JPWO2020017482A1 - 報知装置、クレーン、及び報知方法 - Google Patents

報知装置、クレーン、及び報知方法 Download PDF

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Abstract

報知装置は、ウインチドラムを回転させる駆動装置の回転方向を指示するための操作入力を検出する第一検出部と、駆動装置又は駆動装置により駆動される被駆動部の実際の動作の方向を検出する第二検出部と、第一検出部の検出値と第二検出部の検出値とに基づいて、操作入力により指示された駆動装置の回転方向と、駆動装置又は非駆動部の実際の動作の方向とが対応しているか否かを判定する判定部と、判定部の判定結果に対応する情報を報知する報知部と、を備える。

Description

本発明は報知装置、クレーン、及び報知方法に関する。
従来から、ウインチ装置が有するドラムの回転状態を検出する装置を備えたクレーンが知られている。例えば、特許文献1には、クレーンに取り付けられる安全装置が開示されている。特許文献1に記載の安全装置は、ドラムの回転からウインチの巻き上げ速度を求める。そして、この安全装置は、求めた巻き上げ速度と巻き上げ速度の履歴とを比較して、ドラムの回転動作を判定する。
又、特許文献2には、クレーンに取り付けられるドラムの監視装置が開示されている。特許文献2に記載の監視装置は、ブレーキが解除された状態でドラムが回転しているか否かを監視する。
特開平7−112894号公報 特開2011−144011号公報
一方、クレーンの操作において、僅かな距離だけ吊荷を上昇又は下降させる微動操作を行うことがある。このような微動操作において、ウインチによる巻き上げを開始する際、作業者は、ブレーキを解除する。すると、ブレーキを解除した瞬間、吊荷及びフック等の自重によって吊荷が僅かに下降する、いわゆる寸落が発生することがある。
又、微動操作においてウインチによる巻き上げを開始する際、ドラムを回転させるモータに供給される油の量が、そのモータから漏れる油の量よりも少なくなることがある。この場合、モータが巻き下げ方向に回転して、いわゆるスリップが発生することがある。このように、微動操作において、ウインチは、作業者の意図しない方向に動作することがある。
しかし、特許文献1及び特許文献2に記載の安全装置及び監視装置では、上述の微動操作における寸落又はスリップを検出できない。このため、特許文献1及び特許文献2に開示された安全装置及び監視装置は、ウインチが作業者の意図しない方向に動作したことを検出できない。よって、特許文献1及び特許文献2に開示された安全装置及び監視装置は、微動操作におけるウインチの操作性を向上させることはできない。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、ウインチの操作性を向上できる報知装置、クレーン、及び報知方法を提供することを目的とする。
本発明に係る報知装置の一態様は、ウインチドラムを回転させる駆動装置の回転方向を指示するための操作入力を検出する第一検出部と、駆動装置又は駆動装置により駆動される被駆動部の実際の動作の方向を検出する第二検出部と、第一検出部の検出値と第二検出部の検出値とに基づいて、操作入力により指示された駆動装置の回転方向と、上記実際の動作の方向とが対応しているか否かを判定する判定部と、判定部の判定結果に対応する情報を報知する報知部と、を備える。
本発明に係るクレーンの一態様は、上述の報知装置を備える。
本発明に係る報知方法の一態様は、ブームと、ワイヤロープと、ワイヤロープの巻き上げ及び巻き下げを行うウインチ装置と、ワイヤロープを介してブームの先端部から吊り下げられた吊り具と、を備えたクレーンに搭載されたプロセッサーで実行される報知方法であって、ウインチドラムを回転させる駆動装置の回転方向を指示するための操作入力に関する情報を検出するステップと、駆動装置又は駆動装置により駆動される被駆動部の実際の動作の方向を検出するステップと、検出された操作入力に関する情報と検出された上記実際の動作の方向とに基づいて、操作入力により指示された駆動装置の回転方向と、実際の動作の方向とが対応しているか否かの判定を行うステップと、この判定の結果に対応する情報を報知するステップと、を含む。
本発明によれば、ウインチの操作性を向上できる報知装置、クレーン、及び報知方法を実現できる。
図1は、実施形態に係るウインチ動作報知装置が取り付けられるクレーンのウインチの油圧回路及び電気回路の回路図である。 図2は、実施形態に係るウインチ動作報知装置のウインチ回転方向報知処理のフローチャートである。 図3は、実施形態に係るウインチ動作報知装置が備えるコントローラの内部の記憶部に記憶された回転方向テーブルの図である。 図4は、変形例に係る回転方向テーブルの図である。
以下、本発明の実施形態に係るウインチ動作報知装置1、クレーンC、及びウインチ動作報知方法について図面を参照して詳細に説明する。尚、図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付す。又、本明細書において、前後方向は、クレーンのキャビンに設けられた運転席に対する前後方向を意味する。
[実施形態]
本実施形態のウインチ動作報知装置1は、ウインチレバー15の操作どおりにクレーンCのウインチ装置10が動作しているか否かを判定するコントローラ40と、その判定結果に基づいて作動音を鳴らす作動音装置50と、を備える報知装置である。
先ず、図1を参照して、ウインチ装置10が搭載されたクレーンCの構成について説明する。次に、ウインチ装置10の動作を報知するウインチ動作報知装置1の構成について説明する。その後、図2及び図3を参照して、ウインチ動作報知装置1の動作について説明する。
図1は、ウインチ動作報知装置1が取り付けられるクレーンCが備えるウインチ装置10の油圧回路、及び、電気回路の回路図である。
クレーンCは、ブーム(不図示)、ワイヤロープ132、フック131、ウインチ装置10、及びウインチ動作報知装置1等を備える。
<ブーム>
ブームは、例えば、伸縮式ブームであって、車体に設けられた旋回台(不図示)に旋回可能に固定されている。尚、ブームは、旋回台に固定された主ジブに限らず、主ジブの先端に固定される補ジブ(単に「ジブ」とも称する。)を含むと捉えてよい。
<ワイヤロープ>
