JP2018095374A

JP2018095374A - 移動式クレーン

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Publication number: JP2018095374A
Application number: JP2016239916A
Authority: JP
Inventors: 啓資玉木; Keisuke Tamaki
Original assignee: Tadano Ltd
Current assignee: Tadano Ltd
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2018-06-21
Anticipated expiration: 2036-12-09
Also published as: JP6819259B2

Abstract

【課題】落雷による油圧機器や電子機器の破損や誤動作を抑制することができるクレーンを提供する。【解決手段】旋回台に起伏自在の伸縮ブームが設けられる移動式クレーンであるクレーンにおいて、クレーンが搬送物Ｗを搬送する作業現場の三次元情報とクレーンの位置情報とクレーンの三次元形状と前記作業現場に設置されている避雷効果のある構造物Ｓｔの位置情報とを取得し、前記作業現場の三次元情報に基づいて前記作業現場の三次元マップＷｍを算出し、クレーンの三次元形状とクレーンの姿勢情報とクレーンの位置情報とに基づいてクレーンの現在の三次元形状Ｃｍを算出し、前記三次元マップＷｍから避雷効果のある構造物Ｓｔによる保護範囲Ｐａを算出し、前記作業現場の三次元マップＷｍに避雷効果のある構造物Ｓｔによる保護範囲Ｐａとクレーンの現在の三次元形状Ｃｍとを重畳的に表示させる。【選択図】図４

Description

本発明は、移動式クレーンに関する。詳しくは、作業現場の三次元情報を用いて落雷を抑制する移動式クレーンに関する。

従来、伸縮ブームを備えるクレーン等において搬送作業を行う場合、搬送物を釣り上げて搬送するという機能上、作業現場の構造物よりも高い位置まで伸縮ブームを伸長させる場合がある。このため、クレーンは、建築基準法等により設置が義務付けられている避雷針（避雷設備）の保護範囲外の領域に伸縮ブームが配置された状態で作業を行う場合が多い。一方、雷は、落雷直前の稲妻停止位置を中心とする雷撃距離を半径とする球内であって、稲妻停止位置に最も近い構造物に落ちやすい。つまり、雷は、雷撃距離以内に入る可能性が高い高所に落ちやすい。従って、クレーン等は、搬送経路によっては伸縮ブームが落雷の可能性が高まる避雷針の保護範囲外の領域であって、雷撃距離以内に含まれる高所に配置される。そこで、伸縮ブームの先端に避雷針を設けて落雷による油圧機器や電子機器の破損を回避するようにしたクレーンの伸縮ブーム等に用いられる伸縮マストが知られている。例えば、特許文献１の如くである。

特許文献１に記載の伸縮マストは、上段側の単位マスト体が下段側の単位マスト体に入れ子式に挿入され、伸縮自在に構成されている。最上段の単位マスト体には、避雷針が設けられている。各単位マスト体は、導電性の摺動子が板バネで単位マスト体に押し付けられている。このように構成することで、伸縮マストは、先端の避雷針から基端までの落雷電流の通電経路が確保されている。これにより、伸縮マストは、先端の避雷針に落雷しても単位マスト体の側面に落雷電流（直撃電流）が流れ、直撃電流による内部の油圧機器や電子機器等の破損や誤動作を防止している。

特許文献１に記載の技術は、避雷針と通電経路とを単位マストに構成することで、伸縮マスト内部の油圧機器や電子機器等に直撃電流が流れないように構成したものである。しかし、伸縮マストには、落雷時に通電経路に印可される高い電圧による誘導電流が発生する。また、伸縮マストは、大電流が流れることにより通電経路が高温になる。このため、伸縮マストは、避雷針と通電経路とにより内部の油圧機器や電子機器に直撃電流が流れないように構成されていても、誘導電流や発熱によって内部の油圧機器や電子機器に落雷による影響が生じる可能性があった。

