JP2793908B2 - クレーンのフック揚程表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明はクレーンのフック揚程を計算し表示する装置
に係わる。

発明の背景 従来、センサーで検出されたクレーンの動作状態を決
定する種々の動作パラメータ（ブーム長、ブーム角、ア
ウトリガー張り出し、ジブの有無等）が入力されそれら
の動作パラメータから特定される動作状態に対し個々の
クレーンの仕様に応じ予めデジタルメモリに記憶されて
いる定格荷重をアクセスし、アクセスされた定格荷重と
現時点の実荷重とを比較し実荷重が定格荷重に近くなっ
たとき警告を発し一致したときクレーンの動作を自動的
に停止させる機能を有するクレーン安全装置が提案され
ている（特公昭56−47117）。

しかし、従来のクレーン安全装置はフック揚程を正確
に指示する機能を含んではいなかった。フック揚程を求
めるにはフック構体が現在どの位置にあるかを知ること
であるが、特にフック構体がブーム先端またはジブ先端
からどのくらいの長さロープによって吊り下がっている
のかを正確に求める実用的手法がなかった。また、操作
者がディスプレイ上に固定的に設定したターゲットまた
は作業範囲領域に対してフック構体をディスプレイ上に
模式的に表示させ、操作者がディスプレイ上でフック構
体の上下作業をモニターする装置が提供されていなかっ
た。

発明の概要 本発明に従うフック揚程を求める手法はロープ移動を
所定の時間間隔でロープ移動変化量として検出し、該変
化量の累積値をロープ移動量として求める。そしてロー
プ移動累積値に従ってフック構体の吊下り長を得ている
が、フック構体が最大フック揚程位置にあることを検出
しそれに応答して自動的にロープ移動累積値をリセット
することでロープ移動量の基準位置を更新している。本
発明に従う手法によって、基準位置が自動的に更新され
ることで常に正確なフック構体の吊下り長が求められそ
の吊下り長に基づいて計算されるフック揚程が正しい値
となる。

上記手法に基づいて計算されたフック揚程またはフッ
ク構体位置をディスプレイスクリーン上に操業範囲制限
パターンと共に表示する装置が本発明に従って提供され
る。本装置の他の側面では、クレーン操作者がフック構
体を実際にターゲット位置に置きそこでキーを押すとタ
ーゲット位置がスクリーン上の固定的に表示された指標
の基準点（例えば０）に設定される。ターゲットとフッ
ク構体との間の実際の距離が模式的フック構体図と基準
点との間のスクリーン上の距離に対応づけられてディス
プレイ上に表示される。

図面の簡単な説明 第1A図は本発明装置の基本構成を示すブロック図、 第1B図は本発明装置に記憶される定格総荷重データ曲
線の例を示す図、 第２図は本発明装置の具体的構成を示すブロック図、 第３〜５図はフック揚程を説明するためのクレーン機
構を示す図、 第６図は本発明装置の自動クレーン安全度監視モード
におけるディスプレイを示す図、 第７図は本発明装置のターゲットモードにおけるディ
スプレイを示す図、 第８図は主巻と補巻によるクレーン操作を説明するた
めのクレーン機構を示す図、 第９と10図は作業範囲制限モードにおけるディスプレ
イを示す図、 第11〜16図は本発明装置の動作シーケンスを示すチャ
ート図である。

実施例の説明 −本装置の基本構成− 本発明に係わるクレーン安全装置の基本構成は第1A図
に示すところのものである。それは本体ユニットＡと表
示ユニットＢとからなる。本装置の動作中本体CPUと表
示CPUは常時指令とデータのやりとりを行っている。

電源ONされると、先ずクレーン作業状態（アウトリガ
ーの段数設置、ジブの段数等）を設定しなければならな
いがそれは表示ユニットで行われる。操作者は複数の表
示モードの中から選ばれた作業状態設定モード表示をデ
ィスプレイＢ″で参照しながら設定キー群Ｂ′の所定の
キー操作で行われる。表示ユニットは作業状態設定モー
ド表示をグラフィックデータとして記憶しているメモリ
を有し,ROM中の表示制御プログラムに従いCPUは表示を
メモリから選択的に読み出してビデオRAMに書き込みそ
こから読み出したデータに従ってディスプレイＢ″に表
示する。操作者が設定キーにより設定したアウトリガー
の段数設置等のデータは表示ユニットCPUに取り込ま
れ、表示ユニットCPUは設定データに対応するようディ
スプレイでの表示を修正する表示制御をすると共にその
設定データをデータD_Bとして本体制御部Ａに送ってお
く。こうして作業状態モードでの設定を終える。その後
操作者は作業を行うに必要な監視モードを選択してメモ
リから読み出してディスプレイに表示させる。

