WO2020256106A1 - 可動範囲表示システムおよび可動範囲表示システムを備えるクレーン - Google Patents

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WO2020256106A1
WO2020256106A1 PCT/JP2020/024142 JP2020024142W WO2020256106A1 WO 2020256106 A1 WO2020256106 A1 WO 2020256106A1 JP 2020024142 W JP2020024142 W JP 2020024142W WO 2020256106 A1 WO2020256106 A1 WO 2020256106A1
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WO
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movable range
crane
display system
work site
range display
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PCT/JP2020/024142
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English (en)
French (fr)
Inventor
洋幸 林
Original Assignee
株式会社タダノ
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/46—Position indicators for suspended loads or for crane elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/88—Safety gear
    • B66C23/90—Devices for indicating or limiting lifting moment
    • B66C23/905—Devices for indicating or limiting lifting moment electrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/88—Safety gear
    • B66C23/94—Safety gear for limiting slewing movements

Definitions

  • the present invention relates to a movable range display system and a crane provided with a movable range display system.
  • an upper swivel is provided on a self-propellable lower traveling body, and a boom that expands and contracts is provided on this swivel so as to be undulating.
  • the mobile crane can lift the load and move it to a position where it can be transported to the destination at the work site to carry out the transfer work.
  • the weight of the load that can be conveyed differs depending on the boom length, the undulation angle of the boom, and the turning position of the upper swing body with respect to the lower traveling body. That is, the rated working radius of each mobile crane is determined according to the weight of the load to be transported. Therefore, there is known a movable range display device for a mobile crane that displays a rated working radius for each turning position according to the weight of the load to be conveyed. For example, as in Patent Document 1.
  • the movable range display device of the mobile crane described in Patent Document 1 is connected to a boom length detecting means, a boom angle detecting means, a turning position detecting means, and a load detecting means.
  • the control unit calculates the actual load and the limit working radius for each turning angle based on the information detected by these detecting means, and the limit working radius for each turning angle in the calculated actual load. Is displayed on polar coordinates. Further, the movable range display device of the mobile crane is configured to superimpose the actual working radius value on the position corresponding to the actual turning angle on the polar coordinates.
  • the movable range display device of the mobile crane shows the movable range of the boom and the current position of the boom according to the weight of the load to be transported, operations such as undulating / expanding and turning of the boom can be easily performed within the movable range. Can be done.
  • the movable range display device of the mobile crane configured in this way illustrates the range in which the mobile crane can transport the load without tipping over.
  • a structure (feature) or the like exists within the movable range of the mobile crane. That is, in the mobile crane, even if the lifting position and the hanging position of the load are within the movable range, if there is a structure or the like, there is a range in which the movable crane cannot be conveyed due to interference with the structure or the like.
  • the user who uses the movable range display device does not reflect the situation of surrounding structures and the like in the movable range, so that the current arrangement of the mobile crane is provided. It is not possible to determine whether the luggage can be transported to the destination without interfering with the structure or the like at the position.
  • An object of the present invention is to provide a crane equipped with a movable range display system that allows a user to determine whether or not a load can be transported to a destination point without interfering with a feature or the like in a work site.
  • the present invention acquires the first acquisition unit for acquiring the three-dimensional information of the work site, the operating conditions of the crane provided with the boom on the traveling body, and the weight of the load transported by the crane. Based on the acquisition unit, the third acquisition unit that acquires the arrangement position and the arrangement direction of the traveling body at the work site, the three-dimensional information of the work site, the operating conditions, and the weight of the luggage.
  • a calculation unit that calculates the movable range of the crane in the arrangement position and the arrangement direction of the traveling body, an image showing the work site, an image showing the mobile crane, and a display unit that superimposes and displays the movable range. It is a movable range display system equipped with.
  • the present invention has the following effects.
  • the user can determine whether the load can be transported to the destination without interfering with the features or the like in the work site.
  • FIG. 4 shows a display mode of the movable range.
  • FIG. 4A shows a top view image of the movable range
  • FIG. 4B shows a cross-sectional view image of the movable range along the axial direction of the boom.
  • FIG. 5 shows the conditions for calculating the movable range in consideration of the feature.
  • FIG. 5A shows the interference range of the top view image of the crane
  • FIG. 5B shows the interference range of the cross section view image.
  • FIG. 6 shows a display mode when the movable range is rotated.
  • FIG. 6A shows a movable range in a state where the swivel table is rotated in an arbitrary direction
  • FIG. 6B shows a state in which the movable range is rotated according to the rotation of the swivel table.
  • FIG. 7 shows the difference in the movable range depending on the position of the crane with respect to the feature.
  • FIG. 7A shows the movable range when the crane is close to the feature
  • FIG. 7B shows the movable range when the crane is separated from the feature.
  • the flowchart which shows the mode of the movable range display control in the movable range display system is shown.
  • the display mode including the movable range and the position of the remote control terminal is shown.
  • FIG. 10 shows a display mode of the movable range based on the data of the distance sensor at the tip of the boom.
  • FIG. 10A shows a top view image of the movable range
  • FIG. 10B shows a cross-sectional view image of the movable range along the axial direction of the boom.
  • the crane 1 which is an embodiment of the mobile crane in the present invention, will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the rough terrain crane will be described, but any terrain crane, truck crane, loaded truck crane, or the like may be used.
  • the crane 1 is a mobile crane 1 that can move to an unspecified place.
  • the crane 1 has a vehicle 2 which is a traveling body, a crane device 6 which is a working device, a control device 31, and a remote control terminal 37 (see FIG. 2) capable of remotely controlling the crane device 6.
  • the crane 1 is provided with a movable range display system 32 (see FIG. 2).
  • the vehicle 2 is a moving body that conveys the crane device 6.
  • the vehicle 2 has a plurality of wheels 3 and runs on the engine 4 as a power source.
  • the vehicle 2 is provided with an outrigger 5.
  • the vehicle 2 can expand the workable range of the crane 1 by extending the outrigger 5 in the width direction of the vehicle 2 and grounding the jack cylinder.
  • Each outrigger 5 is provided with a sensor for the outrigger 5 that detects the amount of protrusion of the outrigger 5.
  • the crane device 6 is a device for lifting the luggage W with a wire rope.
  • the crane device 6 includes a swivel base 7, a swivel hydraulic motor 8, a boom 9, a main hook block 10, a sub hook block 11, an undulating hydraulic cylinder 12, a main winch 13, a main hydraulic motor 13a, a main wire rope 14, and a sub. It includes a winch 15, a sub hydraulic motor 15a, a sub wire rope 16, a cabin 17, and the like.
  • the swivel base 7 is a device that swivels the crane device 6.
  • the swivel base 7 is rotatably configured with the center of the annular bearing as the center of rotation.
  • the swivel base 7 is provided with a swivel hydraulic motor 8 which is an actuator.
  • the swivel base 7 is configured to be swivelable in one direction and the other direction by a swivel hydraulic motor 8.
  • the swivel hydraulic motor 8 is rotated by a swivel valve 23 (see FIG. 2), which is an electromagnetic proportional switching valve.
  • the swivel valve 23 can control the flow rate of the hydraulic oil supplied to the swivel hydraulic motor 8 to an arbitrary flow rate.
  • the swivel table 7 is provided with a swivel sensor 27 (see FIG. 2) that detects a swivel angle ⁇ , which is a swivel angle from the reference position of the swivel table 7.
  • the boom 9 is a beam member that supports the wire rope so that the luggage W can be lifted.
  • the boom 9 is provided so that the base end of the base boom member can swing at substantially the center of the swivel base 7.
