JP2560097B2 - クレーンの衝突防止装置 - Google Patents

クレーンの衝突防止装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、クレーンの衝突防止装置に、特に、隣接
するクレーンの作業領域が一部重複する状態で設置され
る複数基のクレーンの個々間、及び各クレーンと構築
物、マイクロウェーブ線路等の障害物との衝突を防止す
る装置に関するものである。
〔従来の技術およびその課題〕
例えば、第4図に示すように、タワー部1、ブーム2
及びフック3を有するクレーンPを比較的大規模な建設
現場で使用する場合、タワークレーンが複数基設置され
る。この場合、例えば第5図に示すように、各タワーク
レーンP1〜P9の作業領域A1〜A9は、隣接するクレーン間
で互に一部重複するように設定されなければならない。
さもないと、作業死角が生じてしまうからである。
ところで、このように複数基のクレーンP1〜P9を設置
した場合、最も問題となるのが隣接するクレーン間の衝
突事故の危険性である。第5図において各クレーンP1
P9の最大作業半径roはブーム2の長さによって決められ
るが、隣接するクレーンの作業領域が互に干渉する部分
B(斜線部分)は、衝突の危険があるために自由な作業
を行なうことができない。
そこで、従来においては、例えば、特開昭58−52195
号公報に記載のごとく、隣接するクレーンPの作業領域
Aが一部重複する状態で設置された複数基のクレーンP
の個々に、該クレーンPの作業位置を検出する手段と、
この検出手段によって検出された作業位置Aが予め設定
された警戒領域に入ったか否かを判別する手段と、この
判別手段によって上記作業位置が上記警戒領域に入った
ことが判別されたときに該警戒領域を共にする隣接クレ
ーンに向けて警戒信号を送出する信号送信手段を設ける
とともに、隣接クレーンから自己に向けて送出された警
戒信号を受信して警報を発する表示手段を設け、さら
に、上記複数基のクレーン間に、上記警戒信号の受け渡
しを行なわせるための信号伝送路を設けて構成したクレ
ーン間の衝突防止システムが考案されている。
この従来例は、各クレーンの作業警戒領域を予め設定
し(第5図の斜線部分)、その領域内では最先に進入し
たクレーンに優先権を与え、次にこの領域に進入するク
レーンを規制することでクレーン内の衝突を防止する。
しかしながら、例えば、第5図のクレーンP1P2につい
て考えると、クレーンP1が重複した作業領域内の一方の
端部に位置している場合、クレーンP2はこの領域内の他
方の端部では安全に作業が行える状態にあり、必ずしも
クレーンP2の進入を排除する必要がない場合がある。
すなわち、重複作業領域内では、クレーン間の衝突を
防止するためには、必ずしも一台のクレーンの作業のみ
を許容し、他のクレーンをこの領域内に入らないように
規制する必要はなく、上述のように他のクレーンの進入
を規制することは、他のクレーンは重複作業領域内のク
レーンの作業が終了するまで待機しなければならず、こ
のため、作業能率が著しく低下する。
つぎに、上記従来例の問題を解決したものとして、特
開昭60−48894号公報に記載のごとく、隣接するクレー
ンの作業領域が一部重複する状態で設置された複数基の
クレーンはそれぞれクレーンブームの作業位置を検出す
る手段を備え、該重複作業領域内に複数の作業位置の存
在が確認された時に、該検出手段で検知された該クレー
ンブームのそれぞれの作業位置相互間の水平距離を演算
する手段と、該演算距離が予め設定した値以内に近接す
るとこれを判別するとともに該当するそれぞれのクレー
ンに停止信号を送出する判別・信号送出手段を設け、且
つ該複数のクレーン間に該信号の受け渡しを行なわせる
ための信号伝送路を設けるとともに、それぞれのクレー
ンには自己に向けられて送出された停止信号を受信して
クレーンの駆動を停止する手段を設けてなる構成のクレ
ーンの衝突防止装置が考案されている。
この従来例は、各クレーン作業位置相互間の水平距離
を演算して、その演算距離によって衝突防止作用を成す
ため、すなわち、警戒領域の設定をフレキシブルなもの
としているため、前記従来例のような問題はない。
しかしながら、前記演算処理及び警戒指令を中央の集
中管理室で行なっているため、すなわち、集中処理方式
を採っているため、仮にデータ集中処理装置にマイクロ
プロセッサの如き汎用の情報処理手段を用いたとして
も、複数基のクレーンP1〜P9からそれぞれ送られてくる
データを処理することは大きな負担であり、そのシステ
ム構成は、ハードウェア的にもソフトウェア的にも大が