本体ユニットＡは、表示ユニットＢから送られてきた
クレーン作業状態設定データD_Bの他にクレーンが操作さ
れるのに伴い刻々変化するクレーン機構の動作状態を示
す動作パラメータデータ（ブーム長ｌ、ブーム角θ、旋
回角φ、ロープ移動量、ジブオフセット角等）をセンサ
ー群Ａ′から取り込む。これらの動作パラメータデータ
はそのまま若しくはCPUで加工されてデータD_Aとして表
示ユニットＢに送られる。表示ユニットＢはデータD_Aに
基づいてディスプレイＢ″上の表示を時々刻々と修正し
クレーンの現在の動作状態をそのまま監視用にクレーン
の模式図化されたものとして表示するようにしている。

本体ユニットＡには、そのクレーン個々の仕様に基づ
いたデータが記憶されている。代表的データはクレーン
の動作状態における最大定格荷重である。例えば、第1B
図はアウトリガ中間（5.0m）張出（側方）、ジブ無しの
作業状態設置に対しブーム長8.9mにおける定格荷重デー
タの曲線を示している。異なる作業状態設置内容及び異
なるブーム長毎にこの定格総荷重曲線はクレーン個々の
仕様として定まっている。これらの大量のデータは本体
制御部ＡのROMに記憶されている。

本体ユニットＡは、表示ユニットＢからのクレーン作
業状態設定データD_Bとセンサー群Ａ′からの刻々変化す
るクレーンの動作状態パラメータに従ってROM中に記憶
されている最大定格荷重データをアクセスし、その時々
のクレーン動作状態に対応する最大定格荷重データを得
るまたはそのデータを演算処理して得られた最大荷重値
と実荷重を比較し現在のクレーン動作状態が危険ゾーン
であるとき警報を発するまたは／及びクレーンの動作を
自動停止させるべくクレーン機構Ａ″を制御する信号を
発する。

表示ユニットＢのメモリには複数のモードに対応する
複数の表示が記憶されている。設定キーによるモード選
択に応じ表示はフック揚程表示を含むいくつかの表示の
内から選択される。操作者は先に述べた従来一般的に行
われていた自動クレーン安全監視モード以外にクレーン
を操作する際に有効なクレーンの動作内容の設定及び監
視をディスプレイに表示されたモードに従って行うこと
ができる。

本体ユニットＡと表示ユニットＢには夫々のプログラ
ムの下で走行している。本体ユニットＡと表示ユニット
Ｂとの間の指令とデータの送受信は割り込み処理により
行われている。

−本装置の具体的構成− 第２図を参照するに、本体CPU200は実荷重データを圧
力センサー201から入力し、他のクレーン動作パラメー
タデータをクレーン構体の夫々の個所に配置された旋回
角センサー202、ブーム長センサー203、ブーム角センサ
ー204、ブームトップ対地角センサー205、ジブ対地角セ
ンサー206、ワイヤロープ移動量センサー207及び圧力セ
ンサー208から入力する。ブームの頂部に配置されたセ
ンサー205〜208のデータはブーム頂部のトップターミナ
ル209に集められ、ブームの根本にあるコードリール210
迄を光ファイバケーブルで送られ、そこで光−電気変換
されて本体CPU200に送られている。表示部CPU211は本体
CPU200からライン217で電力供給されている。表示部CPU
と本体CPU200との間の指令・データの送信は双方向シリ
アルライン214と215で行われている。ディスプレイ212
はマトリックス型の動的駆動液晶ディスプレイ（LCD）
である。クレーンは一般的に屋外で用いられるから強い
外光時も容易に表示が見える点、LCDは他のCRT、LED、
プラズマディスプレイ等より好ましい。夜間にあっては
LCD212は後方照明される。設定スイッチキー群は幾つか
の設定事項に対応する複数のタッチキーからなるもので
ある。クレーン機構を制御するための信号はプランジャ
ー218または電磁バルブ等に出力される。

本発明のフック揚程表示装置の実施例は前述のクレー
ン安全装置の一表示モードとして実現されている。第３
図を参照して更に本発明の構成を説明する。設定された
アウトリガー上にクレーン本体31が支持される。クレー
ン本体の操作者キャブ内に第２図の本体CPU200及び表示
部CPU211、ディスプレイ212及び設定スイッチキー群213
が設置され、センサー類はクレーン機構の所与の個所に
配置される。ブーム32の先端からワイヤーロープ33によ
ってフック構体34が吊り下げられる。ロープ33のウイン
チ35の巻回によってフック構体34が上下される。付加さ
れている構成はジブ37を設置した場合である。上昇する
フック構体34がブーム先端下方から所定の距離（過巻
長）に来たこと過巻長センサー36または38が検出し自動
的にウインチ巻き上げを停止させる。これは上昇するフ
ック構体34がブーム先端に衝突してしまうことを防ぐた
めであり、このブーム先端とフック構体との間の維持さ
れるべき所定の距離を過巻長と称し、そのクレーン機構
に固有の定まった値である。過巻長にあるフック構体34
の地面からの高さが最大揚程である。フック揚程は次の
式で表される。

