JP2022014101A - Crane operation system and crane operation instruction method - Google Patents

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Abstract

To provide a crane operation system that allows the operator to know the information of the operation required to achieve the target cargo handling operation.SOLUTION: There is provided a crane operation system 27 for a crane 1 that includes an operation equipment 32 used by an operator to operate the crane 1, and an instruction unit 35 that instructs the operator the operating conditions of the operation equipment 32 required to operate the crane 1. The operation system 27 includes a detection unit 30 which detects the state of the crane 1 and a calculation unit 33 that is connected to a detection unit 30 and the indicator unit 35 and calculates the operating conditions from the state of the crane 1 detected by the detection unit 30, and causes the instruction unit 35 to instruct the calculated operating conditions.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明はクレーンの操作システム及びクレーンの操作指示方法に関する。 The present invention relates to a crane operation system and a crane operation instruction method.

遠隔操作を行うクレーンは、クレーンから離れた場所に運転室を設ける場合が多く、運転室から荷役対象を目視し難いため、荷役対象と吊具を撮像する撮像部と、撮像した映像を表示する表示装置を運転室に設ける必要がある。
遠隔操作でない従来のクレーンも、運転手から遠方にある位置のように、運転手が目視し難い位置の映像を運転手に知得させるため、撮像部と表示部を設ける場合がある。
例えば特許文献1では、クレーンの操作によって移動するフックブロックの移動方向を取得し、撮像部が撮像した画像に基づき、移動方向をフックブロックから臨む画像を生成する構成が記載されている。この構成では、運転手が直接視認不能であり吊荷が移動する方向の障害物等の状態を確認できるとしている。
一方で、このような撮像部の大半はステレオカメラのような両眼視差を再現する構造ではない。そのため、撮像した映像は奥行方向の情報が乏しく、荷役対象と吊具の位置関係や現在の吊具の移動方向のような、荷役状況が分かりにくいという問題がある。
これに対して特許文献2では、フックを移動させる操作部に入力された操作により出力された操作信号からフックの移動方向を算出し、フックの画像と共に移動方向を示す画像を表示する構成が記載されている。
Cranes that are operated remotely often have a driver's cab at a location away from the crane, and it is difficult to see the cargo handling target from the driver's cab. It is necessary to install a display device in the driver's cab.
A conventional crane that is not remotely controlled may also be provided with an image pickup unit and a display unit in order to inform the driver of an image of a position that is difficult for the driver to see, such as a position far from the driver.
For example, Patent Document 1 describes a configuration in which a moving direction of a hook block that moves by operating a crane is acquired, and an image that faces the moving direction from the hook block is generated based on an image captured by the imaging unit. In this configuration, the driver cannot directly see and can confirm the state of obstacles in the direction in which the suspended load moves.
On the other hand, most of such an imaging unit does not have a structure that reproduces binocular parallax like a stereo camera. Therefore, the captured image lacks information in the depth direction, and there is a problem that it is difficult to understand the cargo handling situation such as the positional relationship between the cargo handling target and the hanging tool and the current moving direction of the hanging tool.
On the other hand, Patent Document 2 describes a configuration in which the movement direction of the hook is calculated from the operation signal output by the operation input to the operation unit for moving the hook, and the image showing the movement direction is displayed together with the image of the hook. Has been done.

特開2017-160027号公報JP-A-2017-160027 特開2016-179889号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-179889

しかしながら特許文献1、2に記載の技術は操作信号に基づいて、その操作に資する情報を表示する技術である。そのため表示された情報からは、運転手の操作結果がクレーンの動作にどのように反映されたかは知得できるが、目標とする荷役操作を達成するために運転手が行うべき具体的な操作の情報は知得できない問題があった。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、目標とする荷役操作を達成するために必要な操作の情報を運転手に知得させられるクレーンの操作システム及び操作指示方法の提供を目的とする。
However, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 are techniques for displaying information contributing to the operation based on the operation signal. Therefore, from the displayed information, it is possible to know how the operation result of the driver was reflected in the operation of the crane, but the specific operation that the driver should perform in order to achieve the target cargo handling operation. There was a problem that the information could not be obtained.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a crane operation system and an operation instruction method that enable a driver to know information on operations necessary for achieving a target cargo handling operation. do.

上記した課題を解決するために、本発明は、クレーンを運転手が操作する際に用いる操作機器と、前記クレーンの操作に必要な前記操作機器の操作条件を前記運転手に指示する指示部とを備えるクレーンの操作システムであって、前記クレーンの状態を検出する検出部と、前記検出部及び前記指示部に接続され、前記検出部が検出した前記クレーンの状態から、前記操作条件を算出し、算出した前記操作条件を前記指示部に指示させる算出部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises an operating device used when the driver operates the crane, and an instruction unit for instructing the driver of the operating conditions of the operating device necessary for operating the crane. The operation condition of the crane is calculated from the detection unit for detecting the state of the crane, the detection unit, and the state of the crane connected to the detection unit and detected by the detection unit. It is characterized by including a calculation unit that causes the instruction unit to instruct the calculated operation conditions.

また本発明は、クレーンを運転手が操作する際に用いる操作機器と、前記クレーンの操作に必要な前記操作機器の操作条件を前記運転手に指示する指示部とを備えるクレーンの操作を前記運転手に指示するクレーンの操作指示方法であって、前記クレーンの状態を検出する検出工程と、前記検出工程で検出された前記クレーンの状態から、前記操作条件を算出し、算出した前記操作条件を前記指示部に指示させる算出工程と、を実施することを特徴とする。 Further, the present invention operates the crane including an operating device used when the driver operates the crane and an instruction unit for instructing the driver of the operating conditions of the operating device necessary for operating the crane. It is an operation instruction method of a crane instructed by hand, and the operation condition is calculated from the detection step of detecting the state of the crane and the state of the crane detected in the detection step, and the calculated operation condition is obtained. It is characterized by carrying out a calculation step of instructing the instruction unit.

本発明では、検出部が検出したクレーンの状態から、操作条件を算出して指示部に指示させる。そのため、指示部の指示内容から目標とする荷役操作を達成するために必要な操作とそのタイミングを運転手が把握できる。
そのため、目標とする荷役操作を達成するために必要な操作の情報を運転手に知得させられる。
In the present invention, the operating conditions are calculated from the state of the crane detected by the detection unit, and the instruction unit is instructed. Therefore, the driver can grasp the operation necessary for achieving the target cargo handling operation and the timing thereof from the instruction content of the instruction unit.
Therefore, the driver can be informed of the operation information necessary to achieve the target cargo handling operation.

本実施形態に係るクレーンの操作システムの適用対象であるクレーンを示す側面図。The side view which shows the crane which is the application target of the crane operation system which concerns on this embodiment. 図1の表示部に表示される映像の例を示す図。The figure which shows the example of the image which is displayed on the display part of FIG. 本実施形態に係るクレーンの操作システムの機能ブロック図。The functional block diagram of the crane operation system which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るクレーンの操作システムが適用される事例として、吊具と着床目標の位置合わせの手順を説明するための斜視図。As an example to which the crane operation system according to this embodiment is applied, a perspective view for explaining a procedure for aligning a hanging tool and a landing target. スプレッダの振れ量の時間による変動を、海側を正として模式的に示すグラフであって、(a)は実際の振れ量の時間による変動を示し、(b)は、(a)の振れ量の計測値の時間による変動を示す。It is a graph schematically showing the time-dependent fluctuation of the spreader amount with the sea side as positive. (A) shows the time-dependent fluctuation of the actual amount of runout, and (b) is the amount of runout of (a). The time-dependent fluctuation of the measured value of is shown. 図5のスプレッダの振れ量d0とスプレッダの振れ量d0’を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the runout amount d0 of the spreader and the runout amount d0'of a spreader of FIG. 本実施形態に係るクレーンの操作システムを用いたクレーンの操作指示方法の概要を示すフロー図。The flow chart which shows the outline of the crane operation instruction method using the crane operation system which concerns on this embodiment.

以下、図面に基づき本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。
まず図1及び図2を参照して本実施形態に係るクレーンの操作システムの適用対象であるクレーンの概略構成を説明する。ここではクレーンとして岸壁に設けられ、接岸したコンテナ船との間で荷役対象であるコンテナの荷役を行う岸壁クレーンを例示する。
Hereinafter, embodiments suitable for the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, a schematic configuration of a crane to which the crane operation system according to the present embodiment is applied will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Here, an example is a quay crane which is installed on the quay as a crane and handles cargo of a container to be loaded with a container ship berthed.

