JP2017186163A - クレーン作業補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クレーンによる対象物を移動させる作業、特にカウンタウエイトの組立作業を容易化できるクレーン作業補助装置を提供する。【解決手段】クレーン作業補助装置は、ブーム及びブームの先端に昇降可能に取り付けられるフックを有するクレーンによる作業を補助するクレーン作業補助装置であって、対象物の目標位置を記憶する記憶部と、フックに吊り下げられた対象物の現在位置を特定する現在位置特定部と、対象物の移動作業時に、目標位置と現在位置とに基づいて、対象物を目標位置に誘導するための操作支援情報を表示部に表示させる表示制御部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、クレーンによる作業を補助するクレーン作業補助装置に関する。さらに詳しくは、移動式クレーンの車体フレーム上でカウンタウエイトを組み立てる際に作業員の補助をするためのクレーン作業補助装置に関する。

大型の移動式クレーンにおいては、ブームに加わる荷重との釣り合いを取り安定性を向上するために、旋回台の後部にカウンタウエイトが装着される。一般に、大型の移動式クレーンは、カウンタウエイトを装着したままでは公道走行時の重量制限を超過してしまう。そのため、カウンタウエイトはトラックで別送され、作業現場で移動式クレーンに装着される。

また、移動式クレーンに装着されるカウンタウエイトの重量を調整するためや、カウンタウエイトの搬送時に寸法や重量を制限内に納めるために、複数の単位ウエイトを積み重ねる形式のカウンタウエイトが知られている（例えば、特許文献１）。

この種の移動式クレーンにカウンタウエイトを装着する場合、まず、各単位ウエイトを自己のクレーン装置で吊り下げて車体フレーム上の積載領域に降ろし、複数の単位ウエイトを積み重ねてカウンタウエイトを組み立てる。つぎに、旋回台を旋回させて旋回台の後部を車体フレーム上のカウンタウエイトに対応する位置に配置する。つづいて、旋回台の後部に設けられた着脱装置でカウンタウエイトを旋回台の後部に装着する。

移動式クレーンの機種によっては車体フレーム上にエンジンルームが設けられており、エンジンルームと旋回台との間の限られた領域でカウンタウエイトを組み立てる必要がある。このような場合、単位ウエイトを吊り下げて車体フレーム上の積載領域まで移動させる際に、単位ウエイトがエンジンルームや旋回台と接触する恐れがある。それを回避するため、作業員はクレーン操作に注意を要する。

特開２０１２−１１６６４２号公報

本発明の目的は、クレーンによる対象物を移動させる作業、特にカウンタウエイトの組立作業を容易化できるクレーン作業補助装置を提供することである。

本発明に係るクレーン作業補助装置は、
ブーム及び前記ブームの先端に昇降可能に取り付けられるフックを有するクレーンによる作業を補助するクレーン作業補助装置であって、
対象物の目標位置を記憶する記憶部と、
前記フックに吊り下げられた前記対象物の現在位置を特定する現在位置特定部と、
前記対象物の移動作業時に、前記目標位置と前記現在位置とに基づいて、前記対象物を前記目標位置に誘導するための操作支援情報を表示部に表示させる表示制御部と、を備え
ることを特徴とする。

本発明によれば、対象物の移動作業時に、目標位置と現在位置とに基づいて、対象物を目標位置に誘導するための操作支援情報が表示され、作業員は操作支援情報に従ってクレーン操作すれば、対象物を目標位置に配置できるので、クレーンによる作業が容易になる。

本発明の一実施形態に係るカウンタウエイト組立補助装置のブロック図である。 カウンタウエイトデータのデータ構造を示す図である。 カウンタウエイト組立補助装置の処理のフローチャートである。 組合せ選択画面の画面イメージである。 積載位置画面の画面イメージである。 カウンタウエイトの組立作業中の移動式クレーンの側面図である。 カウンタウエイトの組立作業中の移動式クレーンの平面図である。 カウンタウエイトの装着作業中の移動式クレーンの側面図である。 カウンタウエイトの組合せの説明図である。 カウンタウエイトの分解斜視図である。 単位ウエイトの平面図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。本実施の形態では、本発明に係るクレーン作業補助装置を適用したカウンタウエイト組立補助装置Ａについて説明する。
本発明の一実施形態に係るカウンタウエイト組立補助装置Ａは、例えば図６に示す移動式クレーンＣに設けられる。なお、本実施形態のカウンタウエイト組立補助装置Ａは、図６に示す移動式クレーンＣに限定されず、種々のクレーンに設けることができる。

（移動式クレーンＣ）
まず、移動式クレーンＣの基本的構造を説明する。
移動式クレーンＣは、走行車体１１を有する。走行車体１１には、走行のための車輪や、クレーン作業中の安定を確保するためのアウトリガが設けられている。走行車体１１を構成する車体フレーム１１ｆの上面には、前方にエンジンルーム１２が設けられている。

車体フレーム１１ｆの上面には、後方に旋回台１３が搭載されている。旋回台１３は油圧モータなどにより車体フレーム１１ｆに対して水平面内で３６０°旋回できるようになっている。旋回台１３には、運転室１４やウインチ（図示略）その他の設備が設けられている。

旋回台１３には、ブーム１５が起伏自在に取付けられている。ブーム１５の基端部は、ピンで旋回台１３に枢支されている。ブーム１５と旋回台１３との間には、起伏シリンダが取付けられている。起伏シリンダを伸長させるとブーム１５が起立し、起伏シリンダを収縮させるとブーム１５が倒伏する。ブーム１５は、テレスコピック状に構成されており、伸縮シリンダにより伸縮動作する。