前述したように最大揚程についてはブーム若しくはジ
ブ先端下方固定距離の点（過巻位置）と地面との間の長
さであるから、ブームとジブの設定状態を第２図に示す
各種センサーで検出することにより設定状態に応じ即ち
設定状態が変化すればそれに追従して第２図の本体CPU2
00で計算される。

一方、現在のフック揚程を得るにはブームまたはジブ
先端から下にさがったロープ長を計算しなければならな
いが上式でそれは（）内で示され、ブームとシブの設定
状態の他のロープのくり出し量が関与することになる。
第３図の実施例ではパルスセンサー型のロープ移動量セ
ンサー39がブーム上方位置に配置されている。即ち、セ
ンサー39を通過するロープが所定の距離移動する毎に１
つのパルスが発生され、そのパルスは本体CPU200へと送
信される。本体CPU200内にはソフト的にUP/DOWNカウン
タが構成されており、パルス到来毎にそれを計数する。
UPとDOWNの切り替えは操作レバーがフック構体を下げる
ようウインチ35を操作したときUPとし上げるよう操作し
たときDOWNとしている。そして、フック構体34が過巻長
位置にきてセンサー36がそれを検出したとき、センサー
36の出力に応答してそのUP/DOWNカウンタは自動的にリ
セットされ０となるようにしている。即ち、ロープ移動
量はフック構体34の過巻長位置にあるときのロープ状態
を基準とし、それからのくり出しまたは巻き上げの量を
ロープの移動量から測定する。

ウインチ35のロープの巻き上げまたはくり出しがなく
ロープ移動量自体がない場合でも、ブーム長の変化で過
巻位置の下にさがったロープ長は変わる。第４図を参照
するにビーム長の変化により前述のごとく最大揚程即ち
過巻位置自体も変わるが、過巻位置からフック構体迄の
ロープの長さもａからｂへと変化する。それはブーム長
変化だけロープがそのために使用されてしまうからであ
る。

また、ロープ移動量自体がない場合でも、第５図に示
すようにジブオフセット角θが変化する場合ジブオフセ
ット角変化のためにロープが使用され過巻位置自体も変
わるが過巻位置から下のロープ長も変化する。

ブーム先端またはジブ先端からフック構体34へ掛けら
れたロープは一本掛またはそれ以上の掛数になっている
のでそのフック掛数でロープ長を割ることで実際の過巻
位置から下へさがったフック構体34迄の距離が計算され
る。

上式のフック揚程を計算するに必要な情報データは第
２図の各種センサー201〜208及び設定スイッチキー213
に従う情報として表示部CPU211から本体CPU200に与えら
れそこで計算される。

ワイヤロープのウインチからの巻き上げまたはくり出
し量は絶対値として与えられるのでなく、基準からの相
対的移動量としてパルスセンサー207からCPU200に与え
られる。本実施例では、ブーム角度が30゜以上の状態で
過巻をしフック構体が数秒間以上そこに保持されそれか
ら過巻を解除した時を過巻位置センサー36または38から
の情報に基づいて検知し、ロープの巻き上げまたはくり
出しに伴うロープ移動量の基準位置として設定する。

フック構体が過巻位置にあるときを基準としたのは、
どのような状態でも容易に設定でき且つ誤差の少ない方
法であるからである。またブーム角を30゜以上の時とし
たのはクレーンが走行姿勢（通常30゜より低い角度にブ
ームは設定されている）にしたときに基準値を設定する
ことは望ましくないからであり、実際の作業開始後に基
準は設定されるようにしている。そしてフック構体が過
巻位置に数秒間以上保持されていることを基準設定の条
件としてのは、フック構体が揺れて過巻センサーに触れ
た場合を排除するためである。

ワイヤロープの移動量を正確に計測することは困難で
あるし機構上の遊びもあるから一度操作者がマニュアル
で基準位置を設定しても作業を継続した後ではフック構
体が実際に過巻位置にあってもCPU200内にソフト的に構
成されたロープ移動量を蓄積しているレジスタは０にな
らず例えば＋３を示すようになってしまうことが有り得
る。本実施例では、上述した基準位置設定条件が満たさ
れた状態にフック構体がなると、自動的にレジスタ内容
は０にリセットされてしまう。即ち、基準位置は自動的
に更新されそれまでの誤差を消してしまうようにしてい
る。即ち、操作者が作業の時に開始前フック構体を上述
の基準位置設定条件にすると（この条件は通常作業開始
前に常にとられるクレーン状態に対応している）、自動
的にロープ移動量の基準位置は正確なものへ更新される
ことになる。

自動クレーン安全度監視モードにおけるフック揚程表示 このようにしてCPU200で計算されたフック揚程は本ク
レーン安全装置で以下のように利用される。所定の周期
毎に計算されたフック揚程は表示部CPU211へと送信され
る。

