JP2782234B2 - 自走式クレーンのアウトリガ反力制限信号発生装置 - Google Patents

自走式クレーンのアウトリガ反力制限信号発生装置

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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は自走式クレーンのアウトリガ反力制限信号
発生装置に関するものである。
(従来の技術) 自走式クレーンは、その前後両側に張り出して接地可
能なアウトリガを備えた車輌上に、旋回自在に旋回台を
取り付け、この旋回台に起伏自在なブームを取り付けて
おり、各アウトリガを適宜張り出して接地し車輌を安定
させた上で、旋回台を旋回、ブームを起伏駆動してクレ
ーン作業を行うものである。この種の自走式クレーンの
吊上性能は、ブームの起伏角(ブームが伸縮式の場合は
その伸縮長さも)、旋回台の旋回方向、並びにアウトリ
ガの張り出し状態のパラメータとして定まるところか
ら、これらパラメータをインデックス信号としてその時
の移動式クレーンの稼動姿勢における限界吊上性能対応
値を出力すると共に、この出力値をブームに作用する負
荷の実際値と対比し、後者の値が前者の値に達すると警
報信号等を発するようにした、いわゆるモーメントリミ
ッタと称される安全装置が設けられている。
ところが、このようなモーメントリミッタは、自走式
クレーンの各アウトリガが接地される地盤が充分な支持
力を持っていることを前提としたものであるから、各ア
ウトリガが接地された地盤が充分な支持力を持っていな
い場合には、自走式クレーンのクレーン作業の安全を監
視することが出来ないという問題があった。
本発明の目的は、自走式クレーンのアウトリガが接地
される地盤の接地反力の限界値(許容接地反力)があら
かじめ判っている場合、この限界値を前以ってインプッ
トしておくことで、クレーン作業時にアウトリガの接地
反力が上記限界値に達すると自動的に警報あるいはクレ
ーンの動きを制限するための信号を発する、新規な自走
式クレーンのアウトリガ反力制限信号発生装置を提供し
ようするものである。
(問題点を解決するための手段) その前後両側に張り出し接地可能なアウトリガを備え
た車輌上に、旋回自在に旋回台を取り付け、この旋回台
に起伏自在なブームを取り付けてなる自走式クレーンに
用いられるアウトリガ反力制限信号発生装置であって、 前記アウトリガの張り出し長さに関する情報を入力す
る張り出し長さ情報入力手段、 前記ブームの起伏角を検出する起伏角検出手段 前記ブームの長さに関する情報を入力するブーム長さ
情報入力手段、 前記旋回台の旋回方向を検出する旋回台方向検出手
段、 アウトリガの接地反力の許容値を設定入力する許容接
地反力設定手段、 前記ブームを起伏駆動する起伏駆動装置に作用する負
荷を検出するブームモーメント検出手段、 および、前記張り出し長さ情報入力手段、起伏角検出
手段、ブーム長さ情報入力手段、旋回方向検出手段、ブ
ームモーメント検出手段からの信号並びにあらかじめ記
憶した自走式クレーン各部の重量とその重心位置関連情
報に基づき、各アウトリガの接地反力を演算々出すると
共に、この算出値を前記許容接地反力設定手段からの入
力値と比較し前者の値が後者の値に達すると警報又は自
走式クレーンの動きを制限するための信号を発生する演
算手段、 とからなる自走式クレーンのアウトリガ反力制限信号発
生装置。
(作 用) 上記の如く構成した自走式クレーンのアウトリガ反力
制限信号発生装置は、アウトリガが接地される地盤の許
容接地反力(橋等の建造物にあっては、計算的にあらか
じめ定められており、また露地にあたっては、土質の状
態によって経験的に予測できる。)を、許容接地反力設
定手段により設定する。すると、演算手段は、その時の
自走式クレーンの稼動状態下における各アウトリガの接
地反力を演算々出し、且つこの算出値を許容接地反力設
定手段からの入力値と比較して、警報又は移動式クレー
ンの動きを制限するための信号を発生するのである。こ
