JP3245282B2 - 無線操作式クレーンの自動運転方法 - 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、移動式クレーン等の各種クレーン
において、遠方より無線操作にて運転を行うクレーンの
運転方法に関するものである。

【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１２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、無線操作式
クレーンを無線操作する場合、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。

【０００４】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る。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る。

【０００５】そこで、その作業の確実性、安全性を確保
し、作業性を良好にするため、本発明者等は、１台のク
レーンに対し２組の送受信機を設けて制御することを別
途に提案している。この制御装置は、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する一方、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。

【０００６】しかしながら、２組の送受信機を設けて制
御する場合には、いずれか一組の送受信機でクレーンを
無線操作しているときに、他の一組の送受信機により無
線操作される危険があり、単なる誤操作や操作ミスとい
った事柄で済まないことがある。特に、荷取り位置での
操作及び荷受け位置での操作を無線の手動操縦で行い、
両者間の吊り荷の運搬及び戻り運転を自動（自動運転）
で遂行させようとした場合、その自動運転区間での安全
な遂行が阻害されることになり、非常に不都合である。

【０００７】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、排他的に操作を許す操作権の受け渡しを管理して、
操作ミスによる誤動作防止し、複数の無線操作装置によ
るクレーン操作の確実性、安全性を向上させたクレーン
の自動運転装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による無線操縦式クレーンの自動運転方法
は、第１の無線操作装置、クレーンコントローラ及び第
２の無線操作装置の三者のうちの常に一者のみが排他的
にクレーンを操作可能となるように、クレーン操作を許
可する操作権を上記三者間でサイクリックに受け渡す構
成とし、荷取り場にて操作権のある第１の無線操作装置
による手動運転にて吊荷を吊上げる第１の運転モードを
行い、第１の運転モードにて第１の無線操作装置の自動
運転スタート釦が押されたことで操作権をクレーンコン
トローラに移し、操作権を得たクレーンコントローラに
よる行きの自動運転にてクレーンを所定位置の荷降ろし
場まで移動させる第２の運転モードを行い、上記行きの
自動運転が終了したとき操作権を第２の無線操作装置に
移し、操作権を得た第２の無線操作装置による手動運転
にて荷降ろし場にて吊荷を降ろしあるいは吊荷を取り付
ける第３の運転モードを行い、第３の運転モードにて第
２の無線操作装置の自動運転スタート釦が押されたこと
で操作権をクレーンコントローラに移し、操作権を得た
クレーンコントローラによる戻りの自動運転にてクレー
ンを所定位置の荷取り場まで戻す第４の運転モードを行
い、上記戻りの自動運転が終了したとき操作権を第１の
無線操作装置に戻す、ことを特徴とするものである（請
求項１）。

【０００９】代表的な形態としては、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
クレーンの自動運転方法において、地上側無線操作装
置、クレーンコントローラ及び建屋側無線操作装置の三
者のうちの常に一者のみが排他的にクレーンを操作可能
となるように、クレーン操作を許可する操作権を上記三
者間でサイクリックに受け渡す構成とし、荷取り場にて
操作権のある地上側無線操作装置による手動運転にて吊
荷を吊上げる第１の運転モードを行い、第１の運転モー
ドにて地上側無線操作装置の自動運転スタート釦が押さ
れたことで操作権をクレーンコントローラに移し、操作
権を得たクレーンコントローラによる行きの自動運転に
てクレーンを所定位置の荷降ろし場まで移動させる第２
の運転モードを行い、上記行きの自動運転が終了したと
き操作権を建屋側無線操作装置に移し、操作権を得た建
屋側無線操作装置による手動運転にて荷降ろし場にて吊
荷を降ろしあるいは吊荷を取り付ける第３の運転モード
を行い、第３の運転モードにて建屋側無線操作装置の自
動運転スタート釦が押されたことで操作権をクレーンコ
ントローラに移し、操作権を得たクレーンコントローラ
による戻りの自動運転にてクレーンを所定位置の荷取り
場まで戻す第４の運転モードを行い、上記戻りの自動運
転が終了したとき操作権を地上側無線操作装置に戻す、
ことを特徴とするものである（請求項２）。

【００１０】

【作用】請求項１においては、次の順序で運転モードが
サイクリックに循環し、これに伴なって操作権の受け渡
しも行われる。 (1) 荷取り場にて第１の無線操作装置による手動運転に
て吊荷を吊上げるまでを第１の運転モード、(2) その後
に行きの自動運転にてクレーンを所定位置の荷降ろし場
まで移動させるまでを第２の運転モード、(3) その荷降
ろし場にて第２の無線操作装置による手動運転にて吊荷
を降ろしあるいは吊荷を取り付けるまでを第３の運転モ
ード、(4) その後に戻りの自動運転にてクレーンを所定
位置の荷取り場まで戻すまでを第４の運転モード。

