特許 6794423 クレーンの制御装置、クレーンシステム、及びクレーンの制御プログラム

(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】6794423

(24)【登録日】2020年11月13日

(45)【発行日】2020年12月2日

(54)【発明の名称】クレーンの制御装置、クレーンシステム、及びクレーンの制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   B66C 13/22 20060101AFI20201119BHJP

   B66C 23/32 20060101ALI20201119BHJP

【ＦＩ】

   B66C13/22 M

   B66C23/32 Z

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-244121(P2018-244121)

(22)【出願日】2018年12月27日

(65)【公開番号】特開2020-104964(P2020-104964A)

(43)【公開日】2020年7月9日

【審査請求日】2020年9月30日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000154901

【氏名又は名称】株式会社北川鉄工所

(74)【代理人】

【識別番号】110002789

【氏名又は名称】特許業務法人ＩＰＸ

(74)【代理人】

【識別番号】100200872

【弁理士】

【氏名又は名称】押谷 昌宗

(74)【代理人】

【識別番号】100210103

【弁理士】

【氏名又は名称】奥村 光平

(72)【発明者】

【氏名】倉本 奏

【審査官】 羽月 竜治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１８９４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−１３５１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平４−２３５８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平３−２８４５９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６６Ｃ １３／００−１５／０６

Ｂ６６Ｃ ２３／００−２３／９４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

クレーンの制御装置であって、前記クレーンは、鉛直上方向に延在するマストと傾斜角が変動可能なジブとを有するクライミングクレーンであり、
当該制御装置は、通信部と、記憶部と、制御部とを備え、
前記通信部は、吊荷情報を受信可能に構成され、ここで前記吊荷情報とは、前記クレーンに吊るす吊荷の重量を有する情報で、
前記記憶部は、マスト情報を予め記憶し、ここで前記マスト情報とは、前記吊荷の重量に依存する前記マストのたわみ量を有する情報で、
前記制御部は、前記通信部が受信した前記吊荷情報と、前記記憶部に記憶された前記マスト情報とに基づいて、前記ジブの傾斜角を所定角に制御するための制御信号を生成し、ここで前記所定角とは、前記吊荷の地切り時において前記ジブの先端及び前記吊荷の重心が略鉛直方向に並ぶような前記ジブの傾斜角である、
制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の制御装置において、
前記マストのたわみ量は、前記マストの上端及び下端の水平方向の変位として規定される、
制御装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の制御装置において、
前記通信部は、ジブ情報を受信可能に構成され、ここで前記ジブ情報とは、前記ジブの傾斜角を有する情報で、
前記制御部は、前記通信部が受信した前記吊荷情報及び前記ジブ情報と、前記記憶部に記憶された前記マスト情報とに基づいて、前記制御信号を生成する、
制御装置。

【請求項4】

請求項３に記載の制御装置において、
前記制御部は、
前記ジブ情報に基づいて、前記ジブの作業半径を計算し、
前記吊荷情報と、前記作業半径とに基づいて、前記制御信号を生成する、
制御装置。

【請求項5】

請求項４に記載の制御装置において、
前記マスト情報は、
前記吊荷によって前記ジブにかかる負荷と、前記作業半径とを変数とする関数もしくはテーブル、又は
前記吊荷によって前記ジブにかかる負荷と前記作業半径と、によって規定されるモーメントを変数とする関数もしくはテーブル、として定義される、
制御装置。

【請求項6】

クレーンシステムであって、
クレーンと、入力装置と、制御装置とを備え、
前記クレーンは、マストとジブとを備えるクライミングクレーンであり、
前記マストは、鉛直上方向に延在し、
前記ジブは、その傾斜角が変動可能に構成され、
前記入力装置は、吊荷情報を入力可能に構成され、ここで前記吊荷情報とは、前記クレーンに吊るす吊荷の重量を有する情報で、
前記制御装置は、通信部と、記憶部と、制御部とを備え、
前記通信部は、前記吊荷情報を前記入力装置より受信可能に構成され、
前記記憶部は、マスト情報を予め記憶し、ここで前記マスト情報とは、前記吊荷の重量に依存する前記マストのたわみ量を有する情報であり、
前記制御部は、前記通信部が受信した前記吊荷情報と、前記記憶部に記憶された前記マスト情報とに基づいて、制御信号を生成し、
前記クレーンが前記制御信号を受信すると、前記吊荷の地切り時において前記ジブの先端及び前記吊荷の重心が略鉛直方向に並ぶように前記ジブの傾斜角が制御される、
クレーンシステム。

