JP6580098B2 - 吊上げシステム - Google Patents

Description

本発明は、吊上げシステムに関する。

クレーンを無線操作する場合に使用される無線機器に関連する技術として、例えば、特許文献１（特開平０９−０８６８８５号公報）、特許文献２（特開２００４−１２８６５２号公報）がある。

特許文献１には、「制御盤３６における受信部３３は、無線送信機３５から電送される無線信号を受信して弱電系の直列の操作信号に変換する。インバータ主制御部３２は、この操作信号を取り込んでインバータ主回路部３１を制御する。（要約参照）」と記載されている。

また、特許文献２（特開２００４−１２８６５２号公報）には、「遠隔制御装置１に、マニュアルシフト機能を設けて、キャリアセンスを開始するチャネル（周波数）を変更できるようにする。また、マニュアルシフト機能によってスタートチャネルを変更すると、このスタートチャネルを記憶部１３に記憶させる。これにより、電源をオフしてからしばらくしてオンしても、電源をオフする前に変更したチャネルからキャリアセンスを開始できる。さらに、遠隔制御装置１は、キャリアセンス時にチャネルの自動選択モードを設定した場合、電源をオフ・オンする毎に、キャリアセンスを開始するチャネルを別のチャネルに変更するように設定する。（要約参照）」と記載されている。

特開平０９−０８６８８５号公報 特開２００４−１２８６５２号公報

特許文献１には、マイクロコンピュータから無線通信機からの操作情報を認識できるようにされているが、制御対象の情報については考慮されていないため、制御機器が異常動作をした場合の対応については開示されていない。

すなわち、特許文献１では、制御対象であるクレーンを制御する制御機器が異常動作をした場合、無線受信機の異常であるのか、あるいはクレーンを制御する制御機器の異常であるのかの判断が困難となることについては考慮されていない。

また、特許文献２では、無線通信の混信を防止するために、現在選択しているチャンネルを変更することは可能である。しかし、特許文献２には、無線通信機のチャンネルを変更することは開示されているが、同一の無線機器を複数台使用している場合における計画的なチャンネル設定については記載されていない。このため、特許文献２では、無線通信機と制御対象との異常が生じた場合等に両者の情報を取得し、異常状態が無線通信機の混信である場合に、無線通信機の通信チャネルを変更して通信を可能にすることについては考慮されていない。

本発明の目的は、クレーンを制御する制御機器が有する内部データをユーザが取得することが可能な吊上げシステムを提供することにある。

本発明の一態様に係る吊上げシステムは、操作指示を送信する無線送信機から、少なくともクレーンを動作させるための操作情報を受信する無線受信機と、前記無線受信機から取得した内部データを表示する表示部と、前記操作情報に基づいて前記クレーンを動作させるクレーン制御機と、を有することを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る吊上げシステムは、操作指示を送信する無線送信機から、少なくともクレーンを動作させるための操作情報を受信する無線受信機と、少なくとも前記無線送信装置の通信帯域の情報を表示する表示部と、前記操作情報に基づいて前記クレーンを動作させる制御部と、を有することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、クレーンを制御する制御機器が有する内部データをユーザが取得することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る吊上げシステムの制御構成を示すブロック図である。 無線受信機とクレーン制御機間のシリアル通信の概念図である。 クレーン制御機の無線受信機からの操作情報を検出する処理のフロー図である。 クレーン制御機が無線受信機に対して要求するコマンドを選択する処理のフロー図である。 表示部及び操作入力部の一例である。 クレーン制御部が無線受信機の内部データを表示する表示例である。 本発明の実施の形態２に係る吊上げシステムの制御構成を示すブロック図である。 クレーンを無線操作する無線装置の無線通信を確立するまでの概念図である。 表示部及び入力部の一例である。 各チャンネルの通信状態の表示例である。 チャンネル設定の操作方法を示す例である。 送信機のチャンネルの変更方法を示す例である。 図５に示す表示部の変形例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