図1に示すように、クレーン1は脚部3、桁部9、走行装置7、トロリ11、及びスプレッダ13を備える。脚部3はクレーン1を構成する他の部材を支持する脚状の支持構造体であり、ここでは海側と陸側に1対設けられる。桁部9は脚部3に一方向(X方向、横行方向とも呼ぶ)に延在して跨設された桁状の構造物である。走行装置7は横行方向に直交する方向(Y方向、走行方向とも呼ぶ)にクレーン1を走行させる装置であり、Y方向に沿って岸壁10に配置されたレール5上を走行する図示しない車輪及びその駆動機構を脚部3の下端に備える。トロリ11はスプレッダ13を保持して横行させる台車であり、トロリ11に設けられた図視しないレール上を走行する。スプレッダ13はコンテナ49aを吊り上げる吊具であり、トロリ11にワイヤ8で吊り上げられて上下方向(Z方向)に移動する。 As shown in FIG. 1, the crane 1 includes a leg portion 3, a girder portion 9, a traveling device 7, a trolley 11, and a spreader 13. The leg portion 3 is a leg-shaped support structure that supports other members constituting the crane 1, and is provided here as a pair on the sea side and the land side. The girder portion 9 is a girder-shaped structure extending in one direction (also referred to as an X direction and a transverse direction) and straddling the leg portion 3. The traveling device 7 is a device that travels the crane 1 in a direction orthogonal to the transverse direction (also referred to as a Y direction or a traveling direction), and has wheels and wheels (not shown) traveling on a rail 5 arranged on the quay 10 along the Y direction. The drive mechanism is provided at the lower end of the leg portion 3. The trolley 11 is a bogie that holds and traverses the spreader 13, and travels on a rail provided on the trolley 11 that is not shown. The spreader 13 is a hanging tool for lifting the container 49a, and is lifted by the wire 8 on the trolley 11 and moves in the vertical direction (Z direction).

図1のクレーン1は遠隔操作方式であり、運転室15がクレーン1から離れた位置に設けられる。そのため、クレーン1は運転室15から運転手が視認し難い位置の情報を把握する装置である撮像部17及び表示部31を備える。
撮像部17は運転室15から運転手が視認し難い位置を撮像するカメラであり、図1ではトロリ11の横行方向陸側端部に設けられ、スプレッダ13を見下ろす向きであるAの向きに撮像する向きが保持される。この撮像する向きAは遠隔操作でない従来のクレーンの運転席から運転手がスプレッダ13を見る向きを再現するものである。表示部31は撮像部17が撮像した映像を表示するモニタであり、運転室15に設けられる。撮像した映像14の例を図2に示す。図2の映像14は、撮像部17が撮像したスプレッダ13の映像及びコンテナ船48に蔵置されたコンテナ49aの映像が含まれる。
以上がクレーン1の概要の説明である。
The crane 1 in FIG. 1 is a remote control system, and the cab 15 is provided at a position away from the crane 1. Therefore, the crane 1 includes an image pickup unit 17 and a display unit 31, which are devices for grasping information on positions that are difficult for the driver to see from the driver's cab 15.
The image pickup unit 17 is a camera that captures a position that is difficult for the driver to see from the driver's cab 15, and is provided at the land side end of the trolley 11 in the transverse direction in FIG. The orientation is maintained. This imaging direction A reproduces the direction in which the driver looks at the spreader 13 from the driver's seat of a conventional crane that is not remotely controlled. The display unit 31 is a monitor that displays the image captured by the image pickup unit 17, and is provided in the driver's cab 15. An example of the captured image 14 is shown in FIG. The image 14 of FIG. 2 includes an image of the spreader 13 captured by the image pickup unit 17 and an image of the container 49a stored in the container ship 48.
The above is the outline of the crane 1.

次に図2~図5を参照して本実施形態に係るクレーン1の操作システム27の構成を説明する。
図3に示すように操作システム27は、操作機器32、指示部35、検出部30、及び算出部33を備える。
操作機器32はクレーン1を運転手が操作するためのレバーやボタンが配置された装置であり、運転室15に設けられる。操作機器32は走行装置7、トロリ11、及びスプレッダ13等のクレーン1を駆動する装置にPLC等を介して電気的に接続されている。そのため、運転手が操作機器32を操作することでこれらの装置に操作信号が送信され、操作信号に基づき何れかの装置が駆動される。
指示部35はクレーン1の操作に必要な操作機器32の操作条件を運転手に指示する装置であり、運転室15に設けられる。
Next, the configuration of the operation system 27 of the crane 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 5.
As shown in FIG. 3, the operation system 27 includes an operation device 32, an instruction unit 35, a detection unit 30, and a calculation unit 33.
The operation device 32 is a device in which levers and buttons for the driver to operate the crane 1 are arranged, and is provided in the driver's cab 15. The operating device 32 is electrically connected to a device for driving the crane 1 such as a traveling device 7, a trolley 11, and a spreader 13 via a PLC or the like. Therefore, when the driver operates the operation device 32, an operation signal is transmitted to these devices, and any device is driven based on the operation signal.
The instruction unit 35 is a device for instructing the driver of the operating conditions of the operating device 32 necessary for operating the crane 1, and is provided in the driver's cab 15.

ここでいうクレーン1の操作に必要な操作機器32の操作条件とは、目標となるクレーン1の荷役を達成するために必要な操作の条件を意味する。
目標となるクレーン1の荷役とは、クレーン1を用いた荷役に必要な個々の装置の操作を意味する。
具体的には、クレーン1における荷役操作では走行装置7、トロリ11、及びスプレッダ13を操作して移動させる必要があるが、これらを移動目標へ移動させる操作が目標となるクレーン1の荷役に必要な操作である。
The operating condition of the operating device 32 required for the operation of the crane 1 here means the operating condition necessary for achieving the cargo handling of the target crane 1.
The target cargo handling of the crane 1 means the operation of individual devices required for the cargo handling using the crane 1.
Specifically, in the cargo handling operation of the crane 1, it is necessary to operate the traveling device 7, the trolley 11, and the spreader 13 to move them, but the operation of moving these to the moving target is necessary for the cargo handling of the crane 1, which is the target. Operation.

例えばスプレッダ13がコンテナ船48上に蔵置されたコンテナ49aを掴む場合、トロリ11を横行させてスプレッダ13のX座標をスプレッダ13の着床目標であるコンテナ49aのX座標に合わせてコンテナ49aの直上で停止する操作が必要になる。具体的には図4に示すように、スプレッダ13の平面上の図心であるC4を、コンテナ49aの上面の図心C2の直上に設定された目標位置である座標C3まで移動させて、座標C3上で停止させる操作が必要になる。この場合、コンテナ49aとスプレッダ13のX座標の位置合わせが目標となるクレーン1の荷役であり、トロリ11の横行操作が、その荷役に必要な操作である。
あるいは位置合わせ後にスプレッダ13をコンテナ49aの上面に着床させる場合、スプレッダ13を下降させる操作やスプレッダ13のツイストロック等を用いた緊締操作が、荷役に必要な操作である。
以下の説明では特に断りが無い限り、クレーン1の荷役に必要な操作として、コンテナ49aとスプレッダ13の位置合わせのためのトロリ11の横行操作を例に本実施形態を説明する。
For example, when the spreader 13 grabs the container 49a stored on the container ship 48, the trolley 11 is traversed to match the X coordinate of the spreader 13 with the X coordinate of the container 49a which is the landing target of the spreader 13 and directly above the container 49a. It is necessary to stop at. Specifically, as shown in FIG. 4, the coordinate C4, which is the centroid on the plane of the spreader 13, is moved to the coordinate C3, which is the target position set directly above the centroid C2 on the upper surface of the container 49a. An operation to stop on C3 is required. In this case, the cargo handling of the crane 1 whose target is the alignment of the X coordinates of the container 49a and the spreader 13, and the traversing operation of the trolley 11 is an operation necessary for the cargo handling.
Alternatively, when the spreader 13 is to be landed on the upper surface of the container 49a after the alignment, an operation of lowering the spreader 13 and a tightening operation using a twist lock of the spreader 13 are necessary operations for cargo handling.
In the following description, unless otherwise specified, the present embodiment will be described by taking as an example a traversing operation of the trolley 11 for aligning the container 49a and the spreader 13 as an operation necessary for cargo handling of the crane 1.

具体的な運転手への指示の例を図2に操作条件指示画像16として示す。
操作条件指示画像16は、クレーン1の荷役に必要な操作として、運転手が必要な操作を指示する情報である。
An example of a specific instruction to the driver is shown in FIG. 2 as an operation condition instruction image 16.
The operation condition instruction image 16 is information for instructing an operation required by the driver as an operation required for cargo handling of the crane 1.

