JPH1160159A - 平行走行式ケーブルクレーンの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動的に運転制御することができるととも
に、横行トロリーの加速時、及び減速時にバケットの振
れ止めを効果的に行って、停止精度の向上を図ることの
できる平行走行式ケーブルクレーンの制御方法を提供す
る。 【解決手段】 搬送開始位置及び搬送終了位置に応じ
て、主塔４及び副塔５の走行移動量、横行索１０の繰り
出し長さ、吊索１１の繰り出し長さ、主塔４及び副塔５
の走行速度、及び横行索１０と吊索１１の繰り出し速度
を算定要素として、主塔４、副塔５、主索７、横行トロ
リー９、及びバケット１２の挙動を解析して運転パター
ンをモデル化し、ケーブルクレーン５０を運転する際
に、設定条件に応じて選択した運転パターンに従ってケ
ーブルクレーン５０を自動制御するとともに、横行トロ
リー９の加速時及び減速時において、横行トロリー９や
バケット１２の実際の動きを検出し、ファジー推論によ
りフィードバック制御してバケット１２の振れを相殺す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、平行走行式ケー
ブルクレーンの制御方法に関し、特に、バケットの停止
精度の向上を図ることのできる平行走行式ケーブルクレ
ーンの制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、ダム等の大型構造物の構
築現場において、コンクリートを製造現場から打設現場
まで搬送するための手段の一つとしてケーブルクレーン
が用いられている。

【０００３】また、例えばコンクリートの打設箇所が広
範囲にわたる場合には、コンクリートバケットをこのよ
うな打設箇所の各打設位置に直接運搬することができる
ように、平行走行式ケーブルクレーンが採用される場合
がある。

【０００４】このような平行走行式のケーブルクレーン
は、例えば図１に示すように、主として、ダム１の構築
予定箇所を挟んで平行に敷設された走行路２，３に沿っ
て走行移動する主塔４及び副塔５と、一端が主塔４に、
他端が副塔５に連結してこれらの間に張設される主索７
と、この主索７に沿って走行可能な横行トロリー９と、
この横行トロリー９を牽引する横行索１０と、この横行
トロリー９の下方に吊索１１を介して吊下されたバケッ
ト１２とによって構成される。

【０００５】また、この平行走行式のケーブルクレーン
によれば、主塔４及び副塔５は、これらを走行移動させ
る主塔走行ウィンチ１３及び副塔走行ウインチ１４の駆
動により、走行索１７を介して、走行路２，３に沿って
往復移動するとともに、横行トロリー９は、横行索１０
を牽引する横行ウィンチ１５の巻き出し量に応じて、主
索７に沿って往復移動し、また横行トロリー９の下方に
吊下されたバケット１２は、縦行ウインチ１６を作動し
て吊索１１を巻取，巻き下げすることにより、昇降させ
ることができるようになっている。

【０００６】さらに、これらの各ウィンチ１３，１４，
１５，１６は、機械室５６，５７，５５内に設置される
とともに、これらの各ウィンチ１３，１４，１５，１６
は、主塔４に隣接する操作室１８内に設けられた駆動制
御装置により制御されるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そして、このような平
行走行式のケーブルクレーンによれば、走行路２，３に
沿った主塔４及び副塔５の平行移動によって主索７の平
面的な位置が変化するので、バケットの動きが３次元的
となり、また横行時、及び走行時にバケットの振れが大
きくなることから、主索の平面的な位置が変化しない両
端固定式のケーブルクレーンと比較して、バケットを搬
送開始位置から搬送終了位置まで移動させる際の制御が
困難である。

【０００８】従って、従来の平行走行式のケーブルクレ
ーンによれば、熟練のオペレータと合図マンとの間の合
図を介して手動運転により制御がなされており、効率的
な搬送作業を行うことができなかったため、搬送開始位
置あるいは搬送終了位置においてバケットの振れを抑制
しつつ正確な位置決めを行うことのできる、ケーブルク
レーンを自動的に運転制御する制御方法の開発が望まれ
ていた。

【０００９】また、特に、横行トロリーの加速時、及び
減速時にはバケットの速度に応答遅れが生じ、バケット
は吊索の繰り出し長さに応じた周期で振れてしまうた
め、この振れを停止させる制御方法の開発が望まれてい
た。

