も音声モニタ24により再現されるからタワークレーン1の実際の動作状況を音によっても確認することができる。
As a result, when the operator sits on the
That is, when the operator sits on the
At this time, not only the visual field equivalent to the state of sitting in the virtual operation seat is faithfully reproduced by the
以上のように、本発明の遠隔操作システムによれば、遠隔操作室10を現場作業事務所等の所望位置に設置しておくことにより、従来のようにタワークレーン1の頂部に本来の操作室5を設置する必要はなく、したがって休憩室やトイレ、冷暖房まで必要とする操作室5を省略することでそのための設備費を軽減することが可能であるばかりでなく、従来のように操作員がそのつどタワークレーン1の頂部まで登りかつそこから降りるための労力と時間を不要とできるから、タワークレーン1の操作に関わる作業効率を大きく改善することが可能である。
勿論、作業開始や終了、中断、再開も随時行うことが可能であって柔軟な作業計画を組めるし、緊急時にも迅速に対応可能となる。
さらに、映像モニタ23は操作員のみならず現場管理者等の他の作業員も自由に監視し得るから、必要に応じて誰でも現場の状況を高所の視点から把握することが可能となるという利点もある。
As described above, according to the remote control system of the present invention, the
Of course, work can be started, finished, interrupted, and resumed at any time, so that a flexible work plan can be created, and it is possible to respond quickly in an emergency.
Furthermore, since the video monitor 23 can freely monitor not only the operator but also other workers such as site managers, anyone can grasp the situation of the site from a high point of view as necessary. There is also an advantage.
また、通常のタワークレーン1を用いて施工する場合において、何らかの事情(たとえば原子力関連施設等において作業安全性を確保できないような場合)により操作員が本来の操作室5に入室できなかったり、あるいは長時間にわたってそこに滞在できないような場合においては、従来においては効率的な施工は困難であるが、本発明によれば施工性や安全性を確保するうえで支障のない位置に遠隔操作室10を設置してそこからタワークレーン1を遠隔操作することにより、そのような場合においても効率的な施工を行うことが可能となる。
勿論、遠隔操作室10の位置は、タワークレーン1との間で全ての情報と操作信号を無線あるいは有線による通信手段(通信ネットワークを含む)により伝送して上記のような遠隔操作が可能な範囲内であれば、タワークレーン1から十分に遠方に設定することも可能である。
In addition, when construction is performed using a
Of course, the position of the
なお、本発明においても、必要であれば従来のタワークレーン1と同様に、ブーム4の先端部にその下方での作業状況を撮影するための監視カメラ6を設置して、その監視カメラ6による映像情報も遠隔操作室10において監視可能とし、それをモニタしながらタワークレーン1を遠隔操作することも好適である。
また、従来と同様に、地表部にいる現場作業員と遠隔操作室10内の操作員との間で必要に応じて無線通信により連絡を取りつつ作業を行えば良い。
勿論、上記実施形態はあくまで一例であって本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で各部の具体的な構成は任意に変更可能であることはいうまでもない。
Also in the present invention, if necessary, a
Further, as in the prior art, work may be performed while communicating between the field worker at the surface and the operator in the
Of course, the above embodiment is merely an example, and the present invention is not limited to the above embodiment, and the specific configuration of each part can be arbitrarily changed without departing from the gist of the present invention. Needless to say.
1 タワークレーン
2 マスト
3 回転ベース
4 ブーム
5 操作室(本来の操作室)
6 監視カメラ
10 遠隔操作室
11 全方位カメラ
12 集音マイク
13 傾斜センサ
15 操作席
16 操作機構
17 旋回台
18 固定ベース
19 回転テーブル
20 モータ
21 傾斜テーブル
22 ジャッキ機構
23 映像モニタ(大型ディスプレーパネル)
24 音声モニタ(スピーカ)
1
6
24 Voice monitor (speaker)
Claims (2)
前記回転ベース上の前記ブームの基部の位置に仮想操作員が着座することを想定した仮想操作席を有する仮想操作室を設定し、該仮想操作室の位置に、前記仮想操作員が前記仮想操作席に着座した状態で目視可能な範囲の全視野を撮影してその映像情報が前記遠隔操作室に伝送される全方位カメラと、前記仮想操作席の周囲音を集音してその音声情報が前記遠隔操作室に伝送される集音マイクと、前記ブームの旋回位置を検知してその情報が前記遠隔操作室に伝送される旋回センサと、前記仮想操作席の傾斜状態を検知してその情報が前記遠隔操作室に伝送される傾斜センサとを設置し、
前記遠隔操作室には、実際の操作員が着座した状態で前記タワークレーンを遠隔操作するための実際の操作席と、該操作席を前記旋回センサにより検知された前記ブームの旋回位置に同調させて旋回させかつ前記傾斜センサにより検知された前記仮想操作席の傾斜に同調させて傾斜させる旋回台と、前記全方位カメラによる映像情報を表示する映像モニタと、前記集音マイクによる音声情報を再生する音声モニタとを設置してなることを特徴とするタワークレーンの遠隔操作システム。 A system for remotely operating a tower crane provided with a hoistable boom pivotable by a rotating base from a remote control room installed at a desired position,
A virtual operation room having a virtual operation seat assumed to be seated at the base of the boom on the rotating base is set, and the virtual operator operates the virtual operation at the position of the virtual operation room. An omnidirectional camera that captures the entire visual field within a visible range while seated in a seat and transmits the video information to the remote control room; A sound collecting microphone transmitted to the remote operation room, a turning sensor for detecting the turning position of the boom and transmitting the information to the remote operation room, and detecting the inclination state of the virtual operation seat And an inclination sensor transmitted to the remote control room,
In the remote operation room, an actual operation seat for remotely operating the tower crane in a state where an actual operator is seated, and the operation seat are synchronized with the turning position of the boom detected by the turning sensor. Swivel and tilt in synchronization with the tilt of the virtual operation seat detected by the tilt sensor, a video monitor that displays video information from the omnidirectional camera, and audio information from the sound collection microphone A tower crane remote control system characterized by installing a voice monitor.
前記ブームの先端部に該ブームの下方での作業状況を撮影する監視カメラを設置し、該監視カメラによる映像情報を前記遠隔操作室において表示可能としたことを特徴とするタワークレーンの遠隔操作システム。 The tower crane remote control system according to claim 1,
A tower crane remote control system characterized in that a monitoring camera for photographing a work situation under the boom is installed at the tip of the boom, and video information from the monitoring camera can be displayed in the remote control room. .
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