JP3268521B2 - クレーン先入れ荷の検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動クレーンシステ
ム等において吊り荷の降ろし位置に既に先入れ荷が存在
するときそれを検知するクレーン先入れ荷の検知装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、計算機在庫登録方式によるヤード
・搬送機器・台車の置き場管理を行う振れ止め機能を持
った自動クレーンシステムにおいては、吊り荷の降ろし
位置に既に先入れ荷が存在するときそれを未然に検知し
て衝突を防ぐ必要があり、このため、各種の検知装置が
採用されている。

【０００３】図６は従来の先入れ荷の検知装置の一例
（接触式）及びその関連設備の構成を示した構成図であ
る。図６において、クレーン本体１０の上部にはクレー
ンクラブ１１が移動自在に配置されており、このクレー
ンクラブ１１はワイヤ１２を介してクレーンフック１３
を吊り下げている。そして、クレーンフック１３はクレ
ーントング１４を吊り下げており、このクレーントング
１４の両腕１５の先端部は内側に突起していて吊り荷
（コイル）１６の中央の孔に係合して、吊り荷１６を吊
り下げている。そして、クレーントング１４の片方の腕
１５には伸縮自在ロッド２１が取り付けられており、そ
の先端部には回転機構２２を介して接触式の検出端２３
が取り付けられている。この検出端２３は、伸縮自在ロ
ッド２１によって上下方向の位置が調整され、且つ回転
機構２２により回転されて、例えば先入れ荷１７がある
とそれに機械的に接触する。その接触を例えばリミット
スイッチ（図示せず）等で検知することにより先入れ荷
１７の存在を把握する。

【０００４】図７は従来の先入れ荷の検知装置の他の例
（光学距離計測式）及びその関連設備の構成を示した構
成図である。この検知装置は、クレーン本体１０に光学
式距離計２４を取り付け、又はクレーンクラブ１１に光
学式距離計２５を付けて、吊り荷を降ろす目標位置まで
の距離を計測する。例えば先入れ荷１７があると、光学
式距離計２４，２５の計測距離は短くなるので、そのこ
とをもって先入れ荷１７の存在を把握する。

【０００５】図８は従来の先入れ荷の検知装置の更に他
の例（光学画像処理式）及びその関連設備の構成を示し
た構成図である。クレーン本体１０（又はクレーンクラ
ブ１１）に投光器２６及びカメラ２７を取り付け、更
に、吊り荷を降ろす目標位置に反射板２８を置いてお
く。投光器２６はその目標位置を照明し、それをカメラ
２７によって撮像して画像処理にすることにより、反射
板２８を計測したり、或いは先入れ荷１７そのものの形
状認識をすることにより、先入れ荷１７の存在を把握す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図６の従来の先入れ荷
の検知装置（接触式）においては次のような課題があ
る。 （１）回転機構２２があること、及び接触時の強度が必
要なことから、機械的機構が構造的に大きくなり、ヤー
ドに置く荷と荷の間に十分なスペースを必要とするた
め、置き場効率が悪くなる。 （２）検出端２３を回転させて計測位置にもってきたあ
と、クレーントング１４を下降させ、先入れ荷１７がな
いことを確認したあとで、検出端２３を逆回転させるな
どの処理をして退避させる必要があるので、クレーン能
率が落ちる。 （３）検出端２３の接触時の信号を、伸縮自在ロッド２
１の可動部を介した配線などでクレーントング１４側へ
伝達する必要があり、そのことが故障など信頼性のネッ
クとなる。また、仮に、機械的に伸縮の動きをリンク機
構などでクレーントング１４側へ伝達する機構を採用す
ると、さらに機械的機構が複雑となり、やはり信頼性に
問題が生じる。 （４）検知領域がクレーントング１４の吊り荷の直下の
狭い範囲となり、置き場に詰めて自由に置かれた荷の最
大先荷存在可能エリアをカバーできない。

【０００７】図７の従来の先入れ荷の検知装置（光学距
離計測式）においては次のような課題がある。 （１）吊り荷１６、クレーントング１４又は周辺の置き
荷などが障害物となり、先入れ荷が計測できない範囲が
大きい。それを避けるために、クレーントング１４を巻
き上げた状態において計測するとクレーン能率が落ち、
置き荷間のスペースを開けると置き場効率が落ちる。 （２）距離計の計測距離が大きくなり、高額な計測器を
使用しなければならず製作コストの増大を招く。

【０００８】図８の先入れ荷の検知装置（光学画像処理
式）においては、次のような課題がある。 （１）置き場の荷は反射板２８の中央に置かなければな
らないため、これによって、置き場が固定置き場とな
り、荷の間隔を自由に詰めて置くようなことができず、
置き場効率が悪くなる。 （２）荷を直接計測する場合でも、吊り荷、クレーント
ング又は周辺の置き荷などが障害物となり先入れ荷が計
測できない範囲が大きい。それを避けるために、クレー
ントングを巻き上げた状態で計測するとクレーン能率が
落ち、置き荷間のスペースを開けると置き場効率が落ち
る。