ワイヤロープ132は、旋回台に配置されたウインチ装置10のドラム13から繰り出されている。ワイヤロープ132は、ブームの先端部に設けられたシーブ133に掛け回され、シーブ133から垂れ下がっている。
<フック>
フック131は、吊り具の一例に該当する。フック131は、ワイヤロープ132により吊られている。
<ウインチ装置>
図1に示すように、ウインチ装置10は、油圧回路ACと、モータ11、減速機12、ドラム13、ブレーキ14、及びウインチレバー15等、を有する。
<油圧回路>
油圧回路ACは、アクチュエータとして、油圧ポンプ111、カウンタバランスバルブ112、リリーフバルブ113、及びコントロールバルブ114等を有する。これらのアクチュエータは、モータ11を駆動するために設けられている。
具体的には、油圧ポンプ111は、原動機115の動力に基づいて作動することにより、オイルタンク116から油圧回路ACに作動油を供給する。
リリーフバルブ113は、供給された作動油が設定以上の圧力になると、バルブを開けて作動油をオイルタンク116に逃がす。これにより、リリーフバルブ113は、供給された作動油が設定以上の圧力になることを防いで油圧回路ACを保護する。
カウンタバランスバルブ112は、油圧ポンプ111とモータ11のポートP1との間に設けられている。カウンタバランスバルブ112は、モータ11のポートP1からオイルタンク116へ戻る作動油の油量を調整する。これにより、カウンタバランスバルブ112は、ドラム13の負荷によってモータ11が回転させられることを防止する。
コントロールバルブ114は、モータ11への作動油の供給経路を切り換えて、モータ11の回転方向を切り換える。即ち、コントロールバルブ114は、モータ11のポートP1に作動油を供給する第一経路と、ポートP2に作動油を供給する第二経路と、を選択的に切り換える。
コントロールバルブ114のポートP3には、配管L1が接続されている。配管L1は、コントロールバルブ114のポートP3とウインチレバー15の切換バルブ151(後述)とを接続している。
又、コントロールバルブ114のポートP4には、配管L2が接続されている。配管L2は、コントロールバルブ114のポートP4とウインチレバー15の切換バルブ151とを接続している。
<モータ>
モータ11は、ウインチモータ及び駆動装置の一例に該当する。モータ11は、流入する作動油により出力軸を回転させる油圧モータである。モータ11は、作動油の流入口又は排出口となるポートP1、P2を有する。尚、モータは、電動モータであってもよい。
モータ11は、第一出力軸117と、第二出力軸118とを有する。第一出力軸117は、減速機12に接続されている。第二出力軸118は、ブレーキ14に接続されている。モータ11は、コントロールバルブ114によって回転方向が切り換えられる。モータ11の回転は、減速機12に伝わる。又、モータ11の回転は、ブレーキ14にも伝わる。モータ11の回転は、減速機12を介してドラム13に伝わる。
<減速機>
減速機12は、モータ11の第一出力軸117に接続されたギア(不図示)と、ギアに接続された出力軸121と、を有する。ギアは、モータ11の第一出力軸117の回転を減速して出力軸121に伝える。出力軸121は、ドラム13の回転軸(不図示)に接続されている。出力軸121は、ドラム13を回転させる。
<ドラム>
ドラム13は、ウインチドラムの一例に該当する。ドラム13には、ワイヤロープ132が巻回されている。ドラム13は、自身の回転にともない、ワイヤロープ132の巻き上げ又は巻き下げを行う。
ドラム13は、正回転方向(第一回転方向とも称する。)に回転することにより、ワイヤロープ132を巻き上げる。又、ドラム13は、逆回転方向(第二回転方向とも称する。)に回転することにより、ワイヤロープ132を巻き下げる。
これにより、ドラム13は、ワイヤロープ132を巻き上げることにより、フック131及びフック131に吊られた吊荷を上方に移動させる。又、ドラム13は、ワイヤロープ132を巻き下げることにより、フック131及びフック131に吊られた吊荷を下方に移動させる。ドラム13の回転方向は、ウインチレバー15(後述)によってコントロールバルブ114の状態が切り換えられることにより、切り換えられる。
<ブレーキ>
ブレーキ14は、油圧又は機械によってモータ11の第二出力軸118の回転を制動する。ブレーキ14は、ウインチレバー15の中立状態(後述)において、第二出力軸118に制動力を付与することにより、ドラム13の停止状態を維持する。
又、ブレーキ14は、ウインチレバー15の第一状態及び第二状態(後述)において、解除される。
<ウインチレバー>
ウインチレバー15は、操作レバーの一例に該当し、作業者の操作に基づいて、前後方向に揺動可能である。ウインチレバー15は、作業者がウインチ装置10の動作を指示する際、作業者により操作される。ウインチレバー15は、作業者がウインチ装置10の動作に関する指示を入力するための操作入力部の一例に該当する。
ウインチレバー15は、作業者によって操作されることで、直立した状態(つまり、前後方向に傾斜していない中立状態)、後方に傾斜した状態(ウインチレバーの第一状態とも称する。)、及び前方へ傾斜した状態(ウインチレバーの第二状態とも称する。)のうちの何れか一つの状態を取り得る。
ウインチレバー15は、切換バルブ151を有する。切換バルブ151は、作業者に操作されたウインチレバー15から入力された操作入力に基づいて、コントロールバルブ114の状態を切り換える。
具体的には、切換バルブ151は、配管L1を介して、コントロールバルブ114のポートP3に接続されている。又、切換バルブ151は、配管L2を介して、コントロールバルブ114のポートP4に接続されている。又、切換バルブ151は、動力源152に接続されている。切換バルブ151は、動力源152からパイロット油を供給されている。
切換バルブ151は、コントロールバルブ114のポートP3及びポートP4と、動力源152と、に接続されることで、パイロット回路と呼ばれる油圧回路PCを形成している。
切換バルブ151は、ウインチレバー15の状態に応じて、切り換えられる。具体的には、切換バルブ151は、ウインチレバー15の状態に応じて、ウインチレバー15の中立状態に対応する状態(切換バルブの中立状態とも称する。)、ウインチレバー15の第一状態に対応する状態(切換バルブの第一状態とも称する。)、及びウインチレバー15の第二状態に対応する状態(切換バルブの第二状態とも称する。)との何れかの状態を取り得る。