ブーム１５の先端からはフック１６を備えたワイヤロープが吊り下げられている。ワイヤロープは、ブーム１５に沿って旋回台１３に導かれてウインチで巻き取られている。ウインチによるフック１６の上げ下げと、ブーム１５の伸縮、起伏、旋回を組み合わせることにより、立体空間内での荷揚げと荷降ろしが可能となっている。

本明細書において、「クレーン装置」とは、ブーム１５、フック１６、旋回台１３、ワイヤロープ、ウインチなどで構成され、荷揚げと荷降ろしを行うための装置をいう。クレーン装置は、運転室１４内の作業員により操作される。また、「クレーン作業」とは、クレーン装置を動作させることにより、対象物を目標位置まで移動させる作業であり、カウンタウエイトＷの組立作業を含む。

移動式クレーンＣは、旋回台１３の後部にカウンタウエイトＷを装着できるように構成されている。カウンタウエイトＷは複数の単位ウエイトを組み合わせて構成される。

車体フレーム１１ｆの上面には、エンジンルーム１２と旋回台１３との間に積載領域が確保されている。この積載領域は、カウンタウエイトＷを組み立てる際にカウンタウエイトＷを一時的に積載するために用いられる。

移動式クレーンＣにカウンタウエイトＷを装着する場合、以下の作業が行われる。
図６に示すように、作業員は、単位ウエイトを自己のクレーン装置で吊り下げて車体フレーム１１ｆ上の積載領域に降ろす。作業員は、これを繰り返して複数の単位ウエイトを積み重ねてカウンタウエイトＷを組み立てる。そうすると、図７に示すように、完成したカウンタウエイトＷが積載領域に載せられた状態となる。

つぎに、図８に示すように、作業員は、旋回台１３を旋回させて、旋回台１３の後部を車体フレーム１１ｆ上のカウンタウエイトＷに対応する位置に配置する。つづいて、作業員は、旋回台１３の後部に設けられた着脱装置を動作させて、カウンタウエイトＷを旋回台１３の後部に装着する。

（カウンタウエイトＷ）
つぎに、カウンタウエイトＷを説明する。図９は、カウンタウエイトＷの組合せを示す説明図である。図１０は、カウンタウエイトＷの斜視図である。図１１は、単位ウエイト２１〜２７の平面図（水平投影図形）である。

図９〜図１１に示すように、カウンタウエイトＷは、第１〜第７単位ウエイト２１〜２７の一部または全部を組み合わせて構成されている。第１〜第７単位ウエイト２１〜２７はそれぞれ形状や重量が異なる。例えば、第１〜第７単位ウエイト２１〜２７の重量は、それぞれ２．７ｔ、３．４ｔ、８．９ｔ、１０．０ｔ、３．１ｔ、６．１ｔ、６．１ｔである。以下、第１〜第７単位ウエイト２１〜２７の種類を区別しない場合、これらを「単位ウエイト２０」と称する。

単位ウエイト２０の組合せとして第１〜第５組合せがある。第１〜第５組合せのカウンタウエイトＷはそれぞれ重量が異なる。例えば、第１、第２単位ウエイト２１、２２を組み合わせた第１組合せのカウンタウエイトＷの重量は６．１ｔである。第１〜第３単位ウエイト２１〜２３を組み合わせた第２組合せのカウンタウエイトＷの重量は１５．０ｔである。第１〜第４単位ウエイト２１〜２４を組み合わせた第３組合せのカウンタウエイトＷの重量は２５．０ｔである。第１〜第５単位ウエイト２１〜２５を組み合わせた第４組合せのカウンタウエイトＷの重量は２８．１ｔである。第１〜第７単位ウエイト２１〜２７を組み合わせた第５組合せのカウンタウエイトＷの重量は４０．３ｔである。

単位ウエイト２０の組合せは、クレーン作業に必要とされるカウンタウエイトＷの重量により選択され、必要に応じて変更される。例えば、カウンタウエイトＷを装着していない状態から特定の組合せのカウンタウエイトＷを装着する場合がある。逆に、装着されている特定の組合せのカウンタウエイトＷを取り外す場合がある。また、特定の組合せのカウンタウエイトＷから重量の重い組合せのカウンタウエイトＷに変更する場合がある。さらに、特定の組合せのカウンタウエイトＷから重量の軽い組合せのカウンタウエイトＷに変更する場合がある。

作業員は、上記のいずれの場合においても、車体フレーム１１ｆ上で単位ウエイト２０の取り付けまたは取り外しを行い、目的の組合せのカウンタウエイトＷを組み立てた後に、カウンタウエイトＷを旋回台１３の後部に装着する。

（カウンタウエイト組立補助装置Ａ）
つぎに、カウンタウエイト組立補助装置Ａの構成を説明する。
図１に示すように、カウンタウエイト組立補助装置Ａは、起伏角検出器３１と、旋回角検出器３２と、長さ検出器３３と、カウンタウエイト検出器３４と、制御装置３５と、表示装置３６と、入力装置３７と、記憶部３８１とを備えている。

起伏角検出器３１は、ブーム１５の起伏角を検出する検出器である。起伏角検出器３１の構成は特に限定されないが、ポテンショメータに振り子を取り付けた振子式の角度測定器が挙げられる。

