JP6180960B2 - 建設機械の信号処理装置および建設機械の過負荷防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械の信号処理装置および建設機械の過負荷防止装置に関する。

従来、クレーンなどの建設機械に搭載される安全装置として、モーメントリミッタなどの過負荷防止装置が知られている（特許文献１参照）。過負荷防止装置は、旋回体に搭載され、ブームに取り付けられた角度センサや荷重センサで検出した信号に基づいて、ブームの起伏動作を制御する。

各センサと過負荷防止装置とはケーブルで接続され、ケーブルを介して各センサで検出された信号が過負荷防止装置に入力される。各センサのセンサグランドは、シャーシグランドにケーブルで接続されている。各センサは、センサグランドの電位を基準電位として検出信号を過負荷防止装置に出力する。

特開２００８−９４６２３号公報

タワークレーンやラッフィングクレーンなどでは、ジブブームの対地角度を検出する角度センサと過負荷防止装置との距離や、吊り荷の荷重を検出する荷重センサと過負荷防止装置との距離が、それぞれたとえば３０〜８０ｍ程度になる。作業時には各センサが高所に配置され、電波塔や電線からの電波の影響などにより、各センサのセンサグランドにノイズが重畳し、検出信号がノイズの影響を受けてしまうことがあった。

請求項１に記載の建設機械の信号処理装置は、検出したアナログ検出信号を出力する出力端子部と、シャーシグランドに接続されてアナロググランド信号を出力するセンサグランドと、を有するセンサと、シャーシグランドに接続され、出力端子部からのアナログ検出信号をデジタル検出信号に変換すると共に、センサグランドからのアナロググランド信号をデジタルグランド信号に変換するＡＤ変換器と、デジタル検出信号と、シャーシグランドに接続されたＡＤ変換器のグランド電位に対して変化する電位を有するデジタルグランド信号との差分を演算して、演算結果を前記センサからの検出結果として出力する減算部と、を備える。
請求項２に記載の建設機械の信号処理装置は、請求項１に記載の建設機械の信号処理装置において、ＡＤ変換器に入力されるアナロググランド信号の電位の最小値が正の電位となるようにアナロググランド信号をプルアップするプルアップ回路と、ＡＤ変換器で変換されたデジタルグランド信号と、センサに電力を供給する電源回路の電位とからプルアップされる前のアナロググランド信号の電位を演算するグランド信号演算部と、を備え、減算部は、ＡＤ変換器で変換されたデジタル検出信号と、グランド信号演算部で演算されたデジタルグランド信号との差分を演算して、演算結果をセンサからの検出結果として出力する。
請求項３に記載の建設機械の信号処理装置は、請求項２に記載の建設機械の信号処理装置において、センサのセンサグランドとＡＤ変換器とを接続するグランドラインの断線を検出する断線検出部をさらに備え、断線検出部によりグランドラインの断線が検出された場合に、ＡＤ変換器で変換されたデジタル検出信号を、センサからの検出結果として出力する。
請求項４に記載の建設機械の過負荷防止装置は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の建設機械の信号処理装置を備え、センサは、吊り荷の荷重を検出する荷重センサ、および、ブームの起伏角度を検出する角度センサのうちの少なくともいずれかであり、荷重センサで検出された荷重および角度センサで検出された角度に基づいて、ブームの倒伏動作を制限する制限部を備える。

本発明によれば、各センサのセンサグランドに重畳するノイズが検出信号に与える影響を低減することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る過負荷防止装置を搭載したクレーンの外観を示す側面図。 クレーンに搭載される制御装置を示すブロック図。 定格荷重曲線の一例を示す図。 （ａ）はセンサグランドの電位に重畳した振動ノイズを示す模式図、（ｂ）は振動ノイズの影響を受けた検出信号の電位を示す模式図、（ｃ）はセンサグランドの電位に重畳したドリフトノイズを示す模式図、（ｄ）ドリフトノイズの影響を受けた検出信号の電位を示す模式図。 本発明の第１の実施の形態に係る過負荷防止装置（モーメントリミッタ）の構成を示すブロック図。 本発明の第２の実施の形態に係る過負荷防止装置（モーメントリミッタ）の構成を示すブロック図。 本発明の第３の実施の形態に係る過負荷防止装置（モーメントリミッタ）の構成を示すブロック図。