  • the boom 9 is configured to be expandable and contractible in the axial direction by moving each boom member by an expansion / contraction hydraulic cylinder (not shown) which is an actuator. Further, the boom 9 is provided with a jib 9a.
  • the boom 9 is provided with a telescopic sensor 28 for detecting the length of the boom 9, a weight sensor for detecting the weight of the luggage W, and the like.
  • the suspended load camera 9b (see FIG. 2) is a photographing device that photographs the luggage W and the feature C around the luggage W.
  • the suspended load camera 9b is provided at the tip of the boom 9.
  • the suspended load camera 9b is configured to be capable of photographing the load W and the feature C and the terrain around the crane 1 from vertically above the load W.
  • the main hook block 10 and the sub hook block 11 are members for hanging the luggage W.
  • the main hook block 10 is provided with a plurality of hook sheaves around which the main wire rope 14 is wound and a main hook 10a for suspending the luggage W.
  • the sub-hook block 11 is provided with a sub-hook 11a for suspending the luggage W.
  • the undulating hydraulic cylinder 12 is an actuator that raises and lays down the boom 9 and holds the posture of the boom 9.
  • the undulating hydraulic cylinder 12 is expanded and contracted by the undulating valve 25 (see FIG. 2), which is an electromagnetic proportional switching valve.
  • the boom 9 is provided with an undulation sensor 29 (see FIG. 2) that detects the undulation angle ⁇ of the boom 9.
  • the main winch 13 and the sub winch 15 carry out (winding up) and unwinding (winding down) the main wire rope 14 and the sub wire rope 16.
  • the main winch 13 is rotated by a main hydraulic motor 13a in which the main drum around which the main wire rope 14 is wound is an actuator
  • the sub winch 15 is a sub hydraulic motor in which the sub drum around which the sub wire rope 16 is wound is an actuator. It is configured to be rotated by 15a.
  • the main hydraulic motor 13a is rotationally operated by the main valve 26m (see FIG. 2), which is an electromagnetic proportional switching valve.
  • the main winch 13 is configured to control the main hydraulic motor 13a by a main valve 26m so that it can be operated at an arbitrary feeding and feeding speed.
  • the sub winch 15 is configured to control the sub hydraulic motor 15a by a sub valve 26s (see FIG. 2), which is an electromagnetic proportional switching valve, so that the sub winch 15 can be operated at an arbitrary feeding and feeding speed.
  • the cabin 17 is mounted on the swivel table 7.
  • the cabin 17 is provided with a cockpit (not shown).
  • an operation tool for operating the vehicle 2 and a turning operation tool 18 for operating the crane device 6, an undulation operation tool 19, a telescopic operation tool 20, a main drum operation tool 21m, a sub-drum operation tool 21s, etc. Is provided.
  • the communication device 22 receives the control signal from the remote control terminal 37 via the wide area information communication network or the like, and transmits the control information or the like from the crane device 6 via the wide area information communication network or the like. It is a device to do.
  • the communication device 22 is provided in the cabin 17.
  • the communication device 22 is configured to transfer the control signal or the like from the remote control terminal 37 to the control device 31 of the crane 1.
  • the GNSS receiver 30 (see FIG. 2) is a receiver that constitutes a global positioning satellite system, receives range-finding radio waves from the satellite, and has latitude, longitude, and position coordinates of the receiver. It is a device that calculates the altitude.
  • the crane 1 can acquire the position coordinates of the tip of the boom 9 and the position coordinates of the cabin 17 by the GNSS receiver 30.
  • the control device 31 is a device that controls the actuator of the crane 1 via each operation valve.
  • the control device 31 is provided in the cabin 17.
  • the control device 31 may actually have a configuration in which a CPU, ROM, RAM, HDD, etc. are connected by a bus, or may have a configuration including a one-chip LSI or the like.
  • the control device 31 stores various programs and data for controlling the operation of each actuator, switching valve, sensor, and the like.
  • the control device 31 is connected to the suspended load camera 9b, the swivel operating tool 18, the undulating operating tool 19, the telescopic operating tool 20, the main drum operating tool 21m, and the sub-drum operating tool 21s, acquires the image of the suspended load camera 9b, and swivels. It is possible to acquire the operating amounts of the operating tool 18, the undulating operating tool 19, the main drum operating tool 21m, and the sub-drum operating tool 21s.
  • the control device 31 is connected to the communication device 22 and can acquire a control signal from the remote control terminal 37 and transmit control information from the crane device 6 and an image from the suspended load camera 9b.
  • the control device 31 is connected to the swivel valve 23, the telescopic valve 24, the undulation valve 25, the main valve 26m and the sub valve 26s, and is connected to the swivel valve 23, the undulation valve 25, the main valve 26m and the sub valve.
  • a control signal can be transmitted to the valve 26s.
  • the control device 31 is connected to the swivel sensor 27, the telescopic sensor 28, and the undulation sensor 29, and acquires posture information such as the swivel angle ⁇ , boom length, and undulation angle ⁇ of the swivel base 7 and the weight of the luggage W. be able to.
  • the control device 31 is connected to the GNSS receiver 30 and can acquire the position coordinates of the tip of the boom 9 and the position coordinates of the cabin 17 with high accuracy. Further, the control device 31 can calculate the arrangement direction, which is the traveling direction of the vehicle 2, with high accuracy from the acquired position coordinates of the tip of the boom 9 and the position coordinates of the cabin 17.
  • the control device 31 can generate a control signal corresponding to each operation tool based on the operation amounts of the turning operation tool 18, the undulation operation tool 19, the expansion / contraction operation tool 20, the main drum operation tool 21m, and the sub drum operation tool 21s. ..
  • the movable range display system 32 is a system that calculates and displays the movable range A of the crane 1 at an arbitrary position on the work site.
  • the movable range display system 32 is provided in the cabin 17 of the crane 1.
  • the movable range display system 32 is connected to the control device 31 and displays the overhang length of each outrigger 5 from the control device 31, the turning angle ⁇ of the swivel base 7, the undulation angle ⁇ and boom length of the boom 9, and the weight of the luggage W. It can be obtained from the control device 31.
  • the crane 1 configured in this way can move the crane device 6 to an arbitrary position by traveling the vehicle 2. Further, in the crane 1, the boom 9 is erected at an arbitrary undulation angle ⁇ by the undulation hydraulic cylinder 12 by the operation of the undulation operation tool 19, and the boom 9 is extended to an arbitrary boom length by the operation of the expansion / contraction operation tool 20. By doing so, the lift and working radius of the crane device 6 can be expanded. Further, the crane 1 can convey the luggage W by lifting the luggage W by the sub-drum operating tool 21s or the like and turning the swivel base 7 by operating the swivel operating tool 18.
  • the movable range display system 32 is a system that calculates the movable range A of the crane 1 under arbitrary operating conditions at an arbitrary arrangement position and arrangement direction at the work site, and displays the movable range A in a two-dimensional image or a three-dimensional image. Is.
  • the movable range A of the crane 1 refers to a range in which the tip of the boom 9 can reach in a state where a load W of a predetermined weight is suspended from the boom 9 extended to a predetermined boom length.
  • the movable range display system 32 includes a system-side communication device 33, an input device 34, a display device 35, and a system control device 36.
  • the system control device 36 functions as a "first acquisition unit”, a “second acquisition unit”, a “third acquisition unit”, a “calculation unit”, and a "display unit” of the present invention.
  • the system-side communication device 33 is a device that transmits / receives information to / from the control device 31 of the crane 1 or an external server (not shown).
  • the system-side communication device 33 is provided in the cabin 17.
  • the system-side communication device 33 is configured to acquire the current position and arrangement direction of the vehicle 2 in the crane 1 and the current operating conditions of the crane 1 from the control device 31 of the crane 1. Further, the system-side communication device 33 is configured to acquire three-dimensional information of the work site where the crane 1 is arranged from an external server or the like.
