JP2014097875A - Automatic boom follow-up device for work machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic boom follow-up device of a work machine, for reducing the possibility of damaging in falling, and being wide in an operable range, in the automatic boom follow-up device of the work machine capable of executing crane operation, without making an operator conscious of the positional relationship between oneself and a crane.SOLUTION: In this automatic boom follow-up device, a remote controller 10 transmits an ultrasonic wave and time information when transmitting this ultrasonic wave. A crane body side 20 receives the ultrasonic wave by two reception parts 23 and 24, and receives the transmitted time information. An automatic boom follow-up control device 22 on the crane body side 20 determines XY coordinates of the remote controller 10 based on a calculation distance between the remote controller 10 and the two reception parts 23 and 24 from a time difference between the transmitted time information and time information when receiving the ultrasonic wave, and sends a movement command based on its coordinates to a control part of a crane body, and thereby follows up and moves a tip position of a boom to a sky position of the remote controller 10.

Description

本発明は、ブームを有する作業機に用いられるブーム自動追従装置に関する。   The present invention relates to a boom automatic follower used for a working machine having a boom.

クレーン等のように、起伏、伸縮および旋回動作を含むブーム動作が可能なブームを有する作業機において荷吊りを行う場合、作業者が吊荷の近傍で吊り荷の状態を確認しつつブームの操作を行うことが一般的である。そこで、例えば特許文献1には、作業者が意図する吊荷の移動方向等の操作情報をクレーン本体側に的確に指示し得るようにしたクレーンの操作指示装置が開示されている。   When carrying a load on a working machine having a boom capable of boom operation including hoisting, expansion and contraction, and turning, such as a crane, the operator operates the boom while checking the state of the suspended load in the vicinity of the suspended load. It is common to do. Thus, for example, Patent Document 1 discloses a crane operation instruction device that can accurately instruct operation information such as a moving direction of a suspended load intended by an operator to the crane body side.

同文献記載の技術は、クレーン本体と操作器とに方位角センサをそれぞれ設けるとともに、操作器に、力センサスティックと、クレーンのフック部分を把持可能なキャッチ部と、追従ボタンとを備える構成とし、作業者がキャッチ部でフックを掴んだ後に、追従ボタンを押しながらスティックでフックを引っ張ることにより、ブームが操作器に追従して動くようになっている。これにより、作業者は、自身とブームとの位置関係を意識せずにブームの操作を行うことができる。   The technology described in the same document is provided with an azimuth angle sensor in each of the crane body and the operation device, and the operation device includes a force sensor stick, a catch portion capable of gripping the hook portion of the crane, and a follow button. After the operator grips the hook with the catch portion, the boom is moved following the operating device by pulling the hook with a stick while pressing the follow button. Thereby, the operator can operate the boom without being aware of the positional relationship between the operator and the boom.

特開2010−42880号公報JP 2010-42880 A

しかしながら、特許文献1記載のクレーンの操作指示装置は、作業者がキャッチ部でフックを掴んだ後に、追従ボタンを押しながらスティックでフックを引っ張る必要があるので、スティックの到達する範囲のみでしかブームの追従操作をすることができない上、スティックで操作可能な範囲になるまでは通常の操作が必要である。また、スティックの傾き具合によって力センサで検出される力が変わるため、誤作動し易いという問題もある。   However, in the crane operation instruction device described in Patent Document 1, it is necessary to pull the hook with the stick while the follower button is pressed after the operator grasps the hook with the catch portion. Normal operation is necessary until it becomes the range which can be operated with a stick. In addition, since the force detected by the force sensor changes depending on the inclination of the stick, there is a problem that malfunction is likely to occur.

さらに、ブームの追従移動範囲が小さく且つ荷を吊っていない場合には、スティックで十分な力を発生させることが難しく、ブームを意図するように操作することができないという問題もある。また、操作器に、複雑で精密な機械部品(キャッチやセンサ)を搭載しているため、落下時に操作器を破損する可能性が高い。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、作業者が、自身とブームとの位置関係を意識せずにブームの追従操作を行うことができる作業機用ブーム自動追従装置において、落下時に破損する可能性が少なく、操作可能範囲が広い作業機用ブーム自動追従装置を提供することを目的としている。
Further, when the boom movement range is small and the load is not suspended, it is difficult to generate a sufficient force with the stick, and the boom cannot be operated as intended. In addition, since the operation device is equipped with complicated and precise mechanical parts (catch and sensor), there is a high possibility that the operation device will be damaged when dropped.
Therefore, the present invention has been made paying attention to such problems, and it is for a working machine that allows an operator to perform a boom follow-up operation without being aware of the positional relationship between itself and the boom. It is an object of the present invention to provide an automatic boom follower for work implements that has a low possibility of being damaged when dropped and has a wide operable range.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る作業機のブーム自動追従装置は、起伏、伸縮および旋回動作を含むブーム動作が可能なブームと、該ブームのブーム動作を制御する制御部とを有するクレーン本体を備える作業機に用いられ、前記ブームの先端位置を前記クレーン本体とは別個に設けられた位置指令発信器の存する位置に追従移動させるブーム自動追従装置において、前記クレーン本体に設けられて前記制御部に前記ブームの追従移動に必要な情報を送る追従情報生成部と、該追従情報生成部に前記ブームの先端位置を自身の位置に追従移動させるために必要な情報を無線によって送信する位置指令発信器とを備えるブーム自動追従装置であって、前記位置指令発信器は、超音波を発信する超音波発信部と、該超音波発信部が超音波を発信したときの超音波発信時刻情報を無線送信する時刻情報送信部とを有し、前記クレーン本体側には、相互に離隔して設けられて前記超音波発信部が発信した超音波をそれぞれ受信する2つの超音波受信部と、前記時刻情報送信部から送信された超音波発信時刻情報を受信する時刻情報受信部とが設けられており、前記追従情報生成部は、前記時刻情報受信部が受信した超音波発信時刻情報および前記2つの超音波受信部がそれぞれ超音波を受信したときの超音波受信時刻情報を取得し、前記超音波発信時刻情報と前記超音波受信時刻情報とを比較してその時間差から前記位置指令発信器と2つの超音波受信部との離隔距離をそれぞれ算出するとともにその算出した離隔距離に基づいて前記位置指令発信器のXY座標を算出し、その算出されたXY座標に基づく移動指令を前記制御部に送ることで前記ブームの先端位置を前記位置指令発信器の上空位置に追従移動させることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an automatic boom follower for a working machine according to an aspect of the present invention includes a boom capable of boom operation including undulation, expansion and contraction, and turning operation, and a control unit that controls the boom operation of the boom. In an automatic boom follower that moves a tip position of the boom to a position where a position command transmitter provided separately from the crane body exists, A follow-up information generating unit that sends information necessary for the follow-up movement of the boom to the control unit, and wirelessly transmits information necessary for the follow-up information generating unit to move the tip position of the boom to its own position. An automatic boom follower including a position command transmitter that transmits the ultrasonic wave, the position command transmitter including an ultrasonic transmitter that transmits ultrasonic waves, and the ultrasonic transmitter A time information transmission unit that wirelessly transmits ultrasonic transmission time information when an ultrasonic wave is transmitted, and the ultrasonic waves transmitted by the ultrasonic transmission unit that are spaced apart from each other on the crane body side Are provided, and a time information receiving unit for receiving ultrasonic transmission time information transmitted from the time information transmitting unit, and the follow-up information generating unit includes the time information The ultrasonic wave transmission time information received by the reception unit and the ultrasonic wave reception time information when the two ultrasonic wave reception units respectively receive ultrasonic waves, and the ultrasonic wave transmission time information, the ultrasonic wave reception time information, And calculating the distance between the position command transmitter and the two ultrasonic receivers from the time difference and calculating the XY coordinates of the position command transmitter based on the calculated distance, Characterized by sending a move command based on the XY coordinates calculated in the control unit be made to follow the movement position of the tip of the boom over the position of the position command transmitter.

