JPH1179661A - 弧動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
れを効果的に抑制することのできる弧動式ケーブルクレ
ーンの制御方法を提供する。 【解決手段】 バケット１２の搬送開始位置及び搬送終
了位置に応じて、移動塔３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、移動塔３の走
行速度、横行索１０の繰り出し速度、吊索１１の繰り出
し速度を算定要素として、移動塔３、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５
０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、バケット１２の振れをフィードバッ
ク制御により相殺する。

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、弧動式ケーブル
クレーンの制御方法に関し、特に、バケットの振れを容
易に抑制することのできる弧動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、弧動式のケーブルクレーンが採用される場合が
ある。

【０００４】このような弧動式ケーブルクレーン５０
は、例えば図１及び図２に示すように、主として、ダム
１の構築予定箇所を挟んだ一方において、他方側を円の
中心とする円弧状に敷設された走行路２に沿って移動す
る移動塔３と、前記他方側の円の中心部分に設けられた
固定塔５と、一端が移動塔３に、他端が固定塔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、この弧動式のケーブルクレーン５０
によれば、移動塔３は、これを走行移動させる移動塔走
行ウィンチ１３の駆動により、走行路２に沿って配設さ
れた走行索を介して走行路２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、横行ウィンチ１５及び縦行ウイン
チ１６は、機械室５５内に設置されるとともに、これら
の各ウィンチ１３，１５，１６は、固定塔５に隣接する
操作室１７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】一方、他の弧動式ケーブルクレーン６０と
して、同心円型のものが採用される場合があり、この同
心円型の弧動式ケーブルクレーン６０によれば、例えば
図３及び図４に示すように、上述の固定塔５に換えて、
当該他方側において、走行路２と同心円の円弧状に敷設
された第二走行路１４に沿って移動する第二移動塔４を
備えるもので、この第二移動塔４と移動塔３との間に、
主索７が張設されるとともに、第二移動塔４は第二移動
塔走行ウィンチ１８の駆動により、第二走行路１４に沿
って配設された走行索を介して第二走行路２に沿って往
復移動し、また、この第二移動塔走行ウィンチ１８は、
操作室１７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。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そして、このような弧
動式のケーブルクレーンによれば、走行路２に沿った移
動塔３の移動や、あるいはこれに加えて第二走行路１４
に沿った第二移動塔４の移動によって、主索７の平面的
な位置が変化するので、バケット１２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１２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。

【０００９】従って、従来の弧動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、弧動式ケーブル
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。

【００１０】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触れてしまうた
め、この振れを効果的に停止させる制御方法の開発が望
まれていた。

【００１１】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、弧動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を効果
的に抑制することのできる弧動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。

【００１２】

【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だ一方において、他方側を円の中
心とする円弧状に敷設された走行路に沿って移動する移
動塔と、前記他方側の円の中心部分に設けられた固定塔
と、一端が前記移動塔に、他端が前記固定塔に連結して
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、前記移動塔を走行移動させる移動塔走行ウ
ィンチと、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弧動式のケー
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弧動式ケー
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、前記移動塔の走行移動量、前
記横行索の繰り出し長さ、前記吊索の繰り出し長さ、前
記移動塔の走行速度、前記横行索の繰り出し速度、及び
前記吊索の繰り出し速度を算定要素として、前記移動
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
横行トロリーの位置及び速度とバケットの振れ角度及び
角速度とを検出してフィードバック制御によりバケット
の振れを相殺することを特徴とする弧動式ケーブルクレ
ーンの制御方法にある。

【００１３】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
移動塔、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ことが
好ましい。

【００１４】一方、この発明の他の要旨は、ダム等の構
築予定構造物を挟んだ一方において、他方側を円の中心
とする円弧状に敷設された走行路に沿って移動する移動
塔と、前記他方側において、前記走行路と同心円の円弧
状に敷設された第二走行路に沿って移動する第二移動塔
と、一端が前記移動塔に、他端が前記第二移動塔に連結
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、前記移動塔を走行移動させる移動塔走行
ウィンチと、前記第二移動塔を走行移動させる第二移動
塔走行ウィンチと、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弧動
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弧
動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、前記移動塔及び第二
移動塔の走行移動量、前記横行索の繰り出し長さ、前記
吊索の繰り出し長さ、前記移動塔及び第二移動塔の走行
速度、前記横行索の繰り出し速度、及び前記吊索の繰り
出し速度を算定要素として、前記移動塔、前記第二移動
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
横行トロリーの位置及び速度とバケットの振れ角度及び
角速度とを検出してフィードバック制御によりバケット
の振れを相殺することを特徴とする弧動式ケーブルクレ
ーンの制御方法にある。

