JP4015158B2 - クレーン吊荷操作表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、クレーンの吊荷操作表示装置、特にスクリーン上に吊荷状態、吊荷移動ターゲット地点及び垂直吊り上げ状態を表示する装置に係る。

クレーン安全装置のスクリーン画面上にターゲットインデックスマークを表示する手法は、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よく利用される。通常２つのターゲット・インデックスマークが２つのターゲットポイント（目標地点）の設定に用いられる。四角形のターゲット・インデックスマークの最内側のマークの一辺は例えば１５ｃｍ、次のマークの一辺は３０ｃｍそして最外側のマークの一辺は６０ｃｍの実際の距離に対応するようにされている。初め、実際の吊荷位置にクレーンのフックを操作し目的場所に位置させ、そこで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、吊荷の位置はその０点からの距離で画面上に表示するようにする。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、第１のターゲット・インデックスマークを第１のポイントに指定し第２のターゲット・インデックスマークを第２のポイントに指定してしておく。吊荷がこのターゲット・インデックスマークの有効表示エリア内にあるときフック位置又は吊荷位置マークでその吊荷位置を指示する。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ブック位置又は吊荷位置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移動のくり返し作業を実行することができる。

しかしながら、そのような従来技術では目標点がどの位置に設定しているか不明であり、全体のどの位置に目標点が有るか表示されていなかった。又、移動途中で危険になり目標点に持っていけないことがある等の問題点があった。

又、従来のクレーン模式図表示装置ではブーム状態とロープによる吊荷状態を表示していたが、荷重によってブームがたわみ作業半径が変り実際のフック吊荷位置がずれる場合を正しく表示をしていなかった。

［発明の概要］
本発明に従うクレーン吊荷操作表示装置のターゲットモードは、同一のスクリーン上にクレーン模式図、クレーン模式図を中心としたブーム安全旋回曲線とフック吊荷位置マークのブーム旋回による軌跡を示す円曲線及びターゲットインデックスマークを表示する。ターゲットインデックスマークがブーム安全旋回曲線外にあると、そのままのクレーンの設定状態では作業はできないので、作業者はアウトリガー等を調節する。ブーム旋回円曲線の一部がブーム安全旋回曲線外にあるときは、その外に出た部分を経由した作業はできないことが作業者に指示される。又、ターゲットインデックスマークは、ターゲット点を中心とした例えば正方形の領域として示される。フック吊荷位置マークがその正方形の領域内に入ったとき、同一スクリーン上に拡大ターゲットインデックスマークがフック吊荷位置マークとして付加的に表示される。作業者は、フック吊荷位置の全体的な距離関係の状況と拡大インデックスマーク内のより微細な作業表示を同時に視ることが可能となる。

又、本発明に従うクレーン吊荷操作表示装置の垂直吊り上げモードでは、スクリーン上にブーム状態とロープによる吊荷状態の模式図、無荷重時の作業手段マーク及び荷重時のブームのたわみに対する修正作業半径マークを同時に表示する。無荷重時の作業半径マークと荷重時の修正作業半径マークをスクリーン上に垂直上に重なるようにブーム角等のクレーン機構を調節していくことで、正しい垂直吊り上げ操作が可能となる。

［実施例の説明］
図１に本発明になる本体１０１と表示器１０２とからなる吊荷表示装置の構成を示す。ブーム角度検出器、ブーム長検出器、ブーム旋回角度検出器、アウトリガー設定状態検出器、荷重を検出する圧力検出器等のクレーン動作状態を情報として得る検出器１０３がクレーンの適当な個所に設定されている。これらの検出器は従来の技術である。又表示器１０２はキーパネルを含み、キーの操作で表示モードを決めたり、アウトリガーの設定等のクレーン設定を行ったり、そして他にスクリーン１０９上の表示の指示を行う。検出器からの信号入力は本体１０１に入力され、実荷重及び実作業半径算出ユニット１０４で実荷重及び実作業半径が計算される。限界荷重算出ユニット１０５には、クレーンの仕様に応じ予め記憶されている限界荷重及びクレーンの転倒・破壊についての安全限界データが含まれている。ブーム角、ブーム長、旋回角、ジブオフセット角等のデータから限界荷重を得て、自動停止警報ユニット１０６で実荷重が限界荷重に近づいた場合に警告し又はクレーンの動作を停止する信号を発生している。クレーンの動作状態を示すデータと安全限界データはグラフィック処理ユニット１０７にて処理され、クレーンの動作状態をスクリーン上に模式図と示すためのグラフィックデータが作成される。本発明の実施例では、以下に述べるようなグラフィックを表示するためのデータがグラフィック処理ユニット１０７で作成され、スクリーン１０９上に表示がなされる。