特開２０１５−１８２４７１号公報

本発明の目的は、落雷による油圧機器や電子機器の破損や誤動作を抑制することができるクレーンの提供を目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、旋回台に起伏自在の伸縮ブームが設けられる移動式クレーンにおいて、前記移動式クレーンが搬送物を搬送する作業現場の三次元情報と前記移動式クレーンの位置情報と前記移動式クレーンの三次元形状とを取得し、前記作業現場の三次元情報に基づいて前記作業現場の三次元マップを算出し、前記移動式クレーンの三次元形状と前記移動式クレーンの姿勢情報と前記移動式クレーンの位置情報とに基づいて前記移動式クレーンの現在の三次元形状を算出し、前記三次元マップから避雷効果のある構造物による保護範囲を算出し、前記作業現場の三次元マップに前記避雷効果のある構造物による保護範囲と前記移動式クレーンの現在の三次元形状とを重畳的に表示させるものである。

クレーンは、前記作業現場の気象情報を取得し、前記気象情報に雷注意報が含まれ、かつ前記移動式クレーンの三次元形状の全てが前記避雷効果のある構造物による保護範囲に包含されていない場合、操縦者に落雷の可能性がある旨を報知するものである。

クレーンは、前記作業現場の気象情報を取得し、前記気象情報に雷注意報が含まれ、かつ前記移動式クレーンの三次元形状の全てが前記避雷効果のある構造物による保護範囲に包含されていない場合、前記移動式クレーンの三次元形状の全てが前記避雷効果のある構造物による保護範囲に包含される状態になるための前記移動式クレーンの姿勢情報と前記移動式クレーンの位置情報とを算出するものである。

本発明は、以下に示すような効果を奏する。

クレーンにおいては、作業現場において避雷針の保護範囲と、それに対するクレーンの位置が三次元画像として適宜提供されるのでクレーン全体が避雷針の保護範囲に包含される位置に移動させやすい。これにより、落雷による油圧機器や電子機器の破損や誤動作を抑制することができる。

クレーンにおいては、操縦者に雷が発生する可能性が高い気象条件、かつ雷の直撃をける可能性が高い位置条件である旨が速やかに報知される。これにより、落雷による油圧機器や電子機器の破損や誤動作を抑制することができる。

クレーンにおいては、適切にクレーン全体が避雷針の保護範囲に包含される位置に移動させやすい。これにより、落雷による油圧機器や電子機器の破損や誤動作を抑制することができる。

本発明の第一実施形態に係るクレーンの全体構成を示す側面図。本発明の第一実施形態に係るクレーンの制御装置の構成を示すブロック図。ＪＩＳ規格の保護角法における避雷針の保護範囲を示す模式図。（ａ）本発明の第一実施形態に係るクレーンにおいて作業現場の三次元マップに避雷針の保護範囲とクレーンの三次元形状を重畳的に表示している状態を示す側面図、（ｂ）同じく作業現場の三次元マップに避雷針の保護範囲とクレーンの三次元形状を重畳的に表示している状態を示す平面図。（ａ）本発明の第一実施形態に係るクレーンの作業現場の三次元マップにおいて避雷針の保護範囲にクレーン全体が包含されている状態を示す側面図、（ｂ）同じくクレーンの一部が避雷針の保護範囲の外に配置されている状態を示す側面図示す図。本発明の第一実施形態に係るクレーンにおいて落雷抑制制御の制御態様を表すフローチャートを示す図。本発明の第二実施形態に係るクレーンの作業現場の三次元マップにおいて避雷針の保護範囲の外にクレーンの一部が配置されている状態から保護範囲に包含される状態に移動させるための移動量を算出する態様を示す側面図。本発明の第二実施形態に係るクレーンにおいて落雷抑制制御の制御態様を表すフローチャートを示す図。

以下に、図１と図２とを用いて、移動式クレーンの一実施形態に係るクレーン１について説明する。なお、本実施形態においては、クレーン１として移動式クレーンについて説明を行うが、アクチュエータによって起伏される伸縮ブーム８と旋回台７とウインチ（メインウインチ１３、サブウインチ１５）とを具備するクレーンであればよい。

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（図２参照）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、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、キャビン１７、クレーン位置情報取得装置１９、通信装置２０、制御装置２１（図２参照）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。旋回台７は、図示しない油圧式の旋回モータによって回転されるように構成されている。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２２（図２参照）が設けられている。

