JP3137516B2 - クレーン制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般作業用天井クレー
ン、ジブクレーン、クライミングクレーン、ケーブルク
レーン、アンローダ、移動式クレーン等各種のクレーン
の制御装置に関し、クレーン機上やクレー運転室などの
建屋の上部と地上側との間で行われる荷の受け渡しを遠
方より無線操作にて運転制御できるようにしたものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、遠方より無線操作にて運転を行う
クレーンの制御装置としては、１台のクレーンに対し１
組の送受信機を設けてクレーンの運転を行うものがあ
る。即ち、図１３に示すように、荷取り場及び荷下し場
におけるオペレータに送信機としての無線操作装置を携
帯させ、クレーン側にシーケンサと接続した無線受信機
を設置して、無線操作装置からクレーンシーケンサへの
一方向の通信により、クレーンを無線操作するものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、遠方より無
線操作にてクレーンの運転を行う場合には、その確実性
及び安全性が、特に重要視されなければならない。

【０００４】しかしながら、従来の無線操作式クレーン
では、１台のクレーンに対し１組の送受信機を設けるに
すぎない構成のため、作業の確実性及び安全性に問題が
あり、無線操作式クレーンはあまり普及していない。

【０００５】即ち、無線操作の場合、オペレータは吊荷
の近くで操作し、荷を下ろすときには荷下し場の付近で
操作するのがより確実性があり安全性も高い。しかし、
ジブクレーンのように作業半径の大きなクレーンの場
合、無線操作装置を携帯したオペレータの移動範囲が限
られるため、作業の確実性及び安全性の確保が困難とな
ることがあった。

【０００６】同様に、ビル建設現場におけるクライミン
グクレーンのように、地上で玉掛け、建屋上で荷下しす
る場合も、上記と同じ理由から、揚重物がオペレータの
視角外となったり電波障害物により通信が不安定となっ
たりすることがあり、その作業性、安全性に難があっ
た。

【０００７】また、１組の送受信機で構成されていたた
め、送信機よりのクレーンに対する操縦信号は出せて
も、クレーンからオペレータ（送信機）への応答信号は
出せない一方向通信であったため、この点からもクレー
ン操作の確実性、安全性に問題があった。

【０００８】このように作業の確実性、安全性、作業性
に欠けるため自動運転等のシステムを取り入れることは
困難であり、無線操作式クレーンはあまり普及していな
い。

【０００９】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、無線操作装置によるクレーン操作の確実性、安全性
を向上させるように構築したクレーン制御装置を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、建屋の上部に設置され地上側と建屋の上部
との間で荷の受け渡しを行なうクレーンの制御装置にお
いて、建屋上部に、クレーンコントローラ，自動運転装
置及び無線送受信機を含む建屋局を設けると共に、地上
側に、地上コントローラ，クレーン管理装置及び無線送
受信機を含む地上局を設け、この建屋局と地上局とをネ
ットワークで結んで、クレーン管理装置で管理されるク
レーン構造，建屋形状等のパラメータデータと揚重指示
データを、建屋局及び地上局間で常に同一かつ最新のも
のに維持し、建屋上部には建屋局の無線送受信機と通信
してクレーンを無線操作可能な建屋側無線操作装置を、
また、地上側には地上局の無線送受信機と通信してクレ
ーンを無線操作可能な地上側無線操作装置を設けた構成
のものである（請求項１）。

【００１１】上記クレーン管理装置は、無線操作装置に
対して無線により揚重先アドレスを含む揚重予定表示デ
ータをメッセージとして送信する機能を有し、無線操作
装置は、その揚重予定表示データを表示する表示装置を
有する構成とする（請求項２）。

【００１２】上記クレーン管理装置及び無線操作装置
は、上記クレーン管理装置側から無線操作装置に対して
無線により揚重先アドレスを含む揚重予定表示データを
メッセージとして送信し、その送信の都度、無線操作装
置からクレーン管理装置側に当該データの読込完了信号
をメッセージとしてアンサ−バックする機能を有する構
成とする（請求項３）。

【００１３】

【作用】請求項１においては、建屋局と地上局とを結ぶ
ネットワークにより、クレーン管理装置で管理されるク
レーン構造，建屋形状等の「パラメータ」データと「揚
重指示」データとが、建屋局及び地上局間で常に同一か
つ最新のものに維持される。従って、演算による遅れが
解消されると共に、オペレータが任意に吊り荷等の行き
先指定等を行なえるので自動運転にも使用可能となっ
た。

【００１４】また、建屋局はクレーンの建屋側無線操作
装置と無線で結ばれ、また、地上局はクレーンの地上側
無線操作装置と無線で結ばれているので、ジブクレーン
のように作業半径が大きくオペレータの移動が限られる
場合でも、地上側及び建屋側の２台の無線操作装置に分
けて作業ができる。従って、オペレータは吊荷の近くで
操作することができるので、クレーン操作の確実性，安
全性，作業性の向上が計れる。この作用効果は、メッセ
ージ機能の他に、会話を交わす通話機能を備えることに
よって、更に顕著となり、無線操作装置による手動及び
自動運転によるクレーン操作の確実性、安全性を向上し
得る。

【００１５】クレーンの運転制御は、例えば次の手順で
行われる。 (1) 荷取り場（例えば、地上局）にて、無線操作にて吊
荷を吊上げ、手動あるいは自動運転にて、クレーンを所
定の位置（荷降ろし場）まで運転する。 (2) 荷降ろし場（例えば、建屋局）にて、無線操作に
て、吊荷を降ろしあるいは、吊荷を取り付ける。 (3) 荷降ろし場（例えば、建屋局）にて、無線操作に
て、手動あるいは自動運転で、クレーンを所定の位置
（荷取り場）まで運転する。 (4) 複数局間の無線のデータは各々ＣＰＵを介し一般通
信手段（ＲＳ２３２Ｃ、ＲＳ４２２、ＲＳ４８５、光通
信その他）等にて通信される。

