JP2522660B2 - クレ−ン衝突防止方法 - Google Patents

クレ−ン衝突防止方法

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JP2522660B2
JP2522660B2 JP62098116A JP9811687A JP2522660B2 JP 2522660 B2 JP2522660 B2 JP 2522660B2 JP 62098116 A JP62098116 A JP 62098116A JP 9811687 A JP9811687 A JP 9811687A JP 2522660 B2 JP2522660 B2 JP 2522660B2
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turning
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晴康 箕輪
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自己クレーンと他のクレーンおよび障害物と
の間の接近角度を規制して衝突を防止するようにしたク
レーン衝突防止方法に関するものである。
〔従来の技術〕
コンピュータを使用して演算処理を行い、クレーンの
衝突防止を行う場合、予め考えうるクレーンの各要素と
障害物との干渉パターンを作成し、クレーンブームの旋
回角度、起伏角度等を検出することによって前記干渉パ
ターン毎にクレーンの各要素と障害物との近接点間の距
離を確認し、予め設定した接近制限距離と比較してクレ
ーンを制御し衝突を防止するクレーン衝突防止方法が本
願出願人によって提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記クレーン衝突防止方法によれば、クレーン台数が
多く、これを三次元空間的に集中監視する場合優れてい
るが、高速コンピュータが必要であり、また、衝突を起
し得るクレーン相互もしくはクレーンと障害物の二部位
間を接近制限距離によって規制するものであるため、ク
レーンブームの作業半径に関係なく一律にクレーンの作
業域が制限されてしまうという問題がある。
即ち、第9図はクレーンと固定障害物、第10図はクレ
ーン相互の衝突を説明する図であって、まず第9図にお
いて、▲▼は作業半径RAのクレーンのブーム、▲
▼は作業半径RB(<RA)のクレーンのブーム、C
は固定障害物、dは予め設定された接近制限距離であ
る。即ちブーム▲▼,▲▼は夫々旋回して先端
AおよびBが固定障害物Cに対して設定接近制限距離d
に至ると警報発信とかブームの停止等の衝突防止の措置
が自動的にとられる。
また第10図において▲▼は作業半径RAのクレー
ンのブーム、▲▼は作業半径RB(<RA)のクレ
ーンのブーム,dは予め設定された接近制限距離であ
る。ここでブーム▲▼,▲▼が相互に旋回
して図示の位置関係になり、クレーン,の最接近点
(図示例の場合クレーンのブーム▲▼の中間部
とクレーンのブーム先端B)間の距離が予め設定した
接近制限距離dとなると前記同様クレーンの停止等の衝
突防止の措置が自動的にとられる。
即ち、クレーンより作業半径の小さいクレーンは
なお作業域に余裕を残しながら一律に接近制限距離dで
作業域が規制されてしまうという不合理がある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は前記従来技術の問題点に鑑み、上記不合理を
改善し、クレーンの作業半径に対応してクレーンの安全
作業域を変化させクレーン作業の効率化をはかることを
目的としてなされたものであって、この目的を達成させ
るために本発明は、逐時検出した自己クレーンのブーム
旋回角度、起伏角度を演算処理して経時的な自己クレー
ンの位置座標を求め、さらに上記自己クレーンの位置座
標と障害物または相手クレーンの位置座標を演算処理
し、自己クレーンが同動作を継続することによって前記
