JP3217220U - ブーム装置、及びブーム装置を備えた作業車 - Google Patents

ブーム装置、及びブーム装置を備えた作業車 Download PDF

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竜一 橋本
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Abstract

【課題】安価で、かつ正確にブーム装置の近傍の障害物を検出可能な手段を提供する。
【解決手段】クレーン車10は、走行体11及びクレーン装置12を備える。クレーン装置12は、旋回台31と、旋回台31に起伏可能に支持されたブーム装置32とを備える。ブーム装置32は、ブーム40と、第1センサ51及び第2センサ52とを備える。ブーム40は、基端ブーム41と、中間ブーム42と、先端ブーム43とを有する。第1センサ51及び第2センサ52は、ブーム40の軸線方向に沿ったレーザ光を照射する。第1センサ51は、ブーム40から第1離間距離L1だけ離れた位置にレーザ光を照射する。第2センサ52は、ブーム40から第2離間距離L2(>L1)だけ離れた位置にレーザ光を照射する。コントローラは、第2センサ52が障害物を検出すると、警告報知を行い、第1センサ51が障害物を検出すると、危険報知を行う。
【選択図】図1

Description

この考案は、伸縮可能なブームを備えたブーム装置及び作業車に関する。
クレーン車や高所作業車や軌陸車など、伸縮自在なブーム装置を備えた作業車がある。ブーム装置には、障害物との接触を防止するため、カメラや超音波センサやレーダが設けられたものがある(例えば、特許文献1、2参照)。
特開2016−56006号公報 特開2003−238077号公報
しかしながら、カメラを用いる場合、カメラそのものの他、画像処理を行い得る高価なCPUが必要になる。
また、本願に係る考案者は、超音波センサやレーダでは、ブームの近傍の障害物を検出することは困難であるとの知見を得た。すなわち、電波や音波をブームの近傍に照射すると、電波や音波の広がりにより、電波や音波がブームに照射されてブームで反射してしまい、ブーム近傍の障害物の検出が困難になる。
本考案はかかる背景のもとになされたものであって、その目的は、安価で、かつ正確にブーム装置の近傍の障害物を検出可能な手段を提供することにある。
(1) 本考案に係るブーム装置は、テレスコピック機構を介して軸線方向に沿って伸縮可能なブーム装置である。上記ブーム装置は、基端ブームと、先端ブームと、上記基端ブームの側面と上記先端ブームの側面との少なくとも一方に設けられた第1センサ及び第2センサと、上記第1センサ及び第2センサの出力が入力されるコントローラと、報知を行う報知装置と、備える。上記第1センサは、上記軸線方向に沿ったレーザ光を照射する第1照射部と、上記第1照射部が照射したレーザ光の散乱光を受光する第1受光部と、を有しており、当該散乱光を当該第1受光部が受光しない場合に第1信号を出力し、当該散乱光を当該第1受光部が受光した場合に第2信号を出力する。上記第2センサは、上記ブーム装置に対する上記第1センサよりも外側において、上記軸線方向に沿ったレーザ光を照射する第2照射部と、上記第2照射部が照射したレーザ光の散乱光を受光する第2受光部と、を有しており、当該散乱光を当該第2受光部が受光しない場合に第3信号を出力し、当該散乱光を当該第2受光部が受光した場合に第4信号を出力する。上記コントローラは、上記ブーム装置が駆動しているか否かを判断する判断処理と、上記判断処理で上記ブーム装置が駆動していると判断した場合において、上記第2センサから上記第4信号が入力し、上記第1センサから上記第1信号が入力したことに応じて第1報知(警戒報知)を行う第1報知処理と、上記第1センサから上記第2信号が入力したことに応じて、上記第1報知と異なる第2報知(危険報知)を行う第2報知処理と、を実行する。