  • the operating condition of the crane 1 is a condition that affects the movable range A of the luggage W, and in the present embodiment, the model of the crane 1, the overhang amount of the outrigger 5, the boom length of the boom 9, and the usage state of the jib.
  • the weight of the counterweight is a condition that affects the movable range A of the luggage W, and in the present embodiment, the model of the crane 1, the overhang amount of the outrigger 5, the boom length of the boom 9, and the usage state of the jib.
  • the weight of the counterweight is a condition that affects the movable range A of the luggage W, and in the present embodiment, the model of the crane 1, the overhang amount of the outrigger 5, the boom length of the boom 9, and the usage state of the jib.
  • the input device 34 is a device in which the operator inputs the operating conditions of the crane 1.
  • the input device 34 is provided in the cabin 17. Further, the input device 34 is displayed on the display device 35 and is configured to be input from the screen.
  • the input device 34 is configured to input arbitrary values for the weight of the load W to be transported, the arrangement position and arrangement direction of the vehicle 2 on the crane 1, the operating conditions of the crane 1, and the like.
  • the display device 35 is a device that displays the movable range A of the crane 1 and the input device 34.
  • the display device 35 is arranged inside the cabin 17.
  • the display device 35 is composed of a touch panel capable of inputting from the screen.
  • the display device 35 is configured to display two-dimensional and three-dimensional images of the work site, the crane 1, the movable range A of the crane 1, the operating conditions of the crane 1, and the like.
  • the system control device 36 is a control device that calculates the movable range A of the crane 1 from the three-dimensional information of the work site, the weight of the luggage W, the arrangement position and direction of the vehicle 2 on the crane 1, the operating conditions of the crane 1, and the like. ..
  • the system control device 36 is provided in the cabin 17.
  • the system control device 36 may actually have a configuration in which a CPU, ROM, RAM, HDD, etc. are connected by a bus, or may have a configuration including a one-chip LSI or the like.
  • the system control device 36 acquires information from the system-side communication device 33 and the input device 34, calculates the movable range A of the crane 1, and stores various programs and data for displaying on the display device 35. ..
  • the system control device 36 is connected to the system side communication device 33, and can acquire three-dimensional information of the work site via the system side communication device 33. Further, the system control device 36 can acquire the current position and the arrangement direction of the vehicle 2 in the crane 1 via the system side communication device 33. Further, the system control device 36 can acquire the operating conditions of the crane 1 via the system side communication device 33.
  • the system control device 36 is connected to the input device 34 and can acquire three-dimensional information of the work site via the input device 34. Further, the system control device 36 acquires the weight of the luggage W, the model of the crane 1, the arrangement position and direction of the vehicle 2 in the crane 1 arbitrarily determined by the operator, and the operating conditions of the crane 1 via the input device 34. can do.
  • the system control device 36 can calculate the difference between the current arrangement position and arrangement direction of the vehicle 2 in the acquired crane 1 and the arrangement position and arrangement direction of the vehicle 2 arbitrarily determined by the operator. That is, the system control device 36 calculates the moving distance and moving direction from the current position of the vehicle 2 to the arbitrarily determined arrangement position, and the moving angle from the current arrangement direction of the vehicle 2 to the arbitrarily determined arrangement direction. be able to.
  • the system control device 36 is connected to the display device 35, and the display device 35 can display a two-dimensional image or a three-dimensional image of the work site. Further, the system display device 35 can display the image M1 of the crane 1 and the movable range A of the crane 1 on the display device 35. In the present embodiment, it is assumed that a two-dimensional image is displayed on the display device 35.
  • the system control device 36 can display an image expressing the boom length, the turning angle ⁇ , and the undulation angle ⁇ based on the current operating conditions of the crane 1.
  • the system control device 36 has an image M1 of the crane 1 and a movable range A (see the light-inked portion of FIG. 4A) in a top-view image displayed from above the crane 1, and an arbitrary turning angle.
  • the image M1 of the crane 1 and the movable range A in the side view image which is a cross-sectional view along the boom 9 of ⁇ can be switched and displayed.
  • the system control device 36 includes the weight of the luggage W acquired via the system-side communication device 33 and the input device 34, the model of the crane 1, the operating conditions of the crane 1, the three-dimensional information of the work site, and the vehicle of the crane 1 at the work site. Based on the three-dimensional information of the work site, the area excluding the area where the boom 9 may interfere with the feature C or the like is calculated as the movable range A from the arrangement position and the arrangement direction of 2, and is displayed on the display device 35. It can be displayed.
  • the movable range display system 32 configured in this way acquires the three-dimensional information of the work site, the crane 1 is placed in an arbitrary position in the work site in an arbitrary direction before the crane 1 is actually placed on the work site.
  • the range in which the luggage W can be carried when arranged in is displayed.
  • the movable range display system 32 displays an arbitrary arrangement position on which the operator has displayed the movable range A, and a movement amount and a movement direction to the arrangement direction.
  • the movable range display system 32 has a check mode for displaying the movable range A of the crane 1 in the current arrangement position and the arrangement direction, and a plan mode for displaying the movable range A of the crane 1 in an arbitrary arrangement position and arrangement direction. ..
  • the system control device 36 of the movable range display system 32 starts the check mode when the crane 1 is activated.
  • the system control device 36 acquires the three-dimensional information of the work site and the current placement position and placement direction of the vehicle 2 on the crane 1 for each unit time via the system side communication device 33. Further, the system control device 36 acquires the operating conditions of the crane 1 every unit time via the system side communication device 33. Further, the system control device 36 acquires the weight of the luggage W for each unit time via the system side communication device 33.
  • the system control device 36 calculates the turning angle ⁇ 2 from the turning angle ⁇ 1 at which the boom 9 interferes with the feature C at the work site based on the three-dimensional information of the work site (see FIG. 5A). .. Next, the system control device 36 calculates the minimum undulation angle ⁇ 1 at which the boom 9 interferes with the feature C between the turning angles ⁇ 1 and the turning angle ⁇ 2 for each unit turning angle. Further, the system control device 36 calculates the range in which the tip of the boom 9 can reach between the turning angle ⁇ 1 and the turning angle ⁇ 2 at the undulation angle ⁇ 1 or more for each unit undulation angle (see FIG. 5B). The system control device 36 displays the movable range A (see the light ink portion) in consideration of the range in which the tip of the boom 9 can reach between the turning angle ⁇ 1 and the turning angle ⁇ 2 where the boom 9 interferes with the feature C. Display on.
  • the system control device 36 displays the movable range A in the current position and the arrangement direction of the vehicle 2 calculated based on the acquired information on the display device 35 every unit time.
  • the system control device 36 displays a new arrangement position of the vehicle 2 and a movable range A in the arrangement direction. That is, in the check mode, the movable range display system 32 calculates the current arrangement position and the movable range A in the arrangement direction with the movement of the crane 1 under the current operating conditions, and sequentially displays them.
  • the system control device 36 calculates the movable range A under arbitrary operating conditions at an arbitrary arrangement position and arrangement direction.
  • the system control device 36 causes the display device 35 to display an input screen constituting the input device 34.
  • the system control device 36 acquires an arbitrary operating condition of the crane 1 and an arbitrary arrangement position and arrangement direction of the vehicle 2 from the input device 34, and sets the movable range A in the arbitrary arrangement position and arrangement direction under the arbitrary operating condition. calculate.
  • the system control device 36 indicates the moving distance and moving direction from the current position of the vehicle 2 to an arbitrary arrangement position, and the moving angle from the current arrangement direction of the vehicle 2 to an arbitrary arrangement direction as arrow Ar and character information. Is calculated and displayed on the display device 35.