伸縮ブーム８は、搬送物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、各ブーム部材を図示しない伸縮シリンダ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、そのブーム長さを検出するブーム長さ検出センサ２３（図２参照）と、その起伏角度を検出するブーム角度検出センサ２４（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のベースブーム部材に設けられたジブ支持部によってベースブーム部材に沿った姿勢で保持されている。ジブ９の基端は、トップブーム部材のジブ支持部に連結可能に構成されている。ジブ９は、ジブ支持部に図示しないピンを打ち込むことによりトップブーム部材の先端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、搬送物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、搬送物Ｗを吊るメインフックとが設けられている。サブフックブロック１１は、搬送物Ｗを吊るものである。サブフックブロック１１には、搬送物Ｗを吊るサブフックが設けられている。

起伏シリンダ１２は、伸縮ブーム８を起立および倒伏させ、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伸縮ブーム８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伸縮ブーム８を倒伏させるように構成されている。

油圧ウインチであるメインウインチ１３は、メインワイヤロープ１４の繰り入れ（巻き上げ）および繰り出し（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、メインワイヤロープ１４が繰り入れ、繰り出しされるように構成されている。

油圧ウインチであるサブウインチ１５は、サブワイヤロープ１６の繰り入れおよ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、サブワイヤロープ１６が繰り入れ、繰り出しされるように構成されている。サブウインチ１５には、サブワイヤロープ１６の繰り出し長さを検出するワイヤロープ長さ検出センサ２５（図２参照）が設けられている。

キャビン１７は、操縦席を覆うものである。キャビン１７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１７の内部には、図示しない操縦席が設けられている。操縦席には、メインウインチ１３を操作するための図示しないメイン用操作弁、サブウインチ１５を操作するための図示しないサブ用操作具、伸縮ブーム８を操作するための図示しない起伏用操作具、クレーン１を移動させるための図示しないハンドル、旋回台７を旋回させるための旋回用操作具、三次元情報等を表示する表示装置１８（図２参照）等が設けられている。

クレーン位置情報取得装置１９（図２参照）は、クレーン１の位置情報である緯度、経度、高度を取得するものである。クレーン位置情報取得装置１９は、例えばＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ、全地球航法衛星システム）を用いるためのＧＮＳＳアンテナとＧＮＳＳ受信処理機とから構成されている。クレーン位置情報取得装置１９は、複数のＧＮＳＳ衛星からの電波をＧＮＳＳアンテナで受信し、ＧＮＳＳ受信処理機にて処理することにより、ＧＮＳＳアンテナの緯度、経度、高度を取得する。クレーン位置情報取得装置１９は、車両２の複数の位置にＧＮＳＳアンテナが設けられている。つまり、クレーン位置情報取得装置１９は、車両２の位置である緯度、経度、高度および車両２の配置方向を算出するために必要な位置情報を取得する。

通信装置２０（図２参照）は、クレーン１が搬送物Ｗを搬送する作業現場の三次元情報と作業現場の気象情報を取得するものである。通信装置２０は、例えばインターネット経由で、外部から雷注意報等の雷に関する気象情報を取得する。また、通信装置２０は、作業現場の三次元情報を取得する。作業現場の三次元情報は、所定時間毎またはリアルタイムに計測され、随時更新されている。これにより、クレーン１は、刻々と構造物の形状等が変化する作業現場の状態が反映された三次元情報を取得することができる。

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８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。

図２に示すように、制御装置２１は、クレーン１の動作制御と落雷抑制制御を行うものである。制御装置２１は、車両２に設けられている。制御装置２１は、クレーン１の動作制御として、図示しない各種操作具の操作に基づいて伸縮ブーム８、起伏シリンダ１２、メインウインチ１３、サブウインチ１５および旋回モータの動作を制御する。また、制御装置２１は、クレーン１の落雷抑制制御として、搬送作業を行う作業現場の三次元情報から仮設の避雷針を含む避雷効果のある構造物Ｓｔによる保護範囲Ｐａを算出する。次に、制御装置２１は、クレーン１の三次元情報から避雷効果のある構造物Ｓｔによる保護範囲Ｐａに対するクレーン１の位置関係を算出し、落雷を抑制する情報を操縦者に提示する。作業現場の三次元情報には、作業現場の構造物Ｓｔの緯度、経度、高度、三次元形状Ｃｍ、配置方向等が含まれている。さらに、作業現場の三次元情報には、作業現場の構造物Ｓｔに設けられている避雷針や仮設の避雷針の位置情報が含まれている。クレーン１の三次元情報には、クレーン１自体の三次元形状Ｃｍおよび搬送物Ｗの重量および三次元形状が含まれている。クレーン１の姿勢情報には、旋回台７の旋回位置、伸縮ブーム８の伸縮長さおよび起伏角度、メインワイヤロープ１４の繰り出し長さ、サブワイヤロープ１６の繰り出し長さ、車両２の位置である緯度、経度、高度、車両２の配置方向が含まれている。