本発明の一態様に係る作業機のブーム自動追従装置によれば、位置指令発信器が超音波発信部から超音波を発信するとともにこの超音波を発信したときの超音波発信時刻情報を時刻情報送信部から送信する。そして、クレーン本体側は、発信された超音波を2つの超音波受信部で受信するとともに送信された超音波発信時刻情報を時刻情報受信部で受信する。そして、クレーン本体側の追従情報生成部は、超音波発信時刻情報と超音波受信時刻情報との時間差から位置指令発信器と2つの超音波受信部との離隔距離に基づいて位置指令発信器のXY座標を求め、その座標に基づく移動指令をブームの制御部に送ることでブームの先端位置を位置指令発信器の上空位置に追従移動させることができる。   According to the boom automatic follower for a working machine according to one aspect of the present invention, the position command transmitter transmits ultrasonic waves from the ultrasonic transmitter and transmits ultrasonic transmission time information when the ultrasonic waves are transmitted as time information. Transmit from the transmitter. And the crane main body side receives the transmitted ultrasonic wave by the two ultrasonic wave receiving units, and receives the transmitted ultrasonic wave transmission time information by the time information receiving unit. Then, the follow-up information generating unit on the crane body side determines the position command transmitter based on the separation distance between the position command transmitter and the two ultrasonic receivers from the time difference between the ultrasonic transmission time information and the ultrasonic reception time information. By obtaining the XY coordinates and sending a movement command based on the coordinates to the control unit of the boom, the tip position of the boom can be moved following the position above the position command transmitter.

よって、作業者は、自身(位置指令発信器)とブームとの位置関係を意識せずにブームの追従操作を行うことができる。そして、このブーム自動追従装置によれば、位置指令発信器が、超音波を発信する超音波発信部と、この超音波発信部が超音波を発信したときの超音波発信時刻情報を送信する時刻情報送信部とを有する構成なので、上記例示した特許文献1に記載の操作器のようなキャッチによる操作が必要な構成に比べて、操作可能範囲が広い上、同文献記載の操作器に比べて、キャッチやセンサ等の複雑で精密な機械部品を有しないため、落下時に破損する可能性が少ない。   Therefore, the worker can perform the boom following operation without being aware of the positional relationship between the user (position command transmitter) and the boom. And according to this boom automatic follow-up device, the time at which the position command transmitter transmits ultrasonic transmission time information when the ultrasonic transmission unit transmits ultrasonic waves and the ultrasonic transmission unit transmits ultrasonic waves. Compared to a configuration requiring an operation by catch such as the operation device described in the above-described Patent Document 1, the operation range is wide and compared to the operation device described in the same document. Because there are no complicated and precise mechanical parts such as catches and sensors, there is little possibility of damage when dropped.

ここで、本発明の一態様に係る作業機のブーム自動追従装置において、前記追従情報生成部が、前記超音波発信時刻情報および前記超音波受信時刻情報をバッファリングしてそのバッファデータを用いて超音波受信後に超音波発信時刻と超音波受信時刻の対応付けをするマッチング処理手段を有し、当該マッチング処理手段は、新しい超音波受信時刻から新しい超音波発信時刻を引いた値が零よりも大きく且つ超音波の所定の送信間隔よりも小さいときには、正常のタイミングで電波受信処理が行われたものと判定し、そうでないときには、電波受信処理が遅れたものと判定することは好ましい。このような構成であれば、超音波発信時刻と超音波受信時刻の電波受信タイミングが状況により異なる場合であっても、超音波発信時刻と超音波受信時刻の対応付けを的確に行うことができる。   Here, in the boom automatic tracking device for a work machine according to an aspect of the present invention, the tracking information generation unit buffers the ultrasonic transmission time information and the ultrasonic reception time information and uses the buffer data. Matching processing means for associating the ultrasonic transmission time with the ultrasonic reception time after receiving the ultrasonic wave, and the matching processing means has a value obtained by subtracting the new ultrasonic transmission time from the new ultrasonic reception time is less than zero. When it is larger and smaller than the predetermined transmission interval of ultrasonic waves, it is preferable to determine that the radio wave reception process has been performed at normal timing, and otherwise, it is preferable to determine that the radio wave reception process has been delayed. With such a configuration, even when the radio wave reception timing between the ultrasonic wave transmission time and the ultrasonic wave reception time differs depending on the situation, the ultrasonic wave transmission time and the ultrasonic wave reception time can be accurately associated. .

また、本発明の一態様に係る作業機のブーム自動追従装置において、前記追従情報生成部は、前記離隔距離の演算結果をバッファリングしてそのバッファデータを用いて、判定すべき離隔距離のデータが正常か否かを判定する距離エラーフィルタリング処理手段を有し、当該距離エラーフィルタリング処理手段は、前記離隔距離のバッファデータに対して所定条件下でクラスタリングを行い、判定すべき離隔距離のデータが最大データ点数を持つ集合に属する場合には正常データと判定し、属さない場合にはエラーデータと判定することは好ましい。このような構成であれば、超音波受信ミス等の影響で離隔距離の演算結果が突発的に変化した場合であっても、これをエラーと判断して除去(フィルタリング)することができる。   Further, in the boom automatic tracking device for a work machine according to one aspect of the present invention, the tracking information generation unit buffers the calculation result of the separation distance and uses the buffer data to determine the separation distance data to be determined. Distance error filtering processing means for determining whether or not is normal, the distance error filtering processing means performs clustering on the buffer data of the separation distance under a predetermined condition, and the separation distance data to be determined is If it belongs to the set having the maximum number of data points, it is preferably determined as normal data, and if it does not belong, it is preferably determined as error data. With such a configuration, even if the calculation result of the separation distance suddenly changes due to the influence of an ultrasonic reception error or the like, this can be determined as an error and removed (filtered).

上述のように、本発明によれば、作業者が、自身とクレーン本体のブームとの位置関係を意識せずにブームの操作を行うことができる作業機用ブーム自動追従装置において、落下時に破損する可能性が少なく、操作可能範囲が広い。   As described above, according to the present invention, in the automatic boom follower for work implements that allows the operator to operate the boom without being aware of the positional relationship between itself and the boom of the crane body, it is damaged when dropped. There is little possibility to do, and the range of operation is wide.

