JP6772642B2 - Crane control device - Google Patents

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Description

本発明は、吊り荷の吊り上げ、地切り作業を制御するクレーンの制御装置に関する。 The present invention relates to a crane control device that controls lifting of a suspended load and ground cutting work.

従来、吊り荷を吊り上げ可能なクレーンとして、クレーン本体と、ブームと、を備えたものが知られている。ブームはクレーン本体の前部に回動可能に取り付けられる。クレーン本体に備えられた巻き上げウインチによってワイヤが巻き上げられると、ワイヤに接続されブームの先端から垂下されたフックによって、地上の吊り荷が吊り上げられる。 Conventionally, as a crane capable of lifting a suspended load, a crane provided with a crane body and a boom is known. The boom is rotatably attached to the front of the crane body. When the wire is wound by the hoisting winch provided in the crane body, the suspended load on the ground is lifted by the hook connected to the wire and hung from the tip of the boom.

吊り荷が徐々に吊り上げられるに連れて吊り荷の荷重がブームにかかっていくと、長尺のブームが長手方向に沿って撓むことがある。そして、この撓みによってブームの先端が吊り荷に対して水平方向にずれた位置に配置され、吊り上げ作業が行われると、吊り荷の荷振れが発生しやすくなる。 As the suspended load is gradually lifted and the load of the suspended load is applied to the boom, the long boom may bend along the longitudinal direction. Then, when the tip of the boom is arranged at a position shifted in the horizontal direction with respect to the suspended load due to this bending and the lifting operation is performed, the load swing of the suspended load is likely to occur.

特許文献１に記載された技術では、このようなクレーンにおける荷振れ現象を抑止するために、予め、吊り荷の荷重が作業者によって制御装置に入力される。そして、制御装置は、撓み後のブームの先端が吊り荷の直上に位置するように、予めブームの起伏角度を調整する。この結果、吊り荷が地面から離れる地切り時には、ブームの先端が吊り荷の直上に位置するため、吊り荷の荷振れが抑止される。 In the technique described in Patent Document 1, the load of the suspended load is input to the control device in advance by the operator in order to suppress the load swing phenomenon in such a crane. Then, the control device adjusts the undulation angle of the boom in advance so that the tip of the boom after bending is located directly above the suspended load. As a result, when the suspended load is separated from the ground, the tip of the boom is located directly above the suspended load, so that the swing of the suspended load is suppressed.

特開平１−１６７１９９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-167199

特許文献１に記載された技術では、吊り荷の総荷重がブームにかかった場合のブームの撓み量を想定して、吊り上げ開始時のブームの起伏角度が調整される。このため、吊り上げ開始時には、ブームの先端が吊り荷に対して水平方向にずれた位置に配置される。この結果、吊り上げ動作が開始されると、吊り荷に対して水平方向の力が付与され、吊り荷の横引きが発生するという問題があった。 In the technique described in Patent Document 1, the undulation angle of the boom at the start of lifting is adjusted by assuming the amount of bending of the boom when the total load of the suspended load is applied to the boom. Therefore, at the start of lifting, the tip of the boom is arranged at a position shifted in the horizontal direction with respect to the suspended load. As a result, when the lifting operation is started, a force in the horizontal direction is applied to the suspended load, and there is a problem that the suspended load is pulled sideways.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、吊り荷の横引きを抑止しながら、吊り上げ作業を効率的に実現することが可能な、クレーンの制御装置およびこれを備えたクレーンを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a crane control device capable of efficiently realizing a lifting operation while suppressing lateral pulling of a suspended load, and a crane provided with the same. The purpose is to do.

本発明の一の局面に係るクレーンの制御装置は、クレーン本体と、前記クレーン本体に起伏可能に支持されるブームと、前記ブームを起伏させる起伏動作を行う起伏装置と、前記ブームの先端部から垂下される吊り荷用のロープと、前記ロープの巻き上げおよび巻き下げを行うウインチと、を備えたクレーンの吊り上げ作業を制御する制御装置であって、前記ウインチの巻き上げおよび巻き下げ動作を制御するウインチ制御部と、前記起伏装置を制御して前記ブームの起伏角度を調整するブーム角度制御部と、前記ブームの起伏角度を検出する角度検出部と、前記ロープによって吊り上げられる吊り荷の荷重情報を前記吊り上げ作業に先だって取得する荷重情報取得部と、前記ブームの起伏角度が所定の初期角度に設定された状態から前記ロープを介して前記ブームの先端部に所定の荷重が掛けられた場合の、当該荷重の大きさと、当該荷重に応じて撓んだ前記ブームの先端位置との関係を示すブーム撓み情報を、複数の前記荷重の大きさおよび複数の前記初期角度に応じて予め記憶し、前記ブーム撓み情報を出力可能な記憶部と、前記吊り荷の総荷重が前記ブームに掛かることによって前記ブームが撓んだ場合の前記ブームの先端部が前記吊り荷の鉛直上方に位置するように、前記吊り荷の吊り上げ開始時における前記ブームの起伏角度である開始角度を決定する決定部であって、前記荷重情報取得部によって取得された前記荷重情報と、前記記憶部から出力された前記ブーム撓み情報とに基づいて前記開始角度を決定するブーム角度決定部と、前記ブームの起伏角度が前記ブーム角度決定部によって決定された前記開始角度に設定された状態から前記ウインチの巻き上げ動作によって前記吊り荷の吊り上げが開始されたとした場合に、前記吊り荷の地切りが完了するまでの間における、前記吊り荷の横引きの発生の有無を、実際の吊り上げに先立って判定する判定部であって、前記ブーム角度決定部によって決定された前記開始角度と前記記憶部から出力された前記ブーム撓み情報とに基づいて前記横引きの発生を判定する横引き判定部と、を有し、前記横引き判定部は、前記吊り荷の横引きが発生すると判定した場合、前記ブームの開始角度を修正する修正指示信号を出力し、前記横引きが発生しないと判定された場合、前記ブーム角度制御部が前記起伏装置を制御して前記ブームの起伏角度を前記開始角度に設定し、前記ウインチ制御部が前記ウインチを制御して前記吊り荷の吊り上げおよび地切りを実行させる。 The crane control device according to one aspect of the present invention includes a crane main body, a boom undulatingly supported by the crane main body, an undulating device that performs an undulating operation to undulate the boom, and a tip portion of the boom. A control device for controlling the hoisting operation of a crane including a hanging rope and a winch for hoisting and lowering the rope, and a winch for controlling the hoisting and hoisting operation of the winch. The control unit, the boom angle control unit that controls the undulation device to adjust the undulation angle of the boom, the angle detection unit that detects the undulation angle of the boom, and the load information of the suspended load lifted by the rope are described. The load information acquisition unit acquired prior to the lifting operation and the case where a predetermined load is applied to the tip of the boom via the rope from a state where the undulation angle of the boom is set to a predetermined initial angle. Boom deflection information indicating the relationship between the magnitude of the load and the tip position of the boom flexed in response to the load is stored in advance according to the magnitude of the plurality of loads and the plurality of initial angles, and the boom is stored in advance. The storage unit capable of outputting bending information and the tip of the boom when the boom is bent by applying the total load of the suspended load to the boom are located vertically above the suspended load. A determination unit that determines the start angle, which is the undulation angle of the boom at the start of lifting the suspended load, the load information acquired by the load information acquisition unit, and the boom deflection information output from the storage unit. A boom angle determining unit that determines the starting angle based on the above, and a state in which the undulation angle of the boom is set to the starting angle determined by the boom angle determining unit, and the hoisting operation of the winch causes the suspended load. when the lifting is initiated, in until land cutting of the suspended load is completed, the occurrence of lateral pulling of the suspended load, a determination unit prior to the actual lifting, the It has a horizontal pulling determination unit that determines the occurrence of the horizontal pulling based on the start angle determined by the boom angle determining unit and the boom deflection information output from the storage unit, and the horizontal pulling determination unit. Outputs a correction instruction signal for correcting the start angle of the boom when it is determined that the lateral pull of the suspended load occurs, and when it is determined that the lateral pull does not occur, the boom angle control unit performs the undulation. The device is controlled to set the undulation angle of the boom to the start angle. , The winch control unit controls the winch to lift and cut the suspended load.

本構成によれば、ブーム角度決定部は、地切り時にブームの先端部が吊り荷の鉛直上方に位置するように開始角度を決定する。このため、吊り荷の地切り後の荷振れが抑止される。また、吊り荷の吊り上げ開始前に、横引き判定部によって吊り上げ中の横引きの発生の有無が判定される。この結果、吊り上げ作業中に常にブームの先端位置を制御する制御装置と比較して、ブームの起伏角度を常に調整する必要がなく、ブームの角度調整のためにロープの巻き上げ速度を減速することが低減される。この結果、吊り荷の横引きを抑止しながら、吊り上げ作業を効率的に実現することが可能とされる。 According to this configuration, the boom angle determining unit determines the starting angle so that the tip of the boom is located vertically above the suspended load at the time of ground cutting. For this reason, the runout of the suspended load after the ground cutting is suppressed. In addition, before the start of lifting the suspended load, the lateral pulling determination unit determines whether or not horizontal pulling occurs during lifting. As a result, it is not necessary to constantly adjust the undulation angle of the boom as compared with the control device that constantly controls the tip position of the boom during the lifting operation, and the hoisting speed of the rope can be reduced to adjust the angle of the boom. It will be reduced. As a result, it is possible to efficiently realize the lifting work while suppressing the lateral pulling of the suspended load.

上記の構成において、前記横引き判定部によって前記吊り荷の横引きが発生すると判定された場合、前記ブーム角度決定部は、前記横引き判定部から前記修正指示信号を受けて前記ブームの前記開始角度を小さくなるように補正し、前記横引き判定部は、前記ブームの起伏角度が前記補正された前記開始角度に設定された状態から前記吊り荷の吊り上げが開始されたとした場合に、前記吊り荷の地切りが完了するまでの間における、前記吊り荷の横引きの発生の有無を、実際の吊り上げに先立って再判定することが望ましい。 In the above configuration, when the lateral pull determination unit determines that the suspended load is laterally pulled, the boom angle determination unit receives the correction instruction signal from the horizontal pull determination unit and starts the boom. corrected to the angle decreases, the lateral pulling determination unit, when the relief angle of the boom and the lifting from the corrected state where the set to the start angle of the suspended load is started, the suspension It is desirable to re-determine the presence or absence of lateral pulling of the suspended load before the actual lifting of the load until the ground cutting of the load is completed.

本構成によれば、ブーム角度決定部が決定した開始角度から吊り上げを開始することで横引きの発生が予測される場合には、開始角度が小さな値に補正された後、再度横引きの発生有無が判定される。このため、横引きの発生を安定して抑止しながら、吊り荷の吊り上げを行うことができる。 According to this configuration, when the occurrence of lateral pulling is predicted by starting the lifting from the start angle determined by the boom angle determining unit, the start angle is corrected to a small value and then the horizontal pulling occurs again. The presence or absence is determined. Therefore, it is possible to lift the suspended load while stably suppressing the occurrence of lateral pulling.

上記の構成において、前記起伏装置と前記ウインチとを制御可能な補助制御部を更に有し、前記横引きの再判定において前記横引きが発生しないと判定された場合、前記ブーム角度制御部が前記起伏装置を制御して前記ブームの起伏角度を前記補正された開始角度に設定し、前記ウインチ制御部が前記ウインチを制御して前記吊り荷の吊り上げを実行させ、前記補助制御部は、前記吊り荷の吊り上げ開始後であって前記ブームの撓みに応じて前記ブームの先端部が前記吊り荷の鉛直上方に至った後、前記吊り荷の地切りが完了するまでの間、前記ブームの先端部が前記吊り荷の鉛直上方に配置されるように、前記起伏装置を制御して前記ブームの起伏角度を調整しながら、前記ウインチに巻き上げ動作を実行させることが望ましい。 In the above configuration, the boom angle control unit is said to have an auxiliary control unit capable of controlling the undulation device and the winch, and when it is determined that the horizontal pull does not occur in the re-determination of the horizontal pull. The undulation device is controlled to set the undulation angle of the boom to the corrected start angle, the winch control unit controls the winch to perform lifting of the suspended load, and the auxiliary control unit controls the suspension. The tip of the boom after the start of lifting the load, after the tip of the boom reaches vertically above the suspended load in response to the bending of the boom, and until the ground cutting of the suspended load is completed. It is desirable to have the winch perform a hoisting operation while controlling the undulation device to adjust the undulation angle of the boom so that the winch is arranged vertically above the suspended load.