第1センサは、ブーム装置の軸線方向に沿ったレーザ光を照射し、ブーム装置の軸線方向に沿って第1の検出領域を形成する。第2センサは、第1センサよりも外側において、ブーム装置の軸線方向に沿ったレーザ光を照射し、第1の検出領域よりも外側に、第2の検出領域を形成する。コントローラは、第2センサが散乱光を検出し、内側の第1センサが散乱光を検出しない場合、すなわち、外側の第2の検出領域で障害物を検出すると、第1報知を行う。また、コントローラは、第1センサが散乱光を検出した場合、すなわち、内側の第1の検出領域で障害物を検出すると、第1報知と異なる第2報知を行う。したがって、駆動するブーム装置に障害物が接近したことを2段階で検出して操縦者に報知することができる。
(2) 好ましくは、上記コントローラは、上記第1報知を実行したことに応じて、上記ブームの駆動を停止させる駆動停止処理を実行してもよい。
コントローラは、第1報知を実行したことに応じて、ブームの駆動を停止させる。すなわち、障害物がブーム装置に近づくと、まず、第1報知が実行され、障害物がブーム装置にさらに近づくと、第2報知がされるとともに、ブーム装置の駆動が停止される。したがって、ブーム装置が障害物に接触することが防止されるとともに、ブーム装置の駆動が停止された理由を操縦者に容易に認識させることができる。
(3) 本考案に係るブーム装置は、上記第2センサを上記第1センサから離間した計測位置と、当該計測位置よりも当該第1センサに近い格納位置との間で移動可能に保持する保持装置をさらに備える。上記コントローラは、上記ブーム装置が駆動していると上記判断処理で判断したことに応じて、上記第2センサを上記計測位置に移動させる移動処理と、上記ブーム装置の駆動が終了されたと判断したことに応じて、上記第2センサを上記格納位置に移動させる格納処理と、をさらに実行する。
第2センサは、走行中などブーム装置が駆動されない場合は、格納位置にされ、ブーム装置が駆動される場合は、計測位置にされる。したがって、障害物を適切に検出でき、また、ブーム装置が駆動されない場合は、走行などにおいて支障となることがない。
(4) 本考案に係る作業車は、車体と、上記車体に旋回可能に支持された旋回台と、
上記旋回台に起伏可能に支持された上述のブーム装置と、を備える。
本考案は、作業車として捉えることもできる。
この考案によれば、ブーム装置の駆動時において、安価で、かつ正確にブーム装置の近傍の障害物を検出することができる。
図1は、本考案の一実施形態に係るクレーン車10の作業時の側面図である。 図2(A)は、第1センサ51及び第2センサ52が格納位置にある状態のクレーン車10の側面図であり、図2(B)は、変形例に係るクレーン車10の側面図であり、図2(C)は、他の変形例に係るクレーン車10の側面図である。 図3は、クレーン車10の機能ブロック図である。 図4は、報知処理のフローチャートである。 図5は、さらに他の変形例に係るクレーン車10の側面図である。
[実施形態]
以下、本考案の好ましい実施形態が、適宜図面が参照されながら説明される。なお、本実施の形態は、本考案に係るブーム装置の一態様にすぎず、本考案の要旨を変更しない範囲で実施態様が変更されてもよいことは言うまでもない。
図1は、本考案の一実施形態に係るブーム装置32が採用されたクレーン車10の側面図である。クレーン車10は、本考案の「作業車」の一例である。ただし、作業車は、クレーン車に限られない。作業車は、高所作業車や、クレーントラックや、軌陸車など、ブーム装置を備えた他の車両であってもよい。
クレーン車10は、走行体11と、走行体11に搭載されたクレーン装置12及びキャビン13と、を主に備える。キャビン13は、クレーン車10の運転を行う不図示の運転装置、及び、クレーン装置12の操縦を行う操縦装置14(図3)を有する。なお、図示例では、クレーン車10は、1つのキャビン13を備えたラフテレーンクレーンである。しかしながら、クレーン車10は、運転装置を有する第1のキャビンと、操縦装置を有する第2のキャビンとの2つのキャビンを備えたオールテレーンクレーンであってもよい。