作業者の操作に基づいて、ウインチレバー15の状態が切り換わると、ウインチレバー15の状態に応じて切換バルブ151の状態が切り換わる。
具体的には、切換バルブ151は、ウインチレバー15の中立状態に対応する切換バルブの中立状態において、コントロールバルブ114のポートP3及びポートP4のいずれにもパイロット油の圧力を加えない状態(コントロールバルブの中立状態とも称する。)となる。
コントロールバルブの中立状態において、コントロールバルブ114は閉じられるため、作動油は、モータ11に供給されない。尚、ウインチレバー15の中立状態において、ブレーキ14は、モータ11の第二出力軸118に制動力を付与している。つまり、ウインチレバー15の中立状態において、モータ11は回転しない。よって、ウインチレバー15の中立状態において、ウインチ装置10は停止している。
又、切換バルブ151は、ウインチレバー15が後方に傾斜した状態(ウインチレバーの第一状態)に対応する切換バルブの第一状態において、コントロールバルブ114のポートP3にパイロット圧を加える状態(コントロールバルブの第一状態とも称する)となる。
コントロールバルブの第一状態において、コントロールバルブ114のポートP4には、パイロット圧は加わっていない。コントロールバルブ114は、コントロールバルブの第一状態になると、モータ11に作動油を供給する経路を第一経路(つまり、モータ11のポートP1に作動油を供給する経路)に切り換える。
尚、コントロールバルブの第一状態において、ウインチレバー15が操作されているため、ブレーキ14は、解除されている。よって、ウインチレバーの第一状態において、モータ11は、正回転方向(第一回転方向)に回転する。この結果、ウインチレバーの第一状態において、ウインチ装置10は、ワイヤロープ132を巻き上げる。ウインチ装置10によるワイヤロープ132の巻き上げが行われると、ワイヤロープ132に固定されたフック131は、上昇する(つまり、上方に移動する)。
又、切換バルブ151は、ウインチレバー15が前方に傾斜した状態(ウインチレバーの第二状態)に対応する切換バルブの第二状態において、コントロールバルブ114のポートP4にパイロット圧を加える状態(コントロールバルブの第二状態とも称する)となる。
コントロールバルブの第二状態において、コントロールバルブ114のポートP3には、パイロット圧は加わっていない。コントロールバルブ114は、コントロールバルブの第二状態になると、モータ11に作動油を供給する経路を第二経路(つまり、モータ11のポートP2に作動油を供給する経路)に切り換える。
尚、コントロールバルブの第二状態において、ウインチレバー15が操作されているため、ブレーキ14は、解除されている。よって、ウインチレバーの第二状態において、モータ11は、逆回転方向(第二回転方向)に回転する。この結果、ウインチレバーの第二状態において、ウインチ装置10は、ワイヤロープ132を巻き下げる。ウインチ装置10によるワイヤロープ132の巻き下げが行われると、ワイヤロープ132に固定されたフック131は、下降する(つまり、下方に移動する)。
以上のようなウインチ装置10において、ウインチレバー15が中立状態、第一状態、又は第二状態の何れかの状態に切り換えられると、モータ11は、ウインチレバー15の状態に応じて、回転しない状態、正回転方向に回転する状態、又は逆回転方向に回転する状態の何れかの状態に切り換えられる。
ウインチ装置10は、ウインチレバー15の状態に応じて動作する。しかし、ウインチ装置10の動作は、いわゆる吊荷の寸落、ドラム13のスリップ等の現象によって、ウインチレバー15の操作1りに実行されないことがある。
そこで、本実施形態の場合、ウインチ装置10にウインチ動作報知装置1が設けられている。ウインチ動作報知装置1は、ウインチ装置10の動作がウインチレバー15の操作どおりの動作であるか否かを作業者に報知することにより、ウインチ装置10の操作性を高めるための装置である。以下、図1を参照して、ウインチ動作報知装置1の構成について説明する。
<ウインチ動作報知装置>
ウインチ動作報知装置1は、操作方向検出器20、回転検出器30、コントローラ40、及び作動音装置50等を備える。
<操作方向検出器>
操作方向検出器20は、第一検出部の一例に該当し、ドラム13を回転させるモータ11の回転方向を指示するための操作入力に関する情報を検出する。本実施形態の場合、操作入力は、作業者がウインチレバー15を操作することにより入力される。本実施形態の場合、操作入力に関する情報は、ウインチレバー15の操作方向である。
つまり、操作方向検出器20は、操作入力に関する情報である、ウインチレバー15の操作方向を検出する。操作方向検出器20は、2つのリミットスイッチ201、201を有する。
リミットスイッチ201は、ウインチレバー15が後方に傾斜した状態(ウインチレバーの第一状態)を検出する。リミットスイッチ201は、ウインチレバーの第一状態を検出すると、検出値(例えば、電気信号)を操作方向検出器20に出力する。
又、リミットスイッチ202は、ウインチレバー15が前方に傾斜した状態(ウインチレバーの第二状態)を検出する。リミットスイッチ202は、ウインチレバーの第二状態を検出すると、検出信号(例えば、電気信号)を操作方向検出器20に出力する。
尚、リミットスイッチ201、202が検出信号を出力しない場合、ウインチレバー15は、中立状態であると捉えてよい。操作方向検出器20は、リミットスイッチ201、202の検出信号に基づいて、ウインチレバー15の操作方向を検出する。
そして、操作方向検出器20は、検出されたウインチレバー15の操作方向に関する情報をコントローラ40に出力する。ここで、操作方向に関する情報とは、ウインチレバー15の中立状態を起点とした、ウインチレバー15の操作方向(傾斜方向)に関する情報を意味する。
即ち、操作方向に関する情報は、ウインチレバー15の操作方向が、「前方」、「後方」、及び「方向無し」のいずれかであることを示す情報と捉えてよい。尚、操作方向検出器20は、リミットスイッチに換えて、圧力スイッチやポテンショメータであってもよい。圧力スイッチは、配管L1及び配管L2のパイロット圧を検出するセンサである。ポテンショメータは、ウインチレバー15のレバー操作角度を検出するセンサである。