旋回角検出器３２は、ブーム１５の旋回角を検出する検出器である。旋回角検出器３２の構成は特に限定されないが、例えば旋回台１３を旋回させる油圧モータの回転角度をポテンショメータで読み取る構成が挙げられる。

長さ検出器３３は、ブーム１５の長さを検出する検出器である。長さ検出器３３の構成は特に限定されないが、例えばブーム１５の先端部にコードの端部が固定されたコードリールの回転角度をポテンショメータで読み取る構成が挙げられる。

カウンタウエイト検出器３４は、旋回台１３に装着されているカウンタウエイトＷの重量又は単位ウエイト２０の組合せを検出する検出器である。カウンタウエイト検出器３４の構成は特に限定されないが、例えばカウンタウエイトＷの重量をロードセルなどで検出する構成や、各単位ウエイト２０の着脱状態を検出し、単位ウエイト２０の組合せを判別する構成が挙げられる。

以上の各種検出器３１〜３４の検出値は、制御装置３５に入力されている。制御装置３５は、ＣＰＵやメモリなどで構成された車載コンピュータであり、後述の処理を行う機能を有する。

制御装置３５は、現在位置特定部３５Ａ及び表示制御部３５Ｂとして機能する。現在位置特定部３５Ａは、起伏角検出器３１、旋回角検出器３２及び長さ検出器３３からの検出信号に基づいて、フック１６に吊り下げられた対象物（例えば、単位ウエイト２０）の現在位置を特定する。表示制御部３５Ｂは、対象物の移動作業時に、目標位置と現在位置とに基づいて、対象物を目標位置に誘導するための操作支援情報を表示装置３６に表示させる。この操作支援情報とは、後述するように、対象物の目標位置、現在位置を特定するための、ブーム１５の長さ、起伏角、旋回角、対象物の目標位置と現在位置それぞれにおけるクレーンの起伏角、旋回角の差分、これらに基づく対象物のイメージ画像、又は数値情報とイメージ情報との組合せなど、対象物の目標位置と現在位置とを特定するための情報を用いる様々な態様が考えられる。

表示装置３６は、液晶ディプレイなどであり、運転室１４内に設けられている。後述のごとく制御装置３５の処理により表示装置３６に画面表示が行われる。作業員は、表示装置３６の表示内容を確認しながらクレーン操作を行う。

入力装置３７は、制御装置３５に対して入力操作を行うためのスイッチやレバーなどであり、運転室１４内に設けられている。作業員が入力装置３７を用いて入力操作を行うことで、制御装置３５に指示を与えることができる。表示装置３６と入力装置３７とを一体化したタッチパネルを採用してもよい。

記憶部３８１には、カウンタウエイトデータ３８が記憶されている。
図２に示すように、カウンタウエイトデータ３８はテーブル形式のデータであり、単位ウエイト、重量、組立順、積載位置（半径）、積載位置（角度）、図形の各カラムから構成されている。すなわち、記憶部３８１には、それぞれの単位ウエイト２０の重量、組立順、積載位置及び図形が記憶されている。

「重量」は、各単位ウエイト２０の重量である。「組立順」は、カウンタウエイトＷを組み立てる際の順番である。一般に、カウンタウエイトＷは、下層の単位ウエイト２０から順番に組み立てられる（図９参照）。「積載位置」は、カウンタウエイトＷを組み立てる際に単位ウエイト２０を載せる車体フレーム１１ｆ上の位置である。積載位置は、旋回台１３の旋回中心を原点とした円柱座標系で表される。「積載位置（半径）」は、旋回台１３の旋回中心と積載位置との距離（作業半径）である。「積載位置（角度）」は積載位置の旋回中心周りの角度（旋回角）である。なお、積載位置を円柱座標系以外の座標系で表してもよい。「図形」は、各単位ウエイト２０の概形を示す図形データである。より具体的には、単位ウエイト２０の概形は、図１１に示すように、単位ウエイト２０を水平面に投影した平面図形（水平投影図形）である。後述のごとく、図形データは、単位ウエイト２０の目標積載位置及び現在位置を図形で表示する際に用いられる。

（処理）
つぎに、カウンタウエイトＷの組立作業の手順とともに、カウンタウエイト組立補助装置Ａの処理を説明する。

カウンタウエイトＷの組立作業に際し、作業員は、ブーム１５を全縮するか、カウンタウエイトＷの組立作業に必要十分な長さにする。一般に、カウンタウエイトＷの組立作業中は、作業員はブーム１５を伸縮する操作を行わない。ここでは、カウンタウエイトＷの組立作業中のブーム長さは一定であるものとして説明する。

図３に示すように、まず、制御装置３５は、単位ウエイト２０の組合せパターンを示す組合せ選択画面を表示装置３６に表示させる（ステップＳ１１）。図４に示すように、組合せ選択画面には、単位ウエイト２０の組合せパターンである第１〜第５組合せが、カウンタウエイトＷの重量として表示されている。本実施形態では、０．０ｔ（カウンタウエイトＷなし）、６．１ｔ（第１組合せ）、１５．０ｔ（第２組合せ）、２５．０ｔ（第３組合せ）、２８．１ｔ（第４組合せ）、４０．３ｔ（第５組合せ）が表示されている。

図４に示すように、組合せ選択画面には、「現在のカウンタウエイト重量」が表示されてもよい。ここで、「現在のカウンタウエイト重量」とは、カウンタウエイトＷの組立作業を行う直前に旋回台１３に装着されていたカウンタウエイトＷの重量である。