【００１６】請求項２においては、揚重先アドレスを含
む揚重予定表示データが、メッセージとして無線送信さ
れ無線操作装置の表示装置に表示される。従って、作業
者が今日の予定及び現在の予定を理解することができ
る。

【００１７】請求項３においては、地上局及び無線操作
装置間のメッセージ送信の都度、無線操作装置からクレ
ーン管理装置側にアンサ−バックする機能を有するの
で、従来の送信のみの一方向通信と異なり、揚重物の行
き先についての番地指定、データ設定（情報機能）等に
関し、本当に無線送信号が届いたかどうかの確認を行な
いながら、確実かつ安全な情報の伝達ができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。図１に示すクレーン制御装置は、図３に示
すように、建築中のビル（建屋）１の上部に設置された
高層建築用ジブクレーンいわゆるクライミングクレーン
２を対象としたものであり、建築中のビル１の上部（こ
こではクレーン２上）に設置された建屋局（クレーン上
システム）Ａと、これに対するリモートコントローラで
ある携帯可能な建屋側無線操作装置（リモコン）ａとか
ら成る１組と、そして地上側に設置された地上局（地上
システム）Ｂと、これに対するリモートコントローラで
ある携帯型の建屋側無線操作装置（リモコン）ｂとから
成る１組とで構成されている。

【００１９】通常、クレーン１台でビルを作ることはな
く、ｎ台のクレーンが使用される。本実施例でも、ｎ台
のクレーンを使用することを前提としている（図５参
照）。かかる場合、上記建屋側無線操作装置ａを備えた
建屋局Ａと、上記建屋側無線操作装置ｂを備えた地上局
Ｂとを以て、クレーン１台に対する１セットの制御装置
が構成され、合計ｎ台のクレーンに対してｎセットのク
レーン制御装置が用意される。

【００２０】（１）建屋局 建屋局Ａの主たる機能は、(a) 自動運転制御出力（荷振
れ制御、運転パス制御）,(b)揚重予定データ取り込み
（全体管理装置より）,(c)揚重予定データの各無線局へ
の送信指令,(d)揚重クレーン位置データの取り込み,(e)
各無線局の操作権判断，(f) 自動／手動切り替え，(g)
衝突防止出力，(h) 揚重実績データ送信（全体管理シス
テムへ）である。

【００２１】建屋局Ａは、クレーンの巻上装置（モータ
ＨＭ）１７，起伏装置（モータＤＭ）１８及び旋回装置
（モータＳＭ）１９を制御する通常のクレーン制御盤１
０の他に、これにＩ／Ｏポートライン１６を介して接続
されたシーケンサ（ＰＬＣ（プログラマブル・ロジカル
・コントローラ））としてのクレーンコントローラ２０
と、玉掛け及び地切り後の吊り荷を建屋上又は地上の揚
重目的地まで自動運転で運ぶ自動運転装置をＣＲＴ３１
及びキーボード３２と共に構築する自動運転ＣＰＵ３０
と、主として自動運転途中での障害物との衝突を避ける
衝突防止装置４３をＣＲＴ４１及びキーボード４２と共
に構築する衝突防止ＣＰＵ４０と、そして、建屋側無線
操作装置ａとの無線通信を行うためのクレーン上無線送
受信機５０とを有して構成されている。

【００２２】また、クレーンコントローラ２０，自動運
転ＣＰＵ３０及び衝突防止ＣＰＵ４０は、ネットワーク
ケーブル３３により、一般通信手段（ＲＳ２３２Ｃ，Ｒ
Ｓ４２２，ＲＳ４８５その他）にてローカルエリアネッ
トワークに加入している。また、クレーン上無線送受信
機５０は、Ｉ／Ｏポートライン２５により、クレーンコ
ントローラ２０及び自動運転ＣＰＵ３０に接続されてい
る。

【００２３】クレーンコントローラ クレーンコントローラ２０は、図９に示すように、クレ
ーン運転の実行を司る部分であり、図２に示すように、
リモコン制御情報を取り扱う通信制御部と、自動運転出
力及びリモコン操作出力を取り扱うクレーン制御部とを
有する。２１は自動運転システムの運行状態、揚重予定
実行管理状態、安全装置作動状態等を表示させる大画面
表示装置であり、カラー液晶表示パネルからなる。２２
は、回転標識灯又は点滅灯等の表示塔であり、上記大画
面表示装置２１と同期して、例えば自動運転中は点滅さ
れ、自動運転完了時には点灯するように動作する。２３
は非常停止スイッチ、２４は自動／手動切替スイッチで
ある。

【００２４】クレーンコントローラ２０は、巻上位置セ
ンサー１１及び旋回角度センサー１２からの信号Ｈ，Ｓ
と、起伏角度センサー１３及び荷重ロードセル１４から
モーメントリミッタを通して得られる起伏・荷重信号１
５とを受け、これら巻上位置，旋回角度，起伏角度及び
荷重を監視しつつ、クレーン制御盤１０を介して、クレ
ーンの巻上装置１７，起伏装置１８及び旋回装置１９を
制御する。

【００２５】自動運転ＣＰＵ 自動運転ＣＰＵ３０は、荷取り位置のリモコン操作器に
より、吊り荷の玉掛け終了後目的位置付近（上方）まで
の安全ルートを自動検索し、自動運転を行なう装置であ
り、詳しくは後述するが、図９に示すように、揚重指示
データの取り込み、操作権管理、運転パス設定、振れ止
め演算、運転モード管理、無線装置制御といった機能部
を有する。

【００２６】ここで「自動運転」とは、既に少し触れた
が、図３の如く、地上側無線操作装置ｂにより吊り荷
（揚重物）６を玉掛け及び地切りした後、その荷取り位
置より、吊り荷を建屋上の揚重目的まで運ぶ工程につい
て行う自動運転と、建屋側無線操作装置ａにより吊り荷
６が荷下ろし及び玉外しされた後、フックをその荷受け
位置より地上の戻り位置に移す工程について行う自動運
転とをいう。但し、上記の荷取り位置と荷受け位置とが
逆転して、建屋側が荷取り位置となる場合もある。

