JP2023148202A - Work machine - Google Patents
Work machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023148202A JP2023148202A JP2022056100A JP2022056100A JP2023148202A JP 2023148202 A JP2023148202 A JP 2023148202A JP 2022056100 A JP2022056100 A JP 2022056100A JP 2022056100 A JP2022056100 A JP 2022056100A JP 2023148202 A JP2023148202 A JP 2023148202A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- boom
- angle
- working machine
- control unit
- measurement unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 70
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 24
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 7
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 47
- 230000008569 process Effects 0.000 description 47
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 28
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 101100459256 Cyprinus carpio myca gene Proteins 0.000 description 8
- 101100459261 Cyprinus carpio mycb gene Proteins 0.000 description 8
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 8
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005339 levitation Methods 0.000 description 1
- 230000001915 proofreading effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、荷を吊ることのできる作業機械に関する。 The present invention relates to a working machine capable of suspending a load.
特許文献1には、クレーンに付随され、ブームの空間的位置及び姿勢を検出する検出装置について記載されている。当該検出装置は、ブームの先端に設けられたターゲットマークまでの距離及び方向を計測することで上記の検出を行う。
荷を吊って作業する作業機械においては、作業機械に対する吊荷の位置を正確に把握できると好ましい。 In a working machine that performs work by suspending a load, it is preferable to be able to accurately grasp the position of the suspended load relative to the working machine.
本発明は、作業機械に対する吊荷の位置をより正確に把握できる作業機械を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a working machine that can more accurately grasp the position of a suspended load relative to the working machine.
本発明は、
荷を吊ることが可能な作業機械であって、
前記作業機械に対する吊荷の位置を測定するための測定部と、
前記測定部の校正を行う制御部と、
を備える。
The present invention
A working machine capable of suspending loads,
a measuring unit for measuring the position of the suspended load with respect to the working machine;
a control unit that calibrates the measurement unit;
Equipped with
本発明によれば、作業機械に対する吊荷の位置を正確に把握することができるという効果が得られる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to accurately determine the position of a suspended load relative to a working machine.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本明細書において吊荷の位置とは、荷を吊っているときには荷の位置を意味する一方、荷を吊っていないときには吊具(例えばフック)107の位置を意味するものとする。また、吊具107を昇降するロープの繰出し長(ポイントシーブ106aより先に繰り出された部分の長さ)を「ロープ長」と呼ぶ。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In this specification, the position of a suspended load means the position of the load when the load is being hung, and the position of the hanging tool (for example, hook) 107 when the load is not suspended. In addition, the length of the rope that moves up and down the hanging tool 107 (the length of the portion that is let out before the