操作条件指示画像16は図2では表示部31に表示される画像であり、図形画像16a及び数値画像16bを有する。
図形画像16aはトロリ11の横行方向を図形で示す画像であり、ここでは矢印で横行方向を示している。図2に示す図形画像16aは、コンテナ49aとスプレッダ13の位置合わせのために、トロリ11をX方向海側に向けて横行する操作を運転手が行う必要があることを示す。数値画像16bはトロリ11の横行速度を数値で示すものである。図2では、コンテナ49aとスプレッダ13の位置合わせのために、トロリ11を10m/sで横行させる操作を運転手が行う必要があることを示す。
The operation condition instruction image 16 is an image displayed on the display unit 31 in FIG. 2, and has a graphic image 16a and a numerical image 16b.
The graphic image 16a is an image showing the traversing direction of the trolley 11 in a graphic shape, and here, the traversing direction is indicated by an arrow. The graphic image 16a shown in FIG. 2 shows that the driver needs to perform an operation of traversing the trolley 11 toward the sea side in the X direction in order to align the container 49a and the spreader 13. The numerical image 16b numerically indicates the traversing speed of the trolley 11. FIG. 2 shows that the driver needs to perform an operation of traversing the trolley 11 at 10 m / s in order to align the container 49a and the spreader 13.

図2では操作条件指示画像16を表示部31の映像14に重ねて表示するため表示部31が指示部35を兼ねている。ただし運転手が運転中に操作条件指示画像16を視認できる位置にあれば指示部35は表示部31と別の装置でもよい。
また、運転手が操作条件を理解できる指示が出せるのであれば、指示部35が運転手に指示する情報は図形や文字以外の情報でも良い。例えば操作条件を音声情報で指示してもよい。この場合は音声で操作条件を指示するスピーカ等が指示部35となる。
さらに、図2の操作条件指示画像16は、トロリ11の横行方向と横行速度を、それぞれ図形画像16aと数値画像16bで別の画像として表示しているが、横行方向と横行速度を1つの画像で表示してもよい。例えば操作条件指示画像16を一つの矢印図形としてもよい。この場合、矢印の指す向きが横行方向(厳密には予測した方向)を示し、矢印の長さが横行速度(厳密には予測した速度)となり、例えば矢印が長くなるほど速度が速いことを意味する。この矢印の向きと長さの持つ意味は走行や巻き上げ/巻き下げ操作の場合も同様に予測した方向と速度を意味する。
In FIG. 2, since the operation condition instruction image 16 is superimposed on the image 14 of the display unit 31, the display unit 31 also serves as the instruction unit 35. However, the instruction unit 35 may be a device different from the display unit 31 as long as the driver can visually recognize the operation condition instruction image 16 during operation.
Further, as long as the driver can give an instruction to understand the operation condition, the information instructed by the instruction unit 35 to the driver may be information other than figures and characters. For example, the operating conditions may be instructed by voice information. In this case, the speaker or the like that instructs the operation condition by voice becomes the instruction unit 35.
Further, in the operation condition instruction image 16 of FIG. 2, the traverse direction and the traverse speed of the trolley 11 are displayed as separate images in the graphic image 16a and the numerical image 16b, respectively, but the traverse direction and the traverse speed are displayed as one image. It may be displayed with. For example, the operation condition instruction image 16 may be used as one arrow figure. In this case, the direction pointed by the arrow indicates the traverse direction (strictly predicted direction), and the length of the arrow is the traverse speed (strictly predicted speed). For example, the longer the arrow, the faster the speed. .. The meaning of the direction and length of this arrow means the predicted direction and speed in the case of running and winding / winding operation as well.

なお、図2ではコンテナ49aとスプレッダ13が映像14として表示されているため、映像14を運転手が見れば、コンテナ49aとスプレッダ13の位置関係やトロリ11の横行方向は、ある程度把握できる。にもかかわらず本実施形態で指示部35を設けてトロリ11の横行速度や横行方向を運転手に指示する理由について簡単に説明する。
図2に示す映像14のようにトロリ11からスプレッダ13をX方向に見下した映像14における上下の位置座標X’は、本来はX方向とZ方向の情報を含む。しかし撮像部17が単眼カメラのように両眼視差を再現しない装置の場合、映像14は奥行方向の情報が乏しいため、スプレッダ13が映像14中で上下に移動していても、X方向及びZ方向にどの程度移動しているのか映像14から分かり難い。さらにトロリ11と共に横行中のスプレッダ13には「振れ」と呼ばれる周期的な位置変動も生じている。そのため、振れも含めたスプレッダ13の移動状況を映像14のみで運転手が把握するのは極めて困難な場合がある。
Since the container 49a and the spreader 13 are displayed as an image 14 in FIG. 2, if the driver sees the image 14, the positional relationship between the container 49a and the spreader 13 and the traversing direction of the trolley 11 can be grasped to some extent. Nevertheless, the reason why the instruction unit 35 is provided in the present embodiment to instruct the driver on the traversing speed and the traversing direction of the trolley 11 will be briefly described.
The vertical position coordinates X'in the image 14 looking down on the spreader 13 in the X direction from the trolley 11 as in the image 14 shown in FIG. 2 originally include information in the X direction and the Z direction. However, in the case of a device such as a monocular camera that does not reproduce binocular parallax, the image 14 lacks information in the depth direction, so even if the spreader 13 moves up and down in the image 14, the X direction and Z It is difficult to understand from the video 14 how much it is moving in the direction. Further, the spreader 13 that is traversing together with the trolley 11 also has a periodic position change called "runout". Therefore, it may be extremely difficult for the driver to grasp the movement state of the spreader 13 including the runout only by the image 14.

スプレッダ13の移動状況を映像14のみで把握するのが困難な場合、映像14のみを運転手が参照しても、目標とする荷役操作を行うために必要な操作機器32の操作条件が分かりにくい場合がある。具体的には、図2に示す映像14のみでは、トロリ11を横行させてコンテナ49aのX座標にスプレッダ13のX座標を合わせて停止するために必要なトロリ11の横行速度や横行方向が分かりにくい場合がある。
そこで操作条件を指示部35が運転手に指示し、指示部35から知得した操作条件に基づき操作機器32を運転手が操作すれば、トロリ11とスプレッダ13の移動状況を映像14のみで運転手が把握する場合と比べて、目標となるクレーン1の荷役を正確に行える。以上が本実施形態で指示部35を設ける理由である。
When it is difficult to grasp the movement status of the spreader 13 only with the image 14, it is difficult to understand the operating conditions of the operating device 32 necessary for performing the target cargo handling operation even if the driver refers only to the image 14. In some cases. Specifically, only the image 14 shown in FIG. 2 shows the traversing speed and traversing direction of the trolley 11 required for traversing the trolley 11 and aligning the X coordinate of the spreader 13 with the X coordinate of the container 49a to stop. It can be difficult.
Therefore, if the instruction unit 35 instructs the driver on the operation conditions and the driver operates the operation device 32 based on the operation conditions learned from the instruction unit 35, the movement status of the trolley 11 and the spreader 13 can be operated only by the image 14. The cargo handling of the target crane 1 can be performed more accurately than when the hand grasps it. The above is the reason why the instruction unit 35 is provided in this embodiment.

検出部30はクレーン1の状態を検出する装置である。ここでいうクレーン1の状態とは、目標となるクレーン1の荷役を行う際に、操作する必要がある装置の位置及び変動を意味する。目標となるクレーン1の荷役が、スプレッダ13とコンテナ49aのX座標を合わせる位置合わせ操作の場合、図4に示すスプレッダ13のコンテナ49aの位置に対するX方向の相対距離Lがクレーン1の状態に該当する。
より具体的には相対距離Lは、スプレッダ13のX方向の振れ中心C1の、コンテナ49aの上面の図心C2に対するX方向の位置ズレ量L0からスプレッダ13の振れのX方向成分である振れ量dを減じた値である(L=L0-d)。よって位置ズレ量L0と振れ量dもクレーン1の状態に含まれる。ただし検出部30が相対距離Lを求める必要はない。検出部30が振れ量dと位置ズレ量L0を求め、算出部33が相対距離Lを求めればよい。
The detection unit 30 is a device that detects the state of the crane 1. The state of the crane 1 as used herein means the position and fluctuation of the device that needs to be operated when carrying out the cargo handling of the target crane 1. When the cargo handling of the target crane 1 is an alignment operation in which the X coordinates of the spreader 13 and the container 49a are aligned, the relative distance L in the X direction with respect to the position of the container 49a of the spreader 13 shown in FIG. 4 corresponds to the state of the crane 1. do.
More specifically, the relative distance L is the amount of deflection of the X-direction deflection center C1 of the spreader 13 from the amount of positional deviation L0 in the X-direction with respect to the centroid C2 on the upper surface of the container 49a, which is the X-direction component of the deflection of the spreader 13. It is a value obtained by subtracting d (L = L0−d). Therefore, the displacement amount L0 and the runout amount d are also included in the state of the crane 1. However, it is not necessary for the detection unit 30 to obtain the relative distance L. The detection unit 30 may obtain the runout amount d and the positional deviation amount L0, and the calculation unit 33 may obtain the relative distance L.