（ターゲットインデックスモード表示）
パネル１０８上のキーの操作で本装置はターゲットインデックスモードの表示動作に入る。そのモードにおいて、クレーンのアウトリガーの設定状態に従って、アウトリガー設定状態２０１がスクリーン上の所定の位置にアウトリガー模式図２０１として表示される。クレーンの吊荷能力は、アウトリガーの設定状態によりクレーンの構造上前後・左右で異なる。従ってクレーンを転倒されることなくある吊荷重に対し安全にブームを旋回することのできる範囲はアウトリガー設定により決まる。安全ブーム旋回曲線２０２はアウトリガー設定が変わると、又吊荷重が変わるとそれに応じアップデートされて表示される。スクリーン上にアウトリガー模式図２０１を中心として、安全ブーム旋回曲線２０２が描かれる。現在のブームの旋回角に従って、ブーム模式図２０３がアウトリガー模式図２０１上に描かれる。ブーム先端から吊下げられたフック位置即ち吊荷位置は、ブーム角、ブーム旋回角、ブーム長及びジブの設定等からブーム作業半径として計算され＋マーク２０４として示される。＋マーク２０４は安全ブーム旋回曲線２０４内にあれば、クレーン上の転倒等は生じない。

ある吊荷を、実際のターゲット位置Ａ（不図示）に運ぶとする。先ずクレーンのフックを実際にターゲット位置Ａ上に来るようクレーンを操作し、そこでターゲットインデックスマーク表示の指示を操作者がパネル１０８上のキーで行う。その時点においてスクリーン上でフック位置を示す＋マークが位置する個所にターゲットインデックスマーク（０）２０５が表示される。即ちターゲット位置Ａに対応するスクリーン上の位置にターゲットインデックスマーク（０）が表示される。そして吊荷をターゲット位置Ａに運ぶクレーン操作は、スクリーン上でフック位置マーク＋２０４がターゲットインデックスマーク（０）２０５の中心になったとき、吊荷をそのターゲット位置Ａにおろすようにする。

インデックスマークは、図示のような２つの正方形からなる。内側の小さい正方形は例えばターゲット地点から±３０ｃｍ以内の領域を示し、外側の大きい正方形は例えばターゲット地点から±１００ｃｍ以内の領域を示す。本実施例では、吊荷フック位置がターゲット地点から±１００ｃｍ以内に入ると、即ちスクリーン上ではフックマーク＋２０４がインデックスマーク（０）２０５の大きい正方形内に入ったとき、自動的に拡大されたインデックスマーク２０８がフックマーク＋２０９と共に例えばスクリーン左上に表示される。拡大インデックスマーク２０８内では、ターゲット地点とフック吊荷位置の相対的距離が拡大して示され、より精度の高いクレーン操作が可能となる。

ターゲットインデックスマークは、スクリーン上に複数設定することができる。ターゲット地点Ｂからターゲット地点Ａに荷物を移動させるとき、実際のターゲット地点Ｂ（不図示）にクレーンのフック位置を合わせてから、インデックスマーク表示キーを操作する。この時に、ターゲット地点Ｂに対応するインデックスマーク（１）２０７が安全ブーム旋回曲線外になっているときは、アウトリガーの設定を変更して更新された安全ブーム旋回曲線２０２がインデックスマーク（１）２０７をその曲線２０２内に入るようにする。

又、ブームの旋回軌跡の円曲線（実作業半径の円表示）２０６を表示しておく。円曲線２０６は例えば点線で表示する。例えば図示の位置のフックマーク＋２０４をターゲット地点Ａに対応のインデックスマーク （０）２０５に移動させるとき、反時計回りにブームを旋回させることは許されるが、時計回りにブームを旋回させてターゲット地点Ａに移動させるとフック位置がブーム安全旋回曲線２０２の外側に出てしまいクレーンの転倒するおそれがあることを示している。