のため、アウトリガの接地反力が、設定された許容接地
反力を超える如きクレーン作業を未然に回避することが
できるのである。
(実施例) 以下本発明の自走式クレーンのアウトリガ反力制限装
置の実施例を図面に基づき説明する。
実施例の説明に先立ち、先ず移動式クレーンの吊上荷
重および移動式クレーン各部の重量、並びにこれら荷重
および重量の重心位置と、自走式クレーンの各アウトリ
ガの接地反力の関係について説明する。
第1図は自走式クレーンの平面視略図であり、その前
後両面に張り出し接地可能なアウトリガ1、2、3、4
を備えた車輌5上に、旋回自在に旋回台6を取り付け、
この旋回台6に起伏自在なブーム7を取り付けて構成し
ている。今、第1図に示す如く、 a、b:アウトリガ張り出し長さ関連寸法…(変数)… c:旋回中心から後アウトリガ2、3までの前後方向
水平距離…(定数)… d:旋回中心から前アウトリガ1、4までの前後方向
水平距離…(定数)… e:旋回中心から、上部旋回体とつり荷の総合重心位
置までの水平距離…(L、θ、Mの関数) f:旋回中心から下部走行体(車輌1)の重心位置ま
での水平距離…(定数)… Θ:上部旋回体の旋回角…(変数)… P1〜P4:アウトリガ1〜4の接地反力 G1:下部走行体(車輌1)の重量…(定数)… G2:上部旋回体とつり上げ荷重の重量の和(G3
G4、L、θ、Mの関数)… G3:旋回台の重量…(定数)… G4:ブームの重量…(定数)… G5:つり上げ荷重の重量…(L、θ、Mの関数) g:旋回中心から旋回台の重心までの水平距離…
(定数)… h:起伏支点からブームの重心までの水平距離…
(Lとθの関数)… i:起伏支点からつり上げ荷重の重心までの水平距
離…(Lとθの関数)… j:旋回中心からブームの起伏支点までの水平距離
…(オフセット距離)…(定数)… とし、また第1図に示していないが、 M:ブームの重量G4とつり上げ荷重の重量G5が、ブ
ーム起伏支点まわりに生ぜしめるモーメント…(変数) θ:ブームの起伏角…(変数)… L:ブームの長さ…(変数)… とすると、次の式が成立する。
そして、上記各式中のG2に関しては、次の式が成立す
る。
すなわち、G2はL、θ、Mの関数として算出される。
また、上記(1)〜(4)式中のeに関しては、次の
式が成立する。
ここで、hは、Lとθの関数、G5は、上記(5)″式
より、L、θ、Mの関数であるから、結局、eは、L、
θ、Mの関数として算出できる。
このため、各アウトリガの接地反力P1〜P4は、自走式
クレーンの各部の重量およびその重心位置関連情報
(c、d、f、G1、G3、G4、g、j)を定数とし、各ア
ウトリガの張り出し量(a、b)、旋回台の旋回角
(Θ)、ブーム起伏支点まわりに生ずるモーメント
(M)、ブーム起伏角(θ)、およびブームの長さ
(L)を変数とする数式の関数として把握できる。
換言すれば、その前後両側に張り出し接地可能なアウ
トリガを備えた車輌上に、旋回自在に旋回台を取り付
け、この旋回台に起伏自在なブームを取り付けてなる自
走式クレーンにおいて、 ・各アウトリガの張り出し量(a、b) ・旋回台の旋回角(Θ) ・ブームの起伏角(θ) ・ブームの長さ(L) によって移動式クレーンの稼動姿勢が定まれば、ブーム
に作用する起伏支点まわりのモーメント(M)から各ア
ウトリガの接地反力(P1〜P4)が算出できるのである。
本発明の自走式クレーンのアウトリガ反力制限信号発
生装置は、上記関係を基礎とし第1図に示す如き自走式
クレーンに用いられるものである。
第2図は、本発明の移動式クレーンのアウトリガ反力
制限信号発生装置を示す。第2図において、8〜11は、
アウトリガ1〜4の張り出し長さに関する情報を、後述
する演算手段17に入力する張り出し長さ情報入力手段で
ある。この張り出し長さ情報入力手段8〜11は、夫々対
応する各アウトリガ1〜4の張り出し長さに応じた信号
a、bを入力する手動スイッチ群で構成しても良く、ま
た対応する各アウトリガ1〜4の張り出し長を検出する
ポテンショメーター等で構成してもよい。12は、ブーム