走行体11は、車体20と、車体20に回転可能に保持された複数の車輪21と、車輪21を回転駆動する不図示のエンジンとを備える。また、走行体11は、エンジンによって駆動される油圧ポンプを有する油圧装置15(図3)と、油圧装置15によって動作されるアウトリガ装置22とを備える。アウトリガ装置22は、油圧装置15によって動作される油圧シリンダ23及びジャッキシリンダ24(図3)を有する。油圧シリンダ23は、アウトリガ装置22を格納状態と張出状態との間で伸縮させる。ジャッキシリンダ24は、伸長することによって車体20を支持する。アウトリガ装置22は、接地したジャッキシリンダ24により、車体20の姿勢を安定させる。
また、走行体11は、車体20に搭載された旋回モータ25(図3)を備える。旋回モータ25は。油圧装置15によって駆動される。旋回モータ25は、クレーン装置12の旋回台31を旋回させる。
クレーン装置12は、車体20に旋回可能に支持された旋回台31と、旋回台31に起伏可能に支持されたブーム装置32とを備える。旋回台31は、旋回モータ25によって旋回される。旋回台31と車体20との間には、不図示のスイベルが設けられている。油圧装置15の油圧ポンプが送出する作動油は、スイベルを通じてブーム装置32に供給される。
ブーム装置32は、旋回台31に起伏可能に支持されたブーム40と、ブーム40を起伏させる起伏シリンダ44(図3)とを備える。起伏シリンダ44は、スイベルを通じて供給された作動油によって駆動される。
ブーム40は、基端ブーム41と、中間ブーム42と、先端ブーム43とを有する。基端ブーム41、中間ブーム42、及び先端ブーム43は、入れ子状に配置されており、伸縮可能である。すなわち、ブーム40は、テレスコピック機構により、伸縮する。なお、ブーム40は、基端ブーム41と先端ブーム43との2つのブームのみを有していてもよいし、複数の中間ブーム42を有していてもよい。
ブーム装置32は、ブーム40を伸縮させる伸縮シリンダ45(図3)をさらに備える。伸縮シリンダ45は、スイベルを通じて供給された作動油によって駆動される。
また、ブーム装置32は、ウインチ46(図3)と、ウインチ46によって巻き取られ、或いは繰出されるロープの先端が接続されたフック47(図3)とを備える。フック47は、ブーム40の先端に配置されている。
また、ブーム装置32は、第1センサ51と、第2センサ52と、保持装置53と、駆動モータ54(図3)を備える。第1センサ51及び第2センサ52は、レーザ光を照射する照射部と、障害物等によって散乱されたレーザ光を受光する受光部と、をそれぞれ有する。第1センサ51の照射部は、本考案の「第1照射部」の一例であり、第1センサ51の受光部は、本考案の「第1受光部」の一例である。第2センサ52の照射部は、本考案の「第2照射部」の一例であり、第2センサ52の受光部は、本考案の「第2受光部」の一例である。
第1センサ51及び第2センサ52は、基端ブーム41の一側面(図1における上面)に設けられている。第1センサ51及び第2センサ52は、図1に示される検出位置と、図2(A)に示される格納位置との間で移動可能に保持装置53に保持されている。第1センサ51及び第2センサ52は、駆動モータ54によって、検出位置及び格納位置に移動される。第1センサ51及び第2センサ52は、クレーン車10が走行される際に格納位置にされ、クレーン装置12が使用される作業時において、検出位置にされる。以下では、第1センサ51及び第2センサ52が検出位置にあるものとして説明する。
第1センサ51は、図1に示されるように、ブーム40の一側面(図1における上面)から第1離間距離L1だけ離れた位置に位置している。第1センサ51は、ブーム装置32の軸線方向(図における左右方向)に沿うレーザ光を先端ブーム43側に照射する。第1センサ51は、ブーム40に近づいた障害物によって散乱された散乱光を受光する。第1センサ51は、散乱光を受光しないことに応じて、第1信号を出力し、散乱光を受光したことに応じて、第1信号と相違する第2信号を出力する。第1信号は、例えばローレベル(0v)の信号であり、第2信号は、例えばハイレベル(5v)の信号である。すなわち、第1センサ51は、障害物がブーム40に対して距離L1以内に近づくと第2信号を出力する。第1センサ51は、障害物がブーム40に対して距離L1以内に近づいたか否かを検出する第1検出領域55を形成する。