本構成によれば、補正された開始角度から吊り上げが開始され、吊り上げ中にブームの先端部が吊り荷の鉛直上方を通過することが予測される場合には、ブームの起伏角度が調整されながら吊り荷の吊り上げが行われる。このため、地切り時にブームの先端部を吊り荷の鉛直上方に配置し、吊り荷の荷振れを抑止することができる。 According to this configuration, when lifting is started from the corrected start angle and it is predicted that the tip of the boom will pass vertically above the suspended load during lifting, the undulation angle of the boom is adjusted. The suspended load is lifted. Therefore, the tip of the boom can be arranged vertically above the suspended load at the time of ground cutting, and the swing of the suspended load can be suppressed.

上記の構成において、前記横引き判定部は、前記ロープによって前記吊り荷に付与される引っ張り力の水平方向成分と、前記吊り荷と地上との間で発生する静止摩擦力との大小関係を比較することで、前記吊り荷の横引きの発生の有無を判定することが望ましい。 In the above configuration, the lateral pulling determination unit compares the magnitude relationship between the horizontal component of the pulling force applied to the suspended load by the rope and the static friction force generated between the suspended load and the ground. By doing so, it is desirable to determine whether or not the suspended load is pulled sideways.

本構成によれば、吊り荷の横引きの発生を容易に判定することができる。 According to this configuration, it is possible to easily determine the occurrence of lateral pulling of the suspended load.

上記の構成において、前記地上の表面情報の入力を受け付ける入力部（を更に備え、前記記憶部は、前記表面情報に応じて予め設定された静止摩擦係数を更に記憶し、前記入力された前記表面情報に応じて、前記記憶部から前記静止摩擦係数を取得し、前記静止摩擦力を演算する演算部を更に有し、前記横引き判定部は、前記演算部によって演算された前記静止摩擦力と前記吊り荷に付与される引っ張り力の水平方向成分とを比較することが望ましい。 In the above configuration, the input unit (which further includes an input unit (which further includes an input unit for receiving the input of the surface information on the ground, the storage unit further stores a static friction coefficient preset according to the surface information, and the input surface In response to the information, the storage unit further has a calculation unit that acquires the static friction coefficient and calculates the static friction force, and the horizontal pull determination unit is the static friction force calculated by the calculation unit. It is desirable to compare with the horizontal component of the tensile force applied to the suspended load.

本構成によれば、地上の表面状態に応じて静止摩擦力を精度良く演算し、横引きの発生を安定して判定することができる。 According to this configuration, the static frictional force can be calculated accurately according to the surface condition on the ground, and the occurrence of lateral pulling can be stably determined.

上記の構成において、前記記憶部は、過去に吊り上げられた吊り荷の荷重の分布を示す荷重分布情報を更に記憶し、前記荷重情報取得部は、前記記憶部に記憶された前記荷重分布情報に基づいて、次に吊り上げられる前記吊り荷の前記荷重情報を推定および取得することが望ましい。 In the above configuration, the storage unit further stores load distribution information indicating the load distribution of the suspended load lifted in the past, and the load information acquisition unit stores the load distribution information stored in the storage unit. Based on this, it is desirable to estimate and obtain the load information of the suspended load to be lifted next.

本構成によれば、過去の作業実績に基づいて吊り荷の荷重情報を推定、取得することができる。このため、作業者が荷重値を入力する作業が省かれるとともに、誤入力による吊り上げ不良の発生が防止される。 According to this configuration, the load information of the suspended load can be estimated and acquired based on the past work results. Therefore, the work of the operator inputting the load value is omitted, and the occurrence of lifting failure due to erroneous input is prevented.

上記の構成において、前記ロープにかかる張力を検出する張力検出部と、前記吊り荷の地切り後に前記張力検出部によって検出された前記張力に基づいて吊り上げられた吊り荷の荷重情報を取得し、当該荷重情報によって前記記憶部に記憶された前記荷重分布情報を更新する荷重情報管理部と、を更に有することが望ましい。 In the above configuration, the tension detecting unit that detects the tension applied to the rope and the load information of the suspended load lifted based on the tension detected by the tension detecting unit after the ground cutting of the suspended load are acquired. It is desirable to further have a load information management unit that updates the load distribution information stored in the storage unit according to the load information.

本構成によれば、吊り上げ実績が増えるに連れて、荷重情報の精度を高めることができる。 According to this configuration, the accuracy of the load information can be improved as the lifting record increases.

本発明によれば、吊り荷の横引きを抑止しながら、吊り上げ作業を効率的に実現することが可能な、クレーンの制御装置およびこれを備えたクレーンが提供される。 According to the present invention, there is provided a crane control device and a crane provided with the crane control device, which can efficiently realize the lifting operation while suppressing the lateral pulling of the suspended load.

本発明の一実施形態に係るクレーンの側面図である。It is a side view of the crane which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るクレーンの電気的なブロック図である。It is an electric block diagram of the crane which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るクレーンのブームの先端位置の座標を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the coordinates of the tip position of the boom of the crane which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るクレーンにおいて、ブームが吊り上げ作業に応じて撓む際のブームの先端のＸ座標の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the X coordinate of the tip of the boom when the boom bends according to the lifting work in the crane which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るクレーンにおいて、ブームが吊り上げ作業に応じて撓む際のブームの先端のＹ座標の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the Y coordinate of the tip of the boom when the boom bends according to the lifting work in the crane which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るクレーンの記憶部が記憶する吊り荷重分布情報を示すグラフである。It is a graph which shows the suspension load distribution information stored in the storage part of the crane which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るクレーンの記憶部が記憶する吊り荷重分布情報の初期値を示すグラフである。It is a graph which shows the initial value of the suspension load distribution information stored in the storage part of the crane which concerns on one Embodiment of this invention. クレーンにおいて吊り荷の横引きが発生せずに、吊り荷が地切りされる様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state that the suspended load is ground-cut without the lateral pulling of the suspended load in the crane. クレーンにおいて吊り荷の横引きが発生する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state that the horizontal pull of a suspended load occurs in a crane. 本発明の一実施形態に係るクレーンが吊り上げる吊り荷にかかる外力を示した模式図である。It is a schematic diagram which showed the external force applied to the suspended load lifted by the crane which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るクレーンにおいて実行される地切り制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the ground cutting control executed in the crane which concerns on one Embodiment of this invention. 図１１のフローチャートの一部を詳細に示したフローチャートである。It is a flowchart which showed a part of the flowchart of FIG. 11 in detail.

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るクレーン１０の側面図である。なお、以後、各図には、「上」、「下」、「前」および「後」の方向が示されているが、当該方向は、本発明に係るクレーン１の構造および組立方法を説明するために便宜上示すものであり、クレーン１の移動方向や使用態様などを限定するものではない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of the crane 10 according to the embodiment of the present invention. Hereinafter, the directions of "up", "down", "front" and "rear" are shown in each drawing, and the directions explain the structure and assembly method of the crane 1 according to the present invention. This is shown for convenience, and does not limit the moving direction or usage mode of the crane 1.

クレーン１０は、クレーン本体に相当する上部旋回体１２と、この上部旋回体１２を旋回可能に支持し、地面上で走行可能な下部走行体１１と、起伏部材としてのブーム１３と、起伏装置１４と、キャブ１５と、巻き上げウインチ１６と、ワイヤ１７と、シーブ１８と、主巻シーブ１９と、主巻フック２０と、を備える。 The crane 10 includes an upper swing body 12 corresponding to a crane body, a lower swing body 11 that rotatably supports the upper swing body 12 and can travel on the ground, a boom 13 as an undulating member, and an undulation device 14. A cab 15, a hoisting winch 16, a wire 17, a sheave 18, a main winding sheave 19, and a main winding hook 20 are provided.

ブーム１３は、上部旋回体１２に起伏可能に支持されている。本実施形態では、ブーム１３は、公知のテレスコープ式の構造を備えている。すなわち、複数の筒状のブーム部材が順次スライド移動されることで、ブーム１３が伸縮される。当該ブーム１３の伸縮は、上部旋回体１２に備えられた伸縮装置１３Ｓ（図２）によって行われる。伸縮装置１３Ｓは、ブーム１３の内部に備えられた複数のシーブと、当該シーブに架け渡された伸縮用ロープと、伸縮用ロープの巻き上げ、繰り出しを行う伸縮用ウインチと、を含む。また、ブーム１３の下端部に備えられたブームフット１３Ａは、上部旋回体１２のブーム支点部１２Ａに回動可能に軸支されている。 The boom 13 is undulatingly supported by the upper swing body 12. In this embodiment, the boom 13 has a known telescope-type structure. That is, the boom 13 is expanded and contracted by sequentially sliding and moving the plurality of tubular boom members. The expansion and contraction of the boom 13 is performed by the expansion and contraction device 13S (FIG. 2) provided in the upper swing body 12. The expansion / contraction device 13S includes a plurality of sheaves provided inside the boom 13, an expansion / contraction rope spanned over the sheaves, and an expansion / contraction winch for winding and feeding the expansion / contraction rope. Further, the boom foot 13A provided at the lower end portion of the boom 13 is rotatably supported by the boom fulcrum portion 12A of the upper swing body 12.

起伏装置１４は、ブーム１３を起伏させる起伏動作を行う。起伏装置１４は、ブーム１３の下端部と上部旋回体１２との間に配置された油圧シリンダを含む。起伏装置１４の油圧シリンダの伸縮動作に応じて、ブーム１３がブームフット１３Ａ回りに回動し、起伏する。 The undulating device 14 performs an undulating operation to undulate the boom 13. The undulating device 14 includes a hydraulic cylinder arranged between the lower end of the boom 13 and the upper swing body 12. The boom 13 rotates around the boom foot 13A and undulates according to the expansion and contraction operation of the hydraulic cylinder of the undulating device 14.

キャブ１５は、上部旋回体１２の前端部に備えられている。キャブ１５は、クレーン１０の運転席に相当する。キャブ１５には、後記の操作部１５１（図２）などが備えられている。 The cab 15 is provided at the front end portion of the upper swing body 12. The cab 15 corresponds to the driver's seat of the crane 10. The cab 15 is provided with an operation unit 151 (FIG. 2) described later.

吊り上げウインチ１６は、上部旋回体１２の後端側に配置されたウインチである。吊り上げウインチ１６には吊り荷用のワイヤ１７（ロープ）の基端部が接続されている。シーブ１８は、ブーム１３の先端部に備えられている。また、主巻シーブ１９は、ブーム１３の先端にシーブ１８に隣接して配置されている。吊り上げウインチ１６から引き伸ばされたワイヤ１７は、シーブ１８および主巻シーブ１９に掛けられた後、ブーム１３の先端部から垂下されている。ワイヤ１７の先端側には、主巻フック２０が固定されている。吊り上げウインチ１６がワイヤ１７の巻き上げおよび繰り出しを行うと、主巻シーブ１９と主巻フック２０のシーブとの間の距離が変わり、主巻フック２０に接続された吊り荷Ｌの吊り上げ作業が可能となる。 The lifting winch 16 is a winch arranged on the rear end side of the upper swing body 12. A base end portion of a wire 17 (rope) for lifting load is connected to the lifting winch 16. The sheave 18 is provided at the tip of the boom 13. Further, the main winding sheave 19 is arranged adjacent to the sheave 18 at the tip of the boom 13. The wire 17 extended from the lifting winch 16 is hung on the sheave 18 and the main winding sheave 19 and then hung from the tip of the boom 13. A main winding hook 20 is fixed to the tip end side of the wire 17. When the lifting winch 16 winds up and unwinds the wire 17, the distance between the main winding sheave 19 and the main winding hook 20 sheave changes, and the lifting load L connected to the main winding hook 20 can be lifted. Become.

図２は、本実施形態に係るクレーン１の電気的なブロック図である。クレーン１は、更に、制御部５０と、ブーム長さ検知部６１と、ブーム角度検知部６２と、張力検出部６３と、操作部１５１と、入力部１５２と、表示部１５３と、を備える。 FIG. 2 is an electrical block diagram of the crane 1 according to the present embodiment. The crane 1 further includes a control unit 50, a boom length detection unit 61, a boom angle detection unit 62, a tension detection unit 63, an operation unit 151, an input unit 152, and a display unit 153.