制御装置２１は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、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２１には、起伏シリンダ１２、メインウインチ１３、サブウインチ１５および旋回モータの動作を制御するために種々のプログラムやデータが格納されている。また、制御装置２１には、クレーン１自体の三次元形状Ｃｍの情報が格納され、クレーン１の三次元情報からその姿勢における三次元形状Ｃｍを作成するプログラムやデータが格納されている。さらに、制御装置２１には、避雷効果のある構造物Ｓｔの位置から避雷効果のある構造物Ｓｔによる保護範囲Ｐａを算出するために種々のプログラムやデータが格納されている。

制御装置２１は、表示装置１８に接続され、表示装置１８にクレーン１の三次元情報と作業現場の三次元情報とを表示することができる。

制御装置２１は、クレーン位置情報取得装置１９に接続され、クレーン位置情報取得装置１９から、車両２の緯度、経度、高度および車両２の配置方向からなるクレーン１の位置情報を取得することができる。

制御装置２１は、通信装置２０に接続され、通信装置２０を介して、避雷針や仮設の避雷針の位置情報を含む作業現場の三次元情報と作業現場の気象情報とを取得することができる。

制御装置２１は、旋回位置検出センサ２２に接続され、旋回位置検出センサ２２からの信号を取得し、クレーン１の姿勢情報を構成する旋回台７の旋回角度を算出することができる。

制御装置２１は、ブーム長さ検出センサ２３に接続され、ブーム長さ検出センサ２３から信号を取得し、クレーン１の姿勢情報を構成する伸縮ブーム８のブーム長さを算出することができる。

制御装置２１は、ブーム角度検出センサ２４に接続され、ブーム角度検出センサ２４から信号を取得し、クレーン１の姿勢情報を構成する伸縮ブーム８の起伏角度を算出することができる。

制御装置２１は、ワイヤロープ長さ検出センサ２５に接続され、ワイヤロープ長さ検出センサ２５から信号を取得し、クレーン１の姿勢情報を構成するメインワイヤロープ１４の繰り出し長さおよびサブワイヤロープ１６の繰り出し長さを算出することができる。なお、本実施形態において、クレーン１は、ワイヤロープ長さ検出センサ２５を備えているが、必須の構成要件ではない。

制御装置２１は、作業現場の三次元情報から作業現場の複数の構造物Ｓｔの三次元形状Ｃｍとその配置からなる三次元マップＷｍを作成し、表示装置１８に表示することができる。作業現場の複数の構造物Ｓｔには、避雷針、仮設の避雷針、建築中の構造物等、作業現場の全ての構造物を含む。

制御装置２１は、作業現場の三次元情報から避雷効果のある構造物Ｓｔによる保護範囲Ｐａを算出し、作業現場の三次元マップＷｍに重ね合わせて、表示装置１８に表示することができる。

制御装置２１は、クレーン１の三次元情報から搬送物Ｗを含むクレーン１の現在の三次元形状Ｃｍを算出し、作業現場の三次元マップＷｍに重ね合わせて、表示装置１８に表示することができる。

このように構成されるクレーン１は、制御装置２１によって作業現場の三次元情報とクレーン１の位置情報とを取得し、作業現場の三次元マップＷｍとクレーン１の現在の配置位置および姿勢に基づく三次元形状Ｃｍとを作成する。さらに、クレーン１は、制御装置２１によって三次元マップＷｍにクレーン１の三次元形状Ｃｍと避雷効果のある構造物Ｓｔによる保護範囲Ｐａを重畳的に表示する（図４参照）。

