JPH05229784A - クレーン下方の安全監視システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】クレーンにより搬送する部材下方の危険領域に
傾斜角度可変の円錐形状の有色レーザ光幕を形成し、こ
れを目視により認識させ、もって夜間、降雨時等の状態
でも危険領域の報知が確実に行えるクレーン下方の安全
監視システムを提供する。 【構成】連続駆動される回転体に有色レーザ光源を設け
たレーザ走査体を備えるとともに、該レーザ走査体の駆
動により円錐形状の有色レーザ光幕を形成するレーザ走
査装置を、クレーンにより搬送される部材下方の危険領
域に上記レーザ光幕を形成可能とする位置に配設し、上
記レーザ走査装置は上記部材の移動に追従してレーザ光
幕の傾斜角度を制御する制御装置を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、搬送中の部材下方の危
険領域内への作業員の立ち入り禁止を報知するクレーン
下方の安全監視システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】地下躯体部分を掘削するビル建設現場で
は、堀り出された土をブルドーザにより盛り土し、これ
をテルファーと呼称されるクレーンのブームの先端に取
り付けたバケットにより掴み取ってダンプトラックに積
載する作業を行っている。その際、テルファの運転室の
下部に設置したＣＣＤカメラにより盛り土部分を撮像
し、その監視範囲に作業員や、その他の機械の存在を検
知した場合には、自動的にブザーを吹鳴させて警報を発
したり、あるいは、バケットの作動を自動停止させる監
視システムを採用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、かかるＣＣ
Ｄカメラによる撮像方式では、夜間作業時や、降雨時に
は光量が不足するため、検知能力が大幅に低下して画像
処理機能を十分に発揮し得ないと言う問題がある。

【０００４】さらに、この監視システムを、建造中のビ
ルの側縁部に立設したタワーの上部に旋回体を設け、こ
れに取り付けた長尺ブームの先端のフックに梁や、ＰＣ
板を取り付け、ブームの起伏角、及び懸垂中のワイヤー
を巻き込み、部材を揚重しながら所定位置に搬送する形
式の建設用のクレーンに適用する場合には、建設現場の
クレーンは動作範囲が広い上、監視範囲の背景色の範囲
も広く、かつ、変化が激しいため、ＣＣＤによる撮像し
た画像の画像処理が困難になり、十分な安全管理を行え
ないと言う問題を抱えている。

【０００５】また、大きな騒音を伴う作業現場で、適宜
の位置に設置したブザーによる警報報知方式ではその効
果を十分に発揮し得ない問題もある。

【０００６】そこで、本発明は、上述した課題に鑑みて
なされたもので、その目的とするところは、クレーンに
より搬送される部材下方の危険領域に傾斜角度可変の円
錐形状の有色レーザ光幕を形成し、これを目視により認
識させ、もって、部材搬送空間の広い場所で、しかも夜
間、降雨時等の光量不足状態であっても確実に危険領域
の存在を報知させるクレーン下方の安全監視システムを
提供するにある。

【０００７】また、本発明は、レーザ走査装置をクレー
ンにより搬送される部材の下面、クレーンのブーム下
面、もしくはクレーンのタワーに設置し、搬送部材の移
動に追従してその下方の危険領域に円錐形状の傾斜角度
可変の有色レーザ光幕を形成するクレーン下方の安全監
視システムを提供するにある。

【０００８】また、本発明の目的は、無色レーザ光源、
または電磁波発生源により無色レーザ光幕、電磁波幕を
形成し、危険領域内への進入報知をヘルメットに設置し
た音響警報装置により行うクレーン下方の安全監視シス
テムを提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、連続駆動され
る回転体に有色レーザ光源を設けたレーザ走査体を備え
るとともに、レーザ走査体の駆動により円錐形状の有色
レーザ光幕を形成するレーザ走査装置を、クレーンによ
り搬送される部材下方の危険領域にレーザ光幕を形成可
能とする位置に配設し、レーザ走査装置は部材の移動に
追従してレーザ光幕の傾斜角度を制御する制御装置を備
えるものである。

【００１０】また、本発明は、連続駆動される回転体に
設けた有色レーザ光源と、レーザ光源の傾斜角度を可変
する駆動装置とを設けたレーザ走査体を備えるレーザ走
査装置を、クレーンにより搬送される部材の下面に配設
し、レーザ走査装置は入力された部材の作業平面からの
高さと、部材長とから有色レーザ光源の傾斜角度制御信
号を算出する制御手段を備えるものである。

