JPH1179662A - 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弧動式ケーブルクレ
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１
２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、弧動式ケーブル
クレーンの制御方法に関し、特に、バケットの停止精度
の向上を図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。

【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。

【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。

【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、弧動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。

【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。

【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―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―
ンに準じた運転パタ―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
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。

【００５２】図６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）。

【００５３】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）。

【００５４】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）。

【００５５】図７（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。

【００５６】（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。

【００５７】（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。

【００５８】（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。

【００５９】（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。

【００６０】（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。

【００６１】（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。

【００６２】（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。

【００６３】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８，図９，図
１０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。

【００６４】まず、図８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。

【００６５】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。

【００６６】図９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。

【００６７】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。

【００６８】図１０は図９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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】また、図１１〜１３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。

【００７７】まず、図１１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１２（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。

【００７８】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１２（ａ）のルールが適用される。

【００７９】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１２（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。

【００８０】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。

【００８１】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１３（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。

【００８２】またこのときの停止位置ずれに対しては図
１３（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。

【００８３】次に図１４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）。

【００８４】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）。

【００８５】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）。

【００８６】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。

【００８７】また、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あるいは移動塔３及び第二移動塔４やバケット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。

【００８８】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
移動量や、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。

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】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
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。

【００９２】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。

【００９３】

【発明の効果】以上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、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），（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７】（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８】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９】同出発時のファジー推論内容を示す図表であ
る。

【図１０】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１１】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１２】（ａ），（ｂ）は減速時のファジー推論内容
を示す図表である。

【図１３】（ａ）〜（ｅ）は停止時のファジー推論内容
を示す図表である。

【図１４】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 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。
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〜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。