JPS6127896A - クレ−ンの衝突防止方法 - 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） 本発明は、建設現場において吊り荷を緊着して起伏およ
び旋回するタワークレーン等のクレーンが、動作中に建
造物や他のクレーンに衝突することを防止する方法に関
する。

（従来の技術と復党問題点） この種のクレーン衝突防止方法としては、例えば互いに
干渉し合う複数のクレーンの動作状態を、各クレーンの
旋回角および起伏角の検出によって中央管制装置が掌握
し、予めクレーンブームの周囲に設定された衝突危険性
に関する段階的な第１及び第２の警戒領域に対する接近
状態に応じて前記中央管制装置から各クレーンに警報や
制御指令あるいは強制停止を行うようにしたものがある
（特公昭５６−２２７９５号公報参照）。

その他の方法としては、各クレーンブームを水平面に正
射影し、この状態におけるクレーンブーム間の最短距離
を演算して予め設定された許容距離より接近した際に各
クレーンブームの運転を停止するものがある（特公昭５
８−２０８７７号公報参照）。

しかしながら、前者の場合は各クレーンブームの動作速
度や吊シ荷に関係なく警戒領域が予め設定されているた
めに、衝突が回避されるべき接近に対しても過剰に応答
してクレーン動作が制約を受けて作業能率を低下させた
り、一方のブームと他方の吊り荷又はフックワイヤーと
の衝突を回避し得ない等の恐れがあった。

又、後者の場合もクレーンブームを水平面に投影したデ
ータのみによって衝突の判断を行っているので、吊り荷
の動きや起伏角等によって衝突する場合には有効に機能
せずに不充分であった。

（発明の目的） そこで本発明では、前記した従来技術の問題点を改善す
るために、ブームの旋回角と起伏角およびフックワイヤ
ーの長さの他に吊り荷の重量や長さ等の要素を加味して
クレーンの動作状態の掌握と動作予測を行い、これによ
ってクレーンの衝突を回避すべく制御作動させるもので
ある。

これにより確実且つ安全なりレーンの衝突防止方法を提
供することができると共に、作業能率の向上にも寄与す
るものである。

（発明の要旨） 本発明のクレーンの衝突防止方法は、動作中のクレーン
のブーム旋回角とブーム起伏角および吊り荷用フックワ
イヤーの長さを各々所定周期毎に順次針側し、これら各
データと吊り荷の最大長さおよび吊り荷の重量データに
よってクレーンの水平投影面と垂直投影面における今後
の軌跡予測を行い、該軌跡上でクレーン相互間又はクレ
ーンと建造物等の接触ないし交差によって衝突の判定を
行うと共に、衝突の可能性７５；ある場合にはクレーン
の最適回避運転の指令を与えるようにしたものである。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の方法を実施するために使用する装置の
構成を示すブロック図であり、大別すると検出部１と、
端末制御部２と、データ伝送部３と、中央制御部４とで
構成されている。尚符号５ハ前記１　、２　、３　ｆ有
する他のクレーンシステムである。

前記検出部１は、第２図に示すクレーンブーム６の旋回
角度ａを検出するために、図示しないが例えばブームの
回転部分に装着されたアブソリュート式のロータリーエ
ンコーダ等による旋回角度検出器と、第３図に示すクレ
ーンブーム６の起伏角度すを検出するために、図示しな
いが例えばブームの伏仰部分に装着されたアブソリュー
ト式のロータリーエンコーダ等による起伏角度検串器と
、−〇 吊り荷７用のフック８に緊着さｔたワイヤー９の長さＣ
を検出するために図示し、ないが例えばワイヤーの巻取
部分に装着され巻上量を計測するアブソリュート式のロ
ータリーエンコーダ等によるワイヤー長さ検出器とを備
えている。

これらの各検出器は、クレーンの動作中におけるブーム
の旋回角度と起伏角度及びフンクワイヤーの長さに関す
る計測を行って、このデータを順次端末制御部２に送り
出す。

尚、前記の各検出器としてアブソリュート式ロータリー
エンコーダを使用したのは、設置時に一度初期化すれば
絶対値のデータとして読み取るこ一′とができると共に
、停電復帰後でもそのまま継続して使用できるからであ
る。

前記端末制御部２は、クレーンの運転席圀装備されて運
転者によって操作されるものであり、前記検出部１から
送らｔた各データを処理すると共に、中央制御部４のメ
インコンピュータとの間テ情報の授受を行うサブコンピ
ュータを中心に構成さｔている。このサブコンピュータ
には、前記検出部】からのデータをサブコンピュータに
伝える入力ボートと、サブコンピュータで処理された前
記検出部１からのデータに基づいて動作中のクレーンの
水平面投影図および垂直面投影図をブラウン管上に表示
するディスプレイと、サブコンピュータを制御するため
の実行プログラムおよび受信プログラムが格納されてい
るＲＡＭ又はＲＯＭによるメモリパンクと、クレーンに
衝突の危険がある際にサブコンピュータ又はメインコン
ピュータカラの指示によって警報を発するサウンドジェ
ネレータと、サブコンピュータと前記データ伝送部３と
の間で信号の授受をおこなう通信回線が各々接続されて
いる。