  • the system control device 36 displays on the display device 35 when the swivel base 7 of the crane 1 is swiveling in one direction from the reference position by a swivel angle ⁇ (see FIG. 6A).
  • the top view or the three-dimensional image of the two-dimensional image of the work site and the movable range A can be displayed by rotating them in other directions by the turning angle ⁇ (see FIG. 6B).
  • the work site and the movable range A are displayed with reference to the cabin 17 that turns together with the swivel table 7, so that the operator can easily grasp the positional relationship at the work site.
  • the movable range A (see the light ink portion) of the crane 1 fluctuates depending on the positional relationship with the feature C.
  • the minimum undulation angle ⁇ 11 (see FIG. 7A) at which the boom 9 in the crane 1 arranged close to the feature C interferes with the feature C is the boom in the crane 1 arranged away from the feature C. 9 is larger than the minimum undulation angle ⁇ 12 (see FIG. 7B) that interferes with the feature C. Therefore, the movable range A1 of the crane 1 arranged close to the feature C shown in FIG. 7A is smaller than the movable range A2 of the crane 1 arranged away from the feature C shown in FIG. 7B.
  • the movable range display control by the movable range display system 32 will be specifically described below with reference to FIG. In this embodiment, it is assumed that the three-dimensional information of the work site has already been acquired.
  • step S110 of the movable range display control the system control device 36 starts the check mode when the crane 1 is started, and sets the current arrangement position and arrangement direction of the vehicle 2 on the crane 1. Acquire and shift the step to step S120.
  • step S120 the system control device 36 acquires the model of the crane 1 and the operating conditions of the crane 1 via the system-side communication device 33 or the input device 34, and shifts the step to step S130.
  • step S130 the system control device 36 calculates the movable range A in the current placement position and placement direction from the acquired information, and shifts the step to step S140.
  • step S140 the system control device 36 displays the calculated movable range A on the display device 35, and shifts the step to step S150.
  • step S150 the system control device 36 determines whether or not the plan mode has been selected. As a result, when the plan mode is selected, the system control device 36 shifts the step to step S160. On the other hand, when the plan mode is not selected, that is, when the check mode is maintained, the system control device 36 shifts the step to step S110.
  • step S160 the system control device 36 starts the plan mode, acquires an arbitrary arrangement position and arrangement direction of the vehicle 2 on the crane 1, and shifts the step to step S170.
  • step S170 the system control device 36 acquires the model of the crane 1 arbitrarily selected and the operating conditions of the crane 1 via the input device 34, and shifts the step to step S180.
  • step S180 the system control device 36 calculates the movable range A in an arbitrary arrangement position and arrangement direction from the acquired information, and shifts the step to step S190.
  • step S190 the system control device 36 calculates the movement distance and the movement direction from the current arrangement position to the arbitrary arrangement position, and the movement angle from the current arrangement direction to the arbitrary arrangement direction, and steps to step S200. Migrate.
  • step S200 the system control device 36 displays the calculated movable range A, the moving distance to an arbitrary arrangement position, the moving direction, and the like on the display device 35, and shifts the step to step S110.
  • the movable range display system 32 configured in this way sequentially displays the movable range A based on the current arrangement position and arrangement direction of the vehicle 2 on the crane 1 every unit time. Since the movable range display system 32 specifies the position and shape of the feature C based on the accurate position of the mobile crane 1 at the work site, the movable range A considering the position and shape of the feature C is high. Calculated with accuracy.
  • the movable range display system 32 displays the movable range A based on an arbitrary arrangement position and arrangement direction of the vehicle 2 on the crane 1. Further, the movable range display system 32 displays an arbitrary arrangement position, a movement distance to the arrangement direction, a movement direction, and a movement angle of the vehicle 2.
  • the movable range display system 32 makes it easy to confirm whether or not the mobile crane 1 is arranged in the arrangement position and the arrangement direction of the mobile crane 1 specified for transporting the load W at the work site.
  • the user who uses the movable range display system 32 can consider the arrangement position and arrangement direction of the mobile crane 1 capable of transporting the luggage W to the destination point without interfering with the feature C or the like in the work site. Can be done.
  • the movable range display system 32 is provided inside the cabin 17 of the crane 1 in the present embodiment, it may be provided in a mobile terminal that can be carried outside the cabin 17.
  • the remote control terminal 37 which is a mobile terminal, is provided with a system-side communication device 33, an input device 34, a display device 35, and a system control device 36, in addition to various operating tools for operating the crane 1. (See Fig. 3).
  • the remote control terminal 37 includes a terminal-side GNSS receiver 38.
  • the system control device 36 can acquire the current position of the remote control terminal 37 from the terminal side GNSS receiver 38 via the system side communication device 33.
  • the remote control terminal 37 may be provided with a short-range wireless communication device capable of detecting the position instead of the terminal side GNSS receiver 38.
  • the system control device 36 acquires the current position of the remote control terminal 37 in the check mode and the plan mode, the three-dimensional image or the two-dimensional image of the work site displayed on the display device 35. Display the image M2 showing the remote control terminal 37.
  • the movable range display system 32 clarifies the positional relationship between the crane 1, the feature C, and the operator at the work site.
  • the user who uses the movable range display system 32 can consider the arrangement position and arrangement direction of the mobile crane 1 capable of transporting the luggage W to the destination point without interfering with the feature C or the like in the work site. Can be done.
  • the system control device 36 of the movable range display system 32 acquires the three-dimensional information of the work site from an external server or the like, but as shown in FIG. 10, the target is the tip of the boom 9.
  • a distance sensor for detecting the distance to an object, a laser scanner, or the like may be provided to collect three-dimensional information on the work site.
  • the system control device 36 calculates the movable range A (see the light ink portion) based on the measured value of the distance sensor, displays it on the movable range A display device 35, and superimposes and displays the measurement result on the movable range A as an image M3. ..