【００１０】そこで、この発明は、このような従来の課
題に着目してなされたもので、平行走行式のケーブルク
レーンを自動的に運転制御することができるとともに、
横行トロリーの加速時、及び減速時にバケットの振れ止
めを効果的に行って、停止精度の向上を図ることのでき
る平行走行式ケーブルクレーンの制御方法を提供するこ
とを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するためになされたもので、その要旨は、ダム等の
構築予定構造物を挟んで平行に敷設された走行路に沿っ
て走行移動する主塔及び副塔と、一端が前記主塔に、他
端が前記副塔に連結してこれらの間に張設される主索
と、該主索に沿って走行可能な横行トロリーと、該横行
トロリー牽引用の横行索と、前記横行トロリーの下方に
吊索を介して吊下されたバケットと、前記主塔及び副塔
を平行に走行移動させる主塔走行ウィンチ及び副塔走行
ウインチと、前記横行索を牽引して前記横行トロリーを
主索に沿って往復移動させる横行ウインチと、前記吊索
を巻取，巻き下げしてバケットを昇降させる縦行ウイン
チと、各ウインチの駆動制御装置とを備えた平行走行式
のケーブルクレーンにおいて、前記バケットを搬送開始
位置から搬送終了位置まで移動させる際に使用する平行
走行式ケーブルクレーンの制御方法であって、前記搬送
開始位置及び搬送終了位置に応じて、前記主塔及び副塔
の走行移動量、前記横行索の繰り出し長さ、前記吊索の
繰り出し長さ、前記主塔及び副塔の走行速度、及び前記
横行索と吊索の繰り出し速度を算定要素として、前記主
塔、前記副塔、前記主索、前記横行トロリー、及び前記
バケットの挙動を解析して運転パターンをモデル化し、
前記ケーブルクレーンを運転する際に、設定条件に応じ
て前記モデル化された運転パターンを選択して、この運
転パターンに従ってケーブルクレーンを自動制御すると
ともに、横行トロリーの加速時及び減速時において、主
索に沿った横行トロリーの実際の動き及び該横行トロリ
ーから吊下されるバケットの実際の動きを検出し、この
検出結果に基づきファジー推論によりフィードバック制
御してバケットの振れを相殺することを特徴とする平行
走行式ケーブルクレーンの制御方法にある。

【００１２】また、この発明の制御方法は、前記主索、
前記横行索、及び前記吊索を懸垂曲線と仮定して、前記
主塔、前記副塔、前記主索、前記トロリー、及び前記バ
ケットの挙動を解析して運転パターンをモデル化するこ
と好ましい。

【００１３】さらに、この発明の制御方法は、前記横行
トロリーの加速時及び減速時におけるファジー推論によ
るフィードバック制御を、加速時にはバケットの振れ角
と振れ方向及び横行トロリーの速度を入力することによ
り行い、減速時にはバケットの振れ角と振れ方向及び横
行トロリーの速度と位置を入力することにより行い、さ
らに停止時にはバケットの振れ角と振れ方向及び横行ト
ロリーの速度と位置を入力することにより行うようにす
ることが好ましい。

【００１４】そして、この発明の制御方法によれば、例
えばコンピュータを用いて、搬送開始位置及び搬送終了
位置に応じて、前記主塔及び副塔の走行移動量、前記横
行索の繰り出し長さ、前記吊索の繰り出し長さ、前記主
塔及び副塔の走行速度、及び前記横行索と吊索の繰り出
し速度を算定要素として、前記主塔、前記副塔、前記主
索、前記横行トロリー、及び前記バケットの挙動を解析
して運転パターンをモデル化する。

【００１５】すなわち、バケットの位置情報や重量の情
報が与えられると、例えば主索上における横行トロリー
の配設位置等における静的釣合い方程式などから、当該
バケットの位置に対応する主塔及び副塔の走行移動量、
横行索の繰り出し長さ、及び吊索の繰り出し長さが算定
されることになるので、バケットの各位置についてこれ
らの移動量や繰り出し量を求め、必要に応じてデータベ
ースとして保存する。

【００１６】また、バケットの振れは、主塔及び副塔の
走行速度や、横行索及び吊索の繰り出し速度と関連する
ことから、振子の運動方程式に基づいて解析を行い、バ
ケットの各停止位置において、バケットが振れを生じな
いようにするための主塔及び副塔の走行速度や横行索及
び吊索の繰り出し速度の組み合わせを算出して、必要に
応じてデータベースとして保存する。

【００１７】さらに、走行索を含めた各索の最大繰り出
し速度の相違や、搬送開始位置や搬送終了位置の立地条
件、障害物等のデータを解析して、必要に応じてデータ
ベースとして保存する。

【００１８】そして、この発明の制御方法によれば、上
述の各算定結果に基づいて、前記主塔、前記副塔、前記
主索、前記横行トロリー、及び前記バケットの挙動を解
析して運転パターンをモデル化する。

【００１９】すなわち、各バケットの位置に対応する、
主塔及び副塔の走行移動量や、横行索及び吊索の繰り出
し長さが算定されることから、主塔や副塔、主索、横行
トロリーの挙動も容易に知ることができ、また、バケッ
トの位置が各搬送開始位置と搬送終了位置との間で連続
するように主塔及び副塔の走行移動量、横行索や吊索の
繰り出し量を制御するとともに、運転後の各停止位置に
おいてバケットの振れを抑制するように主塔及び副塔の
走行速度、横行索や吊索の繰り出し速度を制御する、モ
デル化された運転パターンを容易に求めてこれを必要に
応じてデータベースとして保存しておくことができる。