第2センサ52は、ブーム40の一側面(図1における上面)から第2離間距離L2だけ離れた位置に位置している。第2センサ52は、ブーム装置32の軸線方向に沿うレーザ光を先端ブーム43側に照射する。すなわち、第2センサ52は、ブーム40に対して、第1センサ51よりも外側にレーザ光を照射する。第2センサ52は、散乱光を受光しないことに応じて、第3信号を出力し、散乱光を受光したことに応じて、第3信号と相違する第4信号を出力する。第3信号は、例えばローレベル(0v)の信号であり、第4信号は、例えばハイレベル(5v)の信号である。すなわち、第2センサ52は、障害物がブーム40に対して距離L2(>L1)以内に近づくと第4信号を出力する。第2センサ52は、障害物がブーム40に対して距離L2以内に近づいたか否かを検出する第2検出領域56を形成する。
第1センサ51及び第2センサ52が出力する信号は、図3に示されるコントローラ60に入力される。コントローラ60は、制御基板に実装されたマイクロコンピュータや種々のICやコンデンサや抵抗やダイオードによって実現される。当該制御基板は、例えば、キャビン13に配置された制御ボックスに収容される。
コントローラ60は、図3に示されるように、CPU61と、プログラムが記憶されたROM62と、RAM63と、メモリ64と、不図示の通信バスとを備える。CPU61は、ROM62に記憶されたプログラムのアドレスに記述された命令を順に実行することにより、プログラムを実行する。RAM63は、プログラムが実行される際に、データなどを一時記憶する。メモリ64は、プログラムの実行に必要なデータ等を記憶する。CPU61、ROM62、RAM63、及びメモリ64は、通信バスによって接続されている。
コントローラ60には、操縦装置14、第1センサ51及び第2センサ52、駆動モータ54、油圧装置15の不図示の電磁弁等、操縦装置14が有するディスプレイ16及びスピーカ17が接続されている。コントローラ60は、操縦装置14から入力した操作信号に応じて油圧装置15の電磁弁等を駆動する駆動信号を出力し、ブーム装置32を駆動させる。
また、コントローラ60は、操縦装置14から入力した操作信号や、第1センサ51及び第2センサ52から入力したセンサ信号に応じて、図4に示される報知/駆動停止処理を実行する。以下、詳しく説明する。
まず、コントローラ60は、ブーム装置32の駆動が開始されたか否かを判断する(S11)。例えば、コントローラ60は、操縦装置14の電源がオンにされ、操縦装置14から所定の駆動開始信号が入力されたことに応じて、ブーム装置32の駆動が開始されたと判断する。ステップS11の処理は、本考案の「判断処理」の一例である。
コントローラ60は、ブーム装置32の駆動が開始されたと判断すると(S11:Yes)、駆動モータ54を駆動させ、格納位置にある第1センサ51及び第2センサ52を検出位置に移動させる(S12)。そして、第1センサ51及び第2センサ52に駆動電力を供給し、第1センサ51及び第2センサ52に障害物を検出させる。ステップS12の処理は、本考案の「移動処理」の一例である。
次に、コントローラ60は、ブーム装置32の駆動が終了されたか否かを判断する(S13)。例えば、コントローラ60は、操縦装置14の電源がオフにされ、操縦装置14から所定の駆動終了信号が入力されたことに応じて、ブーム装置32の駆動が終了されたと判断する。
コントローラ60は、ブーム装置32の駆動が終了されていないと判断すると(S13:No)、第1センサ51が障害物を検出したか否かを判断する(S14)。具体的には、コントローラ60は、第1センサ51から入力した信号が第2信号か否かを判断する。
コントローラ60は、第1センサ51から入力した信号が第2信号であって、第1センサ51が障害物を検出したと判断すると(S14:Yes)、すなわち、第1検出領域55に障害物が進入したと判断すると、危険報知を行う(S15)。危険報知は、例えば、危険を操縦者に認識させる音声をスピーカ17に出力させ、危険を操縦者に認識させる画像をディスプレイ16に表示させることによって行われる。ディスプレイ16及びスピーカ17は、本考案の「報知装置」の一例である。危険報知は、本考案の「第2報知」の一例である。ステップS15の処理は、本考案の「第2報知処理」の一例である。