Abstract

作業現場内の地物等に干渉することなく荷物を目的地点まで搬送できるかをユーザーが判断可能な可動範囲表示システムおよび可動範囲表示システムを備えるクレーンを提供する。可動範囲表示システムは、車両（２）に旋回台（７）を介して起伏可能なブーム（９）が設けられたクレーン（１）の可動範囲表示システム（３２）である。システム制御装置（３６）は、入力装置（３４）またはシステム側通信装置（３３）を介して作業現場の三次元情報、荷物Ｗの重量およびクレーン（１）の作動条件を取得し、作業現場における車両（２）の配置位置と配置方向とを入力装置（３４）を介して取得すると、車両（２）の配置位置と配置方向におけるクレーン（１）の可動範囲（Ａ）を前記作業現場の三次元情報を考慮して算出し、表示装置（３５）に表示されている前記作業現場の二次元画像または三次元画像にクレーン（１）の画像（Ｍ１）と可動範囲（Ａ）とを重畳表示する。

Description

可動範囲表示システムおよび可動範囲表示システムを備えるクレーン
　本発明は、可動範囲表示システムおよび可動範囲表示システムを備えるクレーンに関する。
　従来、移動式クレーンは、自走可能な下部走行体に上部旋回台が設けられ、この旋回台に伸縮するブームが起伏自在に設けられている。移動式クレーンは、作業現場において、荷物を吊り上げて目的地点まで搬送可能な位置まで移動して搬送作業を実施することができる。このような移動式クレーンは、ブーム長さ、ブームの起伏角度、下部走行体に対する上部旋回体の旋回位置によって搬送できる荷物の重量が異なる。つまり、移動式クレーンは、搬送する荷物の重量に応じてそれぞれ定格作業半径が定まる。そこで、搬送する荷重の重量に応じた定格作業半径を旋回位置毎に表示する移動式クレーンの可動範囲表示装置が知られている。例えば、特許文献１の如くである。
　特許文献１に記載の移動式クレーンの可動範囲表示装置は、ブーム長検出手段、ブーム角検出手段、旋回位置検出手段、負荷検出手段に接続されている。移動式クレーンの可動範囲表示装置は、これらの検出手段が検出した情報を基に制御部で実荷重と旋回角毎の限界作業半径を演算し、算出した実荷重における旋回角度毎の限界作業半径を極座標上に表示する。さらに、移動式クレーンの可動範囲表示装置は、実作業半径値を上記極座標上の実旋回角対応位置に重畳して表示するように構成されている。上記構成による移動式クレーンの可動範囲表示装置は、搬送する荷物の重量に応じたブームの可動範囲およびブームの現在位置を図示するため、ブームの起伏伸縮、旋回などの操作を可動範囲内で容易に行うことができる。
　このように構成される移動式クレーンの可動範囲表示装置は、移動式クレーンが転倒することなく荷物を搬送することができる範囲を図示している。しかし、実際の作業現場では、移動式クレーンの可動範囲内に構造物（地物）等が存在している場合がある。つまり、移動式クレーンは、荷物の吊り上げ位置と吊り下げ位置が可動範囲内であっても、構造物等が存在する場合、構造物等との干渉によって搬送できない範囲が生じる。しかし、特許文献１に記載の移動式クレーンの可動範囲表示装置は、可動範囲表示装置を利用するユーザーは、可動範囲に周辺の構造物等の状況が反映されないため、現在の移動式クレーンの配置位置で構造物等に干渉することなく荷物を目的地点まで搬送できるか判断することができない。
特開平７－８９６９７号公報
　本発明の目的は、作業現場内の地物等に干渉することなく荷物を目的地点まで搬送できるかをユーザーが判断可能な可動範囲表示システム可動範囲表示システムを備えるクレーンの提供を目的とする。
　本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
　即ち、本発明は、作業現場の三次元情報を取得する第１取得部と、走行体にブームが設けられたクレーンの作動条件と、前記クレーンにより搬送される荷物の重量とを取得する第２取得部と、前記作業現場における前記走行体の配置位置と配置方向とを取得する第３取得部と、前記作業現場の三次元情報と、前記作動条件と、前記荷物の重量とに基づいて、前記走行体の配置位置と配置方向における前記クレーンの可動範囲を算出する算出部と、前記作業現場を示す画像と、前記移動式クレーンを示す画像と、前記可動範囲とを重畳表示する表示部とを備える可動範囲表示システムである。
　本発明は、以下に示すような効果を奏する。
　本発明においては、作業現場内の地物等に干渉することなく荷物を目的地点まで搬送できるかをユーザーが判断することができる。
クレーンの全体構成を示す側面図。 クレーンの制御構成を示すブロック図。 可動範囲表示システムの制御構成を示すブロック図。 図４は可動範囲の表示態様を示す。図４Ａは可動範囲の上面視画像を示し、図４Ｂは可動範囲をブームの軸方向に沿った断面視画像を示す。 図５は地物を考慮した可動範囲を算出するための条件を示す。図５Ａはクレーンの上面視画像の干渉範囲を示し、図５Ｂは断面視画像の干渉範囲を示す。 図６は可動範囲を回転させた場合の表示態様を示す。図６Ａは旋回台が任意の方向に回転した状態での可動範囲を示し、図６Ｂは旋回台の回転に応じて可動範囲を回転させた状態を示す。 図７は地物に対するクレーンの位置による可動範囲の違いを示す。図７Ａはクレーンが地物に近接している状態の可動範囲を示し、図７Ｂはクレーンが地物から離間している状態の可動範囲を示す。 可動範囲表示システムにおける可動範囲表示制御の態様を表すフローチャートを示す。 可動範囲と遠隔操作端末の位置とを含んだ表示態様を示す。 図１０はブーム先端の距離センサのデータに基づく可動範囲の表示態様を示す。図１０Ａは可動範囲の上面視画像を示し、図１０Ｂは可動範囲をブームの軸方向に沿った断面視画像を示す。
　以下に、図１と図２とを用いて、本発明における移動式クレーンの一実施形態であるクレーン１について説明する。なお、本実施形態においては、ラフテレーンクレーンについて説明を行うが、オールテレーンクレーン、トラッククレーン、積載型トラッククレーン等であればよい。
　図１に示すように、クレーン１は、不特定の場所に移動可能な移動式クレーン１である。クレーン１は、走行体である車両２、作業装置であるクレーン装置６、制御装置３１およびクレーン装置６を遠隔操作可能な遠隔操作端末３７（図２参照）を有する。また、クレーン１は、可動範囲表示システム３２（図２参照）を具備する。
　車両２は、クレーン装置６を搬送する移動体である。車両２は、複数の車輪３を有し、エンジン４を動力源として走行する。車両２には、アウトリガ５が設けられている。車両２は、アウトリガ５を車両２の幅方向に延伸させるとともにジャッキシリンダを接地させることにより、クレーン１の作業可能範囲を広げることができる。アウトリガ５には、アウトリガ５の張り出し量を検出するアウトリガ５用センサが各アウトリガ５に設けられている。
　クレーン装置６は、荷物Ｗをワイヤロープによって吊り上げる装置である。クレーン装置６は、旋回台７、旋回用油圧モータ８、ブーム９、メインフックブロック１０、サブフックブロック１１、起伏用油圧シリンダ１２、メインウインチ１３、メイン用油圧モータ１３ａ、メインワイヤロープ１４、サブウインチ１５、サブ用油圧モータ１５ａ、サブワイヤロープ１６およびキャビン１７等を具備する。
　旋回台７は、クレーン装置６を旋回する装置である。旋回台７は、円環状の軸受の中心を回転中心として回転自在に構成されている。旋回台７には、アクチュエータである旋回用油圧モータ８が設けられている。旋回台７は、旋回用油圧モータ８によって一方向と他方向とに旋回可能に構成されている。
　旋回用油圧モータ８は、電磁比例切換弁である旋回用バルブ２３（図２参照）によって回転操作される。旋回用バルブ２３は、旋回用油圧モータ８に供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。旋回台７には、旋回台７の基準位置からの旋回した角度である旋回角度αを検出する旋回用センサ２７（図２参照）が設けられている。
　ブーム９は、荷物Ｗを吊り上げ可能な状態にワイヤロープを支持する梁部材である。ブーム９は、ベースブーム部材の基端が旋回台７の略中央に揺動可能に設けられている。ブーム９は、各ブーム部材をアクチュエータである図示しない伸縮用油圧シリンダで移動させることで軸方向に伸縮自在に構成されている。また、ブーム９には、ジブ９ａが設けられている。ブーム９には、ブーム９の長さを検出する伸縮用センサ２８や荷物Ｗの重量を検出する重量センサ等が設けられている。