【０００９】また、図６の先入れ荷の検知装置に関連し
て、伸縮自在ロツド２１の先端に無接触型の距離検出器
を取り付けて先入れ荷の検出することも考えられる。仮
に、そのようにしたとしても、伸縮自在ロツド２１の伸
縮機構により必然的に配線ケーブルの可動部が生じてし
まい、電気絶縁不良などの問題が起こる可能性があり、
信頼性が損なわれるおそれがある。

【００１０】このようなことから、上記の課題を解決し
たクレーン先入れ荷検知装置、即ち、吊り荷、クレーン
トング及び自由に置かれた置き荷の影響を受けず、クレ
ーンの能率を低下させず、荷の最大先入れ荷存在可能領
域を計測することができ、計測距離が短くて済み、ま
た、計測時間が短くて済み、そして、配線ケーブルの可
動部が生じないようにした、クレーン先入れ荷検知装置
の開発が望まれていた。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るクレーン先
入れ荷の検知装置は、クレーントングの一方の腕に設け
られたスリット光源と、クレーントングの他方の腕に取
り付けられた伸縮自在ロツドと、伸縮自在ロツドの先端
に取り付けられ、スリット光源によるスリット反射光を
伸縮自在ロツドの中に導くミラー又はプリズムと、伸縮
自在ロツドの後端側上方に取り付けられ、伸縮自在ロツ
ドの中を導びかれたスリット反射光を撮像する撮像装置
と、伸縮自在ロツドの後端側上方又はクレーン側に取り
付けられ、撮像装置の出力にも基づいて先入れ荷の有無
を判断する演算処理装置とを備えたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態に係る
クレーン先入れ検知装置及びその関連設備の構成を示し
た図である。図１において、クレーン本体１０の上部に
配置されているクレーンクラブ１１は、ワイヤ１２を介
してクレーンフック１３を吊り下げており、そして、ク
レーンフック１３はクレーントング１４を吊り下げてい
る。このクレーントング１４の両腕１５ａ，１５ｂの先
端部は内側に突起していて吊り荷（コイル）１６の中央
の孔に係合して、吊り荷１６を吊り下げている。クレー
ントング１４の一方の腕１５ａにはスリット光源３０が
取り付けられており、スリット光を照射する。また、他
方の腕１５ｂには伸縮自在ロッド２１が取り付けられて
おり、その伸縮自在ロッド２１の先端にはミラー（又は
プリズム）３１が取り付けられている。伸縮自在ロッド
２１は中空筒から構成されており、その後端上方には、
カメラ（撮像装置）３２（図２参照）及びその撮像信号
を処理するための演算処理装置３３（図２参照）を内蔵
した制御箱３４が取り付けられている。勿論、演算処理
装置３３はクレーン本体１０側に設置してもよい。以上
のミラー３１、伸縮自在ロッド２１、カメラ（撮像装
置）３２及び演算処理装置３３が本実施形態の先入れ荷
の検知装置４０を構成している。また、カメラ３２及び
演算処理装置３３の駆動電源は制御箱３４に内蔵されて
いるものとする。

【００１３】図２及び図３は図１の先入れ荷検知装置４
０の動作説明図である。図２はヤードに先入れ荷がない
状態を示している。クレーントング１４の腕１５ａに取
り付けられたスリット光源３０が、荷降ろしの目標位置
に向かってスリット光を照射したとき、先入れ荷１７が
ないときには、そのスリット光はそのまま荷降ろしの目
標位置に照射される。カメラ３２はミラー３１及び伸縮
自在ロッド２１を介してそのスリット反射光を撮影す
る。そして、演算処理装置３３はそのスリット反射光形
状を認識して、その形状に基づいて先入れ荷の有無を検
出する。例えば、図２の例に示されるように、スリット
反射光形状３２ａの長さが所定の長さを超えている場合
には先入れ荷１７がないという判断をする。

【００１４】図３はヤードに先入れ荷がある状態を示し
ている。先入れ荷１７が荷降ろしの目標位置にあるとき
には、スリット反射光が先入れ荷１７に遮られるか、又
は所定のカメラ視野に入らないという状態が起きること
から、演算処理装置３３はその反射光の形状を正常な場
合の形状と比較することにより先入れ荷１７の有無を判
断する。例えば、図３の例に示されるように、スリット
反射光形状３２ａの長さが正常時の長さよりも短くなっ
ている場合には先入れ荷１７があるという判断をする。

【００１５】図４及び図５はヤード上の荷がスキッド３
５などの上に乗せて運用されるときの先入れ荷検知装置
４０の動作説明図である。図４はスキッド３５上に先入
れ荷がないときの状態を示している。この場合には、ス
リット光はそのまま吊り荷の降ろし位置のスキッド３５
に照射される。演算処理装置３３は例えば図４に示され
るようなスリット反射光形状３２ａを認識して、先入れ
荷１７がないという判断をする。