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る作業機械を示すもので、(A)は側面図、(B)は平面図である。図1(B)においては、ブーム106及びロープ(ワイヤーロープ)等が省略されている。図2は、作業機械の制御系の構成を示すブロック図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a working machine according to
実施形態1の作業機械100は、移動式クレーンであり、下部走行体102と、下部走行体102に対して旋回可能な上部旋回体104と、上部旋回体104に対して起伏可能なブーム106と、ブーム106の先端部から吊り下げられた吊具107とを備える。上部旋回体104には、運転室であるキャブ112が設けられている。さらに、作業機械100は、吊具107を昇降するロープの巻き取りと繰り出し、並びに、ブーム106を起伏するロープの巻き取りと繰り出しとをそれぞれ行う複数のウインチ114を備える。
The
キャブ112には、図2に示すように、運転操作部115に加え、動作モードを切り替えるための操作部116、様々な映像又は画像を出力可能な表示装置117と、音や表示により様々な情報を報知する報知部118とが設けられていてもよい。
As shown in FIG. 2, the
作業機械100は、さらに、ブーム106の起伏方向の過回動を制限するブーム過巻防止装置(例えばバックストップ)108と、吊具107の過上昇を制限するフック過巻防止装置109とを備える。
The
ブーム過巻防止装置108は、ブーム106の起伏方向の角度が設定角度で停止するよう、ブーム106を係止することでブーム106が起伏方向に過回動しないように制限する。ブーム過巻防止装置108は、ブーム106を係止したときに衝撃が加わらないように緩衝機構を含んでいるが、ブーム過巻防止装置108が作用することでブーム106が停止したときに、ブーム106は設定角度で安定的に停止するよう構成されている。さらに、ブーム過巻防止装置108は、ブーム106を係止したときに、係止を伝える信号を制御部40に出力する。
The boom over-winding
フック過巻防止装置109は、吊具107がポイントシーブ106aから設定長の位置まで上昇したときに吊具107を吊るワイヤーロープの巻き取りを停止するためのリミットスイッチである。吊具107の上昇によりフック過巻防止装置109が作用し、吊具107が停止したとき、ロープ長は安定的に設定長になるように構成される。
The hook
図2に示すように、作業機械100は、作業機械100に対する吊荷の位置を測定するための測定部20と、測定部20の測定結果に基づいて吊荷の位置を計算する計算部30と、作業機械100の制御を行う制御部40とを備える。制御部40は、コンピュータであり、計算部30は制御部40の一部であってもよい。
As shown in FIG. 2, the
測定部20は、ブーム106に取り付けられた撮影装置21と、ブーム106の起伏角度を測定するブーム角度測定部22と、吊具107のロープ長(吊具107を昇降するロープの繰出し長)を測定するロープ長測定部23とを含む。
The
撮影装置21は、レンズ及び撮像素子を有するデジタル撮影装置などであり、撮影方向が既知である場合に、映像E(図3(B)参照)において吊荷Nが位置する座標値(x1、y1)から、吊荷Nの方向を求めることができる。撮影装置21は、吊荷Nが視野角に入るようにブーム106の先端周辺に所定角度で取り付けられている。
The photographing
撮影装置21の取り付け角度は、可動装置21F(サーボモータ等)の駆動により可変であってもよい。また、撮影装置21がラックアンドピニオン等のスライド機構を介してブーム106に取り付けられることで、撮影装置21の固定位置は可動装置21F(サーボモータ等)の駆動により可変であってもよい。当該構成の場合、撮影装置21の取付け角度及び取付け位置は、各サーボモータの駆動量を表わすデータによって求めることができる。
The mounting angle of the
撮影装置21の映像Eはキャブ112の表示装置117に出力され、映像Eから作業員が吊荷Nを確認できるような構成が採用されてもよい。
A configuration may be adopted in which the image E of the
ブーム角度測定部22は、ブーム106を起伏するロープの巻き取りと繰り出しとを行うウインチ114の回転量を検出するエンコーダ、ブーム106に取り付けられた角度計、あるいは、ブーム106の回動中心においてブーム106の回動量を検出するエンコーダなど、ブーム106の起伏角度を測定可能であればどのような構成であってもよい。
The boom
ロープ長測定部23は、ブーム106の先端部から繰り出されたロープ長を測定する。ロープ長は、より詳細には、例えばポイントシーブ106aにおいてロープが離間する端点から吊具107の所定点までの長さと定義されてもよい。ロープ長測定部23は、吊具107を昇降するウインチ114の回転量を検出するエンコーダ、あるいは、ポイントシーブ106aの回転量を検出するエンコーダなど、ロープ長を測定可能な信号を出力する構成であればどのような構成であってもよい。
The rope
計算部30には、撮影装置21から映像データが送られる。撮影装置21の取付け角度、取付け位置又はこれら両方が可変である場合には、当該取付け角度及び取付け位置の制御を行う制御部40から、取付け角度、取付け位置又はこれら両方を示すデータが、計算部30に送られる。さらに、計算部30には、ブーム角度測定部22及びロープ長測定部23の測定データが送られる。
Video data is sent to the
計算部30は、次のような原理によって、ブーム106の先端部を基準点P0とする吊荷Nの相対位置を計算する。図3は、吊荷の位置の計算原理を説明する図であり、(A)はブームと撮影装置と吊荷の配置関係を示す図、(B)は撮影装置の映像を示す図である。
The
計算部30は、ブーム角度測定部22の測定データに基づきブーム106の角度θboomを取得する。さらに、計算部30は、ロープ長測定部23の測定データからロープ長Lhookを取得する。