【００１１】操作権は排他的に１つの運転モードのみに
与えるものであるため、２組の送受信機のいずれか一組
でクレーンを無線操作しているときに、他の一組の送受
信機により無線操作される危険を回避できる。従って、
荷取り位置と荷受け位置の間の自動運転も、安全かつ確
実に遂行される。

【００１２】また、自動運転装置等を設けて各操作場所
の操作権の集中管理を行なうことが可能であり、数箇所
に分散する操作場所からのクレーン運転操作に混乱を招
くことなく、系統立った運転管理を行なうことができ
る。

【００１３】請求項２においては、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場
合に適用するものであり、(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、(2) 自動運転にて
クレーンを所定の位置（荷降ろし場）まで運転し、(3)
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、(4) 荷降ろし場（例
えば、建屋局）から無線操作にて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、という四つのモ
ードに関し、サイクリックに操作権が受け渡しされる。

【００１４】このため、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、
従って、吊荷の近くでオペレータが無線操作することが
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。

【００１５】また、上記第１の運転モードから第２の運
転モードへの移行は、第１の無線操作装置の自動運転
（行き）スタート釦が押されたことにより行い、また、
上記第３の運転モードから第４の運転モードへの移行
は、第２の無線操作装置の自動運転（戻り）スタート釦
が押されたことにより行うものであり、操作権の受け渡
しが明確に行われる。

【００１６】

【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。

【００１７】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、上記地上側無線操作装置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。

【００１８】（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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】クレーンコントローラ クレーンコントローラ２０は、図１０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。

【００２２】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。

【００２３】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１０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。

【００２４】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。

【００２５】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１０）の基礎データとして利用する。

【００２６】（２）地上局Ｂ 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６４を構成しス
ケジュール等の管理を行うクレーン管理ＣＰＵ６０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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】（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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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操作機
能部と、自動運転をスタートさせるためのメッセージ機
能部とを有している。そして、メッセージ機能部では、
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ＣＰ
Ｕ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表示を行うことが可能となってい
る。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】（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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】「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。

【００４６】「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。

【００４７】「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。

【００４８】「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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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−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、非常停止および
その他のスイッチ監視を行う。

【００５２】（５）主要な処理機能 図９は制御装置のメインルーチンを示したフローチャー
トである。起動完了後、サブルーチンの“センサーデー
タ エリア”において、センサーデータの取り込み、カ
ウンタ値のプリセット、旋回速度計算、各データのダイ
レクトメモリの出力を行なう（ステップＳ１）。次い
で、クレーンステータスを見るためダイレクトメモリの
内容、即ちＰＬＣ起動、自動／手動、無線機非常停止、
オペレータ非常停止、安全装置作動といった内容を出力
する（ステップＳ２）。そして、ダイレクトメモリの読
み込みにより「運転モード」、「操作権の所在」を判断
する（ステップＳ３）。

【００５３】次に、上記判断結果に基づいて、「手動運
転」、「地上リモコン」、「自動運転（行き）」、「建
屋リモコン」、「自動運転（戻り）」の各タスク処理を
行う（ステップＳ４〜Ｓ８）。そして、コントローラ信
号回路にて各モードでの出力信号の一括化（ステップＳ
９）、クレーン制御盤接点ダイレクトメモリ出力回路
（ステップＳ９）、クレーン主回路、巻き上げ回路、起
伏回路、旋回回路のクレーン操作（ステップＳ１１〜Ｓ
１４）を経て最初に戻る。

【００５４】自動運転制御 自動運転制御は、図１０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。

【００５５】自動運転ＣＰＵ３０は、図１０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。

【００５６】「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。

【００５７】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１１） 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
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１１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１１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）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。

【００６８】(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。

【００６９】(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。

【００７０】(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。

【００７１】(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。

【００７２】（７）実施例の作用効果 (i) 自動運転ＣＰＵで各操作場所の操作権の集中管理を
行ない、数箇所に分散する操作場所からのクレーン運転
操作に混乱を招くことがないように、系統立った運転管
理を行なっている。このため、１台のクレーを、複数局
の無線操作装置で、つまり離れた複数箇所の複数のオペ
レータにより安全かつ正確に運転することができる。

【００７３】(ii) 操作権の無い場合は、誤操作による
操作ミスが発生する余地がなく、又、操作権を持った場
合には、吊り荷の目前にてクレーンの運転操作が可能と
なっているので、安全性、確実性、作業性の向上が計れ
る。