作業状態モードの入力が完了すると自動的に第６図に
示す画面表示を行う自動クレーン安全度監視モードに表
示制御CPU211は入る。表示制御CPU211は本体CPU200から
の情報に従って現在のクレーンの動作状態、即ちアウト
リガー設定表示604、旋回位置表示605、作業半径表示60
6、ブーム角度表示607、吊荷重表示610、フック揚程表
示609、ブーム長表示602及び最大揚程表示614を行う。
尚、ブーム長の長さは模式的に伸縮するバー603で示し
ている。

クレーンの現在の動作状態がクレーンの安全上の限界
に対する表示611のバーグラフで指示される。安全度の
数値的表示は613に指示される。その時々のクレーンの
動作状態に対する限界（最大）荷重が数値表示608とし
て指示されている。クレーンの動作状態が限界近傍領域
に入った時（バークラフ611が黄ゾーンに伸びた時）、
警報が発せられそして限界になったときクレーンは自動
的に停止される。クレーンの実際の動作状態は本体CPU2
00が各種センサーからのデータにより監視し、その動作
状態に対する限界最大荷重をメモリからアクセスし、実
際の荷重がアクセスされた限界最大荷重以下であるかを
チェックし、そして実際の荷重がその時のクレーンの動
作状態における限界最大荷重になったときのクレーンの
操作機構をロックさせる信号を本体CPU200は発する。自
動クレーン安全度監視モード表示中、表示制御CPU211は
操作者にクレーンの動作状態が限界になるのは、限界最
大荷重の点に他の作業範囲を操作者が設定したときもそ
の作業範囲限界にクレーンの動作状態が至ると同様に警
報・停止が行われる。

本実施例におけるユニークな画面表示の１つは自動停
止原因表示612である。自動クレーン安全度監視表示モ
ードにおいてクレーン作業中クレーンが自動停止した場
合、操作者はとの原因で自動停止したのかを即座に判断
することは困難である。そのクレーン動作状態時の荷重
オーバーによるクレーン自体の転倒・破壊以外にクレー
ン作業範囲を設定しておいて、自動クレーン安全度鑑識
モードで作業をしているような場合特にそうである。ま
た、クレーンの操作においては例えばワイヤは一定の長
さであるからワイヤの捨巻を続けワイヤ長以上に捨巻を
行ってしまうと逆巻が生ずるのでこのような場合も自動
停止にあっては自動停止時どの原因で自動停止をしたか
イラスト的に表示する612が画面に現れる。

本実施例では、フック揚程が０±1mまたは最大揚程の
−1mになると間欠ブザーの警報とともにフック揚程また
は最大揚程表示が点滅される。

ターゲットモードにおけるフック揚程表示 モード選択キーの操作により、第７図に参照する表示
を行うターゲットモードに表示制御CPUは入る。ターゲ
ットモードは吊荷がクレーンにおける操作者の運転席か
らは吊荷を下ろす位置が視覚的に見えないときに利用さ
れる。第７図の表示の実線で示すターゲット・インデッ
クスマーク705と706は水平面における２つのターゲット
ポイントの設定に用いられる。ターゲット・インデック
スマークの最内側のマークの一辺は半径方向で15cm、次
のマークの一辺は40cmそして最外側のマークの一辺は60
cmの実際の距離に対応するようにされている。円周方向
では±５゜、±10゜、±15゜の角度に対応している。ま
た、表示715と716は２つの水平面内ターゲットポイント
のそれぞれにおける垂直方向のフック構体揚程を表示す
る指標である。この表示内でマーク718は過巻位置、719
は垂直方向ターゲット位置（０点）そして717は実際の
フック構体位置を示している。初め、実際の吊荷をクレ
ーンで操作し水平及び垂直方向における目的場所に位置
させ、そこで設定キー操作でその目的場所を第１のター
ゲットとして指定する。即ち、その目的場所が座標点の
０点として設定され、水平面内の吊荷の位置はその０点
からの距離でターゲット・インデックスマーク画面上に
表示するようにする。また、同時にフック構体の垂直方
向のターゲット位置としてマーク719を対応させ、そこ
からの垂直方向のズレをマーク717で表示する。初めの
ターゲット指定以後は、操作者は直接吊荷を見なくとも
吊荷の目的場所に対する位置関係を画面表示を参照して
知ることができる。クレーンの操作において、ブームを
旋回させて荷を第１のポイントから第２のポイントへ移
す繰り返し作業はよく行われることである。この場合、
ターゲット・インデックスマーク705及び715を第１のポ
イントに指定しターゲット・インデックスマーク706及
び716を第２のポイントに指定しておく。画面表示にお
いて、インデックスマーク705;715と706;716とはお互い
に独立した座標系であり、２つのインデックスマーク70
5;715と706;716との間の画面上の距離は実際の第１と第
２のポイントの座標系の有効表示エリアであり、例えば
100cm角の大きさに対応している。吊荷がこの有効表示
エリア内にあるとき でその吊荷位置を指示するが吊荷がこのエリア外になっ
てしまっても は点線上に707のように移動するよう表示されているの
で吊荷の位置方向については操作者は知ることができ
る。操作者はターゲット・インデックスマークに対する
画面上のマークを参照しながら、現実の場所を視覚的に
みることはできなくとも第１と第２のポイントの間での
荷の水平及び垂直方向の移動の繰り返し作業を実行する
ことができる。