The
さらに、計算部30は、撮影装置21の取付け位置及び取付け角度のデータから、ブーム106の基準点P0から撮影装置21の取付け位置P1までの長さLcam1と、取付け角度θcam0とを取得する。また、取付け位置P1から視野角中心点P2までの長さLcam2は一定値であり、計算部30は、当該長さLcam2の値を予め保持している。
Further, the
計算部30は、長さLcam1とブーム106の角度θboomとから、基準点P0から取付け位置P1までのベクトルAcam1を計算する。さらに、計算部30は、長さLcam2、撮影装置21の取付け角度θcam0、並びに、ブーム106の角度θboomから、取付け位置P1から視野角中心点P2に至るまでのベクトルAcam2を計算する。
The
さらに、計算部30は、映像データから吊荷を画像認識し、映像Eにおける吊荷Nの座標値(x1、y1)を取得する(図3(B))。画像認識は、機械学習された学習モデル(人工知能)による認識に代替されてもよい。そして、計算部30は、座標値(x1、y1)に対応する撮影中心線Lcam0からの角度θcamx、θcamyを計算する。角度θcamx、θcamyは、撮影装置21の視野角におけるx方向の角度、並びに、y方向の角度に相当し、映像中の座標値と一対一で対応づけられる。
Furthermore, the
さらに、計算部30は、基準点P0を中心にロープ長Lhookを半径とする球面Snと、視野角中心点P2から角度θcamx、θcamyで延びる直線との交点を、幾何学的に計算する。そして、計算部30は、視野角中心点P2から上記交点までの距離を計算する。さらに、当該距離と、角度θcamx、θcamy、θboom、θcam0から、視野角中心点P2から吊荷NまでのベクトルACtoNを計算する。
Furthermore, the
上記の計算により、ベクトルAcam1、Acam2、ACtoNが得られたら、計算部30は、これらのベクトルAcam1、Acam2、ACtoNを合成することで、ブーム106の先端部(基準点P0)に対する吊荷Nの相対位置(=Acam1+Acam2+ACtoN)を得ることができる。計算部30は、吊荷Nの相対位置の計算結果を制御部40に送る。
When the vectors A cam1 , A cam2 , and A CtoN are obtained through the above calculation, the
このようにして、作業機械100の制御部40が、吊荷Nの相対位置を正確に把握できることで、制御部40は様々な有用な物理量を計算することが可能となる。例えば、別途、吊荷Nの重さのデータが与えられることで、これらのデータから、制御部40は、吊荷Nが揺れるときに、ブーム106に対してどの方向にどれだけの荷重が加わるのか求めることが可能となる。
In this way, the
制御部40は、作業機械100の動作上の制御に加え、測定部20の校正処理を行う。
In addition to controlling the operation of the
<校正処理>
上述したように、計算部30は、測定部20の測定データに基づいて吊荷Nの相対的な位置を正確に求めることができる。一方で、測定部20の測定データには、系統的な誤差が加わることがある。例えば、ブーム角度測定部22では、測定データに、真正な起伏角度に略一定のズレが加わるような系統的な誤差が生じることがある。ロープ長測定部23においても、測定データに、真正なロープ長に略一定のズレが加わるような系統的な誤差が生じることがある。
<Proofreading process>
As described above, the
このような場合、ブーム106の真正な起伏角度と測定データとのズレを計測し、その後の測定データからズレを除去することで、ブーム角度測定部22を校正できる。同様に、真正のロープ長と測定データとのズレを計測し、その後の測定データからズレを除去することで、ロープ長測定部23を校正できる。
In such a case, the boom
また、撮影装置21がブーム106に固定的に取り付けられている場合、振動等により取付け角度にズレが生じることがある。あるいは、撮影装置21がブーム106に可動的に取り付けられている場合、取付け位置、取付け角度又はこれら両方の制御データが、真正な値からズレを有する値を示してしまうことがある。これらの場合、上記のズレが映像Eに基づき計算された吊荷Nの方向を示す角度等に系統的な誤差として加わってしまう。
Further, when the photographing
このような場合、撮影装置21の真正な取付け角度と、制御部40が認識している取付け角度とのズレを計測し、ズレが除去されるように、その後の取付け角度の制御データを修正することで、撮影装置21による角度の測定に使用される取付け角度の制御データを校正することができる。撮影装置21の取付け位置の制御データについても同様である。
In such a case, the deviation between the true mounting angle of the
制御部40は、測定部20の各要素について、上記のような系統的な誤差を校正する処理を、次のように実行する。
The
ブーム角度測定部22の校正処理において、制御部40は、ウインチ114の駆動によりブーム106を既知の角度まで起伏させ、その時のブーム角度測定部22の測定データと上記既知の角度との差分から、測定データに生じているズレを計測する。そして、ズレが計測されたら、制御部40は、ブーム角度測定部22の測定データから当該ズレを減算した値が出力されるように校正処理を実行する。
In the calibration process of the boom
ブーム角度測定部22の校正処理が行われるブーム106の角度は、ブーム過巻防止装置108がブーム106の起伏方向の回動を制限したときの設定角度であってよい。当該角度を採用することで、校正用にブーム106の真正な角度を計測する手段を追加することなく、制御部40は、ブーム106の真正な角度を得て、ブーム角度測定部22の校正処理を遂行することができる。
The angle of the
