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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5986303
(24)【登録日】2016年8月12日
(45)【発行日】2016年9月6日
(54)【発明の名称】クレーン及び関連する操作方法
(51)【国際特許分類】
B66C 15/00 20060101AFI20160823BHJP
B66C 13/00 20060101ALI20160823BHJP
B66C 13/46 20060101ALI20160823BHJP
【ＦＩ】
B66C15/00 E
B66C13/00 D
B66C13/46 F
【請求項の数】18
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2015-515535(P2015-515535)
(86)(22)【出願日】2013年6月7日
(65)【公表番号】特表2015-522495(P2015-522495A)
(43)【公表日】2015年8月6日
(86)【国際出願番号】EP2013061788
(87)【国際公開番号】WO2013182676
(87)【国際公開日】20131212
【審査請求日】2015年2月2日
(31)【優先権主張番号】1210058.2
(32)【優先日】2012年6月7日
(33)【優先権主張国】GB
(31)【優先権主張番号】1210057.4
(32)【優先日】2012年6月7日
(33)【優先権主張国】GB
(73)【特許権者】
【識別番号】513208973
【氏名又は名称】ジャガー・ランド・ローバー・リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＪＡＧＵＡＲ ＬＡＮＤ ＲＯＶＥＲ ＬＩＭＩＴＥＤ
(74)【代理人】
【識別番号】110000523
【氏名又は名称】アクシス国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】ナイル・フォード
(72)【発明者】
【氏名】アンディ・コンロン
(72)【発明者】
【氏名】ダニエル・サッチャー
【審査官】
大野 明良
(56)【参考文献】
【文献】
特開平０３−２０５２９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００５−１４５５９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０５−０３８６５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００８−２６５９８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開昭６０−１５３３９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０００−１９１２７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平１０−１６７６６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
実開昭６１−１１６６９６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】
特開昭６０−０５６７９７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ６６Ｃ １／００−２３／９４
Ｂ６６Ｄ １／５４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
クレーンであって、
吊上げ操作を実施するホイスト、
前記クレーンの操作を制御するコントローラ、
安全エリア内の人間の存在を検出する少なくとも一つのセンサ、
を含み、
前記コントローラが、前記少なくとも一つのセンサが前記安全エリア内に人を検出した場合は前記ホイストの吊上げ操作を防止し、且つ、前記ホイストの降下操作を可能にする構成を有するクレーン。
吊上げ操作を実施するホイスト、
前記クレーンの操作を制御するコントローラ、
安全エリア内の人間の存在を検出する少なくとも一つのセンサ、
を含み、
前記コントローラが、前記少なくとも一つのセンサが前記安全エリア内に人を検出した場合は前記ホイストの吊上げ操作を防止し、且つ、前記ホイストの降下操作を可能にする構成を有するクレーン。
【請求項2】
前記少なくとも一つのセンサがカメラである請求項１に記載のクレーン。
【請求項3】
前記カメラが熱探知カメラである請求項２に記載のクレーン。
【請求項4】
前記少なくとも一つのセンサが動作検出センサである請求項１に記載のクレーン。
【請求項5】
前記コントローラが、前記ホイストの操作速度を低下させること、あるいは前記ホイストの操作を停止させることにより前記吊上げ操作を防止する構成を更に有する請求項１〜３の何れかに記載のクレーン。
【請求項6】
前記ホイストが少なくとも一つの横方向に可動であり、前記コントローラが、前記少なくとも一つのセンサが前記安全エリア内に人を検出した場合は前記ホイストの横方向移動を防止する構成を有する請求項１〜５の何れかに記載のクレーン。
【請求項7】
前記コントローラが、前記ホイストの移動速度を低下させること、あるいは、前記ホイストの横方向増分移動のみを許可することにより、前記ホイストの横方向移動を防止する構成を有する請求項６に記載のクレーン。
