JP6293684B2 - 管理システムおよび管理サーバ - Google Patents

Description

本発明は、建設機械、管理サーバおよび管理システムに関する。

吊り荷の荷重を検出する荷重検出装置を備えた建設機械が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の荷重検出装置は、フックの荷重検知部位に生じている弾性変形量を電気信号として無線で送信する送信アンテナを備えている。送信アンテナから送信された電気信号は、先端アンテナにより受信され、建設機械の機体に設けられた荷重算出部に送出される。

荷重検出装置により検出された吊荷重は、過負荷による車両の転倒を防止するために設けられた過負荷防止装置（モーメントリミッタ）などを作動させる際に用いられる。しかしながら、荷重検出装置は、建設機械の姿勢や経年変化等の要因によって、そのゼロ点がずれてしまうことがある。このため、測定精度を向上させる目的で、吊り荷のない状態でのゼロ点を調整することが行われる。

特開２００８−２１４０２１号公報

荷重検出装置を備えた建設機械の中には、荷重検出装置にゼロ点異常が発生したことを作業者（運転者）に報知する機能を備えたものがある。ゼロ点異常が報知されると、車両の転倒を防止するために、作業を行うことができなくなり、荷重検出装置を点検する必要性が生じる。点検には手間がかかり、作業工程に大きな影響を与えてしまうおそれがある。たとえば、クレーンの荷重検出装置としてのロードセルを点検する場合、ブームを地面に倒伏させ、ロードセルに取り付けられた起伏ロープを取り外した上で、ロードセルの電圧値を測定する。

このように、作業期間中に荷重検出装置の点検の必要性が生じた場合、作業工程に大きな影響を与えてしまい作業遅延が発生するおそれがある。

請求項１に記載の管理システムは、吊り荷の荷重を検出する吊荷重検出装置を備えた建設機械と、前記建設機械と通信可能に設けられた管理サーバとを含む管理システムであって、前記建設機械は、吊荷重検出装置のゼロ点の補正に用いる補正係数を決定する補正係数決定部と、前記管理サーバに対して、前記補正係数を第１送信部により送信させる第１送信制御部と、前記補正係数が、第１の所定範囲内にある場合は異常なしと判定し、前記第１の所定範囲内にない場合は異常ありと判定する第１の判定部と、前記第１の判定部により異常ありと判定されたことを第１の報知装置に伝える第１の報知制御部とを備え、前記管理サーバは、前記第１送信部により送信される前記補正係数を受信する受信部と、前記受信部で受信される補正係数が、前記第１の所定範囲より狭い範囲である第２の所定範囲内にある場合は異常の予兆なしと判定し、前記補正係数が前記第２の所定範囲内にない場合は異常の予兆ありと判定する第２の判定部と、前記第２の判定部により異常の予兆ありと判定されたことを第２の報知装置に報知させる第２の報知制御部とを備えている。
また請求項２に記載の管理システムは、吊り荷の荷重を検出する吊荷重検出装置を備えた建設機械と、前記建設機械と通信可能に設けられた管理サーバとを含む管理システムであって、前記建設機械は、作業者が入力部を介して実行開始の指示を入力することで、前記吊荷重検出装置のゼロ点の補正に用いる補正係数を決定する補正係数決定部と、前記補正係数決定部により前記補正係数が決定される都度、前記補正係数を第１送信部により送信させる第１送信制御部とを備え、前記管理サーバは、前記第１送信部により送信される前記補正係数を受信する受信部と、前記受信部で受信される補正係数の受信間隔が、所定の間隔よりも短くなったこと、および、前記受信部における前記補正係数の受信回数が所定の回数よりも多くなったことの少なくともいずれか一方の条件が満たされた場合、異常の予兆ありと判定する判定部と、前記判定部により異常の予兆ありと判定されたことを報知装置に報知させる報知制御部とを備えている。

本発明によれば、管理サーバに送信された補正係数に基づいて、管理サーバの管理者が、荷重検出装置に異常の予兆があることを知ることができる。このため、管理サーバの管理者は、建設機械を操作する作業者や、作業者を指導する現場監督者に電話などで、荷重検出装置に異常の予兆があることを伝えることができる。作業者は、荷重検出装置に異常が発生する前に、作業工程に影響を与えないタイミングで荷重検出装置の点検を行うことができる。その結果、荷重検出装置の異常に伴い作業が中断されることを防止することができ、作業遅延を防止することができる。

クレーンの管理システムの概略を説明する図。 クレーンの側面図。 クレーンの構成を示すブロック図。 吊荷重Ｗの算出方法について説明する図。 ブーム角度に応じて設けられた補正係数を示すテーブルを示す図。 定格荷重曲線の一例を示す図。 管理サーバの構成を示すブロック図。 ゼロ点調整情報データベースに格納されるデータの一例を示す図。 顧客情報データベースに格納されるデータの一例を示す図。 コントローラにより実行される補正係数決定・送信処理の動作の一例を示すフローチャート。 管理サーバの制御装置により実行されるロードセルの異常の予兆判定・送信処理の動作の一例を示すフローチャート。

−第１の実施の形態−
図１は、建設機械の一実施形態であるクレーンの管理システムの概略を説明する図である。図１に示すように、管理システム１は、複数のクレーン１００を管理する。管理システム１は、クレーン１００と、クレーン１００と通信可能に設けられた管理サーバ５００とを含む。管理サーバ５００は、一般公衆回線網等であるネットワーク４００に接続されている。ネットワーク４００には管理サーバ５００の他に基地局３００と複数の情報端末８００，９００とがそれぞれ接続されている。管理サーバ５００はネットワーク４００に接続されたこれらのノード、すなわち基地局３００および複数の情報端末８００，９００とデータの授受を行うことができる。