なお、ブーム角度測定部22の校正処理において、制御部40がウインチ114を駆動するのではなく、作業機械100の作業員に制御部40が支援情報を出力することで、支援情報に基づき作業員がウインチ114を駆動する運転を行い、ブーム106を校正処理可能な起伏角度などに回動させるようにしてもよい。また、ブーム角度測定部22の校正処理が行われるブーム106の角度は、上記の角度に限られず、予め決められた様々な角度が採用されてもよい。例えば、定位置からカメラによってブーム106の一部が移動する箇所を撮影し、予め決められた位置にブーム106が写り込んだことに基づき、当該撮影時に対応するブーム106の角度に合わせてブーム角度測定部22を校正してもよい。
In addition, in the calibration process of the boom
ロープ長測定部23の校正処理において、制御部40は、ウインチ114の駆動により吊具107を吊っているロープを既知の長さまで巻き取り(又は繰り出し)、その時のロープ長測定部23の測定データと上記既知の長さとの差分から、測定データに生じているズレを計測する。そして、ズレが計測されたら、制御部40は、ロープ長測定部23の測定データから当該ズレを減算した値が出力されるように校正処理を実行する。
In the calibration process of the rope
ロープ長測定部23の校正処理が行われるロープ長は、フック過巻防止装置109が吊具107の上昇を制限したときのロープの設定長であってよい。当該設定長を採用することで、校正用に真正なロープ長を計測する手段を追加することなく、制御部40は、真正なローブ長を得て、ロープ長測定部23の校正処理を遂行することができる。
The rope length on which the calibration process of the rope
なお、ロープ長測定部23の校正処理において、制御部40がウインチ114を駆動するのではなく、作業機械100の作業員に制御部40が支援情報を出力することで、支援情報に基づき作業員がウインチ114を駆動する運転を行い、ロープ長を校正処理可能な長さにするようにしてもよい。
In addition, in the calibration process of the rope
撮影装置21の取付け角度の校正処理において、制御部40は、撮影装置21に取り付けられた姿勢センサ(例えば、IMU(Inertial Measurement Unit))25を利用する。姿勢センサ25は、撮影装置21に取り付けられ、撮影装置21の水平に対する角度を計測し、計測データを制御部40に出力する。制御部40は、姿勢センサ25の出力と、ブーム角度測定部22の測定結果とから、撮影装置21のブーム106に対する取付け角度を計算する。そして、制御部40が保持している取付け角度と、計算された取付け角度との差を、制御部40は、真正な取付け角度に対するズレとして計算し、ズレが除去されるように、取付け角度を表わす制御データを修正することで、取付け角度に関する校正処理を遂行する。
In the process of calibrating the mounting angle of the photographing
また、撮影装置21の取付け位置が可変である場合、制御部40は、撮影装置21を可動範囲のうちの一端など、位置が既知となる箇所まで撮影装置21を移動させる。すなわち、制御部40は、可動装置21F(移動用のサーボモータ)を一方向に駆動し、撮影装置21及びサーボモータがそれ以上動かないところで、可動装置21Fを停止させる。そして、制御部40は、そのときのサーボモータの制御データから計算される撮影装置21の取付け位置と、スライド機構の端点位置から得られる撮影装置21の取付け位置との差を、真正な取付け位置に対するズレとして計算する。そして、制御部40は、ズレが除去されるように、取付け位置を表わす制御データを修正することで、取付け位置に関する校正処理を遂行する。
Further, when the mounting position of the photographing
図4は、映像の座標の校正処理を説明する図であり、吊荷の位置変化を示すグラフ(A)と、校正前後の座標を示す図(B)である。 FIG. 4 is a diagram illustrating the process of calibrating the coordinates of an image, and includes a graph (A) showing changes in the position of the hanging load and a diagram (B) showing the coordinates before and after the calibration.
撮影装置21の映像Eにおける座標(x、y)の校正処理は、次のように行われる。すなわち、風が弱く、重心の偏りが少ない吊荷Nを吊っている場合、吊荷Nはポイントシーブ106aの先端の鉛直下方の点を中心に、水平な二方向に揺れの成分を含んだ振り子運動を行う。そして、仮に、振り子運動の中心点に吊荷Nが位置するとした場合、吊具107を吊っているロープは鉛直下方に延在するはずである。
Calibration processing of the coordinates (x, y) in the image E of the photographing
また、ロープが鉛直下方に延在する場合、ロープ長Lhook、ブーム106の角度θboom、撮影装置21の取付け位置(長さLcam1)及び取付け角度θcam0から、映像Eのどの座標位置に吊荷Nが位置するはずであるか逆算することができる。
In addition, when the rope extends vertically downward, which coordinate position in the image E is determined from the rope length L hook , the angle θ boom of the
したがって、制御部40は、上記の吊荷Nが位置するはずである真正の座標位置と、実際の映像から得られる吊荷Nの振り子運動の中心点の座標位置(x2、y2)(図4(A)、図4(B))とを計算し、これらの差分を座標のズレとして求める。振り子運動の中心点の座標位置を求める計算は、機械学習された学習モデル(人工知能)を用いた取得処理に代替されてもよい。
Therefore, the