制御部５０は、クレーン１の動作を統括的に制御するもので、制御信号の送受先として、ブーム長さ検知部６１、ブーム角度検知部６２、張力検出部６３、操作部１５１、入力部１５２、表示部１５３に加え、前述の伸縮装置１３Ｓ、起伏装置１４、吊り上げウインチ１６などに電気的に接続されている。なお、制御部５０は、クレーン１に備えられたその他のユニットにも電気的に接続されている。 The control unit 50 comprehensively controls the operation of the crane 1, and serves as a destination for sending and receiving control signals, such as a boom length detection unit 61, a boom angle detection unit 62, a tension detection unit 63, an operation unit 151, and an input unit 152. , In addition to the display unit 153, it is electrically connected to the above-mentioned telescopic device 13S, undulating device 14, lifting winch 16, and the like. The control unit 50 is also electrically connected to other units provided in the crane 1.

ブーム長さ検知部６１は、ブーム１３の伸縮動作に応じてブーム１３の長さを検出する。なお、ブーム長さ検知部６１は、ブーム１３の長さを直接検出するものでもよいが、ブーム１３の伸縮動作に応じて、予め制御部５０の記憶部５８に格納されたブーム長さを参照し、出力する態様でもよい。 The boom length detecting unit 61 detects the length of the boom 13 according to the expansion / contraction operation of the boom 13. The boom length detecting unit 61 may directly detect the length of the boom 13, but refer to the boom length previously stored in the storage unit 58 of the control unit 50 according to the expansion / contraction operation of the boom 13. However, it may be output.

ブーム角度検知部６２は、ブーム１３の下端部（ブームフット１３Ａ）の近傍に配置されている。ブーム角度検知部６２は、ブーム１３の対地角θ（起伏角度、ブーム１３の長手方向に延びる中心線と水平線とがなす角度）を検出する。なお、ブーム角度検知部６２は、起伏装置１４の油圧シリンダの伸縮に応じて、予め記憶部５８に格納されたブーム１３の対地角を参照し、出力するものでもよい。 The boom angle detecting unit 62 is arranged near the lower end portion (boom foot 13A) of the boom 13. The boom angle detection unit 62 detects the ground angle θ of the boom 13 (the undulation angle, the angle formed by the center line extending in the longitudinal direction of the boom 13 and the horizon). The boom angle detection unit 62 may output by referring to the ground angle of the boom 13 stored in the storage unit 58 in advance according to the expansion and contraction of the hydraulic cylinder of the undulation device 14.

張力検出部６３は、ブーム１３の先端側においてシーブ１８の近傍に配置されている。張力検出部６３は、ワイヤ１７にかかる張力Ｔを検出する。 The tension detection unit 63 is arranged near the sheave 18 on the tip end side of the boom 13. The tension detection unit 63 detects the tension T applied to the wire 17.

操作部１５１は、キャブ１５（図１）の内部に配置され、クレーン１０の作業者によって操作される。本実施形態では、操作部１５１は、ブーム１３の起伏および伸縮のために起伏装置１４および伸縮装置１３Ｓを操作する不図示の操作レバーや、吊り上げウインチ１６の操作に用いられる操作レバーなどを含む。 The operation unit 151 is arranged inside the cab 15 (FIG. 1) and is operated by the operator of the crane 10. In the present embodiment, the operation unit 151 includes an operation lever (not shown) for operating the undulation device 14 and the expansion / contraction device 13S for undulation and expansion / contraction of the boom 13, an operation lever used for operating the lifting winch 16.

同様に、入力部１５２は、キャブ１５の内部に配置され、クレーン１０の作業者によって操作される。本実施形態では、後記のように、入力部１５２は、クレーン１０が使用される地上の表面情報の入力を受け付ける。表示部１５３は、キャブ１５の内部に配置され、作業者が視認可能なさまざまな操作情報を表示する。 Similarly, the input unit 152 is arranged inside the cab 15 and operated by the operator of the crane 10. In the present embodiment, as described later, the input unit 152 receives input of surface information on the ground where the crane 10 is used. The display unit 153 is arranged inside the cab 15 and displays various operation information that can be visually recognized by the operator.

制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成され、ＣＰＵが前記制御プログラムを実行することにより、ウインチ制御部５１、ブーム制御部５２、吊り荷荷重推定部５３、ブーム角度決定部５４、横引き判定部５５、演算部５６、出力部５７、記憶部５８、補助制御部５９、荷重情報管理部６０を機能的に有するよう動作する。 The control unit 50 is composed of a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) for storing a control program, a RAM (Random Access Memory) used as a work area of the CPU, and the like, and the CPU executes the control program. By doing so, the winch control unit 51, the boom control unit 52, the suspended load estimation unit 53, the boom angle determination unit 54, the horizontal pull determination unit 55, the calculation unit 56, the output unit 57, the storage unit 58, the auxiliary control unit 59, It operates so as to have the load information management unit 60 functionally.

ウインチ制御部５１は、キャブ１５に搭乗した作業者の操作に基づいて、吊り上げウインチ１６の巻き上げおよび巻き下げ動作を制御する。 The winch control unit 51 controls the hoisting and lowering operations of the lifting winch 16 based on the operation of the operator boarding the cab 15.

ブーム制御部５２は、起伏装置１４を制御してブーム１３の起伏角度（対地角θ、図６参照）を調整する。ブーム制御部５２は、ブーム角度検知部６２が検出するブーム１３の対地角θをフィードバックしながら、ブーム１３の起伏角度を所望の値に調整する。 The boom control unit 52 controls the undulation device 14 to adjust the undulation angle (ground angle θ, see FIG. 6) of the boom 13. The boom control unit 52 adjusts the undulation angle of the boom 13 to a desired value while feeding back the ground angle θ of the boom 13 detected by the boom angle detection unit 62.

吊り荷荷重推定部５３（荷重情報取得部）は、吊り荷Ｌ（図１）の吊り上げ作業に先だって、ワイヤ１７によって吊り上げられる吊り荷Ｌの荷重情報を取得する。なお、吊り荷荷重推定部５３による荷重情報の取得プロセスについては、後記で詳述する。 The suspended load load estimation unit 53 (load information acquisition unit) acquires the load information of the suspended load L lifted by the wire 17 prior to the lifting operation of the suspended load L (FIG. 1). The process of acquiring load information by the suspended load estimation unit 53 will be described in detail later.

ブーム角度決定部５４は、吊り荷Ｌの吊り上げ開始時におけるブーム１３の起伏角度である開始角度θｓを決定する。なお、ブーム角度決定部５４は、吊り荷荷重推定部５３によって取得された吊り荷Ｌの荷重情報と、記憶部５８から出力された後述のブーム撓み情報とに基づいて、吊り荷Ｌの総荷重がブーム１３に掛かることによってブーム１３が撓んだ場合のブーム１３の先端部が吊り荷Ｌの鉛直上方に位置するように、開始角度θｓを決定する。 The boom angle determination unit 54 determines the start angle θs, which is the undulation angle of the boom 13 at the start of lifting the suspended load L. The boom angle determining unit 54 determines the total load of the suspended load L based on the load information of the suspended load L acquired by the suspended load estimation unit 53 and the boom deflection information described later output from the storage unit 58. The start angle θs is determined so that the tip end portion of the boom 13 is located vertically above the suspended load L when the boom 13 is bent by being hooked on the boom 13.

横引き判定部５５は、吊り上げ作業中に吊り荷Ｌに横引きが発生するか否かを判定する。なお、横引きとは、吊り上げ作業中に吊り荷Ｌが地上を水平方向に移動する現象である。本実施形態では、横引き判定部５５は、ブーム１３の起伏角度がブーム角度決定部５４によって決定された開始角度θｓに設定された状態から吊り上げウインチ１６の巻き上げ動作によって吊り荷Ｌの吊り上げが開始され、吊り荷Ｌの地切りが完了するまでの間における、吊り荷Ｌの横引きの発生の有無を判定する。この際、横引き判定部５５は、ブーム角度決定部５４によって決定された開始角度θｓと、記憶部５８から出力されたブーム撓み情報とに基づいて横引きの発生を判定する。 The horizontal pulling determination unit 55 determines whether or not horizontal pulling occurs in the suspended load L during the lifting operation. The horizontal pulling is a phenomenon in which the suspended load L moves horizontally on the ground during the lifting operation. In the present embodiment, the lateral pulling determination unit 55 starts lifting the suspended load L by the hoisting operation of the lifting winch 16 from a state in which the undulation angle of the boom 13 is set to the start angle θs determined by the boom angle determining unit 54. Then, it is determined whether or not the suspended load L is pulled sideways until the ground cutting of the suspended load L is completed. At this time, the horizontal pull determination unit 55 determines the occurrence of horizontal pull based on the start angle θs determined by the boom angle determination unit 54 and the boom deflection information output from the storage unit 58.

演算部５６は、ブーム角度決定部５４による開始角度θｓの決定作業や横引き判定部５５による横引き判定作業において、種々の演算を実行する。 The calculation unit 56 executes various calculations in the work of determining the start angle θs by the boom angle determination unit 54 and the work of determining the horizontal pull by the horizontal pull determination unit 55.

出力部５７は、ブーム角度決定部５４による開始角度θｓの決定作業や横引き判定部５５による横引き判定作業において、記憶部５８から各種の変数、定数、閾値などを出力する。 The output unit 57 outputs various variables, constants, threshold values, etc. from the storage unit 58 in the work of determining the start angle θs by the boom angle determination unit 54 and the work of determining the horizontal pull by the horizontal pull determination unit 55.

記憶部５８は、ブーム角度決定部５４および横引き判定部５５によって参照されるブーム撓み情報を予め記憶しており、当該ブーム撓み情報を出力可能とされている。ブーム撓み情報は、ブーム１３の起伏角度が所定の初期角度に設定された状態からワイヤ１７を介してブーム１３の先端部に所定の荷重が掛けられた場合の、当該荷重の大きさと、当該荷重に応じて撓んだブーム１３の先端位置との関係を示す情報である。 The storage unit 58 stores the boom deflection information referred to by the boom angle determination unit 54 and the lateral pull determination unit 55 in advance, and can output the boom deflection information. The boom deflection information is the magnitude of the load and the load when a predetermined load is applied to the tip of the boom 13 via the wire 17 from the state where the undulation angle of the boom 13 is set to a predetermined initial angle. This is information indicating the relationship with the tip position of the boom 13 that has been bent according to the above.

図３は、本実施形態に係るクレーン１０のブーム１３の先端位置の座標を説明するための模式図である。図４は、クレーン１０において、ブーム１３が吊り上げ作業に応じて撓む際のブーム１３の先端のＸ座標の変化を示すグラフである。また、図５は、クレーン１０において、ブーム１３が吊り上げ作業に応じて撓む際のブーム１３の先端のＹ座標の変化を示すグラフである。図４および図５に示される情報が、ブーム撓み情報に相当する。 FIG. 3 is a schematic view for explaining the coordinates of the tip position of the boom 13 of the crane 10 according to the present embodiment. FIG. 4 is a graph showing a change in the X coordinate of the tip of the boom 13 when the boom 13 bends in response to the lifting operation in the crane 10. Further, FIG. 5 is a graph showing a change in the Y coordinate of the tip of the boom 13 when the boom 13 bends in response to the lifting operation in the crane 10. The information shown in FIGS. 4 and 5 corresponds to boom deflection information.

図３に示すように、本実施形態では、ブーム１３のブームフット１３Ａの中心が座標系の原点とされ、水平方向（図１の前後方向）がＸ方向、鉛直方向（図１の上下方向）がＹ方向とされている。そして、ブーム１３の先端部の座標が（ｘｂ、ｙｂ）と定義される。 As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the center of the boom foot 13A of the boom 13 is the origin of the coordinate system, the horizontal direction (front-back direction in FIG. 1) is the X direction, and the vertical direction (vertical direction in FIG. 1). Is in the Y direction. Then, the coordinates of the tip of the boom 13 are defined as (xb, yb).