画面上方に吊荷の第１ポイント及び第２ポイント迄の
水平と垂直方向の距離が数値的に703と704に表示され
る。より便宜的に、画面左下にアウトリガー設定表示70
9とブームの旋回位置表示708が指示されている。また、
参照用に吊荷重表示712、最大荷重表示711が指示されて
いる。尚、701はモード表示であり、702はその時の作業
における安全度数値表示である。

実際の吊荷の位置は、各種センサーからのデータとク
レーンの設置上のデータから本体CPUで演算され吊荷位
置データ及びクレーン揚程データとして表示部CPUに与
えられている。ある位置でそこをターゲット・インデッ
クスマーク705と715に指定するよう表示部のタッチキー
操作がなされると、表示部CPUはその時の吊荷位置デー
タをインデックスマーク705と715の０点とする。

尚、ターゲット位置（０点）からのフック構体位置を
表示することの他に、表示の切り替えにより地上よりの
距離（フック揚程）表示モードとして指標715の下端を
反転表示し、また過巻位置（最大フック揚程）までのフ
ック構体距離表示モードとして上部を反転表示させるよ
うにしている。

また、他のモードとして指標715を主巻フック構体位
置そして指標716を補巻フック構体位置に対応させる表
示がなされている（第８図参照）。指標715における主
巻用フックイラストマークは補巻と主巻の相対的なずれ
を表示し、指標716における補巻用フックイラストマー
クは主巻と補巻の相対的ずれを表示する。例えば、主巻
フックが補巻に対して1m高ければ、主巻イラストは中心
より上にフックがある。この時主巻で水平をとる場合、
主巻を下げれば水平になる。また、補巻で水平をとる場
合巻き上げることで水平をとることができる。

作業範囲制限モードにおけるフック揚程表示 クレーンの作業範囲としてクレーン自体の転倒・破壊
限界とは別に、フック構体及び荷物が周囲の建物などに
接触しないようにフック構体が移動できる範囲を予め設
定しておき、実際の作業中ブーム及びロープ繰り出しが
その設定可動範囲からはずれようとするとき警告を発し
たりまたは自動的に停止させたりすることができるよう
な表示を本実施例は有する。表示制御CPUが作業範囲制
限モードに入ると第９図または第10図の表示がなされ
る。画面上においてブームとジブ構成が模式的にＡとし
て表示されそしてフック構体の位置Ｆが指示されてい
る。この模式図は実際のクレーンの操作に追従して変化
するものである。操作者はフック構体の作業制限を設定
するに、実際に吊荷をしたままフック構体を制限ポイン
ト（上限と下限）迄持っていきそこで制限設定スイッチ
を押すとそこが画面上にＵとＬで示す上限と下限ライン
が第９図または第10図に示すように引かれる。第９図は
フック構体位置の上下の絶対位置の制限を示すものであ
る。第10図はブームまたはジブ先端の過巻位置からのフ
ック構体の距離の制限を示す。この場合、ブーム角度が
変化すればそれに追従してＵとＬの制限ラインは変化す
るように表示される。クレーン操作者は、この表示を監
視してＦマークが斜線領域に入らないようにしなければ
ならない。

このような設定の特徴は、実際のフック構体を制限ポ
イント迄持っていって、そこで設定キーを押すことによ
り設定がなされることで、操作者が仮想的に即ちクレー
ンを制限ポイントにもっていくことをせず予め数値的に
制限範囲等を設定するのではないことである。現場にお
いて、実際にフック構体を移動させることで作業範囲は
決めることができる点、この設定の仕方は利点を有す
る。

本装置の動作シーケンス 本発明の実施例の装置構成では本体ユニットと表示ユ
ニットとに夫々CPUを含み独立に走るプログラムの下に
動作シーケンスが行われ、本体制御部は各センサーより
の動作パラメータ及び表示制御部から作業範囲設定デー
タを受信し実荷重、作業半径、限界荷重、最大揚程、フ
ック揚程等を演算で求めクレーン機構の自動停止の制限
を行うと共に、それらのデータを表示部へ送信する。表
示制御部は選択されたモードに対応する画面表示を本体
制御部からのデータに基づいて行うと共に設定キーから
の入力に応じその画面を修正すると共に設定入力データ
を本体制御部へ送信する。このように本体制御部と表示
制御部は独立に走るシーケンスであるが指令とデータの
やりとりを割り込みによって行い相互動作を実行する。