コントローラ60は、危険報知を実行した後、ブーム装置32の駆動を停止させる(S16)。すなわち、コントローラ60は、ブーム40が障害物に接触しないように、ブーム装置32の駆動を停止させる。ステップS16の処理は、本考案の「駆動停止処理」の一例である。
また、コントローラ60は、操縦装置14による障害物に接触する危険側へのブーム装置32の駆動を禁止する(S17)。コントローラ60は、ブーム装置32の危険側への駆動禁止を解除する指示が操縦装置14から入力されるまで(S18:No)、ブーム装置32の危険側への駆動禁止を継続する。操縦者は、危険報知がされ(S15)、ブーム装置32の駆動が停止されると(S16)、障害物を確認した後、駆動禁止を解除する指示を操縦装置14を用いてコントローラ60に入力する。
コントローラ60は、ブーム装置32の駆動禁止を解除する指示が入力されたと判断すると(S18:Yes)、ブーム装置32の駆動禁止を解除し(S19)、ステップS13以降の処理を実行する。
コントローラ60は、ステップS14において、第1センサ51から入力した信号が第1信号であって、第1センサ51が障害物を検出していないと判断すると(S14:No)、第2センサ52が障害物を検出したか否かを判断する(S20)。具体的には、コントローラ60は、第1センサ51から入力した信号が第4信号か否かを判断する。
コントローラ60は、第2センサ52から入力した信号が第4信号であって、第2センサ52が障害物を検出したと判断すると(S20:Yes)、すなわち、第2検出領域56に障害物が進入したと判断すると、警告報知を行う(S21)。警告報知は、例えば、警告音をスピーカ17に出力させ、警告画面をディスプレイ16に表示させることによって行われる。警告報知は、本考案の「第1報知」の一例である。ステップS21の処理は、本考案の「第1報知処理」の一例である。
コントローラ60は、警告報知を行った後(S20)、ステップS13以降の処理を再度実行する。コントローラ60は、ステップS13において、ブーム装置32の駆動が終了したと判断すると(S13:Yes)、第1センサ51及び第2センサ52を計測位置から格納位置に移動させ(S22)、処理を終了する。ステップS22の処理は、本考案の「格納処理」の一例である。
[実施形態の作用効果]
本実施形態では、ブーム装置32から第1離間距離L1の範囲内の障害物を検出する第1検出領域55と、ブーム装置32から第2離間距離L2(>L1)の範囲内の障害物を検出する第2検出領域56とが、第1センサ51及び第2センサ52によって形成される。したがって、駆動するブーム装置に障害物が接近したことを2段階で検出して操縦者に報知することができる。
また、コントローラ60は、危険報知を実行したことに応じて、ブームの駆動を停止させる。したがって、ブーム装置32に障害物が接触することが防止されるとともに、ブーム装置32の駆動が停止された理由を操縦者に容易に認識させることができる。
また、第1センサ51及び第2センサ52は、ブーム装置32の駆動が開始すると、検出位置に移動され、ブーム装置32の駆動が終了すると、格納位置に移動される。したがって、障害物を適切に検出でき、また、クレーン車10の走行において支障となることがない。
[変形例]
上述の実施形態では、第1センサ51及び第2センサ52が基端ブーム41に設けられた例を説明した。しかしながら、第1センサ51及び第2センサ52は、図2(B)に示されるように、先端ブーム43に設けられていてもよい。第1センサ51及び第2センサ52は、ブーム40の軸線方向に沿って、基端ブーム41側にレーザ光をそれぞれ照射する。
また、上述の実施形態では、第1センサ51及び第2センサ52が図1におけるブーム40の上面側に設けられた例を説明した。しかしながら、第1センサ51及び第2センサ52は、図1におけるブーム40の下面側に設けられていてもよいし、図2(C)に示されるように、ブーム40の左右両側面に設けられていてもよい。