図４では、ブーム角度が５５度から６８度までの６水準において、それぞれブーム１３に掛けられる荷重がＷ＝０（ｔ）からｎ（ｔ）に至るまで所定の間隔で増大された際のブーム１３の先端位置を示している。Ｗ＝０（ｔ）は主巻フック２０のみの重量に相当し、Ｗ＝ｎ（ｔ）は、主巻フック２０の重量＋クレーン１０の定格荷重に相当する。図４に示すように、ブーム１３の撓みに応じて、ブーム１３の先端のＸ座標が徐々に増大する。なお、図４に示される破線は、各水準において同じ荷重が掛けられた条件を示す等荷重線である。図４の３つの等荷重線のうち最も右に位置する線は、重さ４トンの荷重に対応している。図５のグラフの示し方も、図４と同様である。 In FIG. 4, at six levels where the boom angle is from 55 degrees to 68 degrees, the boom when the load applied to the boom 13 is increased at predetermined intervals from W = 0 (t) to n (t), respectively. The tip position of 13 is shown. W = 0 (t) corresponds to the weight of the main winding hook 20 only, and W = n (t) corresponds to the weight of the main winding hook 20 + the rated load of the crane 10. As shown in FIG. 4, the X coordinate of the tip of the boom 13 gradually increases according to the bending of the boom 13. The broken line shown in FIG. 4 is an isobaric line indicating the condition under which the same load is applied at each level. The rightmost line among the three isobaric lines in FIG. 4 corresponds to a load weighing 4 tons. The method of showing the graph in FIG. 5 is the same as that in FIG.

今、図４のブーム起伏角度５５度において、Ｘ座標１８（ｍ）に位置する４トンの吊り荷を吊り上げ、地切りする作業を行うことを想定する。ブーム１３の起伏角度が５５度に維持されたまま、吊り上げウインチ１６がワイヤ１７を巻き上げると、吊り荷Ｌの地切り直前には、ブーム１３の先端が１８．７ｍに位置する（図４のＡ点）。この結果、吊り荷Ｌとブーム１３の先端との間には、水平方向において０．７ｍの間隔があるため、吊り荷Ｌの地切り時に荷振れが発生する。 Now, at the boom undulation angle of 55 degrees in FIG. 4, it is assumed that a 4-ton suspended load located at the X coordinate 18 (m) is lifted and ground cutting is performed. When the lifting winch 16 winds up the wire 17 while the undulation angle of the boom 13 is maintained at 55 degrees, the tip of the boom 13 is located at 18.7 m immediately before the ground cutting of the suspended load L (A in FIG. 4). point). As a result, since there is a distance of 0.7 m in the horizontal direction between the suspended load L and the tip of the boom 13, load runout occurs when the suspended load L is grounded.

このため、図４のブーム撓み情報を参照して、４トンの荷重がブーム１３の先端に掛かった場合に、ブーム１３の先端が吊り荷Ｌの鉛直上方に位置するようなブーム１３の開始角度が決定されればよい。図４では、ブーム１３の開始角度が６３度に予め設定されれば、地切り時のブーム１３の先端が吊り荷Ｌの鉛直上方に位置することとなる（図４のＢ点）。 Therefore, referring to the boom deflection information of FIG. 4, when a load of 4 tons is applied to the tip of the boom 13, the start angle of the boom 13 is such that the tip of the boom 13 is located vertically above the suspended load L. Should be determined. In FIG. 4, if the start angle of the boom 13 is set to 63 degrees in advance, the tip of the boom 13 at the time of ground cutting is located vertically above the suspended load L (point B in FIG. 4).

図５では、ブーム１３の先端のＹ座標を示しているため、ブーム１３の先端に荷重がかかると、Ｗ＝０（ｔ）からＷ＝ｎ（ｔ）に至るまで、Ｙ座標は徐々に小さくなる。このように、ブーム撓み情報は、複数の荷重の大きさおよび複数の初期角度に応じて、撓み後のブーム１３の先端位置の分布を示している。なお、記憶部５８には、図４および図５に対応するデータが、ブーム１３のブーム長さに応じて複数格納されている。 In FIG. 5, since the Y coordinate of the tip of the boom 13 is shown, when a load is applied to the tip of the boom 13, the Y coordinate gradually decreases from W = 0 (t) to W = n (t). Become. As described above, the boom deflection information shows the distribution of the tip position of the boom 13 after bending according to the magnitude of the plurality of loads and the plurality of initial angles. A plurality of data corresponding to FIGS. 4 and 5 are stored in the storage unit 58 according to the boom length of the boom 13.

また、記憶部５８は、後記のように、地上Ｇと吊り荷Ｌとの間で発生する静止摩擦力を算出するための静止摩擦係数μを記憶している。本実施形態では、複数の地上Ｇの表面情報に応じて、複数の静止摩擦係数μが記憶部５８に格納されている。 Further, the storage unit 58 stores the static friction coefficient μ for calculating the static friction force generated between the ground G and the suspended load L, as described later. In the present embodiment, a plurality of static friction coefficients μ are stored in the storage unit 58 according to the surface information of the plurality of ground Gs.

更に、記憶部５８は、過去に吊り上げられた吊り荷Ｌの荷重の分布を示す荷重分布情報を記憶している。図６は、本実施形態に係るクレーン１０の記憶部５８が記憶する吊り荷重分布情報を示すグラフである。また、図７は、クレーン１０の出荷時に、記憶部５８が記憶する吊り荷重分布情報の初期値を示すグラフである。図６では、横軸が吊り荷Ｌの荷重（ｔ）であり、縦軸が過去の吊り上げ実績（回数）に対する各荷重の比率を示している。図６では、吊荷重３（ｔ）の吊り上げ実績が４４％を占めている。なお、記憶部５８には、図６に示すような荷重分布情報がブーム１３の長さおよび起伏角度毎にそれぞれ格納されている。 Further, the storage unit 58 stores load distribution information indicating the load distribution of the suspended load L that has been lifted in the past. FIG. 6 is a graph showing suspension load distribution information stored in the storage unit 58 of the crane 10 according to the present embodiment. Further, FIG. 7 is a graph showing initial values of suspension load distribution information stored in the storage unit 58 at the time of shipment of the crane 10. In FIG. 6, the horizontal axis represents the load (t) of the suspended load L, and the vertical axis represents the ratio of each load to the past lifting results (number of times). In FIG. 6, the actual lifting of the lifting load 3 (t) accounts for 44%. The storage unit 58 stores load distribution information as shown in FIG. 6 for each length and undulation angle of the boom 13.

補助制御部５９は、伸縮装置１３Ｓ、起伏装置１４および吊り上げウインチ１６の動作をそれぞれ制御可能な補助的な制御部である。補助制御部５９は、後記のように、ブーム１３の先端部が吊り荷Ｌの鉛直上方に位置するように、起伏装置１４および吊り上げウインチ１６を制御する。 The auxiliary control unit 59 is an auxiliary control unit that can control the operations of the telescopic device 13S, the undulating device 14, and the lifting winch 16, respectively. The auxiliary control unit 59 controls the undulation device 14 and the lifting winch 16 so that the tip end portion of the boom 13 is located vertically above the suspended load L, as described later.

荷重情報管理部６０は、吊り荷Ｌの地切り後に張力検出部６３によって検出された張力に基づいて、吊り上げられた吊り荷Ｌの荷重情報を取得する。そして、荷重情報管理部６０は、当該荷重情報によって記憶部５８に記憶された荷重分布情報を更新する機能を備えている。 The load information management unit 60 acquires the load information of the suspended load L based on the tension detected by the tension detecting unit 63 after the suspended load L is grounded. Then, the load information management unit 60 has a function of updating the load distribution information stored in the storage unit 58 by the load information.

なお、図２に示す、制御部５０および入力部１５２によって、クレーン１０の吊り上げ動作を制御する制御装置５（図２）が構成される。 The control unit 50 and the input unit 152 shown in FIG. 2 constitute a control device 5 (FIG. 2) that controls the lifting operation of the crane 10.

図８の（Ａ）〜（Ｅ）は、クレーン１０において吊り荷Ｌの横引きが発生せずに、吊り荷Ｌが地切りされる様子を示す模式図である。図９の（Ａ）〜（Ｃ）は、クレーン１０において吊り荷Ｌの横引きが発生する様子を示す模式図である。また、図１０は、クレーン１０が吊り上げる吊り荷Ｌにかかる外力を示した模式図である。 8 (A) to 8 (E) are schematic views showing a state in which the suspended load L is ground-cut without lateral pulling of the suspended load L in the crane 10. 9 (A) to 9 (C) are schematic views showing how the suspended load L is pulled sideways in the crane 10. Further, FIG. 10 is a schematic view showing an external force applied to the suspended load L lifted by the crane 10.

図８を参照して、吊り荷Ｌが地上Ｇから浮き上がる地切り時（図８の（Ｅ）参照）に、ブーム１３の先端部が吊り荷Ｌに対して水平方向にずれた位置に配置されていると、吊り荷Ｌが空中で水平方向に揺れる現象（荷振れ）が発生する。荷振れは周囲の作業者や静止物に吊り荷Ｌが衝突する可能性があるため、回避される必要がある。このため、吊り荷Ｌの地切り時には、ブーム１３の先端が吊り荷Ｌの鉛直上方に位置することが望ましい。図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように吊り荷Ｌの吊り上げが開始されると、徐々に吊り荷Ｌの荷重がブーム１３に付与されるため、ブーム１３が撓み、ブーム１３の先端が前方に移動する。このため、地切り時にブーム１３の先端を吊り荷Ｌの鉛直上方に配置するためには、吊り上げ作業開始時にブーム１３の先端が吊り荷Ｌよりも後方に配置される必要がある（図８（Ａ））。 With reference to FIG. 8, when the suspended load L is lifted from the ground G (see (E) in FIG. 8), the tip of the boom 13 is arranged at a position shifted horizontally with respect to the suspended load L. If this is the case, a phenomenon (load runout) in which the suspended load L sways in the air in the horizontal direction occurs. Load runout needs to be avoided because the suspended load L may collide with surrounding workers and stationary objects. Therefore, it is desirable that the tip of the boom 13 is located vertically above the suspended load L when the suspended load L is grounded. As shown in FIGS. 8A to 8C, when the lifting of the suspended load L is started, the load of the suspended load L is gradually applied to the boom 13, so that the boom 13 bends and the tip of the boom 13 is bent. Move forward. Therefore, in order to arrange the tip of the boom 13 vertically above the suspended load L at the time of ground cutting, the tip of the boom 13 must be arranged behind the suspended load L at the start of the lifting work (FIG. 8 (FIG. 8). A)).

図８（Ａ）の状態からワイヤ１７が巻き上げられると（図８（Ｂ）の矢印ＤＬ）、吊り荷Ｌの荷重がブーム１３に掛かるためブーム１３が撓み、ブーム１３の先端が前方に移動する（矢印ＤＴ）。図１０を参照して、ブーム１３の先端Ｂはワイヤ１７を介して吊り荷Ｌを引っ張り力Ｆで引き上げている。なお、ブーム１３の先端Ｂの座標は（ｘｂ，ｙｂ）、吊り荷Ｌの座標が（ｘｌ，０）と定義される。このとき、吊り荷Ｌにかかる引っ張り力Ｆの水平方向成分Ｆｘは、式１および式２で算出される。
Ｆｘ＝Ｆ×ｃｏｓθ ・・・ （式１）
θ＝ｔａｎ（ｙｂ／（ｘｂ−ｘｌ））−１ ・・・ （式２）
一方、吊り荷Ｌの荷重をＷとすると、吊り荷Ｌにかかる静止摩擦力Ｆｆは、式３で算出される。ここで、μは静止摩擦係数である。
Ｆｆ＝μ×（Ｗ−Ｆｓｉｎθ） ・・・ （式３）
したがって、吊り荷Ｌの吊り上げ工程において、Ｆｆ＞Ｆｘの関係が満たされれば、吊り荷Ｌの横引き（水平移動）は発生しない（図８（Ｂ）、（Ｃ））。やがて、ブーム１３の先端が吊り荷Ｌの鉛直上方に到達し（図８（Ｄ））、吊り荷Ｌが地上Ｇから浮き上がると（図８（Ｅ））、吊り荷Ｌの横引きおよび荷振れが発生することなく、吊り荷Ｌの地切りが完了する。 When the wire 17 is wound up from the state of FIG. 8 (A) (arrow DL of FIG. 8 (B)), the load of the suspended load L is applied to the boom 13, so that the boom 13 bends and the tip of the boom 13 moves forward. (Arrow DT). With reference to FIG. 10, the tip B of the boom 13 pulls up the suspended load L with a pulling force F via the wire 17. The coordinates of the tip B of the boom 13 are defined as (xb, yb), and the coordinates of the suspended load L are defined as (xl, 0). At this time, the horizontal component Fx of the pulling force F applied to the suspended load L is calculated by Equations 1 and 2.
Fx = F × cosθ ・ ・ ・ (Equation 1)
θ = tan (yb / (xb-xl)) -1 ... (Equation 2)
On the other hand, assuming that the load of the suspended load L is W, the static friction force Ff applied to the suspended load L is calculated by Equation 3. Here, μ is the coefficient of static friction.
Ff = μ × (W-Fsinθ) ・ ・ ・ (Equation 3)
Therefore, in the lifting process of the suspended load L, if the relationship of Ff> Fx is satisfied, the suspended load L is not pulled sideways (horizontally moved) (FIGS. 8B and 8C). Eventually, when the tip of the boom 13 reaches vertically above the suspended load L (FIG. 8 (D)) and the suspended load L rises from the ground G (FIG. 8 (E)), the suspended load L is pulled sideways and swings. Is not generated, and the ground cutting of the suspended load L is completed.