【００２０】そして、この発明の制御方法によれば、ケ
ーブルクレーンを運転する際に、主塔及び副塔の走行移
動量、横行索の繰り出し長さ、吊索の繰り出し長さ、主
塔及び副塔の走行速度、及び横行索と吊索の繰り出し速
度を算定要素として予め求められている、上記モデル化
された運転パターンから、搬送開始位置、搬送終了位
置、コンクリートを積んだバケットの重量等の設定条件
に応じて最適の運転パターンを選択し、この運転パター
ンに従って、主塔走行ウィンチ、副塔走行ウインチ、横
行ウインチ、及び縦行ウインチを制御することにより、
自動的に平行走行式ケーブルクレーンの運転制御を行う
とともに、横行トロリーの加速時及び減速時において、
ファジー推論に基づきバケットの振れを相殺する制御が
なされる。

【００２１】また、搬送開始位置、搬送終了位置、バケ
ットの重量等の設定条件が設定されたら運転パターンの
計算を行い、この計算された運転パターンに従って各ウ
ィンチを制御することにより、自動的に平行走行式ケー
プルクレーンの運転制御を行うこともできる。

【００２２】すなわち、この発明の制御方法によれば、
モデル化された運転パターンに従って制御することによ
り、最終停止位置におけるバケットの振れを抑制しつ
つ、かつファジー推論に基づく制御によりバケットの停
止精度の向上を図りつつ、平行走行式ケーブルクレーン
の自動運転を容易に行ってゆくことができる。

【００２３】また、主索、横行索、及び吊索を懸垂曲線
と仮定して、運転パターンをモデル化するようにすれ
ば、より正確な位置決めや振れ止めを行うことのできる
運転パターンを容易に得ることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形
態において、従来と同様または相当する箇所には同一符
号を援用し、異なる箇所または新たに付加する箇所に新
たな符号を付して説明する。

【００２５】図１は、この実施形態の制御方法を採用し
た平行走行式ケーブルクレーンの全体構成を示す概略図
である。この平行走行式ケーブルクレーン５０は、山間
の谷部にダム１をコンクリートを打設して構築すべく設
けられたもので、ダム１の構築予定箇所を挟んで平行に
敷設された走行路２，３に沿って走行移動する主塔４及
び副塔５と、一端が主塔４に、他端が副塔５に連結して
これらの間に張設される主索７と、この主索７に沿って
走行可能な横行トロリー９と、この横行トロリー９を牽
引する横行索１０と、この横行トロリー９の下方に吊索
１１を介して吊下されたバケット１２とを備えている。

【００２６】また、この平行走行式のケーブルクレーン
５０によれば、主塔４及び副塔５は、これらを走行移動
させる主塔走行ウィンチ１３及び副塔走行ウインチ１４
の駆動により、走行索１７を介して、走行路２，３に沿
って各々往復移動するとともに、横行トロリー９は、横
行索１０を牽引する横行ウィンチ１５の巻き出し量に応
じて、主索７に沿って往復移動し、また横行トロリー９
の下方に吊下されたバケット１２は、縦行ウインチ１６
を作動して吊索１１を巻取，巻き下げすることにより、
昇降させることができるようになっている。

【００２７】さらに、これらの主塔走行ウィンチ１３、
副塔走行ウインチ１４、横行ウィンチ１５や縦行ウイン
チ１６は、機械室５６，５７，５５内に設置されるとと
もに、これらの各ウィンチ１３，１４，１５，１６は、
主塔４に隣接する操作室１８内に設けられた駆動制御装
置により制御されるようになっている。

【００２８】すなわち、操作室１８には、各ウィンチ１
３，１４，１５，１６の駆動制御装置や、運転用操作
卓、運転パターンを演算解析したりデータを保存するコ
ンピュータからなる演算部、無線機などが設けられてい
る。

【００２９】一方、主塔４を設置した山側の平坦面に
は、軌道２２が敷設されおり、この軌道２２に沿って、
バッチャープラント５６において作られたコンクリート
を、軌道２２が敷設された平坦面より一段下方に設けら
れた搬送開始位置としてのバンカー部２０まで運搬する
トランスファーカー２３が走行し、このバンカー部２０
に着床したバケット１２に運搬してきたコンクリートを
投入する。

【００３０】ここで、この実施形態の平行走行式ケーブ
ルクレーン５０を構成する走行路２，３は、ダム１の構
築予定箇所を挟んだ双方に各一対構築されたコンクリー
ト構造物としての支持台３０によりその両端を支持固定
された固定ガーダーからなり、かかる走行路２，３を構
成する固定ガーダーには、各種の鋼材により組立形成さ
れた主塔４あるいは副塔５が、各々スライド走行可能に
設けられ、固定ガーダーに沿って配設された走行索１７
により牽引されて、機械室５６，５７内に設置された主
塔走行ウインチ１３、あるいは副塔走行ウインチ１４の
駆動により、主塔４及び副塔５が、互いに同期するよう
にして、走行路２，３に沿って平行に往復移動するよう
になっている。

【００３１】また、主索７は、ワイヤロープからなり、
その一端が主塔４に、他端が副塔５に各々連結して、ダ
ム１の構築予定箇所の上方に張設されるとともに、主塔
４及び副塔５の走行路２，３に沿った同期移動に伴っ
て、ダム１の構築予定箇所の全領域をカバーするように
平行に移動することになる。