【請求項8】
印加負荷計測用の負荷センサを更に含む請求項１〜７の何れかに記載のクレーン。
【請求項9】
前記コントローラが、初期吊上げ操作検出後の所定時間に渡り、アクティブな吊上げ操作を防止する構成を有する請求項８に記載のクレーン。
【請求項10】
前記コントローラが、前記ホイストの操作を停止することにより前記ホイストの吊上げ操作を防止する構成を有する請求項９に記載のクレーン。
【請求項11】
クレーンの操作状況を表示するディスプレイを更に有する請求項１〜１０の何れかに記載のクレーン。
【請求項12】
前記ディスプレイが、前記少なくとも一つのセンサが前記安全エリア内に人を検出した場合に表示される少なくとも一つの第１インジケータを含む請求項１１に記載のクレーン。
【請求項13】
前記ディスプレイが、前記安全エリア内に検出された人を識別する構成を有する請求項１１又は１２に記載のクレーン。
【請求項14】
前記ディスプレイがクレーン上に搭載される請求項１１〜１３の何れかに記載のクレーン。
【請求項15】
負荷への連結用に前記ホイストに装着されるカップリングの高さを監視する高さセンサを更に含む請求項１〜１４の何れかに記載のクレーン。
【請求項16】
前記コントローラが、前記高さセンサにより前記カップリングが所定操作高さ以下であることが検出された場合にクレーンの横方向移動を防止する構成を有する請求項１５に記載のクレーン。
【請求項17】
吊上げ操作を実施するホイスト及び、安全エリア内の人を検出する少なくとも一つのセンサ、を含むクレーンの操作方法であって、
前記少なくとも一つのセンサが前記安全エリア内に人を検出した場合は前記ホイストの吊上げ操作を防止し、且つ、前記ホイストの降下操作を可能とするステップを含む方法。
前記少なくとも一つのセンサが前記安全エリア内に人を検出した場合は前記ホイストの吊上げ操作を防止し、且つ、前記ホイストの降下操作を可能とするステップを含む方法。
【請求項18】
請求項１７に記載の方法を実施するためのクレーン制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、クレーン、クレーン制御システム、及びクレーン操作方法に関する。
【背景技術】
【0002】
図１に例示するタイプのガントリークレーン１を使用して負荷を製造プラントに移送することはよく知られている。ガントリークレーン１は例えば、シートメタルプレス加工設備内で車両のボディパネルをプレス加工する装置のダイ３を移送するために使用される。クレーン１は専任クレーンオペレータと、一人又は一人超のスリングオペレータとにより操作される。クレーン１は長手方向Ｘに可動のブリッジ９を含む。ホイスト１３を格納するクラブユニット１１がブリッジ９上に可動状態で搭載され、横断方向Ｙに走行可能である。矩形のリフトフレーム１５がホイスト１３で支持され、４本のスリング１７ａ−１７ｄがリフトフレーム１５に恒久的に連結される。４本のスリング１７ａ−１７ｄの各々はその自由端（即ち、リフトフレーム１５から遠い側の端部位置）位置にカップリングを有し、前記カップリングは、プレス工具あるいはダイ３等の負荷上の各固定ポイント１９ａ−１９ｄに装着され、且つ、ロックピンで固定される。ホイスト１３を操作してリフトフレーム１５を上下させるとダイ３が上下する。ダイ３は、このダイ３を一旦吊上げてからブリッジ９及び又はクラブユニット１１を走行させて移送する。
【0003】
取扱う負荷から見て、ダイ３をダイベッドの前後に移送するのは危険であり得る。リフトフレーム１５がダイベッド内を移動する時、スリング１７ａ−１７ｄの一本が静止物体（ダイ３等の）にぶつかり、この静止物体をずらす恐れがある。初期吊上げ操作をホイスト１３で行う場合、吊上げるべきダイ３にスリング１７ａ−１７ｄの一本がぶつかり、自由動作を生じさせ得る。更にダイ３は、初期吊上げ時にバランスを崩し、センタリングに先立つ初期偏倚または揺動を生じ得る。ダイ３はその移動時に静止物体あるいは別のダイ３と衝突し得る。これらは潜在的危険性を含むシナリオであり、クレーンやスリングのオペレータは相当注意を払う必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
解決しようとする課題は、従来システムに係わる問題の少なくとも幾つかを改善あるいは解決する事である。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の各様相によれば、クレーン、クレーン用の制御システム、及びクレーン操作方法が提供される。
【0006】
本発明の他の様相によれば、クレーンであって、吊上げ操作を実施するホイスト、
前記クレーンの操作を制御するコントローラ、
安全エリア内の人を検出する少なくとも一つのセンサ、
を含み、
前記コントローラが、前記少なくとも一つのセンサが前記安全エリア内に人を検出した場合は前記ホイストの吊上げ操作を防止し、且つ、ホイストの降下操作を可能にする構成を有するクレーンが提供される。
前記安全エリア内に人が検出された場合にクレーン操作を防止することで、クレーンの安全操作が保証される。本発明の実施形態に従うクレーンは、クレーン操作時に定義された安全エリア内に人が進入しないことが保証されることで、安全操作手順を促進し得る。安全エリアは、例えば、クレーンの担持する負荷の周囲に定義され得る。
【0007】
少なくとも一つのセンサはカメラを含み得る。カメラは光学カメラであり得る。形状認識プロセッサを用いてビデオ画像内の人の存否を検出できる。あるいは、カメラは、安全エリアに進入する人の体温を検出するために好適な熱探知カメラであり得る。あるいは、少なくとも一つのセンサは動作検出センサであり得る。例えば負荷周囲にブラインドスポットが生じないよう、一つ以上のカメラを設け得る。