一方、ブーム１３の起伏角度が大きすぎる場合などにおいて（図９（Ａ））、吊り荷Ｌの吊り上げ工程中にＦｆ≦Ｆｘの関係が満たされると（図９（Ｂ））、吊り荷Ｌの横引きが発生する（図９（Ｃ）の矢印Ｈ）。 On the other hand, when the undulation angle of the boom 13 is too large (FIG. 9 (A)) and the relationship of Ff ≦ Fx is satisfied during the lifting process of the suspended load L (FIG. 9 (B)), the suspended load L Horizontal pulling occurs (arrow H in FIG. 9C).

本実施形態では、図９で示すような吊り荷Ｌの横引きの発生を抑止し、図８に示すように吊り荷Ｌの吊り上げ、地切りを安定して実現することを目的として、制御装置５（図２）が吊り荷Ｌの吊り上げ作業を制御する。図１１は、本実施形態に係るクレーン１０において実行される地切り制御を示すフローチャートである。 In the present embodiment, a control device is used for the purpose of suppressing the occurrence of lateral pulling of the suspended load L as shown in FIG. 9 and stably realizing lifting and ground cutting of the suspended load L as shown in FIG. 5 (FIG. 2) controls the lifting operation of the suspended load L. FIG. 11 is a flowchart showing the ground cutting control executed by the crane 10 according to the present embodiment.

図１１を参照して、吊り荷Ｌの吊り上げ作業を開始するにあたって、作業者によって吊り荷Ｌの玉掛け作業が行われる。この際、ブーム１３の先端は吊り荷Ｌの鉛直上方に位置する。そして、作業者がキャブ１５内に備えられた所定の地切り制御スイッチを押すと（ステップＳ１）、制御部５０の演算部５６が吊り荷Ｌの座標（ｘｌ、０）を算出する（ステップＳ２）。この際、演算部５６は、ブーム長さ検知部６１からブーム１３の長さＬを取得し、ブーム角度検知部６２からブーム１３の起伏角度（対地角θ）を取得する。この結果、式（４）から、吊り荷ＬのＸ座標ｘｌが算出される。
ｘｌ＝Ｌ×ｃｏｓθ ・・・ （式４）
なお、吊り荷Ｌの玉掛け作業の終了時に、吊り上げウインチ１６がワイヤ１７を巻き上げると、張力検出部６３が検出する張力Ｔが一定値を超えて最大となる。したがって、本発明の他の実施形態において、図１１のステップＳ１、Ｓ２に代えて、ワイヤ１７の張力Ｔが一定値を超えた時点で、地切り制御モードの開始と、吊り荷Ｌの座標算出動作が行われてもよい。 With reference to FIG. 11, when starting the lifting work of the suspended load L, the operator performs the slinging work of the suspended load L. At this time, the tip of the boom 13 is located vertically above the suspended load L. Then, when the operator presses a predetermined ground cutting control switch provided in the cab 15 (step S1), the calculation unit 56 of the control unit 50 calculates the coordinates (xl, 0) of the suspended load L (step S2). ). At this time, the calculation unit 56 acquires the length L of the boom 13 from the boom length detection unit 61, and acquires the undulation angle (ground angle θ) of the boom 13 from the boom angle detection unit 62. As a result, the X coordinate xl of the suspended load L is calculated from the equation (4).
xl = L × cosθ ・ ・ ・ (Equation 4)
When the lifting winch 16 winds up the wire 17 at the end of the slinging work of the suspended load L, the tension T detected by the tension detecting unit 63 exceeds a certain value and becomes maximum. Therefore, in another embodiment of the present invention, instead of steps S1 and S2 in FIG. 11, when the tension T of the wire 17 exceeds a certain value, the ground cutting control mode is started and the coordinates of the suspended load L are calculated. The operation may be performed.

図１１のステップＳ２において、吊り荷Ｌの座標が算出されると、吊り荷荷重推定部５３（図２）が吊り荷Ｌの荷重の推定を行う（ステップＳ３）。前述のように、記憶部５８は、図６に示す荷重分布情報を記憶している。吊り荷荷重推定部５３による荷重の推定は、以下のような流れで行われる。まず、吊り荷荷重推定部５３は、図６の荷重分布情報から最大荷重値Ｗｐ（ピーク値）を検出する。図６では、Ｗｐ＝３．０（ｔ）である。次に、吊り荷荷重推定部５３は、荷重分布の標準偏差σを算出する。標準偏差σは（式５）、（式６）から算出される（過去の作業回数ｉ＝１〜ｍ）。
σ２（分散）＝Σ（（ｉ回目の作業の吊り上げ荷重（ｔ）−全作業の平均吊り上げ荷重（ｔ））２）／作業回数ｍ ・・・ （式５）
σ（標準偏差）＝√（σ２） ・・・ （式６）
更に、吊り荷荷重推定部５３は、（式７）から推定荷重Ｗｅを算出する。
Ｗｅ＝Ｗｐ−α×σ ・・・ （式７）
ここで、αはクレーン１０の機種、作業現場、作業内容に応じて予め設定された定数である。一例として、分散値σ２＝０．７２、標準偏差σ＝０．８５、α＝１とすると、推定荷重Ｗｅ＝２．１５（ｔ）が算出される（図６参照）。このように、本実施形態では、吊り荷荷重推定部５３は、記憶部５８に記憶された荷重分布情報に基づいて、次に吊り上げられる吊り荷Ｌの荷重情報を推定および取得する。すなわち、過去の作業実績に基づいて吊り荷Ｌの荷重情報を取得することができる。このため、作業者が荷重値を入力する作業が省かれるとともに、誤入力による吊り上げ不良の発生が防止される。なお、本実施形態では、吊り荷荷重推定部５３および記憶部５８が、本発明の荷重情報取得部を構成する。 When the coordinates of the suspended load L are calculated in step S2 of FIG. 11, the suspended load load estimation unit 53 (FIG. 2) estimates the load of the suspended load L (step S3). As described above, the storage unit 58 stores the load distribution information shown in FIG. The load estimation by the suspended load load estimation unit 53 is performed in the following flow. First, the suspended load load estimation unit 53 detects the maximum load value Wp (peak value) from the load distribution information of FIG. In FIG. 6, Wp = 3.0 (t). Next, the suspended load estimation unit 53 calculates the standard deviation σ of the load distribution. The standard deviation σ is calculated from (Equation 5) and (Equation 6) (past number of operations i = 1 to m).
σ 2 (dispersion) = Σ ((lifting load (t) for the i-th work-average lifting load (t) for all work) 2 ) / number of times m ... (Equation 5)
σ (standard deviation) = √ (σ 2 ) ・ ・ ・ (Equation 6)
Further, the suspended load load estimation unit 53 calculates the estimated load We from (Equation 7).
We = Wp-α × σ ・ ・ ・ (Equation 7)
Here, α is a constant set in advance according to the model of the crane 10, the work site, and the work content. As an example, assuming that the variance value σ 2 = 0.72, the standard deviation σ = 0.85, and α = 1, the estimated load We = 2.15 (t) is calculated (see FIG. 6). As described above, in the present embodiment, the suspended load estimation unit 53 estimates and acquires the load information of the suspended load L to be lifted next based on the load distribution information stored in the storage unit 58. That is, the load information of the suspended load L can be acquired based on the past work results. Therefore, the work of the operator inputting the load value is omitted, and the occurrence of lifting failure due to erroneous input is prevented. In the present embodiment, the suspended load estimation unit 53 and the storage unit 58 constitute the load information acquisition unit of the present invention.

なお、クレーン１０の製造、出荷後には、吊り荷Ｌの吊り上げ実績が少ない。このため、誤って吊り荷Ｌの荷重が大きく推定されることを抑止するために、図７に示すような初期情報が記憶部５８に格納されている。この場合、吊り荷Ｌの推定荷重値は１〜２トンの範囲に設定されるため、吊り荷Ｌの横引きの発生が抑止される。 After the crane 10 is manufactured and shipped, there is little record of lifting the suspended load L. Therefore, in order to prevent the load of the suspended load L from being erroneously estimated to be large, the initial information as shown in FIG. 7 is stored in the storage unit 58. In this case, since the estimated load value of the suspended load L is set in the range of 1 to 2 tons, the occurrence of lateral pulling of the suspended load L is suppressed.

吊り荷荷重推定部５３によって吊り荷Ｌの荷重が推定、取得されると、次にブーム角度決定部５４がブーム１３の開始角度θｓを決定する（ステップＳ４）。ステップＳ２において吊り荷Ｌの座標が算出され、ステップＳ３において吊り荷Ｌの推定荷重Ｗｅが算出されている。このため、ブーム角度決定部５４は、図４および図５に示されるブーム撓み情報を参照して、吊り荷Ｌの総荷重がブーム１３に掛かることによってブーム１３が撓んだ場合のブーム１３の先端部が吊り荷Ｌの鉛直上方に位置するように、吊り荷Ｌの吊り上げ開始時におけるブーム１３の起伏角度である開始角度θｓを決定する。 When the load of the suspended load L is estimated and acquired by the suspended load load estimating unit 53, the boom angle determining unit 54 then determines the start angle θs of the boom 13 (step S4). The coordinates of the suspended load L are calculated in step S2, and the estimated load We of the suspended load L is calculated in step S3. Therefore, the boom angle determining unit 54 refers to the boom bending information shown in FIGS. 4 and 5, and refers to the boom 13 when the boom 13 is bent by the total load of the suspended load L being applied to the boom 13. The start angle θs, which is the undulation angle of the boom 13 at the start of lifting the suspended load L, is determined so that the tip portion is located vertically above the suspended load L.

次に、横引き判定部５５が、開始角度θｓにおいて吊り上げが開始されてから吊り荷Ｌの地切りが完了するまでの間に、吊り荷Ｌに横引きが発生するかを判定する（ステップＳ５）。この際、前述のように、横引き判定部５５は、ワイヤ１７によって吊り荷Ｌに付与される引っ張り力Ｆの水平方向成分Ｆｘと、吊り荷Ｌと地上Ｇとの間で発生する静止摩擦力Ｆｆとの大小関係を比較することで、吊り荷Ｌの横引きの発生の有無を判定する。そして、横引き判定部５５が吊り荷Ｌの横引きが発生しないと判定した場合（ステップＳ６でＮＯ）、ブーム制御部５２が起伏装置１４を制御してブーム１３の起伏角度を開始角度θｓに設定し、ウインチ制御部５１が吊り上げウインチ１６を制御して吊り荷Ｌの吊り上げおよび地切りを実行させる（ステップＳ１１）。 Next, the horizontal pulling determination unit 55 determines whether or not horizontal pulling occurs in the suspended load L between the time when the lifting is started at the start angle θs and the time when the ground cutting of the suspended load L is completed (step S5). ). At this time, as described above, the lateral pulling determination unit 55 receives the horizontal component Fx of the pulling force F applied to the suspended load L by the wire 17 and the static friction force generated between the suspended load L and the ground G. By comparing the magnitude relationship with Ff, it is determined whether or not the suspended load L is pulled sideways. Then, when the lateral pull determination unit 55 determines that the lateral pull of the suspended load L does not occur (NO in step S6), the boom control unit 52 controls the undulation device 14 to set the undulation angle of the boom 13 to the start angle θs. After setting, the winch control unit 51 controls the lifting winch 16 to lift the suspended load L and perform ground cutting (step S11).