図４に示す画面イメージでは、表示が０．０ｔとなっており、カウンタウエイトＷが装着されていないことを示している。カウンタウエイトＷの組立作業を行う直前に旋回台１３にカウンタウエイトＷが装着されていた場合には、そのカウンタウエイトＷの重量が「現在のカウンタウエイト重量」として表示される。

旋回台１３に装着されているカウンタウエイトＷを取り外す場合や、重量を増減させる場合には、作業員は、旋回台１３の後部がカウンタウエイトＷの積載領域に位置するように旋回台１３を旋回させる。作業員は、カウンタウエイトＷを積載領域に降ろした後に、単位ウエイト２０の取り付け又は取り外しを行う。そのため、ステップＳ１１の段階では、旋回台１３に装着されていたカウンタウエイトＷが積載領域に降ろされている場合がある。そこで、制御装置３５はカウンタウエイトＷの組立作業を行う直前のカウンタウエイト検出器３４の検出値を記憶しておき、その検出値を「現在のカウンタウエイト重量」とする。

つぎに、作業員は、入力装置３７を用いて、組合せ選択画面に表示された単位ウエイト２０の組合せパターンの中から、所望の組合せパターンを選択する（ステップＳ１２）。図４に示す画面イメージでは、４０．３ｔ（第５組合せ）が選択されている。選択された組合せパターン（図４では第５組合せ）は、例えば、組合せ選択画面においてハイライト表示される。

つぎに、制御装置３５は、現在の単位ウエイト２０の組合せとカウンタウエイトデータ３８に記憶された組立順とから、今回移動させる単位ウエイト２０、すなわち移動すべき単位ウエイト２０を特定する（ステップＳ１３）。ここで、「移動させる」とは、カウンタウエイトＷの重量を増加させる場合には単位ウエイト２０を仮置き位置から積載位置まで移動させること（単位ウエイト２０の取り付け）を意味し、カウンタウエイトＷの重量を減少させる場合には単位ウエイト２０を積載位置から仮置き位置まで移動させること（単位ウエイト２０の取り外し）を意味する。

「現在の単位ウエイト２０の組合せ」とは、現在、積載領域に載せられている単位ウエイト２０の組合せを意味する。後述のごとく、ステップＳ１３からステップＳ１６の処理は、一つの単位ウエイト２０を移動させるごとに繰り返し行われる。したがって、「現在の単位ウエイト２０の組合せ」はステップＳ１３の処理回数により変化する。

ステップＳ１３の初回の処理において、「現在の単位ウエイト２０の組合せ」はカウンタウエイト検出器３４から取得できる。より詳細には、制御装置３５は、カウンタウエイトＷの組立作業を行う直前のカウンタウエイト検出器３４の検出値を記憶しておき、その検出値から「現在の単位ウエイト２０の組合せ」を特定する。例えば、カウンタウエイト検出器３２の検出値が「６．１ｔ」を示す場合、「第１組合せ」が現在の単位ウエイト２０の組合せとなる。

ステップＳ１３の２回目以降の処理において、「現在の単位ウエイト２０の組合せ」は、前回の取り付け又は取り外し処理の直前の単位ウエイト２０の組合せに、前回取り付けた単位ウエイト２０を加えた組合せ、又は直前の単位ウエイト２０の組合せから前回取り外した単位ウエイト２０を除いた組合せとする。

「今回移動させる単位ウエイト２０」は、「現在の単位ウエイト２０の組合せ」と「組立順」とから特定される。単位ウエイト２０を取り付ける場合には、カウンタウエイトデータ３８から現在の組合せを構成する単位ウエイト２０の「組立順」のうち最大の組立順を取得し、それより１つ大きい組立順の単位ウエイト２０を特定し、それを「今回移動させる単位ウエイト２０」とする。単位ウエイト２０を取り外す場合には、カウンタウエイトデータ３８から現在の組合せを構成する単位ウエイト２０のうち「組立順」が最大の単位ウエイト２０を特定し、それを「今回移動させる単位ウエイト２０」とする。

例えば、カウンタウエイトＷを装着していない状態から第５組合せのカウンタウエイトＷを組み立てる場合、最初に移動させる単位ウエイト２０は、組立順が「１」である第１単位ウエイト２１である。その後、制御装置３５は、現在の組合せを構成する単位ウエイト２０（第１単位ウエイト２１）の組立順のうち最大の組立順「１」を取得し、それより組立順が１つ大きい単位ウエイト２０（第２単位ウエイト２２）を特定し、それを「今回移動させる単位ウエイト２０」として提示する。作業員が、提示された単位ウエイト２０の移動作業を行うことにより、移動すべき単位ウエイト２０が確実に移動される。同様に、組立順に従って特定された「今回移動させる単位ウエイト２０」が提示され、第２〜第７単位ウエイト２２〜２７が順に移動される（図５参照）。

つぎに、制御装置３５は、今回移動させる単位ウエイト２０の積載位置（以下「目標積載位置」と称する）を求める（ステップＳ１４）。目標積載位置は、単位ウエイト２０の高さ位置を含んでもよいが、ここでは、単位ウエイト２０の水平面における積載位置だけを対象とする。この場合、目標積載位置は、ブーム１５の作業半径と旋回角で表される。ブーム長さが一定であれば、目標積載位置は、目標起伏角と目標旋回角とで表される。