　吊り荷カメラ９ｂ（図２参照）は、荷物Ｗおよび荷物Ｗ周辺の地物Ｃを撮影する撮影装置である。吊り荷カメラ９ｂは、ブーム９の先端部に設けられている。吊り荷カメラ９ｂは、荷物Ｗの鉛直上方から荷物Ｗおよびクレーン１周辺の地物Ｃや地形を撮影可能に構成されている。
　メインフックブロック１０とサブフックブロック１１とは、荷物Ｗを吊る部材である。メインフックブロック１０には、メインワイヤロープ１４が巻き掛けられる複数のフックシーブと、荷物Ｗを吊るメインフック１０ａとが設けられている。サブフックブロック１１には、荷物Ｗを吊るサブフック１１ａが設けられている。
　起伏用油圧シリンダ１２は、ブーム９を起立および倒伏させ、ブーム９の姿勢を保持するアクチュエータである。起伏用油圧シリンダ１２は、電磁比例切換弁である起伏用バルブ２５（図２参照）によって伸縮操作される。ブーム９には、ブーム９の起伏角度βを検出する起伏用センサ２９（図２参照）が設けられている。
　メインウインチ１３とサブウインチ１５とは、メインワイヤロープ１４とサブワイヤロープ１６との繰り入れ（巻き上げ）および繰り出し（巻き下げ）を行う。メインウインチ１３は、メインワイヤロープ１４が巻きつけられるメインドラムがアクチュエータであるメイン用油圧モータ１３ａによって回転され、サブウインチ１５は、サブワイヤロープ１６が巻きつけられるサブドラムがアクチュエータであるサブ用油圧モータ１５ａによって回転されるように構成されている。
　メイン用油圧モータ１３ａは、電磁比例切換弁であるメイン用バルブ２６ｍ（図２参照）によって回転操作される。メインウインチ１３は、メイン用バルブ２６ｍによってメイン用油圧モータ１３ａを制御し、任意の繰り入れおよび繰り出し速度に操作可能に構成されている。同様に、サブウインチ１５は、電磁比例切換弁であるサブ用バルブ２６ｓ（図２参照）によってサブ用油圧モータ１５ａを制御し、任意の繰り入れおよび繰り出し速度に操作可能に構成されている。
　キャビン１７は、旋回台７に搭載されている。キャビン１７は、図示しない操縦席が設けられている。操縦席には、車両２を走行操作するための操作具やクレーン装置６を操作するための旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１ｍ、サブドラム操作具２１ｓ等が設けられている。
　図２に示すように、通信装置２２は、広域情報通信網等を介して遠隔操作端末３７からの制御信号を受信し、広域情報通信網等を介してクレーン装置６からの制御情報等を送信する装置である。通信装置２２は、キャビン１７に設けられている。通信装置２２は、遠隔操作端末３７からの制御信号等を受信するとクレーン１の制御装置３１に転送するように構成されている。
　ＧＮＳＳ受信機３０（図２参照）は、全球測位衛星システム（Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）を構成する受信機であって、衛星から測距電波を受信し、受信機の位置座標である緯度、経度、標高を算出する装置である。クレーン１は、ＧＮＳＳ受信機３０によって、ブーム９の先端の位置座標とキャビン１７の位置座標を取得することができる。
　制御装置３１は、各操作弁を介してクレーン１のアクチュエータを制御する装置である。制御装置３１は、キャビン１７内に設けられている。制御装置３１は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。制御装置３１は、各アクチュエータや切換え弁、センサ等の動作を制御するために種々のプログラムやデータが格納されている。
　制御装置３１は、吊り荷カメラ９ｂ、旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１ｍおよびサブドラム操作具２１ｓに接続され、吊り荷カメラ９ｂの映像を取得し、旋回操作具１８、起伏操作具１９、メインドラム操作具２１ｍおよびサブドラム操作具２１ｓのそれぞれの操作量を取得することができる。
　制御装置３１は、通信装置２２に接続され、遠隔操作端末３７からの制御信号を取得し、クレーン装置６からの制御情報や吊り荷カメラ９ｂからの映像等を送信することができる。
　制御装置３１は、旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓに接続され、旋回用バルブ２３、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓに制御信号を伝達することができる。
　制御装置３１は、旋回用センサ２７、伸縮用センサ２８および起伏用センサ２９に接続され、旋回台７の旋回角度α、ブーム長さ、起伏角度β等の姿勢情報および荷物Ｗの重量を取得することができる。
　制御装置３１は、ＧＮＳＳ受信機３０に接続され、ブーム９の先端の位置座標とキャビン１７の位置座標を高精度で取得することができる。また、制御装置３１は、取得したブーム９の先端の位置座標とキャビン１７の位置座標とから、車両２の進行方向である配置方向を高精度で算出することができる。
　制御装置３１は、旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１ｍおよびサブドラム操作具２１ｓの操作量に基づいて各操作具に対応した制御信号を生成することができる。
　可動範囲表示システム３２は、作業現場の任意の位置におけるクレーン１の可動範囲Ａを算出および表示するシステムである。可動範囲表示システム３２は、クレーン１のキャビン１７内に設けられている。
　可動範囲表示システム３２は、制御装置３１に接続され、制御装置３１から各アウトリガ５の張り出し長さ、旋回台７の旋回角度α、ブーム９の起伏角度βおよびブーム長さ、荷物Ｗの重量を制御装置３１から取得することができる。
　このように構成されるクレーン１は、車両２を走行させることで任意の位置にクレーン装置６を移動させることができる。また、クレーン１は、起伏操作具１９の操作によって起伏用油圧シリンダ１２でブーム９を任意の起伏角度βに起立させて、伸縮操作具２０の操作によってブーム９を任意のブーム長さに延伸させたりすることでクレーン装置６の揚程や作業半径を拡大することができる。また、クレーン１は、サブドラム操作具２１ｓ等によって荷物Ｗを吊り上げて、旋回操作具１８の操作によって旋回台７を旋回させることで荷物Ｗを搬送することができる。
　次に、図３および図４を用いて、可動範囲表示システム３２について具体的に説明する。可動範囲表示システム３２は、作業現場における任意の配置位置および配置方向において、任意の動作条件でのクレーン１の可動範囲Ａを算出し、二次元画像または三次元画像で可動範囲Ａを表示するシステムである。クレーン１の可動範囲Ａとは、所定のブーム長さに延伸されたブーム９に所定の重量の荷物Ｗを吊り下げた状態で、ブーム９の先端が到達可能な範囲をいう。
　図３に示すように、可動範囲表示システム３２は、システム側通信装置３３と、入力装置３４と、表示装置３５と、システム制御装置３６とを備える。なお、システム制御装置３６は、本発明の「第１取得部」、「第２取得部」、「第３取得部」、「算出部」および「表示部」として機能する。
　システム側通信装置３３は、クレーン１の制御装置３１や図示しない外部のサーバー等との間で情報を送受信する装置である。システム側通信装置３３は、キャビン１７に設けられている。システム側通信装置３３は、クレーン１の制御装置３１からクレーン１における車両２の現在位置と配置方向、およびクレーン１の現在の動作条件を取得するように構成されている。また、システム側通信装置３３は、クレーン１が配置されている作業現場の三次元情報を外部のサーバー等から取得するように構成されている。クレーン１の動作条件とは、荷物Ｗの可動範囲Ａに影響を及ぼす条件であって、本実施形態においてクレーン１の機種、アウトリガ５の張り出し量、ブーム９のブーム長さ、ジブの使用状態、カウンタウェイトの重さを言う。