実施の形態１

まず、図１〜図６を参照して、実施の形態１について説明する。

図１に示すように、クレーン操作者が操作する無線送信機１の操作指示を無線受信機２が受け取り、無線受信機２がクレーン制御機３へ操作指示を伝える。これにより、クレーン制御機３は、ブレーキ１４、モータ１５を動作させることでクレーンが動作する。

無線受信機２は、アンテナ４、通信部５、無線受信機用の制御部６、無線受信機用の記憶部７及び出力部８を有する。クレーン制御機３は、無線入力部９、クレーン制御部１０、クレーン記憶部１１、表示部１２及び表示操作入力部１３を有する。

無線受信機２がクレーン制御機３へ操作指示を伝えるために、無線受信機２の出力部８とクレーン制御部３の無線入力部９の接続は、例えば、図２に示すようにシリアル通信で実施する。クレーン制御部３が無線受信機２に対して、データ要求コマンドを送信することで、無線受信機２はデータ要求コマンドに応じたデータをクレーン制御部３への応答として出力する。

データ要求コマンドは、例えば、無線送信機１の操作情報や、無線受信機２の異常検出情報等の内部データを取得できるよう、取得するデータ分類毎に分けていても良い。あるいは、全ての情報を一つの要求コマンドで全て取得できるようにしても良い。

ここで、クレーンを運転する場合、位置決めのためや、吊荷の玉掛け状態を確かめるために、短い時間間隔、例えば２００ｍｓ以下の時間間隔で動作・停止を繰り返す運転、すなわちインチング運転が必要となる。インチング運転を可能とするために、無線受信機２の操作情報の取得は短時間で実施するのが望ましい。このため、データ要求コマンドを送信するタイミングは、例えば、２ｍｓ間隔で実施すれば、クレーン制御部１０の処理時間及びブレーキ１４の動作時間を加味しても、十分なインチング運転が可能となる。

次に、図３を参照して、クレーン制御機３が無線受信機２の操作情報を取得する処理について説明する。

クレーン制御部１０は取得した操作情報をもとにブレーキ１４及びモータ１５を制御してクレーンを動作させる。しかし、ノイズ等の影響で通信波形が乱れ、操作情報が認識できない状態が連続すると暴走の恐れがある。よって、このような認識できない状態が連続した場合は、クレーンを停止させる処理をクレーン制御部１０は実施する。

図３を参照すると、まず、データ受信済みであるか確認する（Ｓ１０１）。データ受信済みであるのならば、受信したデータが正常であるか確認する（Ｓ１０２）。受信したデータが異常であれば、５回連続異常データを受信したのかを確認する（Ｓ１０５）。異常データ受信回数が５回未満ならば、異常データ受信カウントを＋１する（Ｓ１０８）。異常データ受信回数が５回以上であるならば、今まで保持していた操作情報を全てクリアするとともに（Ｓ１０６）、クレーンを停止させる処理を実行する（Ｓ１０７）。受信データが正常である場合は、異常データ受信回数をクリアするとともに（Ｓ１０３）、受信したデータから操作情報を取得する（Ｓ１０４）。このようにして、操作情報検出処理が完了する。

次に、図４を参照して、クレーン制御機３が無線受信機２へ送信する要求コマンドを選択する処理について説明する。

無線受信機２が検出したエラー情報等の内部データ取得を、操作情報取得のためのデータ要求コマンドと分ける場合、内部データ取得時には、同時に操作情報を取得できない。このため、操作情報の取得が遅れ、操作のレスポンスが悪くなることが想定される。

そこで、内部データ取得時には、クレーンの動作を禁止させることで、操作のレスポンスや取得するデータ数を気にすることなく通信が可能となる。なお、無線受信機２の内部データを確認する際は、クレーン制御機３の操作入力部１３や表示部１２の近くに居る必要がある。通常、クレーン制御機３はクレーンに取付けられているため、安全のためクレーンを操作しながら内部データを確認することはない。よって、内部データ取得時、クレーンの動作を禁止しても問題はない。