各々のクレーン１００は、クレーン１００自身の各部の状態を検出する種々のセンサを有している。各々のクレーン１００が有するコントローラ２０（図３参照）は、種々のセンサで検出された情報（物理量）や検出された情報に基づいて決定された情報（以下、総称してセンサ情報と記す）を、送信機３０（図３参照）により、所定のタイミングで基地局３００に送信する。所定のタイミングとは、たとえば数分〜数時間周期毎、あるいは、所定の操作が行われたときやセンサにより検出された物理量が閾値を超えたときなどの所定の条件が成立したときである。クレーン１００のコントローラ２０には受信機３５（図３参照）も接続されている。受信機３５は、通信衛星２００を介して基地局３００から送られてくる信号を受信してコントローラ２０へ送出する。

基地局３００は、通信衛星２００を介してセンサ情報を受信すると、センサ情報をネットワーク４００を介して管理サーバ５００に送信する。センサ情報には、後述するゼロ点調整情報、すなわち補正係数Ｋ（ｍ）を表す情報が含まれる（図８参照）。管理サーバ５００には、ゼロ点調整情報データベース（ＤＢ）６００と、顧客情報データベース（ＤＢ）７００とが接続されている。管理サーバ５００が有する制御装置５１０（図７参照）は、基地局３００を経由してクレーン１００から受信したゼロ点調整情報に、ゼロ点調整情報を送信したクレーン１００を識別するための情報である作業機ＩＤや、ゼロ点調整情報を受信した日時等の情報を付加して、ゼロ点調整情報データベース６００に格納する。つまり、管理サーバ５００が有する制御装置５１０（図７参照）は、複数のクレーン１００からのゼロ点調整情報を収集してゼロ点調整情報データベース６００に格納する。

管理サーバ５００が有する制御装置５１０（図７参照）は、ゼロ点調整情報データベース６００に格納されたゼロ点調整情報や、ゼロ点調整情報に基づいて決定された情報等を、ネットワーク４００を介して所定の情報端末８００，９００に送信する。管理サーバ５００が有する制御装置５１０（図７参照）は、情報の送信先を、顧客情報データベース７００の内容に基づいて決定する。情報は、たとえばクレーン１００の現場監督者等が利用する情報端末８００や、クレーン１００の販売者が利用する情報端末９００に送信され、情報端末８００，９００の表示画面に表示される。

図２はクレーン１００の側面図である。図２に示すように、クレーン１００は、走行体１０１と、旋回輪を介して走行体１０１の上部に旋回可能に設けられた旋回体１０３と、旋回体１０３にブームフートピン１１１を回動支点として支持されたブーム１０４とを有する。走行体１０１は、トラックフレーム（不図示）と、トラックフレーム（不図示）の両側に設けられたサイドフレーム１０１ａとを有し、サイドフレーム１０１ａには無限軌道履帯１０１ｂが装着されている。旋回体１０３の前部には運転室（キャビン）１０７が設けられ、旋回体１０３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１０３には、フック昇降用の巻上ウインチ１０５と、ブーム起伏用の起伏ウインチ１０６とが搭載されている。巻上ウインチ１０５のドラムには巻上ロープ１０５ａが巻回され、巻上ウインチ１０５の回転により巻上ロープ１０５ａが巻き取られまたは繰り出され、フック１０８が昇降する。起伏ウインチ１０６のドラムには起伏ロープ１１２が巻回され、起伏ウインチ１０６の回転により起伏ロープ１１２が巻き取られまたは繰り出され、ブーム１０４が起伏する。

旋回体１０３上には、ガントリ１３０が旋回体１０３に対して起伏可能に装着されている。ガントリ１３０の上端部には、シーブ群を備える下部スプレッダ１３１が取り付けられている。下部スプレッダ１３１とブーム１０４の先端部との間には、シーブ群を備える上部スプレッダ１３２が介装されている。上部スプレッダ１３２のシーブ群と下部スプレッダ１３１のシーブ群とには、起伏ロープ１１２が複数回、掛け回されている。

上部スプレッダ１３２には、一端がブーム１０４の先端部に固定されたペンダントロープ１１０の他端が接続されている。起伏ロープ１１２は、一端が起伏ウインチ１０６のドラムに固定され、他端が下部スプレッダ１３１に取り付けられたロードセル２０１に接続されている。起伏ウインチ１０６の回転により、起伏ロープ１１２が巻き取りまたは繰り出されると、下部スプレッダ１３１と上部スプレッダ１３２との間隔が変化し、起伏ロープ１１２を介してブーム１０４が起伏する。

図３はクレーン１００の構成を示すブロック図であり、クレーン１００に搭載される過負荷防止装置の制御系を示している。過負荷防止装置は、ＣＰＵや記憶装置であるＲＯＭおよびＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成されているコントローラ２０を備えている。

図３に示すように、コントローラ２０には、ロードセル２０１、ブーム角度センサ２０２、入力部２０３、操作量センサ２０４、警報器２０５、停止装置２０６、および表示装置２０７が接続されている。

ロードセル２０１は、ガントリ１３０の上端部に設けられた下部スプレッダ１３１に取り付けられており（図２参照）、ブーム１０４を起伏させる起伏ロープ１１２に作用する張力を検出し、検出した張力に対応する制御信号をコントローラ２０に出力する。入力部２０３は、たとえば、タッチパネルであり、作業者からの操作に対応する制御信号をコントローラ２０に出力する。作業者は、入力部２０３を操作してフックロープ掛け数（不図示）、ブーム長さやフック１０８の質量等を設定できる。

ブーム角度センサ２０２は、ブーム１０４の基端側に取り付けられており（図２参照）、ブーム１０４の起伏角度（以下、ブーム角度とも記す）を検出し、検出したブーム角度に対応する制御信号をコントローラ２０に出力する。ブーム角度センサ２０２は、たとえば、水平面に対する角度である対地角をブーム角度として検出する。

操作量センサ２０４は、たとえば、油圧パイロット式操作レバーと方向制御弁との間の上げ操作側パイロット管路に設けられるパイロット圧センサと、油圧パイロット式操作レバーと方向制御弁との間の下げ操作側パイロット管路に設けられるパイロット圧センサにより構成される。操作量センサ２０４は、油圧パイロット式操作レバーの操作量を検出し、検出した操作量に対応する制御信号をコントローラ２０に出力する。