尚、操作入力に関する情報は、ウインチレバー15の操作方向に限定されない。操作入力に関する情報は、モータ11の回転方向を指示するための操作入力(ウインチレバー15の操作)に対応する、種々の情報であってよい。
例えば、操作入力に関する情報は、配管L1及び配管L2の圧力(つまり、パイロット圧)であってもよい。又、操作入力に関する情報は、切換バルブ151及び/又はコントロールバルブ114の状態に関する情報であってもよい。
又、操作入力を入力するための操作入力部は、ウインチレバー15に限定されない。操作入力部は、例えば、クレーンの運転席に設けられたボタン式のスイッチ(不図示)やタッチパネルであってもよい。作業者は、スイッチを操作することにより、ウインチ装置10の動作(モータ11の回転方向)を指示するための操作入力を入力してもよい。
操作入力は、作業者によるウインチレバー15の操作に基づく入力に限定されない。例えば、操作入力は、作業者による上記ボタンの操作に基づく入力であってもよい。
又、操作入力は、クレーンCを遠隔操作するための遠隔操作端末から受信した、ウインチ装置10の動作(モータ11の回転方向)を制御する(指示する)ための操作信号であってもよい。
又、操作入力は、例えば、BIM(Building Information Modeling)等のアプリケーションが組み込まれた外部端末から、ネットワーク(例えば、インターネット)を介して取得した、ウインチ装置10の動作(モータ11の回転方向)を制御する(指示する)ための操作信号であってもよい。
又、操作入力は、サーバ等の外部端末から、ネットワーク(例えば、インターネット)を介して受信した、ウインチ装置10の動作(モータ11の回転方向)を制御する(指示する)ための操作信号であってもよい。
更に、操作入力は、操作入力部を介して、作業者により入力されるものに限定されない。つまり、クレーンCの自動運転において、ウインチ装置10の動作を自動制御するための操作信号も、操作入力の一例に該当すると捉えてよい。
<回転検出器>
回転検出器30は、第二検出部及び検出部の一例に該当し、モータ11又はモータ11により駆動される被駆動部の実際の動作の方向を検出する。本実施形態の場合、減速機12、ドラム13、ワイヤロープ132、及びフック131が被駆動部の一例に該当する。
動作の方向は、モータ11、減速機12、及びドラム13の回転方向を意味する。又、被駆動部がワイヤロープ132の場合、ワイヤロープ132の動作の方向は、ワイヤロープ132の長さ方向における移動方向を意味する。
被駆動部がフック131の場合、フック131の動作の方向は、フック131の移動方向(上方又は下方)を意味する。この構成を採用した場合、第二検出器は、例えば、フック131の移動方向を検出するセンサであってよい。又、第二検出器は、例えば、フック131を撮像可能な位置に設けられたカメラ等の撮像装置から取得したフック131の画像情報を画像解析して、フック131の移動方向を検出する装置であってもよい。上記カメラは、クレーンC又はクレーンCの周囲に設けられてよい。
本実施形態の場合、回転検出器30は、モータ11の実際の回転を検出する。回転検出器30は、モータ11の第一出力軸117に設けられた図示しないギアに対向する回転センサを有する。この回転センサは、ギアの凹凸から2相パルス(いわゆるA相、B相の方形波)を出力する。
回転検出器30は、回転センサの2相パルスから、減速機12で減速される前の第一出力軸117の実際の回転方向に関する情報及び/又は実際の回転量に関する情報を検出する。回転検出器30は、検出した回転方向に関する情報及び/又は回転量に関する情報をコントローラ40に出力する。
ここで、回転方向に関する情報とは、正回転方向を示す情報、逆回転方向を示す情報、又は回転していない状態を示す情報の何れかと捉えてよい。尚、回転検出器30は、回転センサに換えて、発光素子及び受光素子を有し、受光素子の出力から2相パルスを出力する反射型エンコーダーを有してもよい。
<コントローラ>
コントローラ40は、判定部の一例であって、操作方向検出器20の検出値と回転検出器30の検出値とに基づいて、ウインチレバー15の操作により指示されたモータ11の回転方向と、モータ11の実際の回転方向とが一致しているか否かを判定する。コントローラ40は、判定結果に基づいて、作動音装置50の動作を制御する。
本実施形態の場合、コントローラ40は、操作方向検出器20及び回転検出器30の出力(検出値)を取得する。コントローラ40は、CPU(Central Processing Unit)がウインチ回転方向報知プログラムを実行することにより実現されている。
コントローラ40は、回転検出器30から取得した回転方向に関する情報と操作方向検出器20から取得した操作方向に関する情報とを比較して、モータ11の実際の回転方向が、ウインチレバー15の操作方向と対応しているか否か、すなわち、モータ11がウインチレバー15の操作どおりに回転しているか否か、を判定する。
コントローラ40は、モータ11の実際の回転方向が、ウインチレバー15の操作方向と対応していないと判定した場合、一定のパルス幅、すなわち、一定の信号長の第一作動音信号を作動音装置50に出力する。
一方、コントローラ40は、モータ11の実際の回転方向が、ウインチレバー15の操作方向と対応していると判定した場合、第一作動音信号と異なる信号長の第二作動音信号を作動音装置50に出力する。
コントローラ40は、第一作動音信号又は第二作動音信号を、回転検出器30から受信した回転量に関する情報(回転量データともいう。)に応じた頻度、換言すると、所定の回転量毎に出力する。尚、本明細書において、第一作動音信号又は第二作動音信号を方向信号ともいう。
作動音装置50は、報知部の一例に該当し、コントローラ40の出力に基づいて作動音を発する。作動音装置50は、振動によって音を発生させる振動板を備えるブザーを有する。作動音装置50は、コントローラ40の第一作動音信号又は第二作動音信号に基づいてブザーの振動板を振動させて作動音を発生させる。
第一作動音信号と第二作動音信号では、上述したように信号長が異なる。このため、第一作動音信号に基づいて作動音装置50から出力され第一作動音と、第二作動音信号に基づいて作動音装置50から出力され第二作動音とは、出力の頻度及び/又は音の性質(音の高さ等)が異なる。これにより、作動音装置50は、ウインチレバー15の操作どおりに、モータ11のギアが回転しているか否かを作業者に報知する。