【００３２】さらに、横行索１０は、その両端を横行ト
ロリー９の側部に連結するとともに、副塔５に取り付け
られた案内プーリー３１及び主塔６に取り付けられた案
内プーリー３２に巻回された後、横行ウインチ１５にエ
ンドレス式に巻回され、この横行ウインチ１５の駆動に
より牽引されて、横行トロリー９を主索７に沿った任意
の位置にスライド移動させることができるようになって
いる。

【００３３】さらにまた、吊索１１は、一端が副塔５に
固定されるとともに、横行トロリー９の両側に設けた吊
索プーリー３３を介してバケット１２の上端の吊下げプ
ーリー３４に巻回された後、主塔６に取り付けた案内プ
ーリー３４を介して縦行ウインチ１６に巻回され、この
縦行ウインチ１６を回動することにより吊索１１を巻
取，巻き下げして、バケット１２を昇降させるようにな
っている。

【００３４】そして、これらの各索１０，１１，１７を
牽引する横行ウインチ１５、縦行ウインチ１６、主塔走
行ウインチ１３、及び副塔走行ウインチ１４は、各々、
ドラム、モータ、ブレーキ、減速機、制御装置等を備
え、操作室１８の駆動制御装置からの指令によりドラム
を回転駆動して、各索１０，１１，１７を牽引する。ま
た、各モータには速度検出器が設けられ、これらの検出
値を各制御装置にフィードバックすることで、駆動制御
装置からの走行指令に応じた適正回転方向及び速度に制
御されることになる。さらに、各ドラムにはそれぞれエ
ンコーダが設けられており、これらによる検出値は、駆
動制御装置に入力される。

【００３５】なお、搬送開始位置であるバンカー部２０
には、バケット６の着底を検出す着底確認スイッチや、
着底時におけるバケット６を制御するエリアセンサ、ト
ランスファーカー２３からバケット１２にコンクリート
を放出する際に使用する制御盤等が配置され、バンカー
部２０にバケット１２を自動的かつ正確に着底させると
ともに、トランスファーカー２３からバケット１２への
コンクリートの投入作業を容易に行うことができるよう
になっている。

【００３６】また、バケット１２には、その下部に、図
示しない油圧シリンダによって開閉されるゲート及び開
閉検出用リミットスイッチと、超音波エリアセンサーが
設けられている。またバケット１２の上部には無線機，
ジャイロ式振れ角検出計，制御盤及びこれらの可動部を
駆動するためのバッテリ，ソーラ式充電装置が配置さ
れ、各センサーや検出計による検出値は、制御盤及び無
線機を通じて操作室１８の駆動制御装置に転送される。

【００３７】そして、この実施形態の制御方法によれ
ば、主塔４及び副塔５の走行移動量、横行索１０の繰り
出し長さ、吊索１１の繰り出し長さ、主塔４及び副塔５
の走行速度、及び横行索１０と吊索１１の繰り出し速度
を算定要素として、主塔４、副塔５、主索７、横行トロ
リー９、及びバケット１２の挙動を解析して運転パター
ンをモデル化し、ケーブルクレーン５０を運転する際
に、設定条件に応じて前記モデル化された運転パターン
を選択して、この運転パターンに従ってケーブルクレー
ン５０を自動制御する。

【００３８】すなわち、バケット１２の位置情報や重量
の情報が与えられると、操作室１８内のコンピュータか
らなる演算部において、例えば主索７上における横行ト
ロリー９の配設位置等の接点における静的釣合い方程式
から、バケット１２の各位置に対応する主塔４及び副塔
５の走行移動量、横行索１０の繰り出し長さ、及び吊索
１１の繰り出し長さが算定され、また振子の運動方程式
に基づいて、搬送開始位置であるバンカー部２０や、搬
送終了位置であるコンクリートの打設箇所などのバケッ
ト１２の各停止位置においてバケット１２が振れを生じ
ないようにするための、主塔４及び副塔５の走行速度や
横行索１０及び吊索１１の繰り出し速度の組み合わせが
解析されることから、これらの解析結果から運転パター
ンをモデル化して、このデータを演算部に保存する。

【００３９】なお、この運転パターンのモデル化に際し
ては、ダム１の構築予定箇所の空間全域を数ｍピッチ程
度の立体格子状に分割し、各ブロック毎に振れ止めを考
慮して主塔４及び副塔５の走行移動量、横行索１０の繰
り出し量、吊索１１の繰り出し量、主塔４及び副塔５の
走行速度、及び横行索１０と吊索１１の繰り出し速度を
解析する。

【００４０】また、この運転パターンのモデル化に際し
て、静的釣合い方程式や振子の運動方程式において、未
知数の数が条件式の数より多い場合でも、繰り返し計算
により、正確な解析結果を得ることができる。

【００４１】さらに、この実施形態では、運転パターン
のモデル化に際して、主索７、横行索１０、及び吊索１
１を懸垂曲線と仮定して解析を行っていることにより、
正確な位置決めや振れ止めを行うことのできる運転パタ
ーンを容易に得ることができる。