【請求項7】

クレーンの制御プログラムであって、前記クレーンは、鉛直上方向に延在するマストと傾斜角が変動可能なジブとを有するクライミングクレーンであり、
コンピュータに、
マスト情報を記憶させ、ここで前記マスト情報とは、前記クレーンに吊るす吊荷の重量に依存する前記マストのたわみ量を有する情報で、
さらに、受信機能と、制御機能とを実現させ、
前記受信機能によれば、吊荷情報を受信させ、ここで前記吊荷情報とは、前記吊荷の重量を有する情報で、
前記制御機能によれば、前記吊荷情報と、前記マスト情報とに基づいて、前記ジブの傾斜角を所定角に制御するための制御信号を生成させ、ここで前記所定角とは、前記吊荷の地切り時において前記ジブの先端及び前記吊荷の重心が略鉛直方向に並ぶような前記ジブの傾斜角である、
制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クレーンの制御装置、クレーンシステム、及びクレーンの制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、鉛直上方向に延在するマストと、傾斜角が変動可能に構成されるジブ（ブームとも称する）とを備えるクライミングクレーンと呼ばれるクレーンがある（例えば、図５に例示）。かかるクライミングクレーンにおいて、巻上げロープ２３（ジブ２１の末端２１ｒから中継シーブ２７を介して先端２１ｆに向かって延在し且つ先端２１ｆから垂下）の一端に取り付けられたフック２４に吊荷Ｌを吊るして鉛直上方向に力Ｆをかけて持ち上げようとすると（図６Ａ参照）、その反作用でジブ２１に鉛直下方向の負荷がかかる。その結果、ジブ２１の末端２１ｒの近傍に接続されたマスト２２が引っ張られてたわみ、吊荷Ｌを巻上げる際にジブ２１の先端２１ｆと吊荷Ｌの重心が略鉛直線上に位置せず（図６Ｂ参照）、地切り時に荷振れが生じるという問題が生じる（図６Ｃ参照）。

【0003】

一方他のクレーンに着目すると、例えば、特許文献１に開示されるクレーン（ラフテレーンクレーン）では、地切り時の荷振れを防止するために、ブームの先端の姿勢のみに基づいて、ブームのたわみを補正するようにブームを起伏させるための制御を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−１３１５８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、本明細書で着目しているクライミングクレーンでは、マストのたわみ量がジブの先端のたわみ量に比べて相対的に大きく、特許文献１に開示されるような手法では、荷振れ抑制の効果が期待できない。特に、クライミングクレーンを使用する作業現場の安全性を高めるために、このような荷振れを極力防止することが必要不可欠である。

【0006】

本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、クライミングクレーンにおいて、地切り時の荷振れを抑制することができるクレーンの制御装置、クレーンシステム、及びクレーンの制御プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明によれば、クレーンの制御装置であって、前記クレーンは、鉛直上方向に延在するマストと傾斜角が変動可能なジブとを有するクライミングクレーンであり、当該制御装置は、通信部と、記憶部と、制御部とを備え、前記通信部は、吊荷情報を受信可能に構成され、ここで前記吊荷情報とは、前記クレーンに吊るす吊荷の重量を有する情報で、前記記憶部は、マスト情報を予め記憶し、ここで前記マスト情報とは、前記吊荷の重量に依存する前記マストのたわみ量を有する情報で、前記制御部は、前記通信部が受信した前記吊荷情報と、前記記憶部に記憶された前記マスト情報とに基づいて、前記ジブの傾斜角を所定角に制御するための制御信号を生成し、ここで前記所定角とは、前記吊荷の地切り時において前記ジブの先端及び前記吊荷の重心が略鉛直方向に並ぶような前記ジブの傾斜角である、制御装置が提供される。