尚、本明細書において、第一作動音信号に基づいて作動音装置50が出力する音を第一作動音といい、第二作動音信号に基づいて作動音装置50が出力する音を第二作動音という。又、第一作動音と第二作動音を報知音ともいう。第一作動音は、第一報知情報の一例に該当する。第二作動音は、第二報知情報の一例に該当する。
更に、第一作動音を作業者に報知する手段は、第一報知手段とも称される。又、第二作動音を作業者に報知する手段は、第二報知手段とも称される。又、作動音装置50は、報知器とも称される。
コントローラ40は、モータ11が所定の回転量だけ回転する毎に、第一作動音信号又は第二作動音信号を作動音装置50に出力する。このため、作動音装置50は、モータ11が所定の回転量だけ回転する毎に作動音を出力して、作業者にモータ11の回転量の程度を知らせる。モータ11の回転量は、ウインチ装置10のドラム13の回転量に比例するため、作業者は、作動音装置50の作動音の頻度からドラム13の回転量の大きさを認知できる。
<ウインチ動作報知装置の動作>
次に、図2及び図3を参照して、ウインチ動作報知装置1の動作について説明する。以下の説明では、クレーンの走行が停止された状態で、PTO(Power take−off)を起動するPTOスイッチがオンにされて油圧ポンプ111が作動していることを前提とする。又、クレーンの作業状態であることを前提とする。
図2は、実施の形態に係るウインチ動作報知装置1のウインチ回転方向報知処理のフローチャートである。図3は、ウインチ動作報知装置1が備えるコントローラ40の内部の記憶部に記憶された回転方向テーブル41の図である。
<動作例1>
先ず、ウインチ装置10が停止している場合のウインチ回転方向報知処理について説明する。本動作例の場合、ウインチレバー15は中立状態であり、操作方向検出器20は、「方向無し」を示す操作方向に関する情報を、コントローラ40に出力する。尚、本明細書において、操作方向検出器20がウインチレバー15の操作方向を検出する工程を操作方向検出工程と称する。
クレーンCにおいて、PTOスイッチがオンにされると、ウインチ回転方向報知プログラムの実行が開始される。その結果、図2に示すウインチ回転方向報知処理がスタートする。ウインチ回転方向報知処理は、クレーンCに搭載されたプロセッサーにより実行されると捉えてよい。
先ず、コントローラ40は、操作方向検出器20から操作方向に関する情報(操作方向データともいう。)を取得する(ステップS1)。
本動作例の場合、操作方向検出器20は、「方向無し」を示す操作方向に関する情報を出力している。このため、コントローラ40は、操作方向検出器20から「方向無し」を示す操作方向に関する情報を取得する。
次に、コントローラ40は、回転検出器30から回転方向に関する情報(回転方向データとも称する。)を取得する(ステップS2)。このとき、コントローラ40は、回転検出器30から回転量に関する情報も取得してよい。尚、本明細書において、回転検出器30がモータ11の回転を検出する工程を回転検出工程と称する。
次に、コントローラ40は、回転検出器30から取得した回転方向に関する情報と、操作方向検出器20から取得した操作方向に関する情報とを比較する。この際、コントローラ40は、図3に示す、回転方向テーブル41を記憶部から読み出す。回転方向テーブル41は、操作方向に関する情報(操作方向データ)とモータ11が回転すべき方向とを対応付けて記憶している。
そして、取得した回転方向に関する情報が示すモータ11の実際の回転方向と、回転方向テーブル41から取得したモータ11が回転すべき方向とを比較して、図2に示すように、これらの方向が一致するか否かを判定する(ステップS3)。
本動作例の場合、コントローラ40は、操作方向検出器20から「方向無し」を示す操作方向に関する情報を取得している。このため、回転方向テーブル41における回転すべき方向は、「方向無し」である。コントローラ40は、回転方向に関する情報が示す実際のモータ11の回転方向が、「方向無し」であるか否かを判定する。
回転方向に関する情報が示す実際のモータ11の回転方向が、「方向無し」と一致しない場合(ステップS3において“No”)、コントローラ40は、ウインチ装置10がウインチレバー15の操作方向と異なる動作(つまり、対応してない動作)をしていると判定する。尚、本明細書において、ステップS3で実施される工程を判定工程と称する。
そして、コントローラ40は、一定の信号長の第一作動音信号を作動音装置50に出力する(ステップS4)。この第一作動音信号は、回転検出器30の回転量に関する情報に基づいて所定の回転量毎に出力される。これにより、作動音装置50は、モータ11の回転量に応じた頻度で第一作動音を出力する。尚、本明細書において、ステップS4で実施される工程を、報知工程と称する。又、コントローラ40は、モータ11の回転量と対応しない頻度で、第一作動音信号を作動音装置50に出力してもよい。
作業者は、第一作動音と第二作動音の2種類の音が作動音装置50から出力されること、第一作動音は、モータ11が回転すべき方向と異なる方向に回転していることを報知すること、及び、第二作動音は、モータ11が回転すべき方向に回転していることを報知することを、予め知っていると好ましい。
又、作業者は、第一作動音及び第二作動音の頻度がモータ11の回転量に応じた頻度であることを、予め知っていると好ましい。上述のステップS4において、ウインチレバー15が中立状態にあるにもかかわらず、作動音装置50により第一作動音が出力される。このため、作業者は、ウインチ装置10の停止操作をしているにもかかわらず、ドラム13が回転していることを認識する。
次に、コントローラ40は、第一作動音信号の出力を継続したまま、ウインチ回転方向報知処理をステップS1に戻す(ステップS4)。尚、第一作動音信号の出力は、ステップS1に戻された後、ステップS1からステップS3の処理を続ける。これは、後述するステップS5の第二作動音信号を出力する場合も同様である。
一方、回転方向に関する情報が示す実際のモータ11の回転方向が、「方向無し」と一致する場合(ステップS3において“Yes”)、コントローラ40は、ウインチ装置10がウインチレバー15の操作どおりの動作をしていると判定する。
次に、本動作例の場合、図2のステップS5は実施されない。つまり、本動作例の場合、回転方向に関する情報が示す実際のモータ11の回転方向が「方向無し」であり、操作方向に関する情報が示す回転方向が「方向無し」であるため、コントローラ40は、第二作動音信号を作動音装置50に出力しない。