【００１１】さらに、本発明は、連続駆動される回転体
に設けた有色レーザ光源、及びレーザ光源の傾斜角度を
可変する第１の駆動装置を備えるレーザ走査体と、レー
ザ走査体をクレーンにより搬送される部材の下方領域に
傾斜させる第２の駆動装置とを備えるレーザ走査装置
を、クレーンのブーム下面に配設し、レーザ走査装置は
入力されたブームの起伏角、及び部材の移動量と、ブー
ム長、部材長、及びレーザ走査装置の設置位置の値とか
らレーザ光源の傾斜角度を設定する第１の制御信号、及
びレーザ走査体の傾斜角度を設定する第２の制御信号を
算出する制御手段を備えるものである。

【００１２】また、本発明は、上記レーザ走査体をクレ
ーンの水平面旋回方向に旋回させる第３の駆動装置を備
える上記レーザ走査装置を、クレーンのブーム下方のタ
ワーに配設し、レーザ走査装置は入力されたブームの旋
回角度、及び部材の移動量と、ブーム長、及びレーザ走
査装置の設置位置の水平方向からの値とからレーザ走査
体の旋回角度を設定する第３の制御信号を算出する制御
手段を備えるものである。

【００１３】さらに、本発明は、上記有色レーザ光源に
代えて無色レーザ光源、もしくは電磁波発生源を設け、
円錐形状の無色のレーザ光幕、もしくは電磁波幕を形成
するとともに、ヘルメットに音響警報装置に接続された
レーザ光検出器、もしくは電磁波検出器を設けるよう構
成したものである。

【００１４】

【作用】レーザ走査装置により、クレーンにて搬送され
る部材の移動に追従してその下方の危険領域に向けて傾
斜角度可変の円錐形状お有色レーザ光幕を形成する。

【００１５】搬送中の部材下面にレーザ走査装置を取り
付け、地表迄の高さと、部材長とを入力し、レーザ光源
の傾斜角度を算出し、レーザ走査体を高速回転させて部
材下方の危険領域に円錐形状の有色レーザ光幕を形成す
る。

【００１６】クレーンのブーム下面にレーザ走査装置を
設置し、部材の移動量、及びブームの起伏角と、ブーム
長等の設定値を入力し、レーザ走査体の傾斜角度と、レ
ーザ光源の傾斜角度とを算出し、部材の移動方向に追従
し、その下方領域に向けて円錐形状の有色レーザ光幕を
形成する。

【００１７】クレーンのブーム下方のタワーにレーザ走
査装置を設置し、ブームの旋回角、及び部材の移動量
と、ブーム長等の設定値とを入力し、レーザ走査体を部
材の移動位置に旋回させる。

【００１８】さらに、無色のレーザ光源、もしくは、電
磁波発生源を用い、ヘルメットに設けたレーザ光検出
器、もしくは、電磁波検出器によりレーザ光、もしく
は、電磁波を検出し、音響警報装置を吹鳴させて危険を
報知する。

【００１９】

【実施例】以下に本発明のシステムの詳細を、添付した
図面に示す実施例に基づいて説明する。図１はレーザ走
査装置をクレーンの適宜の位置に選択的に、もしくは、
それぞれ取り付けた本システムの１実施例の斜視図、図
２（Ａ）はレーザ光幕の形成状態図、図２（Ｂ）はヘル
メットにレーザ光検出装置を設けた図である。

【００２０】建設中のビル１の側縁に立設されたクレー
ンには、タワー２の頂部の回転台に、水平面方向に旋回
し、上下方向に起伏するブーム３を取り付け、ブーム３
内の図示しないワイヤーの駆動により、揚重中の部材４
をブーム３の長軸方向に移動させて所定位置に搬送す
る。そして、レーザ走査装置５を部材４の下面に、ある
いはレーザ走査装置６をブーム３の下面に、もしくはレ
ーザ走査装置７をブーム下方のタワー２の側面に設置し
たり、あるいは、それぞれ設置する。これらのレーザ走
査装置５乃至７のいずれもが、後述する制御装置によ
り、部材４の移動に追従してその下方の危険領域１０に
高速回転するレーザ走査体１１を向け、傾斜角度可変の
円錐形状のレーザ光幕９を形成する。そして、有色レー
ザ光源を用いた場合には目視により認識し、無色のレー
ザ光を出射する半導体レーザ光源を用いた場合には、図
２（Ｂ）に示すように、ヘルメット２１に設けたレーザ
光検出器２３の出力信号により発振回路を作動させ、ブ
ザー２２を吹鳴させて危険領域への進入報知を行う。