そして、制御部40は、上記のズレが除去されるように座標の原点を校正する。なお、座標(x、y)は表示装置117に映像Eと重ねて映し出され、上記の座標の校正時に、表示装置117に映し出された座標の原点も修正されるようにしてもよい。あるいは、座標の校正は、制御部40が内部処理で認識する映像E中の座標(制御部40が使用する制御データに含まれる座標原点のデータ値)についてのみ行われ、表示装置117に出力される座標には反映されなくてもよい。
Then, the
<校正モード処理>
図5は、制御部が実行する実施形態1の校正モード処理を示すフローチャートである。前述した測定部20の校正処理は、作業機械100の動作モードが校正モードに切り替えられた場合に実行される。動作モードは、キャブ112に設けられた操作部116を作業員等が操作することで校正モードに切り替え可能であってもよい。操作部116は、タッチパネル等の表示画面に写し出された操作部であってもよい。
<Calibration mode processing>
FIG. 5 is a flowchart showing the calibration mode process of the first embodiment executed by the control unit. The above-described calibration process of the
また、校正モードは、風の強さが所定以下、運転操作中でないとき、吊具107が地面に着いていないとき、吊具107が回転していないとき、作業現場の水平度が所定値以上である、あるいは、これらのうちの複数が満たされる場合など、所定の条件を満たしている場合に移行可能なように制御されてもよい。作業機械100は、条件を満たしているか判別するために、風速計及び水平器を備えていてもよい。
In addition, in the calibration mode, when the wind strength is below a predetermined value, when the operation is not in progress, when the hanging
操作部116の操作により、校正モード処理が開始されると、制御部40は、まず、校正モードに移行可能な条件を満たしているか判別し(ステップS1)、YESであれば、報知部118から校正モードである出力を行わせ(ステップS2)、処理を進める。一方、ステップS1の結果がNOであれば、制御部40は、校正モード処理を終了する。
When the calibration mode process is started by operating the
処理が進むと、まず、制御部40は、ブーム角度測定部22の校正処理を実行する(ステップS3)。ステップS3では、一例として、制御部40が、ブーム過巻防止装置108が作動するまでブーム106を回動させるよう支援情報を出力し、作業員が支援情報に基づきブーム106を回動させる。そして、ブーム過巻防止装置108が作動してブーム106が安定的に設定角度になった状態で、前述したように、制御部40がブーム角度測定部22の校正処理を遂行する。
As the process progresses, first, the
次に、制御部40は、ロープ長測定部23の校正処理を実行する(ステップS4)。一例として、ステップS4では、制御部40が、フック過巻防止装置109が作動するまで吊具107を上昇させるよう支援情報を出力し、作業員が支援情報に基づき吊具107を上昇させる。そして、フック過巻防止装置109が作動して吊具107が停止し、ロープ長が安定的に設定長となった状態で、前述したように、制御部40がロープ長測定部23の校正処理を遂行する。
Next, the
ロープ長測定部23の校正処理(ステップS4)をブーム角度測定部22の校正処理(ステップS3)よりも後に行うことで、必要な作業員の運転操作を少なくすることができる。すなわち、ブーム106をブーム過巻防止装置108が作動する角度まで回動させると、当該回動により吊具107を吊っているロープがポイントシーブ106a側に幾分引かれる。したがって、ブーム106をブーム過巻防止装置108が作動する角度まで回動させるには、その前に、吊具107を吊っているロープをフック過巻防止装置109が作動する長さよりも長くする必要がある。そのため、ステップS3とステップS4との順番を逆転させると、ロープ長測定部23の校正処理でロープ長が設定長になった後、吊具107を吊っているロープを繰り出してから、ブーム角度測定部22の校正処理に移行する必要が生じる。一方、ステップS3からステップS4の順番とすることで、上記の吊具107を吊っているロープを繰り出す処理を省くことができる。
By performing the calibration process for the rope length measuring section 23 (step S4) after the calibration process for the boom angle measuring section 22 (step S3), it is possible to reduce the number of necessary driving operations by the operator. That is, when the
次に、制御部40は、撮影装置21の取付け角度と取付け位置の校正処理を実行する(ステップS5)。当該校正処理の具体例は前述の通りである。
Next, the
そして、最後に、制御部40は、映像Eの座標の校正処理を実行する(ステップS6)。当該校正処理の具体例は前述の通りである。
Finally, the
その後、制御部40は、報知部118からの校正モードの出力を終了し(ステップS7)、校正モード処理を終了する。
After that, the
上記の校正モード処理により測定部20が校正されることで、その後、より正確に吊荷Nの位置の把握が可能となる。
By calibrating the
以上のように、実施形態1の作業機械100によれば、作業機械100に対する吊荷Nの位置を測定するための測定部20と、測定部20の校正を行う制御部40とを備える。したがって、校正により測定部20の系統誤差を除去することができ、作業機械100は正確な測定データを用いることで吊荷Nの位置を正確に把握することが可能となる。
As described above, the working
さらに、実施形態1の作業機械100によれば、制御部40は、撮影装置21の取付け角度、取付け位置、映像Eの座標の校正を行う。さらに、制御部40は、ブーム角度測定部22とロープ長測定部23の校正を行う。したがって、作業機械100は、撮影装置21の映像データと、ブーム角度測定部22及びロープ長測定部23の測定データとから、ブーム106に対する吊荷Nの位置を正確に把握することが可能となる。