【0008】
コントローラは、前記少なくとも一つのセンサが前記安全エリア内に人を検出した場合は前記ホイストによる吊上げ操作の実施を防止する構成を有し得る。コントローラは、ホイストの操作速度を低下させること、あるいはホイストの操作を停止することにより、吊上げ操作を防止する構成を有し得る。
【0009】
安全エリア内に人の不在が保証されることは、ホイストによる負荷の初期吊上げ時において特に重要である（ここでは初期吊上げ操作と称する）。ホイストが負荷の重心からオフセットしている場合、初期吊上げ操作中の荷揺れが誘起される。コントローラは、初期吊上げ操作中に安全エリア内に人が検出された場合は吊上げ操作を停止させる構成を有し得る。
【0010】
ホイストは少なくとも一つの横方向に可動であり得る。ホイストは例えば、第１及び第２の横方向（東／西方向）に移動し得るクラブユニット上に搭載され得る。クラブユニットは、第３及び第４の横方向（南／北方向）に移動可能なブリッジ上に搭載され得る。コントローラは、センサにより安全エリア内に人が検出された場合はホイストの横方向移動を防止する構成を有し得る。コントローラは、ホイストの、一つ又は一つ超の方向における移動速度を低下させることでホイストの横方向移動を防止する構成を有し得る。あるいはコントローラは、ホイストの横方向増分移動のみを許可することでホイストの横方向移動を防止する構成を有し得る。
【0011】
印加負荷を計測する負荷センサを設け得る。負荷センサは印加負荷を監視し、かくして初期吊上げ操作の実行時を決定し得る。初期吊上げ操作は代表的には、地面に関して予め定義された高さ位置で実施される。例えば、ホイストに装着したカップリングが、初期吊上げ操作の開始時は定義された高さ範囲内にある。カップリング高さを決定できるホイスト位置を計測するエンコーダを設け得る。コントローラは、前記計測した高さを参照して初期吊上げ操作の実行時を決定し得る。
【0012】
コントローラは、初期吊上げ操作検出後の定義された時間に渡り、アクティブな吊上げ操作を防止する構成を有し得る。コントローラは、ホイストの操作を停止させることでホイストの吊上げ操作を防止する構成を有し得る。ホイスト吊上げ操作は、ホイストの操作速度を低下させることにより、あるいはホイスト操作を停止させることにより防止され得る。
【0013】
クレーンは、前記クレーンの操作状態を表示するディスプレイを更に含み得る。ディスプレイは、前記少なくとも一つのセンサが前記安全エリア内に人を検出した場合に表示する少なくとも第１インジケータを含み得る。少なくとも一つの前記第１インジケータはランプあるいはその他の可視ディスプレイ手段であり得る。
【0014】
クレーンに関する一つ又は一つ超の安全制御ユニット位置をトラッキングするトラッキングシステムを開始させ得る。安全制御ユニットはその使用時はスリングオペレータ人員が担持し得る。トラッキングシステムは測距法あるいは三角測量法を用いて安全エリア内の安全制御ユニットを（且つ、間接的に人を）識別し得る。ディスプレイは、前記安全エリア内に検出した人を識別する構成を有し得る。ディスプレイは、クレーンの、例えばブリッジ上でクレーン上に搭載され得る。少なくとも好ましい構成において、クレーンの近くの各作業員はディスプレイを見ることができる。
【0015】
本発明の更に他の様相によれば、吊上げ操作を実施するホイスト、安全エリア内の人の存在を検出する少なくとも一つのセンサ、を含むクレーンの操作方法であって、前記少なくとも一つのセンサにより前記安全エリア内に人が検出された場合は前記ホイストの吊上げ操作を防止し、且つ、前記ホイストの降下操作を可能とするステップを含む方法が提供される。
本方法は、初期吊上げ操作を識別するステップを含み得る。本方法は、初期吊上げ操作検出後の定義された時間に渡りホイストの吊上げ操作を停止させるステップを含み得る。本方法は、印加負荷を計測するステップ及び又はホイストに装着したカップリングの操作高さを計測するステップを含み得る。
【0016】
本方法は、安全エリア内に検出された人を識別するステップを更に含み得る。人は、前記人に関する携帯式安全ユニットの位置を決定することにより識別され得る。本発明によれば、ここに記載される方法を実施するクレーン制御システムが提供される。
【0017】
本発明によれば、ここに説明する方法の一つ又は一つ超を実施する構成を有するクレーン制御システムも提供される。クレーン制御システムは機械的に実施され得る。本発明の更に他の様相によれば、コンピュータシステムであって、
プログラム可能な回路、ここに記載する方法の一つ又は一つ超を実施するべく前記プログラム可能な回路をプログラムする少なくとも一つのコンピュータ読み取り自在のメディア上にエンコードされたソフトウェア、を含むコンピュータシステムが提供される。
【0018】
本発明の更に他の様相によれば、コンピュータにより実行されると、ここに記載される単数あるいは複数の方法の全ステップをコンピュータに実行させるコンピュータ読み取り自在の指令を有するコンピュータ読み取り自在の一つ又は一つ超のメディアが提供される。
【0019】
本発明の範囲内で、前述した種々の様相、実施形態、例、及び別態様を単独で、あるいは任意組み合わせにおいて実施し得るものとする。例えば、ある実施形態を参照する特徴を、それら特徴が互換性を有する限りにおいてすべての実施形態に対して適用可能である。
【発明の効果】
【0020】