振れ中心の位置ズレ量L0とは、スプレッダ13がX方向における周期振動を生じている場合に、スプレッダ13において振動の振幅のX方向成分が0となる振れ中心C1から、コンテナ49aの上面の図心C2までのX方向距離を意味する。なおC1はトロリ11に対して相対移動しない座標なので、トロリ11のコンテナ49aに対するX方向のズレ量を求めれば、そのズレ量を基に位置ズレ量L0を求められる。
トロリ11の位置は、トロリ11を駆動させるドラム等に設けられたエンコーダ等で求められる。コンテナ49aの位置は、クレーン1に求めた位置センサで求められる。この場合はエンコーダや位置センサが検出部30になる。
The positional deviation amount L0 of the runout center is a view of the upper surface of the container 49a from the runout center C1 in which the X-direction component of the vibration amplitude becomes 0 in the spreader 13 when the spreader 13 causes periodic vibration in the X direction. It means the distance in the X direction to the center C2. Since C1 is a coordinate that does not move relative to the trolley 11, if the amount of deviation of the trolley 11 with respect to the container 49a in the X direction is obtained, the amount of positional deviation L0 can be obtained based on the amount of deviation.
The position of the trolley 11 is determined by an encoder or the like provided on the drum or the like that drives the trolley 11. The position of the container 49a is obtained by the position sensor obtained from the crane 1. In this case, the encoder or position sensor becomes the detection unit 30.

スプレッダ13のX方向の振れとは、X方向成分を有するスプレッダ13の周期振動を意味する。図4では、ワイヤ8とトロリ11の結束点をC0、ワイヤ8とスプレッダ13の結束点をC4とした場合に、C0を中心としたスプレッダ13のX-Z平面内での振れをX方向の振れとして例示している。ただし、X方向成分を有するスプレッダ13の周期振動であれば、X-Y平面内での振れであるスキューもX方向の振れである。
振れのX方向成分を検出する検出部30としては、スプレッダ13の上面にビーコン等の発信機を設け、トロリ11にビーコンの位置を検出するカメラを設けた構成を例示できる。
なおスプレッダ13の振れは周期振動であるため、振れと時間の関係を示す波形を求めれば、振れのX方向成分は必ずしも逐次検出しなくてもよい場合がある。例えば振れ角が微小である場合は周期振動を単振動と仮定でき、この場合は波形を正弦波で表せるため、振れ量の最大値と振れの周期を求めれば波形を求められる。
振れの周期を求める方法としては、振れを単振動と仮定してスプレッダ13とワイヤ8の間に張設されたワイヤ8の長さlwから周期を求める方法がある。これは単振動の周期はワイヤ8の長さlwのみを変数とする関数で表せるためである。ワイヤ8の長さlwは、ワイヤ8を繰り出す図示しないドラム等に設けたエンコーダ等で求めることができる。この場合はエンコーダが検出部30になる。なお、ワイヤ8はスプレッダ13や掴んだコンテナ49aの重さで伸びる場合がある。そのため、ワイヤ8のスプレッダ13やトロリ11との結束部にあるシーブ等にロードセルを設けてワイヤ8の張力を検出し、検出した張力とワイヤ8の弾性率からワイヤ8の伸びを求めて、エンコーダで求めたワイヤ8の長さに加算してもよい。この構成では、エンコーダのみを用いる場合と比べてワイヤ8の長さをより正確に求められる。この場合はロードセルも検出部30となる。
The X-direction runout of the spreader 13 means the periodic vibration of the spreader 13 having an X-direction component. In FIG. 4, when the binding point of the wire 8 and the trolley 11 is C0 and the binding point of the wire 8 and the spreader 13 is C4, the runout of the spreader 13 centered on C0 in the XZ plane is in the X direction. It is illustrated as a runout. However, in the case of periodic vibration of the spreader 13 having an X-direction component, the skew, which is the runout in the XY plane, is also the runout in the X-direction.
As the detection unit 30 for detecting the X-direction component of the runout, a configuration in which a transmitter such as a beacon is provided on the upper surface of the spreader 13 and a camera for detecting the position of the beacon is provided on the trolley 11 can be exemplified.
Since the runout of the spreader 13 is a periodic vibration, it may not always be necessary to sequentially detect the X-direction component of the runout if a waveform showing the relationship between the runout and time is obtained. For example, when the runout angle is minute, the periodic vibration can be assumed to be a simple vibration. In this case, the waveform can be represented by a sine wave. Therefore, the waveform can be obtained by finding the maximum value of the runout amount and the runout period.
As a method of obtaining the runout period, there is a method of finding the runout from the length lw of the wire 8 stretched between the spreader 13 and the wire 8 assuming that the runout is a simple vibration. This is because the period of simple vibration can be expressed by a function having only the length lw of the wire 8 as a variable. The length lw of the wire 8 can be obtained by an encoder or the like provided on a drum or the like (not shown) for feeding the wire 8. In this case, the encoder becomes the detection unit 30. The wire 8 may be stretched by the weight of the spreader 13 or the gripped container 49a. Therefore, a load cell is provided in a sheave or the like at the binding portion between the spreader 13 and the trolley 11 of the wire 8 to detect the tension of the wire 8, and the elongation of the wire 8 is obtained from the detected tension and the elastic modulus of the wire 8 to obtain an encoder. It may be added to the length of the wire 8 obtained in. In this configuration, the length of the wire 8 can be obtained more accurately as compared with the case where only the encoder is used. In this case, the load cell is also the detection unit 30.

図4では振れの検出と計算の説明を簡略化するためにワイヤ8のスプレッダ13との結束点C4をスプレッダ13の平面上の図心位置1箇所としている。また、ワイヤ8のトロリ11との結束点C0も振れ中心C1の直上の1箇所としている。ただし実際のワイヤ8は図2に示すようにスプレッダ13に複数本が平面視で図心を中心として均等配置されるため、結束点C4は図心位置の1箇所ではない。結束点C0も振れ中心C1の直上1箇所ではない。一方で、各結束点に加えられる張力の合力の作用点は図心になり、図4のワイヤ8を合力の作用線が通る。そのため、結束点C4が図心位置の1箇所に配置され、結束点C0が振れ中心C1の直上1箇所に位置すると仮定して振れ量dを求めてもよい。また振動の振幅が大きい等の理由で振れを単振動とみなせない場合は運動方程式の厳密解を求めてもよい。 In FIG. 4, in order to simplify the explanation of runout detection and calculation, the binding point C4 of the wire 8 with the spreader 13 is set to one center position on the plane of the spreader 13. Further, the binding point C0 of the wire 8 with the trolley 11 is also set to one point directly above the runout center C1. However, as shown in FIG. 2, since a plurality of actual wires 8 are evenly arranged on the spreader 13 about the center of the figure in a plan view, the binding point C4 is not one of the positions of the center of the figure. The binding point C0 is not one point directly above the runout center C1. On the other hand, the point of action of the resultant force of the tension applied to each binding point becomes the center of the figure, and the action line of the resultant force passes through the wire 8 of FIG. Therefore, it is possible to obtain the runout amount d on the assumption that the binding point C4 is located at one position at the centroid position and the binding point C0 is located at one position directly above the runout center C1. If the vibration cannot be regarded as a simple vibration because the amplitude of the vibration is large, the exact solution of the equation of motion may be obtained.

このように検出部30を設けることで、目標となるクレーン1の荷役を行う際に、操作する必要がある装置の位置及び変動を検出でき、目標となるクレーン1の荷役に対して、現在の装置の状態が目標からどの程度逸脱しているのかを把握できる。これにより、目標を達成するために必要な操作条件を求める際の基となる情報として検出したクレーン1の状態を利用できる。 By providing the detection unit 30 in this way, it is possible to detect the position and fluctuation of the device that needs to be operated when loading and unloading the target crane 1, and the current cargo handling of the target crane 1 can be detected. It is possible to grasp how much the state of the device deviates from the target. As a result, the state of the crane 1 detected can be used as basic information when obtaining the operating conditions necessary for achieving the target.