以下、図面を参照して、本発明に係る建設機械の信号処理装置および過負荷防止装置の一実施の形態について説明する。
−第１の実施の形態−
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る過負荷防止装置を搭載した建設機械の一例であるタワークレーン（以下、クレーン１００と記す）の外観を示す側面図である。以下では、図１の作業姿勢を基準にして上下前後方向を定義する。クレーン１００は、図示するように、ほぼ水平の地面に接地した状態で作業が行われる。

クレーン１００は、走行体１０１と、旋回輪を介して走行体１０１上に旋回可能に設けられた旋回体１０４と、基端部が旋回体１０４に回動可能に軸支されたタワーブーム（以下、単にタワー１０３と記す。）と、タワー１０３の先端部に回動可能に軸支されたジブブーム（以下、単にジブ１０８と記す。）とを有する。旋回体１０４の前部には運転室１０７が設けられ、旋回体１０４の後部にはカウンタウエイト１０９が取り付けられている。

旋回体１０４にはフック巻き上げ用のウインチドラムであるフック巻上ドラム１０５と、タワー起伏用のウインチドラムであるタワー起伏ドラム１０６と、ジブ起伏用のウインチドラムであるジブ起伏ドラム１０２とが搭載されている。

フック巻上ドラム１０５には巻上ロープ１５１が巻回され、巻上ロープ１５１はタワー１０３の頂部およびジブ１０８の先端部を経由してフック１１０に接続されている。フック巻上ドラム１０５が駆動すると、巻上ロープ１５１が巻き取られ、または繰り出されることによって、フック１１０が昇降する。フック１１０には、図示しない吊り荷が吊り下げられる。

タワー１０３の先端には第１ペンダントロープ１６１の一端が接続され、第１ペンダントロープ１６１の他端はブライドル装置１６２に接続されている。タワー起伏ロープ１６３はＡフレーム１６４の頂部を経由してブライドル装置１６２とハンガ１６５との間に複数回掛け回されてタワー起伏ドラム１０６に巻回されている。タワー起伏ドラム１０６を駆動すると、タワー起伏ロープ１６３が巻き取られ、または繰り出されることによって、ハンガ１６５とブライドル装置１６２との間隔が変化し、タワー１０３が起伏する。

タワー１０３の先端部には、スイングレバー１４０が回動可能に軸支されている。スイングレバー１４０は、一対の支柱と、一対の支柱同士を連結する連結部材によって三角形状を呈している。スイングレバー１４０の一つの頂角部は、第２ペンダントロープ１４１によってジブ１０８の先端部と連結されている。スイングレバー１４０の他の頂角部は、第３ペンダントロープ１４２、ブライドル装置１４４を介してジブ起伏ロープ１４３に連結されている。ジブ起伏ロープ１４３はブライドル装置１４４とガイドローラ１４５との間に複数回掛け回されてジブ起伏ドラム１０２に巻回されている。ジブ起伏ドラム１０２を駆動すると、ジブ起伏ロープ１４３が巻き取られ、または繰り出されることによって、スイングレバー１４０が前後方向に回動されることにより、ジブ１０８が起伏する。

タワー１０３には、タワー１０３の起伏角度を検出するタワー角度センサ１３１が取り付けられている。ジブ１０８には、ジブ１０８の起伏角度を検出するジブ角度センサ１８１が取り付けられている。タワー角度センサ１３１は、たとえば、水平面に対する角度である対地角をタワー１０３の起伏角度（以下、タワー角度θｔと記す）として検出する。ジブ角度センサ１８１は、たとえば、水平面に対する角度である対地角をジブ１０８の起伏角度（以下、ジブ角度θｊと記す）として検出する。

第３ペンダントロープ１４２のスイングレバー１４０近傍には、フック１１０に吊り下げられた吊り荷（不図示）の実荷重に関連した物理量として、第３ペンダントロープ１４２の張力を検出する荷重センサ１７１が設けられている。