図４を参照すると、クレーン制御機３が無線受信機２へ送信する要求コマンドを選択する処理は、まず、クレーン制御機３の表示操作入力部１３により、無線受信機２の内部データを表示させる操作がされているか判断する（Ｓ２０１）。内部データを表示させる操作がされていれば、現在の操作情報をクリアするとともに（Ｓ２０２）、クレーンの停止処理を実施し（Ｓ２０３）、内部データ要求コマンド送信処理を実施する（Ｓ２０４）。内部データを表示させる操作がされていなければ、操作情報要求コマンド送信処理を実施する（Ｓ２０５）。このようにして、要求コマンド送信処理が完了する。

図１に示すように、クレーン制御機３は、受信した内部データを表示させるため、表示部１２と表示操作入力部１３を備える。図５は、表示部１２と表示操作入力部１３の配置を示した図である。

図５を参照すると、表示部１２は、例えば、７セグメントＬＥＤ表示器を用いる。一方、表示操作入力部１３は数値等変更するための、ＵＰキー、ＤＯＷＮキー、変更した数値等を決定するＥＮＴＥＲキー、変更した数値をもとに戻す等のＣＡＮＣＥＬキーを備える。

図６は、実際に無線受信機２の内部データの表示例である。無線受信機２の各内部データを機能コード１６に割り振り、表示操作入力部１３のＵＰキー、ＤＯＷＮキーを操作しながら、表示させたい内部データを表示操作入力部１３で選択する。表示させたい内部データが割り振られた機能コード１６が決定したら、表示操作入力部１３のＥＮＴＥＲキーを押すことで、表示部１２に内部データを表示する。

図６に示すように、表示部１２に表示される内部データ１７は、来歴Ｎｏ、エラーコード、エラー検出時の操作状態から成る。そして、表示部１２に表示される内部データ１７は、表示操作入力部１３のＵＰキー、ＤＯＷＮキーを操作しながら、順次表示部１２に表示される。このようにして、表示部１２に内部データを表示することができるので、内部データを変更して、無線受信機２に設定することも可能である。

ここで、内部データとは、例えば上記したように、来歴Ｎｏ、エラーコード、エラー検出時の操作状態を含む概念である。

本実施の形態１により、無線受信機２が検出したエラー情報や運転情報等を表示することで、無線受信機２の異常発生時の要因解析が容易になる。さらに、無線受信機２の内部データが変更できるので、使用するクレーンに合わせた最適な設定のカスタマイズが容易になる。

本実施の形態１は、図５に示す表示部１２によって、７セグメントＬＥＤにより文字情報をユーザに伝達することができるが、表示部１２の変形例について図１３を用いて説明する。

図１３に表示部１２ａを示し、左から順に第１のＬＥＤ３１０、第２のＬＥＤ３２０、第３のＬＥＤ３３０が配置されている。本変形例は、図５に示す表示部１２の代わりに表示部１２ａを接続することにより実施可能である。これらのＬＥＤ３１０、３２０、３３０は予め表示内容を特定しておくことで、任意の情報を表示することができる。その一例について説明する。

第１のＬＥＤ３１０は、無線通信手段が受信する電界強度を示す。電界強度が通信に十分な場合に点灯し、電界強度が通信に不十分な場合に消灯することで、正常な通信を維持することを示すことができる。他方、電界強度が不十分な場合に点灯することもでき、この場合は、エラー状態を示すことが可能である。

また、電界強度を示す第１のＬＥＤ３１０は複数のＬＥＤであっても実施でき、この場合は、電界強度を複数段階で表現することができる。例えば、第１のＬＥＤ３１０を３つ設けた場合について説明する。

第１のＬＥＤ３１０が２つ点灯していれば通信に適した電界強度である場合、１つ点灯していれば通信はできるが電界強度が２つ点灯した状態よりも弱い場合、３つ点灯していれば２つ点灯した状態よりも強い電界強度である場合を示すことができる。また、第１のＬＥＤ３１０が３つとも消灯していれば、通信ができない程度の電界強度であることを示すことができる。