算出部33は、検出部30が検出したクレーン1の状態から、操作条件を算出して、その操作条件を指示部35に指示させる指令を送信する装置である。算出部33は、検出部30及び指示部35に有線又は無線で電気的に接続される。
ここでいう操作条件とは、目標となるクレーン1の荷役を完了させるために予測される操作機器32の操作と、その操作を行うタイミングを含む条件である。
目標となるクレーン1の荷役がスプレッダ13とコンテナ49aの位置合わせの場合、予測される操作機器32の操作は、目標位置でスプレッダ13を停止させるために必要なスプレッダ13の移動方向、移動速度を実現する操作機器32の操作である。その方向と速度にするための操作機器32の操作を行うタイミングが、操作を行うタイミングである。具体的な移動方向、移動速度は図4に示す相対距離Lを最短時間で0にし、かつその状態を維持するためのトロリ11の移動速度と移動する向きである。なお、操作機器32の操作を示す具体的な情報としては、この速度や向きを実現するために操作すべき操作機器32のレバーやボタン、あるいは、その操作量を具体的に指定する情報でもよい。ただし、図2のように単にトロリ11の移動速度と移動する向きを求めて、これを必要な操作機器32の操作としてもよい。これは、トロリ11の移動速度と移動する向きを運転手が知得できれば、その速度と向きを実現するために必要な操作機器32の操作量は運転手でも判断できるためである。
The calculation unit 33 is a device that calculates an operation condition from the state of the crane 1 detected by the detection unit 30 and transmits a command to instruct the instruction unit 35 of the operation condition. The calculation unit 33 is electrically connected to the detection unit 30 and the instruction unit 35 by wire or wirelessly.
The operating condition referred to here is a condition including the operation of the operating device 32 predicted to complete the cargo handling of the target crane 1 and the timing of performing the operation.
When the cargo handling of the target crane 1 is the alignment of the spreader 13 and the container 49a, the predicted operation of the operating device 32 determines the moving direction and moving speed of the spreader 13 required to stop the spreader 13 at the target position. This is the operation of the operating device 32 to be realized. The timing at which the operation device 32 is operated to obtain the direction and speed is the timing at which the operation is performed. The specific moving direction and moving speed are the moving speed and the moving direction of the trolley 11 for setting the relative distance L shown in FIG. 4 to 0 in the shortest time and maintaining the state. The specific information indicating the operation of the operating device 32 may be a lever or button of the operating device 32 to be operated in order to realize this speed or direction, or information for specifically specifying the operation amount thereof. .. However, as shown in FIG. 2, the moving speed and the moving direction of the trolley 11 may be simply obtained, and this may be used as the necessary operation of the operating device 32. This is because if the driver can know the moving speed and the moving direction of the trolley 11, the driver can also determine the amount of operation of the operating device 32 required to realize the speed and the direction.

また、ここでいう操作条件とは、操作機器32が操作されたと仮定した時点での操作条件である。
操作されたと仮定した時点とは、操作条件を算出する基準時刻であり、目標となるクレーン1の荷役中における任意の時刻である。
操作されたと仮定した時点は予め定められた時点でもよい。例えば目標となるクレーン1の荷役がスプレッダ13とコンテナ49aのX座標を合わせる位置合わせ操作である場合、振れ量dが所定の値になった時点で運転手に所定の横行操作をさせると位置合わせの精度が高くなる場合がある。この場合は振れ量dが所定量、例えば0になった時点で運転手にトロリ11の横行操作を指示したいので、振れ量dが所定量になった時点を、操作されたと仮定した時点とする。
あるいは、位置決めの操作中は常に指示部35に指示をさせ続けたい場合、例えば図2の操作条件指示画像16を表示部31にリアルタイムで表示させ続けたい場合は、操作されたと仮定した時点は、位置決め操作の開始から終了までの全期間である。
さらに、運転手が何らかの操作を行った時点を、操作されたと仮定した時点としてもよい。例えば運転手が操作機器32の所定のボタンを押したタイミングを操作されたと仮定した時点としてもよい。
Further, the operating condition referred to here is an operating condition at the time when it is assumed that the operating device 32 is operated.
The time point assumed to be operated is a reference time for calculating the operating condition, and is an arbitrary time during cargo handling of the target crane 1.
The time point assumed to have been operated may be a predetermined time point. For example, when the cargo handling of the target crane 1 is an alignment operation for aligning the X coordinates of the spreader 13 and the container 49a, the alignment is performed when the driver performs a predetermined traverse operation when the runout amount d reaches a predetermined value. May be more accurate. In this case, since it is desired to instruct the driver to traverse the trolley 11 when the runout amount d becomes a predetermined amount, for example, 0, the time when the runout amount d becomes a predetermined amount is assumed to be the time when the operation is performed. ..
Alternatively, if the instruction unit 35 is to be continuously instructed during the positioning operation, for example, if the operation condition instruction image 16 of FIG. 2 is to be continuously displayed on the display unit 31 in real time, the time point assuming that the operation is performed is determined. The entire period from the start to the end of the positioning operation.
Further, the time point at which the driver performs some operation may be a time point assuming that the operation has been performed. For example, it may be assumed that the timing at which the driver presses a predetermined button of the operating device 32 is operated.

ただし、運転手が何らかの操作を行った時点を、操作されたと仮定した時点とするということは、操作機器32のスプレッダ13等への操作内容を算出部33が取得して、取得した操作内容を基に操作条件を算出するという意味ではない。算出部33は、予測される操作条件を求める際の基準時刻として、運転手が操作を行った時点に対応する時刻を参照するだけであり、操作機器32の具体的な操作内容を取得する必要はない。 However, the fact that the time when the driver performs some operation is assumed to be the time when the operation is performed means that the calculation unit 33 acquires the operation content of the operation device 32 to the spreader 13 and the like, and obtains the acquired operation content. It does not mean that the operating conditions are calculated based on this. The calculation unit 33 only refers to the time corresponding to the time when the driver performs the operation as the reference time when obtaining the predicted operation condition, and needs to acquire the specific operation content of the operation device 32. There is no.

算出部33は、算出した操作条件に基づく操作を運転手が行うべき時点で、算出した操作条件、具体的には予測される操作とその操作を行うタイミングを指示部35に指示する。ここでいう操作を行うタイミングとは、操作されたと仮定した時点のことである。これは、算出した操作条件は、操作されたと仮定したタイミングで運転手が操作すべき条件だからである。 The calculation unit 33 instructs the instruction unit 35 of the calculated operation condition, specifically, the predicted operation and the timing of performing the operation at the time when the driver should perform the operation based on the calculated operation condition. The timing at which the operation is performed here is the time when it is assumed that the operation has been performed. This is because the calculated operating condition is a condition that the driver should operate at the timing assuming that the operation is performed.

操作条件を指示部35に指示させる具体的な手段としては、算出した操作条件に基づく操作を運転手が行うべき時点で指示部35に操作条件を送信する手段が挙げられる。あるいは、操作を示す情報に、操作を行うべき時刻を含めた情報を操作条件として、その時刻の前に指示部35に送信し、操作を行うべき時刻に指示部35が操作を示す情報に基づく指示を行う手段も挙げられる。 As a specific means for instructing the instruction unit 35 to instruct the operation condition, there is a means for transmitting the operation condition to the instruction unit 35 at the time when the driver should perform the operation based on the calculated operation condition. Alternatively, the information indicating the operation includes information including the time when the operation should be performed as an operation condition, and the information is transmitted to the instruction unit 35 before the time, and the instruction unit 35 is based on the information indicating the operation at the time when the operation should be performed. Means for giving instructions can also be mentioned.

操作条件に基づく操作を運転手が行うタイミングを知得させる方法は、運転手にタイミングを間接的に知得させる方法でも、直接的に知得させる方法でも良い。間接的に知得させる方法としては、操作条件に基づく操作を運転手が行うタイミングで操作条件指示画像16を表示する方法がある。この方法では、操作条件指示画像16が表示されたタイミングが、運転手が操作を行うべきタイミングとなる。
直接的に知得させる方法としては、運転手が操作を行うべきタイミングの前に、操作すべき時刻を操作予告として操作条件指示画像16の一部に含めて表示させる方法がある。この場合は算出した操作条件に基づく操作を運転手が行うべき時点よりも前の任意の時刻に、算出部33は操作条件指示画像16を指示部35に表示させる指令を送信する。
The method of making the driver know the timing of performing the operation based on the operating condition may be a method of indirectly making the driver know the timing or a method of making the driver know the timing directly. As a method of indirectly knowing, there is a method of displaying the operation condition instruction image 16 at the timing when the driver performs the operation based on the operation condition. In this method, the timing at which the operation condition instruction image 16 is displayed is the timing at which the driver should perform the operation.
As a method for directly informing the driver, there is a method in which the time to be operated is included in a part of the operation condition instruction image 16 as an operation notice and displayed before the timing when the driver should perform the operation. In this case, the calculation unit 33 transmits a command to display the operation condition instruction image 16 on the instruction unit 35 at an arbitrary time before the time when the driver should perform the operation based on the calculated operation condition.