【００２１】図３（Ａ）は部材４の下面にレーザ走査装
置５を取り付けた実施例の一部断面図、同（Ｂ）は図３
（Ａ）の切断線ＡーＡから眺めた平面図であって、部材
４の下面に取り付けた支持板Ｐに高度計１７、有色レー
ザ光源１５の傾斜角度を算出する制御装置１８、連続高
速回転するモータ１２を固定する。レーザ走査体１１
は、モータ１２の軸１３の先端を有底円筒体１６の頂面
中心に固定し、円筒体１６の相対向する内周面上方に、
軸１９Ａを軸着したモータ１４と、軸１９Ｂとを固定
し、軸１９Ａ、１９Ｂにより、レーザ光出射面を垂直軸
下方に向けた有色レーザ光源１５を回動可能に軸支し、
モータ１４の回動に対応して図示矢印Ｅ方向にレーザ光
源１５を回動変位させるよう構成されている。なお、図
中符号２０Ｂは円筒体１６の内周面に固定した支持部材
２０Ａと軸１９Ａとに支持された螺旋状の制御スプリン
グを示す。

【００２２】図３（Ｃ）は制御回路のブロック図、図４
（Ａ）はその機能ブロック図、同（Ｂ）は高度計１７に
より検出した作業平面迄の高さと、例えば、梁部材４の
水平方向の全長２Ｌとからレーザ光源１５の傾斜角を算
出する説明図で、制御装置１８は、ＣＰＵ、及び高さの
基準値として数メートル間隔で数段階の設定値Ｈ１、Ｈ
２・・・を記憶させたメモリよりなる。そして、レーザ
光源傾斜角度算出部１８Ａでは、高度計１７からの地表
迄の高さ計測値ｈ１、ｈ２・・と、設定値として有線、
もしくは無線により伝送される部材４の水平方向の全長
２Ｌとを入力されると、高度計１７の計測値ｈとメモリ
の基準値とを対比し、基準値Ｈ１の帯域幅内にあればそ
の基準値Ｈ１を、また、さらに高い基準値Ｈ２の帯域幅
内にあれば基準値Ｈ２を呼び出す一方、部材４の全長２
Ｌの半分の長さＬを求め、 ｔａｎθ２＝Ｌ／Ｈ２、θ２＝ａｒｃ・ｔａｎＬ／Ｈ２・・・・・（１） ｔａｎθ１＝Ｌ／Ｈ１、θ１＝ａｒｃ・ｔａｎＬ／Ｈ１・・・・・（２） を算出し、これをモータ駆動回路を介してモータ１４に
入力し、また、モータ１２にモータ駆動回路を介して連
続回転駆動信号を入力する。

【００２３】次ぎに、上述のレーザ走査装置を備える本
実施例の作用を、図５のフローチャートを参照して説明
する。ブーム３の先端に懸垂されている搬送中の部材４
の高さｈ２を高度計１２により計測し（ステップＳ
１）、計測値ｈ２と、有線、もしくは無線により設定入
力された部材４の長さ２Ｌとが制御装置１８に入力され
ると、部材長２Ｌの半分の長さＬを算出し、次いで、計
測値と基準値とを対比し、計測値が基準値の帯域幅Ｈ２
内にあれば、上述した式（１）にてθ２を算出し、部材
４がＨ１内の帯域幅内に下降する場合には式（２）によ
りθ１を算出し（ステップＳ２）、この傾斜角度信号を
モータ１４に入力し、レーザ光源１５を図２（Ａ）の矢
印Ｅ方向に傾斜させるとともに、高速回転駆動信号をモ
ータ１２に入力し、円筒体１６を高速回転させ（ステッ
プＳ３）、危険領域１０に向けてレーザ光幕９を形成
し、部材４の搬送を行う（ステップＳ４）。

【００２４】そして、部材４の地表に対する高さの変動
に応じ、図４（Ｂ）の実線、もしくは点線で示すよう
に、その傾斜角度を変化させながら、地表上では同一半
径の危険領域を有する円錐状の有色レーザ光幕９を形成
する。レーザ光は有色であるから、夜間、降雨時の悪条
件に関係無く目視により認識可能である。なお、上述の
実施例では検出した高さを設定値と対比する例について
述べたが、高度計の出力を上述した傾斜角度算出式に直
接入力し算出してもよい。また、高度計に代え、懸垂し
ているワイヤーの移動量から高さを求めるよう構成する
ことも可能であり、さらに、レーザ光源を円筒体１６の
中心に設置する例の他に、中心部を除いた半径方向に配
設したり、又は十字状にレーザ光源を配設する構成にす
ることも可能である。

【００２５】次ぎに、ブーム３の下面にレーザ走査装置
６を取り付けた実施例について説明する。図６はブーム
３の下面に設置したレーザ走査装置をブーム３と直交す
る方向から眺めた側面の一部断面図、図７（Ａ）はその
斜視図、同（Ｂ）は制御装置の機能ブロック図である。