（垂直吊り上げ表示モード）
吊荷を垂直に釣り上げようとするとき、吊荷の重みでブームがたわみブーム半径が変わってしまうために前後にずれて垂直吊り上げが正しくできないことがある。本装置においてパネル１０８上のキー操作で垂直吊り上げ表示モードに入る。スクリーンが垂直吊り上げモードの際には、図３に示すクレーンブーム模式図３０１が吊りロープ３０２と吊荷３０３と共に模式的に表示されている。クレーンフックを吊荷にかけて、又はクレーンフックが吊荷の真上になるようにし、ロープが垂直になるようにブームを設定する。この時のまだ吊荷の荷重がかかっていない吊り上げ開始時のブーム半径を垂直吊上設定キーの操作によって記憶しておき、同時にこの吊り上げ開始時のブーム半径位置をスクリーン上のマーク３０４に対応づける。その後垂直吊り上げを開示するが、圧力検出器で得た現在の荷重とブーム設定状態に従って、予じめ記憶しておいた仕様データに基いてブームのたわみを計算して荷重時の実際の修正作業半径を得る。そして実際の作業半径をマーク３０５として横軸目盛上に表示する。マーク３０５がマーク３０４と垂直方向に整列しているときが、正しく垂直吊り上げがなされている。垂直吊り上げでブームがたわみマーク３０５がマーク３０４からずれたときは、操作者はブームの角度を調節してマーク３０５と３０４とが整列するようにして作業を行う。２つのマークの３０４と３０５のズレの大きさが分かるよう目盛指示３０６がスクリーン上に表示されている。

本実施例では垂直吊り上げ時の“目安”となるブーム角度表示をスクリーン上に３０８、３０９として表示している。（１）クレーンフックが吊荷の真上になるようブームを設定した後、「垂直吊り上げモード」キーを操作すると図３のスクリーン画面が表示され、垂直吊り上げ時に設定の必要な作業半径の表示３０７がなされる。（２）吊荷の重量が予め知られているときは、パネルＳＷ１０８からその荷重数値を入力し、設定キーを押すと、入力した荷重表示３０８−１と（１）で設定した作業半径で吊荷を吊り上げるためのブームたわみを考慮したブーム角度表示３０８−２がスクリーン上に示される。（３）吊荷の重量が知られていないときは、荷重数値入力せず設定キーを押すと、最大荷重を適宜５分割した荷重（４．１０、２．００、１．００、０．５０、０．２０）とそれら荷重に対する（１）で設定した作業半径で吊り上げるためのたわみを考慮したブーム角度の表示３０９がスクリーン上に示される。作業者はこれら表示されたブーム角度を目安としてブームを操作する。

本発明の実施例のクレーンの吊荷表示装置の構成を示すブロック図である。 図１の装置のターゲット表示モードのスクリーン上の表示の実施例内容である。 図１の装置の垂直吊り上げモードのスクリーン上の表示の実施例内容である。

符号の説明

１０１ 本体
１０２ 表示器
１０３ 検出器
２０２ ブーム安全旋回曲線
２０５、２０７ ターゲットインデックスマーク
２０８ 拡大ターゲットインデックスマーク
３０４ 作業半径マーク
３０５ 修正作業半径マーク

Claims (1)

1. ブーム角、ブーム長及び吊荷荷重を示すクレーン操作状態信号を発生する手段、
   
   吊荷のターゲット位置を示すための目盛指示（３０６）を表示しているスクリーン、
   
   吊荷前に、操作者がブームを操作してクレーンフックを吊荷ターゲット位置の真上に移動させたとき、垂直吊上設定キーの操作に応答して、そのときのブーム半径値を記憶し、該記憶したブーム半径値を該スクリーン上の目盛指示上の基準マーク（３０４）に対応づける手段、及び
   
   吊荷後に、ブーム角、ブーム長及び吊荷荷重を示す操作状態信号に基づいて、ブームのたわみ量を計算し、たわみ時のブーム半径値と前記記憶したブーム半径値とのずれ距離を得て、該ずれ距離に応じ該基準マーク（３０４）に対して該目盛指示（３０６）上にたわみマーク（３０５）を表示する手段とからなり、
   
   該たわみマーク（３０５）を表示する手段は、操作者の垂直吊り上げのためのブーム角の修正に応答して、たわみ時のブーム基準値を逐次計算し、たわみ時ブーム半径値の前記記憶したブーム半径値からの修正されたずれ距離を得、修正ずれ距離に応じ、たわみマーク（３０５）をスクリーンの目盛指示上に逐次表示し、操作者の垂直吊り上げのためのブーム角の修正の際に該基準マーク（３０４）とたわみマーク（３０５）との表示上の一致が該目盛指示（３０６）上で目視できるようにされている垂直吊り上げ表示モードを有するクレーン吊荷操作表示装置。

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