旋回体１０４には、クレーン１００の各部を制御するための制御装置１２が搭載されている。制御装置１２は、各種の演算を行うＣＰＵや記憶装置であるメモリ、その他周辺機器等を有する。図２は、クレーン１００に搭載される制御装置１２を示すブロック図である。制御装置１２は、過負荷防止装置としてのモーメントリミッタ１２０を機能的に備えている。

記憶装置には、図３に示すように、作業半径ｒと定格総荷重Ｗａとの関係である定格荷重曲線のデータテーブルが複数記憶されている。定格総荷重Ｗａは、タワー角度θｔと、ジブ角度θｊとで決定される作業半径ｒに対応して記憶されている。定格総荷重Ｗａとは、その作業半径ｒにおける吊り上げ可能な荷重の限界値であり、クレーン１００の転倒や構成部材の破損を防止するために設定される。各データテーブルは、タワー１０３の長さおよびジブ１０８の長さに応じて設けられており、オペレータによって操作される選択スイッチ（不図示）からの信号に応じて、選択されたタワー１０３の長さおよびジブ１０８の長さに対応するデータテーブルが読み出される。

図２に示すように、モーメントリミッタ１２０には、タワー角度センサ１３１、ジブ角度センサ１８１、および、荷重センサ１７１が接続されている。モーメントリミッタ１２０はウインチ制御部１２１を有し、ウインチ制御部１２１は、タワー角度センサ１３１で検出したタワー角度θｔ、および、ジブ角度センサ１８１で検出したジブ角度θｊに基づいて作業半径ｒを演算し、荷重センサ１７１で検出したロープ張力に基づいて吊り荷の実荷重（以下、実吊荷重Ｗと記す）を演算する。ウインチ制御部１２１は、演算された実吊荷重Ｗが演算された作業半径ｒにおける定格総荷重Ｗａより小さいか否かを判定する。ウインチ制御部１２１は、実吊荷重Ｗが定格総荷重Ｗａ以上である場合、停止装置１９１に停止信号を出力し、停止装置１９１によってタワー起伏ドラム１０６およびジブ起伏ドラム１０２に連結された油圧モータ（不図示）の駆動を停止させる。

たとえば、クレーン作業において、ジブ１０８の倒伏動作中にウインチ制御部１２１から停止装置１９１に停止信号が出力されると、ジブ起伏ドラム１０２に連結された油圧モータ（不図示）の駆動が停止され、ジブ１０８の倒伏動作が自動的に停止する。

ところで、タワークレーンやラッフィングクレーンなどでは、ジブ角度センサ１８１とモーメントリミッタ１２０との距離や、荷重センサ１７１とモーメントリミッタ１２０との距離が、それぞれたとえば３０〜８０ｍ程度になる。作業時には各センサ１８１，１７１が高所に配置され、電波塔や電線からの電波の影響などにより、各センサ１８１，１７１のセンサグランドにノイズが重畳し、検出信号がノイズの影響を受けてしまうことがあった。

たとえば、図４（ａ）に示すように、センサグランドの電位Ｖｇに周期的に振動するノイズ（以下、振動ノイズと記す）が重畳すると、図４（ｂ）に示すように、センサグランドの電位Ｖｇを基準電位として出力される検出信号に振動ノイズの影響が表れ、振動ノイズの周期に合わせて、検出信号の電位Ｖｄが振動する。
また、たとえば、図４（ｃ）に示すように、センサグランドの電位Ｖｇに所定量だけ電位をドリフトするノイズ（以下、ドリフトノイズと記す）が重畳すると、図４（ｄ）に示すように、検出信号にドリフトノイズの影響が表れ、ドリフトノイズの分だけ加算された検出信号の電位Ｖｄが出力される。なお、振動ノイズとドリフトノイズの両者がセンサグランドの電位Ｖｇに重畳して検出信号の電位Ｖｄに影響を及ぼすこともある。