【００１５】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
移動塔、前記第二移動塔、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
モデル化することが好ましい。

【００１６】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いて行うバケットの振
れを相殺するためのフィードバック制御を、前記横行ト
ロリーを同方向に階段状に加速あるいは減速することに
より行うことが好ましい。

【００１７】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、前記移動塔あるいは前記移動塔及び前記
第二移動塔の走行移動量、前記横行索の繰り出し長さ、
前記吊索の繰り出し長さ、前記移動塔あるいは前記移動
塔及び前記第二移動塔の走行速度、前記横行索の繰り出
し速度、及び前記吊索の繰り出し速度を算定要素とし
て、前記移動塔、前記第二移動塔、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。

【００１８】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移動塔あるいは移動塔及び第
二移動塔の走行移動量、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。

【００１９】また、バケットの振れは、移動塔あるいは
移動塔及び第二移動塔の走行速度や、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、移動塔ある
いは移動塔及び第二移動塔の走行速度や、横行索の繰り
出し速度、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。

【００２０】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。

【００２１】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、前記移動塔あるいは前記移
動塔及び第二移動塔、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。

【００２２】すなわち、各バケットの位置に対応する、
移動塔あるいは移動塔及び第二移動塔の走行移動量や、
横行索、吊索の繰り出し長さが算定されることから、移
動塔あるいは移動塔及び第二移動塔、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
うに移動塔あるいは移動塔及び第二移動塔の走行移動
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、移動塔あるいは移動塔及び第二移動塔の走行速
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。

【００２３】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、移動塔あるいは移動塔
及び第二移動塔の走行移動量、横行索の繰り出し長さ、
吊索の繰り出し長さ、移動塔あるいは移動塔及び第二移
動塔の走行速度、横行索の繰り出し速度、及び吊索の繰
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、移動塔走行ウィンチあるいは移動塔
走行ウィンチ及び第二移動塔走行ウィンチ、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
弧動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、フィードバッ
ク制御によりバケットの振れを相殺する制御がなされ
る。

【００２４】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、自動的に弧動式ケープル
クレーンの運転制御を行うこともできる。

【００２５】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、最終停止位置に向けて精度良く自動的に弧動式ケー
ブルクレーンを運転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をフィー
ドバック制御により効果的に抑制しながら運転を行って
ゆくことができる。

【００２６】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。

【００２７】

【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。

【００２８】図１及び図２は、この実施形態の制御方法
を採用した弧動式ケーブルクレーンの一例の全体構成を
示す概略図である。この弧動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
だ一方において、他方側を円の中心とする円弧状に敷設
された走行路２に沿って移動する移動塔３と、前記他方
側の円の中心部分に設けられた固定塔５と、一端が移動
塔３に、他端が固定塔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。

【００２９】また、この弧動式のケーブルクレーン５０
によれば、移動塔３は、これを走行移動させる移動塔走
行ウィンチ１３の駆動により、走行路２に沿って配設さ
れた走行索を介して走行路２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。

【００３０】さらに、これらの移動塔走行ウィンチ１
３、横行ウィンチ１５や縦行ウインチ１６は、機械室５
５，５６内に設置されるとともに、これらの各ウィンチ
１３，１５，１６は、固定塔５に隣接する操作室１７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。

【００３１】すなわち、操作室１７には、各ウィンチ１
３，１５，１６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。

【００３２】一方、固定塔５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。

【００３３】ここで、この実施形態の弧動式ケーブルク
レーン５０を構成する走行路２は、ダム１の構築予定箇
所を挟んだ一方に敷設された一対の走行レールからな
り、かかる走行路２には、各種の鋼材により組立形成さ
れた移動塔３がスライド走行可能に設けられ、この移動
塔３は、走行索により牽引されて、機械室５６内に設置
された移動塔走行ウインチ１３の駆動により走行路２に
沿って往復移動するようになっている（図２参照）。

【００３４】また、主索７は、ワイヤロープからなり、
その一端が移動塔３に他端が固定塔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、移
動塔３の走行路２に沿った移動に伴って、ダム１の構築
予定箇所の全領域をカバーするように扇状に移動するこ
とになる。