固定障害物または相手クレーンと接触する仮想接触点を
算定すると共に、自己クレーンブームが動作を継続して
最初に接続する仮想接触点に至るまでのブームの旋回角
度または起伏角度を逐次算出していき、予め設定した接
近制限角度と比較し、上記ブームの旋回または起伏角度
を規制するようにしたことを特徴とする。
〔作 用〕
第9図において、CAをクレーンのブーム▲▼の
旋回による固定障害物との仮想接触点、CBをクレーン
のブーム▲▼の旋回による固定障害物Cとの仮想接
触点、予め設定したブームの接近制限角度をθとし、∠
CAOA=θ=∠CBOBとするとクレーンについては接近制
限距離dで衝突を規制する場合と作業域はほとんど変り
ないが、ブームの短かいクレーンでは旋回角度が∠BO
B′だけ増加し、作業域が拡大する。
また第10図において、A1をクレーンが旋回し停止し
ているクレーンのブーム▲▼に接触する仮想接
触点、B1をクレーンが旋回し停止しているクレーン
のブーム▲▼に接触する仮想接触点とすれば、ク
レーンについては接近制限距離dで衝突を規制する場
合と作業域は変りないが、ブームの短かいクレーンで
は旋回角度が∠BOBB′だけ増加し、作業域が拡大する。
〔実施例〕
以下本発明を図示の実施例に基いて詳細に説明する。
第1図は本発明を適用したクレーンの説明図で、1は
定置式の自己クレーン、2は自己クレーンのブーム、3
は相手クレーン、3′は固定障害物で、自己クレーン1
のブーム2の起伏軸部2aには起伏角度検出器4が、ブー
ム2の旋回部2bには旋回角度検出器5が夫々装着され、
クレーン1の運転室6内には制御装置7、クレーン制御
盤8、解除ボタン9が設置され、クレーン1のガイサポ
ート部10には異常表示灯11が取付けられている。また制
御装置7は通信ケーブル12によって相手クレーン3の制
御装置7と相互に接続されている。
上記クレーン1はブーム2先端のフックに吊られた資
材を吊上げ吊下ろすと共にブーム2の起伏と旋回によっ
て作業円内の任意の位置の揚重作業が行える。
ブーム2の起伏角度および旋回角度は、起伏角度検出
器4および旋回角度検出器5によって逐時検出されて制
御装置7に入力され、制御装置7で上記検出値が演算処
理されて自己クレーン1の位置座標が経時的に算出さ
れ、この自己クレーン1の位置座標および固定障害物
3′の位置座標または自己クレーン1の位置座標および
相手クレーン3より伝送されて得た相手クレーン3の位
置座標を制御装置7でさらに演算処理して自己クレーン
1が同動作を継続することによって固定障害物3′また
は相手クレーン3と接触する仮想接触点が求められる。
仮想接触点は自己クレーン1と固定障害物3′または
相手クレーン3とにおいて接触を想定し得る二部位につ
いて1箇所異常求められる。そして自己クレーン1のブ
ーム2が起伏または旋回動作を継続して最初に接触する
仮想接触点に至るまでのブーム2の旋回角度または起伏
角度を逐時算出していき、これが予め設定し入力してお
いた接近制限角度に達した時、制御装置7はクレーン制
御盤8に出力し、ブーム2の作動を自動停止させ、ある
いは警報信号を発せしめ、かくしてクレーン相互、もし
くはクレーンと固定障害物との衝突を未然に防止する。
解除ボタン9は、自己クレーン1が相手クレーン3ま
たは固定障害物3′に対し接近制限角度に達し自動停止
した時、制御装置7の制御出力を解除し安全域に復帰動
作させるためのものであり、異常表示灯11はこの解除操
作時に点灯し、相手クレーン3のオペレータや地上にそ
れを報知するものである。
第2図乃至第5図は自己クレーンブームと固定障害物
との接触のパターンを例示した図で、第2図は作業半径
rのブーム2と、線形壁状の固定障害物3′aとの接
触、第3図は作業半径rのブーム2と、ブーム2の作業
半径r内に角のある固定障害物3′bとの接触、第4図
は作業半径rのブーム2と、中心点P1がブーム2の作業
半径r外にあり、半径r1がブーム2の作業半径r内にあ
る円柱状の固定障害物3′cとの接触、第5図は作業半
径rのブーム2と、半径がr2で中心点P2がブーム2の作