さらに、第１のＬＥＤが１つの場合に、ＬＥＤをＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）駆動させ、デューティ比を変えることで第１のＬＥＤ３１０の明るさを変更することができる。これにより、操作者が視認できる明るさが変更され、電界強度を示すことができる。また、デューティ比の変更によって明るさを調整し、さらに例えば、ディーティ比５０％とディーティ比０％を交互に所定時間繰り返すことで、特定の明るさとＯＮ／ＯＦＦ状態を組み合わせることも可能である。

また、第２のＬＥＤ３２０は、操作情報の一例として、操作者がモータ駆動装置等に異常を検出した場合に、入力部に警報を発信する情報を入力すると、モータ駆動装置に取り付けられた警報が鳴っている状態に点灯する。

これにより、操作者が警報を発信する信号が送信されたことを視覚的に知ることができる。さらに、他の一例として、モータ駆動装置に取り付けられた照明のＯＮ／ＯＦＦ情報、主電源のＯＮ／ＯＦＦ情報を示すことができる。

次に、第３のＬＥＤ３３０により、通信データエラーの確認をする方法について説明する。通信されたパケットについてオーバーラン、パリティ等の検定を行い、検定結果が正しい場合、すなわち通信が正常に行われている際には点灯する。あるいは、正常時に消灯してもよい。

上記した変形例により、ＬＥＤ３１０、３２０、３３０と予め特定された表示する情報が１対１の関係となることで、操作者がＬＥＤ３１０、３２０、３３０のＯＮ／ＯＦＦ状態またはその明るさを確認するだけで、瞬時にモータ駆動装置に関する状態または操作情報を確認することができる。

上記した本発明の実施の形態１によれば、クレーンを制御する制御機器が有する内部データをユーザが取得することが可能となる。また、クレーンを制御する制御機器が異常動作をした場合に、無線受信機の異常であるのか、あるいはクレーンを制御する制御機器の異常であるのかの判断に役立てることが可能となる。

実施の形態２

次に、図７〜図１２を参照して、実施の形態２について説明する。

まず、図７を参照すると、クレーン操作者が操作する無線送信機１は、送信機用の入力部１１０、送信機用の制御部１２０、送信機用の通信部１３０、送信機用の記憶部１４０及び送信機用のアンテナ１５０を有する。一方、無線送信機１の電波を受信する無線受信機７は、受信機用の通信部５、受信機用の制御部６、受信機用の出力部８、受信機用の記憶部７、受信機用のアンテナ２３０、受信機用の入力部２１０及び受信機用の表示部２２０を有する。

無線操作の制御の流れは、送信機用の入力部１１０の状態を送信機用の制御部１２０が判断し、送信機用の通信部１３０より操作指示を無線通信で発信する。無線受信機２は、無線送信機１からの無線通信を受信機用の通信部５で受信し、受信機用の制御部６で制御を判断し、受信機用の出力部８から操作信号を出力することによりクレーン７０の運転を制御する。

一般的に、クレーン７０に使用される特定小電力の無線機は、個別の識別番号（ＩＤ）を持ち、無線送信機１から送信されてくる通信データにＩＤ情報も含まれている。そして、無線受信機２は、受信したＩＤ情報が自身の持つＩＤ情報と一致しなければ、その通信による制御を実施しないようになっている。

図８に示すように、複数台の無線機がある場合において、受信機Ａ２４は自身の電源が投入されたら、自身のＩＤと合致する送信機Ａ２１の通信を受信するまで、無線通信周波数帯（チャンネル）を順次切り替える。ＩＤが異なる送信機Ｂ２２又は送信機Ｃ２３の通信を受信した場合は、その通信を無視する。送信機Ａ２１の通信を受信すると、そのチャンネルに固定される。