本発明の一態様に係る作業機用ブーム自動追従装置を備えるブーム付き作業機の一実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one Embodiment of the working machine with a boom provided with the boom automatic tracking apparatus for working machines which concerns on 1 aspect of this invention. 本発明の一態様に係る作業機用ブーム自動追従装置の要部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the principal part of the boom automatic follower for working machines which concerns on 1 aspect of this invention. ブームが遠隔操作器に自動追従するイメージを示す概念図(図1の平面図に対応する図)である。It is a conceptual diagram (diagram corresponding to the top view of FIG. 1) which shows the image which a boom automatically follows a remote control device. 遠隔操作器側でのブーム自動追従処理のフローチャートである。It is a flowchart of the boom automatic follow-up process on the remote controller side. クレーン本体側でのブーム自動追従処理のフローチャートである。It is a flowchart of the boom automatic follow-up process on the crane body side. 2つの離隔距離と超音波受信ユニットの対向距離から遠隔操作器のXY座標を算出する式を説明する図である。It is a figure explaining the type | formula which calculates XY coordinate of a remote controller from two separation distances and the opposing distance of an ultrasonic receiving unit. クレーン本体側でのブーム自動追従処理中の、受信時刻判定更新処理のフローチャートである。It is a flowchart of a reception time determination update process during the boom automatic follow-up process on the crane body side. 受信時刻判定処理における超音波受信タイミングを説明する図である。It is a figure explaining the ultrasonic reception timing in a reception time determination process. クレーン本体側でのブーム自動追従処理中の、発信・受信時刻マッチング処理のフローチャートである。It is a flowchart of the transmission / reception time matching process during the boom automatic follow-up process on the crane body side. 発信・受信時刻マッチング処理における超音波の発信タイミングと受信タイミングとの組の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the group of the transmission timing and reception timing of an ultrasonic wave in a transmission / reception time matching process. クレーン本体側でのブーム自動追従処理中の、距離エラーフィルタリング処理のフローチャートである。It is a flowchart of a distance error filtering process during the boom automatic follow-up process on the crane body side. 距離エラーフィルタリング処理におけるクラスタリングを説明する図である。It is a figure explaining the clustering in a distance error filtering process. 距離エラーフィルタリング処理におけるクラスタリングを使用しない場合の説明図である。It is explanatory drawing when not using clustering in distance error filtering processing. 距離エラーフィルタリング処理におけるクラスタリングを使用しない場合の説明図である。It is explanatory drawing when not using clustering in distance error filtering processing.

以下、本発明の一態様に係るブーム付き作業機の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、この実施形態は、ブーム付き作業機が車両搭載型クレーンの例である。
図1に示すように、この車両搭載型クレーン(以下、単に「クレーン本体」ともいう)1は、トラック等の車両9の運転席9aと荷台9bとの間に架装されるものであり、車両9のシャシフレーム(不図示)上にベース2が固定される。ベース2の左右には、車両幅方向に張り出し可能な一対のアウトリガ8が設けられている。ベース2上の車幅中央の位置にはコラム3が旋回自在に立設されている。そして、このコラム3の上端部に、ブーム4が伸縮および起伏自在に枢支されている。なお、コラム3には不図示のウインチが設けられ、このウインチから不図示のワイヤロープをブーム4の先端部4tに導き、不図示のフックに掛回している。
Hereinafter, an embodiment of a working machine with a boom according to an aspect of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. In this embodiment, the boom-equipped working machine is an example of a vehicle-mounted crane.
As shown in FIG. 1, this vehicle-mounted crane (hereinafter also simply referred to as “crane body”) 1 is mounted between a driver's seat 9a and a loading platform 9b of a vehicle 9 such as a truck, The base 2 is fixed on a chassis frame (not shown) of the vehicle 9. A pair of outriggers 8 that can project in the vehicle width direction are provided on the left and right sides of the base 2. A column 3 is erected on the base 2 at a position in the center of the vehicle width so as to be turnable. A boom 4 is pivotally supported at the upper end of the column 3 so as to be able to expand and contract. The column 3 is provided with a winch (not shown). A wire rope (not shown) is led from the winch to the tip 4t of the boom 4 and is hooked on a hook (not shown).

そして、このクレーン1は、ブーム4の起伏、伸縮、旋回およびウインチの駆動にそれぞれ対応する複数のアクチュエータ(不図示)が設けられている。これら複数のアクチュエータは、ベース2部分に設けられたコントローラ30の制御で駆動され、起伏、伸縮および旋回動作を含むブーム動作が可能になっている。このコントローラ30が、ブーム動作を制御する制御部に対応する。   The crane 1 is provided with a plurality of actuators (not shown) corresponding to the boom 4 undulation, expansion and contraction, turning, and driving of the winch. The plurality of actuators are driven by the control of the controller 30 provided in the base 2 portion, and boom operation including undulation, expansion and contraction, and turning operation is possible. The controller 30 corresponds to a control unit that controls the boom operation.

また、このクレーン本体1は、以下不図示であるが、上記ブーム4の長さを検出するブーム長検出器、ブーム4の起伏角度を検出するブーム角度検出器、コラム3の旋回角度を検出する旋回角度検出器、ウインチからのワイヤロープの繰り出しおよび繰り込み量を検出するウインチドラム回転検出器をそれぞれ備えている。そして、これらの検出器によって取得された信号は、上記コントローラ30に読み込まれ、コントローラ30は、各検出器からの信号により、ブーム4の先端部4tの位置およびフックの位置を認識できるようになっている。   Although not shown, the crane body 1 detects a boom length detector that detects the length of the boom 4, a boom angle detector that detects the undulation angle of the boom 4, and a turning angle of the column 3. A swivel angle detector and a winch drum rotation detector for detecting the amount and amount of wire rope fed out from the winch are provided. The signals acquired by these detectors are read into the controller 30, and the controller 30 can recognize the position of the tip end portion 4 t of the boom 4 and the position of the hook based on the signals from each detector. ing.

ここで、このクレーン本体1は、上記コントローラ30に追従情報生成装置20が付設されるとともに、クレーン本体1とは別個に設けられた遠隔操作器10を備えている。遠隔操作器10は、クレーン本体1の追従情報生成装置20との間でブーム動作に必要な信号を無線通信によって授受するようになっている。
詳しくは、この遠隔操作器10は、図2に示すように、発信用制御部12と、時刻情報および操作信号送信部としての無線通信モジュール16と、超音波を発信する超音波発信ユニット14とを有しており、これにより、位置指令発信器を兼ねる構成になっている。
Here, the crane main body 1 includes a remote control device 10 provided separately from the crane main body 1 while the tracking information generation device 20 is attached to the controller 30. The remote controller 10 exchanges signals necessary for boom operation with the tracking information generating device 20 of the crane body 1 by wireless communication.
Specifically, as shown in FIG. 2, the remote controller 10 includes a transmission control unit 12, a wireless communication module 16 as a time information and operation signal transmission unit, and an ultrasonic transmission unit 14 that transmits ultrasonic waves. Thus, the position command transmitter is also used.

他方、クレーン本体1側の追従情報生成装置20は、上記コントローラ30との間でデータの授受が可能な受信用制御部22と、超音波受信部としての2つの超音波受信ユニット23,24と、時刻情報および操作信号受信部としての無線通信モジュール26とを備えている。
遠隔操作器10は、オペレータがクレーン1から離れた位置から所望のクレーン操作の入力をすると、所望のクレーン操作に対応した信号が、相互の無線通信モジュール16、26を介した無線通信によって追従情報生成装置20を経てコントローラ30に入力可能に構成されている。つまり、通常のクレーン操作においては、オペレータによる、上記アクチュエータに対応した遠隔操作器10の各選択スイッチ(不図示)の操作および速度レバー(不図示)の操作により、クレーン1の各アクチュエータを作動させる実行指令となる所定の操作データが、クレーン1側のコントローラ30に入力されるようになっている。
On the other hand, the follow-up information generation device 20 on the crane body 1 side includes a reception control unit 22 that can exchange data with the controller 30, and two ultrasonic reception units 23 and 24 as ultrasonic reception units. And a wireless communication module 26 as a time information and operation signal receiving unit.
When the operator inputs a desired crane operation from a position away from the crane 1, the remote controller 10 transmits a signal corresponding to the desired crane operation by the wireless communication via the mutual wireless communication modules 16 and 26. It is configured to be able to input to the controller 30 via the generation device 20. That is, in normal crane operation, each actuator of the crane 1 is operated by an operation of each selection switch (not shown) and a speed lever (not shown) of the remote controller 10 corresponding to the actuator by an operator. Predetermined operation data serving as an execution command is input to the controller 30 on the crane 1 side.