【００２６】ブーム３の下面に、即ち、作業平面からの
高さＨで、その回動中心点から距離ｒだけ離隔された位
置ｐ１に（図８、参照）、ブーム３の長軸方向と直交す
る方向に逆Ｕ字型の支持板３１を固定し、支持板３１の
両側板内側に支持軸３４Ａを軸着したモータ３３、及び
支持軸３４Ｂをそれぞれ固定し、逆Ｕ字型のレーザ走査
体傾斜板３２の両側板外側に支持軸３４Ａ、３４Ｂの先
端を回動可能に支持する。傾斜板３２の頂板下面には、
図３（Ａ）、（Ｂ）で説明したレーザ走査体１１を駆動
するモータ１２が固定される。この走査体１１の構成、
機能は既に述べたものと同様であるからその詳述は省略
する。なお、図中符号３６は制御装置、３５Ｂは支持板
３１の一側面に突設した支持部材３５Ａと軸３４Ａとに
固定された螺旋状の制御スプリングである。

【００２７】制御装置３６には、検出器３８からワイヤ
ーの移動長さあら求めた部材４の移動量ｍ、及び起伏角
検出器３７により検出したブーム起伏角γと、設定値と
してブーム３の全長Ｒ、レーザ走査装置の設置位置ｒ及
びＨ、部材４の全長２Ｌとを入力されると、レーザ走査
体１１の傾斜角度を算出する算出部３６Ａと、レーザ光
源１５の傾斜角度を算出する算出部３６Ｂとが設けられ
ている。

【００２８】その算出過程を図８の説明図を参照して説
明すると、部材４の移動量ｍ、ブーム３の上昇角度γの
場合、部材４の半分の長さＬを求め、距離ｒにおける点
ｐ１のｘ１、ｙ１の座標 ｘ１＝ｒｃｏｓγ、ｙ１＝ｒｓｉｎγ を演算し、さらに点ｐ２、ｐ３のｘ２、ｘ３の座標 ｘ２＝（Ｒ−ｍ）ｃｏｓγ、ｘ３＝（ｘ２−Ｌ）＝（Ｒ−ｍ）ｃｏｓγ−Ｌ を算出する。そして、 ｔａｎθ１＝（ｘ３−ｘ１）／（ｙ１＋Ｈ）＝（（Ｒ−ｍ）ｃｏｓγ−Ｌ−ｒｃ ｏｓγ）／（ｒｓｉｎγ＋Ｈ）、θ１＝ａｒｃ・ｔａｎ（ｘ３−ｘ１）／（ｙ１ ＋Ｈ）・・・・（３）、 ｔａｎθ２＝（ｘ２−ｘ１）／（ｙ１＋Ｈ）＝（（Ｒ−ｍ）ｃｏｓγ−ｒｃｏｓ γ）／（ｒｓｉｎγ＋Ｈ）、θ２＝ａｒｃ・ｔａｎ（ｘ２−ｘ１）／（ｙ１＋Ｈ ）・・・・・（４） を算出する。さらに、レーザ光源１５の傾斜角度 Δθ＝ａｒｃ・ｔａｎθ２−ａｒｃ・ｔａｎθ１＝ａｒｃ・ｔａｎ（（Ｒ−ｍ） ｃｏｓγ−ｒｃｏｓγ）／（ｒｓｉｎγ＋Ｈ）−ａｒｃ・ｔａｎ（（Ｒ−ｍ）ｃ ｏｓγ−Ｌ−ｒｃｏｓγ）／（ｒｓｉｎγ＋Ｈ）・・・（５） を算出する。ここで、 β＝１８０゜−（９０゜＋γ）＝９０゜−γ、 次いで、δ＝９０゜−β＝γ を算出する。そして、γ上昇したブーム３に設置したレ
ーザ走査体１１の中心軸は線分ｊ方向に向けられること
となるから、点ｐ２′に向ける走査体１１の傾斜角度θ
３ θ３＝δ−θ２＝γ−θ２＝γ−ａｒｃ・ｔａｎ（（Ｒ−ｍ）ｃｏｓγ−ｒｃｏ ｓγ）／（ｒｓｉｎγ＋Ｈ）・・・・（６） を算出し、図９に示すように、走査体傾斜板３２をδ−
θ２、即ち、γ−θ２だけ回動させ、さらに、レーザ光
源１５をΔθ傾斜させる制御信号を出力する。なお、ブ
ーム３が水平状態にて部材４がｍだけ移動する場合に
は、γ＝０であるから、θ１＝ａｒｃ・ｔａｎ（Ｒ−ｍ
−ｒ）／Ｈ、θ２＝ａｒｃ・ｔａｎ（Ｒ−ｍ−ｒ）／Ｈ
となり、θ３＝（Ｒ−ｍ−ｒ）／Ｈ、Δθ＝ａｒｃ・ｔ
ａｎ（Ｒ−ｍ−ｒ）／Ｈ−ａｒｃ・ｔａｎ（Ｒ−ｍ−Ｌ
−ｒ）となる。