上記通信方式により、合致するＩＤが無ければ、順次チャンネルを切り替えるので、合致する送信機の電源を投入しなければ、各チャンネルの通信状態が判別可能になる。

図９は、入力部２１０及び表示部２２０の例である。無線受信機２にある入力部２１０は、例えば、ＵＰボタン３２、ＤＯＷＮボタン３３、ＥＮＴＥＲボタン３４で構成される。また、表示部２２０は、例えば、７セグメントＬＥＤ３１で構成される。

図１０は、各チャンネルの通信状態の表示例である。ここで、図１０において、手順４１は、チャンネルスキャンを実行する機能コード表示を示し、手順４２は、全チャンネルのスキャン状態表示を示す。また、手順４３は、チャンネル１の空き状態表示を示し、手順４４は、チャンネル２の空き状態表示を示す。

図１０を参照すると、各チャンネル状態のスキャンを開始するために、まず、チャンネルスキャンを実行する機能コード「Ｆ１００」を選択表示する（手順４１）。「Ｆ１００」を選択表示したら、次に、ＥＮＴＥＲボタン３４を押すと全チャンネルスキャンを実施する（手順４２）。

全チャンネルのスキャン状態はパーセントで表示され、１００％になると自動的にチャンネル１の空き状態が表示される（手順４３）。他のチャンネルの状態が見たい場合はＵＰボタン３２又はＤＯＷＮボタン３３を操作することで、表示が切り替わる（手順４４）。

空き状態は、３段階で表示され、「０」が他に使用している無線機がない状態で、「１００」が他の無線機が占有している状態を示す。「５０」は何らかの影響で一時的にそのチャンネルに電波干渉があることを示す。ここで、例えば、チャンネルの空き状態の表示はパーセント表示で実施しても良い。また、例えば、液晶表示器（図示せず）を使用すれば、全チャンネルの空き状態を一括で表示することもできる。

図１１は、チャンネル設定の操作方法を示す例である。ここで、図１１において、手順５１は、チャンネル変更を実行する機能コード表示を示し、手順５２は、現在選択しているチャンネル表示を示す。また、手順５３は、チャンネル変更状態表示を示し、手順５４は、チャンネル１の選択状態表示を示す。

チャンネルの空き状況表示により、受信機の空きチャンネルを固定したい場合は、まず、チャンネル変更を実行する機能コード「Ｆ２００」を選択表示する（手順５１）。「Ｆ２００」を選択表示したらＥＮＴＥＲボタン３４を押すと、現在選択しているチャンネルが表示される（手順５２）。ここで、「ｃＨ−−」の表示はチャンネルを固定していない状態を表す。すなわち、図８のように順次チャンネルを変化させて、一致するＩＤを探す状態を示す。現在選択しているチャンネル表示中に、ＥＮＴＥＲボタン３４を押すと、表示しているチャンネル部が点滅表示になる（手順５３）。点滅表示後、ＵＰボタン３２またはＤＯＷＮボタン３３を押すことによりチャンネルを選択することができる（手順５４）。そして、設定したいチャンネルが表示されたら、ＥＮＴＥＲボタン３４を押すことにより、点滅表示が終了し、チャンネルが設定される（手順５５）。無線受信機２に設定されたチャンネルは受信機用の記憶部７に記憶され、電源が遮断されても消去されることはない。

図１２は、無線送信機１のチャンネルの変更方法を示す例である。上述のように、空きチャンネルが判別でき、無線受信機２のチャンネルを変更できる。しかし、無線送信機１のチャンネルも変更しないと、空きチャンネルを使用することができない。無線送信機１のチャンネルを変更するための方法として、例えば、無線送信機１と無線受信機２を設定変更ケーブル６１で接続する。このような構成の下、上述の手順により、無線受信機２に設定されたチャンネルを無線送信機１に送信し、無線送信機１のチャンネルを変更する。無線送信機１に設定されたチャンネルは送信機用の記憶部１４０に記憶され、電源が遮断されても消去されることはない。

ここで、無線送信機１のチャンネルを変更する方法として、設定変更用の治具（図示せず）を使用しても良い。また、図７に示す入力部２１０及び表示部２２０が無線受信機２から分離でき、無線送信機１と接続できる構造にすることにより、図１１に示す手順で、チャンネルの設定ができるようにしても良い。