【００４２】そして、このような運転パターンのモデル
化に際しては、各索の最大繰り出し速度の相違や、搬送
開始位置や搬送終了位置の立地条件、障害物等の各種の
条件を考慮する必要がある。例えば、走行索１７の牽引
による、走行路２，３に沿った主塔４及び副塔５の最大
走行速度は、横行索１０の牽引による主索７に沿った横
行トロリー９の最大移動速度よりも小さいことから、こ
のような最大速度の相違を考慮して運転パターンをモデ
ル化する必要がある。

【００４３】一方、操作室１８の演算部には、横行トロ
リー９の加速時及び減速時におけるバケット１２の振れ
角度及び角速度に応じた振れを相殺するためにファジー
推論によるフィードバック制御量を選択する機能が内蔵
されており、かかる機能によって、バケット１２の振れ
を相殺する。

【００４４】ここで、横行トロリー９の主索７に沿った
運転パターンは、図２（ａ）に示すようにスタート座標
から加速し、次いで一定速度となり、次いで減速により
目標座標で０となる運転パタ―ンが一般に設定されてい
る。一方、バケット１２の吊索１１による昇降速度Ｖｚ
は図２（ｂ）に示すように横行トロリー９の運転パタ―
ンに準じた運転パタ―ンに設定されている。

【００４５】そして、図２（ａ），（ｂ）の運転パタ―
ンにおいて、加速終了時，減速開始時，停止時において
は、横行トロリー９に対するバケット１２の速度の応答
遅れにより振れが生ずるが、演算部は、これら加減速時
及び停止時において、ファジー推論により振れ角度及び
角速度に応じた振れを相殺するためのフィードバック制
御を行ない、したがって、実際には加減速時においては
直線状でなく、階段状の軌跡を描くことになる。

【００４６】図３はその往路、すなわちバンカー部２０
からコンクリート打設位置までの横行トロリー９及びバ
ケット１２の制御手順を示すもので、運転が開始される
と、まず加速が始まり、次いでファジー推論による出発
ルール適用域になるとバケット１２の振れ角と振れ方向
及び横行トロリー９の速度を入力し、演算部に内蔵され
たバケット１２の出発ルールによる振れ止め処理を実行
する（ステップ１０１〜１０４）。

【００４７】次いで出発ルールの適用が終了し、ファジ
ー推論による減速ルール適用域になると、バケット１２
の振れ角と振れ方向及び横行トロリー９の速度及び位置
を入力し、同じく演算部に内蔵されたバケット１２の減
速ルールによる振れ止め処理を実行する（ステップ１０
５〜１０８）。

【００４８】減速ルールの適用が終了し、ファジー推論
による停止ルール適用域になると、吊索１１の長さバケ
ット１２の振れ角と振れ方向及びトロリー９の速度及び
位置を入力し、同じく演算部に内蔵されたバケット１２
の停止ルールによる処理を実行して停止ルール適用終了
により運転を停止する（ステップ１０９〜１１３）。

【００４９】図４（ａ）〜（ｇ）は後述するファジー推
論の内容と実測値とを対応させたメンバーシップ関数を
示すもので、その内容を以下に解説する。

【００５０】（ａ）吊索１１の長さ：０〜５０ｍまでを
Ｓ（小），３０〜７０ｍまでをＭ（中），５０〜９０ｍ
をＢ（大），７０ｍ以上をＶＢ（極大）とする。

【００５１】（ｂ）トロリー速度：１〜５は、モ―タ制
御用の数値を示し、１〜５ノッチまでにおける無段変速
の値と走行速度（ｍ／ｍｉｎ）の関係を示す。

【００５２】（ｃ）バケット１２の振れ角：１．０°以
内をＺ（０），０〜３．０°をＶＳ（極小），１．０〜
５．０°をＳ，３．０〜７．０°をＭ，５．０〜９．０
°をＢ，７．０°をＶＢとする。

【００５３】（ｄ）振れ方向：バケット１２の進行方向
に対して進み側を＋，遅れ側を−とする。

【００５４】（ｅ）減速開始位置からのずれ：数値モデ
ルから算出された減速開始位置からどの程度ずれている
かを示し、０〜０．５ｍをＺ，０．００〜０．１ｍをＣ
（近），０．５〜３．０ｍをＭ，１．０〜５．０ｍをＦ
（遠），３．０ｍ以降をＶＦ（極遠）とする。

【００５５】（ｆ）停止後，加速後の振れ：停止または
加速後どの程度の振れ幅であるかを示し、０〜０．３ｍ
をＶＳ，０．１〜０．５ｍをＳ，０．３〜１．０ｍを
Ｍ，０．５〜３．０ｍをＢ，１．０ｍ以降をＶＢとす
る。

【００５６】（ｇ）停止位置のずれ：バケットが停止し
た時、目標位置からどの程度ずれたかを示すもので、０
〜０．５ｍを０，０．５〜１．５ｍをＳ，１．５〜２．
５ｍをＭ，２．５〜３．５ｍをＢ，３．５ｍ以降をＶＢ
とする。