算出部33は予測される操作条件を算出する基準時刻として、操作されたと仮定した時点に、検出部30と操作機器32の少なくとも一方に起因する遅延時間を加えた時刻における操作条件を予測される操作条件として算出するのが好ましい。理由は以下の通りである。 As a reference time for calculating the predicted operating condition, the calculation unit 33 predicts the operating condition at the time when it is assumed that the operation is performed and the delay time due to at least one of the detecting unit 30 and the operating device 32 is added. It is preferable to calculate it as an operating condition. The reason is as follows.

まず検出部30に起因する遅延時間について説明する。検出部30がクレーン1の状態検出を開始してから、実際に状態が検出されるまでには一定の時間を要する。これは検出の際に検出部30の検出素子の応答速度や信号の伝送速度に起因する遅延が生じるためである。このような遅延時間を以下の説明では検出系遅延時間Δt1と称す。例えばスプレッダ13の振れと時刻の関係を示す実際の波形が図5(a)で示される場合、検出部30が該波形を検出して得た計測波形は、振れと時刻の関係が、図5(b)に示すように、検出系遅延時間Δt1だけ実際の波形から遅れた波形となる。 First, the delay time caused by the detection unit 30 will be described. It takes a certain amount of time from the detection unit 30 to start the state detection of the crane 1 until the state is actually detected. This is because there is a delay due to the response speed of the detection element of the detection unit 30 and the transmission speed of the signal at the time of detection. In the following description, such a delay time is referred to as a detection system delay time Δt1. For example, when the actual waveform showing the relationship between the runout of the spreader 13 and the time is shown in FIG. 5A, the measured waveform obtained by detecting the waveform by the detection unit 30 has the relationship between the runout and the time in FIG. As shown in (b), the waveform is delayed from the actual waveform by the detection system delay time Δt1.

この状態で、例えば時刻t2が操作されたと仮定した時点である場合、本来は図5(a)の時刻t2における振れ量d0を基に予測される操作条件を算出部33が算出する必要がある。しかしながら、算出部33に入力された計測波形が検出系遅延時間Δt1だけ遅れている場合、図5(b)に示すように時刻t2における計測波形の振れ量はd0´となり、図6に示すようにd0と異なる値となる。これは、図5(b)に示す計測波形での時刻t2における振れ量d0´は、図5(a)に示す実際の波形では、時刻t2から検出系遅延時間Δt1だけ遅れた時刻t2’における振れ量になるためである。振れ量が異なると相対距離Lも異なる。そのため、振れ量d0´を基に時刻t2において予測される操作条件を算出部33が算出すると、スプレッダ13とコンテナ49aのX座標が合わない位置でスプレッダ13が停止する操作条件が算出される可能性がある。そこで、時刻t2に運転手が操作を行うと仮定した場合、算出部33は時刻t2に検出系遅延時間Δt1を加えた時刻t3における図5(b)での振れ量d0を基に予測される操作条件を算出する。これにより、検出系遅延時間Δt1が生じる場合でも、予測される操作条件を、検出部30が検出して算出部33に入力された振れと時刻の関係に基づき算出できる。
検出系遅延時間Δt1は一般的に検出部30に固有であるため、実測するか、あるいは検出部30のカタログスペックを基に決定すればよい。
In this state, for example, when it is assumed that the time t2 is operated, the calculation unit 33 needs to calculate the operation condition originally predicted based on the runout amount d0 at the time t2 in FIG. 5A. .. However, when the measurement waveform input to the calculation unit 33 is delayed by the detection system delay time Δt1, the amount of fluctuation of the measurement waveform at time t2 is d0'as shown in FIG. 5 (b), as shown in FIG. The value is different from d0. This is because the amount of runout d0'at time t2 in the measured waveform shown in FIG. 5 (b) is at time t2' delayed by the detection system delay time Δt1 from time t2 in the actual waveform shown in FIG. 5 (a). This is because it is a runout amount. If the amount of runout is different, the relative distance L is also different. Therefore, when the calculation unit 33 calculates the operation condition predicted at the time t2 based on the runout amount d0', the operation condition that the spreader 13 stops at the position where the X coordinates of the spreader 13 and the container 49a do not match can be calculated. There is sex. Therefore, assuming that the driver operates at time t2, the calculation unit 33 makes a prediction based on the amount of runout d0 in FIG. 5 (b) at time t3, which is obtained by adding the detection system delay time Δt1 to time t2. Calculate the operating conditions. As a result, even when the detection system delay time Δt1 occurs, the predicted operating conditions can be calculated based on the relationship between the runout detected by the detection unit 30 and input to the calculation unit 33.
Since the detection system delay time Δt1 is generally unique to the detection unit 30, it may be measured or determined based on the catalog specifications of the detection unit 30.

次に操作機器32に起因する遅延時間について説明する。指示部35の指示に基づき運転手が操作機器32を操作する場合、視覚又は聴覚で指示部35の指示を運転手が知得してから、操作機器32を操作するまでには反応時間と呼ばれる遅延が生じる。操作機器32を運転手が操作した場合、操作機器32が操作信号を生成して操作対象となる装置に送信し、操作信号を受信した装置が動作を開始する。この間は信号の伝送速度等に起因する遅延が生じる。
このように操作機器32に起因する遅延時間は、指示部35の指示を受けてから運転手が操作機器32の操作を開始するまでに要する時間と、操作機器32が操作されてからクレーン1がその操作に基づき動作を開始するまでに要する時間の和で表される。この遅延時間を操作系遅延時間Δt2と称す。
Next, the delay time caused by the operating device 32 will be described. When the driver operates the operation device 32 based on the instruction of the instruction unit 35, it is called a reaction time from the time when the driver knows the instruction of the instruction unit 35 visually or audibly to the operation of the operation device 32. There will be a delay. When the driver operates the operation device 32, the operation device 32 generates an operation signal and transmits the operation signal to the device to be operated, and the device receiving the operation signal starts the operation. During this time, a delay occurs due to the signal transmission speed and the like.
As described above, the delay time caused by the operation device 32 is the time required from receiving the instruction of the instruction unit 35 until the driver starts the operation of the operation device 32, and the delay time caused by the operation device 32 after the operation device 32 is operated by the crane 1. It is expressed as the sum of the time required to start the operation based on the operation. This delay time is referred to as an operation system delay time Δt2.

例えば検出系遅延時間Δt1が無いと仮定すると、時刻t2を操作されたと仮定した時点にした場合、本来は図5(a)の時刻t2における振れ量d0を基に予測される操作条件を算出部33が算出して指示部35に送信する必要がある。しかしながら、予測される操作条件を指示部35から知得した運転手が、時刻t2に操作を開始したとしても、実際にその操作に基づきクレーン1が移動を開始するのは時刻t2に操作系遅延時間Δt2を加えた時刻t5である。図5(a)において時刻t5における振れ量はd1であり、振れ量d0とは異なる。そのため、時刻t2における振れ量d0を基に予測される操作を算出部33が算出すると、実際にその操作に基づきクレーン1が移動を開始した時点(時刻t5)の振れ量d1と異なる振れ量d0に基づき操作条件が算出される。そのため、スプレッダ13とコンテナ49aのX座標が合わない位置でスプレッダ13が停止する操作条件が算出される可能性がある。 For example, assuming that there is no detection system delay time Δt1, when the time t2 is assumed to be operated, the operation condition originally predicted based on the fluctuation amount d0 at the time t2 in FIG. 5A is calculated by the calculation unit. 33 needs to be calculated and transmitted to the instruction unit 35. However, even if the driver who knows the predicted operating conditions from the instruction unit 35 starts the operation at the time t2, the crane 1 actually starts moving based on the operation at the time t2. It is the time t5 to which the time Δt2 is added. In FIG. 5A, the runout amount at time t5 is d1, which is different from the runout amount d0. Therefore, when the calculation unit 33 calculates an operation predicted based on the runout amount d0 at the time t2, the runout amount d0 different from the runout amount d1 at the time when the crane 1 actually starts moving based on the operation (time t5). The operating conditions are calculated based on. Therefore, there is a possibility that an operating condition for stopping the spreader 13 at a position where the X coordinates of the spreader 13 and the container 49a do not match may be calculated.