以下に、図３から図６を用いて、クレーン１の落雷抑制制御について説明する。なお、クレーン１は、作業現場の三次元情報とクレーン１の位置情報とを取得しているものとする。

図３に示すように、避雷針Ｌｒ（避雷効果のある構造物Ｓｔ）による保護範囲Ｐａは、ＪＩＳ規格（ＪＩＳＡ４２０１）に定められている。避雷針Ｌｒの上端からの鉛直線に対する角度である保護角で定められる稜線の内側（保護角を円錐頂角の１／２とする円錐の内側）を保護範囲Ｐａとする保護角法において、保護レベルＩＶ（保護効率０．８）の場合、避雷針Ｌｒの高さが６０ｍのとき保護角度２５°に定められる稜線の内側（図３（ａ）の薄墨部分）、避雷針Ｌｒの高さが４５ｍのとき保護角度３５°に定められる稜線の内側（図３（ｂ）の薄墨部分）、避雷針Ｌｒの高さが３０ｍのとき保護角度４５°に定められる稜線の内側（図３（ｃ）の薄墨部分）、避雷針Ｌｒの高さが２０ｍのとき保護角度５５°に定められる稜線の内側（図３（ｄ）の薄墨部分）が保護範囲Ｐａとして定められている。保護角法において、保護レベルＩＶ（保護効率０．８）の場合、避雷針Ｌｒによる保護範囲Ｐａに包含される位置において８０％の確率で落雷を遮蔽できるものとして設定されている。なお、本実施形態において避雷針Ｌｒによる保護範囲Ｐａを保護角法によって算出しているがこれに限定するものではなく、回転球体法によって保護範囲Ｐａを算出する構成でもよい。

図４に示すように、クレーン１の制御装置２１は、通信装置２０を介して作業現場の三次元情報を取得し、作業現場の三次元マップＷｍを作成する。合わせて、制御装置２１は、作業現場の三次元情報から作業現場にある各構造物Ｓｔ１・Ｓｔ２・Ｓｔ３の最も高い部分が避雷効果を発揮するとして、各構造物Ｓｔ１・Ｓｔ２・Ｓｔ３における避雷効果の範囲である保護範囲Ｐａ１・Ｐａ２・Ｐａ３を算出する。制御装置２１は、保護範囲が他の構造物の保護範囲に全て含まれている構造物Ｓｔ３を除いた構造物Ｓｔ１・Ｓｔ２を避雷効果のある構造物とする。避制御装置２１は、算出した避雷効果のある構造物Ｓｔ１・Ｓｔ２による保護範囲Ｐａ１・Ｐａ２を三次元マップＷｍに重畳的に表示する。さらに、制御装置２１は、クレーン位置情報取得装置１９からクレーン１の位置情報を取得し、旋回位置検出センサ２２、ブーム長さ検出センサ２３、ブーム角度検出センサ２４およびワイヤロープ長さ検出センサ２５からクレーン１の姿勢情報を取得し、クレーン１の位置情報と姿勢情報と三次元形状とからクレーン１の現在の三次元形状Ｃｍとその位置および配置方向を算出し、三次元マップＷｍに重畳的に表示する。制御装置２１は、所定時間毎にクレーン１の現在の三次元形状Ｃｍと位置と配置方向を算出し、三次元マップＷｍに連続的に表示する。

図５（ａ）に示すように、所定時間毎に三次元マップＷｍに表示されるクレーン１の現在の姿勢での三次元形状Ｃｍの全体が避雷効果のある構造物Ｓｔ１による保護範囲Ｐａ１に包含されている場合、制御装置２１は、雷注意報の発令時など雷の発生が予測される気象条件下においても避雷効果のある構造物Ｓｔ１によってクレーン１への落雷が遮蔽されると判定する。制御装置２１は、通信装置２０を介して雷注意報等を取得した場合、表示装置１８を介して雷注意報等が発令された旨のみを報知する。
図５（ｂ）に示すように、クレーン１の車体２およびクレーン装置６のうち少なくとも一部が避雷効果のある構造物Ｓｔ１による保護範囲Ｐａ１および避雷効果のある構造物Ｓｔ２による保護範囲Ｐａ２の外に配置されている場合、雷注意報の発令時など雷の発生が予測される気象条件下においてクレーン１への落雷の可能性があると判定する。制御装置２１は、通信装置２０を介して雷注意報等を取得した場合、表示装置１８を介して雷注意報等が発令された旨を報知するとともにクレーン１の少なくとも一部が避雷効果のある構造物Ｓｔ１による保護範囲Ｐａ１および避雷効果のある構造物Ｓｔ２による保護範囲Ｐａ２の外に配置されている旨を報知する。