【００２７】自動運転ＣＰＵ３０は、上記自動運転の実
行に際し、図１に示すように荷振れセンサー３５からの
信号を受け、主として、吊り荷の振れ止めを行う演算
（図９）の基礎データとして利用する。

【００２８】この荷振れセンサー３５は、クレーン２の
ジブ先端に、距離を計測する光波距離計と、光波距離計
用反射プリズムを常に追尾するよう動作する追尾装置と
を取り付け、また、クレーンのロープ先端にあるクレー
ンフックに、光波距離計と追尾装置の方向を向くよう
に、光波距離計用の反射プリズムを取り付けた構成とな
っている。追尾装置が、クレーンフックに取り付けられ
た反射プリズムを常に追尾することにより、吊り荷（揚
重物）６を吊っているフックの振れ角（吊り荷の振れ
角）が計測される。また、同時に、追尾装置と同軸に装
置された光波距離計により、クレーン２とフックとの距
離であるロープ長が計測される（巻上位置センサ１１で
ロープ長計測も可能としている。）。

【００２９】（２）地上局Ｂ 図１に戻り、地上局Ｂは、ＣＲＴ６１，キーボード６２
及びハードディスク装置６３と共にクレーン管理装置６
４を構成しスケジュール等の管理を行うクレーン管理Ｃ
ＰＵ６０と、ＰＬＣから成る地上コントローラ７０と、
そして、地上側無線操作装置ｂとの無線通信を行うため
の地上無線送受信機８０とを有して構成されている。

【００３０】地上局Ｂの主たる機能は、(a) パラメータ
設定,(b)揚重予定入力・編集・変更,(c)揚重実行管理,
(d)揚重実績データ保存,(e)揚重実績出力である。

【００３１】地上局Ｂのクレーン管理ＣＰＵ６０及び地
上コントローラ７０は、ネットワークケーブル３３によ
り、上記したローカルエリアネットワークに加入してお
り、建屋局Ａと地上局Ｂとを結ぶネットワークケーブル
３３の途中には、専用のスリップリングから成るロータ
リーコネクタ３４が設けられ、クレーンの旋回動作によ
るねじれの影響をケーブルが受けないようになってい
る。また、地上無線送受信機８０は、Ｉ／Ｏポートライ
ン６５により、クレーン管理ＣＰＵ６０に接続されてい
る。

【００３２】この地上局Ｂにおいても、クレーン管理Ｃ
ＰＵ６０に、カラー液晶表示パネルからなる大画面表示
装置７１が設けられ、また地上コントローラ７０に回転
標識灯又は点滅灯等の表示塔７２が設けられ、これらは
上記ネットワークを介し、大画面表示装置２１及び表示
塔２２と同期して動作し、同じ内容を表示するようにな
っている。

【００３３】（３）無線操作装置 建屋側無線操作装置ａの主たる役目は、(a) クレーンの
無線操作,(b)揚重予定（目的番地）及び操作オペレータ
へのメッセージのＬＣＤ表示,(c)自動運転スタート（戻
り）,(d)無線操作許可表示,(e)衝突防止停止信号表示,
(f)非常停止である。

【００３４】また、地上側無線操作装置ｂの主たる役目
は、(a) クレーンの無線操作,(b)揚重予定（目的番地）
及び操作オペレータへのメッセージのＬＣＤ表示,(c)自
動運転スタート（行き）,(d)揚重予定の実行及び変更,
(e)割り込み揚重指示，(f) 無線操作許可表示,(g)衝突
防止停止信号表示,(h)非常停止であり、建屋側無線操作
装置ａでは行えない揚重予定の実行及び変更，割り込み
揚重指示ができる点で異なっている。

【００３５】建屋側無線操作装置ａは、無線送受信機５
１，小型ＣＰＵ５２，液晶表示装置（ＬＣＤ）５３、入
力装置５４を有しており、同様に地上側無線操作装置ｂ
も、無線送受信機８１，小型ＣＰＵ８２，液晶表示装置
（ＬＣＤ）８３、入力装置８４を有して構成されてい
る。両無線操作装置ａ，ｂは同一構成であるが、その通
信周波数が異なり、また無線操作装置ａについては揚重
予定の実行及び変更，割込み機能が殺されている点で異
なる。

【００３６】両無線操作装置ａ，ｂは、図８に示すよう
に、建屋局又は地上局の無線送受信機５０又は８０と双
方向に通信してクレーンを無線操作するに必要な機能
と、自動運転をスタートさせるための機能とを有してい
る。そして、玉掛け，地切り時のクレーンのリモコン運
転、揚重割り込み作業入力、クレーンの非常停止、クレ
ーン管理ＣＰＵまたは自動運転ＣＰＵとのメッセージの
送信／受信、メッセージのＬＣＤ表示を行うことができ
る。

【００３７】図４に無線操作装置のパネル面を示す。こ
れは無線操作装置ａ，ｂとも同じであるので、代表的に
無線操作装置ｂについて説明する。まず、装置のパネル
中央下部には、テンキー８４２と、“自動（−）”“割
込揚重”“計画変更”“決定”“取消”“クリア”のフ
ァンクションキー８４３とを有するキーボード８４１が
配置され、これらのテンキー８４２及びファンクション
キー８４３にて、自動運転指示、行き先（揚重先アドレ
ス）指示等の揚重指示や、割込揚重指示等の指示を入力
できるようになっている。