Furthermore, according to the working
さらに、実施形態1の作業機械100によれば、フック過巻防止装置109の作動に基づき、ロープ長測定部23の校正を行うので、安定した校正処理が可能となり、さらに、ロープ長が所定の長さになったことを校正処理用に検出する手段の増設が不要となる。
Furthermore, according to the working
さらに、実施形態1の作業機械100によれば、ブーム106が所定角度になったときにブーム角度測定部22を校正するので、安定した校正処理が可能となる。さらに、上記の所定角度は、ブーム過巻防止装置108が作動する角度である。このような角度とすることで、ブーム106が所定角度になったことを校正処理用に検出する手段の増設が不要となる。
Further, according to the
さらに、実施形態1の作業機械100によれば、制御部40は、校正モードが選択された場合に、測定部20の校正処理を実行する。したがって、条件の整った、正確な校正を遂行しやすく。作業員が気付かないうちに、誤った校正処理が行われてしまうといった不具合を抑制できる。
Furthermore, according to the
(実施形態2)
図6は、本発明の実施形態2に係る作業機械を示す図である。図7は、図6の作業機械の制御系の構成を示すブロック図である。実施形態2の作業機械100Aは、作業機械100Aに対する吊荷Nの位置を測定するための測定部20Aの要素と、校正処理の内容とが異なる他は、実施形態1と同様であり、同様の要素は実施形態1と同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a diagram showing a working machine according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the control system of the work machine shown in FIG. 6. The working
実施形態2の測定部20Aは、ロープ長を測定するロープ長測定部23と、ブーム106に取り付けられた第1測位器26と、吊具107又は吊荷Nに取り付けられた第2測位器27とを含む。第1測位器26は、例えばブーム106の基準点P0又はその周辺に取付けられてもよい。
The measuring
第1測位器26及び第2測位器27は、GNSS(Global Navigation Satellite System)を利用した測位器であり、本実施形態では、緯度及び経度の測位データを主に使用する。
The
図8は、実施形態2における吊荷の位置の測定原理を説明する図である。計算部30Aは、第1測位器26と第2測位器27とからそれぞれ水平方向の測位データ(XP0、YP0)、(Xhook、Yhook)を取得する。さらに、計算部30Aは、ロープ長測定部23からロープ長Lhookを取得する。
FIG. 8 is a diagram illustrating the principle of measuring the position of a suspended load in the second embodiment. The
そして、これらのデータから、計算部30Aは、ブーム106の基準点P0に対する吊荷Nの相対位置A0toNを計算する。すなわち、水平なX方向及びY方向の距離は、測位データ(XP0、YP0)、(Xhook、Yhook)から計算できる。さらに、鉛直なZ方向の距離は、測位データ(XP0、YP0)、(Xhook、Yhook)と、ロープ長Lhookとから幾何学的に計算できる。そして、X、Y、Z方向の成分として、上記のX、Y、Z方向の距離を有するベクトルが、基準点P0から吊荷Nまでの位置ベクトルA0toN、=(X0toN、Y0toN、Z0toN)となる。
From these data, the
なお、測定部20Aは、ブーム106が向いている方角を測定する方位器を含み、計算部30Aは、方位器の計測結果と、第1測位器26及び第2測位器27の緯度及び経度のデータを関連付けることで、方向を含めて、ブーム106の基準点P0に対する吊荷Nの相対位置を計算してもよい。
The
実施形態2の制御部40Aは、ロープ長測定部23の校正処理と、第1測位器26及び第2測位器27の取付け位置の校正処理とを実行する。ロープ長測定部23の校正処理は実施形態1で示した通りである。
The
第1測位器26と第2測位器27に関する校正処理は、次のように行われる。すなわち、風が弱く、重心の偏りが少ない吊荷Nを吊っている場合、吊荷Nはポイントシーブ106aの先端の鉛直下方の点を中心に、水平な二方向に揺れの成分を含んだ振り子運動を行う。そして、仮に、振り子運動の中心点に吊荷Nが位置するとした場合、吊具107を吊っているロープは鉛直下方に延在するはずである。すなわち、第1測位器26と第2測位器27は、同一の緯度経度に位置するはずである。
Calibration processing regarding the
したがって、制御部40Aは、第2測位器27の測位データから振り子運動の中心点の緯度経度を計算する。さらに、第1測位器26の測位データが示す緯度経度と、振り子運動の中心点の緯度経度との差分を、第1測位器26又は第2測位器27の取付け位置のズレとして計算する。そして、制御部40Aは、当該ズレが除去されるように、第1測位器26又は第2測位器27の測位データをオフセットする。当該オフセットが校正処理に相当する。なお、第1測位器26と第2測位器27とが予め定められたズレ量だけ緯度経度が異なる位置に取り付けられていてもよく、当該場合には、当該ズレ量を加えたオフセット量で測位データが修正されるように校正処理が行われればよい。また、第1測位器26と第2測位器27の校正処理は、他のセンサを用いて実際の第1測位器26と第2測位器27の位置又は互いの位置のズレ量を計測し、当該計測結果に基づいて行われてもよい。
Therefore, the