目標起伏角は、今回移動させる単位ウエイト２０を、対応する目標積載位置に配置したときのブーム１５の起伏角である。目標旋回角は、今回移動させる単位ウエイト２０を、対応する目標積載位置に配置したときのブーム１５の旋回角である。つまり、単位ウエイト２０をフック１６に吊り下げ、ブーム１５の起伏角を目標起伏角に一致させ、ブーム１５の旋回角を目標旋回角に一致させたときに、単位ウエイト２０が目標積載位置に配置される。

制御装置３５は、カウンタウエイトデータ３８から今回移動させる単位ウエイト２０の積載位置（半径）を取得するとともに、長さ検出器３３から現在のブーム長さを取得する。制御装置３５は、積載位置（半径）とブーム長さとから、ブーム１５の先端が積載位置の鉛直上に配置されるときの起伏角を求め、それを目標起伏角とする。例えば、下式（１）より、単位ウエイト２０を目標積載位置に配置する場合の起伏角θ（目標起伏角）を求めることができる。なお、ブーム長さＬは、作業員によって入力装置３７を通じて入力されてもよい。
ｒ＝Ｌ・ｃｏｓθ ・・・（１）
ｒ：作業半径、Ｌ：ブーム長さ、θ：起伏角

ここで、制御装置３５は、単位ウエイト２０の重量によるブーム１５の撓みを考慮して目標起伏角を求めてもよい。単位ウエイト２０の重量は、カウンタウエイトデータ３８から取得される。吊荷の重量によりブーム１５が撓むと、ブーム１５の先端位置（吊荷の位置）が旋回台１３の旋回中心から離れる。そこで、制御装置３５は、撓んだブーム１５の先端が積載位置の鉛直上に配置されるときの起伏角を求め、それを目標起伏角とする。これにより、ブーム１５の撓みによる位置ズレを補正する。具体的には、下式（２）より、ブーム１５の撓みを考慮した場合の目標起伏角θを求めることができる。この場合、撓み角φは、例えば単位ウエイト２０ごとに実験的に設定され、カウンタウエイトデータ３８に記憶される。撓み角φは、単位ウエイト２０ごとに、ブーム長さＬに応じて、複数設定されてもよい。
ｒ＝Ｌ・ｃｏｓ（θ−φ） ・・・（２）
φ：撓み角

制御装置３５は、カウンタウエイトデータ３８から今回移動させる単位ウエイト２０の積載位置（角度）を取得し、それを目標旋回角とする。

つぎに、制御装置３５は、積載位置画面を表示装置３６に表示する（ステップＳ１５）。図５に示すように、積載位置画面には、「指定ＣＷ」の欄に「今回移動させる単位ウエイト２０」の識別子が表示されている。ここで、「識別子」は、単位ウエイト２０の種類を識別できれば特に限定されず、単位ウエイト２０の重量、種類名、又は図形などが用いられる。図５に示す画面イメージでは、識別子として単位ウエイト２０の重量が用いられている。単位ウエイト２０の重量は、カウンタウエイトデータ３８から取得できる。

このように、制御装置３５は、単位ウエイト２０を目標積載位置に誘導するための操作支援情報として、積載位置画面に、単位ウエイト２０の目標積載位置及び現在位置を表示する。具体的には、積載位置画面には、単位ウエイト２０の目標積載位置として目標起伏角と目標旋回角とが表示されている。また、単位ウエイト２０の現在位置として、ブーム１５の現在起伏角と現在旋回角とが表示されている。現在起伏角は起伏角検出器３１から取得される。現在旋回角は旋回角検出器３２から取得される。

ステップＳ１４において、今回移動させる単位ウエイト２０を対応する目標積載位置に配置する際のブームの目標起伏角および目標旋回角を求めているので、単位ウエイト２０ごとに目標積載位置が異なる場合でも、適切な目標起伏角および目標旋回角を表示できる。

積載位置画面には、操作支援情報として、単位ウエイト２０の目標位置図形４１と現在位置図形４２とが表示されている。目標位置図形４１は、目標積載位置に配置された単位ウエイト２０、すなわち移動対象である単位ウエイト２０の移動先を示す。ここで、目標積載位置は、カウンタウエイトデータ３８から取得される。現在位置図形４２は、現在位置の単位ウエイト２０を示す。ここで、現在位置は、起伏角検出器３１、旋回角検出器３２及び長さ検出器３３の検出値から求められる。ブーム１５の撓みを考慮して、現在位置を補正してもよい。目標位置図形４１および現在位置図形４２として用いられる図形データはカウンタウエイトデータ３８から取得される。このように、積載位置画面では、目標積載位置及び現在位置に、移動対象の単位ウエイト２０の概形が同時に表示される。

図５に示す画面イメージでは、単位ウエイト２０の平面視の略図（水平投影図形）が目標位置図形４１および現在位置図形４２として用いられている。目標位置図形４１及び現在位置図形４２は、対応する図形データは同じであるが、単位ウエイト２０の目標積載位置及び現在位置における旋回角に応じて、適宜回転して表示される。また、図５に示すように、目標位置図形４１と現在位置図形４２は、異なる表示態様であることが好ましい。図５では、目標位置図形４１は点線で表示され、現在位置図形４２は実線で表示されている。さらに、目標積載位置においては、移動対象の単位ウエイト２０の概形が、当該単位ウエイト２０を含むカウンタウエイトＷの一部として表示されている。

作業員は、表示装置３６に表示された積載位置画面を確認しながら、単位ウエイト２０の取り付け又は取り外しを行う。具体的には、作業員は、積載位置画面の「指定ＣＷ」の欄の表示から、今回移動させる単位ウエイト２０の種類を確認する。そして、作業員は、指定された単位ウエイト２０の玉掛けを行い、その単位ウエイト２０を吊り上げる。