夫々のユニットのCPUをシーケンス制御するプログラ
ムはROMに含まれている。表示ユニットはビデオRAMを含
む。選択された表示モードに応じたディスプレイグラフ
ィックデータはこのRAMに書き込まれており、その内容
はクレーンの動作状態の変化に従い修正されていく。ビ
デオRAM内のグラフィックデータは例えば150ms毎にディ
スプレイに転送されその表示が更新される。

本体ユニットと表示ユニット間のデータD_A、D_Bの送受
信は調歩同期によるデータ通信の形態をとっている。本
体ユニットで表示ユニットに送信されるべきデータが構
成される毎に本体CPUに送信要求割り込みがかかりデー
タ送信が実行されると、表示ユニットでは受信要求の割
り込みが生じそのデータが表示ユニットに取り込まれ
る。表示ユニットから本体ユニットへのデータ送受信も
同様である。

種々のセンサーからのクレーン動作状態を示すデータ
は、A/D変換器を介して本体ユニットのCPUに取り込まれ
るが,A/D変換器の所定の動作タイミングに対応した一定
間隔でセンサーデータを読み込み要求割り込みがCPUに
かかり、CPUはセンサーデータを取り込んでいる。

表示ユニットにおけるキー入力データについては、決
められた周期でキー入力状態をチェックし、キーが押さ
れているとそのキーに係わる処理が実行される。

所定の時間経過毎に行われるべき処理を実行するタイ
マー割り込みが本体と表示CPU夫々にかかり、その処理
を実行している。

表示ユニットCPUは、表示ユニットに取り込まれたデ
ータに従ってビデオRAMにグラフィックデータを書き込
み必要なディスプレイ表示を行いまた本体ユニットへも
作業限界設定データ等を与えている。

本体ユニットCPUは、本体ユニットに取り込まれたデ
ータに従って、ブーム半径、揚程、実荷重、限界荷重を
演算し、クレーンの仕様に応じた性能データとの比較で
クレーンを自動停止させる等の制御信号を出力する。

（１）本体ユニット動作シーケンス 本装置に電源投入後またはリセットキー操作に応答し
て本体ユニットは第11図に示す主フローシーケンスS_1a
〜S_6aを行う。最初のステップS_1aで本装置が適正状態に
あるかのチェック及び以後のシーケンスを正しく行うた
めのCPUセッティングの初期手続きを実行する。この初
期手続きを行う前に割り込み禁止にしておき初期手続き
完了後ステップS_2aで割り込み禁止を解除する。続いて
ステップS_3aにおいてディスプレイへ送信するデータの
有無及びディスプレイより受信したデータの有無をチェ
ックし、それらが有る場合は夫々のデータに対して送受
信処理を行う。尚、送信データの本体ユニットへの取り
込み自体はセンサーからのデータの取り込みと同様ハー
ド割り込みによるルーチンによって行われる。

その後、これまでに取り込まれ処理されたデータに対
して種々の演算処理をステップS_4aで行う。即ち、ブー
ム長、ブーム角、圧力、ロープ移動量等のデータから実
荷重、ブーム半径、最大揚程、フック揚程等のクレーン
動作状態を示すパラメータ及びそれらパラメータとクレ
ーンの仕様に応じ予め記憶してある限界荷重データから
限界荷重を求める。ステップS_4aで求められた演算結果
からクレーンの動作に関する安全度を計算し及び設定さ
れた作業限界値に対するクレーンの動作状態を比較し、
クレーンの動作が危険または作業制限に至っていると停
止信号を発生する自動停止処理をステップS_5aで行う。

以上のシーケンスステップを経た後ステップS_6aで本
体ユニットのCPUは停止（HALT）状態になる。停止のCPU
は外部からのデータ取り込み等に係わる割り込み要求
（IREQ）によるハード割り込みがあるとそれを受け付け
割り込み処理を行い割り込み処理後ループを経てループ
開始点に戻る。即ちCPUはハード割り込みがない限りス
テップS_6aで停止している。尚、第11図ではハード割り
込みをCPUのステップS_6aとループ開始点との間に例示し
ているが、ハード割り込みはステップS_3a〜S_6aのシーケ
ンス中での任意に入ることはできる。主フローにあっ
て、本体ユニットへのデータの取り込みまたは表示ユニ
ットへのデータの送出に関しては割り込みによって行わ
れ、新しいデータの１回の取り込み・送出があったら一
連のディスプレイとのデータの送受信処理、データの演
算及び自動停止処理を行っている。