業半径r内にある円柱状の固定障害物3′bとの接触を
示し、各図においてE,E′は制御装置7によって求めら
れる仮想接触点である。
次に制御装置7によって演算される、自己クレーンブ
ーム2が動作を継続して最初に接触する仮想接触点(第
2図乃至第5図のE点)に至るまでのブーム2の旋回角
度または起伏角度の求め方を説明する。
イ.ブームが伏せて固定障害物に接触する場合; 第6図において、3′は固定障害物、2は自己クレー
ンブーム、Lはブーム2の長さ、Gはブーム2の旋回中
心、Hはブーム2の起伏中心、lはG,H間距離、E0はブ
ーム2の延長線と固定障害物3′との支点、E(Ex,
Ey)はブーム2を伏せることによって固定障害物3′と
接触する仮想接触点Eの位置座標、F(Fx,Fy)はブー
ム2先端Fの位置座標、G(Gx,Gy)はブーム2の旋回
中心Gの位置座標、IはG,Hを含む水平面上の点であ
る。
ここでブーム2が現位置から伏せていき固定障害物
3′と接触するまでの角度∠FHE=α、現位置のブーム
2とIH線とのなす角度∠FHI=α、ブーム2が仮想接
触点Eに接触した時のブーム2とIH線となす角度∠EHI
=αとすると、F,G間水平距離 E,G間水平距離 cosα=(▲▼+l)/Lcosα=(▲▼+
l)/Lであるから、 の演算式によって求められる。
仮想接触点が複数ある場合はブーム2に近い側の仮想
接触点について上記の演算を行う。
ロ.自己クレーンブーム相手クレーンブームが旋回して
互いに接触する場合; 自己クレーンと相手クレーンと干渉するパターンとし
ては自己クレーンブーム(もしくはカウンタ)の先端が
相手クレーン3と干渉する場合と、自己クレーン1ブー
ム(もしくはカウンタ)の中間部が相手クレーン3と干
渉する場合とがある。そこで、 i)自己クレーンブームの旋回円と相手クレーンとの交
点を求め、その交点を仮想接触点として現位置の自己ク
レーンブームが旋回して仮想接触点に至るまでの旋回角
度を求める。
ii)別に相手クレーンの端部を仮想接触点として自己ク
レーンブームが旋回してその仮想接触点に至るまでの旋
回角度を求める。
iii)上記で求めた旋回角度のうち小さい方を衝突まで
の旋回角度とする。
即ち第7図において、2は自己クレーンブーム、3は
相手クレーンブーム、OA,OBは夫々自己クレーンブーム
2、相手クレーンブーム3の旋回中心、M,Nは夫々自己
および相手クレーンブーム2,3の先端、P,Qは夫々自己お
よび相手クレーンブーム2,3の各旋回円が他方のブーム
3,2と交わる仮想接触点であって、自己クレーン側から
見た場合、相手側ブーム3との仮想接触点はNとPとの
2個所になるが、α(∠MOAN)<α(∠MOAP)であ
るからブーム2が他方のブーム3に衝突するまでの旋回
角度はαとなる。
また相手クレーン側から見た場合、相手のブーム2と
の仮想接触点はQとMとの2箇所になるが、α(∠NO
BQ)<α(∠NOBM)であるからブーム3が他方のブー
ム2に衝突するまでの旋回角度はαとなる。
ハ.自己クレーンブームと相手クレーンブームが起伏し
て互いに接触する場合; 第8図(A),(B)において2は自己クレーンブー
ム、3は相手クレーンブーム、Lは自己クレーンブーム
の長さ、Gはブーム2の旋回中心、Hはブーム2の起伏
中心、lはG,H間距離、G(GxGy)はブーム2の旋回中
心Gの位置座標、M(MxMy)はブーム2先端Mの位置座
標、Nは自己ブーム2を伏せることによって接触する相
手ブーム3の仮想接触点、IはG,Hを含む水平面上の点
である。
ここで自己ブーム2が現位置から伏せていき相手ブー
ム3のN点と接触するまでの角度∠MHN=α、現位置の
ブーム2とIH線とのなす角度∠MHI=α、ブーム2が
相手ブーム3のN点に接触した時、ブーム2とIH線とな
す角度∠NHI=αとすると、M,G間水平距離 N,G間水平距離 cosα=(▲▼+l)/L,cosα=(▲▼+
l)/Lであるから、 の演算式によって求められる。そして前記イ(第6図)