従来システムに係わる問題の少なくとも幾つかを改善あるいは解決するクレーン及び操作の関連方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【発明を実施するための形態】
【0022】
本発明は製造プラント内でクレーンを操作する制御システムに関する。本発明を、装置のダイ１０３等の負荷をシートメタルプレス加工設備、例えば自動車製造プラント内で移送する電動式天井走行クレーン（ＥＯＴ）を参照して説明する。例えば、各ダイ１０３は３〜４メートルトンのものであり得る。クレーン１０１はクレーンオペレータ及び一人又は一人超のスリングオペレータにより制御される。
【0023】
図２に示すように、クレーン１０１は長手方向Ｘ（南北）に可動のブリッジ１０９を含む。ホイスト１１３を格納するクラブユニット１１１がブリッジ１０９上に可動状態で搭載され、且つ、横断方向Ｙ（東西）に移動可能である。ブリッジ１０９は３つの操作速度を有し、クラブユニット１１１は２つの操作速度を有する。ホイスト１１３は吊上げ及び降下の各操作を実施する３つの速度を有する。
【0024】
矩形のリフトフレーム１１５がホイスト１１３により支持され、４本のスリング１１７ａ〜１１７ｄがリフトフレーム１１５の角部に恒久的に連結される。各スリング１１７ａ〜１１７ｄには、ダイ１０３上の各固定ポイント１１９ａ〜１１９ｄへの装着用のフック（図示せず）がその遠端位置に固定装着される。ホイスト１１３を上下に操作するとリフトフレーム１１５がダイ１０３を上下させる。ダイ１０３は、このダイ１０３を一旦吊上げてブリッジ１０９及び又はクラブユニット１１１を走行させて移送される。クレーンオペレータは、可視ディスプレイユニット１２３を組み込んだ無線遠隔制御ユニット１２１を用いてクレーン１０１を制御する。遠隔制御ユニット１２１が、ブリッジ１０９上に搭載した中央制御ユニット１２５と無線通信する。
【0025】
ダイ１０３を包囲する、図３に示す作業ゾーン１２９を監視する赤外線熱探知カメラ１２７がクラブユニット１１１上に設けられる。クラブユニット１１１上には、作業ゾーン１２９を平面図で示すビデオストリームを生成する第１可視カメラ１３１も設けられる。作業ゾーン１２９の別の画像を提供する第２及び第３のビデオカメラ１３３、１３５がブリッジ１０９の各端部に搭載される。ビデオカメラ１３１、１３３、１３５はそのビデオデータを中央制御ユニット１２５に出力する。
【0026】
中央制御ユニット１２５は、ビデオデータ転送用の無線トランスミッタ及びアンテナ１３７に接続される。転送されたビデオデータは、第１ビデオカメラ１３１からのビデオデータを可視ディスプレイユニット１２３上に表示させる遠隔制御ユニット１２１により受けられる。遠隔制御ユニット１２１は、クレーンオペレータが各可視カメラ１３１、１３３、１３５からのビデオデータ出力を選択して可視ディスプレイユニット１２３上に表示させ得るようにする構成を随意的に有し得る。遠隔無線レシーバ１３９は転送されたビデオデータをも受け、このデータが、サイトネットワーク１４３に連結した記憶装置１４１上に記憶される。ビデオデータは、例えば、参照ライブラリを提供する経過期間、例えば３０日間記憶され得る。
【0027】
作業ゾーン１２９は、同中心状態で配置した内側安全エリア１４５及び外側安全エリア１４７を含む。ここに記載する如く、中央制御ユニット１２５は内側安全エリア１４５及び外側安全エリア１４７内におけるオペレータ（あるいはその他人）の存否に依存してクレーン１０１の制御を変更する。ビデオカメラ１３１、１３３、１３５の一つ又は一つ超からのビデオデータが、オペレータの存否を検出するために使用され得るが付随物移動により高レベルの背景ノイズが生じ得る。従って、本実施形態では熱探知カメラ１２７を用いてオペレータの存否を検出する。
【0028】
図３及び図４に示す如く、熱探知カメラ１２７は垂直下方に向けられ、ダイ３の周囲領域の熱画像を生成する。内側安全エリア１４５は、ダイ１０３を包囲する領域、代表的にはダイ３の外縁部から一つのダイ幅分を越えた包囲領域として定義される。外側安全エリア１４７は、内側安全エリアをさらに一つのダイ幅分を越えた領域に相当する。別の使用例では内外の各安全エリア１４５、１４７の大きさは変化し得る。ダイ１０３の周囲部は、予め定義され得、あるいは、例えば第１可視カメラ１３１からのビデオデータを用いて動的に決定し得る。
【0029】
外側安全エリア１４７にオペレータの存在が検出されると、例えばライトを点灯してクレーンオペレータに知らせる。そのようなライトの一例が図８に示される。オペレータが内側安全エリア１４５に入ると、中央制御ユニット１２５はブリッジ１０９及びクラブユニット１１１の横方向移動を無効化あるいは防止し得る。ホイスト１１３の降下操作は可能であるが吊上げ操作は無効化される。吊上げ操作を無効化することで、ホイスト１１３が負荷を吊上げないことが保証され、かくして、ダイ１０３付近に人が存在する場合の荷揺れが低減される。
【0030】
中央制御ユニット１２５は、ここに記載するように、熱探知カメラ１２７の出力に応答して単独で、あるいは回転エンコーダ、及びまたは、負荷センサとの組み合わせに於いて作動可能である。中央制御ユニット１２５は、例えば熱探知カメラ１２７が内側安全エリア１４５内にオペレータを検出すると、負荷センサが負荷を検出した場合のみクレーン１０１の横方向走行、及びまたは、ホイスト１１３の操作を無効化あるいは防止する構成を有し得る。この構成ではオペレータは、内側安全エリア１４５内でリフトフレーム１１５をダイ１０３装着位置内に案内できる。クレーン１０１の操作は、クレーン１０１に初期印加負荷があった場合、且つ、内側安全エリア１４５内にオペレータが検出された場合のみ、無効化あるいは防止される。図５には、検出されたパラメータに応答してクレーン１０１の操作モードを表す真理表が示される。以下に、本発明に従うクレーンで実行される安全制御システムを説明する。
