JPH0361294A - 作業範囲規制方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、クレーン等の機器において作業範囲内に障
害物等がある場合に、作業範囲を規制してこの障害物等
に衝突したりするのを防止するための作業範囲規制方法
に関する。

〔従来の技術〕

市街地等における建設工事において第２図に示すような
起伏や旋回が可能なりレーン］を使用する場合、第３図
に示すように作業範囲内に隣接する建物や他のクレーン
の作業範囲あるいは道路等（斜線で示す）がある場合、
衝突等を防止するためこれらの領域に入らないように作
業範囲を規制する必要がある。この場合の作業範囲の規
制は旋回範囲自体を制限したり、あるいは特定の旋回範
囲において旋回半径を縮めて（すなわちブームを立てて
）通過させることにより、ブーム先端が第３図に斜線で
示す規制範囲に立ち入らないようにして行なわれる。

作業範囲を規制するのに運転者の操作にたよっていたの
では、操作ミスにより接触や衝突を確実に防止すること
はできず、自動化が望まれる。

第３図のような現場状況で作業範囲の規制を自動化する
方法として、従来はリミットスイッチを用いたものがあ
った。これはクレーン等の旋回軸および起伏軸に規制し
ようとする範囲ごとにリミットスイッチをそれぞれ設置
しこれらリミットスイッチの組合せにより各旋回位置に
おける起伏角度を制限するようにしたものである。

また、従来における別の規制方法として、クレーン等の
作業範囲をモデル的に示した直径２０ｃｍ位の不透明円
盤とフォトカプラの組合せを用いたものがあった。この
円盤は規制範囲に相当する部分が切り落とされ、クレー
ンの旋回に連動して回転される。フォトカプラは、円盤
を挟んで発光素子と受光素子が配置され、ブームの起伏
に連動して円盤の径方向に移動する。したがって、クレ
ーンが規制範囲外で作業をしているときはフォトカプラ
はオフして作業を許可する。また、規制範囲に立入ると
フォトカプラは円盤の外に出るのでオンし、警報等が鳴
らされて規制範囲に立ち入ったことが知らされあるいは
作業が停止される。

ところが、前記リミットスイッチを用いた方法では、現
場の状況が変わるごとにリミットスイッチの設置位置を
変更しなければならず、手間がかかっていた。

また、前記円盤を用いる方法では、現場の状況が変わる
ごとに現場の規制範囲に合致する形状に円盤を切り抜か
なければならず、手間がかかつていた。また、旋回に連
動して円盤を回転させる機構や起伏に連動してフォトカ
プラを移動させる機構が必要となり、高価になっていた
。

そこで、このような問題点を解決して、簡易に作業範囲
を規制することができるようにしたものとして、本出願
人の出願に係る特願昭６３−２０６３号明細書に記載の
作業範囲規制方法が提案されている。

これは、起伏量に対応した規制値を旋回位置に対応して
予め記憶し、運転時に旋回位置と起伏量を検出して、各
旋回位置で検出される起伏量が前記記憶された規制値に
対応した値に達した場合に、この値に達したことを示す
信号を出力するようにしたものである。

この方法によれば、各旋回位置における起伏量に対応し
た規制値を予めティーチイング方式等により記憶してお
くことにより、運転時に旋回位置と起伏位置を検出する
だけで規制範囲に立入ったかどうかを知ることができ、
簡易な方法で作業範囲の規制を行なうことができる。ま
た、現場が変わった場合も、ティーチイング等により記
憶作業をやりなおすだけで済み、簡単になる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の作業範囲規制方法は、ブーム先端の水平方向位置
に対する規制であるが、このほかにも上方に空中活線等
（送電線やマイクロウェーブ等）がある場合には上方向
位置に対する規制が必要となる。

この発明は、このような点に鑑みてなされたもので、ブ
ーム上端の上方向に対する規制をして空中活線等との接
触を防止した作業範囲規制方法を提供しようとするもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、ブームの起伏が可能な機器またはブームの
起伏と伸縮が可能な機器の高さ方向作業範囲を規制する
方法であって、ブームの先端の高さ規制値を予め設定し
て記憶し、作業時にブーム先端の高さを検出して、その
検出値が上記高さ規制値に達した場合に当該規制値に達
したことを示す信号を出力することを特徴とするもので
ある。

〔作　用〕

この発明によれば、ブームの先端の高さ規制値を予め設
定して記憶し、作業時にブーム先端の高さを検出して、
その検出値が上記高さ規制値に達した場合に当該規制値
に達したことを示す信号を出力するようにしたので、ブ
ーム上端の上方向に対する規制が実現され、空中活線等
との接触が防止される。