実施形態2においても、制御部40Aは、作業機械100の動作モードが校正モードに切り替えられた場合に校正処理を実行するように構成されてもよい。動作モードは、キャブ112に設けられた操作部116を作業員等が操作することで校正モードに切り替え可能であってもよい。さらに、校正モードは、風の強さが所定以下、運転操作中でないとき、吊具107が地面に着いていないとき、吊具107が回転していないとき、作業現場の水平度が所定値以上である、あるいは、これらのうちの複数が満たされる場合など、所定の条件を満たしている場合に移行可能なように制御されてもよい。
Also in the second embodiment, the
以上のように、実施形態2の作業機械100Aによれば、作業機械100Aに対する吊荷Nの位置を測定するための測定部20Aと、測定部20Aの校正を行う制御部40Aとを備える。したがって、校正により測定部20Aの系統誤差を除去することができ、作業機械100Aは系統誤差が除去された測定データを用いることで吊荷Nの位置を正確に把握することが可能となる。
As described above, the working
さらに、実施形態2の作業機械100Aによれば、測定部20Aは、ブーム106に取り付けられた第1測位器26と、吊荷N又は吊具107に取り付けられた第2測位器27とを含み、制御部40Aは、測位データにオフセットを加えることで第1測位器26、第2測位器27又はこれら両方を校正する。このような構成により、少ない測定処理で、容易に吊荷Nの位置の正確な把握が可能となる。さらに、短い時間で校正処理を遂行することができる。
Furthermore, according to the working
以上、本発明の各実施形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記実施形態では、作業機械として、クローラクレーンである移動式クレーンを示したが、ホイールクレーン、トラッククレーン等の他の移動式クレーンに加えて、港湾クレーン、天井クレーン、ジブクレーン、門型クレーン、アンローダ等の固定式クレーンなど、あらゆるクレーンに適用可能である。また、作業機械は、保持したロープで荷を吊るショベルなど、荷を吊ることができれば、どのような機械であってもよい。 Each embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, a mobile crane which is a crawler crane is shown as a working machine, but in addition to other mobile cranes such as wheel cranes and truck cranes, port cranes, overhead cranes, jib cranes, and gantry cranes are also available. It is applicable to all types of cranes, including fixed cranes such as , unloaders, etc. Further, the working machine may be any machine as long as it can hang a load, such as a shovel that suspends the load using a held rope.
また、上記実施形態では、作業員の操作に基づき校正モードに移行する例を示したが、制御部が、校正モードに適した状況か否かを判断し、適した状況である場合に、校正モードへの移行を推奨する報知を行うか、あるいは、自動的に校正モードに移行するようにしてもよい。その他、基準点、ロープ長の詳細な定義など、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 In addition, in the above embodiment, an example was shown in which the mode is shifted to the calibration mode based on the operator's operation. It is also possible to issue a notification recommending the transition to the mode, or to automatically transition to the calibration mode. In addition, details shown in the embodiments, such as detailed definitions of reference points and rope lengths, can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention.
20、20A 測定部
21 撮影装置
22 ブーム角度測定部
23 ロープ長測定部
26 第1測位器
27 第2測位器
30、30A 計算部
40、40A 制御部
100、100A 作業機械
106 ブーム
106a ポイントシーブ
107 吊具
108 ブーム過巻防止装置
109 フック過巻防止装置
112 キャブ
114 ウインチ
116 操作部
117 表示装置
118 報知部
N 吊荷
E 映像
P0 基準点
20,
Claims (9)
前記作業機械に対する吊荷の位置を測定するための測定部と、
前記測定部の校正を行う制御部と、
を備える作業機械。 A working machine capable of suspending loads,
a measuring unit for measuring the position of the suspended load with respect to the working machine;
a control unit that calibrates the measurement unit;
A working machine equipped with
前記制御部は、前記撮影装置の取付け角度、取付け位置又はこれら両方のデータを校正する、
請求項1記載の作業機械。 The measurement unit includes a photographing device for photographing the suspended load,
The control unit calibrates the mounting angle, mounting position, or both of the data of the photographing device.