7の起伏角θを検出する起伏角検出手段てある。13は、
ブーム7の長さLに関する情報を、後述する演算手段17
に入力するブーム長さ情報入力手段である。このブーム
長さ情報入力手段13は、自走式クレーンのブーム7が伸
縮式のブームである場合には、このブーム長さLを検出
するポテンショメータで構成する。14は、旋回台6の旋
回角Θを検出する旋回方向検出手段であって、ポテンシ
ョメータで構成している。15は、許容接地反力設定手段
であって、本実施例では、4個のアウトリガ1〜4の許
容接地反力Pを一括して設定するようになっている。16
は、ブーム7を起伏駆動する起伏駆動装置(伸縮式のブ
ームを有する油圧式クレーンの場合は、ブーム起伏油圧
シリンダで構成されており、トラスブームを有するいわ
ゆる機械式クレーンの場合は、ブーム起伏用ウインチと
ワイヤーロープで構成されている)に作用するブームモ
ーメント応対値である負荷Mを検出するブームモーメン
ト検出手段である。
17は、演算手段であって、マイクロコンピュータで構
成されており、中央処理装置(MPU)18、リードオンリ
ーメモリー(ROM)19、ランダムアクセスメモリ(RAM)
20、入力回路21、出力回路22、およびデコーダ23より構
成され、中央処理装置18は、リードオンリーメモリ19に
記憶した所定のプログラムに従って入力回路21からの入
力信号を演算し、コントロールバス24、アドレスバス2
5、データバス26を介して出力回路22に出力信号を送る
ものである。デコーダ23は、中央処理装置18からのアド
レス信号により何れの素子に信号を伝達するかの選択信
号を発するものである。
入力回路21は、ペリフェラルインターフェースアダプ
タ(PIA)27およびアナログディジタルコンバータ28に
構成されている。インターフェース27は、前記張り出し
長さ情報入力手段8〜11からの信号と、前記許容接地反
力設定手段15からの信号が入力され、また、インターフ
ェース28は、起伏角検出手段12、ブーム長さ情報入力手
段13、旋回方向検出手段14およびブームモーメント検出
手段16からの信号が入力される。出力回路22は、ペリフ
ェラルインターフェイスアダプタ(PIA)29で構成され
ており、中央処理装置18の出力信号によって、警報ブザ
ー30および自走式クレーンの油圧制御装置31への出力信
号を発する。
次に、橋等の建設物上あるいは軟弱地盤の如き、アウ
トリガの許容接地反力が制限される地盤上に、自走式ク
レーンの各アウトリガ1〜4を接地しこれらアウトリガ
により車輌5を扛上してクレーン作業する場合の、アウ
トリガ反力制限信号発生装置の作用について説明する。
この場合、張り出し長さ情報入力手段8〜11により、
アウトリガ1〜4の張り出し長さ情報a、bを演算手段
17の入力回路21に入力すると共に、地盤が許容するアウ
トリガ接地反力Pを、許容接地反力設定手段15に設定し
この設定値を演算手段17の入力回路21へ入力する。起伏
角検出手段12からは、実際のブーム起伏角θに対応する
信号が、また旋回方向検出手段14からは、旋回台6の実
際の旋回角Θに対応する信号が、夫々演算手段17に入力
されている。更に、ブーム長さ情報入力手段13からは、
実際のブーム長さLに対応する信号が演算手段17の入力
回路21に入力されている。
演算手段17は先ず、前述した数式(1)〜(4)に、
数式(5)′および数式(6)を代入して得られる4個
の式から、各アウトリガ1〜4の接地反力P1〜P4を算出
する。この演算に要するa、b、θ、L1、Θ、およびM
は、前記張り出し情報入力手段8〜11、起伏角検出手段
12、ブーム長さ情報入力手段13、旋回方向検出手段14、
およびブームモーメント検出手段16からの信号が用いら
れ、またその他の数値すなわち、移動式クレーン各部の
重量とその重心位置関連情報は、RAM20中にあらかじめ
記憶させてあるものが用いられる。次いで演算手段17
は、上記算出したP1〜P4の夫々を、許容接地反力設定手
段15からの入力値と比較し、前者の値が後者の値に達す
ると出力回路22から警報ブザー30および自走式クレーン