【００５７】次に以上の定義に基づきファジー推論によ
るフィードバック制御方法を説明する。図５，図６，図
７は往路における前記ステップ１０１〜１０４の加速時
でのバケット１２の振れの状態と速度変化及びこれに応
じた出発時のルール及び推論内容を示している。

【００５８】まず、図５はバンカー部２０すなわち搬送
開始位置からコンクリート打設位置すなわち搬送終了位
置までの運転において、出発時の速度とバケット１２の
振れとの関係を示す模式図であり、出発時より横行速度
が増すにつれてバケット１２の応答遅れによってバケッ
ト１２は遅れ側（−）に振れる。この振れを例えば２段
で止める場合を想定すると、加速期間の途中で所定期間
デルタＴの間を定速に戻すと、その行き足によってバケ
ット１２は図中の位置までに進み側（＋）にある程度
振り戻される。

【００５９】の時点で再加速することで行き足と加速
とが同調し、再加速終了後定速状態になったときは、バ
ケット１２は図のごとく中立位置に停止するので、常時
振れ角と振れ方向，横行トロリー速度を検出して、振れ
角と横行トロリー９の速度との関係によりの時点、つ
まり設定された振れ幅になったかどうかを推論し、と
なったならそれに基づいた数値で再加速すれば、加速終
了時においては図のごとくバケット１２は中立位置に停
止するものとしている。

【００６０】図６はその出発時のルール内容を示すもの
で、図中において、例えば条件部の横行トロリー速度最
小の１ノッチで振れ角が０，振れ方向が＋である場合
に、結論部は中程度の振れ幅であり、極小の場合には極
小、小の場合には小、中間の場合には中間、大の場合に
は大、極大の場合には極大の振れ幅であることを示す。

【００６１】このルールから推論によって得られた値が
設定振れ幅である場合に電圧変換して横行ウインチ１５
の制御装置にフィードバックする。

【００６２】図７は図６に示すルール内容を条件部，結
論部に合わせて前記メンバーシップ関数を図式化したも
のであり、実際には組み合わせは２４通りであるが、途
中の部分は省略する。

【００６３】図においては、一例として現在の横行トロ
リー速度が６０ｍ／min （１ノッチ）であり、バケット
１２の振れ角が６．０°，振れ方向が＋である事例を示
し、結論部は前記検出値がメンバーシップ関数に交差す
る値の一番小さな値をとる。

【００６４】例えば推論内容の上から２段目の組み合わ
せは、横行トロリー速度１，バケット１２の振れ角−Ｖ
Ｂは０．５，バケット１２の振れ方向＋は１であるか
ら、結論部の値Ｂはその最小値である０．５、また３段
目はバケット１２の振れ角−Ｍが検出値に交差し、その
値０．５で結論部は０．５となる。

【００６５】また、図中２段目，３段目以外は、計測し
た振れ角がメンバーシップ関数に交差しないのでいずれ
も結論部の値は最小値を取って０である。

【００６６】次いで演算部は、結論部で得られた値を重
ね合わせ、その重心位置を演算し、現在加速を開始する
と定速時のバケット１２の振れ幅は０．７５であると推
論する。

【００６７】なお、の時点を例えば許容誤差０．４に
設定しておけば、前記推論による値が０．４以下になっ
た時点で駆動制御部に加速のための制御信号を送り、振
れを完全に停止することができる。

【００６８】なお、ここでは出発及びの位置から、定
速に至るまでは吊索１１の繰出しはなく、一定の長さと
し、バケット１２の周期を一定に保つことにより制御要
素の複雑化を避け、定速となってから減速に至るまでの
期間中に順次吊索１１を繰出し搬送終了位置まで近付け
るとしているが、吊索１１を繰出した場合でもこのファ
ジールールを適用できる。

【００６９】また、図では一回のみ振れ止めのための制
御を行っているが、定速になるまで数回に分けてフィー
ドバック制御をかけるようにしても良い。

【００７０】また、図８〜１０は減速から停止までのバ
ケット１２の振れの状態と速度変化に応じた減速及び停
止時のルールを示すものである。

【００７１】まず、図８は、減速から停止までの間の速
度とバケット１２の振れとの関係を示す模式図であり、
の時点で減速が始まると、バケット１２の応答遅れに
よって所定時間遅れてバケット１２は進み側（＋側）に
振れる。なお、定速中にも進み側または遅れ側のいずれ
かの方向に振れている可能性があるので、このの時点
を図９（ａ）に示される減速ルールを適用して推論し、
この結果が許容値以下になったならば制御により減速
し，次いで定速とすることで、振れ幅を最小とする。

【００７２】なお、この減速位置近傍では吊索１１の繰
出し長さは場合場合によって異なっているが、全ての吊
索長さＲについて図９（ａ）のルールが適用される。

【００７３】また実際には数値モデルから算出された目
標とする減速開始位置から図中鎖線で示すごとくずれる
ことになり、そのずれた距離と速度との関係による適用
ルールは図９（ｂ）に示すが、それぞれのルールで演算
を実行し、その結果の平均値をとるか、或いは振れを防
止することを重視し、振れ止めのための適用ルールを優
先した場合、例えば振れ具合を０．６とし、位置ずれを
０．４などに振り分けてそれぞれの結果に重みを持た
せ、横行トロリー９の制御を行う。