よって、作動音装置50は、第二作動音を出力しない。この結果、作業者は、ウインチレバー15の操作どおりにウインチ装置10が停止していることを認識する。次に、コントローラ40は、ウインチ回転方向報知処理をステップS1に戻す(ステップS5)。
上述したウインチ回転方向報知処理は、PTOスイッチがオフにされるまで行われる。このため、コントローラ40は、PTOスイッチがオンにされている間、上述したステップS1からステップS3の処理を繰り返す。その結果、コントローラ40は、PTOスイッチがオンにされている間、操作方向に関する情報と回転方向に関する情報との比較結果を常に作業者に報知して、ウインチレバー15を操作した作業者の意図どおりに、モータ11が回転しているか否かを示す情報を作業者にフィードバックする。
<動作例2>
次に、ウインチ装置10で吊荷を吊り上げる場合のウインチ回転方向報知処理について説明する。フック131に吊荷がかけられた後、作業者は、ウインチレバー15を後方に傾斜させる。これにより、ウインチ装置10の巻き上げ動作が始まる、尚、本明細書において、ウインチレバー15の操作によってモータ11が回転する工程をモータ回転工程と称する。
コントローラ40は、ウインチレバー15が後方に傾斜した状態(ウインチレバーの第一状態)である場合、操作方向検出器20から「後方」を示す操作方向に関する情報(操作方向データとも称する。)を取得する(ステップS1)。
次に、コントローラ40は、回転検出器30からモータ11の実際の回転方向に関する情報(回転方向データとも称する。)及び/又は実際の回転量に関する情報(回転量データとも称する。)を取得する(ステップS2)。
そして、コントローラ40は、回転検出器30から取得した回転方向に関する情報が示すモータ11の実際の回転方向と、回転方向テーブル41のモータ11が回転すべき方向とを比較する(ステップS3)。
本動作例の場合、操作方向に関する情報が示すウインチレバー15の操作方向は「後方」である。このため、回転方向テーブル41における回転すべき方向は「正回転方向」である。コントローラ40は、回転方向に関する情報が示すモータ11の実際の回転方向が、「正回転方向」であるか否かを判定する。
回転方向に関する情報が示すモータ11の実際の回転方向が、「正回転方向」と一致しない場合(ステップS3において“No”)、コントローラ40は、回転検出器30の回転量に関する情報に基づいて所定の回転量毎に、第一作動音信号を作動音装置50に出力する(ステップS4)。すると、第一作動音信号を受け取った作動音装置50は、第一作動音を出力する。尚、コントローラ40は、モータ11の回転量と対応しない頻度で、第一作動音信号を作動音装置50に出力してもよい。
一方、回転方向に関する情報が示すモータ11の実際の回転方向が、「正回転方向」に一致する場合(ステップS3において“Yes”)、コントローラ40は、回転量に関する情報に基づいて所定の回転量毎に第二作動音信号を出力する(ステップS5)。尚、コントローラ40は、モータ11の回転量と対応しない頻度で、第二作動音信号を作動音装置50に出力してもよい。
すると、作動音装置50は、取得した第二作動音信号に基づいて、第二作動音を出力する。このように、コントローラ40は、回転方向に関する情報が示すモータ11の実際の回転方向が、「正回転方向」に一致するか否かに応じて、第一作動音又は第二作動音を出力するように作動音装置50を制御する。
その結果、作業者は、ウインチレバー15の操作どおりにウインチ装置10がワイヤロープ132の巻き上げをしているか否かを、音の種類に基づいて認知できる。
<動作例3>
次に、作業者がウインチ装置10で吊荷を下ろす場合のウインチ回転方向報知処理について説明する。
先ず、作業者は、ウインチレバー15を前方に傾斜させる。これにより、ウインチ装置10のワイヤロープ132の巻き下げが始まる。
コントローラ40は、ウインチレバー15が前方に傾斜した状態(ウインチレバーの第二状態)にあるため、図2に示すステップS1で、操作方向検出器20から「前方」を示す操作方向に関する情報を取得する。
次に、コントローラ40は、回転検出器30からモータ11の実際の回転方向に関する情報及び/又は実際の回転量に関する情報を取得する(ステップS2)。
次に、コントローラ40は、回転検出器30から取得した回転方向に関する情報が示すモータ11の実際の回転方向と、回転方向テーブル41のモータ11が回転すべき方向とを比較する。
本動作例の場合、コントローラ40は、操作方向検出器20から「前方」を示す操作方向に関する情報を取得している。このため、回転方向テーブル41における回転すべき方向は、「逆回転方向」である。コントローラ40は、回転方向に関する情報が示すモータ11の実際の回転方向が、「逆回転方向」であるか否かを判定する。
回転方向に関する情報が示すモータ11の実際の回転方向が、「逆回転方向」に一致しない場合(ステップS3において“No”)、コントローラ40は、回転量に関する情報に基づいて所定の回転量毎に、第一作動音信号を、作動音装置50に出力する(ステップS4)。すると、第一作動音信号を受け取った作動音装置50は、第一作動音を出力する。尚、コントローラ40は、モータ11の回転量と対応しない頻度で、第一作動音信号を作動音装置50に出力してもよい。
回転方向に関する情報が示すモータ11の実際の回転方向が、「逆回転方向」に一致する場合(ステップS3において“Yes”)、コントローラ40は、回転量に関する情報に基づいて所定の回転量毎に第二作動音信号を、作動音装置50出力する(ステップS5)。尚、コントローラ40は、モータ11の回転量と対応しない頻度で、第二作動音信号を作動音装置50に出力してもよい。
すると、第二作動音信号を受け取った作動音装置50は、第二作動音を出力する。これにより、コントローラ40は、回転方向に関する情報が示すモータ11の実際の回転方向が、「逆回転方向」に一致するか否かに応じて第一作動音又は第二作動音を作動音装置50に出力させる。その結果、作業者は、ウインチレバー15の操作どおりにウインチ装置10がワイヤロープ132の巻き下げをしているか否かを、音の種類に基づいて認知できる。