（２）表示ユニット動作シーケンス 第12図に表示ユニット主フローが示されている。ステ
ップS_1bで以後のシーケンスを適正に実行するための初
期手続きを行ってからステップS_2bで割り込み禁止解除
を行う。ディスプレイ上へモードに応じそして刻々変化
するクレーンの動作状態を表示する手法は、先ずビデオ
RAMにモードに応じ及びクレーンの動作状態に従って決
定されたグラフィックイメージを書き込んでおく。ディ
スプレイ上への表示は所定の時間間隔例えば150ms毎に
ビデオRAMからグラフィックイメージデータを取り出し
てそのデータ内容でディスプレイを駆動することにより
行われる。即ち150ms毎にディスプレイ上の表示内容は
更新されていく。ビデオRAM内のグラフィックイメージ
データは、本実施例ではイメージを構成する各線分の両
端の座標点を数値として記憶してあるものである。ステ
ップS_3bで表示更新フラグがセットされているとステッ
プS_4bでビデオRAMからディスプレイへのデータ転送を行
って表示内容の更新を行う。

電源ONまたはリセット後はビデオRAM中には初期手続
きをステップS_1bで初期画面データが記憶されているの
でその内容を表示することになる。CPUはその後ステッ
プS_5bで停止（HALT）状態に入りハード割り込みが与え
られるまで次の実行を行わない。

表示ユニットCPUへのハード割り込みは、タイマー割
り込みそして本体CPUとのデータ送受信要求によって発
生され、その割り込みタイプに応じた設定情報、送受信
データの取り込み・送出を行う。割り込みが終了して主
フローに戻るとステップS_6bで選択された各モードに応
じた処理を実行する。即ち、新しいデータに従ってビデ
オRAMにそのモードでのグラフィックイメージを書き込
む。これらのモード処理は常にハード割り込みによって
起動されることになる。モード処理中にもハード割り込
みが許容されており、割り込みが禁止されるのは短時間
処理であるハード割り込み処理最中だけである。更新さ
れたビデオRAM中のグラフィックイメージはスッテプ
S_3b、S_4bでディスプレイへの表示が行われる。

（３）フック揚程の計算 CPU200で行われるフック揚程の計算は、第13図に示す
ルーチンにより実行される。このルーチンは一定時間毎
にスタートされる。パルスセンサーは所定量のロープ移
動毎にパルスを発生する。そしてそのパルスを計数して
いるカウンタバッファが設けられている。ステップS_1c
でカウンタバッファ内の計数値を新パルス数として読み
込む。ステップS_2cで、前回に読み込んだ計数値を旧パ
ルス数としてソフト的レジスタに記憶していたものから
この新パルス数を引くと、それが前回から今回の計算の
間におけるロープ移動量に伴って発生したパルス数とい
うことになり、それがパルスカウントとなる。もしパル
スカウントがゼロであると（ステップS_3c）ロープ移動
はその間にはなかったものであるからロープ移動変化量
＝０とステップS_4cで設定される。パルスカウントがゼ
ロでない場合は、ステップS_5cで前述のソフト的レジス
タにおいて新パルス数をもって旧パルス数を更新してか
ら、ステップS_6cでロープ移動変化量を（パルスカウン
ト）×（１パルスのロープ移動量）として計算する。そ
してステップS_7cでウインチレバーは巻き上げかどうか
をみて、巻き上げ中でないとするとステップS_8cでロー
プをくり出しているのであるから現在のロープ移動量を
前回計算しソフト的レジスタに記憶していた旧ロープ移
動量にこのロープ移動変化量を加算して求める。巻き上
げ中であるならステップS_9cで旧ロープ移動量からロー
プ移動変化量を引いて現在のロープ移動量を求め前述の
ソフト的レジスタにおいてこの求められた現在のロープ
移動量でもって旧ロープ移動量を更新する。次にステッ
プS_10cでブーム長変化を現在のブーム長から前回検出し
た旧ブーム長を引くことにより求め、ステップS_10cによ
りステップS_8cまたはS_9cで求めたロープ移動量からブー
ム長変化によるロープ使用量分を差し引くと共に次にジ
ブオフセット角変化によるロープ使用量分を差し引く。
こうしてステップS_8cまたはS_9Cで求めたロープ移動量か
らブーム長変化とジブオフセット角変化によるロープ使
用量分を差し引いたものをフック掛け数で割ったものｍ
が先に述べた過巻位置の下にくり出されているロープの
長さとなる。従って、フック揚程はクレーン動作状態か
ら別途算出されている最大揚程からｍを引くことによっ
てステップS_11cで求められる。