本実施の形態では、検出信号の電位Ｖｄからセンサグランドの電位Ｖｇを差し引いて、振動ノイズやドリフトノイズの影響を低減する。以下、具体的に説明する。なお、タワー角度センサ１３１、ジブ角度センサ１８１および荷重センサ１７１のそれぞれと、モーメントリミッタ１２０との接続の構成は、いずれも同様であるため、以下、タワー角度センサ１３１、ジブ角度センサ１８１および荷重センサ１７１をセンサＳと総称して説明する。

図５は、本発明の第１の実施の形態に係るモーメントリミッタ１２０の構成を示すブロック図である。モーメントリミッタ１２０は、上記したウインチ制御部１２１に加え、ＡＤ変換器１２２と、電源回路１２４と、減算部１２３とを有している。ウインチ制御部１２１および減算部１２３は、不図示のＣＰＵおよびその周辺回路等で構成されている。

電源回路１２４は、電源ラインＰＬによってセンサＳと接続されている。電源回路１２４は、バッテリ（不図示）などの電源からの電力を所定の定電圧に変換し、センサＳに供給する。ＡＤ変換器１２２はセンサＳの出力端子部ＳＯと出力ラインＯＬによって接続され、センサＳの出力端子部ＳＯからのアナログ検出信号は出力ラインＯＬを介してＡＤ変換器１２２に入力される。ＡＤ変換器１２２はセンサＳのセンサグランドＳＧと第１グランドラインＧＬ１によって接続され、センサＳのセンサグランドＳＧからのアナロググランド信号は第１グランドラインＧＬ１を介してＡＤ変換器１２２に入力される。ＡＤ変換器１２２は、センサＳの出力端子部ＳＯから入力されるアナログ検出信号をデジタル検出信号に変換し、センサＳのセンサグランドＳＧから入力されるアナロググランド信号をデジタルグランド信号に変換する。ＡＤ変換器１２２は、入力される正負の電位をデジタル信号に変換できる回路構成とされている。

センサＳのセンサグランドＳＧは、第２グランドラインＧＬ２によってシャーシグランドＧＮＤに接続され、ＡＤ変換器１２２は、第３グランドラインＧＬ３によってシャーシグランドＧＮＤに接続されている。なお、センサＳ（たとえば、ジブ角度センサ１８１）とモーメントリミッタ１２０との距離が長いため、センサＳのセンサグランドＳＧと、シャーシグランドＧＮＤとを接続する第２グランドラインＧＬ２を構成するケーブルも長くなる。たとえば、第２グランドラインＧＬ２を構成するケーブルは、３０〜８０ｍ程度となり、数ｍ〜１０ｍ程度の第３グランドラインＧＬ３を構成するケーブルに比べて長い。このため、センサグランドＳＧでの電位Ｖｇは、シャーシグランドＧＮＤの電位（０Ｖ）と同電位とならない。つまり、シャーシグランドＧＮＤに接続されるＡＤ変換器１２２のグランド電位（基準電位）はほぼ０Ｖとなるのに対し、センサグランドＳＧでの電位Ｖｇはノイズの影響により変化する（図４（ａ），図４（ｃ）参照）。

本実施の形態では、ノイズの影響を受けたセンサグランドＳＧの電位ＶｇをＡＤ変換器１２２に入力して、検出信号の補正に用いるようにした。ＡＤ変換器１２２で変換されたデジタルグランド信号の電位Ｖｇおよびデジタル検出信号の電位Ｖｄは、それぞれ減算部１２３に入力される。減算部１２３は、デジタル検出信号の電位Ｖｄと、デジタルグランド信号の電位Ｖｇとの差分（Ｖｄ−Ｖｇ）を演算して、演算結果をセンサＳからの検出結果としてウインチ制御部１２１に出力する。

以上説明した第１の実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
デジタル検出信号と、デジタルグランド信号との差分を演算して、演算結果をセンサＳからの検出結果として出力するようにしたので、センサグランドＳＧに重畳したノイズの影響を検出信号から取り除くことができる。これにより、ノイズの影響を低減して、適正な検出結果を得ることができる。その結果、センサＳの検出結果を利用する装置、たとえば、タワー角度センサ１３１、ジブ角度センサ１８１および荷重センサ１７１の検出結果を利用するモーメントリミッタ１２０のウインチ制御部１２１の動作を精密に行えるようになり、作業範囲の拡大を図ることができる。