表示装置２０７は、たとえば、入力部２０３としても利用されるタッチパネル式のディスプレイを備え、コントローラ２０から出力される制御信号に基づいて、表示画面に吊荷重の情報や作業姿勢の情報を表示する。警報器２０５は、コントローラ２０から出力される制御信号に基づいて、警報を発生する。

停止装置２０６は、コントローラ２０から出力される制御信号に基づいて、巻上ウインチ１０５および起伏ウインチ１０６のそれぞれに連結された油圧モータ（不図示）の駆動を停止させる。停止装置２０６は、たとえば、油圧パイロット式の操作レバーと、この操作レバーの操作量に応じて動作する方向制御弁との間のパイロット管路に設けられた電磁切換弁である。電磁切換弁が全開位置に制御されている場合、操作レバーの操作量に応じて方向制御弁が動作し、方向制御弁を介して油圧ポンプから油圧モータへ圧油が供給されることで、油圧モータが駆動する。

コントローラ２０によって電磁切換弁が全閉位置に制御されると、操作レバーが操作されている場合であっても、方向制御弁のパイロット部に供給される圧油が遮断される。その結果、方向制御弁を介して油圧ポンプから油圧モータへ供給される圧油が遮断され、油圧モータの駆動が停止される。

コントローラ２０は、荷重演算部２０ａと、補正係数決定部２０ｂと、ゼロ点異常判定部２０ｃと、作業半径演算部２０ｄと、ウインチ制御部２０ｅと、表示制御部２０ｇと、送信制御部２０ｈと、信号異常判定部２０ｆとを機能的に備えている。荷重演算部２０ａは、吊り荷の荷重（以下、吊荷重Ｗと記す）を演算する。図４は、吊荷重Ｗの算出方法について説明する図であり、クレーン１００の構成を模式的に示している。

荷重演算部２０ａは、次式（１）により、吊荷重Ｗを演算する。
Ｗ＝ＮＢ×（Ｔ−Ｋ×ＴＢ０）×Ｌ／ＲＢ ・・・（１）
ここで、ＮＢは起伏ロープ１１２の掛け数、Ｔはロードセル２０１により検出されたロープ張力、ＴＢ０は吊り荷を吊っていないときのロープ張力であり、自重分の張力である。

図４に示すように、Ｌはブームフートピン１１１からペンダントロープ１１０までの垂直距離であり、ＲＢはブームフートピン１１１から吊り荷までの水平距離である。Ｋは補正係数である。

掛け数ＮＢは機械固有のデータで、記憶装置に記憶されている。垂直距離Ｌ，水平距離ＲＢ、自重分張力ＴＢ０は、ブーム角度センサ２０２で検出されたブーム角度θｂ、入力部２０３で入力されたブーム長さやフック１０８の質量に基づいて、荷重演算部２０ａにより演算される。

ロードセル２０１にはゼロ点ずれがあり、ゼロ点調整が必要である。本実施の形態では、式（１）のように、補正係数Ｋを自重分張力ＴＢ０に乗じて、自重分張力のゼロ点ずれを補正している。以下、ゼロ点調整の方法について説明する。

一般的には、既知であるフック１０８の質量Ｗｈが適正に表示されるように補正係数Ｋを求める。フック１０８の質量Ｗｈは、式（１）の吊荷重Ｗにフック１０８の質量Ｗｈを代入することで、式（１）のように表される。
Ｗｈ＝ＮＢ×（Ｔ−Ｋ×ＴＢ０）×Ｌ／ＲＢ ・・・（２）

式（２）を変形すると、補正係数Ｋは式（３）のように表される。
Ｋ＝（Ｔ−（Ｗｈ×ＲＢ）／（ＮＢ×Ｌ））／ＴＢ０ ・・・（３）

本実施の形態では、補正係数決定部２０ｂは、ブーム角度θｂ（ｍ）に応じた補正係数Ｋ（ｍ）を決定する。ここで、Ｋ（ｍ）およびθｂ（ｍ）の「ｍ」は１からｎまでの整数を表しており、ｎは図５に示すテーブルの補正係数Ｋ（ｍ）の数に対応している。

図５は、ブーム角度θｂ（ｍ）に応じて設けられた補正係数Ｋ（ｍ）を示すテーブルを示す図である。図５に示すように、コントローラ２０の記憶装置には、ロードセル２０１のゼロ点の補正に用いる補正係数Ｋ（ｍ）がブーム１０４の起伏角度θｂ（ｍ）に応じて記憶される。

式（４）で表されるように、荷重演算部２０ａにより演算されたフック１０８の質量（吊り荷のない吊荷重）Ｗｈｃが、フック１０８の実際の質量Ｗｈａと同じ場合、補正係数Ｋは１となる。式（５）で表されるように、演算された質量Ｗｈｃが実際の質量Ｗｈａよりも大きい場合、補正係数Ｋは１よりも大きい値が設定される。式（６）で表されるように、演算された質量Ｗｈｃが実際の質量Ｗｈａよりも小さい場合、補正係数Ｋは１よりも小さい値が設定される。
Ｗｈｃ＝Ｗｈａ のとき Ｋ＝１ ・・・（４）
Ｗｈｃ＞Ｗｈａ のとき Ｋ＞１ ・・・（５）
Ｗｈｃ＜Ｗｈａ のとき Ｋ＜１ ・・・（６）

つまり、補正係数Ｋが１から大きくかい離しているほど、ゼロ点ずれが大きいことを表している。図３に示すゼロ点異常判定部２０ｃは、１を基準値として設定し、この基準値からのかい離が所定値を超えたときに、ゼロ点異常が発生していると判定する。