【００７４】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。

【００７５】

【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、第
１の無線操作装置、クレーンコントローラ及び第２の無
線操作装置の三者のうちの常に一者のみが排他的にクレ
ーンを操作可能となるように、クレーン操作を許可する
操作権を上記三者間でサイクリックに受け渡す構成と
し、荷取り場にて操作権のある第１の無線操作装置によ
る手動運転にて吊荷を吊上げる第１の運転モードを行
い、第１の運転モードにて第１の無線操作装置の自動運
転スタート釦が押されたことで操作権をクレーンコント
ローラに移し、操作権を得たクレーンコントローラによ
る行きの自動運転にてクレーンを所定位置の荷降ろし場
まで移動させる第２の運転モードを行い、上記行きの自
動運転が終了したとき操作権を第２の無線操作装置に移
し、操作権を得た第２の無線操作装置による手動運転に
て荷降ろし場にて吊荷を降ろしあるいは吊荷を取り付け
る第３の運転モードを行い、第３の運転モードにて第２
の無線操作装置の自動運転スタート釦が押されたことで
操作権をクレーンコントローラに移し、操作権を得たク
レーンコントローラによる戻りの自動運転にてクレーン
を所定位置の荷取り場まで戻す第４の運転モードを行
い、上記戻りの自動運転が終了したとき操作権を第１の
無線操作装置に戻し、操作権の受け渡しを行って４つの
運転モードをサイクリックに循環させているので、数箇
所に分散する操作場所からのクレーン運転操作に混乱を
招くことなく、系統立った運転管理を行なうことができ
る。

【００７６】操作権は排他的に１つの運転モードのみに
与えるものであるため、２組の送受信機のいずれか一組
でクレーンを無線操作しているときに、他の一組の送受
信機により無線操作される危険を回避できる。従って、
荷取り位置と荷受け位置の間の自動運転も、安全かつ確
実に遂行される。

【００７７】２）請求項２によれば、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
場合に適用され、同様の四つの運転モードをサイクリッ
クに循環させて、操作権の受け渡しがなされる。このた
め、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、これによって、吊荷
の近くでオペレータが無線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。

【００７８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法に従ったクレーンの自動運転装置
の構成例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】本発明の一実施例に係る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の無線操作システムの機能構成を示した図
である。

【図９】制御装置のメインルーチンを示した図である。

【図１０】自動運転制御の概要を示した図である。

【図１１】自動運転における操作権の遷移を示した図で
ある。

【図１２】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 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 平１−285594（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−87603（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B66C 13/40 B66C 13/48

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の無線操作装置、クレーンコントロー
   ラ及び第２の無線操作装置の三者のうちの常に一者のみ
   が排他的にクレーンを操作可能となるように、クレーン
   操作を許可する操作権を上記三者間でサイクリックに受
   け渡す構成とし、 荷取り場にて操作権のある第１の無線操作装置による手
   動運転にて吊荷を吊上げる第１の運転モードを行い、 第１の運転モードにて第１の無線操作装置の自動運転ス
   タート釦が押されたことで操作権をクレーンコントロー
   ラに移し、 操作権を得たクレーンコントローラによる 行きの自動運
   転にてクレーンを所定位置の荷降ろし場まで移動させる
   第２の運転モードを行い、 上記行きの自動運転が終了したとき操作権を第２の無線
   操作装置に移し、 操作権を得た 第２の無線操作装置による手動運転にて荷
   降ろし場にて吊荷を降ろしあるいは吊荷を取り付ける第
   ３の運転モードを行い、 第３の運転モードにて第２の無線操作装置の自動運転ス
   タート釦が押されたことで操作権をクレーンコントロー
   ラに移し、 操作権を得たクレーンコントローラによる 戻りの自動運
   転にてクレーンを所定位置の荷取り場まで戻す第４の運
   転モードを行い、 上記戻りの自動運転が終了したとき操作権を第１の無線
   操作装置に戻す、 ことを特徴とする無線操縦式クレーンの自動運転方法。
2. 【請求項２】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自動運転方法
   において、地上側無線操作装置、クレーンコントローラ及び建屋側
   無線操作装置の三者のうちの常に一者のみが排他的にク
   レーンを操作可能となるように、クレーン操作を許可す
   る操作権を上記三者間でサイクリックに受け渡す構成と
   し、 荷取り場にて操作権のある地上側無線操作装置による手
   動運転にて吊荷を吊上げる第１の運転モードを行い、 第１の運転モードにて地上側無線操作装置の自動運転ス
   タート釦が押されたこ とで操作権をクレーンコントロー
   ラに移し、 操作権を得たクレーンコントローラによる 行きの自動運
   転にてクレーンを所定位置の荷降ろし場まで移動させる
   第２の運転モードを行い、 上記行きの自動運転が終了したとき操作権を建屋側無線
   操作装置に移し、 操作権を得た 建屋側無線操作装置による手動運転にて荷
   降ろし場にて吊荷を降ろしあるいは吊荷を取り付ける第
   ３の運転モードを行い、 第３の運転モードにて建屋側無線操作装置の自動運転ス
   タート釦が押されたことで操作権をクレーンコントロー
   ラに移し、 操作権を得たクレーンコントローラによる 戻りの自動運
   転にてクレーンを所定位置の荷取り場まで戻す第４の運
   転モードを行い、 上記戻りの自動運転が終了したとき操作権を地上側無線
   操作装置に戻す、 ことを特徴とする無線操縦式クレーンの自動運転方法。