【0008】

本発明に係るクレーンの制御装置では、通信部が受信した吊荷情報と、記憶部に記憶されたマスト情報とに基づいて、ジブの傾斜角を制御する制御信号が生成され、かかる制御信号によって、ジブの先端と吊荷の重心とが略鉛直方向に並ぶようにジブの傾斜角が制御される。つまり、マストのたわみ量が吊荷の重量に依存することから、吊荷の重量を有する吊荷情報を制御装置が受信し、これを用いて予想されるマストのたわみ量を特定するとともに、当該たわみ量に起因するジブの先端と吊荷の重心とのずれを相殺するようにジブの傾斜角を制御することで、マストのたわみ量が大きいクライミングクレーンにおいても、地切り時の荷振れを抑制することができるという有利な効果を奏する。

【0009】

好ましくは、前記制御装置において、前記マストのたわみ量は、前記マストの一端及び他端の水平方向の変位として規定される、制御装置が提供される。
好ましくは、前記制御装置において、前記通信部は、ジブ情報を受信可能に構成され、ここで前記ジブ情報とは、前記ジブの傾斜角を有する情報で、前記制御部は、前記通信部が受信した前記吊荷情報及び前記ジブ情報と、前記記憶部に記憶された前記マスト情報とに基づいて、前記制御信号を生成する、制御装置が提供される。
好ましくは、前記制御装置において、前記制御部は、前記ジブ情報に基づいて、前記ジブの作業半径を計算し、前記吊荷情報と、前記作業半径とに基づいて、前記制御信号を生成する、制御装置が提供される。
好ましくは、前記制御装置において、前記マスト情報は、前記吊荷によって前記ジブにかかる負荷と、前記作業半径とを変数とする２変数の関数もしくはテーブル、又は前記吊荷によって前記ジブにかかる負荷と、前記作業半径とによって規定されるモーメントを変数とする関数もしくはテーブル、として定義される、制御装置が提供される。
好ましくは、クレーンシステムであって、クライミングクレーンと、入力装置と、制御装置とを備え、前記クライミングクレーンは、マストとジブとを備え、前記マストは、鉛直上方向に延在し、前記ジブは、その傾斜角が変動可能に構成され、前記入力装置は、吊荷情報を入力可能に構成され、ここで前記吊荷情報とは、前記クレーンに吊るす吊荷の重量を有する情報で、前記制御装置は、通信部と、記憶部と、制御部とを備え、前記通信部は、前記吊荷情報を前記入力装置より受信可能に構成され、前記記憶部は、マスト情報を予め記憶し、ここで前記マスト情報とは、前記吊荷の重量に依存する前記マストのたわみ量を有する情報であり、前記制御部は、前記通信部が受信した前記吊荷情報と、前記記憶部に記憶された前記マスト情報とに基づいて、制御信号を生成し、前記クライミングクレーンが前記制御信号を受信すると、前記吊荷の地切り時において前記ジブの一端及び他端が略鉛直方向に並ぶように前記ジブの傾斜角が制御される、クレーンシステムが提供される。
好ましくは、クレーンの制御プログラムであって、前記クレーンは、鉛直上方向に延在するマストと傾斜角が変動可能なジブとを有するクライミングクレーンであり、コンピュータに、マスト情報を記憶させ、ここで前記マスト情報とは、前記クレーンに吊るす吊荷の重量に依存する前記マストのたわみ量を有する情報であり、さらに、受信機能と、制御機能とを実現させ、前記受信機能によれば、吊荷情報を受信させ、ここで前記吊荷情報とは、前記吊荷の重量を有する情報で、前記制御機能によれば、前記吊荷情報と、前記マスト情報とに基づいて、前記ジブの傾斜角を所定角に制御するための制御信号を生成させ、ここで前記所定角とは、前記吊荷の地切り時において前記ジブの一端及び他端が略鉛直方向に並ぶような前記ジブの傾斜角である、制御プログラムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係るクレーンシステムの機能ブロック図。

【図2】［図２Ａ］マスト情報の一例である２次元ルックアップテーブル、［図２Ｂ］マスト情報の一例である１次元ルックアップテーブル。

【図3】荷振れを抑制するための、クレーンシステムを用いたクレーンの制御方法を示すフローチャート。

【図4】［図４Ａ］〜［図４Ｄ］図３に示される制御方法を実施した上で地切りを行った場合の概要図。

【図5】本体となるクレーンの一例を示す正面図。

【図6】［図６Ａ］〜［図６Ｃ］従来からの課題である荷振れを説明するための図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。特に、本明細書において「部」とは、例えば、広義の回路によって実施されるハードウェア資源と、これらのハードウェア資源によって具体的に実現されうるソフトウェアの情報処理とを合わせたものも含みうる。また、本実施形態においては様々な情報を取り扱うが、これら情報は、０又は１で構成される２進数のビット集合体として信号値の高低によって表され、広義の回路上で通信・演算が実行されうる。