【００２９】次ぎに、このように構成されたシステムの
作用を、図１０のフローチャートを参照して説明する。
起伏角検出器３７によりブーム起伏角γを、移動量検出
器３８により部材４の移動量ｍを検出する（ステップＳ
１１）。検出値γ、及びｍと、設定値としてブーム全長
Ｒ、レーザ走査装置の設置位置ｒ、Ｈ、及び部材長２Ｌ
とを制御装置３６に入力すると、上述した式（４）、
（６）によりレーザ走査体１１の傾斜角度θ３と（ステ
ップＳ１３）、上述した演算式（３）乃至（５）により
レーザ光源１５の傾斜角度Δθと（ステップＳ１２）を
算出する。傾斜角度信号をモータ３３に入力し、傾斜板
３２を矢印Ｆ方向にγ−θ２回動させてレーザ走査体１
１の中心軸を点ｐ２´に向けるとともに、傾斜角度信号
Δθをモータ１４に入力してレーザ光源１５をΔθ回動
させる。このようにして、モータ１２によりレーザ走査
体１１を高速回転させて有色レーザ光幕を形成し（ステ
ップＳ１４）、部材４を所定位置に搬送する（ステップ
Ｓ１５）。このため、部材４の搬送方向に追従し、レー
ザ走査体１１の中心軸を部材４の下方の危険領域の中心
に向けるとともに、レーザ光源１５の傾斜角度を変えな
がら、危険領域１０に有色レーザ光幕９を形成する。

【００３０】次ぎに、クレーンのブーム下方のタワーに
レーザ走査装置７を設置した実施例について説明する。
図１１は作業平面からの高さＨに位置するブーム３の下
方ｈの位置で、かつ、その回動中心点ＯからＸ方向の離
隔距離ｒの設置点（図１３（Ｂ）、参照）に設けたレー
ザ走査装置７の一部断面図、図１２（Ａ）はその斜視図
を示すもので、クレーンタワー２に支持板４０を突設
し、その上面にモータ４２を固定し、これに軸着した回
動軸４５を下方に突出させ、その先端に矢印Ｇ方向に旋
回されるレーザ走査体旋回板４１を固定する。旋回板４
１には、レーザ走査板傾斜板３２、その下方にレーザ走
査体１１が設けられるが、その支持態様、構成は図６、
図７（Ａ）、図３（Ａ）、（Ｂ）で説明したものと同様
であるから、その詳述は省略する。なお、図中符号４３
は制御装置、４４Ｂは固定された支持部材４１Ａと軸４
５とに固定された螺旋状の制御スプリングを示す。

【００３１】図１２（Ｂ）は旋回角検出器４６、移動量
検出器４７、起伏角検出器４８が接続された制御装置４
３の機能ブロック図を示し、これには旋回角検出器４６
により検出したＺＸ平面（図１３（Ａ））におけるブー
ム３の旋回角φ、及び移動量検出器４７からの部材４の
移動量ｍと、設定値としてレーザ走査装置の水平方向の
設置位置ｒ、ブーム全長Ｒとからレーザ走査体１１を点
ｐ１に向けてθ４旋回させる駆動信号を算出する旋回角
算出部４３Ａと、部材４の移動量ｍ、及び起伏角検出器
４８からのブーム３の上方傾斜角γと、設定値としてブ
ーム３の全長Ｒ、及びレーザ走査装置７の作業平面から
の設置位置（ｒ、Ｈ−ｈ）とからレーザ走査体１１を部
材４の下方の危険領域に向ける傾斜角度θ５を算出する
走査体傾斜角度算出部４３Ｃと、移動量ｍ、ブーム起伏
角γと、レーザ走査装置の設置位置（ｒ、Ｈ−ｈ）と、
ブーム長Ｒと、部材長２Ｌとからレーザ光源１５の傾斜
角度θ６を算出するレーザ光源傾斜角算出部４３Ｂとが
設けられている。そして、走査体１１をブーム３の旋回
に追従して旋回板４１を旋回させるモータ４２が設けら
れている。

【００３２】その算出方式を図１３（Ａ）乃至（Ｃ）に
基づいて説明すると、図１３（Ａ）に示すように部材４
の移動量がｍ、旋回角φの場合には、点ｐ１の座標 ｘ１＝（Ｒ−ｍ）ｃｏｓφ、ｚ１＝（Ｒ−ｍ）ｓｉｎφ
を算出し、 ｔａｎθ４＝ｚ１／（ｘ１−ｒ）＝（Ｒ−ｍ）ｓｉｎφ／〔（Ｒ−ｍ）ｃｏｓφ −ｒ〕、θ４＝ａｒｃ・ｔａｎ（Ｒ−ｍ）ｓｉｎφ／〔（Ｒ−ｍ）ｃｏｓφ−ｒ 〕・・・・（７） を算出し、点ｐ１に向けるレーザ走査体１１の旋回角θ
４を求める。