【００７４】なお、この減速ルールにおいても図では一
回のみ振れ止めのための制御を行っているが、数回に分
けて実施することもできる。

【００７５】次いで停止時の適用時点の判断は、振れ
角が遅れ側（−側）であるときに、その振れ角の大小に
よって図１０（ａ）〜（ｄ）までのルールが適用でき
る。つまり、遅れ側であるときにその振れ角の大小に応
じた速度で横行トロリー９を進めれば振れが相殺される
ことになるが、この場合においては停止時における吊索
１１の繰出し長さＲによって制御量が変わってくるた
め、（ａ）は吊索１１の長さＲ＝Ｓ、（ｂ）はＲ＝Ｍ、
（ｃ）はＲ＝Ｂ、（ｄ）はＲ＝ＶＢに区分けされてそれ
ぞれのルールが定められる。

【００７６】またこのときの停止位置ずれに対しては図
１０（ｅ）のルールが適用できるが、前記と同様に平均
値をとるか振れ止めと位置ずれのいずれかを優先させ、
重みを持たせた制御を行う。

【００７７】次に図１１は復路、すなわち搬送終了位置
から搬送開始位置までの運転時におけるファジー推論に
よる制御手順を示すもので、運転が開始されると、加速
が始まり、次いでファジー推論による出発ルール適用域
になるとバケット１２の振れ角と振れ方向，吊索１１の
長さ及びトロリー９の速度を入力し、演算部に内蔵され
たバケット１２の出発ルールによる振れ止め処理を実行
する（ステップ２０１〜２０４）。

【００７８】次いで出発ルールの適用が終了し、ファジ
ー推論による減速ルール適用域になると、バケット１２
の振れ角と振れ方向及びトロリー９の速度及び位置を入
力し、同じく演算部に内蔵されたバケットの減速ルール
による振れ止め処理を実行する（ステップ２０６〜２０
８）。

【００７９】減速ルールの適用が終了し、ファジー推論
による停止ルール適用域になると、バケット１２の振れ
角と振れ方向及びトロリー９の速度及び位置を入力し、
同じく演算部に内蔵されたバケット１２の停止ルールに
よる処理を実行停止ルール適用終了により運転を停止す
る（ステップ２０９〜２１３）。

【００８０】なお、復路の制御ルールは往路とは逆の手
順を通り、また出発位置における吊索１１の長さは異な
り、それに応じたルールを適用すれば良いので、その説
明は省略する。

【００８１】また、走行路２，３に沿った主塔４及び副
塔５の移動に伴い、主索７の延長方向と垂直の方向にも
無視できない程度のバケット１２の振れが生じる場合に
は、主塔４及び副塔５の実際の動き及びバケット１２の
実際の動きを検出し、この検出結果に基づき、主索７に
沿った振れについての上述の方法と同様の方法によっ
て、ファジー推論によりフィードバック制御してかかる
垂直方向のバケット１２の振れを相殺するようにするこ
ともできる。

【００８２】そして、この実施形態の制御方法によれ
ば、スタート座標や目標座標、コンクリートが投入され
たバケット１２の重量などの設定条件を演算部に入力す
ると、演算部では、保存された対象ブロックの運転パタ
ーンから最適の運転パターンを選び出し、目標地点まで
主塔４及び副塔５の移動や、横行索１０、及び吊索１１
の繰り出しを時間関数として計算してこれをコンピュー
タのメモリに保存する。

【００８３】駆動制御装置では、このメモリに保存され
た演算部からの運転パターンの情報に基づき、主塔走行
ウインチ１３、副塔走行ウインチ１４、横行ウインチ１
５、及び縦行ウインチ１６の制御装置に指示を与え、各
ウィンチによる繰り出し速度を制御して、スタート位置
から目標位置まで、振れ止めを考慮した自動運転を行な
う。

【００８４】また、各データベースを計算式に組込み、
これを計算することによって各ウィンチへの制御情報を
与えることにより、自動運転を行うこともできる。

【００８５】一方、横行トロリー９の加速時及び減速時
において、主索７に沿った横行トロリー９の実際の動き
及び該横行トロリー９から吊下されるバケット１２の実
際の動きを検出し、この検出結果に基づきファジー推論
によりフィードバック制御してバケット１２の振れを相
殺する。

【００８６】したがって、この実施形態の制御方法によ
れば、モデル化された運転パターンにより平行走行式の
ケーブルクレーン５０を自動的に運転制御することがで
きるとともに、横行トロリー９の加速時及び減速時にフ
ァジー推論によりフィードバック制御してバケット１２
の振れを相殺することにより、停止精度の向上を容易に
図ることができる。