の油圧制御装置31へ信号を発するのである。
ブザー30はこの信号により作動して、クレーンオペレ
ータへアウトリガの接地反力が限界値に達したことを知
らせるものである。また油圧制御装置31はこの信号によ
りブームモーメントを増大する方向へのクレーンの動き
を停止するものである。
尚、本発明のアウトリガ反力制限信号発生装置は、移
動式クレーンに従来使用されているモーメントリミッタ
ー、すなわち、自走式クレーンの嫁動姿勢のみの関数と
して限界吊上性能対応値を出力しこの限界吊上性能対応
値を、実際値と対比するようにしたモーメントリミッタ
ーと併用して用いられるものであるが、この場合両者を
別個に設けても良いし、また、アウトリガ反力制限信号
発生装置に、従来のモーメントリミッタを内在させても
良い。
後者の場合を第2図に基づいて説明すると、演算手段
17のROM中にアウトリガ張り出し長、ブーム起伏角、ブ
ーム長、および旋回台の旋回角によって定まる自走式ク
レーンの角稼動姿勢毎の、ブームモーメントの限界値を
記憶しておき、この記憶値の中からその時の自走式クレ
ーンの稼動姿勢に対応する限界値を、張り出し長さ情報
入力手段8〜11、起伏角検出手段12、ブーム長さ姿勢入
力手段13、および旋回方向検出手段14からの信号をイン
デックス信号として取り出し、この取り出した限界値と
ブームモーメント検出手段16からの実際値と対比し、後
者の値が前者の値に達すると、警報ブザー30および制御
装置31へ信号を出力するようにすることで、アウトリガ
反力制限信号発生装置内に、従来のモーメントリミッタ
を内在させれば良い。
(効 果) 以上の如く構成し作用する本発明のアウトリガ反力制
限信号発生装置は、アウトリガ接地反力を制限する必要
のある地盤に自走式クレーンを設置してクレーン作業を
する際の安全を監視することができるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、移動式クレーンの平面視略図である。第2図
は、本発明の移動式クレーンのアウトリガ反力制限信号
発生装置の説明図である。 アウトリガ;1〜4、車輌;5、 旋回台;6、ブーム;7、 張り出し長さ情報入力手段;8〜11 起伏角検出手段;12、 ブーム長さ情報入力手段;13、 旋回方向検出手段;14 許容接地反力設定手段;15、 ブームモーメント検出手段;16 演算手段;17

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】その前後両側に張り出し接地可能なアウト
    リガを備えた車輌上に、旋回自在に旋回台を取り付け、
    この旋回台に起伏自在なブームを取り付けてなる自走式
    クレーンに用いられるアウトリガ反力制限信号発生装置
    であって、 前記アウトリガの張り出し長さに関する情報を入力する
    張り出し長さ情報入力手段、 前記ブームの起伏角を検出する起伏角検出手段、 前記ブームの長さに関する情報を入力するブーム長さ情
    報入力手段、 前記旋回台の旋回方向を検出する旋回方向検出手段、 アウトリガの接地反力の許容値を設定入力する許容接地
    反力設定手段、 前記ブームを起伏駆動する起伏駆動装置に作用する負荷
    を検出するブームモーメント検出手段、 および、前記張り出し長さ情報入力手段、起伏角検出手
    段、ブーム長さ情報入力手段、旋回方向検出手段、ブー
    ムモーメント検出手段からの信号並びにあらかじめ記憶
    した自走式クレーン各部の重量とその重心位置関連情報
    に基づき、各アウトリガの接地反力を演算々出すると共
    に、この算出値を前記許容接地反力設定手段からの入力
    値と比較し前者の値が後者の値に達すると警報又は自走
    式クレーンの動きを制限する為の信号を発生する演算手
    段、 とからなる自走式クレーンのアウトリガ反力制限信号発
    生装置。
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