尚、上記のメモリパックはサブコンピュータに内蔵され
たものでも良いが、メインコンピュータ等によって適時
メモリ内容を変更するのに便利なように別パックにした
ものである。

前記データ伝送部３は、端末制御部２と中央制御部４と
の間で信号を伝達するものであるが、電波障害など影響
を少ぐして信頼性を向上させるために光通信とした。

前記中央制御部４は、各クレーンに設けられた各端末制
御部からのデータを処理すると共に、予めクレーン作業
に必要な各種の情報がメモリされておりこれら各種の情
報を各端末制御部へ提供するメインコンピュータを中心
に構成され、各りＶ−ンの設置位置とは離れた位置に設
けられた中央制御室内に設置されて各クレーンを監督を
行う。

このメインコンピュータには、前記データ伝送部３との
間で信号の授受を行う通信回線と、メインコンピュータ
の処理情報を文字で表示記録するプリンターと、同じく
ブラウン管上に表示するディスプレイと、同じく磁気デ
ィスクに記録するフロッピーが各々接続されている。

尚、メインコンピュータに予めメモリさせておく各種の
情報としては、例えば使用されるクレーンの基数やその
設置場所のデータ１．建造物を含む作業範囲規制区域に
関するデータとその作図法、クレーンの旋回半径および
許容起伏角のグラフインクデータの作図法、クレーンの
衝突判断゛に関するデータ、クレーンの最適退避運転の
指示データ等がある。

次に前記装置を用いてクレーンの衝突を防止する方法に
付いて、作業手順に基づいて説明する。

尚、説明を容易にするために１基のクレーンに付いての
み説明するが、他のクレーンに対しても同様である。

イ、中央制御部４と端末制御部２を作動状態にして、メ
インコンピュータかう各サブコンピュータへプログラム
の実行命令を送信し、データ伝送部３を介してこれ全受
信した各端末制御部２はメモリの受入れ体制を行う。

口、中央制御部４からクレーンが設置された周辺の建造
物断面のグラフィックデータが送信され、これを受信し
た端末制御部２ではノくラフアメモリの画面データを初
期化する。

ハ、中央制御部４から規制区域、建造物平面図、最大作
業半径、クレーンの設置位置データ等の固定データが送
信され、これを受信した端末制御部２ではデータをバッ
ファにメモリさせると共に前記建造物断面データと合成
して第４図および第５図に示すようなりレーンの水平面
投影図と垂直面投影図をディスプレイの同一画面上に表
示させる。

二、一方クレーンの運転者は一つのクレーン作業に関し
、その作業前に吊９荷の最大長さと吊り荷の重量を設定
してサブコンピュータから入力し、このデータを当該サ
ブコンピュータのバッファにメモリさせると共に、メイ
ンコンピュータへもメモリさせておく。

ホ、クレーン作業が開始されると、前記検出部１はブー
ム６の旋回角度ａ、起伏角度す、フ゛ツクワイヤーの長
さＣを各々検出し、これらデータは順次端末制御部２に
入力される。端末制御部２ではこれらデータをクロック
信号に基づいて所定時間毎に読み取って中央制御部４へ
送信する。

＼、前記端末制御部２からの最初の検出データを受信し
た中央制御部４は、これをバッファに格納すると共に、
前記の規制区域その他管理に必要な固定データを呼び出
して検出データとの間で警報データの演算その他必要な
演算処理を行う。これによりフック座標、ブーム旋回角
、ブーム起伏角、ブームの平面、ブームの側面等の初期
状態における第２図および第３図を作図に必要な表示デ
ータと、この初期状態において警報を発する必要がある
か否かの警報データを作成し、これら表示データと警報
データとをバッファに格納すると共に、端末制御部２に
送信したのち次なる検出データを受入れできるようイン
タラブドコントローラーを初期化しておく。

ト、中央制御部４からの表示データと警報データを受信
した端末制御部２は、前記デイスプレイの基本画面上に
表示データを表示させ、この状態で作業が進行すると衝
突の危険があるＳ合にはサウンドジェネレータから警報
が発生される。

チ、前記の検出データに引続いて次の検出データを端末
制御部２が読み取り、この検出データをデータ伝送部３
を介して受信した中央制御部４では、該データをバッフ
ァへ格納すると共に、表示データの演算処理を行う。又
、前回の検出データと今回の検出データから次回以降の
各検出時におけるブームと吊り荷およびワイヤーの予測
軌跡を演算で求め、衝突の可能性の有無を判定すると共
に、衝突を回避するための最適退避運転のデータを作成
する。これらの表示データおよび警報データは端末制御
部２に伝送され、運転者によって最適退避運転をおこな
うか、クレーンの駆動部を直接制御して衝突を回避させ
る。

す、又、衝突の危険がないと判定されるとそのままクレ
ーン作業は続行され、前記へ、の工程を繰り返しながら
常に最新の検出データによって次の軌跡予測を行って衝
突防止を計るものである。

