WO2023085388A1 - クレーンの振れ止め装置およびこれを備えたクレーン - Google Patents

クレーンの振れ止め装置およびこれを備えたクレーン Download PDF

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WO2023085388A1
WO2023085388A1 PCT/JP2022/042004 JP2022042004W WO2023085388A1 WO 2023085388 A1 WO2023085388 A1 WO 2023085388A1 JP 2022042004 W JP2022042004 W JP 2022042004W WO 2023085388 A1 WO2023085388 A1 WO 2023085388A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
suspended load
crane
hoisting
load
command signal
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/042004
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
良佑 田崎
滋則 佐野
薫広 安和
裕憲 竹中
正基 大久保
Original Assignee
国立大学法人豊橋技術科学大学
コベルコ建機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 国立大学法人豊橋技術科学大学, コベルコ建機株式会社 filed Critical 国立大学法人豊橋技術科学大学
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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
    • B66C13/22—Control systems or devices for electric drives
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a crane anti-vibration device and a crane equipped with the same.
  • a mobile crane is provided with a lower traveling body, an upper rotating body supported by the lower traveling body so as to be able to turn around a center axis of rotation extending in the vertical direction, and a hoisting body such as a boom or a jib. It has been known.
  • the hoisting body is attached to the upper slewing body so as to be rotatable in the hoisting direction about a horizontal central axis of rotation.
  • a hook is attached to the load rope suspended from the tip of the undulating body, and the load is hoisted by connecting the load to the hook.
  • Patent Document 1 discloses a crane having a boom, in which an upper revolving structure is configured to move the tip of the boom to a position vertically above the suspended load when the suspended load swings (swings).
  • a technique for controlling the turning motion of the is disclosed. As the tip of the boom moves to follow the suspended load, the swing of the suspended load is attenuated.
  • An object of the present invention is to provide a crane anti-vibration device and a crane capable of attenuating the swing of a suspended load without actively moving the suspended load in the horizontal direction.
  • the crane steady rest provided by the present invention is used for cranes.
  • the crane includes a crane body, a rope suspended from a predetermined fulcrum and connected to a suspended load, and an elevating section that receives a command signal and moves the suspended load up and down via the rope in response to the command signal.
  • the anti-vibration device can perform anti-vibration control for suppressing vibration of the suspended load.
  • the anti-vibration device has a control section.
  • the control unit determines a swinging direction of the suspended load, and if the swinging direction is a returning direction that passes through the fulcrum and approaches a reference line extending in the vertical direction, the suspended load is accelerated downward. is input to the lifting unit, and when the deflection direction is the separation direction away from the reference line, the lifting load is lifted so that upward acceleration is applied to the suspended load.
  • a command signal is input to the lifting section.
  • the crane includes a crane body, a rope suspended from a predetermined fulcrum and connected to a suspended load, an elevating unit capable of receiving a command signal and raising or lowering the suspended load in accordance with the command signal, and the suspended load. and the above-described crane anti-sway device capable of executing anti-sway control for suppressing oscillation of the crane.
  • FIG. 1 is a side view of a crane according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of a crane according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of the crane according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a schematic side view of the crane according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a flow chart of the swing anti-vibration control of the crane according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic side view for explaining anti-vibration control of a suspended load.
  • FIG. 7 is a schematic side view for explaining anti-vibration control of a suspended load.
  • FIG. 8 is a schematic side view of a crane according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 1 is a side view of a crane according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of a crane according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a schematic plan view
  • FIG. 9 is a flow chart of the crane rotation anti-vibration control according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic side view for explaining anti-vibration control of a suspended load.
  • FIG. 11 is a schematic side view for explaining anti-vibration control of a suspended load.
  • FIG. 12 is a schematic side view for explaining anti-vibration control of a suspended load.
  • FIG. 13 is a schematic side view for explaining anti-vibration control of a suspended load.
  • FIG. 1 is a side view of a crane 10 according to this embodiment. Note that FIG. 1 shows directions of “up”, “down”, “front” and “rear”, but these directions are for convenience in describing the structure of the crane 10 according to the present embodiment. However, it does not limit the direction of movement or the mode of use of the crane according to the present invention.
  • the crane 10 includes a traveling body 14, an upper revolving body 12 (crane main body) supported by the traveling body 14 so as to be able to turn about a revolving center axis extending in the vertical direction, and a boom supported by the upper revolving body 12 so as to be able to rise and fall. 16 (resting body) and mast 20.
  • a counterweight 13 for adjusting the balance of the crane 10 is loaded on the rear portion of the upper swing body 12 .
  • a cab 15 is provided at the front end of the upper revolving body 12 . Cab 15 corresponds to the driver's seat of crane 10 .
  • the boom 16 shown in FIG. 1 is of a so-called lattice type, comprising a lower boom 16A (bottom end of the hoisting body), one or more (three in the figure) intermediate booms 16B, 16C, and 16D, and an upper boom 16E. (leading edge portion of the undulating body opposite to the basal end portion of the undulating body).
  • the lower boom 16A is supported by the front portion of the upper revolving body 12 so as to be rotatable in the undulating direction about a horizontal rotation center axis (first rotation center axis).
  • the intermediate booms 16B, 16C, and 16D are detachably added to the tip side of the lower boom 16A in that order.
  • the upper boom 16E is detachably added to the tip side of the intermediate boom 16D.
  • the lower boom 16A is rotatably supported by the upper revolving body 12 at a boom foot 16S provided at its lower end.
  • the boom 16 has idler sheaves 34S and 36S.
  • the idler sheaves 34S, 36S are rotatably supported on the rear side surface of the base end of the lower boom 16A.
  • the specific structure of the boom is not limited in the present invention.
  • the boom may have no intermediate members, or may have a different number of intermediate members.
  • the boom may be constructed from a single piece.
  • the boom may be an extendable telescopic boom.
  • the mast 20 has a base end and a rotating end, and the base end is rotatably connected to the upper revolving body 12 .
  • the pivot axis of the mast 20 is parallel to the pivot axis of the boom 16 and positioned just behind the pivot axis of the boom 16 . That is, the mast 20 is rotatable in the same direction as the boom 16 is raised and lowered.
  • the crane 10 includes a pair of left and right backstops 23 and a pair of left and right boom guy lines 24 .
  • a pair of left and right backstops 23 are provided on both left and right sides of the lower boom 16A of the boom 16. These backstops 23 come into contact with the central portion of the upper rotating body 12 in the longitudinal direction when the boom 16 reaches the upright posture shown in FIG. This abutment prevents the boom 16 from being blown backward by strong winds or the like.
  • a pair of left and right boom guylines 24 connect the pivot end of the mast 20 to the tip of the boom 16 . This connection coordinates the rotation of the mast 20 and the rotation of the boom 16 .
  • the crane 10 further includes various winches.
  • the crane 10 includes a boom hoisting winch 30 (hoisting device) for hoisting the boom 16, a main hoisting winch 34 (hoisting load winch) for hoisting and lowering a suspended load, and an auxiliary winch.
  • a winding winch 36 is provided.
  • the crane 10 also includes a boom hoisting rope 38 , a main hoisting rope 50 (rope) suspended from the upper boom 16E (tip of the boom 16 ) and connected to a suspended load, and an auxiliary hoisting rope 60 .
  • a main hoisting winch 34 and an auxiliary hoisting winch 36 are installed near the base end of the boom 16 .
  • a boom hoisting winch 30 is installed on the upper revolving body 12 . The positions of these winches 30, 32, 34, 36 are not limited to the above.
  • the boom hoisting winch 30 winds up and lets out the boom hoisting rope 38 .
  • the boom hoisting rope 38 is routed so that the mast 20 is rotated by this winding and unwinding.
  • sheave blocks 40 and 42 in which a plurality of sheaves are arranged in the width direction are provided at the rotating end of the mast 20 and the rear end of the upper rotating body 12, respectively.
  • a boom hoisting rope 38 is stretched between sheave blocks 40 and 42 . Therefore, when the boom hoisting winch 30 winds up or feeds out the boom hoisting rope 38, the distance between the two sheave blocks 40 and 42 changes, thereby raising and lowering the mast 20 and the boom 16 interlocked therewith. direction.
  • the main hoisting winch 34 hoists and lowers the suspended load with the main hoisting rope 50 .
  • a main hoisting rope 50 is suspended from an upper boom 16E of the boom 16 and connected to a suspended load.
  • a main hoisting guide sheave 54 is disposed on the upper boom 16E, and a main hoisting sheave block having a plurality of main hoisting point sheaves 56 arranged in the width direction is provided adjacent to the main hoisting guide sheave 54. is provided.
  • a main hoisting rope 50 pulled out from a main hoisting winch 34 is sequentially hooked to an idler sheave 34S and a main hoisting guide sheave 54, and furthermore, a main hoisting point sheave 56 of the sheave block and a main hook 57 for a suspended load. and the sheave 58 of the sheave block provided in the . Therefore, when the main hoisting winch 34 winds or pays out the main hoisting rope 50, the distance between the sheaves 56 and 58 changes, and the main hoisting rope 50 suspended from the tip of the boom 16 is connected to the main hoisting rope 50. The hook 57 is hoisted and lowered. As a result, the load can be hoisted and lowered.
  • the auxiliary hoisting winch 36 hoists and lowers the suspended load with the auxiliary hoisting rope 60 .
  • an auxiliary winding guide sheave 64 is rotatably provided coaxially with the main winding guide sheave 54, and an auxiliary winding point sheave (not shown) is rotatable at a position adjacent to the auxiliary winding guide sheave 64. is provided in The auxiliary hoisting rope 60 pulled out from the auxiliary hoisting winch 36 is sequentially hung on the idler sheave 36S and the auxiliary hoisting guide sheave 64, and suspended from the auxiliary hoisting point sheave. Therefore, when the auxiliary hoisting winch 36 winds or unwinds the auxiliary hoisting rope 60, the auxiliary hook (not shown) connected to the end of the auxiliary hoisting rope 60 is hoisted or lowered.
  • FIG. 2 is a block diagram of the crane 10 according to this embodiment.
  • 3 and 4 are schematic plan and side views of the crane 10 according to this embodiment.
  • the crane 10 includes an operation unit 70, an input unit 71, a camera 72 (load position detection unit), and a boom angle meter 73 (hoisting angle detection unit, load height detection unit). , a rope length detection unit 74 (suspended load height detection unit), a boom hoisting drive unit 80, a winch drive unit 81, a turning drive unit 82, and a control unit 90.
  • the operation unit 70 is arranged in the cab 15 as an example, and receives operations for driving each member of the crane 10 by the operator.
  • the operating section 70 includes a hoisting operating section 70A, a winch operating section 70B, and a turning operating section 70C.
  • the operation unit 70 may be arranged at a location different from the crane 10 .
  • the hoisting operation unit 70A receives an operation for hoisting the boom 16 by the boom hoisting drive unit 80.
  • the hoisting operation section 70A is switchable between a hoisting position for hoisting the boom 16 and a neutral position for stopping the hoisting of the boom 16 .
  • the hoisting operation part 70A is a lever, and tilting the lever in one direction rotates the boom 16 in the erecting direction, and tilting the lever in the other direction opposite to the one direction rotates the boom. 16 rotates in the laying down direction and the lever is placed in the neutral position, so that the boom 16 stops rising and falling.
  • a signal corresponding to the operating direction and operating amount of the lever is input to the control section 90 .
  • the winch operation unit 70B receives an operation for raising and lowering the suspended load by the winch drive unit 81.
  • the winch operation portion 70B is switchable between a lifting position for lifting and lowering the suspended load and a neutral position for stopping the lifting and lowering of the suspended load.
  • the winch operation part 70B is a lever, and by tilting the lever in one direction, the main hoist winch 34 rotates so as to raise the suspended load, and the lever is moved in the other direction opposite to the one direction.
  • the main hoisting winch 34 rotates so that the suspended load descends by tilting in the direction, and the lifting operation of the suspended load (rotating operation of the main hoisting winch 34) is stopped by arranging the lever at the neutral position.
  • a signal corresponding to the operating direction and operating amount of the lever is input to the control section 90 .
  • the turning operation section 70 ⁇ /b>C receives an operation for driving the upper turning body 12 to turn by the turning driving section 82 .
  • the turning operation unit 70C includes a turning position for turning the upper turning body 12 in a first turning direction and a second turning direction opposite to the first turning direction, and a turning position for stopping the turning of the upper turning body 12. It is switchable between the neutral position.
  • the turning operation part 70C is a lever, and by tilting the lever in one direction, the upper turning body 12 turns in the first turning direction, and the lever is moved in the other direction opposite to the one direction. By tilting, the upper swing body 12 swings in the second swing direction, and the swinging motion of the upper swing body 12 is stopped by arranging the lever at the neutral position.
  • a signal corresponding to the operating direction and operating amount of the lever is input to the control section 90 .
  • the input unit 71 is arranged in the cab 15 as an example, and receives various types of input information regarding the crane 10 by the operator.
  • the input unit 71 includes an execution switch for starting execution of anti-vibration control, which will be described later.
  • the camera 72 is arranged at the upper end of the boom 16, as shown in FIG. 4, and is set so that its imaging range faces downward.
  • the camera 72 can detect the relative position of the suspended load R with respect to the reference line CL (Fig. 4).
  • an image captured by the camera 72 is input to the control unit 90, and position information of the suspended load R and the like are acquired.
  • a marker 57M is attached to the main hook 57 in advance, so that the camera 72 follows the position of the marker 57M and accurately detects (photographs) the position of the suspended load R. can be done.
  • the boom angle meter 73 is arranged on the boom foot 16S and detects the hoisting angle ⁇ (Fig. 4) of the boom 16.
  • the hoisting angle ⁇ is an angle between a center line extending in the longitudinal direction of the boom 16 and a horizontal line extending forward from the boom foot 16S. Note that the undulation angle ⁇ may be detected based on other angles.
  • the rope length detector 74 detects the rope length L 2 ( FIG. 4 ) of the main hoist rope 50 suspended from the upper end of the boom 16 .