【００３８】ファンクションキー８４３のうち、“自動
（−）”キーは自動運転の開始をクレーン管理ＣＰＵ６
０に通知するものであり、割込揚重データ（節・階）入
力時は、マイナスキーとして働く。“割込揚重”キー
は、割込み揚重を行うためのもので、これを押すと割込
入力画面に切り替わる。“計画変更”キーは、揚重計画
を変更する際に使用するもので、これを押すと計画変更
入力画面に切り替わる。“決定”キーは、データ入力の
決定を実行するもので、最終データの決定でクレーン管
理ＣＰＵ６０にデータを送信する。“取消”キーは、入
力中に強制的にモニタ画面に戻るためのものであり、こ
れを押すことにより途中の入力内容は破棄される。“ク
リア”キーは入力中のデータクリアに用いられる。

【００３９】上記キーボード８４１の上方には、上記液
晶表示装置（ＬＣＤ）８３が配置され、該液晶表示装置
（ＬＣＤ）５３，８３により、メッセージ及びデータが
表示されるようになっている。ＢＬは液晶バックライト
のＯＮ／ＯＦＦスイッチ、ＬＣＤＶＲは液晶調整用ボリ
ュウムを示す。

【００４０】また、キーボード８４１の左側には旋回・
起伏操作用のジョイスティック８４４が、右側には揚程
操作用のジョイスティック８４５が配置されている。こ
れらキーボード８４１，ジョイスティック８４４及び８
４５は、上記の入力装置８４を構成している。

【００４１】更に、パネルの右上には、送信“ＴＸ”、
処理中“ＢＳ”、正常受信“ＲＸ”、受信データエラー
“ＥＲ”を表わす表示器（発光ダイオード）と、そして
操作権有り“ＥＮ”を表わす操作権表示器（発光ダイオ
ード）８３１とが設けられている。尚、８２１は非常停
止ボタン、８２２はブザー、８２３はパッテリーチェッ
カーたる電圧計である。

【００４２】図８に示すように、上記無線操作装置（リ
モコン）は無線送受信機と協働して、リモコン操作シス
テムを構成している。そして、無線操作装置（リモコ
ン）は、データ処理、操作インターフェース及び通信制
御の機能を有し、操作インターフェースについては、ジ
ョイステック、割り込み作業入力キー、非常停止ボタ
ン、ＬＣＤ表示及び警報音等より構成されている。な
お、無線送受信機は、パソコン・インターフェースと通
信制御の機能を有する。

【００４３】その他の変形例として、図１２に示すよう
に、無線操作装置を操作機能部８５とメッセージ及び会
話を交わす通信機能部８６とを構造的に分離可能とする
ものもある。

【００４４】リモコン操作システムの役目は、玉掛け、
地切り時のクレーンのリモコン運転、揚重予定の実行及
び変更，揚重割り込み作業入力、クレーンの非常停止、
クレーン管理ＣＰＵ又は自動運転ＣＰＵとのメッセージ
の送信／受信、メッセージのＬＣＤ表示である。

【００４５】（４）ネットワークの構築 図５に示すように、ローカルエリアネットワークは、
「系統１」と「系統２」との２系統で行われる。「系統
１」は、各クレーンに個別のネットワークを構築する部
分であり、図６に示すように、上述したクレーンコント
ローラ２０を“ノード１”，クレーン管理ＣＰＵ６０を
“ノード２”，自動運転ＣＰＵ３０を“ノード３”，衝
突防止ＣＰＵ４０を“ノード４”，地上コントローラ７
０を“ノード５”，振れ計測ＣＰＵを“ノード６”と
し、これらをケーブル３３で接続したリング型ＬＡＮと
して構築されている。また「系統２」は、１現場に配設
した各クレーン間を結ぶネットワークを構築する部分で
あり、図５に示すように、各クレーンの地上コントロー
ラ７０間をネットワークケーブル７３により結んで構成
されている。

【００４６】図６において、クレーンコントローラ２
０，クレーン管理ＣＰＵ６０，自動運転ＣＰＵ３０，衝
突防止ＣＰＵ４０，地上コントローラ７０，振れ計測Ｃ
ＰＵは、それぞれダイレクトメモリを有しており、その
うちの予め定められたアドレスエリア（図中の網掛け部
分）を「自ノード送信エリア」とし、他のエリア（図中
の白抜き部分）を、対応する「他ノード受信エリア」と
して持っている。例えば、図６において、クレーンコン
トローラ２０（ノード１）の自ノード送信エリアをアド
レス“０００”〜“１４９”に定めているので、他のノ
ード２〜ノード６においては、これに対応するアドレス
“０００”〜“１４９”のエリアが、ノード１用の他ノ
ード受信エリアとなる。残りのエリアについても同様で
ある。

【００４７】このように全てのノードで同一割り付けと
し、全てのノードのリフレッシュパラメータも同一とし
ており、これによって系統１の全てのノードのダイレク
トメモリが、ローカルエリアネットワークのリフレッシ
ュによって同一内容に保たれるようになっている。

【００４８】クレーン管理ＣＰＵ クレーン管理ＣＰＵ６０は、装置全体の初期設定、揚重
予定の設定及び管理、装置の管理を行なう部分であり、
図７に示すように、「パラメータ設定」、「揚重予定管
理」、「揚重実行管理」、「揚重実績管理」、「日報・
月報」、「システム設定」、「プログラム・エラーログ
表示」、「通信エラーログ表示」、「停電処理」の機能
を有する。

【００４９】「パラメータ設定」では、リフレッシュパ
ラメータとして、キーボード６２から「クレーン構造デ
ータ」、「建屋形状データ」、「固定障害物データ」、
「揚重物データ」等の各データがクレーン管理ＣＰＵ６
０に入力される。これらパラメータは、上記ノード２
（クレーン管理ＣＰＵ６０）におけるダイレクトメモリ
の所定アドレスエリア（自ノード送信エリア）“１５
０”〜“２９９”に記憶される。そして、このパラメー
タの内容は、ローカルエリアネットワークのリフレッシ
ュによって、クレーン管理ＣＰＵ６０から他ノードに一
斉に通信され、他の全てのノードにおけるダイレクトメ
モリの対応するアドレスエリア“１５０”〜“２９９”
が、同一内容に更新される。