フック構体が過巻位置になったとき過巻位置センサー
がオンとなると第14図の割り込みルーチンが走行する。
ステップS_1dでそのときのブーム角が30゜以上になって
いるかをみて、30゜より低いとステップS_2dでタイマー
をリセットし何も行わない。30゜以上に高いとタイマー
が作動中でないときは（ステップS_3d、タイマー作動中
とは既に先に過巻位置センサーオンされその処理中を意
味する）、ステップS_3dにおいてタイマーをスタートさ
せる。タイマーがタイムアウトすると第15図の割り込み
ルーチンが発生してステップS_1eで第13図でロープ移動
量として計算し求められソフト的なレジスタに蓄積され
ていたものを強制的に０にリセットする。こうしてロー
プ移動量の基準点は自動的に修正される。一方、タイマ
ーがタイムアップする前にフック構体が過巻位置から離
れてセンサーがオフするとタイマーは第16図に示す割り
込みルーチンのステップS_1fでリセットされる。即ちフ
ック構体が所定の時間だけ過巻位置にあるときだけロー
プ移動量の基準点の修正が行われる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B66C 13/46 B66C 23/90

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クレーン機構設定状態に従い最大フック揚
   程Ｌを求め、 クレーン機構上からのロープによるフック構体の吊下り
   長ｌを求め、そして （Ｌ−ｌ）からフック揚程を求める方法であって、 ロープ移動を所定の時間間隔でロープ移動変化量として
   検出し、該変化量の累積値をロープ移動量として求め、 該ロープ移動累積値に従ってｌを決定し、そして フック構体が最大フック揚程位置にあるときに応答して
   該累積値をリセットすることで該ロープ移動量の基準位
   置を更新している方法。
2. 【請求項２】請求の範囲第１項記載のフック揚程を求め
   る方法において、 該ロープ移動はブーム構体に対するロープの相対的移動
   として検出されている方法。
3. 【請求項３】請求の範囲第２項記載のフック揚程を求め
   る方法において、 所定の時間間隔でブーム長をブーム長変化量として検出
   し、該ブーム長変化量によりｌを修正することを含む方
   法。
4. 【請求項４】請求の範囲第２項記載のフック揚程を求め
   る方法において、 所定の時間間隔でジブオフセット角をジブオフセット角
   変化量として検出し、該ジブオフセット角変化量よりｌ
   を修正することを含む方法。
5. 【請求項５】請求の範囲第１項記載のフック揚程を求め
   る方法において、 該フック構体が過巻長位置にあるときに該最大フック揚
   程は定義されている方法。
6. 【請求項６】請求の範囲第５項記載のフック揚程を求め
   る方法において、 該フック構体が過巻長位置にあって且つブーム角が30゜
   以上の時のみ該累積値をリセットしている方法。
7. 【請求項７】請求の範囲第５項に記載のフック揚程を求
   める方法において、 該フック構体が所定の時間以上過巻長位置にあるときの
   み該累積値をリセットしている方法。
8. 【請求項８】クレーン機構の動作状態を検出するセンサ
   ーからの信号を受信する手段と２次元スクリーンを有す
   る表示手段とを含むフック構体表示装置であって、 フック構体の模式図を該スクリーン上に動的に表示する
   手段であって、該センサーからの信号に応答して該スク
   リーン上に固定的に表示された指標に対する該模式図の
   表示すべき位置を決定しているフック揚程表示手段、及
   び キーを含み、フック構体が選択されターゲット位置に操
   作されたときの操作者によるキー操作に応答して、該フ
   ック構体のターゲット位置を該指標の基準点に設定する
   手段とからなる装置。
9. 【請求項９】請求の範囲第８項記載のフック構体表示装
   置において、 該表示手段は該フック構体の垂直方向移動に応答して該
   スクリーンの指標上に該フック構体模式図を移動させて
   いる装置。
10. 【請求項１０】クレーン機構の動作状態を検出するセン
    サーからの信号を受信する手段と２次元スクリーンを有
    する表示手段とを含むクレーン安全装置であって、 フック構体の模式図を該スクリーン上の動的に表示する
    手段であって、該センサーからの信号に応答して該スク
    リーンの座標軸に対する該模式図の表示すべき座標を決
    定しているフック構体模式図表示手段、 キーを含み、フック構体が選択されたクレーン動作状態
    に操作されたときの操作者によるキー操作に応答して、
    そのとき該スクリーン上に表示されている模式図を基準
    として該スクリーン上に作業制限範囲パターンを固定的
    に表示する手段；及び 該センサーによってロープ移動を所定の時間間隔でロー
    プ移動変化量として検出し、該変化量の累積値をロープ
    移動量として求めると共に該フック構体が所定の位置に
    あるときに応答して該累積値をリセットすることで該ロ
    ープ移動量の基準位置を更新している手段とを含み、 該表示手段は該ロープ移動量に基づいてフック構体のス
    クリーン上に表示すべき座標を決定している装置。
11. 【請求項１１】請求の範囲第10項記載のフック構体表示
    装置において、 該フック構体が過巻長位置にあって且つブーム角が30゜
    以上の時のみ該累積値をリセットしている装置。
12. 【請求項１２】請求の範囲第10項記載のフック構体表示
    装置において、 該フック構体が所定の時間以上過巻長位置にあるときの
    み該累積値をリセットしている装置。