  • the rope length L2 is shown as the length from the main hoisting point sheave 56 (swing fulcrum of the main hoisting rope 50) at the upper end of the boom 16 to the center of gravity of the suspended load R.
  • the rope length L2 may be the length from the main winding point sheave 56 to the main hook 57 (sheave 58).
  • the rope length detection unit 74 includes a rotation amount detection unit that can detect the amount of rotation of the main hoisting winch 34, and a winding layer detection unit that detects the number of winding layers of the main hoisting rope 50 on the outer peripheral surface of the main hoisting winch 34. including.
  • the rope length detection section 74 detects the main winding length of the main winding rope 50, which is estimated from the winding layer of the main winding rope 50 detected by the winding layer detection section, in addition to the winch diameter of the main winding winch 34 and the amount of rotation of the winch detected by the rotation amount detection section.
  • the rope length is calculated from the amount of the main hoisting rope 50 let out from the hoisting winch 34 and the number of hooks of the main hoisting rope 50 between the sheave blocks of the main hoisting point sheave 56 and the sheave 58. Output.
  • the rope length L2 may be calculated by other methods.
  • the length L 1 of the boom 16, the rope length L 2 detected by the rope length detector 74, and the hoisting angle ⁇ of the boom 16 detected by the boom angle meter 73 are all It is also used to calculate the height H relative to .
  • the height H is the height when it is assumed that the suspended load R is stationary on the reference line CL. Note that the reference for the height H may be other than the ground.
  • the boom hoisting drive unit 80 shown in FIG. 2 includes the boom hoisting winch 30 described above, and generates driving force for rotating the boom hoisting winch 30 to rotate the boom 16 around the rotation center axis. is possible.
  • the boom hoisting drive unit 80 includes a hydraulic motor that rotates the boom hoisting winch 30 by being supplied with hydraulic oil.
  • the winch drive unit 81 includes the main hoisting winch 34 described above, generates driving force for rotating the main hoisting winch 34 , and winds and unwinds the main hoisting rope 50 by the main hoisting winch 34 . By doing so, it is possible to raise and lower the suspended load relative to the ground. The same applies to the auxiliary hoisting winch 36 .
  • the winch drive unit 81 includes a hydraulic motor that rotates the main hoisting winch 34 and the auxiliary hoisting winch 36 by being supplied with hydraulic oil.
  • the boom hoisting drive section 80 and the winch drive section 81 constitute the lifting section of the present invention.
  • the lifting section can receive a command signal and raise and lower the suspended load R via the rope according to the command signal.
  • the turning driving section 82 generates a driving force capable of turning the upper turning body 12 about the turning central axis in the first turning direction and the second turning direction.
  • the swing drive unit 82 includes a hydraulic motor that swings the upper swing body 12 by being supplied with hydraulic oil.
  • the control unit 90 is composed of a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) that stores control programs, a RAM (Random Access Memory) that is used as a work area for the CPU, and the like.
  • the control unit 90 functions so as to include each functional unit of a drive control unit 901, a load swing control unit 902, and a storage unit 903 by the CPU executing a control program stored in the ROM. These functional units do not have substance and correspond to units of functions executed by the control program. All or part of the control unit 90 is not limited to being provided in the crane 10, and may be arranged at a position different from the crane 10 when the crane 10 is remotely controlled.
  • control program may be transmitted from a remote server (management device), cloud, or the like to the control unit 90 in the crane 10 and executed, or the control program may be executed on the server or cloud, A command may be sent to the crane 10 .
  • the control unit 90 constitutes the anti-vibration device 100 (FIG. 2) of the present invention together with the camera 72, the boom angle meter 73 and the rope length detection unit 74 described above.
  • the anti-vibration device 100 can perform anti-vibration control for suppressing vibration of the suspended load R with the tip of the boom 16 as a fulcrum.
  • Drive control unit 901 outputs command signals according to the operation direction and amount of operation received by hoisting operation unit 70A, winch operation unit 70B and turning operation unit 70C to boom hoisting driving unit 80, winch driving unit 81 and turning driving unit 82. , respectively, to drive each drive unit.
  • the load sway control unit 902 controls the hoisted load, which is a phenomenon in which the hoisted load R connected to the main hoisting rope 50 swings about the main hoisting point sheave 56 of the upper boom 16E after the slewing motion of the upper swing body 12 is stopped. It is possible to suppress the deflection of R (anti-vibration control). It should be noted that swing of the suspended load R includes swing caused by the influence of wind or the like while the crane 10 is stationary.
  • the load sway control unit 902 executes anti-sway control, regardless of the operation direction and the operation amount of the operation received by the hoisting operation unit 70A, the winch operation unit 70B, and the turning operation unit 70C, the command for the anti-sway control A signal is input from the load swing control section 902 to each driving section.
  • the storage unit 903 preliminarily stores various thresholds, parameters, and the like that are referred to in the normal drive control executed by the drive control unit 901 and the anti-vibration control executed by the load vibration control unit 902 .
  • the storage unit 903 pre-stores the boom length L 1 ( FIG. 4 ), which is the length of the boom 16 . Note that the operator may input the boom length L1 through the input unit 71 and the storage unit 903 may store it.
  • the control unit 90 having each function unit as described above controls the boom hoisting drive unit 80 or the winch drive unit 81 to perform anti-vibration control of the suspended load R.
  • the control unit 90 determines whether the anti-vibration control is permitted or prohibited, and determines the direction in which the suspended load R sways. Then, when the deflection direction is the return direction that passes through the main hoisting guide sheave 54 (fulcrum) and approaches the reference line CL extending in the vertical direction, the control unit 90 controls the suspended load so that downward acceleration is applied to the suspended load R.
  • the command signal for lowering R is input to the boom hoisting drive section 80 or the winch drive section 81 .
  • the control unit 90 when the swinging direction is the separating direction away from the reference line CL, the control unit 90 outputs the command signal for raising the suspended load R so as to apply upward acceleration to the boom hoisting drive unit. 80 or winch drive unit 81. Further, the control unit 90 suspends (stops) the input of the command signal regardless of the swinging direction of the suspended load R in the prohibited state.
  • the allowable state is a state in which the input of the command signal to the elevation unit (boom hoisting drive unit 80, winch drive unit 81) is permitted, and the prohibition state is the input of the command signal to the elevation unit. is prohibited.
  • the control unit 90 determines that the anti-vibration control is in a permissible state, and turns off the switch. Then, the control unit 90 may determine that anti-vibration control is prohibited.
  • Equation 1 the Lagrangian equation of motion can be used to determine the suspended load
  • Equation 1 The equation of motion for the radial load angle of R can be expressed by Equation 1 below.
  • Equation 2 Equation 2
  • the apparent gravitational acceleration of the suspended load R changes according to, for example, the hoisting angle ⁇ of the boom 16 and its angular acceleration. As will be described later, the apparent gravitational acceleration of the suspended load R also changes due to winding and unwinding of the main hoisting rope 50 .
  • the swing period T of the suspended load R can be calculated by the following Equation 3.
  • the differential component of the hoisting angle ⁇ is zero, while the acceleration due to the winding and unwinding of the main hoisting rope 50 is given.
  • the apparent gravitational acceleration of the suspended load R can be represented.
  • g h is the acceleration exerted on the main hook 57 by winding and payout of the main hoist rope 50 .
  • Formula 5 is the acceleration as seen from the suspended load R, the direction of the acceleration g h is opposite to the direction of the actual acceleration of the main hook 57 .
  • applying an upward acceleration to the suspended load R means that the downward acceleration becomes smaller. Applying downward acceleration means increasing the downward acceleration.
  • the direction toward the rear from the reference line CL that is, the horizontal direction toward the upper rotating body 12 is defined as the +X direction
  • the horizontal direction toward the front from the reference line CL is defined as the -X direction.
  • the direction toward the right from the reference line CL is defined as the +Y direction
  • the direction toward the left from the reference line CL is defined as the -Y direction.
  • the upward direction is defined as the +Z direction
  • the downward direction is defined as the -Z direction.
  • FIG. 5 is a flow chart of the anti-vibration control of the crane 10 according to this embodiment.
  • 6 and 7 are schematic side views for explaining anti-vibration control of the suspended load R.
  • FIG. 5 when the operator turns on the anti-sway control execution switch included in the input unit 71 (FIG. 2), the control unit 90 of the anti-sway device 100 starts anti-sway control. At this time, even if the operator operates the operation unit 70, anti-vibration control is automatically executed regardless of the operation.
  • the vibration of the suspended load R is measured (step S1 in FIG. 5).
  • the camera 72 continuously captures images including the suspended load R, and the image information is input to the control section 90 .
  • the load swing control unit 902 identifies the relative position of the suspended load R with respect to the reference line CL from the image information, and acquires information regarding the maximum width (shake amount Q) and direction of the swing.
  • the load swing control unit 902 compares the acquired swing amount Q of the suspended load R with a preset swing threshold QS (step S2).
  • the shake threshold QS is pre-stored in the storage unit 903 as an absolute value of the allowable range of shake. If the swing amount Q>QS (YES in step S2), the load swing control unit 902 determines that the suspended load R needs to be shake-stopped by shake-stop control. In this case, the load swing control section 902 measures the height H of the suspended load R before control is started. The measured height H of the suspended load R is stored in the storage unit 903 as the initial height H0 (step S3).
  • the load swing control unit 902 calculates the period T of the swing of the suspended load R from Equation 3 above (step S4). Furthermore, based on the image information captured by the camera 72, the load swing control unit 902 determines whether or not the suspended load R is moving closer to the reference line CL (step S5). Here, as indicated by an arrow D61 in FIG. 6, when the suspended load R is moving in the -X direction and the -Z direction (return direction) and is approaching the reference line CL (YES in step S5), the load The swing control unit 902 determines whether or not the current height H of the suspended load R is higher than the initial height H0 (step S6).
  • step S6 the load vibration control unit 902 maintains the height of the main hook 57 (the height of the suspended load R) (Ste S11) and return to step S5. In this case, steps S5, S6, and S11 are repeated until the suspended load R is lifted through the flow after step S12, which will be described later.
  • step S7 the load swing control unit 902 calculates the current remaining time S (step S7).
  • the remaining time S corresponds to the time until the suspended load R moving as indicated by the arrow D61 in FIG. 6 reaches the reference line CL.
  • the remaining time S may be calculated from the swing period T of the suspended load R and the current position of the suspended load R, or from the position and acceleration of the suspended load R imaged by the camera 72. may be directly calculated.
  • step S8 if the remaining time S is greater than the time threshold SA stored in advance in the storage unit 903 (YES in step S8), the load swing control unit 902 inputs a command signal to the winch driving unit 81, By letting out the main hoisting rope 50 by the main hoisting winch 34, the hook is lowered as indicated by the arrow D62 in FIG. 6 (step S9). As a result, the tension of the main hoisting rope 50 is temporarily reduced, and downward acceleration is applied to the suspended load R. As a result, a braking force is applied to the suspended load R moving toward the reference line CL so as to keep the suspended load R in the vicinity of the reference line CL.
  • the time threshold SA is determined by considering the response time from when the command signal is input to the winch drive unit 81 to when the main hoisting winch 34 actually starts rotating in the unwinding direction. It is set based on whether or not it is possible to lower the main hook 57 before reaching CL. On the other hand, in step S8, if the remaining time S is equal to or less than the time threshold SA (NO in step S8), the load swing control unit 902 does not apply the braking force to the suspended load R moving in the direction of arrow D61 in FIG. The height of the main hook 57 is maintained (step S10), and the process returns to step S1.
  • step S5 in FIG. 5 the flow when the suspended load R is moving closer to the reference line CL is as shown by the arrow D63 in FIG. The same is true when approaching the reference line CL while moving in the Z direction (return direction).
  • the load swing control unit 902 inputs a command signal to the winch drive unit 81, and the main hoist winch 34 By letting out the main hoisting rope 50, the hook is lowered as indicated by the arrow D64 in FIG. 6 (step S9).
  • a braking force similar to that described above acts on the suspended load R.
  • step S5 when the suspended load R moves away from the reference line CL while moving in the -X direction and +Z direction (separation direction) (NO in step S5).
  • the load swing control unit 902 calculates the remaining time S in the same manner as in step S7 (step S12). Then, if the remaining time S is greater than the time threshold SB stored in advance in the storage unit 903 (YES in step S13), the load swing control unit 902 inputs a command signal to the winch drive unit 81 to By winding up the main hoisting rope 50 with the winch 34, hooking is performed as indicated by the arrow D72 in FIG. 7 (step S14).
  • the tension of the main hoisting rope 50 temporarily increases, and upward acceleration is applied to the suspended load R.
  • the suspended load R moving away from the reference line CL is subjected to a braking force that pulls it toward the reference line CL.
  • the time threshold SB takes into consideration the response time from when the command signal is input to the winch drive unit 81 until the main hoist winch 34 actually starts rotating in the winding direction. and whether or not it is possible to raise the main hook 57 before the suspended load R reaches the highest point of swing.
  • the time threshold SB may be the same value as the time threshold SA.
  • step S13 if the remaining time S is equal to or less than the time threshold SB (NO in step S13), the load swing control unit 902 does not apply braking force to the suspended load R moving in the direction of arrow D71 in FIG. The height of the main hook 57 is maintained (step S10), and the process returns to step S1.
  • step S5 in FIG. 5 the flow when the suspended load R is moving away from the reference line CL is as shown by the arrow D73 in FIG. The same is true when moving toward the direction (separation direction) and moving away from the reference line CL.
  • the load swing control section 902 inputs a command signal to the winch drive section 81, and the main hoist winch 34 By winding up the main hoisting rope 50, the hook is raised as indicated by arrow D74 in FIG. 7 (step S14).
  • a braking force similar to that described above acts on the suspended load R.
  • the kinetic energy of the suspended load R moving closer to the reference line CL can be reduced by lowering the suspended load R (main hook 57) via the main hoisting rope 50. can. Also, the kinetic energy of the suspended load R moving away from the reference line CL can be similarly reduced by raising the suspended load R (main hook 57) via the main hoisting rope 50.
