JP5464782B2 - クレーン - Google Patents

Description

本発明は請求項１前段に従うクレーン、好適にはクローラクレーンまたはトラッククレーンに関する。

トラッククレーンおよびクローラクレーンには、様々なサイズや装備がある。実行する作業に適した装備を有する適切なクレーン、およびクレーンの特定の利用に対して適切なバラスト重量が設定されたクレーンを選択するために、運転プランナを使用することはすでに知られる。このようなクレーン運転プランナは、パソコン上でクレーン運転を計画し、シミュレーションし、および文書化するためのコンピュータープログラムである。ある命令を受けると、その命令は運転プランナによって詳細に計画される。その後、前もって実行されかつ文書化されたこの計画が、運転中に実行される。

さらに、クレーンにクレーンの運転状態（例えば負荷モーメント限界、過負荷限界、作業範囲限界、電力限界）を監視するためのクレーン監視手段を設けることも公知である。このようなクレーン監視手段は、実質的に、１個または複数個の計算システムおよび少なくとも１個の表示ユニットからなる。クレーンに設けられたセンサによって検出されるセンサ信号、例えば検出角度、長さまたは重量が、コンピュータシステムに入力される。その後、対比のために記憶された比較値に基づいて、クレーン監視手段が、クレーンに過負荷がかかっているか、または認容された作業範囲の中で用いられているかどうか判定する。しかしながら、公知のクレーン監視手段には、単一チャネルが提供されるのみであり、故障が生じうる。

本発明の目的は、クレーン監視システムの安全性を改善すること、さらにはクレーン技師のため運転上の利便性を向上することにある。

この目的は、本発明により、請求項１に記載の特徴の組合せによって解決される。すなわち、本発明によるクレーン、好適にはクローラクレーンまたはトラッククレーンは、まず、センサ値を検出する少なくとも１つのセンサと、このセンサ値が入力され、クレーンの運転状態を監視するクレーン監視手段とを有し、このクレーン監視手段は、１個または複数個のコンピュータシステムおよび少なくとも１個の表示ユニットからなる。本発明によれば、運転プランナをさらに設け、この運転プランナは１個または複数個のコンピュータシステム、および少なくとも１個の独立したモニタ出力からなる。この運転プランナは、一方では運転を計画し、シミュレーションし、および文書化するための装置として、他方では、クレーン監視手段とは別のクレーン冗長監視ユニットとして機能する。

この場合、このような運転プランナは定置装置として使用され、クレーンにその構成の一部として組み込まれる。これによって、クレーン技師が現場で運転プランナを直接利用でき、従って、前もって詳細に状況に応じたクレーン運転を計画できるようになる。

本発明によれば、運転プランナは、クレーンの運転を計画するための装置としてのみ使用されることに限られない。運転プランナは、対応するセンサ値が入力されるクレーン冗長監視装置として使用される。このセンサ値は、クレーンに分散配置されたセンサによって検出される。前記センサ値は、運転プランナに記憶された計算プログラムのための入力値を構成し、この入力値によって、クレーンの現在の運転データ、および限界値が再計算される。多様な、およびしたがって独立に並列監視を行う機器が形成され、これにより、本発明のクレーンは、独立マルチチャネル監視システムを含むということになる。

独立請求項に従属する従属請求項から、本発明の特定の態様が得られる。

すなわち、クレーン監視手段および運転プランナが、各々独立した表示ユニットを有すると特に好適である。クレーン技師は、画面内容を切替えることなく、これらを同時に一目で確認可能である。

運転プランナの表示装置が、クレーンの運転を計画するための装置の表示と、現在のクレーン位置が反映された、クレーン監視手段の表示との間で常に切替え可能であると好適である。クレーン技師は、クレーンを運転する前に、通常、クレーン運転の計画を確認可能なモードに設定した表示装置を運転する。クレーン運転時に表示装置をクレーン冗長監視装置モードに切替えることができ、クレーン監視手段およびクレーン冗長監視装置に関する双方の表示を並行して監視することができる。

クレーンに少なくとも１個の比較ユニットを設けると好適である。この比較ユニットは、一方で運転プランナにおいて、他方でクレーン監視手段において独立に計算されるクレーン作動値を比較し、許容されない偏差が発生した場合にはエラーメッセージ（例えば、光および／または音による警告信号）を生成し、および／またはクレーン制御部に、クレーンが安全な状態で維持されるかもしくは安全な状態になるように作用する（安全停止）。