そして、通常のクレーン操作においては、コントローラ30側では、遠隔操作器10の各選択スイッチのON/OFFの信号が入力されることにより、使用されるアクチュエータの選択と作動方向が判る。同様にして、コントローラ30側には、比例制御が可能なトリガースイッチである速度レバーの比例量に応じた信号も入力され、これにより、作動速度の微調整を行うことで速度レバーでの操作を選択スイッチの操作と組み合わせ、所望のアクチュエータの作動を開始させるようになっている。   In normal crane operation, on the controller 30 side, the ON / OFF signals of the selection switches of the remote controller 10 are input, so that the selection of the actuator to be used and the operating direction can be determined. Similarly, a signal corresponding to the proportional amount of the speed lever, which is a trigger switch capable of proportional control, is also input to the controller 30 side, so that the operation with the speed lever can be performed by finely adjusting the operating speed. In combination with the operation of the selection switch, the operation of the desired actuator is started.

ここで、上記遠隔操作器10には、ブーム自動追従処理(後述する)の実行の開始と終了をオペレータが入力するための追従モード開始ボタン(不図示)が設けられている。この追従モード開始ボタンが押されるとブーム自動追従処理が開始され、図3に示すように、遠隔操作器10の位置にブーム4の先端4tが追従して移動するようになっている。そして、ボタンが離されるとブーム自動追従処理が終了するようになっている。   Here, the remote controller 10 is provided with a follow-up mode start button (not shown) for the operator to input start and end of execution of boom automatic follow-up processing (described later). When the follow mode start button is pressed, the boom automatic follow process is started, and the tip 4t of the boom 4 follows the position of the remote controller 10 and moves as shown in FIG. When the button is released, the boom automatic follow-up process ends.

以下、このブーム自動追従処理について詳しく説明する。
このブーム自動追従処理は、クレーン本体1が稼働状態のときに実行され、ブーム自動追従処理が実行されると、遠隔操作器10内の発信用制御部12では、図4(a)に示すように、まずステップS10に移行して超音波の発信時刻が更新されたか否かを監視し、更新されていれば(Yes)ステップS11に移行し、そうでなければ(No)ステップS10で待機する。
Hereinafter, this boom automatic follow-up process will be described in detail.
This boom automatic follow-up process is executed when the crane body 1 is in an operating state. When the boom automatic follow-up process is executed, the transmission control unit 12 in the remote controller 10 is as shown in FIG. First, the process proceeds to step S10 to monitor whether or not the transmission time of the ultrasonic wave has been updated. If it has been updated (Yes), the process proceeds to step S11. If not (No), the process waits at step S10. .

ステップS11では、遠隔操作器10の追従モード開始ボタンが押されているか否かが監視され、追従モード開始ボタンが押されていれば(ON)ステップS12に移行し、そうでなければ(OFF)ステップS13に移行する。ステップS12では、ブーム自動追従動作を許可(ON)に設定してステップS14に移行する。また、ステップS13では、ブーム自動追従動作を不許可(OFF)に設定してステップS14に移行する。ステップS14では、受信側である追従情報生成装置20に電波を送信する。この送信される電波には、超音波発信時刻情報と、動作許可信号(ONまたはOFF)とが文字列の情報として含まれている。この送信される情報は文字列として送信されるため、遠隔操作器10側が電波送信処理を開始してから、追従情報生成装置20側が電波受信処理を完了するまでに、タイムラグが生じても、文字列から情報を読み取るため、超音波発信時刻情報を正確に伝送することができる。   In step S11, it is monitored whether or not the follow-up mode start button of the remote controller 10 is pressed. If the follow-up mode start button is pressed (ON), the process proceeds to step S12, and if not (OFF). The process proceeds to step S13. In step S12, the boom automatic follow-up operation is set to permit (ON), and the process proceeds to step S14. In step S13, the boom automatic follow-up operation is set to non-permitted (OFF), and the process proceeds to step S14. In step S14, the radio wave is transmitted to the follow-up information generating device 20 on the receiving side. This transmitted radio wave includes ultrasonic transmission time information and an operation permission signal (ON or OFF) as character string information. Since this transmitted information is transmitted as a character string, even if a time lag occurs between the remote controller 10 side starting the radio wave transmission process and the follow-up information generation device 20 side completing the radio wave reception process, Since the information is read from the column, the ultrasonic transmission time information can be transmitted accurately.

また、この発信用制御部12では、超音波の発信周期を安定させるために、超音波の所定の送信間隔として、64msの周期の割込み処理が、クレーン本体1が稼働状態のときに常に実行されている。この割込み処理では、同図(b)に示すように、ステップS20に移行すると現時刻を超音波の発信時刻に設定してステップS21に移行し、ステップS21では、1msの間だけ、超音波発信部である超音波発信ユニット14に超音波を発信させて同図(a)側の割込まれた位置に処理を戻す。このように、この発信用制御部12では、メイン処理とは別個に、超音波の発信周期を64msの周期の割込みで処理するため、発信周期が安定している。   In addition, in this transmission control unit 12, an interruption process with a period of 64 ms is always executed when the crane body 1 is in operation as a predetermined transmission interval of ultrasonic waves in order to stabilize the transmission period of ultrasonic waves. ing. In this interrupt process, as shown in FIG. 5B, when the process proceeds to step S20, the current time is set to the ultrasonic transmission time and the process proceeds to step S21. In step S21, the ultrasonic transmission is performed for only 1 ms. An ultrasonic wave is transmitted to the ultrasonic wave transmission unit 14 which is a unit, and the process is returned to the interrupted position on the side of FIG. As described above, in this transmission control unit 12, the transmission cycle is stable because the transmission cycle of the ultrasonic wave is processed by interruption of a cycle of 64 ms separately from the main processing.

次に、追従情報生成装置20側でのブーム自動追従処理について説明する。
クレーン本体1が稼働状態のときにブーム自動追従処理が実行されると、追従情報生成装置20の受信用制御部22では、図5(a)に示すように、まずステップS30に移行して目標速度と目標位置の上空に位置すべきZ座標とを、予め格納されている設定テーブルを参照して設定し、続くステップS31では、超音波受信のための割込みの設定を行う。これは、メイン処理に超音波受信処理を組み込むと正確な受信時刻が測定できないので、超音波の受信については割込みで処理しており、このS31での超音波受信の割込み設定は、その初期設定である。同図(b)および(c)に示すように、メイン処理に並行して、ステップS40およびステップS50の割込みが常時実行され、これによりそれぞれ2つの超音波受信ユニット23,24からの受信時刻A、および受信時刻Bを取得して処理を戻すようになっている。
Next, the boom automatic follow-up process on the follow-up information generation device 20 side will be described.
When the boom automatic follow-up process is executed when the crane main body 1 is in an operating state, the reception control unit 22 of the follow-up information generation device 20 first proceeds to step S30 as shown in FIG. The speed and the Z coordinate to be positioned above the target position are set with reference to a setting table stored in advance, and in the subsequent step S31, an interrupt for ultrasonic reception is set. This is because if the ultrasonic wave reception process is incorporated into the main process, the accurate reception time cannot be measured, so the ultrasonic wave reception is processed by interruption, and the ultrasonic wave reception interruption setting in S31 is the initial setting. It is. As shown in FIGS. 5B and 5C, in parallel with the main process, interruptions in steps S40 and S50 are always executed, whereby reception times A from the two ultrasonic reception units 23 and 24 are respectively obtained. And the reception time B is acquired and the process is returned.