作業者は、ウインチ装置10による吊荷の吊り下げが完了した場合、ウインチレバー15を中立した状態に戻す。これにより、ウインチ装置10が停止する。コントローラ40は、ウインチレバー15が中立状態において、ウインチ回転方向報知処理を続ける。ウインチ装置10を停止させた後、クレーン作業を終了する場合には、作業者は、PTOスイッチをオフにする。これにより、ウインチ回転方向報知処理が終了する。
以上のように、ウインチ動作報知装置1のコントローラ40は、回転検出器30が検出したモータ11の実際の回転方向と、操作方向検出器20が検出したウインチレバー15の操作方向と、に基づいて、モータ11がウインチレバー15の操作方向どおりの方向に回転しているか否かを判定する。
そして、コントローラ40は、判定結果に基づいて、作動音装置50に第一作動音又は第二作動音を出力させる。これにより、作業者は、ウインチレバー15の操作どおりにウインチ装置10が動作しているか否かを音の種類により認知できる。作業者が実際の動作を認識したうえで、ウインチ装置10を操作するため、ウインチ動作報知装置1は、ウインチ装置10の操作性を高めることができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、実施の形態では、回転検出器30がモータ11の回転方向を検出する。すなわち、減速機12で減速される前の回転方向を検出する。しかし、本発明はこれに限定されない。回転検出器30は、減速機12の回転方向を検出してもよい。この場合、モータ11の回転を減速させた回転であるため、モータ11の回転を第一出力軸117から直接検出する場合よりも、より高い精度で回転方向、回転量を検出することができる。これにより、ウインチ装置10の動作がウインチレバー15の操作どおりであるか否かを高い精度で判定することができ、ウインチ装置10の操作性をより高めることができる。
上記の実施形態では、コントローラ40が、回転検出器30の回転方向と、操作方向検出器20の操作方向と、に基づいて、モータ11がウインチレバー15の操作方向どおりの方向に回転しているか否かを判定する。そして、判定結果に基づいて、作動音装置50は、第一作動音信号又は第二作動音信号を出力する。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明では、コントローラ40に換えて、回転検出器30が、方向信号、即ち第一作動音信号又は第二作動音信号を発信してもよい。この場合、作動音装置50は、回転検出器30から第一作動音信号又は第二作動音信号を受信して、第一作動音信号又は第二作動音信号に基づいてモータ11の回転方向を報知してよい。このような形態であっても、作業者に実際のドラム13の動作を認知させたうえで、ウインチ装置10を操作させることができる。
当然ながら、実施形態で説明したように、本発明では、モータ11の実際の回転方向が、ウインチレバー15の操作方向どおりの方向であるか否かをコントローラ40が判定してもよい。この場合、コントローラ40がモータ11の実際の回転方向がウインチレバー15の操作方向どおりの方向ではないと判定した場合に、作動音装置50は作動音を出力する。この結果、ウインチレバー15の操作どおりにウインチ装置10が動作していないことを、作業者に報知できる。
又、上記の実施形態では、ウインチレバー15が前方に傾斜した状態又は後方に傾斜した状態でウインチ装置10が停止したままである場合に、コントローラ40は、モータ11の実際の回転方向と操作方向に関する情報によって指示されるモータ11の回転方向とが一致していないと判定する。そして、作動音装置50は、第二作動音を出力する。しかし、本発明はこれに限定されない。
図4は変形例に係る回転方向テーブル42の図である。図4に示すように、回転方向テーブル42は、ウインチレバー15の操作方向が「前方」である場合に、モータ11が回転すべき方向が「逆回転方向」又は「方向無し」、と設定されてもよい。又、回転方向テーブル42は、ウインチレバー15の操作方向が「後方」である場合に、モータ11が回転すべき方向が「正回転方向」又は「方向無し」、と設定されてもよい。このような設定により、ウインチレバー15が前方又は後方に傾斜した状態で、ウインチ装置10が停止したままのときに、コントローラ40は、回転方向に関する情報が示す実際のモータ11の回転方向と、操作方向に関する情報によって指示されたモータ11の回転方向とが一致すると判定してもよい。この場合、コントローラ40は、第一作動音及び第二作動音を報知しないように作動音装置50を制御する。その結果、ウインチ装置10が巻き上げ又は巻き下げしているときにだけ、作動音装置50は作動音を出力する。
実施形態では、作動音装置50は、音を出力することにより作業者に報知している。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明では、ウインチ動作報知装置1は、ウインチレバー15の操作と異なる動作であるか否かを作業者に報知する報知器を備えていてもよい。従って、作動音装置50は、発光によって作業者に報知する発光装置(例えば、ランプ、液晶表示装置)に置き換えられてもよい。この場合、発光装置の発光パターンを変化させてウインチレバー15の操作と異なる動作であるか否かを作業者に報知するとよい。又、発光装置は、回転検出器30によって検出された回転量データに基づいて、所定の回転量毎に点滅するとよい。
又、作動音装置50は、ウインチレバー15を振動させて、作業者に報知する振動発生装置に置き換えられてもよい。この場合、振動パターン、例えば振動数を変化させてウインチレバー15の操作と異なる動作であるか否かを作業者に報知するとよい。振動発生装置は、上述した発光装置と同様に、所定の回転量毎に振動するとよい。
作動音装置50は、ウインチレバー15の操作と異なる動作であることを作業者に報知するため、作動音装置50は、第一作動音だけを発生させてもよい。又、上述した発光装置、又は振動発生装置の場合、コントローラ40が操作と異なる動作であると判定した場合にだけ、発光、又は振動してもよい。
さらに、作動音装置50は、第一作動音と第二作動音とで異なる高さの音を出力してもよい。例えば、第一作動音が第二作動音よりも高音であれば、作業者が異なる動作であることに気付きやすい。上述した発光装置の場合、コントローラ40が操作と異なる動作であると判定した場合と、操作と一致する動作であると判定した場合と、で異なる色を発光してもよいし、異なる発光パターン(例えば、点滅頻度の変化、発光の強度の変化)で発光してもよい。