〔実施例〕

この発明の一実施例について説明する。ここでは第４図
に示すクレーンにこの発明を適用した場合について説明
する。このクレーンは、ジブクレーン、トラッククレー
ン等として構成されたもので、台車１０上に旋回部１２
を具え、旋回部１２上にブーム１４を具えている。ブー
ム１４からはワイヤ１６を介してフック１８が吊り下げ
られている。ブーム１４の回動中心０は旋回部１２の旋
回中心り上にあるものとする。ブーム１４は起伏および
伸縮可能とされている。水平位置に対するブーム１４の
起伏角をθ、ブーム１４の長さをｇ１旋回部１２の基準
位置に対する旋回角をφでそれぞれ表わす。クレーンに
はこれらパラメータθ。

Ｄ、φを検出するためのセンサがそれぞれ具えられてい
る。

この実施例では、ブーム先端の水平方向位置および高さ
方向位置の規制を行なうものとする。はじめに、規制範
囲の人力方法について説明する。

規制範囲の人力はティーチイング運転またはキー人力に
よる初期設定により行なわれる。

現場周囲の建物や道路あるいは他のクレーンの旋回範囲
等により規制されるブーム先端の水平方向位置の規制範
囲をティーチイング運転により人力する場合は、例えば
ブーム長ｇを一定に保持して（例えば最大長）、旋回部
１２を旋回方向に１回転させ、各旋回角φごとに起伏角
θを制御して建物の外壁や道路の端や他のクレーンの旋
回位置付近を２〜３ｍ程度の余裕を持たせてなぞって通
過するようにする。これにより、各旋回角φごとに水平
方向限界値が検出され規制値として記憶される。水平方
向規制範囲の一例を第５図に斜線で示す。

ティーチイング運転に代わる初期設定による方法はクレ
ーンの周囲の状況が設計図等により予めわかっている場
合に、その図面等に基づいて規制範囲をキーボード等に
より入力するものである。

これは簡易な方法で人力を行なえるようにしたものであ
る。すなわち、規制範囲の内周側形状は、規制を受ける
対象が建物や道路の場合は直線となり、他のクレーンの
作業範囲の場合は円弧状となり、いくつかの形状に分類
できるので、これらの形状を用いて規制範囲を例えば第
６図に斜線で示すように大まかに設定する。そして、旋
回角φを規制範囲の不連続点ごとに区切って複数のステ
ップに分割する。この分割した各ステップごとに、旋回
角範囲、旋回半径、規制範囲の形状等の情報をテンキー
等により入力して、規制値が記憶される。

空中活線等によるブーム上端の高さ方向に対する規制範
囲の人力もティーチイングまたはキー人力等による初期
設定により行なわれる。ティーチイングによる場合は、
例えばブームの伸縮と起伏を利用して、送電線やマイク
ロウェーブ等の位置付近を２〜３ｍ程度の余裕をもって
なぞるようにする。周囲の状況が設計図等により予めわ
かっている場合には、キー人力等による初期設定により
人力することができる。

ティーチイングまたは初期設定により空中活線等の位置
を人力すると、規制範囲は例えば第７図（ａ）に斜線で
示すように、空中活線２０を含むように水平方向の平面
２２および垂直方向の平面２４で囲まれる範囲に自動的
に設定されて、記憶される。

空中活線が複数ある場合にも、第７図（ｂ）。

（ｃ）に示すようにこれら空中活線２０を含むように水
平方向の平面２２および垂直方向の平面２４で囲まれる
範囲に自動的に設定されて、記憶される。

以上のようにして設定され記憶された水平方向および高
さ方向の規制値により実際の作業時に作業範囲を規制す
る方法について説明する。

制御装置は前記設定され記憶された水平方向および高さ
方向の規制値に基づき警報レベルと停止レベルを設定す
る。停止レベルはブーム先端が前記記憶された規制範囲
内に達した状態であり、このときそれ以上のブームの動
きは非常停止される（規制範囲から脱出する方向への動
きのみ許容するようにしてもよい）。また、このとき警
報が発せられる。警報レベルはブーム先端が規制範囲か
ら所定距離（例えば５ｍ程度）手前の範囲内に達した状
態であり、このときブームの動きは許容されるが警報が
発せられ、規制範囲に近づいたことが知らされる。

第８図は、水平方向の停止レベルと警報レベルを示した
ものである。各パラメータは ＲＡ　：　実半径（−，１７ｃｏｓφ）ＲＧ　：半径方
向停止レベル ＲＧ’　　：　　旋回方向停止レベル （＝ｒ−ＲＧ／ＲＡ） Ｘ　：　旋回方向警報レベル Ｙ　：　半径方向警報レベル を意味する。

ブーム先端１４ａを水平方向に動作させる場合（ブーム
１４を倒す、伸長させる、旋回させる場合）は、制御装
置（マイクロコンピュータ）により次のように規制を受
ける。