そして、図5(a)に示すように、メイン処理においてステップS32では、超音波発信時刻情報と動作許可信号を受信する。続くステップS33では、2つの超音波受信ユニット23,24における超音波の受信時刻Aおよび受信時刻Bがそれぞれ更新されているか否かを監視し、更新されていれば(Yes)ステップS34に移行し、そうでなければ(No)ステップS32に処理を戻す。ステップS34では、超音波発信時刻と超音波受信時刻とを対応付けするマッチング処理(後述する)を行い、発信・受信時間Aおよび発信・受信時間Bをそれぞれ設定する。なお、「発信・受信時間」とは、超音波発信時刻情報と超音波受信時刻情報とを比較してその時間差に基づき、後述の図9に示すマッチング処理によって設定される時間である。   Then, as shown in FIG. 5A, in step S32 in the main process, ultrasonic transmission time information and an operation permission signal are received. In the subsequent step S33, it is monitored whether or not the ultrasonic reception time A and the reception time B in the two ultrasonic reception units 23 and 24 are updated. If they are updated (Yes), the process proceeds to step S34. If not (No), the process returns to step S32. In step S34, matching processing (described later) for associating the ultrasonic transmission time with the ultrasonic reception time is performed, and transmission / reception time A and transmission / reception time B are set. “Transmission / reception time” is a time set by matching processing shown in FIG. 9 described later based on a time difference between the ultrasonic transmission time information and the ultrasonic reception time information.

そして、続くステップS35では、遠隔操作器10と2つの超音波受信ユニット23,24とのそれぞれの離隔距離Raと離隔距離Rbとを演算する。ここで、離隔距離Raと離隔距離Rbは、下記の(式1)、(式2)にて算出する。
離隔距離Ra=発信・受信時間A×音速 (式1)
離隔距離Rb=発信・受信時間B×音速 (式2)
In the subsequent step S35, the distance Ra and the distance Rb between the remote controller 10 and the two ultrasonic receiving units 23 and 24 are calculated. Here, the separation distance Ra and the separation distance Rb are calculated by the following (Expression 1) and (Expression 2).
Separation distance Ra = Sending / receiving time A × Sonic velocity (Formula 1)
Separation distance Rb = sending / receiving time B × sound velocity (Formula 2)

続くステップS36では、算出された離隔距離Raと離隔距離Rbにつき、距離エラーフィルタリング処理を行う。なお、この距離エラーフィルタリング処理は、超音波受信ミス等の影響で離隔距離の演算結果が突発的に変化した場合、これをエラーと判断して除去(フィルタリング)するものである(これについても後述する)。そして、ステップS37では、2つの超音波受信ユニット23,24同士の対向距離と上記算出された離隔距離Raおよび離隔距離Rbとから遠隔操作器10のXY座標を算出する。   In subsequent step S36, a distance error filtering process is performed for the calculated separation distance Ra and separation distance Rb. In this distance error filtering process, when the calculation result of the separation distance suddenly changes due to the influence of an ultrasonic reception error or the like, this is determined as an error and removed (filtered) (this will also be described later). To do). In step S37, the XY coordinates of the remote controller 10 are calculated from the facing distance between the two ultrasonic receiving units 23, 24 and the calculated separation distance Ra and separation distance Rb.

ここで、XY座標の算出は、図6に示すように、2つの超音波受信ユニット23、24同士の対向距離をDとし、超音波受信ユニット23と遠隔操作器10および超音波受信ユニット24をそれぞれ結ぶ直線同士のなす角の角度をθとし、同様に超音波受信ユニット24と遠隔操作器10および超音波受信ユニット23をそれぞれ結ぶ直線同士のなす角の角度をθとすれば、上記算出された離隔距離RおよびRと以下の(式3)、(式4)および(式5)によって余弦定理で求めることができる。
cosθ=(R +D−R )/(2RD) (式3)
X=Rcosθ=(R +D−R )/(2D) (式4)
Y=√(R −X) (式5)
Here, the calculation of the XY coordinates is as follows. As shown in FIG. 6, the opposing distance between the two ultrasonic receiving units 23 and 24 is D, and the ultrasonic receiving unit 23, the remote controller 10 and the ultrasonic receiving unit 24 are If the angle formed by the straight lines connecting the respective straight lines is θ 1, and the angle formed by the straight lines connecting the ultrasonic receiving unit 24, the remote controller 10, and the ultrasonic receiving unit 23 is θ 2 , The calculated separation distances Ra and Rb and the following (Expression 3), (Expression 4), and (Expression 5) can be obtained by the cosine theorem.
cos θ 2 = (R b 2 + D 2 −R a 2 ) / (2R b D) (Formula 3)
X = R b cos θ 2 = (R b 2 + D 2 −R a 2 ) / (2D) (Formula 4)
Y = √ (R b 2 −X 2 ) (Formula 5)

続くステップS38では、ステップS37で算出された遠隔操作器10のXY座標、設定されているクレーン1の動作速度、動作許可信号およびエラー情報を、コントローラ30に転送して処理をステップS32に戻す。
ここで、上記割込み処理(同図(b)および(c))のステップS40およびステップS50内における、受信時刻判定更新処理について図7を参照しつつ説明する。なお、この処理は、受信時刻A、および受信時刻Bのいずれの取得に対しても同じなので、ここでは受信時刻Aについて説明し受信時刻Bについては説明を省略する。
In the subsequent step S38, the XY coordinates of the remote controller 10 calculated in step S37, the set operation speed of the crane 1, the operation permission signal, and error information are transferred to the controller 30 and the process returns to step S32.
Here, the reception time determination update process in steps S40 and S50 of the interrupt process (FIGS. 5B and 5C) will be described with reference to FIG. Since this process is the same for both acquisition of reception time A and reception time B, reception time A will be described here, and description of reception time B will be omitted.

受信時刻判定更新処理は、超音波受信A(超音波受信ユニット23での受信)での割込み処理(ステップS40)内での受信時刻判定更新処理であって、超音波受信Aを開始した時刻を記録する。このとき、超音波受信ユニット23では反響音(図8参照)なども受信する可能性があり、この反響音受信時刻を元に距離計算を行うと誤った距離が算出される。このため、反響音等を「受信中」と判定した場合はエラーとし、受信時刻を更新しないものである。
超音波を30ms以上受信しない状態が続いた後、最初に超音波受信を開始した時刻のみを直接波による受信時刻と判定し、それ以降に連続して超音波を受信した場合は反響音と判定し受信時刻の更新を行わない。
The reception time determination update process is a reception time determination update process in the interruption process (step S40) in the ultrasonic reception A (reception by the ultrasonic reception unit 23), and the time at which the ultrasonic reception A is started is determined. Record. At this time, there is a possibility that the ultrasonic receiving unit 23 may also receive an echo sound (see FIG. 8). If the distance is calculated based on this echo sound reception time, an incorrect distance is calculated. For this reason, when it is determined that the reverberation sound or the like is “receiving”, an error occurs and the reception time is not updated.
After a state where ultrasonic waves are not received for 30 ms or more continues, only the time at which ultrasonic reception is first started is determined as a direct wave reception time, and if ultrasonic waves are received continuously thereafter, it is determined as an echo sound. The reception time is not updated.