【0031】
参照高さ（Ｈ１）：スリング１１７ａ〜１１７ｄ上に搭載したフック高さに基づいてホイスト移動位置を監視する回転エンコーダ（図示せず）がホイスト１１３に設けられる。参照高さＨ１（図３に示す）はクレーン１０１の操作制御用に定義される。本実施形態では参照高さＨ１は、ダイ１０３のスタック上に隙間を提供させるべく、ダイ１０３の二つのスタックの高さに１メートルを加えた高さとして設定する。参照高さＨ１は、クレーン１０１をその内部で操作する特定のダイベッド、あるいはダイベッド列に対して較正可能である。参照高さＨ１は例えば、クレーン１０１が覆うダイベッドに依存して、特定クレーン１０１用に設定し得る。多数のダイ１０３のスタック（例えばダイ１０３の二つあるいは三つのスタック）を含むダイベッドを覆うクレーン１０１用の参照高さＨ１は、ダイ１０３の単独スタックを含むダイベッドを覆うクレーン１０１用の参照高さＨ１より恐らく高くなる。
【0032】
フックが参照高さＨ１より上の位置にある場合、クレーン１０１は従来様式で作働され、ブリッジ１０９あるいはクラブユニット１１１の横方向移動は制限されない。しかし、回転エンコーダがフック位置が参照高さＨ１より下であると判定すると、ブリッジ１０９及びクラブユニット１１１の横方向移動は共に防止される。詳しくは、中央制御ユニット１２５が、クレーンオペレータによる遠隔制御ユニット１２１への各入力に応答してブリッジ１０９及びクラブユニット１１１を所定増分距離移動させる移動制限あるいは防止モード（“クリープ”モードとも称する）を実行する。かくして、ブリッジ１０９及びクラブユニット１１１は遠隔制御ユニット１２１における各制御の都度、所定距離、例えば、１秒パルス分前進移動する。移動防止モード実行時はホイスト１１３の吊上げ及び降下操作は影響を受けない。中央制御ユニット１２５は、前記増分移動を実行させるのではなく寧ろ、移動防止モード実行時にブリッジ１０９及びクラブユニット１１１の移動速度を低下させ得る。
【0033】
移動防止モードの実行により、フックが参照高さＨ１以下である場合の荷揺れ及びリフトフレーム１１５の横方向移動が緩和される。クレーンオペレータは、参照高さＨ１より高い位置でダイ１０３の真上にリフトフレーム１１５を配置できる。ついでリフトフレーム１１５をホイスト１１３により参照高さＨ１より低い位置に降下させ、横方向に少量正確に移動させてリフトフレーム１１５及びフックをダイ１０３に関して位置決めできる。その後クレーンオペレータは、リフトフレーム１１５及びダイ１０３が横方向移動を生じる前に、これらリフトフレーム１１５及びダイ１０３を参照高さＨ１より高く垂直方向上方に吊上げさせ得る。フックがその横方向移動中に参照高さＨ１より上方に維持されるため、フックの一つが不注意によりダイ１０３に衝突させる恐れが低下する。
【0034】
更に、フック位置が参照高さＨ１より高くなるまでダイ１０３の横方向移動が防止されるため、ダイ１０３がその移動中に静止物体と衝突する恐れが低下する。参照高さＨ１には、ダイ１０３の２つのスタックの高さの上方に追加された１ｍ分間隙が含まれるため、支持されるダイ１０３はダイベッド内のその他のダイ１０３より上方にある。
【0035】
負荷センサ：ホイスト１１３位置の印加負荷を計測し、負荷データ信号を中央制御ユニット１２５に出力する負荷センサ（図示せず）が設けられる。ホイスト１１３位置における検出負荷の増大は、代表的には、クレーン１０１による負荷の初期吊上げ及び吊下時の初期印加負荷に相当する。中央制御ユニット１２５は、オーバーシュート計測値を破棄し、定常状態時の負荷センサ信号のサンプリングに依存する較正を有し得る。初期印加負荷中、負荷センサは、やがて安定状態に落ち着く初期オーバーシュートを含む負荷増大を検出し得る。中央制御ユニット１２５は、検出した負荷が初期印加負荷後の実質的安定状態から増大した場合は衝突事象の発生と判定してクレーン１０１の操作を防止する。
【0036】
中央制御ユニット１２５は、クレーン１０１の操作状態をチェックして、検出負荷の適否を判定する構成を有し得る。中央制御ユニット１２５は、新規負荷が付加されたと誤判断する恐れを低下させるためのフィルタを適用、あるいは記憶閾値との比較を実施し得る。本実施形態では閾値負荷５００ｋｇを用いて新規負荷の印加か否かを判定する。中央制御ユニット１２５が不正負荷の付加と判定すると安全プロトコルが開始される。安全プロトコル適用が要求される代表的シナリオ例を以下に略記する。
【0037】
リフトフレーム１１５の横方向移動時に、相当する吊上げ操作無しで印加負荷が増大する場合は恐らくフックが静止ダイ１０３に衝突したことを表す。これは、付加された力でダイ１０３がずれる恐れがあることから危険である。従って、仮に、ホイスト１１３位置における印加負荷増大検出時にリフトフレーム１１５が横方向移動中であれば、中央制御ユニット１２５はクレーン１０１の走行を停止させる。これは、ホイストが、例えば参照高さＨ１より上方を移動する場合は特に重要である。中央制御ユニット１２５は、印加負荷検出時にフックが参照高さＨ１より上方にある場合のみ、クレーン１０１の走行を停止させる構成を有し得る。
【0038】