雷注意報が発令されている場合、制御装置２１は、搬送物Ｗの搬送によってクレーン１の一部が避雷効果のある構造物Ｓｔによる保護範囲Ｐａの外に移動すると、雷注意報等が発令されている旨の報知に加えて、クレーン１の一部が避雷効果のある構造物Ｓｔ１による保護範囲Ｐａ１および避雷効果のある構造物Ｓｔ２による保護範囲Ｐａ２外にある旨を報知する。また、制御装置２１は、搬送物Ｗの搬送によってクレーン１の一部が避雷効果のある構造物Ｓｔ１による保護範囲Ｐａ１および避雷効果のある構造物Ｓｔ２による保護範囲Ｐａ２に包含されない位置から保護範囲Ｐａ１・Ｐａ２に包含される位置に移動すると、クレーン１の一部が保護範囲Ｐａ１・Ｐａ２に包含されていない旨の報知を停止し、雷注意報等が発令されている旨の報知のみを継続して行う。

次に、図６を用いて、クレーン１の制御装置２１における落雷抑制制御の制御態様について具体的に説明する。なお、本実施形態において、制御装置２１は、すでに作業現場の三次元情報を取得し、避雷効果のある構造物Ｓｔ１による保護範囲Ｐａ１を含む作業現場の三次元マップＷｍを作成しているものとする。

ステップＳ１１０において、制御装置２１は、所定時間毎にクレーン１の三次元情報を取得し、ステップをステップＳ１２０に移行させる。

ステップＳ１２０において、制御装置２１は、取得したクレーン１の三次元情報から現在の姿勢におけるクレーン１の三次元形状Ｃｍを作成し、ステップをステップＳ１３０に移行させる。

ステップＳ１３０において、制御装置２１は、作成したクレーン１の三次元形状Ｃｍを予め作成されている作業現場の三次元マップＷｍに、現在の設置位置および設置方向に合わせて重畳的に表示し、ステップをステップＳ１４０に移行させる。

ステップＳ１４０において、制御装置２１は、通信装置２０を介して取得した気象情報に雷注意報が含まれているか否か判定する。すなわち、制御装置２１は、雷注意報が発令されているか否か判定する。
その結果、雷注意報が発令されていると判定された場合、制御装置２１はステップをステップＳ１５０に移行させる。
一方、雷注意報が発令されていないと判定された場合、制御装置２１はステップをステップＳ１１０に移行させる。

ステップＳ１５０において、制御装置２１は、雷注意報が発令されている旨を操縦者に表示装置１８を介して報知し、ステップをステップＳ１６０に移行させる。

ステップＳ１６０において、制御装置２１は、クレーン１の三次元形状Ｃｍのうち少なくとも一部が避雷効果のある構造物Ｓｔ１による保護範囲Ｐａ１の外に配置されているか否かを判断する。
その結果、クレーン１の三次元形状Ｃｍのうち少なくとも一部が避雷効果のある構造物Ｓｔ１による保護範囲Ｐａ１の外に配置されていると判定された場合、制御装置２１ステップをステップＳ１７０に移行させる。
一方、クレーン１の三次元形状Ｃｍのうち少なくとも一部が避雷効果のある構造物Ｓｔ１による保護範囲Ｐａ１の外に配置されてないと判定された場合、制御装置２１はステップをステップＳ１１０に移行させる。