A working machine according to claim 1.
前記制御部は、前記撮影装置の映像の座標を校正する、
請求項1又は請求項2に記載の作業機械。 The measurement unit includes a photographing device for photographing the suspended load,
The control unit calibrates the coordinates of the image of the imaging device.
A working machine according to claim 1 or claim 2.
前記制御部は、前記ブーム角度測定部、前記ロープ長測定部、又はこれら両方を校正する、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の作業機械。 The measurement unit includes a boom angle measurement unit, a rope length measurement unit that measures the length of the rope for hanging the load, or both thereof,
The control unit calibrates the boom angle measurement unit, the rope length measurement unit, or both.
A working machine according to any one of claims 1 to 3.
請求項4記載の作業機械。 The control unit calibrates the rope length measuring unit based on the operation of a hook overwinding prevention device that prevents overwinding of a rope for hanging a load.
The working machine according to claim 4.
請求項4記載の作業機械。 The control unit calibrates the boom angle measurement unit when the boom reaches a predetermined angle.
The working machine according to claim 4.
前記制御部は、前記ブーム過巻防止装置の作動に基づき前記ブーム角度測定部を校正する、
請求項6記載の作業機械。 The predetermined angle is an angle at which a boom overwinding prevention device that prevents the wire rope hoisting the boom from being overwound operates;
The control unit calibrates the boom angle measurement unit based on the operation of the boom overwind prevention device.
A working machine according to claim 6.
前記制御部は、測位データにオフセットを加えることで前記第1測位器、前記第2測位器又はこれら両方を校正する、
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の作業機械。 The measurement unit includes a first positioning device attached to the boom and a second positioning device attached to the hanging load or hanging tool,
The control unit calibrates the first positioning device, the second positioning device, or both by adding an offset to the positioning data.
A working machine according to any one of claims 1 to 7.
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の作業機械。 calibrating the measuring section upon receiving an input to transition to the calibration mode;
A working machine according to any one of claims 1 to 8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022056100A JP2023148202A (en) | 2022-03-30 | 2022-03-30 | Work machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022056100A JP2023148202A (en) | 2022-03-30 | 2022-03-30 | Work machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023148202A true JP2023148202A (en) | 2023-10-13 |
Family
ID=88287834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022056100A Pending JP2023148202A (en) | 2022-03-30 | 2022-03-30 | Work machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023148202A (en) |
-
2022
- 2022-03-30 JP JP2022056100A patent/JP2023148202A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5642409B2 (en) | Crane control device and crane | |
JP5823046B1 (en) | Hydraulic excavator calibration system and calibration method | |
US9151013B2 (en) | Mobile working machine comprising a position control device of a working arm, and method for controlling the position of a working arm of a mobile working machine | |
US8627575B2 (en) | Hook pose detecting equipment and crane | |
KR100888721B1 (en) | Gis system | |
US11919749B2 (en) | Crane, and method for controlling such a crane | |
US20090008351A1 (en) | Crane control, crane and method | |
WO2014108033A1 (en) | Hook deviation angle detection and monitoring apparatus and crane | |
US20220055868A1 (en) | Crane and device for controlling same | |
US20210269285A1 (en) | Crane with an anti-collision device and method for installing such an anti-collision device | |
CN109467010B (en) | Method for moving a load by means of a crane | |
CN112368229B (en) | Crane with a movable crane | |
JP2850305B2 (en) | Automatic crane driving equipment | |
KR100878890B1 (en) | Gis upgrade system | |
KR101103356B1 (en) | Installation for measurement with auto control function | |
JP2020169087A (en) | Positioning method of crane hoisting accessory and crane system | |
JP6280380B2 (en) | Crane hanging load deflection angle detector | |
JP2023148202A (en) | Work machine | |
KR102024238B1 (en) | System for processing reflection image enhanced degree of precision by correcting error of reflection image | |
KR101348800B1 (en) | System for processing reflection image enhanced degree of precision by correcting error of reflection image | |
JP6399470B2 (en) | Automatic surveying program and automatic surveying system | |
JPS63217213A (en) | Automatic displacement detection system | |
JP4382551B2 (en) | Swivel angle measuring device and crane equipped with the same | |
US20230391588A1 (en) | Lifting gear, and method for determining slack rope on the lifting gear | |
CN115092839A (en) | Safety assessment early warning method and system for tower crane |