【００５０】「揚重予定管理」では、一日分の揚重予定
がクレーン管理ＣＰＵ６０に入力されてディスク装置６
３に記憶され、作業指示票が作成される。「揚重予定」
は、リモコンで特に指定しない場合の揚重の運搬先アド
レス（Ｘ通り，Ｙ通り）について１日１ファイルのデー
タファイルを作成し、入力するものである。１レコード
（揚重１件に相当する）の内容は、「揚重物コード」
「揚重物名」「揚重節・階の区別」「揚重節・階」「揚
重先Ｘ通り」「揚重先Ｙ通り」「ブロック先頭マーク」
「柱フラグ」を、この順序で左から右へカンマで区切り
ながら記載したものを１件として、９９件分を９９行で
記載したものから成る。但し、ファイルの先頭には、ク
レーン番号，Ｘ通り，Ｙ通りが、例えば「1,5.0,7.5 」
の形で表示される。ここに「節」とはビル等について一
度に行ってしまう構築単位（例えば３階分）をいい、
「階」とはフロアーをいう。

【００５１】「揚重実行管理」では、上記の揚重指示内
容を、上記ローカルエリアネットワークのリフレッシュ
によって、他ノードに一斉に知らせ、他の全てのノード
におけるダイレクトメモリの対応するアドレスエリア
“１５０”〜“２９９”を同一内容に更新させる。揚重
実行管理の一環として、このようにして、クレーン管理
装置で管理されるクレーン構造，建屋形状等のパラメー
タデータと揚重指示データが、建屋局Ａ及び地上局Ｂ間
で常に同一かつ最新のものに維持される。更に、揚重実
行管理は、上記揚重指示送信の他に、クレーンコントロ
ーラ２０からの揚重予定の実行及び変更、割り込み揚重
指示受信、割り込み揚重操作チェック、自動運転ＣＰＵ
３０への割り込み揚重指示送信、表示パネル７１への表
示情報送信も行う。

【００５２】「揚重実績管理」では、上記自動運転ＣＰ
Ｕ３０からの揚重実績データ、つまり揚重予定が消化さ
れた実績データを受信し、揚重実績表示、揚重実績デー
タ出力、揚重実績印字を行う。

【００５３】日報・月報機能は、他のクレーン管理ＣＰ
Ｕからの日報・月報のデータを集計し、日報・月報のプ
リントアウト出力を行う。

【００５４】地上コントローラ 図５に示すように、No. １のクレーンに属する地上コン
トローラ７０は、系統２のネットワークにより、次々と
隣のクレーンに属する地上コントローラ７０と接続され
る。そして、そのデータリンク部分に上記ダイレクトメ
モリを有し、そのクレーン毎に割り振られた対応するア
ドレスエリアに、各クレーンNo. １〜No. ６の情報が格
納されるようになっている。このクレーン情報は、クレ
ーン自身の半径、旋回のパルス、旋回速度等である。

【００５５】地上コントローラ７０は、ローカルエリア
ネットワークによる系統１と系統２間でのデータ交換
（クレーン相互の現在位置座標データ、その他）、シグ
ナルタワー（表示塔７２）の点灯制御、非常停止及びそ
の他のスイッチ監視を行う。

【００５６】（５）主要な処理機能 自動運転制御 自動運転制御は、図９に示すように、自動運転ＣＰＵと
クレーンＰＬＣで行われる。「自動運転」は、地切りし
た吊り荷（揚重物）６を、その荷取り位置より荷受け位
置まで運ぶ工程と、荷下ろし後に荷受け位置から地上の
戻り位置に戻す工程について行う自動運転である。

【００５７】自動運転ＣＰＵ３０は、図９に示すよう
に、揚重指示データの取り込み、操作権管理、運転パス
設定、振れ止め演算、運転モード管理、及び無線装置制
御を行う。即ち、自動運転ＣＰＵ３０の機能には、クレ
ーン管理ＣＰＵより次の揚重データをダイレクトメモリ
を介して取り込む「揚重指示データ取り込み」、運転モ
ードの管理に基づき操作権を各サブシステムへ与える
「操作権管理」、揚重指示データより軌道範囲を求め、
障害物との干渉を検索する「運転パス設定」、起伏・旋
回の加速／減速パターンをファージ演算により求める
「振れ止め演算」、リモコン、地上ＰＬＣよりの操作ス
イッチにより運転モードの管理を行なう「運転モード管
理」、そして建屋リモコンの入出力制御を行なう「無線
装置制御」がある。「運転モード」とは、システム停
止、手動モード、建屋リモコンモード、地上リモコンモ
ード、自動運転揚重モード、自動運転戻り、自動運転シ
ステム予定終了をいう。クレーンＰＬＣの機能は、運転
データにより自動運転の実行を行なう「クレーン運転実
行」である。

【００５８】操作権管理（図１０） ここで「操作権」とは、地上側無線操作装置（地上リモ
コン）ｂ，クレーンコントローラ（クレーンＰＬＣ）２
０，および建屋側無線操作装置ａ（建屋リモコン）の三
者のうち、排他的に常に１者のみがクレーンを操作可能
として安全を確保するために、三者間で受け渡しされる
クレーン操作の許可権をいう。

【００５９】自動運転におけるクレーン操作権の管理は
自動運転ＣＰＵで行なわれている。系統１のネットワー
クにおいて、操作権を与えられていないノード（システ
ム）では、クレーンの操作を行なうことはできない。自
動運転時に、操作権を持つことのできるノード（システ
ム）は、地上リモコン，クレーンＰＬＣ，建屋リモコン
の三者のうちのいずれか１つであり、以下の通りであ
る。