ダイ１０３の初期吊上げ時には、リフトフレーム１１５がダイ１０３の中心からずれることによる荷揺れリスクがある。スリングオペレータは、その予防策として初期吊上げ時にはダイ１０３から離れるべきである。中央制御ユニット１２５は、初期吊上げシナリオを危険載荷状態（ＬＯＵＳ）として分類し、熱探知カメラ１２７で内側安全エリア１４５内のスリングオペレータの存否をチェックする。中央制御ユニット１２５は、負荷センサが定義された閾値を上回る印加負荷増大を検出すると、内側安全エリア１４５内にスリングオペレータがいる場合はホイスト１１３の吊上げ操作を防止する。熱探知カメラ１２７により内側安全エリア１４５内にスリングオペレータが検出される間、ダイ１０３の初期吊上げは実施できない。内側安全エリア１４５内に人がいない場合のみ、ホイスト１１３の初期吊上げ操作を実施できる。
【0039】
荷揺れは、ダイ１０３の重心がリフトフレーム１１５の真下に来ると収まり、この時点でダイ１０３は安全に吊上げ可能となる。荷揺れは初期吊上げ後５秒で収まると考えられる。荷揺れ時間はウィンチ１１３と負荷の重心との間の距離に依存する。従って、荷揺れ時間はダイ１０３上方におけるブリッジ１０９の高さに依存して変化し得る。従って、中央制御ユニット１２５は、負荷センサによる印加負荷増大検出から５秒の所定時間経過後にダイ１０３を安全載荷状態（ＬＯＳ）として分類する。初期吊上げ後、熱探知カメラ１２７が内側安全エリア１４５内へのスリングオペレータ進入を判定すると、ホイスト１１３の操作は前記時間経過後に許容される。図６には、負荷センサの検出する印加負荷を参照する負荷のＬＯＵＳあるいはＬＯＳの分類がチャートＢを参照して例示される。チャートＢは、スリング１７ａ〜１７ｄに連結したフックが参照高さＨ１以下にあるとして作成されたものである。
【0040】
負荷センサはクレーン１０１への最大印加負荷を制限するためにも使用できる。負荷センサが定義閾値以上、例えば４０メートルトンの負荷を検出すると、中央制御ユニット１２５はホイスト１１３の操作を防止し、且つ、随意的には負荷の幾分かを解放させ得る。クレーン１０１が、ボルスタにボルト止めされたダイ１０３を吊上げるべく操作された場合、中央制御ユニット１２５はホイスト１１３を停止させてダイ１０３あるいはクレーン１０１の損傷を防止させ得る。
【0041】
ペンダント制御先に概説したように、クレーンオペレータにはクレーン１０１の操作を制御する遠隔制御ユニット１２１が提供される。遠隔制御ユニット１２１は、クレーン１０１を操作するために起動すべきバネ偏倚作動式のスイッチ（図示せず）を備える。遠隔制御ユニット１２１には、クレーン１０１の操作を停止させるコントローラ停止ボタン（図示せず）も設けられる。
【0042】
本発明によれば、各スリングオペレータ用の、図７に例示する如き装置制御ユニット（ＭＣＵ）ペンダント１４９が提供される。ペンダント１４９上には、スリングオペレータが、内側安全エリア１４５等の潜在的危険領域に入る都度作動すべきペンダント停止ボタン１５１が設けられる。クレーン１０１は、ペンダント停止ボタン１５１を作動させると無効化される。遠隔制御ユニット１２１及び前記一つまたは一つ超のペンダント１４９は直列に連結される。クレーン１０１は、遠隔制御ユニット１２１及び各ペンダント１４９からの確認信号を受けた場合のみ、作動可能とされる。コントローラ停止ボタンあるいはペンダントの停止ボタン１５１（アクティブなペンダント１４９の何れかの）を起動させるとクレーン１０１の操作が停止される。中央制御ユニット１２５は、クレーン１０１をリセットさせるためにアクティブな各ペンダント１４９のリセット及び、それに続く遠隔制御ユニット１２１からの確認信号受信を要求する。ブリッジ上に搭載したカメラ１３１、１３３、１３５はコントローラ停止ボタン１５１の起動後でさえ作動し続け、プロセス全体の記録を入手する。
【0043】
ガントリー表示システム図８に示すように、ブリッジ１０９上にはクレーン１０１の操作状況を表示するランプ表示パネルが設けられる。ブリッジ１０９上にランプを設けることで、クレーン１０１の使用時にクレーンオペレータにそれらランプが見える。随意的には遠隔制御ユニット１２１上にも同じ信号を表示させ得る。
第１ランプ１５３は負荷がクレーン１０１に担持されているか否かを表示する。第１ランプ１５３は、負荷センサがホイスト１１３への印加負荷検出時に点灯される。第２ランプ１５５は、フックが参照高さＨ１より上方でスリング１１７ａ〜１１７ｄに連結されたか否かを表示する。第２ランプ１５５は、フックが回転エンコーダが参照高さＨ１より下方にあると判定すると点灯される。
【0044】
内側安全エリア１４５内におけるスリングオペレータ等の人の存否が第３及び第４のランプ１５７、１５９により表示される。第３ランプ１５７は緑色であり、熱探知カメラ１２７が内側安全エリア１４５内に人を検出しない場合に点灯する。第４ランプ１５９は赤色であり、熱探知カメラ１２７が内側安全エリア１４５内に人を検出すると点灯する。コントローラ停止ボタンの状態は第５及び第６のランプ１６１、１６３により表示される。第５ランプ１６１は緑色であり、遠隔制御ユニット１２１が操作可能な場合に点灯する。第６ランプ１６３は赤色であり、コントローラ停止ボタンの起動時に点灯する。
【0045】
第１及び第２のペンダント１４９の状態は相当するランプ対により表示される。詳しくは、第７及び第８のランプ１６５、１６７が第１ペンダント１４９の状態を表示する。第７ランプ１６５は緑色であり、第１ペンダント１４９が作動中である場合に点灯する。第８ランプ１６７は赤色であり、ペンダント停止ボタン１５１の起動時に点灯する。第２ペンダント１４９の状態は相当する第９及び第１０のランプ１６９、１７１により表示される。ランプ表示パネルは、熱探知カメラ１２７が内側安全エリア１４５内及び又は外側安全エリア１４７内に人を検出した場合を表示する追加のランプを含み得る。