また、上述の実施形態では、第1センサ51及び第2センサ52が、ブーム40の軸線方向にほぼ平行なレーザ光を照射する例を説明した。しかしながら、第1センサ51及び第2センサ52は、図5に示されるように、進行するにしたがってブーム40から離れるようなレーザ光を照射してもよい。
また、上述の実施形態では、第2センサ52が障害物を検出したことに応じて警告報知を行う例を説明した。しかしながら、警告報知とともに、或いは警告報知に代えて、ブーム装置32の起立速度が低下されてもよい。詳しく説明すると、メモリ64には、起立速度の下限値が記憶されている。コントローラ60は、第2センサ52が障害物を検出したことに応じて、ブーム装置32の起立速度が下限値となるまで、ブーム装置32の起立速度を低下させる。ブーム装置32の起立速度が低下されることにより、ブーム装置32が障害物と接触するおそれをさらに低減することができる。
10・・・クレーン車
16・・・ディスプレイ
17・・・スピーカ
20・・・車体
31・・・旋回台
32・・・ブーム装置
41・・・基端ブーム
43・・・先端ブーム
51・・・第1センサ
52・・・第2センサ
53・・・保持装置

Claims (4)

  1. 起伏可能なブーム装置であって、
    基端ブームと、
    先端ブームと、
    上記基端ブームの側面と上記先端ブームの側面との少なくとも一方に設けられた第1センサ及び第2センサと、
    上記第1センサ及び第2センサの出力が入力されるコントローラと、
    報知を行う報知装置と、備えており、
    上記第1センサは、上記軸線方向に沿ったレーザ光を照射する第1照射部と、上記第1照射部が照射したレーザ光の散乱光を受光する第1受光部と、を有しており、当該散乱光を当該第1受光部が受光しない場合に第1信号を出力し、当該散乱光を当該第1受光部が受光した場合に第2信号を出力し、
    上記第2センサは、上記ブーム装置に対する上記第1センサよりも外側において、上記軸線方向に沿ったレーザ光を照射する第2照射部と、上記第2照射部が照射したレーザ光の散乱光を受光する第2受光部と、を有しており、当該散乱光を当該第2受光部が受光しない場合に第3信号を出力し、当該散乱光を当該第2受光部が受光した場合に第4信号を出力し、
    上記コントローラは、
    上記ブーム装置が駆動しているか否かを判断する判断処理と、
    上記判断処理で上記ブーム装置が駆動していると判断した場合において、上記第2センサから上記第4信号が入力し、上記第1センサから上記第1信号が入力したことに応じて第1報知を行う第1報知処理と、上記第1センサから上記第2信号が入力したことに応じて、上記第1報知と異なる第2報知を行う第2報知処理と、を実行するブーム装置。
  2. 上記コントローラは、上記第2報知を実行したことに応じて、上記ブーム装置の駆動を停止させる駆動停止処理を実行する請求項1に記載のブーム装置。
  3. 上記第1センサ及び上記第2センサを上記ブーム装置に近接する格納位置と、上記ブーム装置から離間した計測位置との間で移動可能に保持する保持装置をさらに備えており、
    上記コントローラは、
    上記ブーム装置が駆動していると上記判断処理で判断したことに応じて、上記第1センサ及び上記第2センサを上記計測位置に移動させる移動処理と、
    上記ブーム装置の駆動が終了されたと判断したことに応じて、上記第1センサ及び上記第2センサを上記格納位置に移動させる格納処理と、をさらに実行する請求項1または2に記載のブーム装置。
  4. 車体と、
    上記車体に旋回可能に支持された旋回台と、
    上記旋回台に起伏可能に支持された請求項1から3のいずれかに記載のブーム装置と、を備えた作業車。
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CN116281664A (zh) * 2023-03-06 2023-06-23 中海福陆重工有限公司 一种基于spmt的履带吊承载装置及控制系统

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