ゼロ点異常判定部２０ｃは、補正係数決定部２０ｂにより決定された補正係数Ｋ（ｍ）の絶対値が閾値（１＋α）以下の場合、すなわち、補正係数Ｋ（ｍ）が基準値である１から所定範囲内にある場合は正常と判定する。ゼロ点異常判定部２０ｃは、補正係数Ｋ（ｍ）の絶対値が閾値（１＋α）よりも大きい場合、すなわち、補正係数Ｋ（ｍ）が基準値である１から所定範囲内にない場合はゼロ点異常が発生していると判定する。なお、αは、０よりも大きな値であり（０＜α）、ロードセル２０１の仕様やクレーン１００の機種等が考慮され、予め試験等により定められる。

荷重演算部２０ａは、図５のテーブルのθｂ（ｍ）のうち、検出されたブーム角度θｂの上下２点のテーブルデータ、たとえばθｂ（ｍ）、θｂ（ｍ−１）を選択し、検出されたブーム角度θｂに適したＫの値を２点のデータを使って補間して算出する。荷重演算部２０ａは、算出した補正係数Ｋを用いて式（１）により吊荷重Ｗを演算する。

図３に示す作業半径演算部２０ｄは、ブーム角度センサ２０２で検出されたブーム角度θｂ、入力部２０３で入力されたブーム長さに基づいて、旋回中心Ｘから吊り荷までの水平距離である作業半径ｒを演算する。

ウインチ制御部２０ｅは、荷重演算部２０ａにより演算された吊荷重Ｗが、作業半径演算部２０ｄで演算された作業半径ｒにおける定格総荷重Ｗａよりも小さいか否かを判定する。図６は、定格荷重曲線の一例を示す図である。コントローラ２０の記憶装置には、図６に示すような、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、ブーム１０４の長さ（ブームの種類）ごとに設けられている。作業者によってブーム長さが入力部２０３（図３参照）によって設定されると、入力部２０３からの信号に応じて設定されたブーム１０４の長さに対応するデータテーブルが読み出される。

図３に示すウインチ制御部２０ｅは、吊荷重Ｗが定格総荷重Ｗａ以上である場合、停止装置２０６に停止信号を出力するとともに、警報器２０５に警報信号を出力する。停止装置２０６に停止信号が入力されると、停止装置２０６は巻上ウインチ１０５および起伏ウインチ１０６に連結された油圧モータの駆動を停止させる。警報器２０５に警報信号が入力されると、警報器２０５は警報を発生する。

たとえば、クレーン作業において、ブーム１０４の倒伏動作中にウインチ制御部２０ｅから停止装置２０６に停止信号が出力されると、起伏ウインチ１０６の駆動源である油圧モータ（不図示）の駆動が停止され、ブーム１０４の倒伏動作が自動的に停止する。

信号異常判定部２０ｆは、ロードセル２０１の出力信号（電圧値）に基づいて、断線異常または短絡異常が発生しているか否かを判定する。具体的には、信号異常判定部２０ｆは、ロードセル２０１からの出力信号が０になったときに、断線異常が発生していると判定し、ロードセル２０１からの出力信号が所定値よりも高い値になった場合に短絡異常が発生していると判定する。ウインチ制御部２０ｅは、信号異常判定部２０ｆにより断線異常または短絡異常が発生していると判定された場合、停止装置２０６に停止信号を出力する。

表示制御部２０ｇは、表示装置２０７の表示画面に表示する画像を制御する。表示制御部２０ｇは、荷重演算部２０ａで演算された吊荷重Ｗを表示装置２０７の表示画面に表示させる。表示制御部２０ｇは、ゼロ点異常判定部２０ｃによりゼロ点異常が発生していると判定された場合、ゼロ点異常が発生していることを表す表示画像を表示装置２０７の表示画面に表示させる。表示制御部２０ｇは、信号異常判定部２０ｆにより断線異常または短絡異常が発生していると判定された場合、断線異常または短絡異常が発生していることを表す表示画像を表示装置２０７の表示画面に表示させる。

送信制御部２０ｈは、コントローラ２０の記憶装置に記憶させた情報を所定のタイミングで送信機３０を介して送信する。送信機３０から送信された情報は通信衛星２００を経由して基地局３００で受信され、管理サーバ５００へ送信される。

送信制御部２０ｈは、補正係数決定部２０ｂにより補正係数が決定される度に、ブーム角度θｂ（ｍ）に対応する補正係数Ｋ（ｍ）を表す情報を送信機３０により管理サーバ５００へ送信する。送信制御部２０ｈは、ゼロ点異常判定部２０ｃによりゼロ点異常が発生していると判定された場合、ゼロ点異常が発生していることを表す情報を送信機３０により管理サーバ５００へ送信させる。送信制御部２０ｈは、信号異常判定部２０ｆにより断線異常または短絡異常が発生していると判定された場合、断線異常または短絡異常が発生していることを表す情報を送信機３０により管理サーバ５００へ送信させる。

図７は、管理サーバ５００の構成を示すブロック図である。管理サーバ５００は、制御装置５１０と、記憶部５２０と、通信部５３０とを有する。制御装置５１０は、ＣＰＵや周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。制御装置５１０は、記憶部５２０に予め記憶されている制御プログラムを読み込んで実行することにより、管理サーバ５００の各部を制御する。記憶部５２０は、たとえば固定ディスク等の不揮発性の記憶装置である。通信部５３０は、所定の手順に則ってネットワーク４００を介したデータ通信（送信および受信）を行う。通信部５３０で受信する情報には、上述した補正係数Ｋ（ｍ）や異常判定されたことを表す情報が含まれる。制御装置５１０には表示装置５４０が接続されており、制御装置５１０は記憶部５２０やゼロ点調整情報データベース６００、顧客情報データベース７００に格納された情報を表示装置５４０の表示画面に表示させる。