ところで、ノイズを低減するために、フェライトコアなどのノイズ吸収体により特定の周波数帯のノイズを吸収する技術がある。しかしながら、フェライトコアにより吸収できる周波数帯は、たとえば０．１ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ以上の高周波数帯である。これに対して、センサグランドＳＧに重畳する振動ノイズの周波数帯は、たとえば０．１Ｈｚ〜数ｋＨｚ程度の低周波数帯であり、フェライトコアによるノイズの低減が難しい。また、フェライトコアのようなノイズ吸収体は、特定の周波数帯のノイズを吸収するものであるため、周囲の環境が変化し、センサグランドＳＧに重畳する振動ノイズの周波数帯がノイズ吸収体で吸収できる周波数帯から外れてしまうおそれがある。これに対して、本実施の形態では、センサグランドＳＧの電位ＶｇをＡＤ変換器１２２に入力して、検出信号の補正に用いているため、周囲の環境が変化した場合であっても、ノイズの影響を低減することができる。

アイソレーションアンプを用いて、ノイズを低減する技術があるが、たとえばアイソレーションアンプが故障するなどの不具合が発生した場合、モーメントリミッタ１２０に入力される検出信号が遮断されてしまうという問題がある。さらに、アイソレーションアンプを用いる場合、アイソレーションアンプの経年劣化による検出結果のずれを定期的に調整する必要が生じ、メンテナンスに手間がかかるという問題もある。これに対して、本実施の形態では、アイソレーションアンプを備えずに、従来の構成に対して第１グランドラインＧＬ１を追設した簡素な構成でノイズ対策を実現しているため、定期的な調整が不要であり、アイソレーションアンプの不具合に起因して検出信号が遮断されることもない。

−第２の実施の形態−
図６を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、第１の実施の形態との相違点について主に説明する。図６は、本発明の第２の実施の形態に係るモーメントリミッタ２２０の構成を示すブロック図である。第２の実施の形態に係るモーメントリミッタ２２０は、第１の実施の形態に係るモーメントリミッタ１２０と同様の構成を備え、さらに、グランド信号演算部２２５と、プルアップ回路ＰＣとを備えている。グランド信号演算部２２５は、不図示のＣＰＵおよびその周辺回路等で構成されている。

プルアップ回路ＰＣは、センサＳとＡＤ変換器１２２との間に設けられ、センサＳからＡＤ変換器１２２に入力されるアナロググランド信号の電位の最小値が正の電位となるようにアナロググランド信号をプルアップする。

プルアップ回路ＰＣは、電源ラインＰＬと第１グランドラインＧＬ１との間に介装された第１抵抗素子２２６と、第１グランドラインＧＬ１上に設けられた第２抵抗素子２２７とを備えている。換言すれば、電源ラインＰＬと第１グランドラインＧＬ１との間に、電源回路１２４の電位Ｖｐを分圧する第１抵抗素子２２６および第２抵抗素子２２７が設けられている。本実施の形態では、第１抵抗素子２２６の電気抵抗Ｒ１と、第２抵抗素子２２７の電気抵抗Ｒ２は、同じ値である（Ｒ１＝Ｒ２）。

なお、プルアップ回路ＰＣは、図示するように、モーメントリミッタ２２０に内蔵させてもよいし、モーメントリミッタ２２０に外付けで取付けるようにしてもよい。

グランド信号演算部２２５は、ＡＤ変換器１２２で変換されたデジタルグランド信号の電位Ｖｈと、センサＳに電力を供給する電源回路１２４の電位Ｖｐとからプルアップされる前のアナロググランド信号の電位Ｖｇを演算する。