【0012】

また、広義の回路とは、回路（Ｃｉｒｃｕｉｔ）、回路類（Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）、プロセッサ（Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、及びメモリ（Ｍｅｍｏｒｙ）等を少なくとも適当に組み合わせることによって実現される回路である。すなわち、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等を含むものである。

【0013】

１．全体構成
第１節では、クレーンシステム１の全体構成について説明する。図１は、本実施形態に係るクレーンシステム１の構成概要を示す図である。クレーンシステム１は、クレーン２と、クレーン２を制御するための制御装置３と、ユーザＵ（操作者）が種々の入力情報を入力可能に構成される入力装置４とを備え、これらが電気的に接続されたシステムである。クレーンシステム１は、ユーザＵが入力装置４を介してクレーン２を操作することで、吊荷Ｌを運搬・移動可能に構成されるものである。

【0014】

１．１ クレーン２
本実施形態に係るクレーンシステム１において、クレーン２の形態は特に限定されるものではないが、例えば図５に示されるクライミングクレーンが採用されうる。具体的には、クレーン２は、ベースフレーム２２１の上にマスト本体２２２が上方に延在しているように構成されるマスト２２を有し、その頂部にクレーン本体２ａが設置されている。

【0015】

クレーン２は、フロアクライミングとマストクライミングとを行えるようになっている。クレーン本体２ａは、マスト２２の頂部に設けた旋回ベアリング（不図示）に回転自在に支持される旋回体２５と、この旋回体２５に起伏モータ２１ｍ（図１参照）を介して起伏可能に支持されるジブ２１と、旋回体２５に固定され且つ巻上げモータ２６ｍ（図１参照）を有する巻上げウインチ２６と、この巻上げウインチ２６に巻き上げられるように構成され、且つジブ２１の末端２１ｒから中継シーブ２７を介して先端２１ｆに向かって延在し且つ先端２１ｆから垂下する巻上げロープ２３と、この巻上げロープ２３の一端に取り付けられるフック２４とを備えている。

【0016】

１．２ 制御装置３
制御装置３は、通信部３１と、記憶部３２と、制御部３３とを有し、これらの構成要素が制御装置３の内部において通信バス３０を介して電気的に接続されている。以下、各構成要素についてさらに説明する。

【0017】

＜通信部３１＞
通信部３１は、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ、有線ＬＡＮネットワーク通信等といった有線型の通信手段が好ましいものの、無線ＬＡＮネットワーク通信、ＬＴＥ／３Ｇ等のモバイル通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信等を必要に応じて含めてもよい。これらは一例であり、専用の通信規格を採用してもよい。すなわち、これら複数の通信手段の集合として実施することがより好ましい。

【0018】

特に、図１に示されるように、通信部３１は、吊荷情報受信部３１１と、制御情報受信部３１２と、ジブ情報受信部３１３と、制御信号送信部３１４とを備える。これらは物理的に別々に実施してもよいし、これらのうちの少なくとも一部を兼用して実施してもよい。以下、これらの構成要素についてさらに詳述する。

【0019】

［吊荷情報受信部３１１］
吊荷情報受信部３１１は、ユーザＵが後述の入力装置４より入力した吊荷情報ＬＩを受信可能に構成される。ここで吊荷情報ＬＩとは、クレーン２におけるフック２４に吊るす吊荷Ｌの重量ｗを有する情報である。もちろん重量ｗに限らず、吊荷Ｌの種類、形状、材質、取り扱い等についての情報を適宜含んでいてもよい。

【0020】

［制御情報受信部３１２］
制御情報受信部３１２は、ユーザＵが後述の入力装置４より入力した制御情報ＣＩを受信可能に構成される。ここで制御情報ＣＩとは、クレーン２を操作・駆動させるための各種情報であり、例えばジブ２１の旋回及び起伏と、巻上げロープ２３の巻上げ又は巻下げとに係る情報を有する。もちろん、クレーン２に関する他の駆動箇所がある場合には、制御情報ＣＩは、当該箇所を操作・駆動させるための情報を含んでいてもよい。