【００３５】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、移動塔３に取り付
けられた案内プーリー３１及び固定塔５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。

【００３６】さらにまた、吊索１１は、一端が移動塔３
に固定されるとともに、横行トロリー１５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、固定塔５に取り付けた
案内プーリー３５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１
１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。

【００３７】そして、これらの横行ウインチ１５、縦行
ウインチ１６、移動塔走行ウインチ１３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１７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。

【００３８】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４２
や、着底時におけるバケット１２を制御するエリアセン
サ４４、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４６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。

【００３９】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１７の駆動制御装置に転送される。

【００４０】一方、図３及び図４は、この実施形態の制
御方法を採用した弧動式ケーブルクレーンの他の一例の
全体構成を示す概略図である。すなわち、この弧動式ケ
ーブルクレーン６０は、いわゆる同心円型のものであっ
て、上述の弧動式ケーブルクレーン５０の固定塔５に換
えて、当該他方側において、走行路２と同心円の円弧状
に敷設された第二走行路１４に沿って移動する第二移動
塔４を備えるものである。

【００４１】ここで、このような同心円型の弧動式ケー
ブルクレーン６０を構成する第二走行路１４は、ダム１
の構築予定箇所を挟んだ前記走行路２とは反対側に敷設
された一対の走行レールからなり、かかる第二走行路１
４には、各種の鋼材により組立形成された第二移動塔４
がスライド走行可能に設けられ、この第二移動塔４は、
走行索により牽引されて、機械室５７内に設置された第
二移動塔走行ウインチ１８の駆動により第二走行路１４
に沿って往復移動するようになっている。

【００４２】また、かかる同心円型の弧動式ケーブルク
レーン６０によれば、主索７は、この第二移動塔４と移
動塔３との間に張設されるとともに、第二移動塔走行ウ
ィンチ１８もまた、操作室１７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。

【００４３】そして、この実施形態の制御方法によれ
ば、移動塔３あるいは移動塔３及び第二移動塔４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、移動塔３あるいは移動塔３及び第二移動塔４の
走行速度、横行索１０の繰り出し速度、吊索１１の繰り
出し速度を算定要素として、移動塔３、第二移動塔４、
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５
０，６０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
従って弧動式ケーブルクレーン５０，６０を自動制御す
る。

【００４４】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１７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、移動塔３ある
いは移動塔３及び第二移動塔４の走行移動量、横行索１
０の繰り出し長さ、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、移動
塔３あるいは移動塔３及び第二移動塔４の走行速度や横
行索１０あるいは吊索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。

【００４５】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、移動塔３あるいは移動塔３及び第二移動塔４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、移動塔３あるいは移動塔３及び第二移動塔４の
走行速度、横行索１０の繰り出し速度、吊索１１の繰り
出し速度を解析する。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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、走行索の牽引によ
る、走行路２や第二走行路１４に沿った移動塔３や第二
移動塔４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。

【００４９】一方、操作室１７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の制御量及
びタイミングを演算する機能が内蔵されており、かかる
機能によって、フィードバック制御によりバケット１２
の振れを相殺する。

【００５０】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５（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となる運転パター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５（ｂ）に示すように横行トロリー９の運転パター
ンに準じた運転パターンに設定されている。

【００５１】そして、図５（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
の特定時期において、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量及びタイミング
を演算する。したがってこのような振れを相殺するため
のフィードバック制御を行うことによって、図５
（ａ），（ｂ）の運転パターンは、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。

【００５２】図６及び図７は横行トロリー９の加速時に
おける制御手順と、制御内容に応じた速度とバケット１
２の振れの状態との関係を示すものである。

【００５３】図６に示すように、運転開始後横行トロリ
ー９の加速が終了した時点で、横行トロリー９の位置、
速度、及びバケット１２の振れ角度及び角速度を入力し
これらの値を振れ止め用の所定の運動方程式あてはめて
振れ止め用の制御電圧を算出するとともに、制御開始時
間を計算し、開始するまで制御待機状態とする（ステッ
プ１０１〜１０７）。なお、横行トロリー９の位置，速
度は横行ウィンチ１５のエンコーダや速度計によって与
えられ、バケット１２の振れ角度及び角速度はバケット
１２に設けられたジャイロ式振れ角検出計により計測さ
れて無線機を通じて操作室１７の駆動制御装置に転送さ
れる。