プルアップ回路ＰＣでプルアップされてＡＤ変換器１２２に入力されるアナロググランド信号の電位（以下、プルアップ電位と記す）Ｖｈは、式（１）によって表される。式（１）において、ＶｇはセンサグランドＳＧの電位、Ｖｐは電源回路１２４の電位、すなわち電源ラインＰＬの電位（以下、電源電位と記す）である。
Ｖｈ＝（Ｖｇ＋Ｖｐ）／２ ・・・（１）
式（１）を変形すると、式（２）のようになる。
Ｖｇ＝２・Ｖｈ−Ｖｐ ・・・（２）

プルアップ回路ＰＣからＡＤ変換器１２２に入力されたアナログ信号の電位であるプルアップ電位Ｖｈ、および、電源回路１２４からＡＤ変換器１２２に入力されたアナログ信号の電位である電源電位Ｖｐは、それぞれＡＤ変換器１２２でデジタル信号に変換され、グランド信号演算部２２５に入力される。グランド信号演算部２２５は、式（２）に基づいて、センサグランドＳＧの電位Ｖｇを演算して、電位Ｖｇを表すデジタルグランド信号を減算部１２３に出力する。

減算部１２３には、ＡＤ変換器１２２で変換されたデジタル検出信号の電位Ｖｄ、および、グランド信号演算部２２５で演算されたセンサグランドＳＧの電位Ｖｇが入力される。減算部１２３は、デジタル検出信号の電位Ｖｄと、デジタルグランド信号の電位Ｖｇとの差分（Ｖｄ−Ｖｇ）を演算して、演算結果をセンサＳからの検出結果としてウインチ制御部１２１に出力する。

このような第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。
ＡＤ変換器１２２に入力されるアナロググランド信号の電位の最小値が正の電位となるようにアナロググランド信号をプルアップし、プルアップ電位Ｖｈと電源電位Ｖｐとからプルアップされる前のアナロググランド信号の電位Ｖｇを演算するようにした。これにより、ＡＤ変換器１２２に正の電位のみをデジタル信号に変換できるＡＤ変換器を採用することができる。正の電位のみをデジタル信号に変換できるＡＤ変換器の構成は、正負の電位をデジタル信号に変換できるＡＤ変換器の構成に比べて簡素であり、コストを抑えることができる。その結果、モーメントリミッタ２２０のコストの低減を図ることができる。

−第３の実施の形態−
図７を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、第２の実施の形態との相違点について主に説明する。図７は、本発明の第３の実施の形態に係るモーメントリミッタ３２０の構成を示すブロック図である。第３の実施の形態に係るモーメントリミッタ３２０は、第２の実施の形態に係るモーメントリミッタ２２０と同様の構成を備え、さらに、断線判定部３２８と、切換部３２９と、表示部３３０とを備えている。断線判定部３２８は、不図示のＣＰＵおよびその周辺回路等で構成されている。

断線判定部３２８には、ＡＤ変換器１２２で変換されたプルアップ電位Ｖｈを表すデジタルグランド信号と、ＡＤ変換器１２２で変換された電源電位Ｖｐを表すデジタル信号とが入力される。

プルアップ回路ＰＣとセンサＳとの間の第１グランドラインＧＬ１が断線した場合、ＡＤ変換器１２２のプルアップ電位Ｖｈの入力部には電源電位Ｖｐが入力される。プルアップ回路ＰＣとＡＤ変換器１２２との間の第１グランドラインＧＬ１が断線した場合、プルアップ電位Ｖｈの入力が遮断され、ＡＤ変換器１２２のプルアップ電位Ｖｈの入力部には０Ｖが入力される。そこで、本実施の形態では、断線判定部３２８は、入力されたプルアップ電位Ｖｈが電源電位Ｖｐの９０％以上のとき（Ｖｈ≧０．９×Ｖｐ）、あるいは、プルアップ電位Ｖｈが０Ｖであるとき（Ｖｈ＝０）には第１グランドラインＧＬ１は断線していると判定する。断線判定部３２８は、それ以外の電位が入力されているとき、つまり、入力されるプルアップ電位Ｖｈが電源電位Ｖｐの９０％未満であり（Ｖｈ＜０．９Ｖｐ）、かつ、０Ｖでないとき（Ｖｈ≠０）には第１グランドラインＧＬ１は断線していないと判定する。