【００６０】(a) 地上リモコンは、揚重物の玉掛け時
において、自動運転（行き）のスタート釦が押されるま
で操作権を持つ。この自動運転スタート釦は、図４のフ
ァンクションキー８４３の“自動”ボタンに対応してい
る。また、操作権を持っている間は、図４のテンキー８
４２及びファンクションキー８４３を使って、揚重予定
以外の変更及び割り込み運転データの入力も行なうこと
ができる。

【００６１】(b) 建屋リモコンは、揚重物の最終位置
合わせ，取り付け，玉外し時において、自動運転（戻
り）スタート押し釦が押されるまで操作権を持つ。

【００６２】(c) クレーンＰＬＣは、地上側リモコン
ｂまたは建屋側のリモコンａから自動スタート入力があ
った時点で操作権がクレーンコントローラ（ＰＬＣ）２
０に移り、クレーンコントローラ２０は、この時より自
動運転ＣＰＵ３０より、運転スタートの指示が出て目的
位置までの自動運転が終了するまで、操作権を持つ。

【００６３】図１０を参照しながら、具体的に説明す
る。自動運転を行う場合には、図３のの如く、まず地
上リモコンａにより吊り荷（揚重物）６の玉掛け操作を
行い、もし今日の予定にない変更及び割り込み運転予定
があればその運転指示を行った後、地上リモコン自動運
転スタート釦を押す（図１０のステップ(1) 〜(3) ）。
この間、操作権は地上リモコンｂにある。

【００６４】地上リモコンの操作者が、自動運転スター
ト釦を押すことにより、操作権はクレーンＰＬＣ２０に
移る。自動運転ＣＰＵ３０によりクレーンＰＬＣ２０の
自動運転が実行され、吊り荷（揚重物）６は、図３の
の如く、その荷取り位置より建屋上の揚重目的位置まで
運ばれる（ステップ(4) ）。

【００６５】自動運転が終了したことで、操作権は、建
屋リモコンａに移る。建屋リモコンａにより、図３の
の如く位置決め等の微調整を行って、吊り荷６の荷下ろ
し及び玉外しが行われる（ステップ(5) 〜(7) ）。その
後、建屋リモコンａの自動運転スタート釦を押すことに
より（ステップ(8) ）、操作権はクレーンＰＬＣ２０に
移る。

【００６６】自動運転ＣＰＵ３０による自動運転が実行
され、クレーンフック５は、その建屋上部位置より地上
の戻り位置に戻される（ステップ(9) ）。

【００６７】（６）リモコンと管理ＣＰＵとの双方向通
信 リモコンと管理ＣＰＵとの間では下記のように双方向に
通信がなされ、通信の確実性によりクレーン操作の安全
が図られる。

【００６８】起動時及びモニタ中 図１１に概要を示すように、リモコン側の送信準備が完
了すると、管理ＣＰＵ側は、当該リモコンが地上側，建
屋側のいずれに属するかについてのリモコン識別をした
後、揚重予定表示データの送信を開始する。この揚重予
定表示データは、「揚重番号」、「揚重物コード」、高
さについての「節又は階」、揚重先アドレスの「Ｘ通
り」「Ｙ通り」等であり、リモコン側は、これらを受信
し、その都度読み込みが完了した時点でその旨をアンサ
ーバックし、管理ＣＰＵはこれを確認し、次を送信す
る。

【００６９】自動運転開始キーを押したとき リモコン側で、自動運転開始キーつまりファンクション
キー８４３の“自動（−）”キーを押すと、自動信号が
ＯＮされ、リモコンから「自動信号」が送信される。管
理ＣＰＵ側ではこの自動信号ＯＮを受け付け、「了解」
を出力すると共に、「了解」信号をアンサーバックす
る。

【００７０】割り込み揚重指示の時 ファンクションキー８４３の“割込揚重”キーを押す
と、リモコンから“割り込み揚重入力中”が送信され
る。これを受信した管理ＣＰＵ側では、クレーン操作受
付を禁止して、リモコン側からデータが送られて来るの
を待つ。リモコン側でオペレータによる入力（コード、
節又は階、Ｘ、Ｙ）がなされ、オペレータが入力を確認
してファンクションキー８４３の“決定”キーを押すこ
とにより、リモコン側では、割込揚重データ（「揚重物
コード」、「節又は階」、行先アドレスの「Ｘ通り」、
「Ｙ通り」等）を送信する。この場合も、相手側からの
アンサーバックを確認しながら送信を行う。

【００７１】計画変更指示の時 ファンクションキー８４３の“計画変更”キーを押す
と、リモコン側から「計画変更入力中」が送信される。
管理ＣＰＵ側はこれを受信後、クレーン操作受付を禁止
し、データ待ちとなる。リモコン側では、オペレータが
入力し、オペレータ入力確認し、ファンクションキー８
４３の“決定”キーを押すことによりリモコン側は、計
画変更指示データを送信する。管理ＣＰＵ側はこれを読
み取り完了後、その旨をアンサーバックする。

【００７２】（７）動作 クレーンの運転制御は、次の手順で行われる。 (i) まず、揚重予定ファイルから揚重番号，揚重物コー
ド，揚重先が、クレーン管理ＣＰＵ６０から読み出され
て、自動運転ＣＰＵ３０にダイレクトメモリのリフレッ
シュによって通知され、またこれから建屋側無線操作装
置ａ及び地上側無線操作装置ｂにも通知されている。

【００７３】(ii)荷取り場（例えば、地上局）にて揚重
物の玉掛けを行い、無線操作装置ｂによる無線操作に
て、揚重物を吊上げる。

【００７４】(iii) 手動あるいは自動運転にて、クレー
ンを所定の位置（荷降ろし場）まで運転する。自動運転
の場合は、上記揚重物を吊上げ完了後、ファンクション
キー“自動（−）”を押すことにより、操作権がクレー
ンコントローラ２０に移り、自動運転で上記揚重先のア
ドレスで指定された荷下ろし場に運ばれる。

【００７５】(iv)荷降ろし場（例えば、建屋局）に達す
ると、操作権が建屋側無線操作装置ａに移り、該装置に
よる無線操作にて、吊荷を降ろしあるいは、吊荷を取り
付ける。