一方、横引き判定部５５が吊り荷Ｌの横引きが発生すると判定した場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、横引き判定部５５はブーム１３の開始角度θｓを修正する修正指示信号を出力する。ブーム角度決定部５４は、この修正指示信号を受けて開始角度θｓが小さくなるように当該開始角度θｓを補正する（ステップＳ７）。なお、ステップＳ５〜Ｓ７の詳細については、後記で更に詳述する。 On the other hand, when the lateral pulling determination unit 55 determines that the lateral pulling of the suspended load L occurs (YES in step S6), the lateral pulling determination unit 55 outputs a correction instruction signal for correcting the start angle θs of the boom 13. In response to this correction instruction signal, the boom angle determination unit 54 corrects the start angle θs so that the start angle θs becomes smaller (step S7). The details of steps S5 to S7 will be described in more detail later.

ステップＳ７において開始角度θｓが補正される（θｓ’）と、ブーム制御部５２が起伏装置１４を制御してブーム１３の起伏角度を補正された開始角度θｓ’に設定し、ウインチ制御部５１が吊り上げウインチ１６を制御して吊り荷Ｌの吊り上げを実行させる（ステップＳ８）。ここで、ステップＳ７において開始角度θｓが補正開始角度θｓ’に補正されている。吊り荷Ｌの横引きを防止するためには、θｓ’＜θｓの関係が満たされている。このため、補正開始角度θｓ’から吊り荷Ｌの吊り上げが開始されると、やがてブーム１３の先端部が吊り荷Ｌの鉛直上方よりも前方（図１参照）に移動し、地切り時の荷振れが発生してしまう。このため、開始角度θｓが補正された場合、補助制御部５９（図２）による吊り上げ補助制御が実行される。 When the start angle θs is corrected (θs') in step S7, the boom control unit 52 controls the undulation device 14 to set the undulation angle of the boom 13 to the corrected start angle θs', and the winch control unit 51 controls the undulation device 14. The lifting winch 16 is controlled to lift the suspended load L (step S8). Here, in step S7, the start angle θs is corrected to the correction start angle θs'. In order to prevent the suspended load L from being pulled sideways, the relationship of θs'<θs is satisfied. Therefore, when the lifting of the suspended load L is started from the correction start angle θs', the tip of the boom 13 eventually moves to the front (see FIG. 1) of the suspended load L vertically above, and the load at the time of ground cutting Runout will occur. Therefore, when the start angle θs is corrected, the lifting auxiliary control by the auxiliary control unit 59 (FIG. 2) is executed.

補助制御部５９は、補正開始角度θｓ’から吊り荷Ｌの吊り上げが開始された後、ブーム１３の先端が撓みによって吊り荷Ｌの鉛直上方に至ったか否かを判定する（ステップＳ９）。ここで、ブーム１３の先端が吊り荷Ｌの鉛直上方に至っていない場合（ステップＳ９でＮＯ）、補助制御部５９は、吊り上げウインチ１６を制御して吊り荷Ｌの吊り上げを継続させる。一方、ブーム１３の先端が吊り荷Ｌの鉛直上方に至った場合（ステップＳ９でＹＥＳ）、補助制御部５９は吊り荷Ｌの地切りが完了するまでブーム先端位置制御を実行する（ステップＳ１０）。ブーム先端位置制御では、補助制御部５９は、吊り荷Ｌの地切りが完了するまでの間、ブーム１３の先端部が吊り荷Ｌの鉛直上方に配置されるように、起伏装置１４を制御してブーム１３の起伏角度を調整しながら、吊り上げウインチ１６に巻き上げ動作を実行させる。この際、補助制御部５９は、起伏装置１４によるブーム１３の起伏角度の調整のために、吊り上げウインチ１６の巻き上げ速度を減速してもよい。このようなブーム先端位置制御によって、地切り時に吊り荷Ｌの鉛直上方にブーム１３の先端部を配置させ、荷振れが発生することを抑止することができる。 After the lifting of the suspended load L is started from the correction start angle θs', the auxiliary control unit 59 determines whether or not the tip of the boom 13 has reached vertically above the suspended load L due to bending (step S9). Here, when the tip of the boom 13 does not reach vertically above the suspended load L (NO in step S9), the auxiliary control unit 59 controls the lifting winch 16 to continue lifting the suspended load L. On the other hand, when the tip of the boom 13 reaches vertically above the suspended load L (YES in step S9), the auxiliary control unit 59 executes the boom tip position control until the ground cutting of the suspended load L is completed (step S10). .. In the boom tip position control, the auxiliary control unit 59 controls the undulating device 14 so that the tip of the boom 13 is arranged vertically above the suspended load L until the ground cutting of the suspended load L is completed. The lifting winch 16 is made to perform the hoisting operation while adjusting the undulation angle of the boom 13. At this time, the auxiliary control unit 59 may reduce the hoisting speed of the lifting winch 16 in order to adjust the undulating angle of the boom 13 by the undulating device 14. By such boom tip position control, the tip of the boom 13 can be arranged vertically above the suspended load L at the time of ground cutting, and the occurrence of load runout can be suppressed.

ステップＳ１０およびステップＳ１１において、吊り荷Ｌの地切りが完了すると、作業実績情報の格納が行われる（ステップＳ１２）。ここでは、制御部５０の荷重情報管理部６０（図２）が、吊り荷Ｌの地切り後に張力検出部６３（図２）が検出した張力Ｔに基づいて吊り上げられた吊り荷Ｌの荷重情報を取得する。そして、荷重情報管理部６０は、当該荷重情報によって記憶部５８に記憶された荷重分布情報（図６）を更新する。したがって、吊り上げ実績が増えるに連れて、荷重情報の精度を高めることができる。 When the ground cutting of the suspended load L is completed in steps S10 and S11, the work record information is stored (step S12). Here, the load information management unit 60 (FIG. 2) of the control unit 50 lifts the load information of the suspended load L based on the tension T detected by the tension detecting unit 63 (FIG. 2) after the suspended load L is grounded. To get. Then, the load information management unit 60 updates the load distribution information (FIG. 6) stored in the storage unit 58 based on the load information. Therefore, the accuracy of the load information can be improved as the lifting record increases.

次に、図１１のステップＳ５〜Ｓ７で示される横引きの判定および開始角度θｓの補正について、更に詳述する。図１２は、図１１のフローチャートの一部を詳細に示したフローチャートである。図１１のステップＳ５において、横引き発生の判定が開始されると、横引き判定部５５は、開始角度θｓの補正履歴を示す変数ｆｌａｇ＿ｂｍを０とする（図１２のステップＳ５１）。次に、横引き判定部５５は記憶部５８に格納された複数の地面情報（地上の表面情報）から一の地面情報を選択する。複数の地上の表面情報の一例として、地面が土面の場合（モード１）、地面が砂利の場合（モード２）、地面がコンクリートの場合（モード３）および地面が鉄板の場合（モード４）が記憶部５８に格納されている。更に、記憶部５８は、各地面の特性（モード１〜４）に応じて異なる静止摩擦係数μ１〜μ４を予め記憶している。なお、本実施形態では、上記の複数の表面情報（モード）の中から、モード１がデフォルトモードとして予め設定されている。ここで、演算部５６（図２）は、モード１に対応する静止摩擦係数μ（＝μ１）を記憶部５８から取得する（ステップＳ５３）。 Next, the determination of the lateral pull and the correction of the start angle θs shown in steps S5 to S7 of FIG. 11 will be described in more detail. FIG. 12 is a flowchart showing a part of the flowchart of FIG. 11 in detail. When the determination of the occurrence of horizontal pulling is started in step S5 of FIG. 11, the horizontal pulling determination unit 55 sets the variable flag_bm indicating the correction history of the start angle θs to 0 (step S51 of FIG. 12). Next, the horizontal pull determination unit 55 selects one ground information from a plurality of ground information (ground surface information) stored in the storage unit 58. As an example of a plurality of ground surface information, when the ground is a soil surface (mode 1), when the ground is gravel (mode 2), when the ground is concrete (mode 3), and when the ground is an iron plate (mode 4). Is stored in the storage unit 58. Further, the storage unit 58 stores in advance different static friction coefficients μ1 to μ4 according to the characteristics of each ground (modes 1 to 4). In this embodiment, mode 1 is preset as the default mode from the plurality of surface information (modes) described above. Here, the calculation unit 56 (FIG. 2) acquires the static friction coefficient μ (= μ1) corresponding to the mode 1 from the storage unit 58 (step S53).

なお、他の実施形態において、作業者が表示部１５３（図２）に表示された地上の表面情報を上記の４つの中から選択し、当該選択された情報（モード）に応じて、横引き判定部５５が記憶部５８から摩擦係数μを取得する態様でもよい。この場合、地上の表面状態に応じて静止摩擦力Ｆｆを精度良く演算し、横引きの発生を安定して判定することができる。 In another embodiment, the operator selects the surface information on the ground displayed on the display unit 153 (FIG. 2) from the above four, and horizontally pulls it according to the selected information (mode). The determination unit 55 may acquire the friction coefficient μ from the storage unit 58. In this case, the static friction force Ff can be calculated accurately according to the surface condition on the ground, and the occurrence of lateral pulling can be stably determined.

ステップＳ５３において静止摩擦係数μが決定すると、横引き判定部５５は吊り荷Ｌの荷重が０（ｔ）とされた場合（ステップＳ５４）のブーム１３の先端の座標を記憶部５８に記憶されたブーム撓み情報に基づいて取得する（ステップＳ５５）。次に、演算部５６が前述の式１〜式３に基づいて、引っ張り力Ｆの水平方向成分Ｆｘおよび吊り荷Ｌと地面Ｇとの間の静止摩擦力Ｆｆを算出する（ステップＳ５６）。このとき、図１１のステップＳ４においてブーム角度決定部５４が決定した開始角度θｓに基づいて、式２のｘｂおよびｙｂが決定される。そして、横引き判定部５５が、演算部５６によって演算された静止摩擦力Ｆｆと吊り荷Ｌに付与される引っ張り力Ｆの水平方向成分Ｆｘとを比較することで、横引きの発生有無を判定する（ステップＳ５７）。このように、本実施形態では、吊り荷Ｌに付与される２つの力を比較することで、吊り荷Ｌの横引きの発生を容易に判定することができる。 When the static friction coefficient μ is determined in step S53, the lateral pull determination unit 55 stores the coordinates of the tip of the boom 13 when the load of the suspended load L is 0 (t) (step S54) in the storage unit 58. Acquired based on the boom deflection information (step S55). Next, the calculation unit 56 calculates the horizontal component Fx of the tensile force F and the static friction force Ff between the suspended load L and the ground G based on the above equations 1 to 3 (step S56). At this time, xb and yb of the equation 2 are determined based on the start angle θs determined by the boom angle determination unit 54 in step S4 of FIG. Then, the horizontal pulling determination unit 55 determines whether or not horizontal pulling has occurred by comparing the static friction force Ff calculated by the calculation unit 56 with the horizontal component Fx of the pulling force F applied to the suspended load L. (Step S57). As described above, in the present embodiment, the occurrence of lateral pulling of the suspended load L can be easily determined by comparing the two forces applied to the suspended load L.

ステップＳ５７においてＦｘ＜Ｆｆの場合、横引き判定部５５は横引きが発生しないと判定する。この場合、横引き判定部５５は、横引き判定フローにおける吊り荷の荷重Ｗが、図１１のステップＳ３で決定された荷重Ｗｅと一致するか否かを判定する。ここでは、ステップＳ５４においてＷ＝０（ｔ）と仮定されているため、１回目の横引き判定では、ステップＳ５８においてＮＯと判定される。この結果、横引き判定部５５はステップＳ６１において、荷重Ｗに刻み荷重Ｗｓｔｅｐを加え、新たな荷重Ｗとする。そして、横引き判定部５５は、再びステップＳ５６〜Ｓ５８を繰り返す。上記について換言すれば、横引き判定部５５は、ステップＳ５６〜ステップＳ５８までを、Ｗ＝０（ｔ）からＷ＝Ｗｅ（ｔ）まで、荷重Ｗを刻み荷重Ｗｓｔｅｐずつ増大させながら繰り返す。 When Fx <Ff in step S57, the horizontal pulling determination unit 55 determines that horizontal pulling does not occur. In this case, the horizontal pulling determination unit 55 determines whether or not the load W of the suspended load in the horizontal pulling determination flow matches the load We determined in step S3 of FIG. Here, since it is assumed that W = 0 (t) in step S54, NO is determined in step S58 in the first horizontal pulling determination. As a result, in step S61, the horizontal pulling determination unit 55 adds a stepped load Wstep to the load W to obtain a new load W. Then, the horizontal pull determination unit 55 repeats steps S56 to S58 again. In other words, the horizontal pulling determination unit 55 repeats steps S56 to S58 from W = 0 (t) to W = We (t) while increasing the load W in increments of the load Wstep.