このように、表示装置３６に今回移動させる単位ウエイト２０の識別子が表示されるので、作業員は、指定された単位ウエイト２０の作業を行えばよく、カウンタウエイトＷの組立順を間違えることがない。

作業員は、積載位置画面に表示された目標起伏角、目標旋回角、現在起伏角及び現在旋回角を確認しつつ、単位ウエイト２０を積載位置まで移動させる。ここで、作業員は、現在起伏角を目標起伏角に一致させ、現在旋回角を目標旋回角に一致させるようにクレーン操作をする。

このように、表示装置３６にブーム１５の目標起伏角と現在起伏角とが表示されるので、作業員は、現在起伏角を目標起伏角に合わせるようにクレーン操作すれば、単位ウエイト２０を積載位置に配置できる。また、表示装置３６にブーム１５の目標旋回角と現在旋回角とが表示されるので、作業員は現在旋回角を目標旋回角に合わせるようにクレーン操作すれば、単位ウエイト２０を積載位置に配置できる。

そのため、エンジンルーム１２や旋回台１３とカウンタウエイトＷの積載領域との隙間が狭い場合であっても、クレーン操作の指標を確認することで、カウンタウエイトＷの組立作業が容易になる。

移動式クレーンＣの機種によっては、エンジンルーム１２や旋回台１３とカウンタウエイトＷの積載領域との隙間が数十ｃｍである。一方、ブーム１５の撓みにより単位ウエイト２０の位置が数十ｃｍズレることがある。ステップＳ１４で個々の単位ウエイト２０の重量を考慮してブーム１５の撓みを求め、ブーム１５の撓みを考慮して目標起伏角を求めるよう構成すれば、単位ウエイト２０ごとに精度の高い目標起伏角を表示できる。作業員は、現在起伏角を目標起伏角に一致させるだけでよく、ブーム１５の撓みによる位置ズレを意識する必要がない。そのため、このような機種であっても、カウンタウエイトＷの組立作業が容易になる。

また、積載位置画面においては、単位ウエイト２０の目標積載位置及び現在位置に、移動対象の単位ウエイト２０の概形が同時に表示されているので、作業員は、積載位置画面に表示された目標位置図形４１と現在位置図形４２とを確認しつつ、単位ウエイト２０を目標積載位置まで移動させることができる。ここで、作業員は、現在位置図形４２を目標位置図形４１に一致させるようにクレーン操作をする。

このように、表示装置３６に単位ウエイト２０の目標位置図形４１と現在位置図形４２とが表示されるので、作業員は現在位置図形４２を目標位置図形４１に合わせるようにクレーン操作すれば、単位ウエイト２０を積載位置に配置できる。そのため、カウンタウエイトＷの組立作業が容易である。

なお、現在位置図形４２と目標位置図形４１とが一致した場合に、現在位置図形４２の色を変化させてもよい。そうすれば、作業員にとって単位ウエイト２０が積載位置に達したことを認識しやすい。

単位ウエイト２０の取り付け又は取り外しを行った後、作業員は入力装置３７を用いて、次の単位ウエイト２０の作業に移ったことを入力する（ステップＳ１６）。そうすると、制御装置３５の処理はステップＳ１３に戻る。ステップＳ１３では、次の組立順の単位ウエイト２０が特定され、作業員に対して提示される。図５に示す積載位置画面では、次の組立て順の単位ウエイト２０として第７単位ウエイト２７を移動させることが、作業員に対して提示されている。

制御装置３５は、ステップＳ１３からステップＳ１６までの処理を、一つの単位ウエイト２０を移動させるごとに、繰り返し行う。カウンタウエイトＷの組み立てが完了したら、制御装置３５は処理を終了する。

その後、図８に示すように、旋回台１３を旋回させて旋回台１３の後部を車体フレーム１１ｆ上のカウンタウエイトＷに対応する位置に配置させる。そして、旋回台１３の後部に設けられた着脱装置でカウンタウエイトＷを旋回台１３の後部に装着する。

以上では、主にカウンタウエイトＷを装着していない状態からカウンタウエイトＷを組み立てる場合を説明したが、カウンタウエイト組立補助装置Ａは、装着していたカウンタウエイトＷを取り外して解体する場合にも用いることができる。

この場合、ステップＳ１２において、作業員は、例えば０．０ｔ（カウンタウエイトＷなし）を選択する。ステップＳ１３では、制御装置３５は、カウンタウエイトＷを構成する単位ウエイト２０の中から取り外す単位ウエイト２０を特定し、提示する。

例えば、第５組合せのカウンタウエイトＷを取り外す場合、最初に移動させる単位ウエイト２０は、組立順が「７」である第７単位ウエイト２７である。その後、第６〜第１単位ウエイト２６〜２１を順に移動させる。

ステップＳ１５では、まず、作業員は、積載位置画面を確認しつつ、現在起伏角を目標起伏角に一致させ、現在旋回角を目標旋回角に一致させるようにクレーン操作する。つぎに、該当の単位ウエイト２０の玉掛けを行い、その単位ウエイト２０を取り外す。

単位ウエイト２０を取り外す際にも、単位ウエイト２０の重量によりブーム１５が撓み、単位ウエイト２０が位置ズレする。ステップＳ１４でブーム１５の撓みを考慮して目標起伏角を求めるよう構成すれば、単位ウエイト２０が位置ズレすることなく吊り上げることができる。そのため、単位ウエイト２０とエンジンルーム１２などとの接触を抑制できる。