制御装置５１０には、ゼロ点調整情報データベース６００および顧客情報データベース７００が接続されている。図８は、ゼロ点調整情報データベース６００に格納される情報の一例を示す図である。制御装置５１０は、ゼロ点調整情報データベース６００に、基地局３００を介して各クレーン１００から受信した補正係数６３０と、補正係数６３０を受信した日時を表す日時情報６１０と、補正係数６３０を送信したコントローラ２０を有するクレーン１００、すなわち補正係数６３０の発信元に対応するクレーン１００に固有の作業機ＩＤ６２０とをそれぞれ関連付けて記憶する。

図９は、顧客情報データベース７００に格納される情報の一例を示す図である。顧客情報データベース７００には、クレーン１００毎に、クレーン１００の作業機ＩＤ７１０と、クレーン１００を保有する顧客に関する１以上の顧客情報７２０と、１以上の顧客の送付先アドレス７５０とが関連付けて格納されている。なお、一の作業機ＩＤ７１０に対応する顧客の送付先アドレス７５０は、任意に変更することができる。一の作業機ＩＤ７１０に対応する顧客の送付先アドレス７５０を複数設定することもできる。

図７に示す制御装置５１０は、ゼロ点調整情報データベース６００に記憶された補正係数６３０および日時情報６１０を、補正係数６３０を受信したときに自動で表示装置５４０に表示させる、あるいは、管理サーバ５００の管理者による操作により、表示装置５４０に表示させる。

図１０は、コントローラ２０により実行される補正係数決定・送信処理の動作の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、たとえば、入力部２０３に対して補正係数設定ガイダンスの実行操作がなされることにより開始される。図示していないが、コントローラ２０は、所定の制御周期でブーム角度センサ２０２からのブーム角度θｂの情報を取得し、記憶装置に記憶する。なお、図１０に示す処理が開始される前に、作業者による入力部２０３に対する操作により、ブーム長さやフック１０８の質量、フックロープ掛け数が設定されている。

図１０に示すように、ステップＳ１０１において、コントローラ２０は、表示装置２０７に「空フックにしてください」というメッセージを表示させてステップＳ１０３へ進む。ステップＳ１０３において、コントローラ２０は、入力部２０３に対して、空フックへの作業が完了したことを指示するための作業完了操作が作業者によってなされたか否かを判定する。ステップＳ１０３で肯定判定されるとコントローラ２０は空フック状態であると判定し、ステップＳ１０６へ進む。ステップＳ１０３で否定判定されるとコントローラ２０は空フック状態でないと判定し、ステップＳ１０１に戻る。なお、ステップＳ１０３における空フック判定処理は、ロードセル２０１で検出された張力が予め記憶装置に記憶されている閾値未満ときには空フック状態であると判定し、ロードセル２０１で検出された張力が閾値以上のときには空フック状態でないと判定してもよい。

ステップＳ１０６において、コントローラ２０は、表示装置２０７に「ブームを上限停止するまで起立させてください」というメッセージを出力させてステップＳ１１１へ進む。ステップＳ１１１において、コントローラ２０は、ブーム１０４の起伏角度が上限位置に達しているか否か、すなわちブーム角度θｂが上限位置に対応する角度よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ１１１で肯定判定されるとステップＳ１１３へ進み、否定判定されるとステップＳ１０６へ戻る。

ステップＳ１１３において、コントローラ２０は、停止装置２０６に停止信号を出力して、起伏ウインチ１０６の油圧モータ（不図示）の駆動を停止させ、ステップＳ１１６へ進む。

ステップＳ１１６において、コントローラ２０は、表示装置２０７に「微速で倒伏させてください」というメッセージを表示させてステップＳ１１８へ進む。ステップＳ１１８において、コントローラ２０は、操作レバーによってブーム下げ操作が行われたか否かを判定する。ステップＳ１１８で肯定判定されるとステップＳ１２０へ進み、否定判定されるとステップＳ１１６へ戻る。

ステップＳ１２０において、コントローラ２０は、停止装置２０６に停止解除信号を出力して、起伏ウインチ１０６の油圧モータ（不図示）の駆動停止を解除させ、ステップＳ１２１へ進む。

ステップＳ１２１において、コントローラ２０は、ブーム１０４の起伏角度が下限位置に達しているか否か、すなわちブーム角度θｂが下限位置に対応する角度よりも小さいか否かを判定する。ステップＳ１２１で否定判定されるとステップＳ１２６へ進み、肯定判定されるとステップＳ１３１へ進む。

ステップＳ１２６において、コントローラ２０は、ブーム角度センサ２０２で検出されたブーム角度θｂの情報とロードセル２０１で検出された起伏ロープ１１２に作用するロープ張力Ｔの情報とを読み込んで、記憶装置に記憶させ、ステップＳ１２１へ戻る。この記憶処理では、ブーム角度θｂがθｂ（１）〜θｂ（ｎ）までの範囲にある状態において、Δθごとに実行され、ブーム角度θｂ（ｍ）ごとにロープ張力Ｔ（ｍ）が記憶される。

たとえば、ｎ＝６の場合、θｂ（１）のときに検出されたロープ張力Ｔをロープ張力Ｔ（１）として記憶装置に記憶させ、θｂ（２）のときに検出されたロープ張力Ｔをロープ張力Ｔ（２）として記憶装置に記憶させる。同様に、Δθごとに、θｂ（３），θｂ（４）・・・θｂ（６）まで、検出したロープ張力Ｔをロープ張力Ｔ（３），Ｔ（４）・・・Ｔ（６）として記憶装置に記憶させる。なお、θｂ（１）〜θｂ（６）の大小関係は、θｂ（１）＞θｂ（２）＞θｂ（３）＞θｂ（４）＞θｂ（５）＞θｂ（６）である。

ステップＳ１３１において、コントローラ２０は、停止装置２０６に停止信号を出力して、起伏ウインチ１０６の油圧モータ（不図示）の駆動を停止させ、ステップＳ１３６へ進む。

ステップＳ１３６において、コントローラ２０は、上述した式（３）より、補正係数Ｋ（ｍ）（ｍ＝１，２，・・・，ｎ−１，ｎ）を演算し、記憶装置に記憶させ、ステップＳ１４１へ進む。ステップＳ１４１において、コントローラ２０は、補正係数Ｋ（ｍ）を表す情報を送信機３０を介して、基地局３００に送信して、ステップＳ１４６へ進む。