【００３３】次に、この状態で図１３（Ｂ）に示すよう
に、旋回角θ４の位置でブーム３がγ上昇した際の点ｐ
２の座標 ｘ２＝（Ｒ−ｍ）ｃｏｓγ、ｙ２＝（Ｒ−ｍ）ｓｉｎγ
を算出した上、 ｚ２² ＝（ａ² −ｘ２² ）、ａ² ＝（ｏｐ２）² −ｙ２
² ＝（Ｒ−ｍ）² −〔（Ｒ−ｍ）ｓｉｎγ〕² の関係か
らｚ２の座標 ｚ２＝〔（Ｒ−ｍ）² −〔（Ｒ−ｍ）ｓｉｎγ〕² −〔（Ｒ−ｍ）ｃｏｓγ〕² 〕^1/2 を算出する。また、 ｂ² ＝ｚ２² ＋（ｘ２−ｒ）² 、及びｃ² ＝（Ｈ−ｈ）
² ＋ｂ² の関係から線分長ｂ、ｃ ｂ＝〔（Ｒ−ｍ）² −〔（Ｒ−ｍ）ｓｉｎγ〕² −〔（Ｒ−ｍ）ｃｏｓγ〕² ＋ 〔（Ｒ−ｍ）ｃｏｓγ−ｒ〕² 〕^1/2 、 ｃ＝〔（Ｈ−ｈ）² ＋〔（Ｒ−ｍ）² −〔（Ｒ−ｍ）ｓｉｎγ〕² −〔（Ｒ−ｍ ）ｃｏｓγ〕² ＋〔（Ｒ−ｍ）ｃｏｓγ−ｒ〕² 〕^1/2 を算出する。

【００３４】そして、ｔａｎθ５＝ｂ／（Ｈ−ｈ）の関
係から θ５＝ａｒｃ・ｔａｎ〔（Ｒ−ｍ）² −〔（Ｒ−ｍ）ｓｉｎγ〕² −〔（Ｒ−ｍ ）ｃｏｓγ〕² ＋〔（Ｒ−ｍ）ｃｏｓγ−ｒ〕² 〕^1/2 ／（Ｈ−ｈ）・（８） を算出し、点ｐ２′に向けるレーザ走査体の傾斜角度制
御信号θ５を求める。

【００３５】図１３（Ｃ）に示すように、部材長２Ｌの
半分の値Ｌを算出し、 ｔａｎθ６＝（ｚ２−Ｌ）／ｃの関係から θ６＝ａｒｃ・ｔａｎ〔（Ｒ−ｍ）² −〔（Ｒ−ｍ）ｓｉｎγ〕² −〔（Ｒ−ｍ ）ｃｏｓγ〕² 〕^1/2 −Ｌ／〔（Ｈ−ｈ）² ＋（Ｒ−ｍ）² −〔（Ｒ−ｍ）ｓｉ ｎγ〕² −〔（Ｒ−ｍ）ｃｏｓγ〕² ＋〔（Ｒ−ｍ）ｃｏｓγ−ｒ〕² 〕^1/2 ・ ・・・・・・・（９） を算出し、線分ｃの位置からのレーザ光源１５の傾斜角
度制御信号θ６を求める。

【００３６】このように構成したシステムの作用を、図
１４のフローチャートを参照して説明する。ブーム３が
φだけＺＸ平面にて旋回され、かつγだけ上昇され、部
材４の移動量がｍの場合、これらの計測信号が検出され
（ステップＳ２１）、さらにレーザ走査装置の水平方向
の設置位置ｒ、ブーム長Ｒが入力され、制御装置４３の
旋回角算出部４３Ａで旋回角度θ４を上述の演算式
（７）により算出し（ステップＳ２２）、これをモータ
４２に入力し、旋回板４１を回動させてレーザ走査体１
１を点ｐ１に向ける。

【００３７】そして、傾斜角度算出部４３Ｃで入力され
た起伏角γ、移動量ｍと、ブーム長Ｒ、レーザ走査装置
の設定位置ｒ、Ｈ、ｈとから上述の式（８）により走査
体１１の傾斜角度θ５を算出し（ステップＳ２４）、傾
斜角度信号θ５をモータ３３に入力し、傾斜板３２を回
動させて走査体１１を部材４の下方の危険領域１０の中
心点ｐ２´に向けてθ５傾斜させる。

【００３８】さらに、レーザ光源傾斜角度算出部４３Ｂ
で、起伏角γ、移動量ｍと、レーザ走査装置の設定位置
ｒ、Ｈ、ｈ、ブーム長Ｒ、部材長２Ｌとを入力し、部材
長の半分の値Ｌを求めた後、上述の式（９）によりその
傾斜角度θ６を算出し（ステップＳ２３）、これをモー
タ１４に入力し、レーザ光源１５をθ６傾斜させ、モー
タ１２を連続回転させ（ステップＳ２４）、部材４の下
方に向け円錐形状の有色レーザ光幕９を形成する。そし
て、部材４を搬送し（ステップＳ２５）、その移動方向
に追従してレーザ光幕の移動と、その傾斜角度の制御を
行う。