  • the lifting and lowering of the suspended load R as described above is controlled so as to end each time before the suspended load R reaches the reference line CL or the highest point of the swing.
  • the kinetic energy of the suspended load R is zero at the highest point of the swing, while the potential energy is maximized.
  • the suspended load R moves toward the reference line CL as shown in FIG. 6, the suspended load R moves while the above-mentioned potential energy is converted into kinetic energy.
  • the suspended load R is lowered via the main hoisting rope 50 as described above, the downward acceleration acting on the suspended load R decreases, and as a result, the kinetic energy (velocity) when reaching the reference line CL also becomes smaller.
  • step S2 the swing amount Q of the suspended load R becomes equal to or less than the threshold value QS (NO in step S2).
  • the load swing control unit 902 determines whether or not the height H of the current suspended load R is the same as the initial height H0 (step S15).
  • H H0 in step S15. End stop control.
  • a preset operation is performed such as performing one hook-down operation after two hook-up operations. The above flow may be executed based on the pattern obtained.
  • the control unit 90 determines whether the anti-vibration control is permitted or prohibited based on the state of the switch or the like, it is possible to prevent the suspended load from being erroneously lifted or lowered in the prohibited state.
  • the suspended load R can be moved not only when the suspended load R swings due to the swinging operation of the crane 10, but also when the stationary suspended load R swings due to the influence of disturbance such as wind.
  • the vibration can be attenuated by raising and lowering.
  • the application of acceleration to the suspended load R may be performed when the deflection direction is either the return direction or the separation direction, or may be performed only in either direction. Further, it may be performed only when the suspended load R is positioned in front of the reference line CL, or may be performed only when the suspended load R is positioned behind the reference line CL. Furthermore, after the shake of the suspended load R is confirmed, acceleration may be applied to the suspended load R at all possible timings.
  • the suspended load R is raised and lowered by the main hoisting winch 34, a horizontal moving force is less likely to act on the suspended load R, and the suspended load R can be efficiently moved along the vertical direction. and dampen the swing of the suspended load.
  • the auxiliary hoisting winch 36 may be used to control the vibration of the suspended load R.
  • control unit 90 makes the height H of the suspended load detected by the boom angle meter 73, the rope length detection unit 74, etc. lower than the initial height H0 before executing anti-vibration control.
  • the command signal is input to the main hoisting winch 34 so as to prevent this. Therefore, even if there is an obstacle below the suspended load R when anti-vibration control is performed, contact between the suspended load R and the obstacle can be prevented.
  • control unit 90 determines that the swing of the suspended load R is attenuated when the swing of the suspended load R falls within a preset allowable range (threshold value QS), and The command signal is input to the main winch 34 so that the height H returns to the initial height H0 (step S16 in FIG. 5). Therefore, the suspended load R can be returned to the initial height H0 after attenuating the swing of the suspended load R, so that the next work can be started quickly.
  • a preset allowable range threshold value QS
  • FIG. 8 is a schematic side view of the crane 10 according to this embodiment.
  • FIG. 9 is a flow chart of the anti-vibration control of the crane 10 according to this embodiment.
  • 10 to 13 are schematic side views for explaining anti-vibration control of the suspended load R.
  • differences from the first embodiment will be mainly described, and descriptions of common points will be omitted.
  • the main hoisting winch 34 is used to wind up or let out the main hoisting rope 50, thereby raising and lowering the suspended load R (main hook 57).
  • the suspended load R is raised and lowered by the hoisting motion of the boom 16 .
  • the anti-vibration device 100 is attached to the main hook 57 (IMU: Inertial Measurement Unit) sensor 75 (gyro sensor, suspended load). position detection unit).
  • the IMU sensor 75 like the camera 72, is used to detect the relative position of the suspended load R with respect to the reference line CL, and can detect the swing amount Q, acceleration, and the like of the suspended load R.
  • the IMU sensor 75 is not limited to one attached to the main hook 57 .
  • the swing amount Q, the swing direction, the position, etc. of the suspended load R may be detected by a detection unit other than the IMU sensor 75 .
  • the IMU sensor 75 measures the vibration of the suspended load R (step S21 in FIG. 9). Then, the load swing control unit 902 compares the obtained swing amount Q of the suspended load R with a preset swing threshold QS (step S22). If the shake amount Q>QS (YES in step S22), the load shake control unit 902 determines that the suspended load R needs to be shake-stopped by shake-stop control. In this case, the load swing control unit 902 acquires the boom hoisting angle ⁇ detected by the boom angle meter 73 (step S23). On the other hand, if the amount of swing Q ⁇ QS (NO in step S22), the load swing control unit 902 determines that the suspended load R does not need to be swayed, and ends the sway control flow.
  • the load swing control unit 902 calculates the position and swing direction of the suspended load R based on the information obtained by the IMU sensor 75 in step S21 (step S24). Specifically, the load swing control unit 902 can calculate the swing angle ⁇ (position) by integrating the acceleration detected by the IMU sensor 75 twice, and calculate the swing direction from the change.
  • the load swing control unit 902 measures the height H of the suspended load R (step S25).
  • the load swing control unit 902 also calculates the swing period T of the suspended load R (step S26). These steps are the same as in the previous first embodiment. The order of steps S23 to S26 can be changed arbitrarily.
  • the load swing control unit 902 compares the hoisting angle ⁇ of the boom 16 acquired in step S23 with the threshold angle ⁇ s stored in advance in the storage unit 903 (step S27). As an example, ⁇ s is set to 50 degrees. Here, if ⁇ s (YES in step S27), the load swing control unit 902 determines whether or not the current vertical movement direction of the suspended load R is the -Z direction (step S28). For example, as indicated by the arrow D101 in FIG.
  • step S28 when the suspended load R is moving in the ⁇ Z direction and the +X direction (return direction) (YES in step S28), the load swing control unit 902 controls the boom hoisting drive unit By inputting a command signal to 80 and rotating the boom hoisting winch 30, the boom 16 is rotated in the lofting direction as indicated by the arrow 102 in FIG. 10 (step S29). Note that this operation ends before the suspended load R reaches the reference line CL. After that, the process returns to step S21.
  • step S28 for example, as indicated by arrow D111 in FIG. inputs a command signal to the boom hoisting drive unit 80 to rotate the boom hoisting winch 30, thereby rotating the boom 16 in the upright direction as indicated by the arrow 112 in FIG. 11 (step S30).
  • This operation ends before the suspended load R reaches the highest point of swing. After that, the process returns to step S21.
  • step S28 in FIG. 9 the flow when the suspended load R is moving in the -Z direction is as shown by the arrow D121 in FIG. The same is true when approaching the reference line CL while moving toward (return direction).
  • the load swing control unit 902 inputs a command signal to the boom hoisting drive unit 80 to rotate the boom hoisting winch 30, thereby rotating the boom 16 in the lofting direction as indicated by the arrow 122 in FIG. move.
  • the load swing control unit 902 inputs a command signal to the boom hoisting drive unit 80 to rotate the boom hoisting winch 30, thereby rotating the boom 16 in the upright direction as indicated by the arrow 132 in FIG. move.
  • step S27 of FIG. 9 if ⁇ s (NO in step S27), the load swing control unit 902 determines whether or not the current suspended load R is located in the AR area of the AF area and the AR area. Determine (step S31). These areas represent the relative positions of the suspended load R in the front-rear direction with respect to the reference line CL. That is, when the suspended load R is positioned in front of the reference line CL in the longitudinal direction of the upper revolving body 12 (crane body) (prohibited state), the suspended load R is positioned in the AF area (Fig. 10, Fig. 11).
  • the suspended load R is positioned behind the reference line CL (on the side closer to the upper rotating body 12) in the longitudinal direction of the upper rotating body 12 (permissible state)
  • the suspended load R is positioned in the AR area.
  • the front-rear direction of the upper rotating body 12 is parallel to the direction in which the boom 16 extends in plan view.
  • step S31 if the suspended load R is located in the AR area (YES in step S31, FIGS. 12 and 13), the load swing control section 902 performs the same processing as in step S28. 12, when the suspended load R is moving in the -Z direction and the -X direction (YES in step S32), the load swing control unit 902 instructs the boom hoisting drive unit 80 to By inputting a command signal to rotate the boom hoisting winch 30, the boom 16 is rotated in the lofting direction as indicated by an arrow 122 in FIG. Further, in step S32, when the suspended load R is moving in the +Z direction and the +X direction as indicated by arrow D131 in FIG. By inputting a command signal to and rotating the boom hoisting winch 30, the boom 16 is rotated in the upright direction as indicated by the arrow 132 in FIG.
  • step S31 when the suspended load R is positioned in the AF area (NO in step S31, FIGS. 10 and 11), the load swing control unit 902 does not perform the boom 16 hoisting operation, After maintaining the angle of 16, return to step S21. In other words, the load vibration control unit 902 suspends the vibration control. The reason for this processing will be detailed below.
  • the suspended load is raised and lowered by the hoisting motion of the boom 16, there may be restrictions on the winding and unreeling of the ropes by the main hoisting winch 34 and the auxiliary hoisting winch 36 at the work site.
  • the vibration of the suspended load R can be attenuated. As an example, if the rope is paid out more than the current payout amount, the rope runs out of the winch and the winding direction of the rope on the winch is reversed. It is desirable to raise and lower the suspended load.
  • the control unit 90 adjusts It is determined to be in the allowable state regardless of the relative position with respect to CL. That is, when the hoisting angle ⁇ of the boom 16 is relatively small, the relative position of the hoisted load R with respect to the reference line CL can be adjusted by utilizing the fact that the swaying of the suspended load R is less likely to deteriorate even when the boom 16 hovers. Anti-vibration control can be actively executed regardless.
  • the control unit 90 determines that the relative position of the suspended load R detected by the camera 72 is ahead of the reference line CL.
  • the relative position of the suspended load R is behind the reference line CL, it is determined to be in the permitted state. That is, when the hoisting angle ⁇ of the boom 16 is relatively large, anti-vibration control is performed only when the suspended load R is behind the reference line CL, thereby preventing an increase in swinging of the suspended load R. while the shake can be attenuated.
  • the anti-vibration device 100 according to each embodiment of the present invention and the crane 10 having the same have been described above.
  • this invention is not limited to these forms.
  • the present invention can take the following modified embodiments, for example.
  • the structure of the crane to which the anti-vibration device 100 according to the present invention is applied is not limited to the crane 10 shown in FIG. 1, and may be a crane having another structure. That is, the crane to which the present invention is applied may be one provided with a lattice mast or gantry, or one in which a hoisting winch is arranged on the upper frame (rear side) of the upper revolving body 12 . Also, the crane may have a jib or strut attached to the tip of the boom.
  • control unit 90 calculates the swing period T of the suspended load R as described above, and according to the calculated period T, the suspended load
  • the command signal may be input to the main hoisting winch 34 and the boom hoisting winch 30 so as to adjust the R lifting speed.
  • a crane steady rest is used for a crane.
  • the crane includes a crane body, a rope that hangs down from a predetermined fulcrum and is connected to a suspended load, and an elevating section that receives a command signal and raises or lowers the suspended load via the rope in response to the command signal.
  • the anti-vibration device can perform anti-vibration control for suppressing vibration of the suspended load.
  • the anti-vibration device has a control section.
  • the control unit determines a swing direction of the suspended load, and if the swing direction is a return direction that passes through the fulcrum and approaches a reference line extending in a vertical direction, the suspended load is accelerated downward. is input to the lifting unit, and when the deflection direction is the separating direction away from the reference line, the lifting load is lifted so that upward acceleration is applied to the suspended load.
  • a command signal is input to the lifting section.
  • the lifting unit includes a suspended load winch capable of lifting the suspended load by winding the rope and lowering the suspended load by letting out the rope
  • the control unit includes , when the swing direction is the return direction, the rope is let out by the suspended load winch, and when the swing direction is the separation direction, the rope is wound by the suspended load winch. It is desirable to input the command signal.
  • the crane further includes a hoisting body that includes the fulcrum and is hoistably supported by the crane body, and the elevating section is a hoisting device capable of rotating the hoisting body in the hoisting direction.
  • the control unit causes the hoisting device to rotate the hoisting body in the lofting direction when the swinging direction is the return direction, and rotates the hoisting body by the hoisting device when the swinging direction is the separation direction. It is preferable that the command signal is input to the lifting section so as to rotate in the standing direction.
  • a hoisting angle detection unit capable of detecting the hoisting angle of the hoisting body, and a suspended load capable of detecting a position of the hoisted load relative to the reference line in the longitudinal direction of the crane body.
  • a position detection unit wherein the control unit detects the hoisting load position detection unit when the hoisting angle detected by the hoisting angle detection unit is larger than a preset threshold value.
  • the anti-vibration control is performed only when the suspended load is positioned behind the reference line, thereby preventing an increase in sway. It can dampen the vibration.
  • the control section It is desirable to input the command signal to the lifting section.
  • the above configuration further comprises a suspended load height detection unit capable of detecting the height of the suspended load relative to the ground when the suspended load is stationary on the reference line, wherein the control unit
  • the lift unit is configured to prevent the height of the suspended load detected by the load height detection unit from becoming lower than the initial height, which is the height of the suspended load before executing the anti-vibration control. It is desirable to input a command signal.
  • the height of the suspended load is equal to the initial height. It is desirable to input the command signal to the lifting unit so as to return to the original position.
  • control unit calculates the swing period of the suspended load, and sends the command signal to the lifting unit to adjust the magnitude of acceleration applied to the suspended load according to the calculated period. should be entered.
  • the acceleration applied to the suspended load by adjusting the acceleration applied to the suspended load according to the swing period of the suspended load, it is possible to shorten the time required to attenuate the swing.
  • the swing period of the suspended load is long, there is enough time to perform anti-sway control, so setting the acceleration applied to the suspended load to a large value can speed up the attenuation of the swing of the suspended load.