なお、図７に示す入力部２１０及び表示部２２０は、クレーン側のクレーン制御機に設けても良い（例えば、図１に示すクレーン制御機３の表示操作入力部１３及び表示部１２参照）。図１に示すように、クレーン側のクレーン制御機３に設ける場合は、クレーン側のクレーン制御機３と無線受信機２の制御部６が通信できる構成である必要がある。

上記実施の形態２により、クレーンを制御する制御機器が有する内部データをユーザが取得することが可能となる。空きチャンネルが確認でき、また、どのチャンネルに設定するか選択できる。この結果、同一無線機器の複数台運用が容易になる。容易に各チャンネルの状態が確認できるので、操作中にクレーンが停止してしまう等の電波の混信が生じ得る場合に、混信原因の解析及び対策の検討に役立てることが可能となる。

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、前記表示部は、操作者がエラー情報あるいはチャンネルの状態を確認できるのならば、クレーン用無線操作装置等の吊上げ装置とは異なる位置（例えば、天井等）に配置しても良い。

１ 無線送信機
２ 無線受信機
３ クレーン制御機
４ 受信機用アンテナ
５ 通信部
６ 制御部
７ 記憶部
８ 出力部
９ 無線入力部
１０ クレーン制御部
１１ クレーン記憶部
１２ 表示部
１３ 表示操作入力部
１４ ブレーキ
１５ モータ
１６ 機能コード
１７ 内部データ表示例
２１ 送信機Ａ
２２ 送信機Ｂ
２３ 送信機Ｃ
２４ 受信機Ａ
２５ 受信機Ｂ
３１ ７セグメントＬＥＤ
３２ ＵＰボタン
３３ ＤＯＷＮボタン
３４ ＥＮＴＥＲボタン
４１ チャンネルスキャンを実行する機能コード表示
４２ 全チャンネルのスキャン状態表示
４３ チャンネル１の空き状態表示
４４ チャンネル２の空き状態表示
５１ チャンネル変更を実行する機能コード表示
５２ 現在選択しているチャンネル表示
５３ チャンネル変更状態表示
５４ チャンネル１選択状態表示
６１ 設定変更ケーブル
７０ クレーン
１１０ 入力部
１２０ 制御部
１３０ 通信部
１４０ 記憶部
１５０ 送信機用アンテナ
２３０ 受信機用アンテナ
２１０ 入力部
２２０ 表示部

Claims (6)

1. 操作指示を送信する無線送信機から、少なくともクレーンを動作させるための操作情報を受信する無線受信機と、
   前記無線受信機から取得した内部データを表示する表示部と、
   前記操作情報に基づいて前記クレーンを動作させるクレーン制御機と、
   を有し、
   前記クレーン制御機は、前記クレーンの動作を停止させた状態で、前記無線受信機から前記内部データを取得することを特徴とする吊上げシステム。
2. 前記表示部は、前記クレーン制御機に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の吊上げシステム。
3. 前記内部データは、前記無線受信機が検出したエラー情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の吊上げシステム。
4. 前記クレーン制御機は、前記表示部に表示すべき前記内部データを選択するための表示操作入力部を、さらに有することを特徴とする請求項１に記載の吊上げシステム。
5. 前記無線受信機は記憶部を有し、
   前記内部データを前記記憶部に記憶することを特徴とする請求項１に記載の吊上げシステム。
6. 前記クレーン制御機は、
   前記表示操作入力部により前記内部データを表示させる操作がされているか判断し、
   前記内部データを表示させる操作がされていれば、現在の前記操作情報をクリアするとともに前記クレーンの停止処理を実施し、前記無線受信機へ内部データ要求コマンドを送信し、
   前記内部データを表示させる操作がされていなければ、前記無線受信機へ操作情報要求コマンドを送信することを特徴とする請求項４に記載の吊上げシステム。

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