荷重Ｗが荷重Ｗｅまで増大されながらステップＳ５７において横引きが発生しないと判定され続けた場合、横引き判定部５５はステップＳ５９において開始角度θｓを確定する。この場合、ステップＳ５１においてｆｌａｇ＿ｂｍ＝０とされたままであるため、横引き判定部５５は図１１のステップＳ１１に移行し、開始角度θｓにおいて吊り荷Ｌの吊り上げ、地切りを実行する。 When it is continuously determined that the lateral pull does not occur in step S57 while the load W is increased to the load We, the lateral pull determination unit 55 determines the start angle θs in step S59. In this case, since flag_bm = 0 is still set in step S51, the lateral pulling determination unit 55 shifts to step S11 in FIG. 11 and lifts the suspended load L and cuts the ground at the start angle θs.

一方、図１２のステップＳ５７においてＦｘ≧Ｆｆの場合、横引き判定部５５は吊り荷Ｌに横引きが発生すると判定する（ステップＳ５７でＮＯ）。この場合、図１１のステップＳ４においてブーム角度決定部５４が決定した開始角度θｓでは吊り荷Ｌの吊り上げが実行できないため、ブーム角度決定部５４が開始角度θｓの補正を実行する（ステップＳ６２）。詳しくは、ブーム角度決定部５４は、これまでの開始角度θｓから予め設定された刻み角度θｓ＿ｓｔｅｐを引いた値（θｓ‘）を新たな開始角度に設定する。また、このとき、ブーム角度決定部５４は、ステップＳ５１において０に設定されたｆｌａｇ＿ｂｍを１に上書きする。補正されたブーム１３の開始角度θｓ’に基づいて、横引き判定部５５はステップＳ５５〜Ｓ５７を繰り返す。なお、ステップＳ６２において１度でも開始角度θｓが補正され、かつ、当該開始角度θｓで吊り荷Ｌの吊り上げが開始されても横引きが発生しないと判定された場合（ステップＳ５７でＹＥＳ）、後のステップＳ６０においてｆｌａｇ＿ｂｍ≠０のため、横引き判定部５５は図１１のステップＳ８に移行する。 On the other hand, when Fx ≧ Ff in step S57 of FIG. 12, the lateral pull determination unit 55 determines that lateral pull occurs in the suspended load L (NO in step S57). In this case, since the suspended load L cannot be lifted at the start angle θs determined by the boom angle determination unit 54 in step S4 of FIG. 11, the boom angle determination unit 54 corrects the start angle θs (step S62). Specifically, the boom angle determination unit 54 sets a value (θs') obtained by subtracting a preset step angle θs_step from the conventional start angle θs as the new start angle. Further, at this time, the boom angle determining unit 54 overwrites the flag_bm set to 0 in step S51 with 1. Based on the corrected start angle θs'of the boom 13, the lateral pull determination unit 55 repeats steps S55 to S57. If the start angle θs is corrected even once in step S62, and it is determined that lateral pulling does not occur even if the lifting of the suspended load L is started at the start angle θs (YES in step S57), the subsequent step. Since flag_bm ≠ 0 in step S60 of the above, the horizontal pull determination unit 55 shifts to step S8 of FIG.

このように、図１２に示される横引きの発生判定および開始角度θｓの補正フローでは、吊り荷Ｌの吊り上げ動作に伴って吊り荷Ｌに係る荷重が、Ｗ＝０（ｔ）からＷ＝Ｗｅ（ｔ）まで、刻み荷重Ｗｓｔｅｐずつ増大されながら、横引きの判定が繰り返される。このとき、１度でも横引きが発生すると判定されると、ブーム角度決定部５４は開始角度θｓを小さくなるように補正する。そして、横引き判定部５５は、ブーム１３の起伏角度が前記補正された開始角度θｓ’に設定された状態から、吊り荷Ｌの吊り上げが開始され地切りが完了するまでの間における、吊り荷Ｌの横引きの発生の有無を再判定する。そして、横引き判定部５５による横引きの再判定において、吊り荷Ｌの横引きが発生しないと判定された場合、図１１のステップＳ８〜Ｓ１０が繰り返される。すなわち、補正された開始角度θｓ’から吊り上げが開始され、吊り上げ中にブーム１３の先端部が吊り荷Ｌの鉛直上方を通過する場合には、ブーム１３の起伏角度が調整されながら吊り荷Ｌの吊り上げが行われる。このため、地切り時にブーム１３の先端部を吊り荷Ｌの鉛直上方に配置させ、吊り荷Ｌの荷振れを抑止することができる。このため、吊り荷Ｌの荷振れおよび横引きの発生を安定して抑止しながら、吊り荷Ｌの吊り上げを行うことができる。 As described above, in the determination of the occurrence of the lateral pull and the correction flow of the start angle θs shown in FIG. 12, the load related to the suspended load L is changed from W = 0 (t) to W = We with the lifting operation of the suspended load L. Until (t), the determination of horizontal pulling is repeated while the step load Wstep is increased by each step. At this time, if it is determined that the lateral pull occurs even once, the boom angle determining unit 54 corrects the start angle θs so as to be small. Then, the lateral pull determination unit 55 receives the suspended load from the state in which the undulation angle of the boom 13 is set to the corrected start angle θs'to the time when the suspended load L is started to be lifted and the ground cutting is completed. It is re-determined whether or not the horizontal pull of L has occurred. Then, when it is determined that the horizontal pull of the suspended load L does not occur in the re-determination of the horizontal pull by the horizontal pull determination unit 55, steps S8 to S10 of FIG. 11 are repeated. That is, when lifting is started from the corrected start angle θs'and the tip of the boom 13 passes vertically above the suspended load L during lifting, the undulation angle of the boom 13 is adjusted and the suspended load L is lifted. Lifting is done. Therefore, the tip of the boom 13 can be arranged vertically above the suspended load L at the time of ground cutting, and the load swing of the suspended load L can be suppressed. Therefore, it is possible to lift the suspended load L while stably suppressing the occurrence of runout and lateral pulling of the suspended load L.

以上のように、本実施形態によれば、ブーム角度決定部５４は、地切り時にブーム１３の先端部が吊り荷Ｌの鉛直上方に位置するように開始角度θｓを決定する。このため、吊り荷Ｌの地切り後の荷振れが抑止される。また、吊り荷Ｌの吊り上げ開始前に、横引き判定部５５によって吊り上げ中の横引きの発生の有無が判定される。この結果、吊り上げ作業中に常にブーム１３の先端位置を制御する他の制御装置と比較して、ブーム１３の起伏角度を常に調整する必要がなく、ブーム１３の角度調整のためにロープの巻き上げ速度を減速することが低減される。この結果、吊り荷Ｌの横引きを抑止しながら、吊り上げ作業を効率的に実現することが可能とされる。 As described above, according to the present embodiment, the boom angle determining portion 54 determines the starting angle θs so that the tip portion of the boom 13 is located vertically above the suspended load L at the time of ground cutting. Therefore, the runout of the suspended load L after the ground cutting is suppressed. Further, before the start of lifting the suspended load L, the lateral pulling determination unit 55 determines whether or not horizontal pulling occurs during lifting. As a result, it is not necessary to constantly adjust the undulation angle of the boom 13 as compared with other control devices that constantly control the tip position of the boom 13 during the lifting operation, and the hoisting speed of the rope for adjusting the angle of the boom 13 Deceleration is reduced. As a result, it is possible to efficiently realize the lifting work while suppressing the lateral pulling of the suspended load L.

以上、本発明の各実施形態に係るクレーン１の制御装置５について説明した。なお、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。本発明に係る制御装置５が制御するクレーンは、所定のクレーン本体と起伏可能なブームとを備えるものであればよい。更に、本発明では、以下のような変形実施形態が可能である。 The control device 5 of the crane 1 according to each embodiment of the present invention has been described above. The present invention is not limited to these forms. The crane controlled by the control device 5 according to the present invention may include a predetermined crane body and an undulating boom. Further, in the present invention, the following modified embodiments are possible.

（１）上記の実施形態では、吊り荷荷重推定部５３（図２）が、過去の作業実績に基づいて吊り荷Ｌの荷重情報を取得する態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。他の変形実施形態において、作業者が入力部１５２（図２）から吊り荷Ｌの荷重を直接入力することで、荷重情報が取得される態様でもよい。 (1) In the above embodiment, the suspended load load estimation unit 53 (FIG. 2) has been described in a mode of acquiring load information of the suspended load L based on past work results, but the present invention is limited to this. It is not something that is done. In another modification embodiment, the load information may be acquired by the operator directly inputting the load of the suspended load L from the input unit 152 (FIG. 2).

（２）また、上記の実施形態では、図１に示すようにテレスコープ式のブーム１３を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係るクレーンは、他のブーム長さ変更機構を備えるものでもよく、また、ラチスブームを備えたクローラクレーンやホイールクレーンのように、ブームの長さが変化しない態様でもよい。また、公知のタワークレーンのように、ブームが垂直に延びた状態で、当該ブームの先端に装着されたジブだけが起伏する態様でもよい。ジブの先端部からロープが垂下され、当該ロープによって吊り荷が吊り上げられる。この場合、ブーム部分に対して起伏するジブのジブ角度が本発明のブーム角度に相当し、ジブの先端部が本発明のブームの先端部に相当し、ジブの撓みが本発明のブームの撓みに相当する。更に、ブームの先端部にジブが回動可能に支持され、ブームおよびジブの両方が起伏する態様でもよい。この場合、ジブに備えられたジブ角度計が、ブームに対するジブの相対的な角度を測定する。また、ブームに備えられたブーム角度計は、クレーン本体に対するブームの角度（対地角）を測定する。そして、ブームおよびジブの長さは既知であるため、ジブ角度計およびブーム角度計の測定結果から、ジブの先端部の位置が検出される。そして、ブーム角度が調整されることで、吊り荷に対するジブの先端部の位置が制御される。その他の横引き判定、地切り制御については、先の実施形態と同様である。 (2) Further, in the above embodiment, the telescope type boom 13 has been described as shown in FIG. 1, but the present invention is not limited thereto. The crane according to the present invention may be provided with another boom length changing mechanism, or may be in a mode in which the boom length does not change, such as a crawler crane or a wheel crane provided with a lattice boom. Further, as in a known tower crane, only the jib attached to the tip of the boom may undulate in a state where the boom extends vertically. A rope hangs from the tip of the jib, and the rope lifts the suspended load. In this case, the jib angle of the jib that undulates with respect to the boom portion corresponds to the boom angle of the present invention, the tip of the jib corresponds to the tip of the boom of the present invention, and the deflection of the jib corresponds to the deflection of the boom of the present invention. Corresponds to. Further, the jib may be rotatably supported by the tip of the boom, and both the boom and the jib may undulate. In this case, a jib angle meter on the jib measures the relative angle of the jib to the boom. In addition, the boom angle meter provided on the boom measures the angle (ground angle) of the boom with respect to the crane body. Since the lengths of the boom and the jib are known, the position of the tip of the jib is detected from the measurement results of the jib angle meter and the boom angle meter. Then, by adjusting the boom angle, the position of the tip of the jib with respect to the suspended load is controlled. The other horizontal pulling determination and ground cutting control are the same as those in the previous embodiment.