ステップＳ１７０において、制御装置２１は、クレーン１に落雷が発生する可能性がある旨を操縦者に表示装置１８を介して報知し、ステップをステップＳ１１０に移行させる。

このように構成することで、クレーン１は、所定時間毎またはリアルタイムに取得した作業現場の三次元情報とクレーン１の三次元情報から避雷効果のある構造物Ｓｔ１による保護範囲Ｐａ１を表示させた作業現場の三次元マップＷｍを形成するとともにクレーン１の現在の姿勢、位置、配置方向、搬送物Ｗの重量および形状等を反映させたクレーン１の三次元形状Ｃｍを三次元マップＷｍに重畳的に表示させる。すなわち、クレーン１は、操縦者に作業現場における避雷効果のある構造物Ｓｔ１による保護範囲Ｐａ１を視覚的に認識させ、保護範囲Ｐａに対するクレーン１の位置が三次元画像として適宜提供されるのでクレーン１の全体を避雷効果のある構造物Ｓｔ１による保護範囲Ｐａ１に包含されるように移動させやすい。また、クレーン１は、雷注意報等の落雷の可能性が高まる気象情報を受信した際に、クレーン１の少なくとも一部が避雷効果のある構造物Ｓｔ１による保護範囲Ｐａ１の外に配置されている場合、操縦者に雷が発生する可能性が高い気象条件、かつ雷の直撃を受ける可能性がある位置条件である旨を速やかに報知させる。これにより、クレーン１は、刻々と変化する作業現場の構造物の形状に応じて適切な三次元情報を作業者に提供し、落雷による油圧機器や電子機器の破損や誤動作を抑制することができる。

また、本実施形態の変形例として、クレーン１は、雷注意報が発令されている場合、制御装置２１は、雷注意報等が発令されている旨の報知に加えて、クレーン１の保護範囲Ｐａの中から保護範囲Ｐａの外への移動を規制するように構成してもよい。

次に、図７と図８とを用いて、クレーンの第二実施形態であるクレーン２６（図１参照）について説明する。なお、以下の第二実施形態に係るクレーン２６は、図１から図６に示すクレーン１において、クレーン１に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、符号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。

第二実施形態におけるクレーン２６の落雷抑制制御について説明する。なお、クレーン２６は、作業現場の三次元情報とクレーン２６の位置情報とを取得しているものとする。
図７に示すように、クレーン２６の一部が避雷効果のある構造物Ｓｔ１による保護範囲Ｐａ１に包含されていない状態で通信装置２０を介して雷注意報等を取得した場合、制御装置２１は、表示装置１８を介して雷注意報等が発令された旨を報知するとともにクレーン２６の一部が避雷効果のある構造物Ｓｔ１による保護範囲Ｐａ１に包含されていない状態である旨を報知する。さらに、制御装置２１は、三次元マップＷｍに表示されているクレーン２６の現在の姿勢での三次元形状Ｃｍの全体が、搬送物Ｗの位置を維持しつつ避雷効果のある構造物Ｓｔ１による保護範囲Ｐａ１に包含されている状態になるために必要な旋回台７の旋回角度（図示せず）、サブワイヤロープ１６の繰り出し（繰り入れ）量Ｗｌ、伸縮ブーム８の伸縮量Ｂｌ、起伏角度θ、車両２の位置（図示せず）および方角（図示せず）を算出する。なお、搬送物Ｗの位置を維持する条件は、クレーン２６の現在の姿勢での三次元形状Ｃｍの全体が、避雷効果のある構造物Ｓｔ１による保護範囲Ｐａ１に包含されている状態になるための移動量を算出する制約条件の一例である。

次に、図８を用いて、クレーン２６の制御装置２１における落雷抑制制御の制御態様について具体的に説明する。なお、本実施形態において、制御装置２１は、すでに作業現場の三次元情報を取得し、避雷効果のある構造物Ｓｔ１による保護範囲Ｐａ１を含む作業現場の三次元マップＷｍおよびを作成しているものとする。

ステップＳ１１０からステップＳ１７０までは、第一実施形態において説明した内容と同一であるため記載を省略する。

ステップＳ１８０において、制御装置２１は、クレーン２６の三次元形状Ｃｍの全てが避雷効果のある構造物Ｓｔによる保護範囲Ｐａに含まれるために必要な旋回台７の旋回角度（図示せず）、サブワイヤロープ１６の繰り出し（繰り入れ）量Ｗｌ、伸縮ブーム８の伸縮量Ｂｌ（図７参照）および起伏角度θ（図７参照）を算出するとともに表示装置１８（図２参照）を介して計算結果を報知し、ステップをステップＳ１１０に移行させる。