　入力装置３４は、操縦者がクレーン１の作動条件を入力する装置である。入力装置３４は、キャビン１７に設けられている。また、入力装置３４は、表示装置３５に表示され、画面上から入力されるように構成されている。入力装置３４は、搬送する荷物Ｗの重量、クレーン１における車両２の配置位置と配置方向、クレーン１の動作条件等について任意の値を入力するように構成されている。
　表示装置３５は、クレーン１の可動範囲Ａや入力装置３４を表示させる装置である。表示装置３５は、キャビン１７の内部に配置されている。表示装置３５は、画面から入力可能なタッチパネルで構成されている。表示装置３５は、作業現場の二次元画像および三次元画像、クレーン１、クレーン１の可動範囲Ａ、クレーン１の動作条件等を表示するように構成されている。
　システム制御装置３６は、作業現場の三次元情報、荷物Ｗの重量、クレーン１における車両２の配置位置と配置方向およびクレーン１の作動条件等からクレーン１の可動範囲Ａを算出する制御装置である。システム制御装置３６は、キャビン１７内に設けられている。システム制御装置３６は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。システム制御装置３６は、システム側通信装置３３、入力装置３４からの情報を取得し、クレーン１の可動範囲Ａを算出し、表示装置３５に表示するために種々のプログラムやデータが格納されている。
　システム制御装置３６は、システム側通信装置３３に接続され、システム側通信装置３３を介して作業現場の三次元情報を取得することができる。また、システム制御装置３６は、システム側通信装置３３を介してクレーン１における車両２の現在位置と配置方向とを取得することができる。また、システム制御装置３６は、システム側通信装置３３を介してクレーン１の動作条件を取得することができる。
　システム制御装置３６は、入力装置３４に接続され、入力装置３４を介して作業現場の三次元情報を取得することができる。また、システム制御装置３６は、入力装置３４を介して荷物Ｗの重量、クレーン１の機種、操縦者が任意に定めたクレーン１における車両２の配置位置と配置方向およびクレーン１の作動条件を取得することができる。
　システム制御装置３６は、取得したクレーン１における車両２の現在の配置位置および配置方向と、操縦者が任意に定めた車両２の配置位置および配置方向との差分を算出することができる。つまり、システム制御装置３６は、車両２の現在位置から任意に定めた配置位置までの移動距離と移動方向、および車両２の現在の配置方向から任意に定めた配置方向までの移動角度を算出することができる。
　システム制御装置３６は、表示装置３５に接続され、表示装置３５に作業現場の二次元画像または三次元画像を表示させることができる。また、システム表示装置３５は、表示装置３５にクレーン１の画像Ｍ１、およびクレーン１の可動範囲Ａを表示することができる。本実施形態において、表示装置３５には、二次元画像が表示されるものとする。
　図４に示すように、システム制御装置３６は、クレーン１の現在の動作条件に基づいたブーム長さ、旋回角度α、起伏角度βを表現した画像を表示することができる。システム制御装置３６は、二次元画像を表示する場合、クレーン１の上方からの表示である上面視画像におけるクレーン１の画像Ｍ１および可動範囲Ａ（図４Ａの薄墨部分参照）と、任意の旋回角度αのブーム９に沿った断面視である側面視画像におけるクレーン１の画像Ｍ１および可動範囲Ａ（図４Ｂの薄墨部分参照）とを切り替えて表示することができる。
　システム制御装置３６は、システム側通信装置３３、入力装置３４を介して取得した荷物Ｗの重量、クレーン１の機種、クレーン１の作動条件、作業現場の三次元情報と作業現場におけるクレーン１の車両２の配置位置と配置方向から、作業現場の三次元情報に基づいて、ブーム９が地物Ｃ等と干渉する可能性がある範囲を除外した領域を可動範囲Ａとして算出し、表示装置３５に表示させることができる。
　このように構成される可動範囲表示システム３２は、作業現場の三次元情報を取得しているので、クレーン１を実際に作業現場に配置する前に、作業現場内の任意の位置に任意の方向で配置した際に荷物Ｗを搬送することができる範囲が表示される。また、可動範囲表示システム３２は、操縦者が可動範囲Ａを表示させた任意の配置位置と配置方向までの移動量や移動方向が表示される。
　次に、図５から図７を用いて可動範囲表示システム３２の制御について説明する。可動範囲表示システム３２は、現在の配置位置と配置方向におけるクレーン１の可動範囲Ａを表示するチェックモードと、任意の配置位置と配置方向でのクレーン１の可動範囲Ａを表示するプランモードを有する。
　可動範囲表示システム３２のシステム制御装置３６は、クレーン１が起動されると、チェックモードを開始する。システム制御装置３６は、システム側通信装置３３を介して作業現場の三次元情報とクレーン１における車両２の現在の配置位置と配置方向を単位時間毎に取得する。さらに、システム制御装置３６は、システム側通信装置３３を介してクレーン１の作動条件を単位時間毎に取得する。また、システム制御装置３６は、システム側通信装置３３を介して荷物Ｗの重量を単位時間毎に取得する。
　図５に示すように、システム制御装置３６は、作業現場の三次元情報に基づいて、ブーム９が作業現場の地物Ｃに干渉する旋回角度α１から旋回角度α２を算出する（図５Ａ参照）。次に、システム制御装置３６は、旋回角度α１から旋回角度α２までの間において、ブーム９が地物Ｃと干渉する最小の起伏角度β１を単位旋回角度毎に算出する。さらに、システム制御装置３６は、旋回角度α１から旋回角度α２までの間であって起伏角度β１以上におけるブーム９の先端が到達可能な範囲を単位起伏角度毎に算出する（図５Ｂ参照）。システム制御装置３６は、ブーム９が地物Ｃと干渉する旋回角度α１から旋回角度α２までの間におけるブーム９の先端が到達可能な範囲を考慮した可動範囲Ａ（薄墨部分参照）を表示装置３５に表示する。
　システム制御装置３６は、取得した情報に基づいて算出した車両２の現在位置と配置方向での可動範囲Ａを単位時間毎に表示装置３５に表示する。システム制御装置３６は、クレーン１が移動した場合、車両２の新たな配置位置と配置方向での可動範囲Ａを表示する。つまり、可動範囲表示システム３２は、チェックモードにおいて、クレーン１の移動に伴って現在の配置位置と配置方向における可動範囲Ａを現在の作動条件において算出し、逐次表示する。
　図６に示すように、システム制御装置３６は、プランモードが選択された場合、任意の配置位置と配置方向における任意の作動条件での可動範囲Ａを算出する。システム制御装置３６は、表示装置３５に入力装置３４を構成する入力画面を表示させる。システム制御装置３６は、入力装置３４からクレーン１の任意の作動条件と車両２の任意の配置位置および配置方向とを取得し、任意の配置位置および配置方向における可動範囲Ａを任意の作動条件において算出する。さらに、システム制御装置３６は、車両２の現在位置から任意の配置位置までの移動距離と移動方向、および、車両２の現在の配置方向から任意の配置方向までの移動角度を矢印Ａｒと文字情報で算出し、表示装置３５に表示する。
　チェックモードおよびプランモードにおいて、システム制御装置３６は、クレーン１の旋回台７が基準位置から一の方向に旋回角度αだけ旋回している場合（図６Ａ参照）、表示装置３５に表示している作業現場の二次元画像の上面図または三次元画像と可動範囲Ａを他の方向に旋回角度αだけ回転させて表示することができる（図６Ｂ参照）。このように構成することで、旋回台７とともに旋回するキャビン１７を基準として作業現場と可動範囲Ａ（薄墨部分参照）とが表示されるので、操縦者が作業現場における位置関係を把握し易い。
　図７に示すように、クレーン１の可動範囲Ａ（薄墨部分参照）は、地物Ｃとの位置関係によって変動する。例えば、地物Ｃに近接して配置されたクレーン１におけるブーム９が地物Ｃと干渉する最小の起伏角度β１１（図７Ａ参照）は、地物Ｃから離間して配置されたクレーン１におけるブーム９が地物Ｃと干渉する最小の起伏角度β１２（図７Ｂ参照）よりも大きくなる。従って、図７Ａに示す地物Ｃに近接して配置されたクレーン１の可動範囲Ａ１は、図７Ｂに示す地物Ｃから離間して配置されたクレーン１の可動範囲Ａ２よりも小さくなる。
　以下に、図８を用いて、可動範囲表示システム３２による可動範囲表示制御について具体的に説明する。なお、本実施形態において、作業現場の三次元情報はすでに取得しているものとする。