そこで、時刻t2に運転手が操作を行ったと仮定した場合、算出部33は時刻t2に操作系遅延時間Δt2を加えた時刻t5における図5(b)での振れ量d1を基に予測される操作条件を算出する。これにより、操作系遅延時間Δt2が生じる場合でも、実際にクレーン1が移動を開始した時点(時刻t5)で予測される操作条件を算出できる。
操作系遅延時間Δt2のうち、操作機器32に起因する遅延時間は一般的に操作機器32に固有であるため、実測するか、あるいは操作機器32のカタログスペックを基に決定すればよい。操作系遅延時間Δt2のうち、運転手の反応時間に起因する遅延時間は、指示部35の指示内容や運転手の熟練度によって異なるが、例えば0.2秒~1.0秒程度である。反応時間に起因する遅延時間は実測で求めればよい。また反応時間に起因する遅延時間が運転手の熟練度によって異なる場合、遅延時間を設定変更可能としてもよい。
Therefore, assuming that the driver performs the operation at the time t2, the calculation unit 33 makes a prediction based on the runout amount d1 in FIG. 5 (b) at the time t5 obtained by adding the operation system delay time Δt2 to the time t2. Calculate the operating conditions. As a result, even when the operation system delay time Δt2 occurs, the operation conditions predicted at the time when the crane 1 actually starts moving (time t5) can be calculated.
Of the operation system delay time Δt2, the delay time caused by the operation device 32 is generally unique to the operation device 32, and therefore may be measured or determined based on the catalog specifications of the operation device 32. Of the operation system delay time Δt2, the delay time due to the reaction time of the driver varies depending on the instruction content of the instruction unit 35 and the skill level of the driver, but is, for example, about 0.2 seconds to 1.0 second. The delay time due to the reaction time may be obtained by actual measurement. Further, when the delay time due to the reaction time differs depending on the skill level of the driver, the delay time may be set and changed.

図5(b)に示すように、算出部33は、運転手が操作を行ったと仮定した時点t2に、検出系遅延時間Δt1及び操作系遅延時間Δt2を加えた時刻t4における操作条件を予測される操作条件として算出するのが、より好ましい。t2に検出系遅延時間Δt1と操作系遅延時間Δt2の一方のみをt2に加えた時刻における操作条件を算出する場合と比べて、目標となるクレーン1の荷役を、より正確に行える操作条件を算出できるためである。 As shown in FIG. 5B, the calculation unit 33 predicts the operation condition at the time t4 in which the detection system delay time Δt1 and the operation system delay time Δt2 are added to the time point t2 assuming that the driver has performed the operation. It is more preferable to calculate as an operating condition. Compared with the case of calculating the operation condition at the time when only one of the detection system delay time Δt1 and the operation system delay time Δt2 is added to t2, the operation condition for performing the cargo handling of the target crane 1 more accurately is calculated. Because it can be done.

なお、操作されたと仮定した時点に、検出系遅延時間Δt1又は操作系遅延時間Δt2の少なくとも一方を加えた時刻を基に操作条件を算出した場合でも、算出した操作条件に基づく操作を運転手が行うべきタイミングは、操作されたと仮定した時点である。
例えば図5で操作されたと仮定した時点を時刻t2とした場合、検出系遅延時間Δt1及び操作系遅延時間Δt2を加えた時刻t4を基に操作条件を算出した場合でも、算出した操作条件に基づく操作を運転手が行うべきタイミングは時刻t2である。これは、検出系遅延時間Δt1及び操作系遅延時間Δt2を加えた時刻t4は操作条件を算出する基準時刻であって、算出した操作を運転手が行うべきタイミングではないためである。
以上が本実施形態に係るクレーン1の操作システム27の構成の説明である。
Even if the operation condition is calculated based on the time obtained by adding at least one of the detection system delay time Δt1 and the operation system delay time Δt2 at the time when the operation is assumed, the driver can perform the operation based on the calculated operation condition. The timing to be done is the time when it is assumed that it has been manipulated.
For example, assuming that the time point assumed to be operated in FIG. 5 is time t2, even if the operation condition is calculated based on the time t4 including the detection system delay time Δt1 and the operation system delay time Δt2, it is based on the calculated operation condition. The timing at which the driver should perform the operation is time t2. This is because the time t4, which is the sum of the detection system delay time Δt1 and the operation system delay time Δt2, is the reference time for calculating the operation conditions, and is not the timing at which the driver should perform the calculated operation.
The above is the description of the configuration of the operation system 27 of the crane 1 according to the present embodiment.

次に本実施形態に係るクレーン1の操作システム27を用いたクレーン1の操作指示方法の手順について、図7を参照して説明する。
まず前提として所定の荷役操作が開始されているとする。例えばコンテナ49aのX座標にスプレッダ13のX座標を位置合わせする荷役操作が開始されているとする(図7のS0)。
Next, the procedure of the operation instruction method of the crane 1 using the operation system 27 of the crane 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 7.
First, it is assumed that a predetermined cargo handling operation has been started. For example, it is assumed that a cargo handling operation for aligning the X coordinate of the spreader 13 with the X coordinate of the container 49a has been started (S0 in FIG. 7).

この場合、検出部30は該当する荷役操作の条件を算出部33が算出するのに必要なクレーン1の状態として、振れ量d及び位置ズレ量L0を検出して算出部33に送信する(図7のS1、検出工程)。
検出部30に検出の開始及び検出する具体的な状態を指示する主体は、所定の荷役操作が行われていることを知得できる手段であり、例えば算出部33である。例えば所定の荷役が、スプレッダ13とコンテナ49aのX座標を合わせる位置合わせ操作である場合、トロリ11の横行操作の開始時点を所定の荷役操作が開始された時点として、算出部33が検出部30に検出開始の指示を出せばよい。スプレッダ13の高さがセーフティハイト等の所定の高さ以下になった時点、又はスプレッダ13が所定のX方向の距離までコンテナ49aに接近した時点を位置合わせ操作が開始された時点としてもよい。
In this case, the detection unit 30 detects the runout amount d and the position deviation amount L0 as the state of the crane 1 necessary for the calculation unit 33 to calculate the corresponding cargo handling operation condition, and transmits the detection unit 33 (FIG. FIG. 7, S1, detection step).
The main body instructing the detection unit 30 to start the detection and the specific state to be detected is a means capable of knowing that a predetermined cargo handling operation is being performed, for example, the calculation unit 33. For example, when the predetermined cargo handling is an alignment operation for aligning the X coordinates of the spreader 13 and the container 49a, the calculation unit 33 sets the start time of the traversing operation of the trolley 11 as the time when the predetermined cargo handling operation is started, and the detection unit 30. You just have to give an instruction to start detection. The time when the height of the spreader 13 becomes equal to or less than a predetermined height such as a safety height, or the time when the spreader 13 approaches the container 49a to a predetermined distance in the X direction may be the time when the alignment operation is started.

クレーン1の状態を受信した算出部33は、S1で検出されたクレーン1の状態から、目標となるクレーン1の荷役を行うために予測される操作条件を算出する。さらに、算出した操作条件を指示部35に指示させる指令を送信する(図7のS2、算出工程)。具体的には、算出した操作条件に基づく操作を運転手が行うべき時点で指示部35に操作条件を送信するか、操作を示す情報に、操作を行うべきタイミングを示す時刻を含めた情報を操作条件として、その時刻の前に指示部35に送信する。
操作条件を知得した指示部35は、知得した操作条件に含まれる操作を文字、図形、音声等の情報に変換して、操作を行うべきタイミングと共に運転手に指示することで、操作条件を運転手に知得させる。操作条件を知得した運転手は操作を行うべきタイミングで、指示に従って操作機器32を操作する。
The calculation unit 33, which has received the state of the crane 1, calculates the operation conditions predicted for carrying out the cargo handling of the target crane 1 from the state of the crane 1 detected in S1. Further, a command for instructing the instruction unit 35 of the calculated operation condition is transmitted (S2 in FIG. 7, calculation step). Specifically, the operation condition is transmitted to the instruction unit 35 at the time when the driver should perform the operation based on the calculated operation condition, or the information indicating the operation includes the time indicating the timing when the operation should be performed. As an operating condition, it is transmitted to the instruction unit 35 before that time.
The instruction unit 35, which has learned the operating conditions, converts the operations included in the learned operating conditions into information such as characters, figures, and voices, and instructs the driver at the timing when the operations should be performed. To let the driver know. The driver who knows the operating conditions operates the operating device 32 according to the instruction at the timing when the operation should be performed.