実施の形態では、作動音装置50は、回転検出器30の回転量データに基づいて所定の回転量毎に第一作動音又は第二作動音を出力する。しかし、本発明では、作動音装置50が第一作動音又は第二作動音を、所定の回転量毎に出力するか否かは任意である。例えば、作動音装置50は、回転検出器30の回転量データに応じた高さの音の第一作動音又は第二作動音を出力してもよい。この場合、コントローラ40が生成する第一作動音信号と第二作動音信号の信号長を異ならせてもよい。
又、作動音装置50は、回転検出器30の回転量データが一定の閾値を超えた場合だけ、又は一定の閾値未満の場合だけ、作動音を出力してもよい。この場合、作動音は、高い頻度で鳴る第一作動音又は第二作動音であってもよい。又、作動音は、作業者がウインチ動作報知装置1を操作することで、消音させたり音量が調整されたりしてもよい。換言すると、ウインチ動作報知装置1が操作部を備え、その操作部の操作によって、作動音装置50の作動音が停止、変更してもよい。又、ウインチ動作報知装置1が操作部を備える場合、操作部に閾値データを入力することで、上述した一定の閾値が変更されてもよい。なお、作動音装置50は、回転量が多くなるに従って段階的に高くなる頻度で第一作動音又は第二作動音を出力してもよい。
本発明は、クレーンが備えるサブウインチにも適用可能である。従って、本発明は、ウインチ装置10、サブウインチの少なくともいずれか一方を備えるクレーンに適用可能である。例えば、ラフテレーンクレーン、トラッククレーン等にも適用可能である。
2018年7月17日出願の特願2018−134426の日本出願に含まれる明細書、図面、及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明に係る報知装置、クレーン、及び報知方法は、種々のクレーンに適用できる。
1 ウインチ動作報知装置
10 ウインチ装置
11 モータ
12 減速機
13 ドラム
14 ブレーキ
15 ウインチレバー
151 切換バルブ
152 動力源
20 操作方向検出器
30 回転検出器
40 コントローラ
41,42 回転方向テーブル
50 作動音装置
111 油圧ポンプ
112 カウンタバランスバルブ
113 リリーフバルブ
114 コントロールバルブ
115 原動機
116 オイルタンク
117 第一出力軸
118 第二出力軸
121 出力軸
131 フック
132 ワイヤロープ
133 シーブ
P1−P4 ポート
AC,PC 油圧回路

Claims (12)

  1. ウインチドラムを回転させる駆動装置の回転方向を指示するための操作入力に関する情報を検出する第一検出部と、
    前記駆動装置又は前記駆動装置により駆動される被駆動部の実際の動作の方向を検出する第二検出部と、
    前記第一検出部の検出値と前記第二検出部の検出値とに基づいて、前記操作入力により指示された前記駆動装置の回転方向と、前記実際の動作の方向とが対応しているか否かを判定する判定部と、
    前記判定部の判定結果に対応する情報を報知する報知部と、を備える、
    報知装置。
  2. 前記操作入力は、前記駆動装置の回転方向を指示する際、作業者が操作する操作入力部から入力される、請求項1に記載の報知装置。
  3. 前記操作入力部は、第一回転方向に回転することを前記駆動装置に指示する第一状態と、第二回転方向に回転することを前記駆動装置に指示する第二状態との間を揺動可能な操作レバーである、請求項2に記載の報知装置。
  4. 前記第二検出部は、前記駆動装置又は前記被駆動部の実際の回転方向を検出し、
    前記判定部は、前記操作入力により指示された前記駆動装置の回転方向と、前記実際の回転方向とが、一致しているか否かを判定する、請求項1に記載の報知装置。
  5. 前記第二検出部は、前記ウインチドラムに巻かれたワイヤロープの先端に固定された吊り具の実際の移動方向を検出し、
    前記判定部は、前記操作入力により指示された前記駆動装置の回転方向と、前記吊り具の実際の移動方向とが対応するか否かを判定する、請求項1に記載の報知装置。
  6. 前記報知部は、前記判定結果に応じて、第一報知情報、又は、前記第一報知情報とは異なる第二報知情報を報知する、請求項1に記載の報知装置。
  7. 前記情報は、音、光、又は、前記操作入力を入力するための操作レバーの振動であり、
    前記第一報知情報と前記第二報知情報とは、前記情報の性質が異なる、請求項6に記載の報知装置。
  8. 前記第一報知情報と前記第二報知情報とは、音の頻度、音の高さ、光の点滅頻度、及び振動の振動数のうちの少なくとも一つの性質が異なる、請求項7に記載の報知装置。
  9. 前記第二検出部は、前記駆動装置の実際の回転量に関する情報を検出し、
    前記報知部は、前記第二検出部により検出された前記回転量に対応する頻度で、前記情報を報知する、請求項1〜8の何れか一項に記載の報知装置。
  10. ウインチドラムを回転させる駆動装置の実際の回転量及び実際の回転方向を検出し、所定の回転量を検出する毎に前記回転方向を示す方向信号を発信する検出部と、
    前記検出部から取得した前記方向信号に基づいて、前記駆動装置の実際の回転方向に対応する情報を報知する報知部と、
    を備える、報知装置。
  11. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の報知装置を備える、クレーン。
  12. ブームと、ワイヤロープと、前記ワイヤロープの巻き上げ及び巻き下げを行うウインチ装置と、前記ワイヤロープを介して前記ブームの先端部から吊り下げられた吊り具と、を備えたクレーンに搭載されたプロセッサーで実行される報知方法であって、
    ウインチドラムを回転させる駆動装置の回転方向を指示するための操作入力に関する情報を検出するステップと、
    前記駆動装置又は前記駆動装置により駆動される被駆動部の実際の動作の方向を検出するステップと、
    検出された前記操作入力に関する情報と、検出された前記実際の動作の方向とに基づいて、前記操作入力により指示された前記駆動装置の回転方向と、前記実際の動作の方向とが対応しているか否かの判定を行うステップと、
    前記判定の結果に対応する情報を報知するステップと、を含む
    報知方法。
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