この受信時刻判定更新処理でステップS60に移行すると、超音波受信ユニット23が超音波を受信した現時刻を仮の受信時刻AとしてステップS61に移行する。ステップS61では、仮の受信時刻Aが、それ以前に受信した最終受信時刻Aに30msを加えた値よりも大きいか否かを判定する。つまり、仮の受信時刻A>(最終受信時刻A+30ms)であれば(Yes)ステップS62に移行し、そうでなければ(No)ステップS63に移行する。ステップS62では、仮の受信時刻Aを受信時刻Aに更新してステップS63に移行する。これにより、図8に示すように、超音波の所定の送信間隔である約64ms毎に1msの間だけ送信される超音波に対し、記録したい受信タイミング以外の反響音などが含まれる30ms以内の受信音をエラーとして判定することができる。そして、ステップS63では、仮の受信時刻Aについてこれを最終受信時刻Aとする。この処理により、記録したい受信タイミングに対応した受信時刻Aをより確実に取得することができる。   If it transfers to step S60 by this reception time determination update process, it will transfer to step S61 by making the present time when the ultrasonic reception unit 23 received the ultrasonic wave into the temporary reception time A. In step S61, it is determined whether or not the provisional reception time A is greater than a value obtained by adding 30 ms to the last reception time A received before that time. That is, if provisional reception time A> (final reception time A + 30 ms) (Yes), the process proceeds to step S62; otherwise (No), the process proceeds to step S63. In step S62, the provisional reception time A is updated to reception time A, and the process proceeds to step S63. As a result, as shown in FIG. 8, an ultrasonic wave transmitted within a predetermined transmission interval of approximately 64 ms, which is transmitted for only 1 ms, includes an echo sound other than the reception timing to be recorded within 30 ms. The received sound can be determined as an error. In step S63, the provisional reception time A is set as the final reception time A. By this process, the reception time A corresponding to the reception timing to be recorded can be acquired more reliably.

次に、上記マッチング処理について説明する。
ここで、追従情報生成装置20側での超音波発信時刻と超音波受信時刻とを取得するタイミングは状況により異なる。そのため、「最新の超音波受信時刻」から「最新の超音波発信時刻」を引いた値が、そのまま「発信・受信時間」となるとは限らない。そこで、このマッチング処理では、超音波の発信・受信時刻情報をバッファリングし、そのバッファデータを用いて超音波受信後に超音波発信時刻と超音波受信時刻の対応付け(マッチング)を行うものである。なお、このマッチング処理についても、受信時間A,Bそれぞれに対して同様に処理を行うので、ここでは受信時間Aについて説明し、受信時間Bについては説明を省略する。
Next, the matching process will be described.
Here, the timing for acquiring the ultrasound transmission time and the ultrasound reception time on the follow-up information generation device 20 side varies depending on the situation. For this reason, the value obtained by subtracting the “latest ultrasonic wave transmission time” from the “latest ultrasonic wave reception time” does not necessarily become the “transmission / reception time” as it is. Therefore, in this matching process, ultrasonic transmission / reception time information is buffered, and the buffer data is used to associate (match) the ultrasonic transmission time with the ultrasonic reception time after ultrasonic reception. . In addition, since this matching process is similarly performed for the reception times A and B, the reception time A will be described here, and the description of the reception time B will be omitted.

すなわち、受信用制御部22でマッチング処理が実行されると、図9に示すように、まずステップS70に移行し、超音波発信時刻情報および超音波受信時刻情報をそれぞれバッファリングしてステップS71に移行する。ステップS71では、新しい超音波受信時刻から新しい超音波発信時刻を引いた値が零よりも大きく、且つ新しい超音波受信時刻から新しい超音波発信時刻を引いた値が所定の送信間隔である64msよりも小さいか否かを判定し、そうであれば(Yes)ステップS72に移行し、そうでなければ(No)ステップS73に移行する。   That is, when the matching process is executed by the reception control unit 22, as shown in FIG. 9, first, the process proceeds to step S70, and the ultrasonic transmission time information and the ultrasonic reception time information are respectively buffered and the process proceeds to step S71. Transition. In step S71, the value obtained by subtracting the new ultrasonic wave transmission time from the new ultrasonic wave reception time is greater than zero, and the value obtained by subtracting the new ultrasonic wave transmission time from the new ultrasonic wave reception time is from a predetermined transmission interval of 64 ms. If not (Yes), the process proceeds to step S72. If not (No), the process proceeds to step S73.

ここで、ステップS72は、図10(a)に示すように、電波受信処理が正常のタイミングで行われた場合に対応しており(つまり、受信時刻(新)−発信時刻(新)>0、受信時刻(新)−発信時刻(新)<64ms)、このときは、発信・受信時間=受信時刻(新)−発信時刻(新)とする。
一方の、ステップS73では、旧い超音波受信時刻から新しい超音波発信時刻を引いた値を発信・受信時間としてステップS74に移行し、続くステップS74では、「%演算子」に基づき推定値を求める。なお、この「%演算子」は、除算後の余りを出力するものであって、例えば、14%3=2(14÷3=4あまり2)となる。この推定値は、図10(b)に示すように、電波受信処理が遅れた場合に対応しており(つまり、受信時刻(新)−発信時刻(新)>64ms)、発信・受信時間>64msとなる場合は、発信・受信時間=発信・受信時間%64msと計算した推定値を用いる。
Here, step S72 corresponds to the case where the radio wave reception process is performed at a normal timing as shown in FIG. 10 (a) (that is, reception time (new) −transmission time (new)> 0). , Reception time (new) −transmission time (new) <64 ms), where transmission / reception time = reception time (new) −transmission time (new).
On the other hand, in step S73, the value obtained by subtracting the new ultrasonic wave transmission time from the old ultrasonic wave reception time is used as the transmission / reception time, and the process proceeds to step S74. In subsequent step S74, an estimated value is obtained based on the “% operator”. . The “% operator” outputs the remainder after division, and is, for example, 14% 3 = 2 (14 ÷ 3 = 4 is too much 2). This estimated value corresponds to the case where the radio wave reception process is delayed as shown in FIG. 10B (that is, reception time (new) -transmission time (new)> 64 ms), and transmission / reception time> In the case of 64 ms, an estimated value calculated as transmission / reception time = transmission / reception time% 64 ms is used.

次に、上記距離エラーフィルタリング処理について説明する。
この距離エラーフィルタリング処理は、超音波の受信ミス等の影響で離隔距離の演算結果が突発的に変化した場合、これをエラーと判断して除去(フィルタリング)するものである。なお、この距離エラーフィルタリング処理についても演算された離隔距離RおよびRそれぞれに対して同様に処理を行うものである。ここでは離隔距離Rの距離エラーフィルタリング処理について説明し、離隔距離Rについては省略する。
Next, the distance error filtering process will be described.
In this distance error filtering process, if the calculation result of the separation distance suddenly changes due to the influence of an ultrasonic reception error or the like, this is judged as an error and is removed (filtered). The distance error filtering process is similarly performed for each of the calculated separation distances Ra and Rb . This article discusses the distance error filtering separation distance R a, it will not be described distance R b.

受信用制御部22で同処理が実行されると、図11に示すように、まずステップS80に移行して離隔距離Rの演算結果をバッファリングし、続くステップS81では、そのバッファデータを元にクラスタリングを行う。このクラスタリングは、本実施形態の例では、図12に示すように、離隔距離の演算結果に対し、所定条件として、上下幅±0.6mの範囲内のデータを同一集合とする条件下でクラスタリングを行い、これに基づいてエラー判定する。 When the process is executed by the receiving control unit 22, as shown in FIG. 11, the operation result of separation R a and buffered first proceeds to step S80, in succeeding step S81, based on the buffer data Clustering. In the example of this embodiment, as shown in FIG. 12, the clustering is performed under the condition that the data within the range of ± 0.6 m in the vertical range is the same set as the predetermined condition for the calculation result of the separation distance. An error is determined based on this.