ステップＳ１４６において、コントローラ２０は、補正係数Ｋ（ｍ）の絶対値が閾値（１＋α）よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ１４６で肯定判定されると、すなわちゼロ点異常が発生していると判定されるとステップＳ１５１へ進み、ステップＳ１４６で否定判定されると、すなわち正常と判定されると図１０に示す処理を終了する。

ステップＳ１５１において、コントローラ２０は、記憶装置に記憶されたゼロ点異常が発生していることを表す表示画像を表示装置２０７に表示させるとともに、ゼロ点異常を表す情報を送信機３０を介して、基地局３００に送信して、図１０に示す処理を終了する。

図１０に示すフローチャートの処理にしたがって行われる作業者による作業について説明する。作業者が、入力部２０３に対して補正係数設定ガイダンスの実行操作を行うと、表示装置２０７に「空フックにしてください」というメッセージが表示される（ステップＳ１０１）。

作業者は、吊り荷がフック１０８に吊り下げられている場合、メッセージにしたがって、フック１０８から吊り荷を取り外して、入力部２０３に対して作業完了操作を行う。作業完了操作が行われると、表示装置２０７に「ブームを上限停止するまで起立させてください」というメッセージが表示される（ステップＳ１０３→Ｓ１０６）。

ブーム１０４が上限位置にない場合、作業者は、メッセージにしたがって、ブーム操作レバーを上げ側に操作し、ブーム１０４を起立させる。ブーム１０４を上限位置まで起立させると、ブーム１０４が自動で停止して、表示装置２０７に「微速で倒伏させてください」というメッセージが表示される（ステップＳ１１１→Ｓ１１３→Ｓ１１６）。

作業者は、メッセージにしたがって、ブーム操作レバーを下げ側に操作し、ブーム１０４をゆっくりと倒伏させる（ステップＳ１１８→Ｓ１２０）。ブーム１０４の倒伏動作中には、ロードセル２０１で検出されたロープ張力Ｔが所定の制御周期ごとに取得され、所定の起伏角度θｂ（ｍ）（ｍは、１からｎまでの整数）となったときのロープ張力Ｔ（ｍ）が記憶装置に記憶される（ステップＳ１２１→Ｓ１２６）。ロープ張力Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）は、たとえばブーム１０４の起伏角度がθｂ（１）＝８０度、θｂ（２）＝７０度、θｂ（３）＝６０度、θｂ（４）＝５０度、θｂ（５）＝４０度、θｂ（６）＝３０度まで１０度変化するごとに設定され、６つの張力Ｔ（ｍ）の情報が記憶装置に記憶される。

ブーム１０４が下限位置まで倒伏すると、ブーム１０４が自動で停止する（ステップＳ１２１→Ｓ１３１）。補正係数Ｋ（ｍ）（ｍ＝１，２，・・・，ｎ−１，ｎ）が算出され、図５に示すテーブルが記憶装置に記憶され（ステップＳ１３６）、算出された補正係数Ｋ（ｍ）を表す情報が管理サーバ５００に送信される（ステップＳ１４１）。

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）本実施の形態に係るクレーン１００は、吊り荷の荷重を検出するロードセル２０１を備えた建設機械であって、ロードセル２０１のゼロ点の補正に用いる補正係数Ｋ（ｍ）を決定し、クレーン１００と通信可能に設けられた管理サーバ５００に対して、補正係数Ｋ（ｍ）を送信機３０により送信させるコントローラ２０を備えている。これにより、作業遅延を防止することができる。

ゼロ点調整を実行し、ゼロ点異常が報知されると、車両の転倒を防止するため、クレーン１００による作業を行うことができなくなり、ロードセル２０１を点検する必要性が生じる。ロードセル２０１を点検する場合、ブーム１０４を地面に倒伏させ、ロードセル２０１に取り付けられた起伏ロープ１１２を取り外した上で、ロードセル２０１の電圧値を測定する。作業期間中にロードセル２０１の点検の必要性が生じた場合、その点検には手間がかかるので、作業工程に大きな影響を与えてしまい作業遅延が発生するおそれがある。

ロードセル２０１のゼロ点のずれが大きくなる傾向は、経年劣化に起因する断線や短絡などの荷重検出装置の不具合につながる予兆といえる。作業中にロードセル２０１に不具合が発生した場合、過負荷防止装置によりクレーン１００の動作が制限される。この場合にも、作業を中断して、点検、交換を行う必要があるので、作業工程に大きな影響を与えてしまい作業遅延が発生するおそれがある。

これに対して、本実施の形態では、管理サーバ５００に送信された情報に基づいて、管理サーバ５００の管理者が、ロードセル２０１にゼロ点異常や断線異常、短絡異常の予兆があることを知ることができる、すなわち、ロードセル２０１を点検する時期に近づいたことを知ることができる。このため、管理サーバの管理者は、クレーン１００を操作する作業者や、作業者を指導する現場監督者に電話などで、ロードセル２０１のゼロ点異常や断線異常、短絡異常の予兆があること、ならびに、ロードセル２０１を点検する時期に近づいたことを伝えることができる。作業者は、作業工程に影響を与えないタイミング（たとえば、休車時や作業現場を移る日など）でロードセル２０１の点検を行うことができる。その結果、作業中に意図せずにロードセル２０１の不具合（断線異常や短絡異常）が生じたときや、作業前のゼロ点調整時におけるゼロ点異常が発生したことに伴い作業が中断されることを防止することができ、作業遅延を防止することができる。

−第２の実施の形態−
図１１を参照して、第２の実施の形態に係る管理サーバ５００について説明する。第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図１１は、管理サーバ５００の制御装置５１０により実行されるロードセル２０１の異常の予兆判定・送信処理の動作の一例を示すフローチャートである。第２の実施の形態に係る管理サーバ５００は、第１の実施の形態と同様の構成を有する（図７参照）。