【００５４】この状態は図４（ａ）に示すように、運転
開始から横行トロリー９の速度が定速ｖ1 に至った時間
をｔ1 とすると、バケット１２は応答遅れにより振れが
生じ、振れ幅ｖ2 で示す左右に振れる振り子状の正弦曲
線となり、その周期は吊索１１の長さが一定なら一定で
あり、また最大振幅となる。

【００５５】したがって、時刻ｔ1 以降にｖ2 ＝０とな
るポイント時刻ｔ2 を求め、このポイントからｖ2 ＝ｍ
ａｘに該当する加速度を所定時間加えることにより振れ
が相殺されることになる。

【００５６】したがって、開始時間ｔ2 になったなら一
次フィードバック制御を開始し、横行トロリー９に加速
のための制御電圧を駆動制御装置に与え、その結果の振
れ具合を計測し、それ以後の振れ状態を演算する。その
結果許容値内であるならば、フィードバック制御を終了
する（ステップ１０８，１０９）。

【００５７】時刻ｔ3 まで一次フィードバック制御がな
された状態は図７（ｂ）に示される。この間（時刻ｔ2
〜ｔ3 間）におけるｖ2 ＝ｍａｘ＜許容値であるならば
フィーバック制御を終了する。

【００５８】これに対し、許容値を越えていたのなら
ば、前記と同様の手順により二次フィードバック開始時
刻ｔ4 を計算し、開始時刻となった場合にはステップ１
０９で出された制御電圧を所定時間加えるとともに、振
れを計測する（ステップ１１０〜１１４）。

【００５９】二次フィードバック制御がなされた状態は
図７（ｃ）に示される。またこの間（時刻ｔ3 〜ｔ4
間）におけるｖ2 ＝ｍａｘ＜許容値であるならばフィー
バック制御を終了するが、許容値を越えていたならば、
許容値に収束するまで再度ステップ１１０に戻り同様の
フィードバック制御を繰返す。

【００６０】なお、減速時における制御も同一である
が、制御方向が異なり、階段状の減速パタ―ンにより振
れを相殺する。

【００６１】また、完全に振れが停止した位置は搬送終
了位置としてのコンクリート打設位置であることが望ま
しいが、フィードバック制御をかけることにより実際の
目標位置に対して横行トロリー９の行き足が足りなかっ
たり、逆に行き過ぎる場合があるので、制御終了後は微
速移動により位置修正することにより搬送作業が終了
し、ゲートを開いてコンクリートを放出して往路におけ
る全作業を終了する。

【００６２】また、復路においても同様にフィードバッ
ク制御の後微調整によりバケット１２はバンカー部２０
の直上に至り、その後はバケット１２及びバンカー部２
０に備えられた超音波エリアセンサの検出値に応じた縦
横の自動微調整作業の後にバンカー部２０に着底し、再
びコンクリートの受け入れ待機状態となる。

【００６３】なお、走行路２や第二走行路１４に沿っ
た、移動塔３あるいは移動塔３及び第二移動塔４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、移動塔
３や第二移動塔４の位置及び速度と、バケット１２の振
れ角度及び角速度とを検出して、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、フィードバ
ック制御によりかかる垂直方向のバケットの振れを相殺
するようにすることもできる。

【００６４】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２０に入
力すると、演算部２０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
地点まで移動塔３あるいは移動塔３及び第二移動塔４の
移動量、横行索１０の繰り出し量、及び吊索１１の繰り
出し量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。

【００６５】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、移動塔走
行ウインチ１３、第二移動塔走行ウインチ１８、横行ウ
インチ１５、あるいは縦行ウインチ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。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。

【００６６】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ィードバッ
ク制御によりバケット１２の振れを相殺する。

【００６７】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弧動式ケーブ
ルクレーン５０，６０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
ィードバック制御によってバケット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。

【００６８】なお、このようなスタート位置から目標位
置までの、この実施形態の制御方法による自動運転は、
搬送開始位置としてのバンカー部２０と搬送終了位置と
してのコンクリートの打設位置との間の往復いずれの搬
送作業にも適用することができるが、コンクリートの打
設位置からバンカー部２０に至る復路においては、移動
塔３や第二移動塔４を動かさないような運転パターンと
することもできる。