断線判定部３２８は、第１グランドラインＧＬ１が断線していないと判定されている場合にはオフ信号を切換部３２９に出力し、第１グランドラインＧＬ１が断線していると判定されている場合にはオン信号を切換部３２９に出力する。

切換部３２９は、減算部１２３から出力された検出結果、および、ＡＤ変換器１２２から出力されたデジタル検出信号の電位Ｖｄのいずれか一方をウインチ制御部１２１に出力する。断線判定部３２８からオフ信号が切換部３２９に入力されている場合、減算部１２３からの検出結果が切換部３２９を介してウインチ制御部１２１に入力される。断線判定部３２８からオン信号が切換部３２９に入力されている場合、ＡＤ変換器１２２から出力されたデジタル検出信号の電位Ｖｄが切換部３２９を介してウインチ制御部１２１に入力される。つまり、断線が検出されていない場合には、グランド信号演算部２２５および減算部１２３で補正された検出信号がウインチ制御部１２１に入力され、断線が検出されている場合には、ＡＤ変換器１２２から出力された検出信号、すなわち補正されていない検出信号がウインチ制御部１２１に入力される。

断線判定部３２８は、第１グランドラインＧＬ１が断線していると判定されている場合には表示制御信号を表示部３３０に出力する。表示部３３０は、断線判定部３２８からの表示制御信号が入力されると、表示画面に断線が検出されたことを表す警告画像を表示する。

このような第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様の作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。
断線検出を行わない場合、第１グランドラインＧＬ１が断線すると、グランド信号演算部２２５で演算される電位に大きな誤差が生じ、モーメントリミッタの動作が不安定になるおそれがある。これに対して、本実施の形態では、第１グランドラインＧＬ１の断線を検出し、第１グランドラインＧＬ１の断線が検出された場合に、ＡＤ変換器１２２で変換されたデジタル検出信号の電位Ｖｄを、センサＳからの検出結果として出力するようにした。このため、第１グランドラインＧＬ１が断線した場合に、モーメントリミッタの動作が不安定になることを防止できる。なお、第１グランドラインＧＬ１が断線した場合に、表示部３３０の表示画面に警告画像が表示されるため、オペレータへの注意喚起を行うことができる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（１）上述した実施の形態では、吊り荷の荷重を検出するための荷重センサ１７１、タワー１０３の起伏角度を検出するタワー角度センサ１３１、および、ジブ１０８の起伏角度を検出するジブ角度センサ１８１のそれぞれから出力される検出信号の全てを補正する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。補正の対象となるセンサは、荷重センサ１７１、タワー角度センサ１３１、および、ジブ角度センサ１８１のうちの少なくともいずれかであればよい。

（２）第２および第３の実施の形態では、第１抵抗素子２２６の電気抵抗Ｒ１と、第２抵抗素子２２７の電気抵抗Ｒ２とを同じ値としたが、本発明はこれに限定されない。第１抵抗素子２２６の電気抵抗Ｒ１と、第２抵抗素子２２７の電気抵抗Ｒ２とを異なる値としてもよい。

（３）上述した実施の形態では、タワークレーンを例に説明したが、本発明はこれに限定されない。ラッフィングクレーンやトラッククレーン、固定式クレーンなどのクレーンや、油圧ショベルなど他の建設機械に本発明を適用することができる。

（４）上述した実施の形態では、過負荷防止装置に適用される信号処理装置について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、クレーン１００の姿勢を判定する姿勢判定装置や、作業状態を判定する作業状態判定装置に、検出信号を補正する処理を行う信号処理装置を適用してもよい。

（５）センサの種類は上述したものに限定されない。

（６）上述した実施の形態では、第１グランドラインＧＬ１をセンサグランドＳＧに接続した例について説明したが本発明はこれに限定されない。第１グランドラインＧＬ１を介して、センサグランドＳＧに重畳したノイズを検出できればよく、たとえば、第１グランドラインＧＬ１をセンサグランドＳＧに接続することに代えて、第２グランドラインＧＬ２におけるセンサＳの近傍に第１グランドラインＧＬ１を接続してもよい。