かりかつ複雑なものとならざるを得ない。このことは、
建設現場等の仮設施設としての適正を著しく欠くことに
なる。
また、集中処理方式であると、クレーンPの数が変更
する場合、その制御プログラムを装置全体で組み直さな
くてはならず、その作業は煩雑なものとなる。
さらに、特開昭60−87198号公報には、三次元的にク
レーンの衝突を防止する技術が開示されている。この技
術は、各クレーンを複数の単純な形状のブロックに区画
し、各クレーン間のそのブロックの重複、又はクレーン
のそのブロックと障害物の重複の有無によって、クレー
ンの衝突を防止するものである。
しかしながら、ブロックの重なりでは、そのブロック
エリアを長方体状で把握するため、そのブロック内の実
際のクレーン各部又は障害物が重ならない場合を含み、
衝突の危険性がない場合であっても警報出力が出され、
作業能率が低下する。
この発明は、以上の点に鑑み、前記各従来例の問題点
を解決するとともに、各従来例の利点を有するクレーン
の衝突防止装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、この発明にあっては、作業
領域の一部が、互に重複するように設置された複数基の
TCをコントロールする装置において、各自TCの位置及び
ビーム長、タワー高さ、操作室の形状寸法などの各TCの
外観形状の諸元とその各自TCの作業領域内にある障害物
の位置・外観形状を記憶させる手段と、各TCが運転され
ることによって生ずるブームの起伏角・旋回角および揚
程の検出信号をもとに上記自己の位置・外観形状を演算
する手段と、各TCが上記演算データを伝送線路を介して
送受し、この送受データと前記記憶データとを照合し、
自己と他のクレーン、障害物との外観形状における最小
水平距離及び最小垂直距離を演算して、その距離が危険
領域内にあるか否かを判別する手段と、前記距離が危険
領域内にあることを知らせるとともにTCの動きを止める
手段と、を各TCにそれぞれ設けて成る構成としたのであ
る。すなわち、前述の各従来例に対しては、クレーン及
び障害物をその外観形状で把握し、各クレーンそれぞれ
が自分自信で、他のクレーン及び障害物との最小水平距
離及び最小垂直距離の演算でもって三次元の位置関係を
判定して衝突の有無を判断するとともに、各クレーン間
で、その判断データを送受するようにしたのである。
〔作用〕
このように構成されるクレーンの衝突防止装置は、各
クレーンそれぞれにおいて、クレーンの諸元(即ち形状
寸法)及び作業領域内の障害物を予め記憶し、ブーム起
伏角、旋回角、揚程の検出信号により、クレーンの位置
方向を確認し、その位置方向と前記記憶データとを照合
し、他のクレーン等との最小水平及び垂直距離の演算に
よって、その距離が危険領域内か否かで、クレーンの動
きを制御する。
また、クレーンの設置数が変更される場合には、変更
に基づき位置関係の変化するクレーンの制御部のみのソ
フトウェアを変更する。
〔実施例〕
例えば、第5図に示すように配置されたクレーンP1
P9において、第1図に示すように、光ケーブルgによ
り、光ファイバ断線検知装置10を介し、各クレーンP間
及び各クレーンPと中央管理センターCが結ばれてい
る。各クレーンPにおいては、第2図に示すように、ブ
ーム2の旋回角・起伏角・揚程検出部11、演算判断部1
2、他のクレーンとのデータ伝送部13、クレーン駆動制
御部14及び音声表示部15から成る制御装置Qがクレーン
運転室に設けられている。
上記旋回角・起伏角・揚程検出部11は、旋回角用エン
コーダ11a、起伏角用エンコーダ11b及び揚程用エンコー
ダ11cとからなる。各エンコーダは、例えばブーム2の
移動角度に対し、その数倍以上の角度を回転する多回転
型アブソリュー型を使用し、このエンコーダによる検出
値(データa)が演算判断部12に入力される。一方、デ
ータ伝送部13を介して隣接するクレーンPからそのブー
ム旋回角・起伏角・揚程データb(作業位置データ)が
演算判断部12に入力される。例えば、第5図において、
P1であれば、P2、P8、P9の各データbが入力される。
上記演算判断部12には、ブーム長、タワーの高さ、操
作室の形状寸法、ガイサポートの寸法等のクレーンの諸
元及び周りの壁等の構築物、マイクロウェーブ線路等の
障害物の位置が予めデータ入力されており、前述の自己
の作業位置データa、隣接するクレーンの作業位置デー
タb及び構築物等の位置データcに基づき、自己と他の
クレーン、構築物、障害物との最小水平距離及び最小垂
直距離を演算し、その演算結果が警戒領域内か否かを判
別する。警戒領域は、前記水平距離、垂直距離のある値