  • the sway period of the suspended load is short, by reducing the acceleration applied to the hoisted load, the hoisted load reaches the reference line or the highest point of the sway during anti-sway control, resulting in erroneous acceleration in the opposite direction. can be prevented from joining the suspended load.
  • the crane includes a crane body, a rope suspended from a predetermined fulcrum and connected to a suspended load, an elevating unit capable of receiving a command signal and raising or lowering the suspended load in accordance with the command signal, and the suspended load. and the above-described crane anti-sway device capable of executing anti-sway control for suppressing oscillation of the crane.
  • the swing compared with the conventional case of attenuating the swing of the suspended load by the swinging motion of the crane, the swing can be achieved even in a limited space without actively moving the suspended load in the horizontal direction. can be attenuated.
  • the anti-vibration apparatus of a crane and a crane which can attenuate the swing of a suspended load without positively moving a suspended load in a horizontal direction are provided.

Landscapes

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Abstract

振れ止め装置は、吊り荷の振れを抑える振れ止め制御を実行する。前記振れ止め装置は、制御部を有する。前記制御部は、前記吊り荷の振れ方向を判定し、前記振れ方向が吊り荷の支点を通り鉛直方向に延びる基準線に近づく戻り方向の場合は前記吊り荷に下向きの加速度が加わるように前記吊り荷を下降させるための指令信号を昇降部に入力し、前記振れ方向が前記基準線から離れる離隔方向の場合は前記吊り荷に上向きの加速度が加わるように前記吊り荷を上昇させるための指令信号を昇降部に入力する。

Description

クレーンの振れ止め装置およびこれを備えたクレーン
　本発明は、クレーンの振れ止め装置およびこれを備えたクレーンに関する。
　従来、移動式クレーンとして、下部走行体と、上下方向に延びる旋回中心軸回りに旋回可能なように下部走行体に支持された上部旋回体と、ブームやジブなどの起伏体とを備えたものが知られている。起伏体は、水平な回転中心軸回りに起伏方向に回動可能なように上部旋回体に取り付けられている。また、起伏体の先端部から垂下された吊り荷ロープにはフックが装着されており、当該フックに吊り荷が接続されることで、吊り荷が吊り上げられる。
　特許文献１には、ブームを有するクレーンにおいて、吊り荷の振れ（旋回振れ）が発生している場合には、ブームの先端部を吊り荷の鉛直上方の位置に移動させるように、上部旋回体の旋回動作を制御する技術が開示されている。ブームの先端部が吊り荷に追従するように移動することで、やがて吊り荷の振れが減衰する。
特開２００８－７４５７９号公報
　特許文献１に記載された技術では、吊り荷の振れ止めのためにクレーンが旋回動作を行う必要があり、旋回動作を行うことができないような限られたスペースでは、振れ止めを行うことが困難になる。
　本発明の目的は、吊り荷を水平方向に積極的に移動させることなく吊り荷の振れを減衰させることが可能なクレーンの振れ止め装置およびクレーンを提供することにある。
　本発明によって提供されるクレーンの振れ止め装置は、クレーンに用いられる。前記クレーンは、クレーン本体と、所定の支点から垂下され吊り荷に接続されるロープと、指令信号を受け付け当該指令信号に応じて前記ロープを介して前記吊り荷を昇降させることが可能な昇降部とを有する。前記振れ止め装置は、前記吊り荷の振れを抑える振れ止め制御を実行することが可能である。前記振れ止め装置は、制御部を有する。前記制御部は、前記吊り荷の振れ方向を判定し、前記振れ方向が前記支点を通り鉛直方向に延びる基準線に近づく戻り方向の場合は前記吊り荷に下向きの加速度が加わるように前記吊り荷を下降させるための前記指令信号を前記昇降部に入力し、前記振れ方向が前記基準線から離れる離隔方向の場合は前記吊り荷に上向きの加速度が加わるように前記吊り荷を上昇させるための前記指令信号を前記昇降部に入力する。
　また、本発明によって提供されるのは、クレーンである。当該クレーンは、クレーン本体と、所定の支点から垂下され吊り荷に接続されるロープと、指令信号を受け付け当該指令信号に応じて前記吊り荷を昇降させることが可能な昇降部と、前記吊り荷の振れを抑える振れ止め制御を実行することが可能な上記に記載のクレーンの振れ止め装置と、を備える。
図１は、本発明の第１実施形態に係るクレーンの側面図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係るクレーンのブロック図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係るクレーンの模式的な平面図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係るクレーンの模式的な側面図である。 図５は、本発明の第１実施形態に係るクレーンの旋回振れ止め制御のフローチャートである。 図６は、吊り荷の振れ止め制御を説明するための模式的な側面図である。 図７は、吊り荷の振れ止め制御を説明するための模式的な側面図である。 図８は、本発明の第２実施形態に係るクレーンの模式的な側面図である。 図９は、本発明の第２実施形態に係るクレーンの旋回振れ止め制御のフローチャートである。 図１０は、吊り荷の振れ止め制御を説明するための模式的な側面図である。 図１１は、吊り荷の振れ止め制御を説明するための模式的な側面図である。 図１２は、吊り荷の振れ止め制御を説明するための模式的な側面図である。 図１３は、吊り荷の振れ止め制御を説明するための模式的な側面図である。
　＜第１実施形態＞
　以下、図面を参照しつつ、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るクレーン１０の側面図である。なお、図１には、「上」、「下」、「前」および「後」の方向が示されているが、当該方向は、本実施形態に係るクレーン１０の構造を説明するために便宜上示すものであり、本発明に係るクレーンの移動方向や使用態様などを限定するものではない。
　クレーン１０は、走行体１４と、走行体１４に上下方向に延びる旋回中心軸回りに旋回可能に支持された上部旋回体１２（クレーン本体）と、上部旋回体１２に起伏可能に支持されるブーム１６（起伏体）およびマスト２０と、を備える。また、上部旋回体１２の後部には、クレーン１０のバランスを調整するためのカウンタウエイト１３が積載されている。また、上部旋回体１２の前端部には、キャブ１５が備えられている。キャブ１５は、クレーン１０の運転席に相当する。
　図１に示されるブーム１６は、いわゆるラチス型であり、下部ブーム１６Ａ（起伏体基端部）と、一または複数（図例では３個）の中間ブーム１６Ｂ，１６Ｃ、１６Ｄと、上部ブーム１６Ｅ（前記起伏体基端部とは反対の起伏体先端部）とから構成される。具体的に、下部ブーム１６Ａは、上部旋回体１２の前部に水平な回転中心軸（第１回転中心軸）回りに起伏方向に回動可能となるように支持される。中間ブーム１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄは、その順に下部ブーム１６Ａの先端側に着脱可能に継ぎ足される。上部ブーム１６Ｅは中間ブーム１６Ｄの先端側に着脱可能に継ぎ足される。下部ブーム１６Ａは、その下端部に備えられたブームフット１６Ｓにおいて上部旋回体１２に回動可能に軸支される。
　また、ブーム１６は、アイドラシーブ３４Ｓ、３６Ｓを有する。アイドラシーブ３４Ｓ、３６Ｓは、下部ブーム１６Ａの基端部の後側面にそれぞれ回転可能に支持されている。
　ただし、本発明ではブームの具体的な構造は限定されない。例えば、当該ブームは、中間部材がないものでもよく、また、上記とは中間部材の数が異なるものでもよい。更に、ブームは、単一の部材で構成されたものでもよい。また、ブームは、伸縮可能なテレスコピックブームでも良い。
　マスト２０は、基端及び回動端を有し、その基端が上部旋回体１２に回動可能に連結される。マスト２０の回動軸は、ブーム１６の回動軸と平行でかつ当該ブーム１６の回動軸のすぐ後方に位置している。すなわち、このマスト２０はブーム１６の起伏方向と同方向に回動可能である。
　更に、クレーン１０は、左右一対のバックストップ２３と、左右一対のブーム用ガイライン２４と、を備える。
　左右一対のバックストップ２３はブーム１６の下部ブーム１６Ａの左右両側部に設けられる。これらのバックストップ２３は、ブーム１６が図１に示される起立姿勢まで到達した時点で、上部旋回体１２の前後方向の中央部に当接する。この当接によって、ブーム１６が強風等で後方に煽られることが規制される。
　左右一対のブーム用ガイライン２４は、マスト２０の回動端をブーム１６の先端部に連結する。この連結は、マスト２０の回動とブーム１６の回動とを連携させる。
　また、クレーン１０は、各種ウインチを更に備える。具体的には、クレーン１０は、ブーム１６を起伏させるためのブーム起伏用ウインチ３０（起伏装置）と、吊り荷の巻上げ及び巻下げを行うための主巻用ウインチ３４（吊り荷ウインチ）及び補巻用ウインチ３６とを備える。また、クレーン１０は、ブーム起伏用ロープ３８と、上部ブーム１６Ｅ（ブーム１６の先端部）から垂下され吊り荷に接続される主巻ロープ５０（ロープ）と、補巻ロープ６０と、を備える。本実施形態に係るクレーン１０では、主巻用ウインチ３４および補巻用ウインチ３６がブーム１６の基端近傍部位に据え付けられる。また、ブーム起伏用ウインチ３０が上部旋回体１２に据え付けられる。これらのウインチ３０，３２，３４，３６の位置は、上記に限定されるものではない。
　ブーム起伏用ウインチ３０は、ブーム起伏用ロープ３８の巻き取り及び繰り出しを行う。そして、この巻き取り及び繰り出しによりマスト２０が回動するようにブーム起伏用ロープ３８が配索される。具体的には、マスト２０の回動端部及び上部旋回体１２の後端部にはそれぞれ複数のシーブが幅方向に配列されたシーブブロック４０，４２が設けられ、ブーム起伏用ウインチ３０から引き出されたブーム起伏用ロープ３８がシーブブロック４０，４２間に掛け渡される。従って、ブーム起伏用ウインチ３０がブーム起伏用ロープ３８の巻き取りや繰り出しを行うことにより、両シーブブロック４０，４２間の距離が変化し、これによってマスト２０さらにはこれと連動するブーム１６が起伏方向に回動する。
　主巻用ウインチ３４は、主巻ロープ５０による吊り荷の巻き上げ及び巻き下げを行う。主巻ロープ５０は、ブーム１６の上部ブーム１６Ｅから垂下され、吊り荷に接続される。また、上部ブーム１６Ｅには主巻用ガイドシーブ５４が配置され、当該主巻用ガイドシーブ５４に隣接する位置に複数の主巻用ポイントシーブ５６が幅方向に配列された主巻用シーブブロックが設けられている。主巻用ウインチ３４から引き出された主巻ロープ５０が、アイドラシーブ３４Ｓ、主巻用ガイドシーブ５４に順に掛けられ、かつ、シーブブロックの主巻用ポイントシーブ５６と、吊り荷用の主フック５７に設けられたシーブブロックのシーブ５８との間に掛け渡される。従って、主巻用ウインチ３４が主巻ロープ５０の巻き取りや繰り出しを行うと、両シーブ５６，５８間の距離が変わって、ブーム１６の先端から垂下された主巻ロープ５０に連結された主フック５７の巻き上げ及び巻き下げが行われる。この結果、吊り荷の巻き上げ、巻き下げが可能となる。
　同様にして、補巻用ウインチ３６は、補巻ロープ６０による吊り荷の巻き上げ及び巻き下げを行う。この補巻については、主巻用ガイドシーブ５４と同軸に補巻用ガイドシーブ６４が回転可能に設けられ、補巻用ガイドシーブ６４に隣接する位置に不図示の補巻用ポイントシーブが回転可能に設けられている。補巻用ウインチ３６から引き出された補巻ロープ６０は、アイドラシーブ３６Ｓ、補巻用ガイドシーブ６４に順に掛けられ、かつ、補巻用ポイントシーブから垂下される。従って、補巻用ウインチ３６が補巻ロープ６０の巻き取りや繰り出しを行うと、補巻ロープ６０の末端に連結された図略の吊り荷用の補フックが巻き上げられ、または巻き下げられる。