運転プランナ、およびクレーン監視手段は、例えば、更なる計算、表示および監視のために、データおよび一時的な結果を交換することができる。

クレーンの運転を計画するための装置として、運転プランナに、負荷容量を計算するための負荷容量プログラム、適切なクレーン構成（例えば、ブーム長、バラスト、支持台、回転範囲、バラスト半径、追加装備）を選択するための構成選択プログラム、クレーンのタイプ応じて用いられる最小および最大のデリックバラストを計算するためのバラスト決定プログラム、計画されたクレーンの運転をシミュレートする（すなわち、ブームの角度、付属品、ブーム長、バラスト、デリックバラスト、デリックバラスト半径等の運転パラメータを変更する）ための計画プログラム、支持部分に作用する力を計算するための支持力計算プログラム、クローラに生じる接地圧を計算するためのクローラ接地圧プログラム、および共同して作業している複数のクレーンの衝突を回避するための衝突防止手段を含めると好適である。

クレーン冗長監視装置として、運転プランナは、調整された現在のクレーンの設定値（メモリに記憶される）および多様なセンサによって検出された現在のクレーンセンサ値のためのデータに基づいて、前記のような基本プログラムを実行することができる。

特に好適なことには、現在のクレーン状態を出力モニタに表示することができる。クレーン監視手段またはクレーン冗長監視ユニットの図形表現は、二次元または三次元ビューを含む。このビューには、以下のような特徴がある：
クレーンの寸法（例えば、支持台、ブームなど）が、近似的にまたは正確に縮尺率通りである。
図表において、クレーンの可動な構成部分、例えば回転土台、ブーム、ラフィング端は、クレーン監視ユニットモード時には、センサからの情報によって移動し、運転プランナモードの場合には、制御装置からの入力によって、実際とほぼ同じように移動する。

運転プランナの場合と同様、図形表現は、パソコン上でズーミングによって拡大もしくは縮小させることができ、またはイメージエリアの位置を変えることによって変更することができる。さらに、建物あるいは他の障害物を描画することによって建築現場を表示することができ、または運転プランナモードに切替える以前に描写された建築現場の表示を反映させることもできる。クレーンの作業範囲に表示されたアイテム相互間の長さおよび距離に関する情報を、測定値によって得ることができる。

図形表示装置において、負荷容量を到達距離に従属する形で示すことができる。運転プランナのモードをデリッククレーン用に設定した場合の図形表示装置には、到達距離および個々のデリックバラスト半径、または負荷容量および個々のデリックバラスト半径を示すことができる。

本発明の更なる詳細および効果を、図面に記載の実施例を参照して詳細に説明する。図１は、一方では運転プランナの接続を、他方ではクレーン監視手段の接続を概略的に示す。

図面に示した実施例におけるクレーン、例えばクローラクレーンまたはトラッククレーンは、計算ユニット１２、およびモニタ１４からなるクレーン監視手段１０を含む。センサ信号Ｓ、例えば角度、長さ、重量などが、クレーンに取り付けられたセンサ１６によって検出され、前記クレーン監視手段１０に入力される。これらの測定値に基づいて、許容される作業範囲、および（ここでは詳細には図示されない）クレーンの負荷限界値が、メモリにおいて記憶された値、例えば装備、およびリービングに従属するそのクレーン特有の負荷容量テーブルを参照して、監視される。

予めクレーンに取り付けられたクレーン監視手段１０と並列に運転プランナ１８を設け、この装置は、同様に独立したモニタ２０および２個の機能を有するコンピュータ２１を含む。第１の機能は、参照番号２２によって示され、運転プランナとして公知の機能に関する。この装置によって全ての運転プランナ機能が実行さる。この機能は、従来から主にパソコン上の運転プランナによって演算可能である。運転は、たとえばマウス２６または（詳細には図示されない）モニタ２０のキーボード（例えばタッチスクリーン）によって、実行される。この機能は、第２の機能、すなわちクレーン冗長監視機能２４から完全に独立している。クレーン冗長監視機能側では、クレーンに設置されたセンサ１６からのセンサ値Ｓが、コンピュータユニット２１に入力される。さらに、クレーン監視手段１０からの対応する設定値Ｅを、クレーン冗長監視機能２４に提供する。この設定値Ｅは、例えばクレーンの運転モード、リービングまたはその他の設定値に関する。したがって、クレーン技師がクレーンモニタに設定するデータまたはセンサよって与えられるデータが存在する（例えば、バラスト構成、支持台やブーム構造）。加えて、更なるデータ、および一時的な結果が、運転プランナとクレーン監視システムの間で交換されうる。