クレーンオペレータ及びスリングオペレータはブリッジ１０９上のランプ表示パネルを参照してクレーン１０１の状態を容易に判定可能である。
【0046】
操作ダイ１０３の取り付け及び移送手順のステップを図９Ａ〜９Ｄ（図９Ｅに参照キーを示す）を参照して以下に説明する。ダイ１０３はダイベッド内でラック上に支持される。ダイベッド内に空間を確保するべく、ダイ１０３を二つ又は二つ超相互に重ねてスタック状とすることができる。ダイ１０３は、二人又は三人がチームになってクレーン１０１に装着する。本手順を、クレーンの専任オペレータ１０５及び二人のスリングオペレータ１０７からなる三人のチームで行う場合について説明する。
【0047】
図９Ａに例示するように、クレーン１０１は初期においてダイ１０３から離れた位置にある。障害物回避及びスリング１７ａ〜１７ｄの衝突防止のため、ホイスト１１３を操作してリフトフレーム１１５を吊上げさせる。移送させるべきダイ１０３にリフトフレーム１１５を移動させる際にスリング１１７ａ〜１１７ｄ上に設けたフックがダイベッド内のダイに衝突しないことが保証されるに十分、リフトフレーム１１５を吊上げさせてフックを参照高さＨ１より高くすることが好ましい。クレーンオペレータ１０５はブリッジ１０９上の第２ランプ１５５の点灯の有無をチェックすることでフックが参照高さＨ１より高い位置にあると判定し得る。フック位置が参照高さＨ１より高くなると中央制御ユニット１２５はクレーン１０１の通常操作速度での横方向走行を許可する。
【0048】
クレーンオペレータ１０５は、リフトフレーム１１５の中心線がダイ１０３の重心と略整列するようにクレーン１０１をダイ１０３上に位置決めする。クレーンオペレータ１０５は、スリングオペレータ１０７がクレーンの走行を監視し且つクレーンオペレータ１０５を支援する間、クレーン１０１の位置決めの責任を負う。
【0049】
次いで、図９Ｂに例示するようにホイスト１１３を操作してリフトフレーム１１５を降下させ、かくしてダイ１０３上の固定ポイント１１９ａ〜１１９ｄへのフック装着を可能とする。リフトフレーム１１５は、フックが参照高さＨ１より低くなるまで通常操作速度で横方向に移動する。エンコーダによりフックが参照高さＨ１より低いことが判定されると、中央制御ユニット１２５が走行防止モードを実施し、クラブユニット１１１の横方向移動が防止される。ホイスト１１３の操作速度はリフトフレーム１１５降下時は変更されない。スリングオペレータ１０７はスリングを然るべき位置に案内し、クレーンオペレータ１０５の合図で二本のスリング１１７ｂ、１１７ｄをダイ１０３上の対向する固定ポイント１１９ｂ、１１９ｄに装着する。スリング１１７ａ〜１１７ｄが各固定ポイント１１９ｂ、１１９ｄに届かなければクレーンオペレータ１０５はリフトフレーム１１５を再位置決めする必要があり得る。リフトフレーム１１５は、移動防止モード実施時は増分ステップ的においてのみ再位置決めされる。ダイ１０３はリフトフレーム１１５に装着されず、クレーン１０１は初期吊上げ操作を実行しないことから、リフトフレーム１１５の再位置決め中はスリングオペレータ１０７は安全位置に退避する必要はない。ホイスト１１３への印加負荷が無い（負荷センサに検出される如き）ことから、中央制御ユニット１２５は、熱探知カメラ１２７によりスリングオペレータ１０７が内側安全エリア１４５内に存在すると判定された場合でさえ、ホイスト１１３を無効化しない。
【0050】
次いで、図９Ｃに例示するように、スリングオペレータ１０７は残りの２本のスリング１１７ａ、１１７ｃを対向する固定ポイント１１９ａ、１１９ｃに装着してダイ１０３の連結作業を完了する。かくしてダイ１０３は、図９Ｄに例示するようにホイスト１１３に連結される。しかしながら、ダイ１０３の吊上げ開始以前においてクレーンオペレータ１０５はホイスト１１３がダイ１０３に関してセンター上にあるかをチェックする必要がある。ホイスト１１３が芯合わせ状態に無い場合は支持ラックからのダイ１０３吊上げ時に荷揺れが発生する。スリングオペレータ１０７は内側安全エリア１４５の外側の安全位置に移動し、クレーンオペレータ１０５がピンチウェイトを掴める場合は合図をする。負荷センサがホイスト１１３への印加負荷を検出し、熱探知カメラ１２７が内側安全エリア１４５内にスリングオペレータ１０７（あるいはその他人）を検出すると、ブリッジ１０９、クラブユニット１１１及びホイスト１１３の操作は無効化される。内側安全エリア１４５内から全員がいなくなった場合のみ、クレーン１０１を操作してダイ１０３の初期吊上げを実行できる（負荷センサが判定する如く）。ダイ１０３は支持ラックを離れて吊上げされ、荷揺れが収まるまでそのまま保持される。中央制御ユニット１２５は、予防策として、初期吊上げ後の所定時間、例えば５秒間、クラブユニット１１１を静止状態に保持させる。荷揺れはこの時間中に収まり、負荷は安全であると考え得るため、スリングオペレータ１０７は内側安全エリア１４５内に入ることができる。中央制御ユニット１２５は、前記時間経過後は例え熱探知カメラ１２７が内側安全エリア１４５内にスリングオペレータ１０７を検出してもホイスト１１３を無効化しない。次いで、スリングオペレータ１０７はクレーンオペレータ１０５に吊上げを継続可能であることを合図し得る。クレーンオペレータ１０５はホイスト１１３を作動してダイ１０３を参照高さＨ１の上方に吊上げさせる。
【0051】