ここで、エラー判定の方法としては、移動平均やローパスフィルタによるエラー吸収も可能なものの、図13に示すように、正常のデータに対するエラーデータの誤差が大きい場合や、図14に示すように、エラーデータの点数が多い場合には誤差の影響が大きくなる。そのため、本実施形態では、図12に示したようなクラスタリングを行ってエラー判定をしている。   Here, as an error determination method, although error absorption by a moving average or a low-pass filter is possible, as shown in FIG. 13, when error of error data with respect to normal data is large, or as shown in FIG. When the number of error data is large, the influence of the error becomes large. Therefore, in this embodiment, error determination is performed by performing clustering as shown in FIG.

このクラスタリングは、最大データ点数を持つ集合に属する場合を正常なデータとし、属さない場合をエラーデータと判定する。つまり、図12の例では、最終データ(データNo.10)は、最大データ数「7」を持つ集合「集合1」に属している。そのため、正常なデータとなる。そして、このクラスタリングによって判定された正常データのみについて離隔距離の平均値を計算し、これを出力とする。   In this clustering, a case where it belongs to a set having the maximum number of data points is determined as normal data, and a case where it does not belong is determined as error data. That is, in the example of FIG. 12, the final data (data No. 10) belongs to the set “set 1” having the maximum data number “7”. Therefore, normal data is obtained. Then, an average value of the separation distance is calculated only for normal data determined by this clustering, and this is output.

次に、このクレーン1の動作および作用・効果について説明する。
上述のように、位置指令発信器を兼ねる遠隔操作器10は、超音波発信ユニット14から所定の送信間隔として64ms周期で40kHzの超音波を1msの間、遠隔操作器10の操作に関係なく常に発信する。今、遠隔操作器10の追従モード開始ボタン(動作許可ボタン)が押されると、これにより、遠隔操作器10は、座標測定に用いる時刻情報信号およびクレーンのブーム動作許可信号を無線通信モジュール16から文字列として発信する。ブーム動作許可信号は、追従モード開始ボタンを押している間だけ出力される。
Next, operation | movement of this crane 1, an effect | action, and an effect are demonstrated.
As described above, the remote controller 10 that also serves as a position command transmitter always transmits a 40 kHz ultrasonic wave with a period of 64 ms as a predetermined transmission interval from the ultrasonic transmitter unit 14 for 1 ms regardless of the operation of the remote controller 10. send. Now, when the follow mode start button (operation permission button) of the remote controller 10 is pressed, the remote controller 10 thereby transmits the time information signal used for coordinate measurement and the boom operation permission signal of the crane from the wireless communication module 16. Send as a string. The boom operation permission signal is output only while the follow mode start button is pressed.

クレーン側の追従情報生成装置20は、無線通信モジュール26を介して時刻情報信号およびブーム動作許可信号を受信する。また、2つの超音波受信ユニット23,24それぞれにより40kHz付近の超音波を受信する。
追従情報生成装置20の受信用制御部22は、超音波発信時刻情報と超音波受信時刻情報とから遠隔操作器10(発信機)と各超音波受信ユニット23,24(受信機)間の離隔距離を演算する。そして、演算した2つの離隔距離R,Rと超音波受信ユニット23,24同士の対向距離Dの関係から遠隔操作器10のXY座標を演算する。そして、受信用制御部22は、その演算されたXY座標並びに予め設定された目標速度および動作許可信号をクレーン1のコントローラ30に通信ポートを介して転送する。
The crane-side tracking information generation device 20 receives the time information signal and the boom operation permission signal via the wireless communication module 26. In addition, ultrasonic waves around 40 kHz are received by the two ultrasonic receiving units 23 and 24, respectively.
The reception control unit 22 of the follow-up information generation device 20 separates the remote controller 10 (transmitter) and the ultrasonic receiving units 23 and 24 (receiver) from the ultrasonic transmission time information and the ultrasonic reception time information. Calculate the distance. Then, the XY coordinates of the remote controller 10 are calculated from the relationship between the calculated two separation distances R a and R b and the facing distance D between the ultrasonic receiving units 23 and 24. Then, the reception control unit 22 transfers the calculated XY coordinates and the preset target speed and operation permission signal to the controller 30 of the crane 1 via the communication port.

コントローラ30は、動作許可信号を受信するとクレーンの制御を開始する。コントローラ30は、クレーン1に備えられているブーム角センサ等からブーム4の先端4tの位置を算出しこれを現在位置とする。そして、クレーン1のブーム4の先端4tに対する遠隔操作器10のXY座標を目標位置とし、目標位置と現在位置とを比較してクレーン1が動くべき方向を決定し、動作許可信号が入力されている間、その方向に向けて目標位置と現在位置とが一致するように各アクチュエータを駆動させ、ブーム先端4tが測位した目標位置の上空に移動するように制御する。そして、目標位置近傍で減速し、更に近づくと目標点に到達したと判断して停止する。このようにして、ブーム4の先端4tの位置を遠隔操作器10の位置に追従移動させることができる。なお、高さ(Z軸方向)は一定値として予め設定しており、遠隔操作器10からのスイッチ入力などで設定変更可能とすることができる(高さの計測は行わない)。   When the controller 30 receives the operation permission signal, the controller 30 starts control of the crane. The controller 30 calculates the position of the tip 4t of the boom 4 from a boom angle sensor or the like provided in the crane 1, and sets this as the current position. Then, the XY coordinate of the remote controller 10 relative to the tip 4t of the boom 4 of the crane 1 is set as the target position, the target position is compared with the current position, the direction in which the crane 1 should move is determined, and the operation permission signal is input. Each actuator is driven so that the target position coincides with the current position in that direction, and the boom tip 4t is controlled to move above the measured target position. Then, the vehicle decelerates in the vicinity of the target position, and when approaching further, it is determined that the target point has been reached and stops. In this way, the position of the tip 4t of the boom 4 can be moved following the position of the remote controller 10. Note that the height (Z-axis direction) is set in advance as a constant value, and can be changed by a switch input from the remote controller 10 (height measurement is not performed).

よって、作業者は、自身(遠隔操作器10)とブーム4との位置関係を意識せずにブーム4の追従操作を行うことができる。そして、このブーム自動追従装置を備えたクレーン1によれば、遠隔操作器10が、超音波を発信する超音波発信ユニット14と、この超音波発信ユニット14が超音波を発信したときの時刻情報を送信する無線通信モジュール16とを有する構成なので、上記例示した特許文献1に記載の操作器のようなキャッチによる操作が必要な構成に比べて、操作可能範囲が広い上、同文献記載の操作器に比べて、キャッチやセンサ等の複雑で精密な機械部品を有しないため、落下時に破損する可能性が少ない。   Therefore, the operator can perform the follow-up operation of the boom 4 without being aware of the positional relationship between itself (the remote controller 10) and the boom 4. And according to the crane 1 provided with this boom automatic follow-up device, the remote controller 10 transmits an ultrasonic transmission unit 14 that transmits ultrasonic waves, and time information when the ultrasonic transmission unit 14 transmits ultrasonic waves. Therefore, the operation range is wider than the configuration that requires an operation by a catch such as the operation device described in Patent Document 1 described above, and the operation described in the same document. Compared to a container, it does not have complicated and precise mechanical parts such as catches and sensors, so it is less likely to be damaged when dropped.