【００７６】(v) 荷降ろし場から、無線操作にて、手動
あるいは自動運転で、クレーンを所定の位置（荷取り
場）まで運転する。自動運転の場合は、上記荷下ろし
後、ファンクションキー“自動（−）”を押すことによ
り、操作権がクレーンコントローラ２０に移り、自動運
転で荷取り場に戻される。

【００７７】（８）実施例の作用効果 上記実施例の制御装置は、次のような作用効果を奏す
る。 (i) １台のクレーを複数局の無線操作装置で運転するこ
とができる。離れた複数箇所の複数のオペレータにより
１台のクレーンを運転することができると共に、複数箇
所のオペレータは自己の無線操作装置のメッセージ機能
により、表示装置に表示されるクレーン運転の情報を視
認できるので、安全性、確実性が向上する。

【００７８】(ii) 複数箇所のオペレータは吊荷の目前
での作業が可能となり、安全性、確実性、作業性の向上
が計れる。

【００７９】(iii) 複数の無線操作装置の信号はＣＰ
Ｕを介し通信システムにて送受信され、送受信機の信号
は一旦ＣＰＵに取り込まれてから、通信システムで情報
が伝達されるので、空中電波による電波障害等の影響を
受けないシステムとなる。

【００８０】(iv) 無線操作装置には、クレーン操縦機
能とメッセージ機能及び通話機能等を設け、多機能送受
信機（リモコンコントローラ）形としたので、手動運転
は勿論のこと自動運転システムにも適用できる。即ち、
リモコンコントローラは手動運転は勿論のこと自動運転
システムにも適用できる。また、自動運転時の揚重先変
更も、自動運転開始前に現場にて容易に変更し得る。

【００８１】（９）変形例 図１２に無線操作装置の他の実施例を示す。この無線操
作装置は、操作機能部８５とメッセージ及び会話を交わ
す通話機能部８６とを有する。この操作機能部８５とメ
ッセージ及び通話機能部８６とは、構造的に分離可能に
構成されており、リモートコントローラをより小型とす
るときは、両機能部を分離して使用することができる。

【００８２】操作機能部８５には、従来形の無線コント
ローラ８５０に小型スピーカ８５１を取り付け、音声に
て指示、注意を聞くことを可能としている。その他、ク
レーン操作に必要なジョイステック式のコントローラ
（ジョイスティック８４４，８４５）、各種押しボタン
スイッチ（非常停止ボタン８２１，照明スイッチ８２
４）、バッテリーＬＯＷ表示灯８２５等を装備してい
る。

【００８３】メッセージ及び通話機能部８６は、小型Ｃ
ＰＵ８２を内蔵すると共に、メッセージ及びデータ表示
部としての液晶表示装置（ＬＣＤ）８３を有し、これに
メッセージ及びデータの表示を行うようになっている。
メッセージは、数字、アルファベット、カナ、漢字等の
姿でＬＣＤパネル上に表示される。

【００８４】また、このようなメッセージ及び定数等を
設定するテンキー及びファンクレヨンキーを含むキーボ
ード８４１を有し、該キーボードから自動運転指示、行
き先指示、割り込み掲程指示等の指示を可能としてい
る。更に、パネル右上に小型マイク８６１を設けると共
に、ヘッドマイク８７のプラグを差し込むジャックを取
り付け、いずれかを用いて通話可能にしている。この目
的で、メッセージ及び通話機能部８６は、同小型マイク
８６１又は８７の音声を認識し、自動運転等の操作を可
能とする音声認識装置と、所要のメッセージを伝えるた
めの音成合成装置等を備えた通話機能を搭載している。

【００８５】無線操作装置の無線周波数については割り
当てられた１チャンネルの周波数で対応可能としている
が、操縦用機能と各種メッセージ機能の周波数を異なっ
た周波数で構成することもできる。

【００８６】上記実施例では、クライミングクレーンの
場合について説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、一般作業用天井クレーン、ジブクレーン、
クライミングクレーン、ケーブルクレーン、アンロー
ダ、移動式クレーン等において、遠方より無線操作にて
手動運転及び自動運転等を行う場合に適用することがで
きる。

【００８７】また、建屋局と地上局を結ぶ通信システム
には、一般通信手段（ＲＳ２３２Ｃ、ＲＳ４８５、ＲＳ
４２２、光伝送、その他任意のもの）を使用することが
できる。

【００８８】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、下記のよ
うな優れた効果が得られる。 １）請求項１によれば、建屋局がクレーンの建屋側無線
操作装置と無線で結ばれ、また、地上局が地上側無線操
作装置と無線で結ばれているので、ジブクレーンのよう
に作業半径が大きくオペレータの移動が限られる場合で
も、地上側及び建屋側の２台の無線操作装置に分けて作
業ができるる。即ち、オペレータは吊荷の近くで操作す
ることができるので、クレーン操作の確実性，安全性，
作業性の向上が計れる。

【００８９】また、建屋局と地上局とを結ぶネットワー
クにより、クレーン管理装置で管理されるクレーン構
造，建屋形状等の「パラメータ」データと「揚重指示」
データとが、建屋局及び地上局間で常に同一かつ最新の
ものに維持される。従って、演算による遅れが解消され
ると共に、オペレータが任意に吊り荷等の行き先指定等
を行なったり、自動運転に使用することもできる。

【００９０】２）請求項２においては、揚重先アドレス
を含む揚重予定表示データが、メッセージとして無線送
信され無線操作装置の表示装置に表示される。従って、
作業者が今日の予定及び現在の予定を理解することがで
きる。

【００９１】３）請求項３によれば、地上局及び無線操
作装置間のメッセージ送信の都度、無線操作装置からク
レーン管理装置側にアンサ−バックする機能を有するの
で、従来の送信のみの一方向通信と異なり、揚重物の行
き先についての番地指定、データ設定（情報機能）等に
関し、本当に無線送信号が届いたかどうかの確認を行な
いながら、確実かつ安全な情報の伝達ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るクレーン制御装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】図１のクレーン制御装置の機能構成図である。