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

１２ 制御装置、１００ クレーン、１０１ 走行体、１０２ ジブ起伏ドラム、１０３ タワー、１０４ 旋回体、１０５ フック巻上ドラム、１０６ タワー起伏ドラム、１０７ 運転室、１０８ ジブ、１０９ カウンタウエイト、１１０ フック、１２０ モーメントリミッタ、１２１ ウインチ制御部、１２２ ＡＤ変換器、１２３ 減算部、１２４ 電源回路、１３１ タワー角度センサ、１４０ スイングレバー、１４１ 第２ペンダントロープ、１４２ 第３ペンダントロープ、１４３ ジブ起伏ロープ、１４４ ブライドル装置、１４５ ガイドローラ、１５１ 巻上ロープ、１６１ 第１ペンダントロープ、１６２ ブライドル装置、１６３ タワー起伏ロープ、１６４ Ａフレーム、１６５ ハンガ、１７１ 荷重センサ、１８１ ジブ角度センサ、１９１ 停止装置、２２０ モーメントリミッタ、２２５ グランド信号演算部、２２６ 第１抵抗素子、２２７ 第２抵抗素子、３２０ モーメントリミッタ、３２８ 断線判定部、３２９ 切換部、３３０ 表示部、ＧＬ１ 第１グランドライン、ＧＬ２ 第２グランドライン、ＧＬ３ 第３グランドライン、ＧＮＤ シャーシグランド、ＯＬ 出力ライン、ＰＣ プルアップ回路、ＰＬ 電源ライン、Ｒ１，Ｒ２ 電気抵抗、ＳＧ センサグランド、ＳＯ 出力端子部

Claims (4)

1. 検出したアナログ検出信号を出力する出力端子部と、シャーシグランドに接続されてアナロググランド信号を出力するセンサグランドと、を有するセンサと、
   前記シャーシグランドに接続され、前記出力端子部からの前記アナログ検出信号をデジタル検出信号に変換すると共に、前記センサグランドからの前記アナロググランド信号をデジタルグランド信号に変換するＡＤ変換器と、
   前記デジタル検出信号と、前記シャーシグランドに接続された前記ＡＤ変換器のグランド電位に対して変化する電位を有する前記デジタルグランド信号との差分を演算して、演算結果を前記センサからの検出結果として出力する減算部と、を備える
   建設機械の信号処理装置。
2. 請求項１に記載の建設機械の信号処理装置において、
   前記ＡＤ変換器に入力される前記アナロググランド信号の電位の最小値が正の電位となるように前記アナロググランド信号をプルアップするプルアップ回路と、
   前記ＡＤ変換器で変換された前記デジタルグランド信号と、前記センサに電力を供給する電源回路の電位とから前記プルアップされる前の前記アナロググランド信号の電位を演算するグランド信号演算部と、を備え、
   前記減算部は、前記ＡＤ変換器で変換された前記デジタル検出信号と、前記グランド信号演算部で演算された前記デジタルグランド信号との差分を演算して、演算結果を前記センサからの検出結果として出力する
   建設機械の信号処理装置。
3. 請求項２に記載の建設機械の信号処理装置において、
   前記センサの前記センサグランドと前記ＡＤ変換器とを接続するグランドラインの断線を検出する断線検出部をさらに備え、
   前記断線検出部により前記グランドラインの断線が検出された場合に、前記ＡＤ変換器で変換された前記デジタル検出信号を、前記センサからの検出結果として出力する
   建設機械の信号処理装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の建設機械の信号処理装置を備え、
   前記センサは、吊り荷の荷重を検出する荷重センサ、および、ブームの起伏角度を検出する角度センサのうちの少なくともいずれかであり、
   前記荷重センサで検出された荷重および前記角度センサで検出された角度に基づいて、前記ブームの倒伏動作を制限する制限部を備える
   建設機械の過負荷防止装置。

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