第２の実施の形態に係る管理サーバ５００の制御装置５１０は、通信部５３０における補正係数６３０の受信間隔Δｔが閾値Δｔ０よりも短くなった場合、ロードセル２０１の異常の予兆ありと判定する判定部としての機能を備えている。受信間隔は、前回受信した補正係数６３０の受信日時情報と今回受信した補正係数６３０の受信日時情報とから演算される。

顧客情報データベース７００には、各作業機ＩＤに関連付けられた閾値Δｔ０を表す情報が記憶されている。受信間隔の閾値Δｔ０は、クレーン１００に搭載されるロードセル２０１の仕様や、クレーン１００の機種等によって予め定められている。

判定部として機能する制御装置５１０は、補正係数Ｋ（ｍ）の絶対値が閾値（１＋β）以下の場合、すなわち、補正係数Ｋ（ｍ）が基準値である１から所定範囲内にある場合はロードセル２０１の異常の予兆なしと判定する。判定部として機能する制御装置５１０は、補正係数Ｋ（ｍ）の絶対値が閾値（１＋β）よりも大きい場合、すなわち、補正係数Ｋ（ｍ）が基準値である１から所定範囲内にない場合はロードセル２０１の異常の予兆ありと判定する。

閾値（１＋β）は、閾値（１＋α）よりも小さい値であり（β＜α）、ロードセル２０１の仕様やクレーン１００の機種等が考慮され、予め試験等により定められる。閾値（１＋β）は、顧客情報データベース７００に予め記憶されており、作業機ＩＤに対応して設定されている。つまり、閾値（１＋β）は、作業機ＩＤごとに任意に設定される。

制御装置５１０は、異常の予兆ありと判定されると、その判定結果を表す表示画像を表示装置５４０に表示させるとともに補正係数Ｋ（ｍ）の情報を送信したクレーン１００の作業機ＩＤに関連付けられた送付先アドレス７５０に異常の予兆ありと判定された結果を表す情報を通信部５３０に送信させる。

制御装置５１０は、補正係数６３０が入力される度に、図１１に示す処理を実行する。ステップＳ２１０において、制御装置５１０は、通信部５３０で受信した補正係数Ｋ（ｍ）およびこの補正係数Ｋ（ｍ）を送信したクレーン１００の作業機ＩＤの情報を、受信した日時情報と関連付けて記憶して、ステップＳ２１５へ進む。

ステップＳ２１５において、制御装置５１０は、顧客情報データベース７００に記憶された複数の閾値（１＋β）の中から今回受信した作業機ＩＤに対応する閾値（１＋β）を選択する。ステップＳ２１５において、制御装置５１０は、補正係数Ｋ（ｍ）の絶対値が閾値（１＋β）よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ２１５で肯定判定されると、すなわち異常の予兆ありと判定されるとステップＳ２５０へ進み、ステップＳ２１５で否定判定されると、すなわち異常の予兆なしと判定されるとステップＳ２２０へ進む。

ステップＳ２２０において、制御装置５１０は、今回受信した補正係数Ｋ（ｍ）の発信元であるクレーン１００を特定する。ステップＳ２２０において、制御装置５１０は、特定したクレーン１００における前回受信した補正係数Ｋ（ｍ）に関連付けられた日時情報と、今回受信した補正係数Ｋ（ｍ）に関連付けられた日時情報とから、受信間隔Δｔを演算し、記憶部５２０に記憶して、ステップＳ２３０へ進む。

ステップＳ２３０において、制御装置５１０は、顧客情報データベース７００に記憶された複数の閾値Δｔ０の中から今回受信した作業機ＩＤに対応する閾値Δｔ０を選択する。ステップＳ２３０において、制御装置５１０は、受信間隔Δｔが閾値Δｔ０以下であるか否かを判定する。ステップＳ２３０で肯定判定されると、すなわち異常の予兆ありと判定されるとステップＳ２５０へ進み、ステップＳ２３０で否定判定されると、すなわち異常の予兆なしと判定されると図１１に示す処理を終了する。

ステップＳ２５０において、制御装置５１０は、顧客情報データベース７００に記憶された１以上の送付先アドレス７５０のうち、補正係数Ｋ（ｍ）の情報を送信したクレーン１００の作業機ＩＤに関連付けられた送付先アドレス７５０を選択して、ステップＳ２６０へ進む。

ステップＳ２６０において、ステップＳ２５０（送信先特定処理）で選択された送付先アドレス７５０に対応する情報端末に対して、ロードセル２０１における異常の予兆があると判定された結果を表す情報を、通信部５３０を介して送信して図１１に示す処理を終了する。

このような第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果に加えて次のような作用効果を奏する。
（２）管理サーバ５００は、補正係数Ｋ（ｍ）を受信する通信部５３０と、補正係数Ｋ（ｍ）が、基準値から所定範囲内にある場合は異常の予兆なしと判定し、補正係数Ｋ（ｍ）が所定範囲内にない場合は異常の予兆ありと判定し、異常の予兆ありと判定されたことを表示装置５４０に表示させる制御装置５１０とを備えている。

これにより、異常の予兆ありと判定されたことを管理サーバ５００の管理者が閲覧することによって、ロードセル２０１における異常の予兆があること、すなわち、ロードセル２０１の点検が必要であることについて、管理者からクレーン１００の作業者や、現場監督者に向けて連絡することができる。その結果、ロードセル２０１の異常に伴い作業が中断されることを防止することができ、作業遅延を防止することができる。

（３）管理サーバ５００の制御装置５１０は、異常予兆条件である「通信部５３０における補正係数Ｋ（ｍ）の受信間隔Δｔが所定の間隔Δｔ０よりも短くなったこと」が満たされた場合、異常の予兆ありと判定する。