−ＲＡ＜ＲＧ−Ｙでかつｒ＜ＲＧ’のとき（第９図■の
位置） 警報レベルに達してない状態で、ブーム１４を自由に動
作させることかできる。

−ＲＧ−Ｙ５ＲＡ＜ＲＧまたはＲＧ’　≦ｒのとき（第
９図■、■の位置） 警報レベルに達した状態で、ブーム１４は動作可能であ
るが警報が発せられる。

・ＲＧ≦ＲＡのとき（第９図■、■の位置）停止レベル
に達した状態で、ブーム１−４は非常停止される。

第１０図は高さ方向の停止レベルと警報レベルを示した
ものである。各パラメータは ＨＡ　：　ブーム先端１４ａの高さ ２　：　警報レベル ＨＧ　：　停止レベル を意味する。

ブーム先端１４ａを高さ方向に動作させる場合（ブーム
１４を上げる、伸ばす場合）は、制御装置により次のよ
うに規制を受ける。

−ＨＡ＜ＨＧ−２のとき（第１１図■の位置）警報レベ
ルに達してない状態で、ブーム１４を自由に動かすこと
ができる。

・Ｉ（Ｇ−Ｚ≦ＨＡ＜ＨＧのとき（第１１図■の位置） 警報レベルに達した状態で、ブーム１４は動作可能であ
るが、警報が発せられる。

・ＨＧ≦ＨＡのとき（第１１図○の位置）停止レベルに
達した状態で、ブーム１４は非常停止される。

以上説明した作業範囲規制制御を行なう制御フローチャ
ートの一例を第１図に示す。はじめに、ティーチイング
運転（Ｐｌ）または初期設定（ＰＬ’）により規制範囲
の人力が行なわれ、規制範囲が記憶される（Ｐ２）。続
いて実際の作業か行なわれる（Ｐ３）。ここでは、起伏
角と旋回角とブーム長を検出して、検出される旋回角ご
とに警報レベルと比較する。そして、ブーム先端が規制
範囲から例えば５ｍ以内に接近したことを検出すると（
Ｐ４）　、警報信号を発しくＰ５）、運転者に注意をう
ながす。さらに接近して停止レベルに達すると（Ｐ６）
、非常停止（Ｐ７）をかける。

なお、ＬＣＤ等による表示器を設けて、水平方向および
高さ方向の規制範囲を前記第５図や第７図のように表示
し、そこにブームの実際の位置を表示するようにして運
転者に運転状況を知らせるようにすることもできる。

また、ブーム長９や起伏角ｅＯ３φがセンサにより検出
されて水平方向のブーム長ρＣＯＳφがわかるので、別
途荷重センサを設置することにより、ブーム１４にかか
るモーメントを自動的に検出して、モーメントが所定の
限界値に達したときにリミッタを働かせるようにして、
モーメントリミッタ（過負荷防止）機能を持たせて転倒
防止を図ることもできる。

〔変更例〕

この発明は、ブームを有する各種クレーンに適用するこ
ともできる。

また、上記実施例では長さ位置で規制した場合について
示したが、角度位置で規制することもできる。

また、高さ方向の規制範囲は、第７図のような水平方向
平面２２と垂直方向平面２４て囲まれる範囲に限るもの
でなく、各種形状に設定可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、ブームの先端
の高さ規制値を予め設定して記憶し、作業時にブーム先
端の高さを検出して、その検出値が上記高さ規制値に達
した場合に当該規制値に達したことを示す信号を出力す
るようにしたので、ブーム上端の上方向に対する規制が
実現され、空中活線等との接触が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示すフローチャートで
ある。 第２図は、タワークレーンの概略構成図である。 第３図は、水平方向作業範囲規制の説明図である。 第４図は、この発明が適用されるクレーン構造の一例を
示す側面図である。 第５図は、ティーチイングによる水平方向規制範囲の一
例を示す平面図である。 第６図は、初期設定による水平方向規制範囲の一例を示
す平面図である。 第７図は、高さ方向規制範囲の一例を示す側面図である
。 第８図は、水平方向の警報レベルおよび停止レベルの説
明図である。 第９図は、水平方向の各種ブーム先端位置状態を示す平
面図である。 第１０図は、高さ方向の警報レベルおよび停止レベルの
説明図である。 第１１図は、高さ方向の各種ブーム先端位置状態を示す
側面図である。 １・・・クレーン、１２・・・旋回部、１４・・・ブー
ム、１４ａ・・・ブーム先端。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ブームの起伏が可能な機器またはブームの起伏と伸縮が
   可能な機器の高さ方向作業範囲を規制する方法であって
   、ブームの先端の高さ規制値を予め設定して記憶し、作
   業時にブーム先端の高さを検出して、その検出値が上記
   高さ規制値に達した場合に当該規制値に達したことを示
   す信号を出力することを特徴とする作業範囲規制方法。