における角度α、ロ(第7図)における角度α1
ハ(第8図)における角度αが予め設定した接近制限角
度に達した時、警報を発し、あるいはクレーンを自動停
止させる等の制御を行うことによりクレーンの衝突が未
然に防止される。
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明は、逐時検出した自己クレ
ーンのブーム旋回角度、起伏角度を演算処理して経時的
な自己クレーンの位置座標を求め、さらに上記自己クレ
ーンの位置座標と障害物または相手クレーンの位置座標
を演算処理し、自己クレーンが同動作を継続することに
よって前記固定障害物または相手クレーンと接触する仮
想接触点を算定すると共に、自己クレーンブームが動作
を継続して最初に接触する仮想接触点に至るまでのブー
ムの旋回角度または起伏角度を逐次算出していき、予め
設定した接近制限角度と比較し、上記ブームの旋回また
は起伏角度を規制するようにしたから、接近制限距離に
よって一律にクレーンの作業域を規制してしまう従来の
クレーンの衝突防止方法に比し、クレーンの作業半径に
対応してクレーンの安全作業域が変化しクレーン作業の
効率化が達成されるという効果を奏する。
なお、本発明方法は簡易なコンピュータでよく、また
各クレーンが独立で監視できるという長所があり、2台
程度のクレーンの衝突防止に好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用したクレーンの説明図、第2図乃
至第5図は自己クレーンブームと固定障害物との各種接
触のパターンを例示した図、第6図乃至第8図(A),
(B)は夫々自己クレーンブームが他物と接触するまで
のブームの旋回角度または起伏角度の求め方を夫々説明
する図で、第6図はブームが伏せて固定障害物に接触す
る場合、第7図は自己クレーンブームと相手クレーンブ
ームが旋回して互いに接触する場合、第8図(A)は自
己クレーンブームと相手クレーンブームが起伏して互い
に接触する場合の平面図、第8図(B)は立面図、第9
図および第10図は従来の接近制限距離による衝突防止方
法と本発明の接近制限角度による衝突方法との原理を説
明する図で、第9図はクレーンと固定障害物、第10図は
クレーン相互の場合である。 1,,……クレーン、2……自己クレーンブーム、
3′,3′a,3′b,3′c,3′d,C……固定障害物、3……相
手クレーン、CA,CB,E,E′,M,N,P,Q,A1,B1……仮想接触
点、α,α1……クレーンブームが表す角度、θ…
…接近制限角度、d……接近制限距離。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】逐時検出した自己クレーンのブーム旋回角
    度、起伏角度を演算処理して経時的な自己クレーンの位
    置座標を求め、さらに上記自己クレーンの位置座標と障
    害物または相手クレーンの位置座標を演算処理し、自己
    クレーンが同動作を継続することによって前記障害物ま
    たは相手クレーンと接触する仮想接触点を算定すると共
    に、自己クレーンブームが動作を継続して最初に接続す
    る仮想接触点に至るまでのブームの旋回角度または起伏
    角度を逐次算出していき、予め設定した接近制限角度と
    比較し、上記ブームの旋回または起伏角度を規制するよ
    うにしたことを特徴とするクレーン衝突防止方法。
JP62098116A 1987-04-21 1987-04-21 クレ−ン衝突防止方法 Expired - Lifetime JP2522660B2 (ja)

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CN117608256B (zh) * 2024-01-23 2024-04-09 山东朝辉自动化科技有限责任公司 一种门机多机自动化作业协同规划的方法

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