なお、本発明に係る作業機のブーム自動追従装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、測定点を2箇所の超音波受信ユニット23,24とした場合を例に説明したが、上述の構成のみによれば、遠隔操作器10が車両9の前方後方どちらにあるかの判定ができない。そのため、遠隔操作器10が車両9の前方後方どちらにあるかの設定をする前後切替機能(ボタンによる切替など)で前後方向の判定を予め行うように構成してもよい。
In addition, the boom automatic follower for a working machine according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the case where the measurement points are the two ultrasonic receiving units 23 and 24 has been described as an example. However, according to only the above-described configuration, the remote controller 10 is located on either the front or rear side of the vehicle 9. Cannot determine if there is. Therefore, it may be configured such that the front / rear direction is determined in advance by a front / rear switching function (switching by a button or the like) for setting whether the remote controller 10 is in front of or behind the vehicle 9.

1 車両搭載型クレーン(クレーン本体)
2 ベース
3 コラム
4 ブーム
8 アウトリガ
9 車両
10 遠隔操作器(位置指令発信器)
12 発信用制御部
14 超音波発信ユニット(超音波発信部)
16 無線通信モジュール(時刻情報送信部)
20 追従情報生成装置
22 受信用制御部
23 超音波受信ユニット(超音波受信部)
24 超音波受信ユニット(超音波受信部)
26 無線通信モジュール(時刻情報受信部)
30 コントローラ(制御部)
1 Vehicle-mounted crane (crane body)
2 Base 3 Column 4 Boom 8 Outrigger 9 Vehicle 10 Remote controller (position command transmitter)
12 Transmission Control Unit 14 Ultrasonic Transmission Unit (Ultrasonic Transmission Unit)
16 Wireless communication module (time information transmitter)
20 Tracking Information Generation Device 22 Reception Control Unit 23 Ultrasonic Reception Unit (Ultrasonic Reception Unit)
24 Ultrasonic receiver unit (Ultrasonic receiver)
26 Wireless communication module (time information receiver)
30 controller (control unit)

Claims (3)

起伏、伸縮および旋回動作を含むブーム動作が可能なブームと、該ブームのブーム動作を制御する制御部とを有するクレーン本体を備える作業機に用いられ、前記ブームの先端位置を前記クレーン本体とは別個に設けられた位置指令発信器の存する位置に追従移動させるブーム自動追従装置において、
前記クレーン本体に設けられて前記制御部に前記ブームの追従移動に必要な情報を送る追従情報生成部と、該追従情報生成部に前記ブームの先端位置を自身の位置に追従移動させるために必要な情報を無線によって送信する位置指令発信器とを備えるブーム自動追従装置であって、
前記位置指令発信器は、超音波を発信する超音波発信部と、該超音波発信部が超音波を発信したときの超音波発信時刻情報を無線送信する時刻情報送信部とを有し、
前記クレーン本体側には、相互に離隔して設けられて前記超音波発信部が発信した超音波をそれぞれ受信する2つの超音波受信部と、前記時刻情報送信部から送信された超音波発信時刻情報を受信する時刻情報受信部とが設けられており、
前記追従情報生成部は、前記時刻情報受信部が受信した超音波発信時刻情報および前記2つの超音波受信部がそれぞれ超音波を受信したときの超音波受信時刻情報を取得し、前記超音波発信時刻情報と前記超音波受信時刻情報とを比較してその時間差から前記位置指令発信器と2つの超音波受信部との離隔距離をそれぞれ算出するとともにその算出した離隔距離に基づいて前記位置指令発信器のXY座標を算出し、その算出されたXY座標に基づく移動指令を前記制御部に送ることで前記ブームの先端位置を前記位置指令発信器の上空位置に追従移動させることを特徴とする作業機用ブーム自動追従装置。
It is used in a working machine having a boom body that can perform a boom operation including hoisting, extending and contracting, and a swiveling operation, and a control unit that controls the boom operation of the boom. In a boom automatic follower that moves to follow the position of a separately provided position command transmitter,
Necessary for moving the boom tip position to its own position by following the information generating unit provided on the crane body and sending the information necessary for the following movement of the boom to the control unit. A boom automatic follower including a position command transmitter for transmitting various information wirelessly,
The position command transmitter includes an ultrasonic transmitter that transmits ultrasonic waves, and a time information transmitter that wirelessly transmits ultrasonic transmission time information when the ultrasonic transmitter transmits ultrasonic waves,
On the crane body side, two ultrasonic receiving units that are provided apart from each other and receive ultrasonic waves transmitted by the ultrasonic transmitting unit, and ultrasonic transmission times transmitted from the time information transmitting unit And a time information receiving unit for receiving information,
The follow-up information generation unit acquires ultrasonic transmission time information received by the time information reception unit and ultrasonic reception time information when the two ultrasonic reception units respectively receive ultrasonic waves, and transmits the ultrasonic transmission The time information and the ultrasonic reception time information are compared, and the distance between the position command transmitter and the two ultrasonic receivers is calculated from the time difference, and the position command transmission is based on the calculated distance. The operation of calculating the XY coordinate of the device and sending the movement command based on the calculated XY coordinate to the control unit to move the tip position of the boom following the position above the position command transmitter. Boom automatic follower for machine.
前記追従情報生成部は、前記超音波発信時刻情報および前記超音波受信時刻情報をバッファリングしてそのバッファデータを用いて超音波受信後に超音波発信時刻と超音波受信時刻の対応付けをするマッチング処理手段を有し、当該マッチング処理手段は、新しい超音波受信時刻から新しい超音波発信時刻を引いた値が零よりも大きく且つ超音波の所定の送信間隔よりも小さいときには、正常のタイミングで電波受信処理が行われたものと判定し、そうでないときには、電波受信処理が遅れたものと判定することを特徴とする請求項1に記載の作業機用ブーム自動追従装置。   The tracking information generation unit buffers the ultrasonic transmission time information and the ultrasonic reception time information, and uses the buffer data to match the ultrasonic transmission time and the ultrasonic reception time after ultrasonic reception Processing means, and the matching processing means receives a signal at a normal timing when a value obtained by subtracting a new ultrasonic wave transmission time from a new ultrasonic wave reception time is greater than zero and smaller than a predetermined ultrasonic transmission interval. The automatic boom follower for work implements according to claim 1, wherein it is determined that reception processing has been performed, and otherwise, it is determined that radio wave reception processing has been delayed. 前記追従情報生成部は、前記離隔距離の演算結果をバッファリングしてそのバッファデータを用いて、判定すべき離隔距離のデータが正常か否かを判定する距離エラーフィルタリング処理手段を有し、当該距離エラーフィルタリング処理手段は、前記離隔距離のバッファデータに対して所定条件下でクラスタリングを行い、判定すべき離隔距離のデータが最大データ点数を持つ集合に属する場合には正常データと判定し、属さない場合にはエラーデータと判定することを特徴とする請求項1または2に記載の作業機用ブーム自動追従装置。   The follow-up information generation unit includes a distance error filtering processing unit that buffers the calculation result of the separation distance and uses the buffer data to determine whether or not the separation distance data to be determined is normal. The distance error filtering processing means performs clustering on the buffer data of the separation distance under a predetermined condition, and when the separation distance data to be determined belongs to a set having the maximum number of data points, determines that the data is normal data. 3. The automatic boom follower for work implements according to claim 1, wherein when there is no error, it is determined as error data. 4.
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