　図２は、本実施形態に係るクレーン１０のブロック図である。図３および図４は、本実施形態に係るクレーン１０の模式的な平面図および側面図である。図２を参照して、クレーン１０は、操作部７０と、入力部７１と、カメラ７２（吊り荷位置検出部）と、ブーム角度計７３（起伏角検出部、吊り荷高さ検出部）と、ロープ長検出部７４（吊り荷高さ検出部）と、ブーム起伏駆動部８０と、ウインチ駆動部８１と、旋回駆動部８２と、制御部９０とを更に備える。
　操作部７０は、一例としてキャブ１５内に配置されており、オペレータによるクレーン１０の各部材を駆動するための操作を受け付ける。操作部７０は、起伏操作部７０Ａと、ウインチ操作部７０Ｂと、旋回操作部７０Ｃとを含む。なお、クレーン１０が遠隔操作される場合、操作部７０はクレーン１０とは異なる場所に配置されてもよい。
　起伏操作部７０Ａは、ブーム起伏駆動部８０によってブーム１６を起伏するための操作を受け付ける。起伏操作部７０Ａは、ブーム１６を起伏させるための起伏用位置とブーム１６の起伏を停止させるための中立位置との間で切換可能とされている。たとえば、起伏操作部７０Ａはレバーであり、当該レバーを一の方向に倒すことでブーム１６が起立方向に回動し、当該レバーを前記一の方向とは逆の他の方向に倒すことでブーム１６が倒伏方向に回動し、前記レバーを中立位置に配置することで、ブーム１６の起伏動作が停止する。当該レバーの操作方向および操作量に対応する信号は制御部９０に入力される。
　ウインチ操作部７０Ｂは、ウインチ駆動部８１によって吊り荷を昇降させるための操作を受け付ける。ウインチ操作部７０Ｂは、吊り荷を昇降させるための昇降用位置と吊り荷の昇降を停止させるための中立位置との間で切換可能とされている。たとえば、ウインチ操作部７０Ｂはレバーであり、当該レバーを一の方向に倒すことで吊り荷が上昇するように主巻用ウインチ３４が回転し、当該レバーを前記一の方向とは逆の他の方向に倒すことで吊り荷が下降するように主巻用ウインチ３４が回転し、前記レバーを中立位置に配置することで、吊り荷の昇降動作（主巻用ウインチ３４の回転動作）が停止する。当該レバーの操作方向および操作量に対応する信号は制御部９０に入力される。
　旋回操作部７０Ｃは、旋回駆動部８２によって上部旋回体１２を旋回駆動するための操作を受け付ける。旋回操作部７０Ｃは、上部旋回体１２を第１旋回方向および前記第１旋回方向とは逆の第２旋回方向にそれぞれ旋回させるための旋回用位置と上部旋回体１２の旋回を停止させるための中立位置との間で切換可能とされている。たとえば、旋回操作部７０Ｃはレバーであり、当該レバーを一の方向に倒すことで上部旋回体１２が前記第１旋回方向に旋回し、当該レバーを前記一の方向とは逆の他の方向に倒すことで上部旋回体１２が前記第２旋回方向に旋回し、前記レバーを中立位置に配置することで、上部旋回体１２の旋回動作が停止する。当該レバーの操作方向および操作量に対応する信号は制御部９０に入力される。
　入力部７１は、一例としてキャブ１５内に配置されており、オペレータによるクレーン１０に関する各種の入力情報を受け付ける。入力部７１は、後記の振れ止め制御の実行を開始するための実行スイッチを含む。
　カメラ７２は、図４に示すように、ブーム１６の上端部に配置されており、その撮像範囲が下方を向くように設定されている。カメラ７２は、基準線ＣＬ（図４）に対する吊り荷Ｒの相対位置を検出することが可能である。本実施形態では、カメラ７２によって撮像された画像が制御部９０に入力され、吊り荷Ｒの位置情報などが取得される。この際、図４に示すように、主フック５７に予めマーカー５７Ｍが装着されていることで、カメラ７２はマーカー５７Ｍの位置を追従し、吊り荷Ｒの位置を正確に検出（撮影）することができる。
　ブーム角度計７３は、ブームフット１６Ｓに配置されており、ブーム１６の起伏角α（図４）を検出する。起伏角αは、ブーム１６の長手方向に延びる中心線とブームフット１６Ｓから前方に延びる水平線とがなす角度である。なお、起伏角αは、その他の角度に基づいて検出されるものでもよい。
　ロープ長検出部７４は、主巻ロープ５０がブーム１６の上端部から垂下されるロープ長Ｌ２（図４）を検出する。なお、図４では、ロープ長Ｌ２が、ブーム１６の上端部の主巻用ポイントシーブ５６（主巻ロープ５０の振れ支点）から吊り荷Ｒの重心までの長さとして示されているが、ロープ長Ｌ２は、主巻用ポイントシーブ５６から主フック５７（シーブ５８）までの長さなどでもよい。ロープ長検出部７４は、主巻用ウインチ３４の回転量を検出可能な回転量検出部と、主巻用ウインチ３４の外周面上における主巻ロープ５０の巻き層数を検出する巻き層検出部とを含む。ロープ長検出部７４は、主巻用ウインチ３４のウインチ径、前記回転量検出部が検出するウインチ回転量に加え、前記巻き層検出部が検出する主巻ロープ５０の巻き層から推定される主巻用ウインチ３４から繰りだされる主巻ロープ５０の繰り出し量と、主巻用ポイントシーブ５６とシーブ５８のシーブブロック間と間における主巻ロープ５０の掛け数とから、前記ロープ長を算出し出力する。ロープ長Ｌ２は、その他の手法によって算出されるものでもよい。
　なお、ブーム１６の長さＬ１、ロープ長検出部７４によって検出されるロープ長Ｌ２、ブーム角度計７３によって検出されるブーム１６の起伏角αは、吊り荷Ｒ（主フック５７）の地面に対する相対的な高さＨの算出にも用いられる。高さＨは、吊り荷Ｒが基準線ＣＬ上に静止していると仮定した場合の高さである。なお、高さＨの基準は地面以外でもよい。
　図２のブーム起伏駆動部８０は、前述のブーム起伏用ウインチ３０を含むとともに、当該ブーム起伏用ウインチ３０を回転させるための駆動力を発生し、ブーム１６を前記回転中心軸回りに回動することが可能とされている。ブーム起伏駆動部８０は、作動油の供給を受けることでブーム起伏用ウインチ３０を回転させる油圧式モータを含む。
　ウインチ駆動部８１は、前述の主巻用ウインチ３４を含むとともに、当該主巻用ウインチ３４を回転させるための駆動力を発生し、主巻用ウインチ３４によって主巻ロープ５０の巻き取りおよび繰り出しを行うことで吊り荷を地面に対して相対的に昇降させることが可能とされている。補巻用ウインチ３６についても同様である。ウインチ駆動部８１は、作動油の供給を受けることで主巻用ウインチ３４および補巻用ウインチ３６をそれぞれ回転させる油圧式モータを含む。
　なお、ブーム起伏駆動部８０およびウインチ駆動部８１は、本発明の昇降部を構成する。昇降部は、指令信号を受け付け当該指令信号に応じてロープを介して吊り荷Ｒを昇降させることが可能である。
　旋回駆動部８２は、上部旋回体１２を前記旋回中心軸回りに前記第１旋回方向および前記第２旋回方向にそれぞれ旋回させることが可能な駆動力を発生する。旋回駆動部８２は、作動油の供給を受けることで上部旋回体１２を旋回させる油圧式モータを含む。
　制御部９０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成されている。制御部９０は、前記ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、駆動制御部９０１、荷振れ制御部９０２および記憶部９０３の各機能部を備えるように機能する。これらの機能部は、実体を有するものではなく、前記制御プログラムによって実行される機能の単位に相当する。なお、制御部９０のすべてまたは一部は、クレーン１０内に設けられるものに限定されず、クレーン１０がリモート制御される場合には、クレーン１０とは異なる位置に配置されても良い。また、前記制御プログラムは遠隔地のサーバ（管理装置）やクラウドなどからクレーン１０内の制御部９０に送信され実行されるものでもよいし、前記サーバやクラウド上で前記制御プログラムが実行され、その指令がクレーン１０に送信されるものでもよい。制御部９０は、前述のカメラ７２、ブーム角度計７３およびロープ長検出部７４とともに、本発明の振れ止め装置１００（図２）を構成する。振れ止め装置１００は、ブーム１６の先端部を支点とした吊り荷Ｒの振れを抑える振れ止め制御を実行することが可能である。
　次に、制御部９０の各機能部について説明する。駆動制御部９０１は、起伏操作部７０Ａ、ウインチ操作部７０Ｂおよび旋回操作部７０Ｃが受け付ける操作の操作方向および操作量に応じた指令信号をブーム起伏駆動部８０、ウインチ駆動部８１および旋回駆動部８２にそれぞれ入力し、各駆動部を駆動する。
　荷振れ制御部９０２は、上部旋回体１２の旋回動作停止後などに、主巻ロープ５０に接続された吊り荷Ｒが上部ブーム１６Ｅの主巻用ポイントシーブ５６を支点として振れる現象である吊り荷Ｒの振れを抑えることが可能である（振れ止め制御）。なお、吊り荷Ｒの振れには、クレーン１０の静止状態において風などの影響によって発生するものも含まれる。また、荷振れ制御部９０２が振れ止め制御を実行する場合、起伏操作部７０Ａ、ウインチ操作部７０Ｂおよび旋回操作部７０Ｃが受け付ける操作の操作方向および操作量に関わらず、振れ止め制御のための指令信号が荷振れ制御部９０２から各駆動部に入力される。
　記憶部９０３は、駆動制御部９０１が実行する通常の駆動制御、および荷振れ制御部９０２が実行する振れ止め制御において参照される各種の閾値、パラメータなどを予め記憶している。一例として、記憶部９０３は、ブーム１６の長さであるブーム長Ｌ１（図４）を予め記憶している。なお、作業者が入力部７１を通じてブーム長Ｌ１を入力し、記憶部９０３が記憶してもよい。
　上記のような各機能部を有する制御部９０は、ブーム起伏駆動部８０またはウインチ駆動部８１を制御することで、吊り荷Ｒの振れ止め制御を実行する。特に、制御部９０は、振れ止め制御の許容状態および禁止状態を判定するとともに、吊り荷Ｒの振れ方向を判定する。そして、制御部９０は、前記振れ方向が主巻用ガイドシーブ５４（支点）を通り鉛直方向に延びる基準線ＣＬに近づく戻り方向である場合、吊り荷Ｒに下向きの加速度が加わるように吊り荷Ｒを下降させるための前記指令信号をブーム起伏駆動部８０またはウインチ駆動部８１に入力する。また、制御部９０は、前記振れ方向が基準線ＣＬから離れる離隔方向である場合は、吊り荷Ｒに上向きの加速度が加わるように吊り荷Ｒを上昇させるための前記指令信号をブーム起伏駆動部８０またはウインチ駆動部８１に入力する。更に、制御部９０は、前記禁止状態では吊り荷Ｒの振れ方向に関わらず前記指令信号の入力を保留（中止）する。ここで、前記許容状態は、前記昇降部（ブーム起伏駆動部８０、ウインチ駆動部８１）に対する前記指令信号の入力が許容された状態であり、前記禁止状態は前記昇降部に対する前記指令信号の入力が禁止された状態である。前述のように、振れ止め装置１００が振れ止め制御を実行するスイッチを有する場合、前記スイッチがオンにされると制御部９０は振れ止め制御が許容状態であると判定し、前記スイッチがオフにされると制御部９０は振れ止め制御が禁止状態であると判定すればよい。
　＜振れ止め制御の運動方程式について＞
　本発明では、吊り荷Ｒに振れが発生している場合に、吊り荷Ｒに加速度を与えることで、そのエネルギー保存則に含まれる運動エネルギーを減少させ、吊り荷Ｒの制振を行っている。吊り荷Ｒに加速度を与える方法として、主巻ロープ５０の巻き取りおよび繰り出し動作、ブーム１６の起伏動作を用いることができる。
　前述のブーム長Ｌ１、主巻ロープ５０のロープ長Ｌ２、ブーム１６の起伏角α、吊り荷Ｒの振れ角度θ（図６）を用いると、ラグランジュの運動方程式を解くことによって、吊り荷Ｒの半径方向の吊り荷角度の運動方程式は以下の式１によって表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　なお、ｇは重力加速度である。式１の最後の項に含まれる加速度の微分成分から、吊り荷Ｒの見かけの重力加速度ｇａｐｒは、以下の式２によって表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　すなわち、吊り荷Ｒの見かけの重力加速度は、たとえばブーム１６の起伏角αおよびその角加速度に応じて変化することがわかる。なお、後記のとおり、主巻ロープ５０の巻き取りおよび繰り出しによっても、吊り荷Ｒの見かけの重力加速度は変化する。
　ここで、ブーム１６の起伏や主巻ロープ５０の巻き取りおよび繰り出しによって吊り荷Ｒの振れを抑制するには、適切な時刻で吊り荷Ｒに加速度を与える必要がある。このため、吊り荷Ｒの周期を把握することで、加速度の入力時刻（タイミング）を調整することが望ましい。吊り荷Ｒの挙動を単振り子とみなした場合、吊り荷Ｒの初期振れ角度θをθ０とすると、以下の式３によって、吊り荷Ｒの振れ周期Ｔを算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　前述のように、吊り荷Ｒの振れをブーム１６の起伏動作によって調整する場合には、吊り荷Ｒの見かけの重力加速度が式２のように変化するため、上記の式３の重力加速度ｇを式２の重力加速度ｇａｐｒに置き換えることで、精度良く、振れ周期Ｔを算出することができる。