【００３９】なお、使用するレーザ光が人間の眼球等に
障害を起こす危険性のある場合には、作業員をレーザ光
による障害から保護するために、防護用の眼鏡の使用を
強制することは勿論である。さらに、有色、無色のレー
ザ光源に代えて指向性に鋭い特定波長の電磁波発生源を
設け、電磁波による円錐形状の幕を形成することも可能
である。この場合、ヘルメットに設けたレーザ光検出器
に代え、電磁波検出器を用いる。また、上述したレーザ
光源の駆動装置、レーザ走査体の駆動装置は単に実施例
として示したもので、産業用ロボット機構を適用しレー
ザ走査板の旋回、傾斜、及びレーザ光源の傾斜機構を構
成することも可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、連続
駆動される回転体に有色レーザ光源をを設けたレーザ走
査装置を、クレーンにより搬送される部材下方の危険領
域に向けてレーザ光幕を形成可能とする位置に配設し、
部材の移動に追従してレーザ光幕の傾斜角度を制御する
制御手段を設けてあるため、時々刻々移動する危険領域
に形成される有色レーザ光幕を目視により認識させるこ
とが出来、このため、部材搬送空間が広く、しかも、夜
間、降雨時等の光量不足状態や、大きな騒音状態であっ
ても、確実に進入禁止の報知が行える他、傾斜角度可変
であるため、搬送部材下方の危険領域に限定された領域
のみを照射することが出来、このため、搬送中の部材の
上昇に対応して安全な作業領域が狭められるという作業
遂行上の支障を解消することが出来る。

【００４１】また、本発明によれば、連続駆動されるレ
ーザ走査体に設けた有色レーザ光源と、レーザ光源の傾
斜角度を可変する駆動装置とを設けたレーザ走査装置
を、クレーンにより搬送される部材の下面に配設し、さ
らに、部材の作業平面迄の高さと、部材長とから部材下
方の危険領域を走査する有色レーザ光源の傾斜角度を設
定する制御信号を算出する制御手段を設ける構成である
ため、搬送中の部材の高度変化に追従してその下方の危
険領域に傾斜角度可変の有色レーザ光幕を形成すること
が出来る。

【００４２】さらに、本発明によれば、クレーンのブー
ム下面にレーザ走査装置を設けるとともに、ブームの起
伏角、及び部材の移動量と、部材長、ブーム長等の設定
値とを入力され、レーザ走査体の傾斜角度、及びレーザ
光源の傾斜角度を算出する制御手段を設けてあるため、
ブームの起伏、部材の移動に追従してその下方領域に傾
斜角度可変の有色レーザ光幕を形成することが出来る。

【００４３】また、本発明によれば、クレーンのブーム
下方のタワーにレーザ走査装置を設置し、入力されたブ
ームの旋回角度信号、及び部材の移動量と、部材長等の
設定値とからレーザ走査体の旋回角度制御信号を出力す
る制御手段を設けてあるため、ブームの旋回角、部材の
移動量に追従し、この部材位置に向けてレーザ走査体を
旋回させることが出来る。

【００４４】さらに、有色レーザ光源に代えて無色レー
ザ光源、もしくは、電磁波発生源を用い、無色のレーザ
光幕、もしくは、電磁波幕を形成するとともに、ヘルメ
ットにレーザ光検出器、もしくは、電磁波検出器を設
け、レーザ光、もしくは、電磁波を検出して音響警報装
置を作動させる構成にしてあるので、聴覚近傍で報知が
行え、このため周囲の大きな騒音の影響を受けることな
く報知が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】 クレーンにレーザ走査装置を設置した本発明
のシステムの１実施例の斜視図である。

【図２】 （Ａ）はレーザ走査体により形成されたレー
ザ光幕を示す説明図、（Ｂ）はヘルメットにブザー報知
式のレーザ検出装置を設けた正面図である。

【図３】 （Ａ）はレーザ走査装置を部材の下面に設け
た第１実施例の側面の一部断面図、（Ｂ）は切断線Ａー
Ａから眺めた平面図、（Ｃ）は制御装置のブロックー図
である。