【００８７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明に
よる平行走行式ケーブルクレーンの制御方法によれば、
搬送開始位置及び搬送終了位置に応じて、主塔及び副塔
の走行移動量、横行索の繰り出し長さ、吊索の繰り出し
長さ、主塔及び副塔の走行速度、及び横行索と吊索の繰
り出し速度を算定要素として、主塔、副塔、主索、横行
トロリー、及びバケットの挙動を解析して運転パターン
をモデル化し、ケーブルクレーンを運転する際に、設定
条件に応じてモデル化された運転パターンを選択して、
この運転パターンに従ってケーブルクレーンを自動制御
するとともに、横行トロリーの加速時及び減速時におい
て、主索に沿った横行トロリーの実際の動き及び該横行
トロリーから吊下されるバケットの実際の動きを検出
し、この検出結果に基づきファジー推論によりフィード
バック制御してバケットの振れを相殺するので、平行走
行式のケーブルクレーンを自動的に運転制御することが
できるとともに、横行トロリーの加速時、及び減速時に
バケットの振れ止めを効果的に行って、停止精度の向上
を容易に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の制御方法を採用した平行走行式ケー
ブルクレーンの全体構成を示す説明図である。

【図２】（ａ），（ｂ）はプログラム内容を示す模式図
である。

【図３】バケットの往路におけるフィードバック制御手
順を示すフローチャートである。

【図４】（ａ）〜（ｇ）はファジー推論の内容と実測値
とを対応させたメンバーシップ関数を示すグラフであ
る。

【図５】出発時の速度変化とバケットの状態変化を示す
模式図である。

【図６】同出発時のファジー推論内容を示す図表であ
る。

【図７】同条件部と結論部のメンバーシップ関数を示す
図表である。

【図８】減速及び停止時の速度変化とバケットの状態変
化を示す模式図である。

【図９】（ａ），（ｂ）は減速時のファジー推論内容を
示す図表である。

【図１０】（ａ）〜（ｅ）は停止時のファジー推論内容
を示す図表である。

【図１１】バケットの復路におけるフィードバック制御
手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ ダム ２，３ 走行路 ４ 主塔 ５ 副塔 ７ 主索 ９ 横行トロリー １０ 横行索 １１ 吊索 １２ バケット １３ 主塔走行ウィンチ １４ 副塔走行ウィンチ １５ 横行ウィンチ １６ 縦行ウィンチ １７ 走行索 １８ 操作室 ２０ バンカー部（搬送開始位置） ５０ 平行走行式ケーブルクレーン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダム等の構築予定構造物を挟んで平行に
   敷設された走行路に沿って走行移動する主塔及び副塔
   と、一端が前記主塔に、他端が前記副塔に連結してこれ
   らの間に張設される主索と、該主索に沿って走行可能な
   横行トロリーと、該横行トロリー牽引用の横行索と、前
   記横行トロリーの下方に吊索を介して吊下されたバケッ
   トと、前記主塔及び副塔を平行に走行移動させる主塔走
   行ウィンチ及び副塔走行ウインチと、前記横行索を牽引
   して前記横行トロリーを主索に沿って往復移動させる横
   行ウインチと、前記吊索を巻取，巻き下げしてバケット
   を昇降させる縦行ウインチと、各ウインチの駆動制御装
   置とを備えた平行走行式のケーブルクレーンにおいて、
   前記バケットを搬送開始位置から搬送終了位置まで移動
   させる際に使用する平行走行式ケーブルクレーンの制御
   方法であって、前記搬送開始位置及び搬送終了位置に応
   じて、前記主塔及び副塔の走行移動量、前記横行索の繰
   り出し長さ、前記吊索の繰り出し長さ、前記主塔及び副
   塔の走行速度、及び前記横行索と吊索の繰り出し速度を
   算定要素として、前記主塔、前記副塔、前記主索、前記
   横行トロリー、及び前記バケットの挙動を解析して運転
   パターンをモデル化し、前記ケーブルクレーンを運転す
   る際に、設定条件に応じて前記モデル化された運転パタ
   ーンを選択して、この運転パターンに従ってケーブルク
   レーンを自動制御するとともに、横行トロリーの加速時
   及び減速時において、主索に沿った横行トロリーの実際
   の動き及び該横行トロリーから吊下されるバケットの実
   際の動きを検出し、この検出結果に基づきファジー推論
   によりフィードバック制御してバケットの振れを相殺す
   ることを特徴とするケーブルクレーンの制御方法。
2. 【請求項２】 前記主索、前記横行索、及び前記吊索を
   懸垂曲線と仮定して、前記主塔、前記副塔、前記主索、
   前記トロリー、及び前記バケットの挙動を解析して運転
   パターンをモデル化することを特徴とする請求項１に記
   載の平行走行式ケーブルクレーンの制御方法。
3. 【請求項３】 前記横行トロリーの加速時及び減速時に
   おけるファジー推論によるフィードバック制御が、加速
   時にはバケットの振れ角と振れ方向及び横行トロリーの
   速度を入力することにより行われ、減速時にはバケット
   の振れ角と振れ方向及び横行トロリーの速度と位置を入
   力することにより行われ、さらに停止時にはバケットの
   振れ角と振れ方向及び横行トロリーの速度と位置を入力
   することにより行われることを特徴とする請求項１又は
   請求項２のいずれかに記載の平行走行式ケーブルクレー
   ンの制御方法。