　一方、ブーム１６の起伏角αを一定に維持し、主巻ロープ５０の巻き取りおよび繰り出しによって吊り荷Ｒの振れを抑制する場合、前述の式１の運動方程式のうち、起伏角αの微分成分がゼロとなるため、吊り荷Ｒの運動方程式は以下の式４によって表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　また、吊り荷Ｒの見かけの重力加速度（式２）では、起伏角αの微分成分がゼロとなる一方、主巻ロープ５０の巻き取りおよび繰り出しによる加速度が付与されるため、以下の式５のように、吊り荷Ｒの見かけの重力加速度を表すことができる。ここで、ｇｈは、主巻ロープ５０の巻き取りおよび繰り出しによって主フック５７にもたらされる加速度である。なお、式５は、吊り荷Ｒから見た加速度であるため、加速度ｇｈの向きは実際の主フック５７の加速度の向きとは逆になる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　なお、吊り荷Ｒは常に下向きの重力加速度ｇを受けているため、吊り荷Ｒに対して上向きの加速度を付与することは、下向きの加速度が小さくなることを意味し、吊り荷Ｒに対して下向きの加速度を付与することは、下向きの加速度が大きくなることを意味する。
　＜振れ止め制御の流れについて＞
　次に、本実施形態に係る振れ止め装置１００による吊り荷Ｒの振れ止め制御の流れについて説明する。以下の説明では、主巻ロープ５０の巻き取りおよび繰り出しによって吊り荷Ｒの振れを抑制する態様について説明する。図３、図４に示すように、ブーム１６の上端部（図１の主巻用ポイントシーブ５６、吊り荷Ｒの振れにおける支点）を通る鉛直線を基準線ＣＬと定義する。また、吊り荷Ｒの移動について、基準線ＣＬから後方に向かう方向、すなわち、上部旋回体１２に向かう水平な方向を＋Ｘ方向、基準線ＣＬから前方に向かう水平な方向を－Ｘ方向と定義する。また、基準線ＣＬから右方に向かう方向を＋Ｙ方向、基準線ＣＬから左方に向かう方向を－Ｙ方向と定義する。また、上方向を＋Ｚ方向と定義し、下方向を－Ｚ方向と定義する。
　図５は、本実施形態に係るクレーン１０の旋回振れ止め制御のフローチャートである。図６および図７は、吊り荷Ｒの振れ止め制御を説明するための模式的な側面図である。図５を参照して、作業者が入力部７１（図２）に含まれる振れ止め制御の実行スイッチを入れると、振れ止め装置１００の制御部９０が振れ止め制御を開始する。この際、オペレータが操作部７０を操作しても、当該操作に関わらず、振れ止め制御が自動的に実行される。
　制御部９０が振れ止め制御を開始すると、吊り荷Ｒの振れの測定が行われる（図５のステップＳ１）。当該測定では、カメラ７２が吊り荷Ｒを含む画像を連続的に撮影し、当該画像情報が制御部９０に入力される。荷振れ制御部９０２は、前記画像情報から基準線ＣＬに対する吊り荷Ｒの相対位置を特定し、その振れの最大幅（振れ量Ｑ）および方向などに関する情報を取得する。
　次に、荷振れ制御部９０２は、取得された吊り荷Ｒの振れ量Ｑと予め設定された振れ閾値ＱＳとを比較する（ステップＳ２）。振れ閾値ＱＳは、振れの許容範囲の絶対値として記憶部９０３に予め記憶されている。振れ量Ｑ＞ＱＳ（ステップＳ２でＹＥＳ）の場合、荷振れ制御部９０２は、振れ止め制御によって吊り荷Ｒの振れ止めが必要であると判定する。この場合、荷振れ制御部９０２は、制御開始前の吊り荷Ｒの高さＨを測定する。測定された吊り荷Ｒの高さＨは、初期高さＨ０として記憶部９０３に記憶される（ステップＳ３）。
　次に、荷振れ制御部９０２は、吊り荷Ｒの振れにおける周期Ｔを前述の式３から算出する（ステップＳ４）。更に、荷振れ制御部９０２は、カメラ７２によって撮影された画像情報に基づいて、吊り荷Ｒが基準線ＣＬに近づくように移動しているか否かを判定する（ステップＳ５）。ここで、図６の矢印Ｄ６１に示すように、吊り荷Ｒが－Ｘ方向かつ－Ｚ方向（戻り方向）に向かって移動しながら基準線ＣＬに近づいている場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、荷振れ制御部９０２は、現在の吊り荷Ｒの高さＨが初期高さＨ０よりも高いか否かを判定する（ステップＳ６）。吊り荷Ｒに対する振れ止め制御の開始段階では、Ｈ＝Ｈ０であるため（ステップＳ６でＮＯ）、荷振れ制御部９０２は主フック５７の高さ（吊り荷Ｒの高さ）を維持して（ステップＳ１１）、ステップＳ５に戻る。この場合、後記のステップＳ１２以後のフローを経て吊り荷Ｒが上昇されるまでは、ステップＳ５、Ｓ６、Ｓ１１を繰り返すこととなる。一方、ステップＳ６においてＨ０＜Ｈの場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、荷振れ制御部９０２は、現在の残り時間Ｓを算出する（ステップＳ７）。残り時間Ｓは、図６の矢印Ｄ６１のように移動する吊り荷Ｒが、基準線ＣＬに到達するまでの時間に相当する。なお、残り時間Ｓは、吊り荷Ｒの荷振れにおける周期Ｔと現在の吊り荷Ｒの位置から算出されてもよいし、カメラ７２によって撮像される吊り荷Ｒの位置、加速度から、吊り荷Ｒが次に基準線ＣＬに到達する時刻が直接算出される態様でもよい。
　ステップＳ８において、残り時間Ｓが予め記憶部９０３に格納された時間閾値ＳＡよりも大きい場合（ステップＳ８でＹＥＳ）、荷振れ制御部９０２は、ウインチ駆動部８１に対して指令信号を入力し、主巻用ウインチ３４によって主巻ロープ５０を繰り出すことで、図６の矢印Ｄ６２のようにフック下げを実行する（ステップＳ９）。この結果、主巻ロープ５０の張力が一時的に小さくなるとともに、吊り荷Ｒに対して下向きの加速度が加わる。この結果、基準線ＣＬに向かって移動する吊り荷Ｒに対して、基準線ＣＬの近傍に留めるような制動力が作用する。なお、時間閾値ＳＡは、ウインチ駆動部８１に指令信号が入力された後、実際に主巻用ウインチ３４が繰り出し方向に回転し始めるまでの応答時間などを考慮して、吊り荷Ｒが基準線ＣＬに至る前に主フック５７を下降させることが可能か否かという観点に基づいて設定されている。一方、ステップＳ８において、残り時間Ｓが時間閾値ＳＡ以下の場合（ステップＳ８でＮＯ）、荷振れ制御部９０２は、図６の矢印Ｄ６１方向に移動する吊り荷Ｒに対する制動力の付与を見送り、主フック５７の高さを維持して（ステップＳ１０）、ステップＳ１に戻る。
　なお、図５のステップＳ５以後の処理において、吊り荷Ｒが基準線ＣＬに近づくように移動している場合の流れは、図６の矢印Ｄ６３に示すように、吊り荷Ｒが＋Ｘ方向かつ－Ｚ方向（戻り方向）に向かって移動しながら基準線ＣＬに近づいている場合も同様である。この場合、ステップＳ８において残り時間Ｓが時間閾値ＳＡよりも大きい場合（ステップＳ８でＹＥＳ）、荷振れ制御部９０２は、ウインチ駆動部８１に対して指令信号を入力し、主巻用ウインチ３４によって主巻ロープ５０を繰り出すことで、図６の矢印Ｄ６４のようにフック下げを実行する（ステップＳ９）。この結果、上記と同様の制動力が吊り荷Ｒに作用する。
　一方、ステップＳ５において、図７の矢印Ｄ７１に示すように、吊り荷Ｒが－Ｘ方向かつ＋Ｚ方向（離隔方向）に向かって移動しながら基準線ＣＬから遠ざかっている場合（ステップＳ５でＮＯ）、荷振れ制御部９０２は、ステップＳ７と同様に残り時間Ｓを算出する（ステップＳ１２）。そして、残り時間Ｓが予め記憶部９０３に格納された時間閾値ＳＢよりも大きい場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、荷振れ制御部９０２は、ウインチ駆動部８１に対して指令信号を入力し、主巻用ウインチ３４によって主巻ロープ５０を巻き取ることで、図７の矢印Ｄ７２のようにフック上げを実行する（ステップＳ１４）。この結果、主巻ロープ５０の張力が一時的に大きくなるとともに、吊り荷Ｒに対して上向きの加速度が加わる。この結果、基準線ＣＬから離れるように移動する吊り荷Ｒに対して、基準線ＣＬに引き寄せるような制動力が作用する。なお、時間閾値ＳＢは、時間閾値ＳＡと同様に、ウインチ駆動部８１に指令信号が入力された後、実際に主巻用ウインチ３４が巻き取り方向に回転し始めるまでの応答時間などを考慮して、吊り荷Ｒが振れの最上点に至る前に主フック５７を上昇させることが可能か否かという観点に基づいて設定されている。時間閾値ＳＢは、時間閾値ＳＡと同じ値でもよい。一方、ステップＳ１３において、残り時間Ｓが時間閾値ＳＢ以下の場合（ステップＳ１３でＮＯ）、荷振れ制御部９０２は、図７の矢印Ｄ７１方向に移動する吊り荷Ｒに対する制動力の付与を見送り、主フック５７の高さを維持して（ステップＳ１０）、ステップＳ１に戻る。
　なお、図５のステップＳ５以後の処理において、吊り荷Ｒが基準線ＣＬから離れるように移動している場合の流れは、図７の矢印Ｄ７３に示すように、吊り荷Ｒが＋Ｘ方向かつ＋Ｚ方向（離隔方向）に向かって移動しながら基準線ＣＬから離れている場合も同様である。この場合、ステップＳ１３において残り時間Ｓが時間閾値ＳＢよりも大きい場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、荷振れ制御部９０２は、ウインチ駆動部８１に対して指令信号を入力し、主巻用ウインチ３４によって主巻ロープ５０を巻き取ることで、図７の矢印Ｄ７４のようにフック上げを実行する（ステップＳ１４）。この結果、上記と同様の制動力が吊り荷Ｒに作用する。
　以上のように、基準線ＣＬに近づくように移動する吊り荷Ｒに対しては、主巻ロープ５０を介して吊り荷Ｒ（主フック５７）を下げることで、その運動エネルギーを減少させることができる。また、基準線ＣＬから遠ざかるように移動する吊り荷Ｒに対しては、主巻ロープ５０を介して吊り荷Ｒ（主フック５７）を上げることで、同様に運動エネルギーを減少させることができる。なお、上記のような吊り荷Ｒの上げ下げは、吊り荷Ｒが基準線ＣＬまたは振れにおける最上点に到達する前に、都度終了するように制御される。
　なお、図６を参照して、吊り荷Ｒの振れ止め制御について付言すると、吊り荷Ｒはその振れにおける最上点では運動エネルギーがゼロである一方、位置エネルギーが最大となる。図６のように吊り荷Ｒが基準線ＣＬに向かって移動する場合、上記の位置エネルギーが運動エネルギーに変換されながら吊り荷Ｒが移動する。この際、上記のように主巻ロープ５０を介して吊り荷Ｒを下げると、吊り荷Ｒに作用する下向きの加速度が小さくなり、結果として、基準線ＣＬに到達した際の運動エネルギー（速度）も小さくなる。
　図５のフローが繰り返されると、やがてステップＳ２において、吊り荷Ｒの振れ量Ｑが閾値ＱＳ以下となる（ステップＳ２でＮＯ）。この場合、荷振れ制御部９０２は、現在の吊り荷Ｒの高さＨが初期高さＨ０と同じか否かを判定する（ステップＳ１５）。ステップＳ１４におけるフック上げとステップＳ９におけるフック下げが同じ回数だけ実行された場合には、ステップＳ１５において、Ｈ＝Ｈ０であるため、荷振れ制御部９０２（振れ止め装置１００）は吊り荷Ｒの振れ止め制御を終了する。
　一方、ステップＳ１５において、Ｈ≠Ｈ０、換言すれば、Ｈ＞Ｈ０の場合には、荷振れ制御部９０２は、Ｈ＝Ｈ０となるまで主フック５７を下げるように、ウインチ駆動部８１に指令信号を入力する。この際、新たな振れを発生することがないように、主巻用ウインチ３４を緩やかに回転させることが望ましい。なお、吊り荷Ｒの振れ止め制御を通じて、吊り荷Ｒが下方の障害物に接触することを防止するために、２回のフック上げ動作の後に１回のフック下げ動作を行うなど、予め設定されたパターンに基づいて、上記のフローが実行されるものでもよい。
　また、上記の説明では、上部旋回体１２の左右方向から見た場合の吊り荷Ｒの振れ止め制御について説明したが、吊り荷ＲにＹ方向の振れが発生している場合、更に、Ｘ方向およびＹ方向を含む振れが発生している場合も同様である。この場合も、吊り荷Ｒと基準線ＣＬとの相対位置に応じて、吊り荷Ｒ（主フック５７）を上げ下げすることで、同様に振れを減衰させることが可能となる。
　以上のように、本実施形態では、吊り荷Ｒが基準線ＣＬに向かって移動している場合には吊り荷Ｒに下向きの加速度を加える一方、吊り荷Ｒが基準線ＣＬから離れるように移動している場合には吊り荷Ｒに上向きの加速度を加えるように吊り荷Ｒを昇降させることで、吊り荷Ｒの運動エネルギーを低下させ、その振れを減衰させることができる。したがって、従来のようにクレーンの旋回動作によって吊り荷Ｒの振れを減衰させる場合と比較して、限られたスペースにおいても前記振れを減衰させることができる。また、制御部９０は振れ止め制御の許容状態および禁止状態をスイッチの状態などに基づいて判定するため、禁止状態において誤って吊り荷の昇降が行われることを防止することができる。なお、本実施形態では、クレーン１０の旋回動作によって吊り荷Ｒに振れが発生した場合に限らず、静止した吊り荷Ｒに風などの外乱の影響によって振れが発生した場合でも、吊り荷Ｒを昇降させることで前記振れを減衰させることができる。また、吊り荷Ｒに対する加速度の付与は、振れ方向が戻り方向、離隔方向のいずれの場合にも行ってもよいし、いずれかの方向においてのみ行うものでもよい。また、吊り荷Ｒが基準線ＣＬの前方に位置する場合のみに行ってもよいし、吊り荷Ｒが基準線ＣＬの後方に位置する場合のみに行ってもよい。更に、吊り荷Ｒに振れが確認された後、可能なすべてのタイミングで吊り荷Ｒに加速度を付与してもよい。