特定の組合せのカウンタウエイトＷから重量の重い組合せのカウンタウエイトＷに変更する場合や、特定の組合せのカウンタウエイトＷから重量の軽い組合せのカウンタウエイトＷに変更する場合にもカウンタウエイト組立補助装置Ａを用いることができる。

この場合、ステップＳ１２では、作業員は、変更後の組合せを選択する。現在の組合せはカウンタウエイト検出器３４から取得される。なお、現在の組合せと変更後の組合せとを作業員が入力するよう構成してもよい。この場合には、カウンタウエイト検出器３４を含まない構成としてもよい。

ステップＳ１３では、現在の単位ウエイト２０の組合せとカウンタウエイトデータ３８に記憶された組立順とから、カウンタウエイトＷに取り付ける、又は取り外す単位ウエイト２０を特定する。

このように、実施形態のカウンタウエイト組立補助装置Ａ（クレーン作業補助装置）は、ブーム１５及びブーム１５の先端に昇降可能に取り付けられるフック１６を有する移動式クレーンＣによる作業を補助するクレーン作業補助装置である。カウンタウエイト組立補助装置Ａは、対象物の目標位置を記憶する記憶部３８１と、フック１６に吊り下げられた対象物の現在位置を特定する現在位置特定部３５Ａと、対象物の移動作業時に、目標位置と現在位置とに基づいて、対象物を目標位置に誘導するための操作支援情報を表示装置３６（表示部）に表示させる表示制御部３５Ｂと、を備える。

具体的には、カウンタウエイト組立補助装置Ａ（クレーン作業補助装置）は、少なくとも一つの単位ウエイト２０を含むカウンタウエイトＷを所定の積載領域に組み立てる作業を補助するクレーン作業補助装置である。記憶部３８１は、目標位置として、単位ウエイト２０ごとの目標積載位置を予め記憶し、現在位置特定部３５Ａは、フック１６に吊り下げられた単位ウエイト２０の現在位置を特定し、表示制御部３５Ｂは、カウンタウエイトＷの組立作業時に、目標積載位置と現在位置とに基づいて、操作支援情報を表示装置３６（表示部）に表示させる。

カウンタウエイト組立補助装置Ａによれば、カウンタウエイトＷの組立作業時に、目標積載位置と現在位置とに基づいて、単位ウエイト２０を目標積載位置に誘導するための操作支援情報が表示装置３６に表示され、作業員は操作支援情報に従ってクレーン操作すれば、単位ウエイト２０を目標積載位置に配置できるので、カウンタウエイトの組立作業が容易になる。

また、カウンタウエイト組立補助装置Ａは、複数の単位ウエイト２０を含むカウンタウエイトＷを所定の積載領域に組み立てる作業を補助するクレーン作業補助装置であって、単位ウエイト２０ごとに、水平面における目標積載位置及び当該単位ウエイト２０の概形を記憶する記憶部３８１と、吊り下げられた単位ウエイト２０の水平面における現在位置を特定する現在位置特定部３５Ａと、カウンタウエイトＷの組立作業時に、目標積載位置及び現在位置に、移動対象の単位ウエイト２０の概形、すなわち目標位置図形４１及び現在位置図形４２を同時表示させる表示制御部３５Ｂと、を備える。

これにより、作業員は、移動対象の単位ウエイト２０の移動状況を視覚的に容易に把握できるので、現在位置図形４２を目標位置図形４１に合わせるようにクレーン操作することで、単位ウエイト２０を容易に目標積載位置に配置できる。そのため、カウンタウエイトＷの組立作業が容易になる。

〔その他の実施形態〕
前記実施形態における積載位置画面（図５参照）の表示項目、すなわち操作支援情報に含まれる情報を追加又は削除してもよい。例えば、単位ウエイト２０の目標高さと、現在高さとを表示してもよい。目標高さは単位ウエイト２０を車体フレーム１１ｆ又は下層の単位ウエイト２０に積み重ねたときの高さである。現在高さはブーム１５の長さ、起伏角、ワイヤロープの繰り出し量から求められる。

移動式クレーンＣの機種によっては、カウンタウエイトＷの高さが運転室１４よりも高い。この場合、上部の単位ウエイト２０を取り付ける際に運転室１４内の作業員からは単位ウエイト２０の積載位置が確認しにくい。積載位置画面に目標高さと、現在高さとを表示すれば、運転室１４内の作業員が単位ウエイト２０を積載位置まで降ろせたか否かを確認できる。

運転室１４内の作業員からみて単位ウエイト２０の奥行き方向の位置は目視により精度よく確認することが困難である。一方、単位ウエイト２０の左右方向の位置は目視確認しやすい。そこで、単位ウエイト２０の左右方向の位置を合わせる指標である目標旋回角および現在旋回角を表示しない構成としてもよい。この場合、旋回角検出器３２を含まない構成としてもよい。

前記実施形態では、単位ウエイト２０ごとに積載位置を画面表示し、組立作業の進捗にともない画面を切り換えたが、これに代えて、全ての単位ウエイト２０の積載位置を一画面で表示してもよい。

カウンタウエイトＷの組立作業におけるブーム長さが定められている場合や、ブーム１５が長さ固定ブームの場合には、長さ検出器３３を含まない構成としてもよい。この場合、ブーム長さは制御装置３５に記憶される。ただし、前記実施形態のようにブーム長さを考慮して目標起伏角を求めれば、ブーム１５を任意の長さに伸長した場合でも、適切な目標起伏角を表示できる。