　図８に示すように、可動範囲表示制御のステップＳ１１０において、システム制御装置３６は、クレーン１が起動されるとチェックモードを開始し、クレーン１における車両２の現在の配置位置と配置方向とを取得し、ステップをステップＳ１２０に移行させる。
　ステップＳ１２０において、システム制御装置３６は、システム側通信装置３３または入力装置３４を介してクレーン１の機種とクレーン１の作動条件を取得し、ステップをステップＳ１３０に移行させる。
　ステップＳ１３０において、システム制御装置３６は、取得した情報から現在の配置位置と配置方向における可動範囲Ａを算出し、ステップをステップＳ１４０に移行させる。
　ステップＳ１４０において、システム制御装置３６は、算出した可動範囲Ａを表示装置３５に表示させて、ステップをステップＳ１５０に移行させる。
　ステップＳ１５０において、システム制御装置３６は、プランモードが選択されたか否かを判定する。その結果、プランモードが選択された場合、システム制御装置３６はステップをステップＳ１６０に移行させる。一方、プランモードが選択されていない場合、すなわち、チェックモードが維持されている場合、システム制御装置３６はステップをステップＳ１１０に移行させる。
　ステップＳ１６０において、システム制御装置３６は、プランモードを開始し、クレーン１における車両２の任意の配置位置と配置方向とを取得し、ステップをステップＳ１７０に移行させる。
　ステップＳ１７０において、システム制御装置３６は、入力装置３４を介して任意に選択されたクレーン１の機種とクレーン１の作動条件を取得し、ステップをステップＳ１８０に移行させる。
　ステップＳ１８０において、システム制御装置３６は、取得した情報から任意の配置位置と配置方向における可動範囲Ａを算出し、ステップをステップＳ１９０に移行させる。
　ステップＳ１９０において、システム制御装置３６は、現在の配置位置から任意の配置位置までの移動距離と移動方向、および現在の配置方向から任意の配置方向までの移動角度を算出し、ステップをステップＳ２００に移行させる。
　ステップＳ２００において、システム制御装置３６は、算出した可動範囲Ａと任意の配置位置までの移動距離、移動方向等を表示装置３５に表示させて、ステップをステップＳ１１０に移行させる。
　このように構成される可動範囲表示システム３２は、チェックモードの場合、クレーン１における車両２の現在の配置位置と配置方向に基づいた可動範囲Ａを単位時間毎に逐次表示する。可動範囲表示システム３２は、作業現場における移動式クレーン１の正確な位置を基準とする地物Ｃの位置および形状が特定されるので、地物Ｃの位置および形状を考慮した可動範囲Ａが高精度に算出される。
　また、可動範囲表示システム３２は、プランモードの場合、クレーン１における車両２の任意の配置位置と配置方向に基づいた可動範囲Ａを表示する。さらに、可動範囲表示システム３２は、任意の配置位置と配置方向までの移動距離、移動方向、車両２の移動角度を表示する。可動範囲表示システム３２は、作業現場において荷物Ｗを搬送するために特定した移動式クレーン１の配置位置と配置方向に移動式クレーン１が配置されたかどうか確認し易い。これにより、可動範囲表示システム３２を利用するユーザーは、作業現場内の地物Ｃ等に干渉することなく荷物Ｗを目的地点まで搬送可能な移動式クレーン１の配置位置および配置方向を検討することができる。
　なお、本実施形態において、可動範囲表示システム３２は、クレーン１のキャビン１７の内部に設けられているが、キャビン１７の外部に持ち運び可能な携帯端末に設けられてもよい。例えば、携帯端末である遠隔操作端末３７には、クレーン１を操作する各種操作具に加えて、システム側通信装置３３と、入力装置３４と、表示装置３５と、システム制御装置３６とが設けられている（図３参照）。また、遠隔操作端末３７は、端末側ＧＮＳＳ受信機３８を具備する。システム制御装置３６は、システム側通信装置３３を介して端末側ＧＮＳＳ受信機３８から遠隔操作端末３７の現在の位置を取得することができる。なお、本実施形態において、遠隔操作端末３７には、端末側ＧＮＳＳ受信機３８にかえて位置検出可能な近距離無線通信機を設けてもよい。
　図９に示すように、システム制御装置３６は、チェックモードとプランモードにおいて、遠隔操作端末３７の現在の位置を取得すると、表示装置３５に表示されている作業現場の三次元画像または二次元画像に遠隔操作端末３７を示す画像Ｍ２を表示させる。このように構成することで、可動範囲表示システム３２は、作業現場におけるクレーン１、地物Ｃおよび操縦者の位置関係が明確になる。これにより、可動範囲表示システム３２を利用するユーザーは、作業現場内の地物Ｃ等に干渉することなく荷物Ｗを目的地点まで搬送可能な移動式クレーン１の配置位置および配置方向を検討することができる。
　なお、本実施形態において、可動範囲表示システム３２のシステム制御装置３６は、作業現場の三次元情報を外部のサーバー等から取得しているが、図１０に示すように、ブーム９の先端に対象物までの距離を検出する距離センサやレーザースキャナ等を設けて作業現場の三次元情報を収集する構成でもよい。システム制御装置３６は、距離センサの計測値に基づいて可動範囲Ａ（薄墨部分参照）を算出し、可動範囲Ａ表示装置３５に表示するとともに、測定結果を画像Ｍ３として可動範囲Ａに重畳表示させる。
　上述の実施形態は、代表的な形態を示したに過ぎず、一実施形態の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
　２０１９年６月２０日出願の特願２０１９－１１４９４９の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、全て本願に援用される。
　１　クレーン
　６　クレーン装置
　９　ブーム
　３０　ＧＮＳＳ受信機
　３１　制御装置
　３２　可動範囲表示システム
　３３　システム側通信装置
　３４　入力装置
　３５　表示装置
　３６　システム制御装置
　Ａ　可動範囲

Claims (7)

  1. 　作業現場の三次元情報を取得する第１取得部と、
    　走行体にブームが設けられたクレーンの作動条件と、前記クレーンにより搬送される荷物の重量とを取得する第２取得部と、
    　前記作業現場における前記走行体の配置位置と配置方向とを取得する第３取得部と、
    　前記作業現場の三次元情報と、前記作動条件と、前記荷物の重量とに基づいて、前記走行体の配置位置と配置方向における前記クレーンの可動範囲を算出する算出部と、
    　前記作業現場を示す画像と、前記クレーンを示す画像と、前記可動範囲とを重畳表示する表示部と、
    　を備える可動範囲表示システム。
  2. 　前記算出部は、前記クレーンのＧＮＳＳ受信機の信号に基づく前記走行体の現在の配置位置と配置方向における前記可動範囲を算出する、
    　請求項１に記載の可動範囲表示システム。
  3. 　前記算出部は、入力された任意の配置位置と任意の配置方向における前記可動範囲を算出する、
    　請求項１に記載の可動範囲表示システム。
  4. 　前記算出部は、前記クレーンのＧＮＳＳ受信機の信号に基づく前記走行体の現在の配置位置から前記任意の配置位置までの移動方向および移動距離と、前記信号に基づく前記走行体の現在の配置方向から前記任意の配置方向までの移動角度とを算出する、
    　請求項３に記載の可動範囲表示システム。
  5. 　前記第２取得部は、前記クレーンの現在の状態を前記作動条件として取得する、
    　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の可動範囲表示システム。
  6. 　前記可動範囲表示システムは、携帯端末に組み込まれ、
    　前記表示部は、前記作業現場を示す画像に前記携帯端末の位置を表示する、
    　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の可動範囲表示システム。
  7. 　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の可動範囲表示システムを備えるクレーン。
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