　また、本実施形態では、主巻用ウインチ３４によって吊り荷Ｒを昇降させるため、吊り荷Ｒに対して水平方向の移動力が作用しにくく、吊り荷Ｒを上下方向に沿って効率的に移動させ、吊り荷の振れを減衰させることができる。なお、主巻用ウインチ３４に代えて、補巻用ウインチ３６によって吊り荷Ｒの振れ止め制御を行っても良い。
　また、本実施形態では、制御部９０は、ブーム角度計７３、ロープ長検出部７４などによって検出される吊り荷の高さＨが振れ止め制御を実行する前の初期高さＨ０よりも低くなることを阻止するように主巻用ウインチ３４に前記指令信号を入力する。このため、振れ止め制御を実行する際に吊り荷Ｒの下方に障害物がある場合でも、吊り荷Ｒと前記障害物とが接触することを防止することができる。
　更に、本実施形態では、制御部９０は、吊り荷Ｒの振れが予め設定された許容範囲（閾値ＱＳ）に含まれると吊り荷Ｒの振れが減衰したと判定するとともに、吊り荷Ｒの高さＨが初期高さＨ０に戻るように主巻用ウインチ３４に前記指令信号を入力する（図５のステップＳ１６）。このため、吊り荷Ｒの振れを減衰させた上で吊り荷Ｒを初期高さＨ０に戻すことができるため、速やかに次の作業に移行することができる。
　＜第２実施形態＞
　次に、本発明の第２実施形態に係る振れ止め装置１００およびクレーン１０について説明する。図８は、本実施形態に係るクレーン１０の模式的な側面図である。図９は、本実施形態に係るクレーン１０の旋回振れ止め制御のフローチャートである。図１０乃至図１３は、吊り荷Ｒの振れ止め制御を説明するための模式的な側面図である。なお、本実施形態では、先の第１実施形態との相違点を中心に説明し、共通する点の説明を省略する。
　先の実施形態では、主巻用ウインチ３４によって主巻ロープ５０を巻き取りまたは繰り出すことで、吊り荷Ｒ（主フック５７）を昇降させる態様にて説明した。一方、本実施形態では、ブーム１６の起伏動作によって吊り荷Ｒを昇降させる。また、本実施形態では、第１実施形態におけるカメラ７２（図４）に代わって、振れ止め装置１００が主フック５７に装着されたＩＭＵ（ＩＭＵ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｕｎｉｔ）センサ７５（ジャイロセンサ、吊り荷位置検出部）を有している。ＩＭＵセンサ７５は、カメラ７２と同様に、基準線ＣＬに対する吊り荷Ｒの相対位置を検出するために用いられ、吊り荷Ｒの振れ量Ｑ、加速度などを検出することができる。なお、ＩＭＵセンサ７５は主フック５７に装着されるものに限定されるものではない。また、ＩＭＵセンサ７５以外の検出部によって、吊り荷Ｒの振れ量Ｑ、振れ方向、位置などが検出されてもよい。
　図９を参照して、本実施形態においても、制御部９０が振れ止め制御を開始すると、ＩＭＵセンサ７５によって吊り荷Ｒの振れの測定が行われる（図９のステップＳ２１）。そして、荷振れ制御部９０２は、取得された吊り荷Ｒの振れ量Ｑと予め設定された振れ閾値ＱＳとを比較する（ステップＳ２２）。振れ量Ｑ＞ＱＳ（ステップＳ２２でＹＥＳ）の場合、荷振れ制御部９０２は、振れ止め制御によって吊り荷Ｒの振れ止めが必要であると判定する。この場合、荷振れ制御部９０２は、ブーム角度計７３が検出するブームの起伏角αを取得する（ステップＳ２３）。一方、振れ量Ｑ≦ＱＳ（ステップＳ２２でＮＯ）の場合、荷振れ制御部９０２は、吊り荷Ｒの振れ止めが不要であると判定し、振れ止め制御のフローを終了する。
　ステップＳ２３においてブーム１６の起伏角αが取得されると、荷振れ制御部９０２は、ステップＳ２１においてＩＭＵセンサ７５が取得した情報に基づいて、吊り荷Ｒの位置、振れ方向を算出する（ステップＳ２４）。具体的に、荷振れ制御部９０２は、ＩＭＵセンサ７５が検出した加速度を２回積分することで振れ角度θ（位置）を算出し、その変化から振れの方向を算出することができる。
　次に、荷振れ制御部９０２は、吊り荷Ｒの高さＨを測定する（ステップＳ２５）。また、荷振れ制御部９０２は、吊り荷Ｒの振れ周期Ｔを算出する（ステップＳ２６）。これらのステップは、先の第１実施形態と同様である。なお、ステップＳ２３からステップＳ２６の順番は任意に変更可能である。
　更に、荷振れ制御部９０２は、ステップＳ２３において取得されたブーム１６の起伏角αと予め記憶部９０３に格納された閾値角度αｓとを比較する（ステップＳ２７）。一例として、αｓは、５０度に設定されている。ここで、α＜αｓの場合（ステップＳ２７でＹＥＳ）、荷振れ制御部９０２は、現在の吊り荷Ｒの上下の移動方向が－Ｚ方向か否かを判定する（ステップＳ２８）。たとえば、図１０の矢印Ｄ１０１に示すように、吊り荷Ｒが－Ｚ方向かつ＋Ｘ方向（戻り方向）に移動している場合（ステップＳ２８でＹＥＳ）、荷振れ制御部９０２は、ブーム起伏駆動部８０に対して指令信号を入力し、ブーム起伏用ウインチ３０を回転させることで、ブーム１６を図１０の矢印１０２のように倒伏方向に回動させる（ステップＳ２９）。なお、この動作は、吊り荷Ｒが基準線ＣＬに至る前に終了する。その後、ステップＳ２１に戻る。
　一方、ステップＳ２８において、たとえば、図１１の矢印Ｄ１１１に示すように、吊り荷Ｒが＋Ｚ方向かつ－Ｘ方向（離隔方向）に移動している場合（ステップＳ２８でＮＯ）、荷振れ制御部９０２は、ブーム起伏駆動部８０に対して指令信号を入力し、ブーム起伏用ウインチ３０を回転させることで、ブーム１６を図１１の矢印１１２のように起立方向に回動させる（ステップＳ３０）。この動作は、吊り荷Ｒが振れの最上点に至る前に終了する。その後、ステップＳ２１に戻る。
　なお、図９のステップＳ２８以後の処理において、吊り荷Ｒが－Ｚ方向に移動している場合の流れは、図１２の矢印Ｄ１２１に示すように、吊り荷Ｒが－Ｘ方向かつ－Ｚ方向（戻り方向）に向かって移動しながら基準線ＣＬに近づく場合も同様である。この場合、荷振れ制御部９０２は、ブーム起伏駆動部８０に対して指令信号を入力し、ブーム起伏用ウインチ３０を回転させることで、ブーム１６を図１２の矢印１２２のように倒伏方向に回動させる。
　同様に、図９のステップＳ２８以後の処理において、吊り荷Ｒが＋Ｚ方向に移動している場合の流れは、図１３の矢印Ｄ１３１に示すように、吊り荷Ｒが＋Ｘ方向かつ＋Ｚ方向（離隔方向）に向かって移動しながら基準線ＣＬから離れる場合も同様である。この場合、荷振れ制御部９０２は、ブーム起伏駆動部８０に対して指令信号を入力し、ブーム起伏用ウインチ３０を回転させることで、ブーム１６を図１３の矢印１３２のように起立方向に回動させる。
　一方、図９のステップＳ２７において、α≧αｓの場合（ステップＳ２７でＮＯ）、荷振れ制御部９０２は、現在の吊り荷ＲがＡＦ領域およびＡＲ領域のうちＡＲ領域に位置するか否かを判定する（ステップＳ３１）。これらの領域は、基準線ＣＬに対する吊り荷Ｒの前後方向における相対位置を表している。すなわち、上部旋回体１２（クレーン本体）の前後方向において、吊り荷Ｒが基準線ＣＬに対して前方に位置している場合（禁止状態）、吊り荷ＲがＡＦ領域に位置している（図１０、図１１）。一方、上部旋回体１２の前後方向において、吊り荷Ｒが基準線ＣＬに対して後方（上部旋回体１２に近い側）に位置している場合（許容状態）、吊り荷ＲがＡＲ領域に位置している（図１２、図１３）。なお、上部旋回体１２の前後方向とは、平面視においてブーム１６が延びる方向と平行である。
　ステップＳ３１において、吊り荷ＲがＡＲ領域に位置している場合（ステップＳ３１でＹＥＳ、図１２、図１３）、荷振れ制御部９０２は、ステップＳ２８と同様の処理を行う。すなわち、図１２の矢印Ｄ１２１に示すように、吊り荷Ｒが－Ｚ方向かつ－Ｘ方向に移動している場合（ステップＳ３２でＹＥＳ）、荷振れ制御部９０２は、ブーム起伏駆動部８０に対して指令信号を入力し、ブーム起伏用ウインチ３０を回転させることで、ブーム１６を図１２の矢印１２２のように倒伏方向に回動させる。また、ステップＳ３２において、図１３の矢印Ｄ１３１に示すように、吊り荷Ｒが＋Ｚ方向かつ＋Ｘ方向に移動している場合（ステップＳ３２でＮＯ）、荷振れ制御部９０２は、ブーム起伏駆動部８０に対して指令信号を入力し、ブーム起伏用ウインチ３０を回転させることで、ブーム１６を図１３の矢印１３２のように起立方向に回動させる。
　一方、ステップＳ３１において、吊り荷ＲがＡＦ領域に位置している場合（ステップＳ３１でＮＯ、図１０、図１１）、荷振れ制御部９０２は、ブーム１６の起伏動作を実行することなく、ブーム１６の角度を維持して、ステップＳ２１に戻る。換言すれば、荷振れ制御部９０２は、振れ止め制御を保留する。以下に、この処理の理由について、詳述する。
　ブーム１６の起伏角αが小さい状態でブーム１６が所定の角度だけ起伏すると、吊り荷Ｒの移動では主に上下方向の移動が支配的になる。一方、ブーム１６の起伏角αが大きい状態でブーム１６が所定の角度だけ起伏すると、吊り荷Ｒの移動では上下方向のみならず前後方向（水平方向）の移動を無視できなくなる。上記の処理はこの点を鑑みたものである。
　具体的に、図１０に示すように、吊り荷ＲがＡＦ領域で基準線ＣＬに向かって移動している場合にブーム１６を倒伏方向に回動させるとブーム１６の先端部は－Ｘ方向かつ－Ｚ方向に加速するが、上記のように移動している吊り荷Ｒは＋Ｘ方向かつ－Ｚ方向に加速している。この場合、吊り荷Ｒから見ると上下方向の加速度は減衰されるが、前後方向（水平方向）の加速度はブームの先端部の移動によってむしろ増大することになる。また、図１１に示すように、吊り荷ＲがＡＦ領域で基準線ＣＬから離れるように移動している場合にブーム１６を起立方向に回動させるとブーム１６の先端部は＋Ｘ方向かつ＋Ｚ方向に加速するが、上記のように移動している吊り荷Ｒは－Ｘ方向かつ＋Ｚ方向に加速している。この場合も、吊り荷Ｒから見ると上下方向の加速度は減衰されるが、前後方向の加速度はむしろ増大することになる。
　一方、図１２に示すように、吊り荷ＲがＡＲ領域で基準線ＣＬに向かって移動している場合にブーム１６を倒伏方向に回動させるとブーム１６の先端部は－Ｘ方向かつ－Ｚ方向に加速するが、上記のように移動している吊り荷Ｒも－Ｘ方向かつ－Ｚ方向に加速している。この場合、吊り荷Ｒから見ると上下方向および前後方向のいずれの方向においても加速度は減衰されることになる。同様に、図１３に示すように、吊り荷ＲがＡＲ領域で基準線ＣＬから離れるように移動している場合にブーム１６を起立方向に回動させるとブーム１６の先端部は＋Ｘ方向かつ＋Ｚ方向に加速するが、上記のように移動している吊り荷Ｒも＋Ｘ方向かつ＋Ｚ方向に加速している。この場合も、吊り荷Ｒから見ると上下方向および前後方向のいずれの方向においても加速度は減衰されることになる。
　以上のように、本実施形態では、吊り荷Ｒに加速度を与えることで、エネルギー保存則のうち運動エネルギーの加速度を減衰させて吊り荷Ｒのエネルギー総量を減少させることで制振を行っている。しかしながら、ブーム１６の起伏角αが大きい場合、吊り荷ＲがＡＦ領域に位置していると、ブーム１６の起伏動作によって吊り荷Ｒの前後方向の加速度が増大し、吊り荷Ｒのエネルギーが増えてしまう。このため、本実施形態では、ブーム１６の起伏動作は吊り荷ＲがＡＲ領域に位置している場合のみに行う。なお、先の第１実施形態において吊り荷Ｒの高さを調整する機能などは、本実施形態においても適用可能である。
　このような本実施形態においても、先の第１実施形態と同様に、吊り荷Ｒが基準線ＣＬに向かって移動している場合には吊り荷Ｒに下向きの加速度を加える一方、吊り荷Ｒが基準線ＣＬから離れるように移動している場合には吊り荷Ｒに上向きの加速度を加えるように吊り荷Ｒを昇降させることで、吊り荷Ｒの運動エネルギーを低下させ、その振れを減衰させることができる。したがって、従来のようにクレーンの旋回動作によって吊り荷Ｒの振れを減衰させる場合と比較して、限られたスペースにおいても前記振れを減衰させることができる。
　また、本実施形態では、ブーム１６の起伏動作によって吊り荷を昇降させるため、作業現場において主巻用ウインチ３４、補巻用ウインチ３６による各ロープの巻き取り、繰り出し作業に制限がある場合であっても、吊り荷Ｒの振れを減衰させることができる。一例として、現在の繰り出し量以上ロープを繰り出すと、ウインチからロープがなくなり、ウインチ上でのロープの巻き取り方向が逆転してしまうような状況では、本実施形態のようにブーム１６の起伏動作によって吊り荷を昇降させることが望ましい。
　また、本実施形態では、制御部９０は、ブーム角度計７３によって検出される起伏角αが予め設定された閾値角度αｓよりも小さい場合には、カメラ７２によって検出される吊り荷Ｒの基準線ＣＬに対する相対位置に関わらず、許容状態であると判定する。すなわち、ブーム１６の起伏角αが相対的に小さい場合には、ブーム１６が起伏しても吊り荷Ｒの振れが悪化しにくいことを利用して、基準線ＣＬに対する吊り荷Ｒの相対位置に関わらず振れ止め制御を積極的に実行することができる。
　一方、制御部９０は、ブーム角度計７３によって検出される起伏角αが閾値角度αｓよりも大きい場合には、カメラ７２によって検出される吊り荷Ｒの相対位置が基準線ＣＬよりも前方であるときに禁止状態と判定し、吊り荷Ｒの相対位置が基準線ＣＬよりも後方であるときに許容状態であると判定する。すなわち、ブーム１６の起伏角αが相対的に大きい場合には、吊り荷Ｒが基準線ＣＬの後方にある場合に限って振れ止め制御を行うことで、吊り荷Ｒの振れの増大を防止しながら前記振れを減衰させることができる。
　以上、本発明の各実施形態に係る振れ止め装置１００およびこれを備えたクレーン１０について説明した。なお、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。本発明は、例えば以下のような変形実施形態を取ることができる。