これにより、上記（２）と同様に、管理者がロードセル２０１における異常の予兆があることを知ることができ、その旨を作業者や現場監督者に向けて連絡することができる。その結果、ロードセル２０１の異常に伴い作業が中断されることを防止することができ、作業遅延を防止することができる。

（４）顧客情報データベース７００には、１以上の情報端末を表す登録情報としての送付先アドレス７５０が予め記憶されている。制御装置５１０は、顧客情報データベース７００に記憶された１以上の情報端末を表す登録情報のうち、補正係数Ｋ（ｍ）を表す情報を送信したクレーン１００に関連付けられた情報端末８００の登録情報を選択する。制御装置５１０は、この登録情報に対応する情報端末８００に対して、ロードセル２０１における異常の予兆ありと判定されたことを表す情報を通信部５３０により送信させる。

これにより、管理者が介在することなく、自動で、ロードセル２０１における異常の予兆があること、すなわち、ロードセル２０１の点検が必要であることを表す情報が作業者、現場監督者が備える情報端末８００に送信されるので、クレーン１００の管理が容易になる。

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。
（変形例１）
第２の実施の形態では、制御装置５１０が、通信部５３０における補正係数Ｋ（ｍ）の受信間隔Δｔが所定の間隔Δｔ０よりも短くなったときに、異常の予兆ありと判定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。たとえば、制御装置５１０は、通信部５３０における補正係数Ｋ（ｍ）の受信回数が所定の回数よりも多くなったときに、異常の予兆ありと判定してもよい。制御装置５１０は、補正係数Ｋ（ｍ）の受信間隔Δｔと受信回数の両者に基づいて、異常の予兆ありと判定してもよい。

（変形例２）
上述した実施の形態では、起伏ロープ１１２の張力を検出し、その検出結果に基づいて吊荷重の算出を行う例について説明したが、本発明はこれに限定されない。起伏ロープ１１２の一端にロードセル２０１を取り付けることに代えて、フック１０８などに荷重検出装置を取り付け、この荷重検出装置で検出された荷重に基づいて吊荷重を算出してもよい。

（変形例３）
上述した実施の形態では、報知制御部であるコントローラ２０の表示制御部２０ｇや制御装置５１０が、情報を表示画像で報知させる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。音声発生装置に情報を音声で報知させる音声制御部を報知制御部として備えるようにしてもよい。

（変形例４）
上述した実施の形態では、建設機械の一例としてクレーン１００について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、埠頭クレーン、天井クレーンなどの吊装置を備えた種々の建設機械を管理する管理システムに適用することもできる。

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。

１ 管理システム、２０ コントローラ（荷重検出装置、補正係数決定部、第１送信制御部）、３０ 送信機（第１送信部）、１００ クレーン、２０１ ロードセル（荷重検出装置）、５００ 管理サーバ、５１０ 制御装置（判定部、報知制御部、第２送信制御部）、５３０ 通信部（受信部、第２送信部）、５４０ 表示装置（報知装置）、６００ ゼロ点調整情報データベース（記憶装置）、７００ 顧客情報データベース（記憶装置）、７５０ 送付先アドレス（登録情報）、８００，９００ 情報端末

Claims (5)

1. 吊り荷の荷重を検出する吊荷重検出装置を備えた建設機械と、前記建設機械と通信可能に設けられた管理サーバとを含む管理システムであって、
   前記建設機械は、
   前記吊荷重検出装置のゼロ点の補正に用いる補正係数を決定する補正係数決定部と、
   前記管理サーバに対して、前記補正係数を第１送信部により送信させる第１送信制御部と、
   前記補正係数が、第１の所定範囲内にある場合は異常なしと判定し、前記第１の所定範囲内にない場合は異常ありと判定する第１の判定部と、
   前記第１の判定部により異常ありと判定されたことを第１の報知装置に伝える第１の報知制御部とを備え、
   前記管理サーバは、
   前記第１送信部により送信される前記補正係数を受信する受信部と、
   前記受信部で受信される補正係数が、前記第１の所定範囲より狭い範囲である第２の所定範囲内にある場合は異常の予兆なしと判定し、前記補正係数が前記第２の所定範囲内にない場合は異常の予兆ありと判定する第２の判定部と、
   前記第２の判定部により異常の予兆ありと判定されたことを第２の報知装置に報知させる第２の報知制御部とを備えている、
   管理システム。
2. 吊り荷の荷重を検出する吊荷重検出装置を備えた建設機械と、前記建設機械と通信可能に設けられた管理サーバとを含む管理システムであって、
   前記建設機械は、
   作業者が入力部を介して実行開始の指示を入力することで、前記吊荷重検出装置のゼロ点の補正に用いる補正係数を決定する補正係数決定部と、
   前記補正係数決定部により前記補正係数が決定される都度、前記補正係数を第１送信部により送信させる第１送信制御部とを備え、
   前記管理サーバは、
   前記第１送信部により送信される前記補正係数を受信する受信部と、
   前記受信部で受信される補正係数の受信間隔が、所定の間隔よりも短くなったこと、および、前記受信部における前記補正係数の受信回数が所定の回数よりも多くなったことの少なくともいずれか一方の条件が満たされた場合、異常の予兆ありと判定する判定部と、
   前記判定部により異常の予兆ありと判定されたことを報知装置に報知させる報知制御部とを備えている、
   管理システム。
3. 請求項１に記載の管理システムにおいて、
   前記第２の判定部は、建設機械を識別する識別情報ごとに設定されている第２の所定範囲を記憶装置から取得し、取得した第２の所定範囲を用いて判定する、
   管理システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の管理システムにおいて、
   前記管理サーバは、さらに、
   異常の予兆ありと判定される場合、記憶装置に記憶された１以上の情報端末を表す登録情報のうち、前記補正係数を送信した建設機械に関連付けられた情報端末を表す登録情報を選択し、前記選択された登録情報に対応する前記情報端末に対して、異常の予兆ありと判定されたことを第２送信部により送信させる第２送信制御部とを備えている、
   管理システム。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の管理システムに含まれる管理サーバ。

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