このように構成することで、クレーン２６は、操縦者にクレーン２６の伸縮ブーム８等を避雷効果のある構造物Ｓｔによる保護範囲Ｐａに包含される位置に移動させるための目安となる旋回角度、メインワイヤロープ１４またはサブワイヤロープ１６の繰り出し（繰り入れ）量Ｗｌ、伸縮ブーム８の伸縮量Ｂｌおよび起伏角度θを算出する。すなわち、クレーン２６は、操縦者が視覚的に認識している避雷効果のある構造物Ｓｔによる保護範囲Ｐａに包含される位置に向かってクレーン２６を適切に移動させやすい。これにより、クレーン２６は、刻々と変化する作業現場の構造物の形状に応じて適切な三次元情報を作業者に提供し、落雷による油圧機器や電子機器の破損や誤動作を抑制することができる。また、クレーン１・２６は、避雷効果のある構造物Ｓｔによる保護範囲Ｐａに包含されることで、搬送物の近傍で作業を行う玉掛け作業者等への直撃雷やクレーン１・２６を介した誘導雷を防止することができる。

以上、クレーン１・２６は、落雷抑制制御として、作業現場の三次元マップＷｍに避雷効果のある構造物Ｓｔによる保護範囲Ｐａとクレーン１・２６の三次元形状Ｃｍとを重畳的に表示させているが、さらにクレーン１・２６の搬送物Ｗの搬送可能範囲を重畳的に表示させる構成としてもよい。また、本実施形態において、クレーン１・２６は、表示装置１８を介して操縦者に雷注意報等の発令および落雷の可能性がある旨を報知するがこれに限定するものではなくブザーや照明等によって報知する構成でもよい。また、本実施形態において、クレーン１・２６は、通信装置２０を介して作業現場の三次元情報を外部から取得する構成としたがこれに限定するものではなく、クレーン１・２６にステレオカメラやレーザースキャナを設けて所定時間毎またはリアルタイムに作業現場の三次元情報を取得する構成でもよい。本実施形態において、クレーン１・２６をラフテレーンクレーンとして記載したがこれに限定されるものではなく、移動式の機械式クレーン等でもよい。

上述の実施形態は、代表的な形態を示したに過ぎず、一実施形態の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１クレーン
７旋回台
８伸縮ブーム
Ｌｒ避雷針
Ｐａ保護範囲
Ｗｍ三次元マップ
Ｃｍ三次元形状
Ｗ搬送物

Claims

旋回台に起伏自在の伸縮ブームが設けられる移動式クレーンにおいて、
前記移動式クレーンが搬送物を搬送する作業現場の三次元情報と前記移動式クレーンの位置情報と前記移動式クレーンの三次元形状とを取得し、
前記作業現場の三次元情報に基づいて前記作業現場の三次元マップを算出し、
前記移動式クレーンの三次元形状と前記移動式クレーンの姿勢情報と前記移動式クレーンの位置情報とに基づいて前記移動式クレーンの現在の三次元形状を算出し、
前記三次元マップから避雷効果のある構造物による保護範囲を算出し、
前記作業現場の三次元マップに前記避雷効果のある構造物による保護範囲と前記移動式クレーンの現在の三次元形状とを重畳的に表示させる移動式クレーン。
前記作業現場の気象情報を取得し、
前記気象情報に雷注意報が含まれ、かつ前記移動式クレーンの三次元形状の全てが前記避雷効果のある構造物による保護範囲に包含されていない場合、操縦者に落雷の可能性がある旨を報知する請求項１に記載の移動式クレーン。
前記作業現場の気象情報を取得し、
前記気象情報に雷注意報が含まれ、かつ前記移動式クレーンの三次元形状の全てが前記避雷効果のある構造物による保護範囲に包含されていない場合、前記移動式クレーンの三次元形状の全てが前記避雷効果のある構造物による保護範囲に包含される状態になるための前記移動式クレーンの姿勢情報と前記移動式クレーンの位置情報とを算出する請求項１または請求項２に記載の移動式クレーン。