【図４】 （Ａ）は制御装置の機能ブロック図、（Ｂ）
は搬送中の部材下方のレーザ光幕の傾斜角度を求める説
明図である。

【図５】 第１の実施例のフローチャートである。

【図６】 レーザ走査装置をブーム下面に設置した第２
実施例の側面の一部断面図である。

【図７】 （Ａ）はレーザ走査装置の斜視図、（Ｂ）は
第２の実施例における制御装置の機能ブロック図

【図８】 ブームが上方に傾斜し、部材移動量ｍの場合
のレーザ走査体、レーザ光源の傾斜角の算出を説明する
図である。

【図９】 図８におけるレーザ走査体を傾斜させる説明
図である。

【図１０】 第２の実施例のフローチャートである。

【図１１】 レーザ走査装置をクレーンのタワーに設置
した第３の実施例を側面から眺めた一部断面図である。

【図１２】 （Ａ）は図１１のレーザ走査装置の斜視
図、（Ｂ）は制御装置の機能ブロック図である。

【図１３】 （Ａ）はレーザ走査体旋回角、（Ｂ）はレ
ーザ走査体傾斜角、（Ｃ）はレーザ光源傾斜角を算出す
る説明図である。

【図１４】 第３の実施例のフローチャートである。

【符号の説明】

２ クレーンのタワー、３ ブーム、４ 部材、５乃至
７ レーザ走査装置、９ レーザ光幕、１０ 危険領
域、１１ レーザ走査体、１２ レーザ走査体駆動用モ
ータ、１４ レーザ光源傾斜用モータ、１５ レーザ光
源、１６ 円筒体、１８、３６、及び４３ 制御装置、
３２ レーザ走査体傾斜板、３３ レーザ走査体傾斜用
モータ、４１ レーザ走査体旋回板、４２ レーザ走査
体旋回用モータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 和浩 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続駆動される回転体に有色レーザ光源
   を設けたレーザ走査体を備えるとともに、該レーザ走査
   体の駆動により円錐形状の有色レーザ光幕を形成するレ
   ーザ走査装置を、クレーンにより搬送される部材下方の
   危険領域に上記レーザ光幕を形成可能とする位置に配設
   し、上記レーザ走査装置は上記部材の移動に追従してレ
   ーザ光幕の傾斜角度を制御する制御装置を備えることを
   特徴とするクレーン下方の安全監視システム。
2. 【請求項２】 連続駆動される回転体に設けた有色レー
   ザ光源と、該レーザ光源の傾斜角度を可変する駆動装置
   とを設けたレーザ走査体を備えるレーザ走査装置を、ク
   レーンにより搬送される部材の下面に配設し、上記レー
   ザ走査装置は入力された上記部材の作業平面からの高
   さ、及び上記部材長から上記部材の下方の危険領域を走
   査する有色レーザ光源の傾斜角度制御信号を算出する制
   御手段を備え、上記部材の垂直方向の移動に追従して傾
   斜角度可変の円錐形状の有色レーザ光幕を形成すること
   を特徴とするクレーン下方の安全監視システム。
3. 【請求項３】 連続駆動される回転体に設けた有色レー
   ザ光源、及び該レーザ光源の傾斜角度を可変する第１の
   駆動装置を備えるレーザ走査体と、該レーザ走査体をク
   レーンにより搬送される部材下方の危険領域に傾斜させ
   る第２の駆動装置とを備えるレーザ走査装置を、上記ク
   レーンのブーム下面に配設し、上記レーザ走査装置は入
   力された上記ブームの起伏角、及び部材の移動量と、上
   記ブーム長、上記部材長、及び上記レーザ走査装置の設
   置位置の値とから上記危険領域を走査可能とするレーザ
   光源の傾斜角度を設定する第１の制御信号、及び上記レ
   ーザ走査体の傾斜角度を設定する第２の制御信号を算出
   する制御手段を備え、上記部材の移動に追従して傾斜角
   度可変の円錐形状の有色レーザ光幕を形成することを特
   徴とするクレーン下方の安全監視システム。
4. 【請求項４】 上記レーザ走査体をクレーンの水平面旋
   回方向に旋回させる第３の駆動装置を備える上記レーザ
   走査装置を、クレーンのブーム下方のタワーに配設し、
   該レーザ走査装置は入力された上記ブームの旋回角度、
   及び上記部材の移動量と、ブーム長、及びレーザ走査装
   置の設置位置の水平方向の値とから上記レーザ走査体の
   旋回角度を設定する第３の制御信号を算出する制御手段
   を備え、上記レーザ走査体を上記部材の移動位置に追従
   して旋回させることを特徴とする「請求項３」に従うク
   レーン下方の安全監視システム。
5. 【請求項５】 上記有色レーザ光源に代えて無色レーザ
   光源、もしくは電磁波発生源を設け、円錐形状の無色の
   レーザ光幕、もしくは電磁波幕を形成するとともに、ヘ
   ルメットに音響警報装置に接続されたレーザ光検出器、
   もしくは電磁波検出器を設けることを特徴とする上記
   「請求項１」乃至「請求項４」の何れかに従うクレーン
   下方の安全監視システム。