【００１６】図５はスキッド３５上に先入れ荷があると
きの状態を示している。この場合には上記の場合（図
３）と同様にそのスリット反射光が先入れ荷１７により
遮られるか、又は所定のカメラ視野に入らないという状
態が起きることから、演算処理装置３３はその反射光形
状３２ａを図４に示されるような正常な場合に形状と比
較することにより先入れ荷１７の有無を判断する。例え
ば、図５の例に示されるような形状の場合には先入れ荷
１７があるという判断をする。いずれにしても、演算処
理装置３３は正常な反射光形状（先入れ荷がない状態）
を記憶しておいて、それをカメラ３２からの撮像信号と
比較して先入れ荷１７の有無を判断する。

【００１７】本実施形態は、上述のように構成されてい
ることから、次のような効果が得られる。 （１）クレーントング１４に取り付けられた伸縮自在ロ
ッド２１を用いて計測するようにしたことから、吊り荷
１６・クレーントング１４の影響を受けずに測定でき
る。（クレーン本体１０・クレーンクラブ１１から計測
する光学距離計方式及び画像処理方式に対して有利） （２）計測範囲を狭く最適に設定できることから、詰め
て自由に置かれた置き荷の影響も回避できる。（クレー
ン本体１０・クレーンクラブ１１から計測する光学距離
計方式及び画像処理方式並び接触式に対して有利） （３）伸縮自在ロッド２１の先端を吊り荷の吊り下寸法
より少し突出させればよいので、予めロッドを伸張させ
ておいて走行完了時に計測し、吊り荷１６を吊り降ろし
始めると同時に伸縮自在ロッド２１を縮小させれるよう
にすることができ、そのようにすればクレーンの能率低
下を防止できる。（接触式に対して有利）

【００１８】（４）計測領域をクレーン動作などにより
走査して、置き場に詰めて自由に置かれた荷の最大先荷
存在可能エリアを計測することが可能である。（クレー
ン本体１０・クレーンクラブ１１から計測する光学距離
計方式及び画像処理方式並びに接触式に対して有利） （５）計測距離は短くて済み、低額の測定器を使用で
き、製作コストが安価である。（クレーン本体１０・ク
レーンクラブ１１から計測する光学距離計方式に対して
有利） （６）クレーントング１４の腕１５ｂに設けられた伸縮
自在のロッド２１の伸縮機構に伴う配線ケーブルの可動
部が不要となり、信頼性が向上する。（伸縮自在ロツド
２１の先端に無接触型の距離検出器を取り付ける方式に
対して有利）

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、クレーン
トングの一方の腕に設けられたスリット光源にスリット
光を照射し、その反射光をクレーントングの他方の腕に
取り付けられた伸縮自在ロツドの先端に取り付けられた
ミラー又はプリズムを介して伸縮自在ロツドの後端側上
方に取り付けられた撮像装置に導いて撮像し、その撮像
信号に基づいて先入れ荷の有無を判断するようにしたこ
とから、上述のように、吊り荷、クレーントング及び自
由に置かれた置き荷の影響を受けず、クレーンの能率を
低下させず、荷の最大先入れ荷存在可能領域を計測する
ことができ、計測距離が短くて済み、計測時間が短くて
済み、そしてまた、伸縮自在ロツドの伸縮機構に伴う配
線ケーブルの可動部が不要になり信頼性が向上する、と
いう効果が得られている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るクレーン先入れ検知
装置及びその関連設備の構成を示した図である。

【図２】図１のクレーン先入れ荷検知装置の動作例（そ
の１）を示した説明図である。

【図３】図１のクレーン先入れ荷検知装置の動作例（そ
の１）を示した説明図である。

【図４】図１のクレーン先入れ荷検知装置の動作例（そ
の２）を示した説明図である。

【図５】図１のクレーン先入れ荷検知装置の動作例（そ
の２）を示した説明図である。

【図６】従来の先入れ荷の検知装置の一例（接触式）及
びその関連設備の構成を示した構成図である。

【図７】従来の先入れ荷の検知装置の他の例（光学距離
計測式）及びその関連設備の構成を示した構成図であ
る。

【図８】従来の先入れ荷の検知装置の更に他の例（光学
画像処理式）及びその関連設備の構成を示した構成図で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾高 治男 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 八重本 豊宏 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 穂垣 薫 広島県福山市鋼管町一番地 福山共同機 工株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−162395（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−39189（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B66C 13/48 B66C 15/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クレーントングの一方の腕に設けられた
   スリット光源と、クレーントングの他方の腕に取り付け
   られた伸縮自在ロツドと、該伸縮自在ロツドの先端に取
   り付けられ、スリット光源によるスリット反射光を伸縮
   自在ロツドの中に導くミラー又はプリズムと、前記伸縮
   自在ロツドの後端側上方に取り付けられ、該伸縮自在ロ
   ツドの中を導びかれたスリット反射光を撮像する撮像装
   置と、前記伸縮自在ロツドの後端側上方又はクレーン側
   に取り付けられ、前記撮像装置の出力にも基づいて先入
   れ荷の有無を判断する演算処理装置とを備えたことを特
   徴とするクレーン先入れ荷の検知装置。