【0021】

［ジブ情報受信部３１３］
ジブ情報受信部３１３は、ジブ情報ＪＩを受信可能に構成される。ここでジブ情報ＪＩとは、起伏モータ２１ｍに取り付けられたエンコーダ（不図示）から送信された、現在のジブ２１の傾斜角θを有する情報である。傾斜角θは、一般的な仰角として規定しているが、これに限らず例えば鉛直軸との間に挟まれる角として規定する等してもよい。ここで、ジブ２１の旋回中心からジブ２１の先端２１ｆまでの長さは一定（既知）であるから、ジブ情報ＪＩが含む傾斜角θからクレーン２の作業半径ｒを導出することができる。特に、本実施形態に係るクレーンシステム１では、前述の吊荷情報ＬＩに含まれる吊荷Ｌの重量ｗと、導出された作業半径ｒとに基づいて、傾斜角θを所定角β（図４Ｂ参照）に制御するための制御信号ＣＳが生成されることに留意されたい。なお、所定角βは荷振れを抑制するための傾斜角θの値であり、具体的には、所定角βとは、吊荷Ｌの地切り時においてジブ２１の先端２１ｆ及び吊荷Ｌの重心Ｇが略鉛直方向に並ぶような、ジブ２１の傾斜角θである。これについては、第２節においても詳述する。

【0022】

［制御信号送信部３１４］
制御信号送信部３１４は、クレーン２におけるジブ２１の起伏モータ２１ｍや巻上げロープ２３に係る巻上げモータ２６ｍに制御信号ＣＳを送信可能に構成される。なお厳密には、それぞれ不図示のインバータを介して、制御信号ＣＳに対応する任意の電圧及び周波数の電力が起伏モータ２１ｍ及び巻上げモータ２６ｍに送電されることに留意されたい。ここでは、かかる概念も含めて制御信号ＣＳとして簡単に説明している。なお、制御信号ＣＳは、後述の制御部３３における制御信号生成部３３３において生成されるもので、ユーザＵが入力装置４を介して入力した制御情報ＣＩに基づいてユーザＵが所望する値を送信することもできるが、むしろ、第２節で説明する制御方法に基づいて、傾斜角θが所定角βとなるような制御信号ＣＳが生成されることに留意されたい。

【0023】

＜記憶部３２＞
記憶部３２は、前述の記載により定義される様々な情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶媒体である。これは、例えばソリッドステートドライブ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ：ＳＳＤ）等のストレージデバイスとして、あるいは、プログラムの演算に係る一時的に必要な情報（引数、配列等）を記憶するランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）等のメモリとして実施されうる。また、これらの組合せであってもよい。

【0024】

特に、記憶部３２は、入力装置４から通信部３１を介して受信した吊荷情報ＬＩ及び制御情報ＣＩ、並びに起伏モータ２１ｍから受信したジブ情報ＪＩを記憶する。さらに、記憶部３２は、マスト情報ＭＩを予め記憶していることに留意されたい。ここでマスト情報ＭＩとは、少なくとも吊荷Ｌの重量ｗに依存するマスト２２のたわみ量ｄを有する情報である。また、たわみ量ｄとは、マスト２２の上端２２ｔ及び下端２２ｂの水平方向の変位として規定される（図４Ｃ参照）。もちろん、たわみ量ｄは、マスト２２の材質、マスト２２の長さ、マスト２２の構造等にも依存するので、これらについては予め調査して既知の情報として記憶部３２に記憶させる必要があることに留意されたい。

【0025】

また、記憶部３２は、現在のジブ２１の傾斜角θから作業半径ｒを計算するための作業半径計算プログラムを記憶している。記憶部３２は、荷振れを抑制するための所定角βを計算するための所定角計算プログラムを記憶している。記憶部３２は、傾斜角θを所定角βに制御する制御信号ＣＳを生成するための制御信号生成プログラムを記憶している。さらに、記憶部３２は、これ以外にも制御部３３によって実行される制御装置３に係る種々のプログラム等を記憶していることが好ましい。