実施の形態では、単位ウエイト２０の目標積載位置と現在位置の双方を、表示装置３６に表示するが、目標積載位置と現在位置との差分を、操作支援情報として表示装置３６に表示してもよい。例えば、図５に示すように、単位ウエイトの目標積載位置に対応する起伏角が６５°で、現在位置に対応する起伏角が６０°である場合、これらの差分である５°を、操作支援情報として表示してもよい。また例えば、単位ウエイトの目標積載位置に対応する旋回角が１８°で、現在位置に対応する旋回が５８°である場合、これらの差分である４０°を、操作支援情報として表示してもよい。作業員は、目標積載位置と現在位置との差分によって、ブーム１５をどの程度起伏及び旋回させればよいのか知得できるので、実施の形態と同様に、クレーンによる作業が容易化される。

本発明のクレーン作業補助装置は、移動式クレーンにおけるカウンタウエイトの組立作業だけでなく、クレーンにより吊荷（対象物）を目標位置に移動させる場合に適用することができる。

Ｃ 移動式クレーン
Ｗ カウンタウエイト
Ａ カウンタウエイト組立補助装置（クレーン作業補助装置）
３１ 起伏角検出器
３２ 旋回角検出器
３３ 長さ検出器
３４ カウンタウエイト検出器
３５ 制御装置
３５Ａ 現在位置特定部
３５Ｂ 表示制御部
３６ 表示装置（表示部）
３７ 入力装置
３８ カウンタウエイトデータ
３８１ 記憶部

本発明に係るクレーン作業補助装置は、
ブーム及び前記ブームの先端に昇降可能に取り付けられるフックを有するクレーンによる少なくとも一つの単位ウエイトを含むカウンタウエイトを所定の積載領域に組み立てる作業を補助するクレーン作業補助装置であって、
前記単位ウエイトごとに、水平面における目標積載位置及び当該単位ウエイトの概形を記憶する記憶部と、
前記フックに吊り下げられた前記単位ウエイトの水平面における現在位置を特定する現在位置特定部と、
前記カウンタウエイトの組立作業時に、前記目標積載位置と前記現在位置とに基づいて、前記単位ウエイトを前記目標積載位置に誘導するための操作支援情報を表示部に表示させる表示制御部と、を備え、
前記表示制御部は、前記操作支援情報として、前記目標積載位置と前記現在位置の双方を、又は前記目標積載位置と前記現在位置との差分を、前記表示部に表示させるとともに、前記目標積載位置及び前記現在位置に、移動対象の前記単位ウエイトの概形を同時表示させることを特徴とする。

Claims (8)

1. ブーム及び前記ブームの先端に昇降可能に取り付けられるフックを有するクレーンによる作業を補助するクレーン作業補助装置であって、
   対象物の目標位置を記憶する記憶部と、
   前記フックに吊り下げられた前記対象物の現在位置を特定する現在位置特定部と、
   前記対象物の移動作業時に、前記目標位置と前記現在位置とに基づいて、前記対象物を前記目標位置に誘導するための操作支援情報を表示部に表示させる表示制御部と、を備えることを特徴とするクレーン作業補助装置。
2. 少なくとも一つの単位ウエイトを含むカウンタウエイトを所定の積載領域に組み立てる作業を補助するクレーン作業補助装置であって、
   前記記憶部は、前記目標位置として、前記単位ウエイトごとの目標積載位置を予め記憶し、
   前記現在位置特定部は、前記フックに吊り下げられた前記単位ウエイトの現在位置を特定し、
   前記表示制御部は、前記カウンタウエイトの組立作業時に、前記目標積載位置と前記現在位置とに基づいて、前記操作支援情報を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１に記載のクレーン作業補助装置。
3. 前記表示制御部は、前記操作支援情報として、前記目標積載位置と前記現在位置の双方を、又は前記目標積載位置と前記現在位置との差分を、前記表示部に表示させることを特徴とする請求項２に記載のクレーン作業補助装置。
4. 前記目標積載位置及び前記現在位置は、前記ブームの作業半径を示す情報を含むことを特徴とする請求項３に記載のクレーン作業補助装置。
5. 前記ブームの現在の起伏角を検出する起伏角検出器をさらに備え、
   前記現在位置特定部は、前記起伏角検出器の検出結果に基づいて、前記現在位置を特定し、
   前記表示制御部は、前記目標積載位置及び現在の前記ブームの長さに基づいて目標起伏角を算出し、前記目標起伏角と前記ブームの現在の起伏角の双方を、又は前記目標起伏角と前記ブームの現在の起伏角との差分を、前記表示部に表示させることを特徴とする請求項４に記載のクレーン作業補助装置。
6. 前記表示制御部は、前記目標積載位置、現在の前記ブームの長さ、及び前記単位ウエイトの重量による前記ブームの撓みに基づいて前記目標起伏角を算出することを特徴とする請求項５に記載のクレーン作業補助装置。
7. 前記ブームの現在のブーム長さを検出する長さ検出器を有することを特徴とする請求項５又は６に記載のクレーン作業補助装置。
8. 前記目標積載位置及び前記現在位置は、前記ブームの旋回角を示す情報を含み、
   前記現在位置特定部は、前記ブームの現在の旋回角を検出する旋回角検出器を有し、
   前記表示制御部は、前記ブームの作業半径を示す情報とともに、前記ブームの現在の旋回角を示す情報を、前記表示部に表示させることを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載のクレーン作業補助装置。

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