【００６９】

【発明の効果】以上によって詳細に説明したように、こ
の発明の弧動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、移動塔あるい
は移動塔及び第二移動塔の走行移動量、横行索の繰り出
し長さ、吊索の繰り出し長さ、移動塔あるいは移動塔及
び第二移動塔の走行速度、横行索の繰り出し速度、及び
吊索の繰り出し速度を算定要素として、前記移動塔ある
いは前記移動塔及び第二移動塔、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位置及び
速度とバケットの振れ角度及び角速度とを検出してフィ
ードバック制御によりバケットの振れを相殺するので、
弧動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
にバケットの振れを効果的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の制御方法を採用した弧動式ケーブル
クレーンの一例の全体構成を説明する概略正面図であ
る。

【図２】この発明の制御方法を採用した弧動式ケーブル
クレーンの一例の全体構成を説明する概略平面図であ
る。

【図３】この発明の制御方法を採用した弧動式ケーブル
クレーンの他の一例の全体構成を説明する概略正面図で
ある。

【図４】この発明の制御方法を採用した弧動式ケーブル
クレーンの他の一例の全体構成を説明する概略平面図で
ある。

【図５】（ａ）及び（ｂ）はプログラム内容を示す模式
図である。

【図６】バケットの加速時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７】（ａ）〜（ｃ）は同制御時におけるバケットの
振れと速度との関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ダム ２ 走行路 ３ 移動塔 ４ 第二移動塔 ５ 固定塔 ７ 主索 ９ 横行トロリー １０ 横行索 １１ 吊索 １２ バケット １３ 移動塔走行ウィンチ １４ 第二走行路 １５ 横行ウィンチ １６ 縦行ウィンチ １７ 操作室 １８ 第二移動塔走行ウィンチ ２０ バンカー部（搬送開始位置） ５０，６０ 弧動式ケーブルクレーン

Claims (5)

【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だ一方に
   おいて、他方側を円の中心とする円弧状に敷設された走
   行路に沿って移動する移動塔と、前記他方側の円の中心
   部分に設けられた固定塔と、一端が前記移動塔に、他端
   が前記固定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、前記移動塔を走行
   移動させる移動塔走行ウィンチと、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
   とを備えた弧動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
   際に使用する弧動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
   移動塔の走行移動量、前記横行索の繰り出し長さ、前記
   吊索の繰り出し長さ、前記移動塔の走行速度、前記横行
   索の繰り出し速度、及び前記吊索の繰り出し速度を算定
   要素として、前記移動塔、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位置及び速度と
   バケットの振れ角度及び角速度とを検出してフィードバ
   ック制御によりバケットの振れを相殺することを特徴と
   する弧動式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、前記移動塔、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ことを特徴とする請求項１に記載の
   弧動式ケーブルクレーンの制御方法。
3. 【請求項３】 ダム等の構築予定構造物を挟んだ一方に
   おいて、他方側を円の中心とする円弧状に敷設された走
   行路に沿って移動する移動塔と、前記他方側において、
   前記走行路と同心円の円弧状に敷設された第二走行路に
   沿って移動する第二移動塔と、一端が前記移動塔に、他
   端が前記第二移動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、前記移動塔を
   走行移動させる移動塔走行ウィンチと、前記第二移動塔
   を走行移動させる第二移動塔走行ウィンチと、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弧動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弧動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、前記移動塔及び第二移動塔の走行移動量、前記横
   行索の繰り出し長さ、前記吊索の繰り出し長さ、前記移
   動塔及び第二移動塔の走行速度、前記横行索の繰り出し
   速度、及び前記吊索の繰り出し速度を算定要素として、
   前記移動塔、前記第二移動塔、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位置及び速度
   とバケットの振れ角度及び角速度とを検出してフィード
   バック制御によりバケットの振れを相殺することを特徴
   とする弧動式ケーブルクレーンの制御方法。
4. 【請求項４】 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、前記移動塔、前記第二移動塔、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ことを特徴とする
   請求項３に記載の弧動式ケーブルクレーンの制御方法。
5. 【請求項５】 前記横行トロリーの加速時及び減速時に
   おいて行うバケットの振れを相殺するためのフィードバ
   ック制御を、前記横行トロリーを同方向に階段状に加速
   あるいは減速することにより行うことを特徴とする請求
   項１〜請求項４のいずれかに記載の弧動式ケーブルクレ
   ーンの制御方法。