尚、第６図は中央制御部４と端末制御部２の実行プログ
ラムを示すフローチャートである。

次に前記した軌跡の予測、衝突の判定、最適回避運転に
付いて図面で補足説明を行う。

まず、これら軌跡の予測等を行うのには表−１のような
各種のデータが必要である。

表−１ 尚、これらデータのうち速度および加速朋に関するもの
は、前記クロックパルスによりサンプリングされた最新
の２個所で検出された各データの推移によって演算で求
めることができる。

第７図はブームの旋向状態における儀跡の予測を示す水
平面投影図、第８図はブームの起伏状態における軌跡の
予測を示す垂直面投影図である。

第９図と第１Ｏ図は、衝突の判定を説明する水平面投影
図である。

第９図の場合には、優先順位が下位（予め決定しておく
）のクレーンが一担優先上位のクレーン側に接近したの
ち転向して戻るように運転されることが予め決められて
いるため、衝突の可能性“無“と判定される。

しかし第１０図の場合は、■■の判定周期時にＡ、Ｂの
各クレーンは衝突の可能性１有“と判定される。

第１１図乃至第１３図は、予測される衝突状態に応じた
最適退避運転を行うことを示す水平面投影図である。

第１１図では上位および下位の各クレーンがこのまま運
転を継続すると、下位クレーンの吊り荷の予測軌跡■′
■′で上位クレーンと衝突する可能性がある。そこでの
又は■の判定周期時にこれを予測して下位クレーンを減
速運転することによって衝突を回避するものである。

第１２図の場合は、前記減速運転では衝突を避けること
ができないので、下位クレーンの運転を停止させて回避
するものである。

第１３図の場合は、前記の停止によっても衝突が避れら
れないので、下位クレーンを反転させることによって回
避するものである。

尚、図示しないがその他の回避運転の方法として、クレ
ーンの起伏角度やフンクワイヤーの巻上げ量を変更する
ことも÷きる。

（発明の効果） 前記の実施例でも明らかなとおり、本発明のクレーンの
衝突防止方法は、所定周期毎ｒサンプリングされたクレ
ーンの旋回角度、起伏角度、フンクワイヤーの長さ等の
最新のデータから水平投影面および垂直投影面における
クレーンの軌跡予測を行って衝突の可能性を判定し、こ
の判定結果に基づきクレーンを最適退避運転させて衝突
を防止するものである。

このように、動作中のクレーンから順次サンプリングさ
れた最新のデータから今後の軌跡予測を行っているため
に、予め警戒領域を設定しておく前記従来方法のように
過剰にクレーン動作が制約を受けることがなく、しかも
吊り荷を条件に加えたことによって一方のクレーンのブ
ームと他方のクレーンのワイヤーの干渉およびブームの
旋回スピードの違いによる吊り荷の変化等にも対応でき
る。又、クレーンの水平投影面のみによって衝突の判定
を行っている前記従来方法に比べ、垂直投影面における
クレーン動作も掌握できるので、より正確な衝突の判定
と衝突回避ができる。

尚、本発明は前記の実施例に限定されることなく要旨の
範囲内において各種の態様が得られる。

例えば、実施例では制御部を中央制御部と端末制御部に
分離して設置するようにしたが、これを中央制御部で一
括しておこなうようにすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーンの衝突防止方法を実施するた
めの装置を示す全体ブロック図、第２図はクレーン動作
の概要を示す平面図、第３図は同側面図、第４図および
第５図はディスプレイに表示されるクレーンの動作状態
図、第６図は制御部のフローチャート、第７図は水平面
投影によるクレーンの軌跡予測の説明図、第８図は同垂
直面投影によ、る説明図、第９図および第１０図はクレ
ーン衝突判定の説明図、第１１乃至１３図はクレーンの
最適退避運転の説明図である。 〔符号の説明〕 ｌ・・検出部　　　　　　２・・・端末制御部３・・デ
ータ伝送部　　　４・・・中央制御部５・・・他ツクレ
ーンシステム　６・・・ブーム７・・吊り荷　　　　　
　８・・フック９・・・ワイヤー ａ・・・ブームの旋回角　　ｂ・・・ブームの起伏角Ｃ
・・フックワイヤーの長さ 第２図 第４図 第５図 第６図 第７図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 まシ心Ｌクレーン 手続ネｍ正書（方式） ％式％ １、事件の表示　　　特願昭５９−１４６９３１Ｍ２、
発明の名称　　　クレーンの衝突防止方法３、補正をす
る者 事件との関係　　特許出願人 東京都千代田区岩本町３丁目１０番１号三井建設株式会
社 代表取締役　町田食潰 ４、代理人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 動作中のクレーンのブーム旋回角とブーム起伏角および
   吊り荷用フックワイヤーの長さを各々所定周期毎に順次
   計測し、これらの各データと吊り荷の最大長さおよび吊
   り荷の重量データによつてクレーンの水平投影面と垂直
   投影面における今後の軌跡予測を行い、該軌跡上でクレ
   ーン相互間又はクレーンと建造物等の接触ないし交差に
   よつて衝突の判定を行うと共に、衝突の可能性がある場
   合にはクレーンの最適回避運転制御の指令を与えるよう
   にしたことを特徴とするクレーンの衝突防止方法。