【図３】建屋側無線操作装置と地上側無線操作装置とク
レーンとの関係を示した図である。

【図４】地上側無線操作装置を示した図である。

【図５】クレーン制御装置を構築するネットワークを示
す図である。

【図６】クレーン内部のネットワークを構成する各ノー
ドとその記憶エリアを示した図である。

【図７】図１のクレーン管理装置の機能構成を示した図
である。

【図８】図１の無線操作装置の機能構成を示した図であ
る。

【図９】自動運転制御の概要を示した図である。

【図１０】自動運転における操作権の遷移を示した図で
ある。

【図１１】起動時及びモニタ中の無線操作装置とクレー
ン管理ＣＰＵとの通信の仕方を示す概要図である。

【図１２】無線操作装置の他の具体例を示した図であ
る。

【図１３】従来の無線操作式クレーンの制御ブロックを
示した図である。

【符号の説明】

１ 建築中のビル（建屋） ２ クライミングクレーン ６ 吊り荷（揚重物） １０ クレーン制御盤 １１ 巻上位置センサ １２ 旋回角度センサ １３ 起伏角度センサ １４ 荷重ロードセル １５ 起伏・荷重信号 １６ Ｉ／Ｏポートライン １７ 巻上装置（モータＨＭ） １８ 起伏装置（モータＤＭ） １９ 旋回装置（モータＳＭ） ２０ クレーンコントローラ ２１ 大画面表示装置 ２２ 表示塔 ２３ 非常停止スイッチ ２４ 自動／手動切替スイッチ ２５ Ｉ／Ｏポートライン ３０ 自動運転ＣＰＵ ３１ ＣＲＴ ３２ キーボード ３３ ネットワークケーブル ３４ ロータリーコネクタ ３５ 荷振れセンサー ４０ 衝突防止ＣＰＵ ４１ ＣＲＴ ４２ キーボード ４３ 衝突防止装置 ５０ クレーン上無線送受信機 ５１ 無線送受信機 ５２ 小型ＣＰＵ ５３ 液晶表示装置（ＬＣＤ） ５４ 入力装置 ６０ クレーン管理ＣＰＵ ６１ ＣＲＴ ６２ キーボード ６３ ハードディスク装置 ６４ クレーン管理装置 ６５ Ｉ／Ｏポートライン ７０ 地上コントローラ ７１ 大画面表示装置 ７２ 表示塔 ８０ 地上無線送受信機 ８１ 無線送受信機 ８２ 小型ＣＰＵ ８２１ 非常停止ボタン ８２２ ブザー ８２３ パッテリーチェッカーたる電圧計 ８２４ 照明スイッチ ８２５ バッテリーＬＯＷ表示灯 ８３ 液晶表示装置（ＬＣＤ） ８３１ 操作権表示器 ８４ 入力装置 ８４１ キーボード ８４２ テンキー ８４３ ファンクションキー ８４４ 旋回・起伏操作用のジョイスティック ８４５ 揚程操作用のジョイスティック ８５ 操作機能部 ８５０ 無線コントローラ ８５１ 小型スピーカ ８６ メッセージ及び通話機能部 ８６１ 小型マイク ８７ ヘッドマイク Ａ 建屋局（クレーン上システム） ａ 建屋側無線操作装置 Ｂ 地上局（地上システム） ｂ 建屋側無線操作装置 ＢＬ 液晶バックライトのＯＮ／ＯＦＦスイッチ ＬＣＤＶＲ 液晶調整用ボリュウム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 喜良 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 根本 勤 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 佐藤 竜郎 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 村山 茂樹 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川 島播磨重工業株式会社 東二テクニカル センター内 (72)発明者 斉藤 俊明 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川 島播磨重工業株式会社 東二テクニカル センター内 (72)発明者 岡野 茂 東京都千代田区神田小川町１丁目１番地 石川島輸送機株式会社内 (72)発明者 牟田 吉宏 東京都千代田区神田小川町１丁目１番地 石川島輸送機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−27392（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−291296（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−161778（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−212321（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−32000（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−288893（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−361985（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−97794（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B66C 13/00 - 13/56

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建屋の上部に設置され地上側と建屋の上
   部との間で荷の受け渡しを行なう各種クレーンの制御装
   置において、 建屋上部に、クレーンコントローラ，自動運転装置及び
   無線送受信機を含む建屋局を設けると共に、 地上側に、地上コントローラ，クレーン管理装置及び無
   線送受信機を含む地上局を設け、 この建屋局と地上局とをネットワークで結んで、クレー
   ン管理装置で管理されるクレーン構造，建屋形状等のパ
   ラメータデータと揚重指示データを、建屋局及び地上局
   間で常に同一かつ最新のものに維持し、 建屋上部には建屋局の無線送受信機と通信してクレーン
   を無線操作可能な建屋側無線操作装置を、また、地上側
   には地上局の無線送受信機と通信してクレーンを無線操
   作可能な地上側無線操作装置を設けたことを特徴とする
   クレーン制御装置。
2. 【請求項２】 上記クレーン管理装置は、無線操作装置
   に対して無線により揚重先アドレスを含む揚重予定表示
   データをメッセージとして送信する機能を有し、無線操
   作装置は、その揚重予定表示データを表示する表示装置
   を有することを特徴とする請求項１記載のクレーン制御
   装置。
3. 【請求項３】 上記クレーン管理装置側から無線操作装
   置に対して無線により揚重先アドレスを含む揚重予定表
   示データをメッセージとして送信し、その送信の都度、
   無線操作装置からクレーン管理装置側に当該データの読
   込完了信号をメッセージとしてアンサ−バックする機能
   を有することを特徴とする請求項１又は２記載のクレー
   ン制御装置。