クレーン冗長監視機能２４において、現在の設定値、および現在のクレーンセンサ値が評価され、クレーン監視手段１０と並列かつ独立に、現在の作動パラメータ、および監視限界値が、運転プランナ１８において別個に記憶された負荷容量値、および形状ファイルによって計算される。

これらの計算結果は、特に最大負荷容量、および例えば現在の到達距離並びに全体の現在の形状、および重心／運動中心の計算値を含む。

一方では運転プランナ１８および他方ではクレーン監視手段１０から独立に得られた計算結果は、少なくとも１個のコンピュータにおいて比較され、それぞれの結果が許容されない偏差を有する場合、エラー信号が発信される。このエラー信号は、例えば危険な動きやさらなる警告の誘発を防止するために、クレーン制御部において直接処理されうる。

好ましいことには、パソコンに搭載された運転プランナで一般的に用いられる全ての図形表現を、運転プランナ１８のモニタ２０に表示することができる。全ての現在のセンサ値、およびその他のデータが運転プランナ１８に提供されているので、データおよび図形イメージは、それぞれの現在のクレーン状態を示すことができる。つまり、クレーンが移動する場合、運転プランナのモニタ２０に表示された図表も、現在のクレーン位置に合わせて移動する。ここで、図形イメージは、例えば、さまざまなビューを図示することができる。クローラクレーンの場合、クローラ接地圧は動的に図示されうるが、支持体を有するクレーンの場合、作用する支持力は各々図示されうる。

運転プランナおよびクレーン監視手段の概略構成図である。

符号の説明

１０ クレーン監視手段
１２ 計算ユニット
１４ モニタ
１６ センサ
１８ 運転プランナ
２０ モニタ
２１ コンピュータユニット
２２ 運転プランナ機能
２４ クレーン冗長監視機能
２６ マウス

Claims (9)

1. クレーンの運転状態を監視するための、少なくとも１個の計算ユニット、センサ値を検出する少なくとも１つのセンサ、並びに少なくとも１個の制御および表示ユニットを含むとともに前記センサ値が入力されるクレーン監視手段、を有するクレーンにおいて、
   独立したモニタ出力を有する運転プランナをさらに設け、この運転プランナは、基本的に少なくとも１個の更なる計算ユニットからなり、かつ、一方で運転を計画し、シミュレーションし、および文書化するための装置として機能し、他方で前記クレーン監視手段とは別個に、前記センサ値が入力されるクレーン冗長監視装置として機能し、
   前記クレーン冗長監視装置は、前記クレーン監視手段とは並列かつ独立してクレーンの監視を行うことを特徴とするクレーン。
2. 前記クレーン監視手段および前記運転プランナの双方が、別個の制御および表示ユニットを含むことを特徴とする請求項１に記載のクレーン。
3. 前記運転プランナの制御および表示ユニットが、クレーン運転を計画するための装置の表示とクレーンを監視する手段の表示との間で切替え可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のクレーン。
4. 少なくとも１個の比較ユニットが、一方で前記運転プランナにおいて、他方で前記クレーン監視手段において独立に計算されるクレーン作動値を比較し、許容されない偏差が発生した場合にはエラーメッセージを生成し、および／ またはクレーン制御部に、クレーンが安全な状態で維持されるかもしくは安全な状態になるように作用することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のクレーン。
5. クレーンの運転を計画するための装置としての前記運転プランナが、負荷容量プログラム、構成選択プログラム、バラスト決定プログラム、計画されたクレーンの運転をシミュレートするための計画プログラム、支持力計算プログラム、クローラ接地圧プログラム、および追突防止手段を含むことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載のクレーン。
6. クレーン冗長監視装置としての前記運転プランナが、監視されるべき現在値を、メモリに記憶された限界値テーブル、並びに調整された現在のクレーンの設定値および各種センサによって検出された現在のクレーンセンサ値のための形状データに基づいて計算することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載のクレーン。
7. 当該監視されるべき値が、最大許容負荷容量または最大到達可能距離であることを特徴とする請求項６に記載のクレーン。
8. 現在のクレーン状態が、縮尺率に忠実にクレーンのモニタに視覚的に描写されることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載のクレーン。
9. クローラクレーンまたはトラッククレーンであることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載のクレーン。

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