ダイ１０３が参照高さＨ１より低い間は移動防止モードが実施され、横方向移動が防止される。ダイ１０３が参照高さＨ１より高くなると中央制御ユニット１２５は移動防止モードを停止し、クラブユニット１１１は通常操作速度で移動可能となる。次いでクレーンオペレータ１０５はブリッジ１０９及びクラブユニット１１１を制御してダイ１０３を移送させる。ダイ１０３の横方向移動中に負荷センサがホイスト１１３位置の印加負荷増大を検出した場合は衝突発生が表示された恐れがある。従って、負荷センサが横方向移動中の印加負荷増大を検出した場合はブリッジ１０９及びクラブユニット１１１は停止状態に持ち来される。
【0052】
クレーン１０１からダイ１０３を切り離すにはダイ１０３を装着したステップを逆に実行する。しかしながら、ダイ１０３の降下時にスリングオペレータ１０７の一人又は一人超を、例えばダイ１０３を案内してボルスタ上に位置付けるために配置する必要がある。従って、降下操作中は、熱探知カメラ１２７が内側安全エリア１４５内に人を検出してもホイスト１１３の操作及び増分的な横方向移動が許可される。中央制御ユニット１２５は、降下操作実施中であることを、負荷センサ、回転エンコーダ、制御ペンダント、の一つ又は一つ超を参照して判定可能である。
【0053】
中央制御ユニット１２５には、クレーン１０１に課せられる制限を無効化する無効化スイッチを備える。無効化スイッチは、例えば、クレーン１０１が参照高さＨ１より下方で操作される場合に移動防止モードを無効化し得る。無効化スイッチは機械的あるいは電子的錠止装置を含み得る。無効化スイッチは、部品故障時に、あるいはクレーンの特定作業あるいは較正操作を容易化するべく操作され得る。無効化スイッチの操作時には、ランプディスプレイユニットにおけるランプ１５３、１５５、１５７、１５９、１６１、１６３、１６５、１６７、１６９、１９１が点滅してクレーンオペレータ１０５及びスリングオペレータ１０７にこれを知らせる。
【0054】
ここに記載するクレーン１０１は、ダイ１０３の相対位置を決定する負荷位置センサを設けるよう改変できる。負荷位置センサは、リフトフレーム１１５上に搭載したリフレクタ（図示せず）上に光ビームを配向する、ホイスト１１３上に設けたレーザートランスミッタ（図示せず）を含み得る。反射信号を検出してホイスト１１３に関するリフトフレーム１１５の位置を計測する、電荷結合装置等のレシーバをホイスト１１３上に設け得る。
【0055】
ダイ１０３の位置を判定できる能力は初期吊上げ実行のために特に有益である。リフトフレーム１１５が定義された閾値より大きくホイスト１１３からずれた場合にホイスト１１３の吊上げ操作を防止できる。レシーバは、クレーンオペレータ１０５にフィードバックを提供してリフトフレーム１１５の相対位置を表示させ得る。中央制御ユニット１２５は、負荷位置センサからの信号に基づき、ホイスト１１３をリフトフレーム１１５上方に自動的にセンタリングできる。
【0056】
本発明を装置ダイ移送を参照して説明したが、本発明はその他負荷の移送用に使用可能である。更には、本発明をガントリークレーンを参照して説明したが、その他形式のクレーンに対しても本技法を使用可能である。クレーン１０１は、リフトフレーム１１５、及びまたは、カップリング１１９ａ〜１１９ｄが予め定義された運転高さ範囲ＨR以外の高さにある場合はホイストの吊上げ操作を防止するように更に改変できる。エンコーダはリフトフレーム１１５、及びまたは、カップリング１１９ａ〜１１９ｄの高さを計測可能である。中央制御ユニット１２５は、前記計測高さが予め定義された運転高さ範囲ＨR以外のものである場合はホイストの初期吊上げ操作の実行を防止させ得る。操作高さは、特定のダイベッド内のダイ１０３上に設けた固定部の高さを参照して定義し得る。例えば、図１０に示すようにダイ１０３を相互にスタックさせたダイベッドにおいて、スタック内の各ダイ１０３用の固定部の高さに相当する異なる操作高さ範囲ＨR1、ＨR2が特定され得る。
【0057】
カップリングの周囲には保護スリーブを配置し得る。保護スリーブはゴムあるいはその他可撓性材料から作製し得る。保護スリーブは開口を含み得、カップリングは前記開口内に配置され得る。前記開口は、クレーン操作中に移動するカップリングが物体と衝突しないよう保護スリーブで保護し得るよう、カップリングの幅より実質的に大きい。かくして、カップリングが物体に誤って衝突し得るリスクが低減される。本発明の範囲を逸脱することなく、ここに記載された実施形態を種々変更及び改変し得るものとする。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
【符号の説明】
【0058】
３ ダイ９ ブリッジ
１１ クラブユニット
１７ａ〜１７ｄ スリング
１０１ クレーン
１０３ ダイ
１０５ クレーンオペレータ
１０７ スリングオペレータ
１０９ ブリッジ
１１１ クラブユニット
１１３ ホイスト／ウィンチ
１１５ リフトフレーム
１１９ａ〜１１９ｄ 固定ポイント
１２１ 遠隔制御ユニット
１２５ 中央制御ユニット
１２７ 熱探知カメラ
１２９ 作業ゾーン
１３１ 第１(可視)ビデオカメラ
１３７ アンテナ
１３９ 遠隔無線レシーバ
１４３ サイトネットワーク
１４５ 内側安全エリア
１４７ 外側安全エリア
１４９ 第１ペンダント／第２ペンダント
１５１ コントローラ停止ボタン
１５３ 第１ランプ
１５５ 第２ランプ
１５７ 第３ランプ
１５９ 第４ランプ
１６１ 第５ランプ
１６３ 第６ランプ
１６５ 第７ランプ
１６７ 第８ランプ
１６９ 第９ランプ
１７１ 第１０ランプ