次に、算出部33は所定の荷役操作が終了したか否かを判断する(図7のS3)。例えば所定の荷役が、スプレッダ13とコンテナ49aのX座標を合わせる位置合わせ操作である場合、相対距離Lが0の状態が一定時間以上になれば、位置合わせ操作が終了した時点と判断できる。あるいはスプレッダ13とコンテナ49aに着床が完了した時点を、着床センサやツイストロックの動作から計測して、位置合わせ操作が終了したと判断してもよい。所定の荷役操作が終了したと判断した場合、算出部33は操作条件の算出を終了し、別の荷役操作が開始するまで待機する。この際に算出部33は、必要に応じて検出部30に対して検出を終了する指示を出す。所定の荷役操作が終了していないと判断した場合は、算出部33は次にクレーン1の状態を受信するまで待機してS1に戻る。この際は、検出部30に対して検出の続行を算出部33が指示してもよいし、検出を終了する指示が出るまで所定のサンプリング周期で検出部30が検出を続ける構成にしてもよい。
以上が本実施形態に係るクレーン1の操作システム27を用いたクレーン1の操作指示方法の手順の説明である。
Next, the calculation unit 33 determines whether or not the predetermined cargo handling operation has been completed (S3 in FIG. 7). For example, when the predetermined cargo handling is the alignment operation for aligning the X coordinates of the spreader 13 and the container 49a, it can be determined that the alignment operation is completed when the relative distance L is 0 for a certain period of time or more. Alternatively, the time when the implantation on the spreader 13 and the container 49a is completed may be measured from the operation of the implantation sensor or the twist lock, and it may be determined that the alignment operation is completed. When it is determined that the predetermined cargo handling operation is completed, the calculation unit 33 finishes the calculation of the operation condition and waits until another cargo handling operation is started. At this time, the calculation unit 33 issues an instruction to end the detection to the detection unit 30 as necessary. If it is determined that the predetermined cargo handling operation has not been completed, the calculation unit 33 waits until the next state of the crane 1 is received and returns to S1. In this case, the calculation unit 33 may instruct the detection unit 30 to continue the detection, or the detection unit 30 may continue the detection at a predetermined sampling cycle until an instruction to end the detection is given. ..
The above is the description of the procedure of the operation instruction method of the crane 1 using the operation system 27 of the crane 1 according to the present embodiment.

このように本実施形態によればクレーン1の操作システム27は、検出部30が検出したクレーン1の状態から、操作条件を算出部33が算出し、指示部35に指示させる。
そのため、指示部35の指示内容から目標とする荷役操作を達成するために必要な操作を運転手が把握できる。
よって、目標とする荷役操作を達成するために必要な操作の情報を運転手に知得させられる。
As described above, according to the present embodiment, in the operation system 27 of the crane 1, the calculation unit 33 calculates the operation condition from the state of the crane 1 detected by the detection unit 30, and causes the instruction unit 35 to instruct.
Therefore, the driver can grasp the operation necessary for achieving the target cargo handling operation from the instruction content of the instruction unit 35.
Therefore, the driver can be informed of the operation information necessary to achieve the target cargo handling operation.

なお、上記した実施形態は本発明を岸壁クレーンに適用した場合を例に説明したものであるが、本発明は橋型クレーン、アンローダ、ジブクレーン等の、岸壁クレーン以外のクレーンにも適用できる。
また上記した実施形態ではコンテナ49aとスプレッダ13の位置合わせのためのトロリ11の横行操作の指示を本発明の適用例として説明したが、クレーン1を用いた荷役に必要な操作であれば、本発明はトロリ11の横行操作以外の操作にも適用できる。例えばスプレッダ13の着床操作の指示に本発明を適用してもよい。
Although the above embodiment has been described by taking the case where the present invention is applied to a quay crane as an example, the present invention can also be applied to cranes other than quay cranes such as bridge cranes, unloaders, and jib cranes.
Further, in the above-described embodiment, the instruction for traversing the trolley 11 for aligning the container 49a and the spreader 13 has been described as an application example of the present invention. The invention can be applied to operations other than the traversing operation of the trolley 11. For example, the present invention may be applied to the instruction of the implantation operation of the spreader 13.

1 クレーン
3 脚部
5 レール
7 走行装置
8 ワイヤ
9 桁部
10 岸壁
11 トロリ
13 スプレッダ
14 映像
15 運転室
16 操作条件指示画像
16a 図形画像
16b 数値画像
17 撮像部
27 操作システム
30 検出部
31 表示部
32 操作機器
33 算出部
35 指示部
48 コンテナ船
49a コンテナ
1 Crane 3 Leg 5 Rail 7 Traveling device 8 Wire 9 Girder 10 Quay 11 Trolley 13 Spreader 14 Video 15 Driver's cab 16 Operating condition instruction image 16a Graphic image 16b Numerical image 17 Imaging unit 27 Operation system 30 Detection unit 31 Display unit 32 Operation equipment 33 Calculation unit 35 Indicator unit 48 Container ship 49a Container

Claims (4)

クレーンを運転手が操作する際に用いる操作機器と、前記クレーンの操作に必要な前記操作機器の操作条件を前記運転手に指示する指示部とを備えるクレーンの操作システムであって、
前記クレーンの状態を検出する検出部と、
前記検出部及び前記指示部に接続され、前記検出部が検出した前記クレーンの状態から、前記操作条件を算出し、算出した前記操作条件を前記指示部に指示させる算出部と、
を備えることを特徴とするクレーンの操作システム。
A crane operation system including an operating device used when a driver operates a crane and an instruction unit for instructing the driver of operating conditions of the operating device necessary for operating the crane.
A detector that detects the state of the crane and
A calculation unit connected to the detection unit and the instruction unit, calculating the operation condition from the state of the crane detected by the detection unit, and causing the instruction unit to instruct the calculated operation condition.
A crane operating system characterized by being equipped with.
前記検出部は、前記クレーンの状態として、前記クレーンの吊具を移動させる目標である目標位置に対する前記吊具の位置ズレ量、及び前記吊具の振れを検出する装置であり、
予測される前記操作条件は、前記操作機器が操作されたと仮定した時点での前記位置ズレ量及び前記振れに基づいて、前記目標位置で前記吊具を停止させるために予測される前記吊具の移動方向及び移動速度である請求項1に記載のクレーンの操作システム。
The detection unit is a device that detects, as the state of the crane, the amount of positional deviation of the hanger with respect to the target position at which the hanger of the crane is moved, and the runout of the hanger.
The predicted operating condition is that of the hanging tool predicted to stop the hanging tool at the target position based on the position deviation amount and the runout at the time when the operating device is assumed to be operated. The crane operation system according to claim 1, which is a moving direction and a moving speed.
前記操作条件は、
前記検出部が前記クレーンの状態の検出を開始してから、実際に状態が検出されるまでに要する時間である検出系遅延時間と、
前記指示部の指示を受けてから前記運転手が前記操作機器の操作を開始するまでに要する時間と前記操作機器が操作されてから前記クレーンがその操作に基づき動作を開始するまでに要する時間の和である操作系遅延時間と、
を前記操作機器が操作されたと仮定した時点に加えた時刻における条件である請求項1又は2に記載のクレーンの操作システム。
The operating conditions are
The detection system delay time, which is the time required from when the detection unit starts detecting the state of the crane to when the state is actually detected,
The time required for the driver to start the operation of the operating device after receiving the instruction from the instruction unit and the time required for the crane to start the operation based on the operation after the operating device is operated. The operation system delay time, which is the sum, and
The crane operation system according to claim 1 or 2, which is a condition at a time added to the time point when the operation device is assumed to be operated.
クレーンを運転手が操作する際に用いる操作機器と、前記クレーンの操作に必要な前記操作機器の操作条件を前記運転手に指示する指示部とを備えるクレーンの操作を前記運転手に指示するクレーンの操作指示方法であって、
前記クレーンの状態を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された前記クレーンの状態から、前記操作条件を算出し、算出した前記操作条件を前記指示部に指示させる算出工程と、
を実施することを特徴とするクレーンの操作指示方法。
A crane that instructs the driver to operate a crane having an operating device used when the driver operates the crane and an instruction unit that instructs the driver on the operating conditions of the operating device necessary for operating the crane. It is an operation instruction method of
The detection process for detecting the state of the crane and
A calculation step of calculating the operation condition from the state of the crane detected in the detection step and causing the instruction unit to instruct the calculated operation condition.
A method of instructing the operation of a crane, which is characterized by carrying out.
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