　（１）本発明に係る振れ止め装置１００が適用されるクレーンの構造は、図１に示されるクレーン１０に限定されるものではなく、他の構造を有するクレーンであってもよい。すなわち、本発明が適用されるクレーンは、ラチスマストやガントリが備えられるものや、起伏用ウインチが上部旋回体１２の上部フレーム（後側）に配置されるものでもよい。また、クレーンは、ブームの先端部にジブやストラットが装着されたものでもよい。
　（２）上記の第２実施形態では、ブーム１６の起伏角が大きい場合には吊り荷ＲがＡＲ領域に位置する場合に限って振れ止め制御を実行する態様にて説明したが、ブーム１６の起伏角αが大きい場合には、第２実施形態から第１実施形態の制御に切り換え、主巻ロープ５０（ロープ）の巻き取り、繰り出しによって吊り荷Ｒの振れを減衰させてもよい。
　（３）また、吊り荷Ｒに対して所定の加速度を加える際、制御部９０は、前述のように吊り荷Ｒの振れの周期Ｔを算出し、当該算出された周期Ｔに応じて吊り荷Ｒの昇降速度を調整するように主巻用ウインチ３４やブーム起伏用ウインチ３０に前記指令信号を入力してもよい。
　このような構成によれば、吊り荷Ｒの振れの周期Ｔに応じて昇降速度を調整することで、振れを減衰させるための所要時間を低減することができる。特に、吊り荷Ｒの振れ周期Ｔが長い場合には振れ止め制御を行う時間に余裕があるため、吊り荷Ｒに加わる加速度を大きく設定することで、吊り荷Ｒの振れの減衰を早めることができる。また、吊り荷Ｒの振れ周期Ｔが短い場合には吊り荷Ｒの加速度を小さくすることで、振れ止め制御中に吊り荷Ｒが基準線ＣＬ、または、振れにおける最上点に到達し、誤って逆向きの加速度が吊り荷Ｒに加わることを防止することができる。
　本発明の一局面に係るクレーンの振れ止め装置は、クレーンに用いられる。前記クレーンは、クレーン本体と、所定の支点から垂下され吊り荷に接続されるロープと、指令信号を受け付け当該指令信号に応じて前記ロープを介して前記吊り荷を昇降させることが可能な昇降部とを有する。前記振れ止め装置は、前記吊り荷の振れを抑える振れ止め制御を実行することが可能である。前記振れ止め装置は、制御部を有する。前記制御部は、前記吊り荷の振れ方向を判定し、前記振れ方向が前記支点を通り鉛直方向に延びる基準線に近づく戻り方向の場合は前記吊り荷に下向きの加速度が加わるように前記吊り荷を下降させるための前記指令信号を前記昇降部に入力し、前記振れ方向が前記基準線から離れる離隔方向の場合は前記吊り荷に上向きの加速度が加わるように前記吊り荷を上昇させるための前記指令信号を前記昇降部に入力する。
　本構成によれば、吊り荷が基準線に向かって移動している場合には前記吊り荷に下向きの加速度を加える一方、吊り荷が基準線から離れるように移動している場合には前記吊り荷に上向きの加速度を加えるように吊り荷を昇降させることで、吊り荷の運動エネルギーを減少させ、吊り荷の振れを減衰させることができる。したがって、従来のようにクレーンの旋回動作によって吊り荷の振れを減衰させる場合と比較して、吊り荷を水平方向に積極的に移動させることなく、限られたスペースにおいても前記振れを減衰させることができる。
　上記の構成において、前記昇降部は、前記ロープを巻き取ることで前記吊り荷を上昇させ、前記ロープを繰り出すことで前記吊り荷を下降させることが可能な吊り荷ウインチを含み、前記制御部は、前記振れ方向が前記戻り方向の場合は前記吊り荷ウインチによって前記ロープを繰り出し、前記振れ方向が前記離隔方向の場合は前記吊り荷ウインチによって前記ロープを巻き取るように、前記昇降部に対して前記指令信号を入力することが望ましい。
　本構成によれば、吊り荷ウインチによって吊り荷を昇降させるため、吊り荷に対して水平方向の移動力が作用しにくく、吊り荷に対して上下方向の加速度を効率的に加えながら吊り荷の振れを減衰させることができる。
　上記の構成において、前記クレーンは、前記支点を含み前記クレーン本体に起伏可能に支持される起伏体を更に備え、前記昇降部は、前記起伏体を起伏方向に回動させることが可能な起伏装置を含み、前記制御部は、前記振れ方向が前記戻り方向の場合は前記起伏装置によって前記起伏体を倒伏方向に回動させ、前記振れ方向が前記離隔方向の場合は前記起伏装置によって前記起伏体を起立方向に回動させるように、前記昇降部に対して前記指令信号を入力することが望ましい。
　本構成によれば、起伏体の起伏動作によって吊り荷を昇降させるため、作業現場において吊り荷ウインチによるロープの巻き取り、繰り出し作業に制限がある場合であっても、吊り荷の振れを減衰させることができる。
　上記の構成において、前記起伏体の起伏角を検出することが可能な起伏角検出部と、前記クレーン本体の前後方向における前記吊り荷の前記基準線に対する相対位置を検出することが可能な吊り荷位置検出部と、を更に備え、前記制御部は、前記起伏角検出部によって検出される前記起伏角が予め設定された閾値よりも大きい場合であって、前記吊り荷位置検出部によって検出される前記吊り荷の相対位置が前記基準線よりも後方であるときは前記昇降部に対して前記指令信号を入力する一方、前記吊り荷の前記相対位置が前記基準線よりも前方であるときは前記昇降部に対する前記指令信号の入力を保留することが望ましい。
　本構成によれば、起伏体の起伏角が相対的に大きい場合には、吊り荷が基準線の後方に位置する場合に限って振れ止め制御を行うことで、振れの増大を防止しながら前記振れを減衰させることができる。
　上記の構成において、前記制御部は、前記起伏角検出部によって検出される前記起伏角が前記閾値よりも小さい場合は、前記吊り荷位置検出部によって検出される前記吊り荷の相対位置に関わらず前記昇降部に対して前記指令信号を入力することが望ましい。
　本構成によれば、起伏体の起伏角が相対的に小さい場合には起伏体の起伏動作によって吊り荷の振れが悪化しにくいことを利用して、基準線に対する吊り荷の相対位置に関わらず振れ止め制御を積極的に実行することができる。
　上記の構成において、前記吊り荷が前記基準線上に静止した場合における、地面に対する前記吊り荷の高さを検出することが可能な吊り荷高さ検出部を更に備え、前記制御部は、前記吊り荷高さ検出部によって検出される前記吊り荷の高さが前記振れ止め制御を実行する前の前記吊り荷の高さである初期高さよりも低くなることを阻止するように前記昇降部に前記指令信号を入力することが望ましい。
　本構成によれば、振れ止め制御を実行する際に吊り荷の下方に障害物がある場合でも、吊り荷と前記障害物とが接触することを防止することができる。
　上記の構成において、前記制御部は、前記吊り荷の振れが予め設定された許容範囲に含まれかつ前記吊り荷の高さが前記初期高さと異なる場合、前記吊り荷の高さが前記初期高さに戻るように前記昇降部に前記指令信号を入力することが望ましい。
　本構成によれば、吊り荷の振れを減衰させた上で前記吊り荷を初期高さに戻すことができるため、速やかに次の作業に移行することができる。
　上記の構成において、前記制御部は、前記吊り荷の振れの周期を算出し、当該算出された周期に応じて前記吊り荷に加える加速度の大きさを調整するように前記昇降部に前記指令信号を入力することが望ましい。
　本構成によれば、吊り荷の振れの周期に応じて吊り荷に加える加速度を調整することで、振れを減衰させるための所要時間を短くすることができる。特に、吊り荷の振れ周期が長い場合には振れ止め制御を行う時間に余裕があるため、吊り荷に加える加速度を大きく設定することで、吊り荷の振れの減衰を早めることができる。また、吊り荷の振れ周期が短い場合には吊り荷に加える加速度を小さくすることで、振れ止め制御中に吊り荷が基準線、または、振れにおける最上点に到達し、誤って逆向きの加速度が吊り荷に加わることを防止することができる。
　また、本発明によって提供されるのは、クレーンである。当該クレーンは、クレーン本体と、所定の支点から垂下され吊り荷に接続されるロープと、指令信号を受け付け当該指令信号に応じて前記吊り荷を昇降させることが可能な昇降部と、前記吊り荷の振れを抑える振れ止め制御を実行することが可能な上記に記載のクレーンの振れ止め装置と、を備える。
　本構成によれば、従来のようにクレーンの旋回動作によって吊り荷の振れを減衰させる場合と比較して、吊り荷を水平方向に積極的に移動させることなく、限られたスペースにおいても前記振れを減衰させることができる。
　本発明によれば、吊り荷を水平方向に積極的に移動させることなく吊り荷の振れを減衰させることが可能なクレーンの振れ止め装置およびクレーンが提供される。
 

Claims (9)

  1. 　クレーン本体と、所定の支点から垂下され吊り荷に接続されるロープと、指令信号を受け付け当該指令信号に応じて前記ロープを介して前記吊り荷を昇降させることが可能な昇降部とを有するクレーンに用いられ、前記吊り荷の振れを抑える振れ止め制御を実行することが可能なクレーンの振れ止め装置であって、
    　前記吊り荷の振れ方向を判定し、前記振れ方向が前記支点を通り鉛直方向に延びる基準線に近づく戻り方向の場合は前記吊り荷に下向きの加速度が加わるように前記吊り荷を下降させるための前記指令信号を前記昇降部に入力し、前記振れ方向が前記基準線から離れる離隔方向の場合は前記吊り荷に上向きの加速度が加わるように前記吊り荷を上昇させるための前記指令信号を前記昇降部に入力する制御部を備える、クレーンの振れ止め装置。
  2. 　請求項１に記載のクレーンの振れ止め装置であって、
    　前記昇降部は、前記ロープを巻き取ることで前記吊り荷を上昇させ、前記ロープを繰り出すことで前記吊り荷を下降させることが可能な吊り荷ウインチを含み、
    　前記制御部は、前記振れ方向が前記戻り方向の場合は前記吊り荷ウインチによって前記ロープを繰り出し、前記振れ方向が前記離隔方向の場合は前記吊り荷ウインチによって前記ロープを巻き取るように、前記昇降部に対して前記指令信号を入力する、クレーンの振れ止め装置。
  3. 　請求項１に記載のクレーンの振れ止め装置であって、
    　前記クレーンは、前記支点を含み前記クレーン本体に起伏可能に支持される起伏体を更に備え、
    　前記昇降部は、前記起伏体を起伏方向に回動させることが可能な起伏装置を含み、
    　前記制御部は、前記振れ方向が前記戻り方向の場合は前記起伏装置によって前記起伏体を倒伏方向に回動させ、前記振れ方向が前記離隔方向の場合は前記起伏装置によって前記起伏体を起立方向に回動させるように、前記昇降部に対して前記指令信号を入力する、クレーンの振れ止め装置。
  4. 　請求項３に記載のクレーンの振れ止め装置であって、
    　前記起伏体の起伏角を検出することが可能な起伏角検出部と、
    　前記クレーン本体の前後方向における前記吊り荷の前記基準線に対する相対位置を検出することが可能な吊り荷位置検出部と、
    　を更に備え、
    　前記制御部は、前記起伏角検出部によって検出される前記起伏角が予め設定された閾値よりも大きい場合であって、前記吊り荷位置検出部によって検出される前記吊り荷の相対位置が前記基準線よりも後方であるときは前記昇降部に対して前記指令信号を入力する一方、前記吊り荷の前記相対位置が前記基準線よりも前方であるときは前記昇降部に対する前記指令信号の入力を保留する、クレーンの振れ止め装置。
  5. 　請求項４に記載のクレーンの振れ止め装置であって、
    　前記制御部は、前記起伏角検出部によって検出される前記起伏角が前記閾値よりも小さい場合は、前記吊り荷位置検出部によって検出される前記吊り荷の相対位置に関わらず前記昇降部に対して前記指令信号を入力する、クレーンの振れ止め装置。
  6. 　請求項１乃至５の何れか１項に記載のクレーンの振れ止め装置であって、
    　前記吊り荷が前記基準線上に静止した場合における、地面に対する前記吊り荷の高さを検出することが可能な吊り荷高さ検出部を更に備え、
    　前記制御部は、前記吊り荷高さ検出部によって検出される前記吊り荷の高さが前記振れ止め制御を実行する前の前記吊り荷の高さである初期高さよりも低くなることを阻止するように前記昇降部に前記指令信号を入力する、クレーンの振れ止め装置。
  7. 　請求項６に記載のクレーンの振れ止め装置であって、
    　前記制御部は、前記吊り荷の振れが予め設定された許容範囲に含まれかつ前記吊り荷の高さが前記初期高さと異なる場合に、前記吊り荷の高さが前記初期高さに戻るように前記昇降部に前記指令信号を入力する、クレーンの振れ止め装置。
  8. 　請求項１乃至７の何れか１項に記載のクレーンの振れ止め装置であって、
    　前記制御部は、前記吊り荷の振れの周期を算出し、当該算出された周期に応じて前記吊り荷に加える加速度の大きさを調整するように前記昇降部に前記指令信号を入力する、クレーンの振れ止め装置。
  9. 　クレーンであって、
    　クレーン本体と、
    　所定の支点から垂下され吊り荷に接続されるロープと、
    　指令信号を受け付け当該指令信号に応じて前記吊り荷を昇降させることが可能な昇降部と、
    　前記吊り荷の振れを抑える振れ止め制御を実行することが可能な請求項１乃至８の何れか１項に記載のクレーンの振れ止め装置と、
    　を備える、クレーン。

     
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