（３）また、上記の実施形態では、図１１において、横引き判定部５５は、吊り荷Ｌの横引きが発生すると判定した場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、ブーム１３の開始角度θｓを修正する修正指示信号を出力し、ブーム角度決定部５４は、この修正指示信号を受けて開始角度θｓが小さくなるように当該開始角度θｓを補正する態様にて説明した（ステップＳ７）。本発明は、これに限定されるものではない。横引き判定部５５が出力した修正指示信号に基づいて、表示部１５３（図２）に修正指示メッセージが表示され、作業者によって開始角度θｓが補正される態様でもよい。 (3) Further, in the above embodiment, in FIG. 11, when the lateral pulling determination unit 55 determines that the lateral pulling of the suspended load L occurs (YES in step S6), the lateral pulling determination unit 55 corrects the start angle θs of the boom 13. The correction instruction signal is output, and the boom angle determination unit 54 corrects the start angle θs so that the start angle θs becomes smaller in response to the correction instruction signal (step S7). The present invention is not limited to this. A correction instruction message may be displayed on the display unit 153 (FIG. 2) based on the correction instruction signal output by the horizontal pull determination unit 55, and the start angle θs may be corrected by the operator.

１０ クレーン
１１ 下部走行体
１２ 上部旋回体（クレーン本体）
１２Ａ ブーム支点部
１３ ブーム
１３Ａ ブームフット
１３Ｓ 伸縮装置
１４ 起伏装置
１５ キャブ
１５１ 操作部
１５２ 入力部
１５３ 表示部
１６ 吊り上げウインチ
１７ ワイヤ（ロープ）
１８ シーブ
１９ 主巻シーブ
２０ 主巻フック
５ 制御装置
５０ 制御部
５１ ウインチ制御部
５２ ブーム制御部（ブーム角度制御部）
５３ 吊り荷荷重推定部（荷重情報取得部）
５４ ブーム角度決定部
５５ 横引き判定部
５６ 演算部
５７ 出力部
５８ 記憶部
５９ 補助制御部
６０ 荷重情報管理部
６１ ブーム長さ検知部
６２ ブーム角度検知部（角度検出部）
６３ 張力検出部
Ｌ 吊り荷 10 Crane 11 Lower traveling body 12 Upper swivel body (crane body)
12A Boom fulcrum 13 Boom 13A Boom foot 13S Telescopic device 14 Unraveling device 15 Cab 151 Operation unit 152 Input unit 153 Display unit 16 Lifting winch 17 Wire (rope)
18 Sheave 19 Main winding Sheave 20 Main winding hook 5 Control device 50 Control unit 51 Winch control unit 52 Boom control unit (boom angle control unit)
53 Suspended load estimation unit (load information acquisition unit)
54 Boom angle determination unit 55 Horizontal pull determination unit 56 Calculation unit 57 Output unit 58 Storage unit 59 Auxiliary control unit 60 Load information management unit 61 Boom length detection unit 62 Boom angle detection unit (angle detection unit)
63 Tension detector L Suspended load

Claims (7)

クレーン本体と、
前記クレーン本体に起伏可能に支持されるブームと、
前記ブームを起伏させる起伏動作を行う起伏装置と、
前記ブームの先端部から垂下される吊り荷用のロープと、
前記ロープの巻き上げおよび巻き下げを行うウインチと、
を備えたクレーンの吊り上げ作業を制御する制御装置であって、
前記ウインチの巻き上げおよび巻き下げ動作を制御するウインチ制御部と、
前記起伏装置を制御して前記ブームの起伏角度を調整するブーム角度制御部と、
前記ブームの起伏角度を検出する角度検出部と、
前記ロープによって吊り上げられる吊り荷の荷重情報を前記吊り上げ作業に先だって取得する荷重情報取得部と、
前記ブームの起伏角度が所定の初期角度に設定された状態から前記ロープを介して前記ブームの先端部に所定の荷重が掛けられた場合の、当該荷重の大きさと、当該荷重に応じて撓んだ前記ブームの先端位置との関係を示すブーム撓み情報を、複数の前記荷重の大きさおよび複数の前記初期角度に応じて予め記憶し、前記ブーム撓み情報を出力可能な記憶部と、
前記吊り荷の総荷重が前記ブームに掛かることによって前記ブームが撓んだ場合の前記ブームの先端部が前記吊り荷の鉛直上方に位置するように、前記吊り荷の吊り上げ開始時における前記ブームの起伏角度である開始角度を決定する決定部であって、前記荷重情報取得部によって取得された前記荷重情報と、前記記憶部から出力された前記ブーム撓み情報とに基づいて前記開始角度を決定するブーム角度決定部と、
前記ブームの起伏角度が前記ブーム角度決定部によって決定された前記開始角度に設定された状態から前記ウインチの巻き上げ動作によって前記吊り荷の吊り上げが開始されたとした場合に、前記吊り荷の地切りが完了するまでの間における、前記吊り荷の横引きの発生の有無を、実際の吊り上げに先立って判定する判定部であって、前記ブーム角度決定部によって決定された前記開始角度と前記記憶部から出力された前記ブーム撓み情報とに基づいて前記横引きの発生を判定する横引き判定部と、
を有し、
前記横引き判定部は、前記吊り荷の横引きが発生すると判定した場合、前記ブームの開始角度を修正する修正指示信号を出力し、前記横引きが発生しないと判定した場合、前記ブーム角度制御部が前記起伏装置を制御して前記ブームの起伏角度を前記開始角度に設定し、前記ウインチ制御部が前記ウインチを制御して前記吊り荷の吊り上げおよび地切りを実行させる、クレーンの制御装置。 Crane body and
A boom that is undulatingly supported by the crane body,
An undulating device that performs an undulating operation to undulate the boom,
A rope for hanging loads hanging from the tip of the boom,
A winch that winds up and downs the rope,
It is a control device that controls the lifting work of a crane equipped with
A winch control unit that controls the winding and lowering operations of the winch,
A boom angle control unit that controls the undulation device to adjust the undulation angle of the boom,
An angle detection unit that detects the undulation angle of the boom,
A load information acquisition unit that acquires the load information of the suspended load lifted by the rope prior to the lifting operation, and
When a predetermined load is applied to the tip of the boom via the rope from a state where the undulation angle of the boom is set to a predetermined initial angle, the magnitude of the load and the bending according to the load. However, boom deflection information indicating the relationship with the tip position of the boom is stored in advance according to the magnitude of the plurality of loads and the plurality of initial angles, and the boom deflection information can be output.
The boom at the start of lifting the suspended load so that the tip of the boom when the boom bends due to the total load of the suspended load being applied to the boom is located vertically above the suspended load. It is a determination unit that determines the start angle, which is the undulation angle, and determines the start angle based on the load information acquired by the load information acquisition unit and the boom deflection information output from the storage unit. Boom angle determination part and
When the derricking angle of the boom and the boom angle determining unit lifting the state set to the start angle determined of the suspended load by the hoisting operation of the winch by is started, the land cutting of the suspended load is It is a determination unit that determines whether or not the suspended load has been laterally pulled before the actual lifting, and is determined from the start angle and the storage unit determined by the boom angle determination unit. A horizontal pulling determination unit that determines the occurrence of the horizontal pulling based on the output boom deflection information,
Have,
The horizontal pulling determination unit outputs a correction instruction signal for correcting the start angle of the boom when it is determined that the horizontal pulling of the suspended load occurs, and when it is determined that the horizontal pulling does not occur, the boom angle control A crane control device in which a unit controls the undulation device to set the undulation angle of the boom to the start angle, and the winch control unit controls the winch to lift the suspended load and perform ground cutting. 前記横引き判定部によって前記吊り荷の横引きが発生すると判定された場合、前記ブーム角度決定部は、前記横引き判定部から前記修正指示信号を受けて前記ブームの前記開始角度を小さくなるように補正し、
前記横引き判定部は、前記ブームの起伏角度が前記補正された前記開始角度に設定された状態から前記吊り荷の吊り上げが開始されたとした場合に、前記吊り荷の地切りが完了するまでの間における、前記吊り荷の横引きの発生の有無を、実際の吊り上げに先立って再判定する、請求項１に記載のクレーンの制御装置。 When the lateral pulling determination unit determines that the suspended load is laterally pulled, the boom angle determining unit receives the correction instruction signal from the horizontal pulling determination unit and reduces the start angle of the boom. Corrected to
Said lateral pulling determination unit, when the relief angle of the boom and the corrected lifting from the set state to the start angle of the suspended load is initiated, until the earth cutting of the suspended load is completed The crane control device according to claim 1, wherein the presence or absence of lateral pulling of the suspended load is redetermined prior to the actual lifting . 前記起伏装置と前記ウインチとを制御可能な補助制御部を更に有し、
前記横引きの再判定において前記横引きが発生しないと判定された場合、前記ブーム角度制御部が前記起伏装置を制御して前記ブームの起伏角度を前記補正された開始角度に設定し、前記ウインチ制御部が前記ウインチを制御して前記吊り荷の吊り上げを実行させ、
前記補助制御部は、前記吊り荷の吊り上げ開始後であって前記ブームの撓みに応じて前記ブームの先端部が前記吊り荷の鉛直上方に至った後、前記吊り荷の地切りが完了するまでの間、前記ブームの先端部が前記吊り荷の鉛直上方に配置されるように、前記起伏装置を制御して前記ブームの起伏角度を調整しながら、前記ウインチに巻き上げ動作を実行させる、請求項２に記載のクレーンの制御装置。 It further has an auxiliary control unit capable of controlling the undulation device and the winch.
When it is determined in the re-determination of the horizontal pull that the horizontal pull does not occur, the boom angle control unit controls the undulation device to set the undulation angle of the boom to the corrected start angle, and the winch. The control unit controls the winch to lift the suspended load.
The auxiliary control unit is after the start of lifting the suspended load, after the tip of the boom reaches vertically above the suspended load in response to the bending of the boom, and until the ground cutting of the suspended load is completed. The winch is made to perform a hoisting operation while controlling the undulation device to adjust the undulation angle of the boom so that the tip of the boom is arranged vertically above the suspended load. 2. The crane control device according to 2. 前記横引き判定部は、前記ロープによって前記吊り荷に付与される引っ張り力の水平方向成分と、前記吊り荷と地上との間で発生する静止摩擦力との大小関係を比較することで、前記吊り荷の横引きの発生の有無を判定する、請求項１乃至３の何れか１項に記載のクレーンの制御装置。 The lateral pulling determination unit compares the magnitude relationship between the horizontal component of the tensile force applied to the suspended load by the rope and the static frictional force generated between the suspended load and the ground. The crane control device according to any one of claims 1 to 3, which determines whether or not a suspended load is pulled sideways. 前記地上の表面情報の入力を受け付ける入力部を更に備え、
前記記憶部は、前記表面情報に応じて予め設定された静止摩擦係数を更に記憶し、
前記入力された前記表面情報に応じて、前記記憶部から前記静止摩擦係数を取得し、前記静止摩擦力を演算する演算部を更に有し、
前記横引き判定部は、前記演算部によって演算された前記静止摩擦力と前記吊り荷に付与される引っ張り力の水平方向成分とを比較する、請求項４に記載のクレーンの制御装置。 Further provided with an input unit for receiving the input of the surface information on the ground,
The storage unit further stores a static friction coefficient preset according to the surface information, and further stores the static friction coefficient.
Further, it has a calculation unit that acquires the static friction coefficient from the storage unit and calculates the static friction force according to the input surface information.
The crane control device according to claim 4, wherein the lateral pulling determination unit compares the static friction force calculated by the calculation unit with the horizontal component of the pulling force applied to the suspended load. 前記記憶部は、過去に吊り上げられた吊り荷の荷重の分布を示す荷重分布情報を更に記憶し、
前記荷重情報取得部は、前記記憶部に記憶された前記荷重分布情報に基づいて、次に吊り上げられる前記吊り荷の前記荷重情報を推定および取得する、請求項１乃至５に記載のクレーンの制御装置。 The storage unit further stores load distribution information indicating the load distribution of the suspended load lifted in the past.
The control of the crane according to claims 1 to 5, wherein the load information acquisition unit estimates and acquires the load information of the suspended load to be lifted next based on the load distribution information stored in the storage unit. apparatus. 前記ロープにかかる張力を検出する張力検出部と、
前記吊り荷の地切り後に前記張力検出部によって検出された前記張力に基づいて吊り上げられた吊り荷の荷重情報を取得し、当該荷重情報によって前記記憶部に記憶された前記荷重分布情報を更新する荷重情報管理部と、
を更に有する、請求項６に記載のクレーンの制御装置。 A tension detection unit that detects the tension applied to the rope, and
The load information of the suspended load lifted based on the tension detected by the tension detecting unit after the ground cutting of the suspended load is acquired, and the load distribution information stored in the storage unit is updated by the load information. Load information management department and
The crane control device according to claim 6, further comprising.
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