までを、注意域、それ以上近づいた場合を警告域とし
て、その値は経験則により適宜に設定する。なお、この
演算判断部12は、バックアップ電源により無停電方式を
採るとよい。
上記クレーン駆動制御部14は、前記演算判断部12から
警告域にブーム2あるいは荷物が侵入した信号が入力す
ると、運転者の意に関係なく、ブーム2の移動を停止す
る。
上記音声表示部15は、第3図に示すように、CPU、通
信、センサーの異常、接近物の種類、揚程(巻上げ)及
び動作(旋回・起伏)の警戒領域への接近、侵入度合
を、ランプRにより、緑、黄、赤等で表示するようにな
っており、それらは、演算判断部12からの信号によって
作用する。ランプRには、例えば多色発光ダイオードを
使用し、ブーム2が警戒領域外のとき、“緑”、注意域
のとき“黄”、警告域のとき“赤”とする。また、スピ
ーカSによっても、ランプRの表示と同様な音声表示、
例えば、“クレーンが近づいています”等を行なう。図
中、SW1は音声出力停止用スイッチ、SW2は警報等のイン
ターロック解除用スイッチ、Vは音声ボリュームであ
る。
なお、図示していないが、中央管理センターCでは各
データa、b、cを入力して、その位置関係をディスプ
レイできるようになっている。また、各クレーンPには
後方(第1図において右側)を撮影するデレビジョンを
設けて、作業者(運転者)が通常見ない部分を適宜に運
転室内に写し出すようにするとよい。
〔発明の効果〕
この発明は、以上のように構成し、各クレーンにてそ
れぞれ衝突防止判断をするようにしたので、すなわち、
分散処理方式としたので、故障も少なく、また、クレー
ンの設置数及び型式(大きさ)の変化に容易に対応でき
る。
さらに、クレーン及び障害物をその外観形状で把握
し、各クレーンそれぞれが自分自身で、他のクレーン及
び障害物との最小水平距離及び最小垂直距離の演算でも
って三次元の位置関係を決定して、リアルタイムでの衝
突の有無を判断するようにしたので、前述のブロックの
重なりで判断するものに比べ、衝突の危険性がない場合
に警報が出されることが少なくなるとともに、衝突の有
無を機敏に判断し得て、作業能率が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明に係るクレーンの衝突防止装置の一
実施例の概略図、第2図は第1図の各クレーンの制御装
置Qのブロック図、第3図は第2図の音声表示部の説明
図、第4図はタワークレーンの概略図、第5図はクレー
ン配置状態の一例図、第6図はタワークレーンの他の配
置説明図である。 1……タワー部、2……ブーム、 3……フック、 10……光ファイバ断線検知装置、 11……旋回角・起伏角・揚程検出部、 14……クレーン駆動制御部、 15……音声表示部、 11a、11b、11c……エンコーダ、 A……クレーン作業領域、 C……中央管理センター、 P……タワークレーン、 Q……制御装置、 a、b……作業位置データ、 c……構築物等の位置データ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永田 知弘 大阪府東大阪市岩田町2丁目3番1号 タツタ電線株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−87198(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】作業領域の一部が、互に重複するように設
    置された複数基のタワークレーン(以下、TCと言う)を
    コントロールする装置において、 各自TCの位置及びブーム長、タワー高さ、操作室の形状
    寸法などの各TCの外観形状の諸元とその各自TCの作業領
    域内にある障害物の位置・外観形状を記憶させる手段
    と、各TCが運転されることによって生ずるブームの起伏
    角・旋回角および揚程の検出信号をもとに上記自己の位
    置・外観形状を演算する手段と、各TCが上記演算データ
    を伝送線路を介して送受し、この送受データと前記記憶
    データとを照合し、自己と他のクレーン、障害物との外
    観形状における最小水平距離及び最小垂直距離を演算し
    て、その距離が危険領域内にあるか否かを判別する手段
    と、前記距離が危険領域内にあることを知らせるととも
    にTCの動きを止める手段と、を各TCにそれぞれ設けて成
    ることを特徴とするクレーンの衝突防止装置。
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