【0026】

＜制御部３３＞
制御部３３は、制御装置３に関連する全体動作の処理・制御を行う。制御部３３は、例えば不図示の中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）である。制御部３３は、記憶部３２に記憶された所定のプログラムを読み出すことによって、制御装置３に係る種々の機能を実現する。具体的には、現在のジブ２１の傾斜角θから作業半径ｒを計算するための作業半径計算機能、荷振れを抑制するための所定角βを計算するための所定角計算機能、傾斜角θを所定角βに制御する制御信号ＣＳを生成するための制御信号生成機能が該当する。すなわち、ソフトウェア（記憶部３２に記憶されている）による情報処理がハードウェア（制御部３３）によって具体的に実現されることで、作業半径計算部３３１、所定角計算部３３２、及び制御信号生成部３３３として実行されうる。なお、図１においては、単一の制御部３３として表記されているが、実際はこれに限るものではなく、機能ごとに複数の制御部３３を有するように実施してもよい。またそれらの組合せであってもよい。以下、作業半径計算部３３１、所定角計算部３３２、及び制御信号生成部３３３についてさらに詳述する。

【0027】

［作業半径計算部３３１］
作業半径計算部３３１は、ソフトウェア（記憶部３２に記憶されている）による情報処理がハードウェア（制御部３３）によって具体的に実現されているものである。作業半径計算部３３１は、クレーン２の作業半径ｒを計算可能に構成される。より具体的には、ジブ２１の長さが既知であり、且つ起伏モータ２１ｍにおける不図示のエンコーダより受信した現在のジブ２１の傾斜角θから、現在の作業半径ｒが計算されうる。

【0028】

［所定角計算部３３２］
所定角計算部３３２は、ソフトウェア（記憶部３２に記憶されている）による情報処理がハードウェア（制御部３３）によって具体的に実現されているものである。まず、所定角計算部３３２は、ユーザＵが入力装置４を介して入力した吊荷情報ＬＩに含まれる吊荷Ｌの重量ｗと、作業半径計算部３３１によって計算された現在の作業半径ｒと、記憶部３２に記憶されたマスト情報ＭＩとから、吊荷Ｌの地切り時に想定されうるマスト２２のたわみ量ｄを特定する。続いて、所定角計算部３３２は、たわみ量ｄに起因するジブ２１の先端２１ｆと吊荷Ｌの重心Ｇとのずれを相殺するようなジブ２１の傾斜角θの所定角βを計算する。より具体的には、例えば、現在の作業半径ｒにたわみ量ｄを減じた距離を目標作業半径ｒ＿ｔと規定し、かかる目標作業半径ｒ＿ｔを実現するようなジブ２１の傾斜角θが所定角βとして計算されるとよい（図４Ａ及び図４Ｂ参照）。

【0029】

なお、マスト情報ＭＩについて補足すると、例えば、図２Ａに示されるように、吊荷Ｌの重量ｗ（例：ｗ＿１〜ｗ＿４）と、作業半径ｒ（例：ｒ＿１〜ｒ＿４）とを変数とした２次元のルックアップテーブルがマスト情報ＭＩ（例：たわみ量ｄ＿１１〜ｄ＿４４）として記憶部３２に予め記憶され、これを参照するように実施すればよい。あるいは、マスト２２のたわみ量ｄは、吊荷Ｌの重量ｗに起因する力のモーメントＭに依存するものであるから、重量ｗと作業半径ｒとからモーメントＭを算出した後に、図２Ｂに示されるように、モーメントＭを変数とした１次元のルックアップテーブル（記憶部３２に予め記憶）をマスト情報ＭＩ（例：たわみ量ｄ＿１〜ｄ＿４）として参照するように実施してもよい。あるいは、ルックアップテーブルに代えて、マスト情報ＭＩとなる関数（変数は、吊荷Ｌの重量ｗ及び作業半径ｒ、又はモーメントＭ）が記憶部３２に記憶されているように実施してもよい。さらに前述の通り、たわみ量ｄは、マスト２２の属性（材質、長さ、構造等）にも依存するので、マスト２２の属性ごとに、異なるマスト情報ＭＩが記憶されているとよい。

【0030】

以上を換言すると、マスト情報ＭＩは、吊荷Ｌによってジブ２１にかかる負荷（重量ｗ）と、作業半径ｒとを変数とする関数もしくはテーブル、又は吊荷Ｌによってジブ２１にかかる負荷（重量ｗ）と、作業半径ｒとによって規定されるモーメントＭを変数とする関数もしくはテーブル、として定義されることに留意されたい。

【0031】

［制御信号生成部３３３］
制御信号生成部３３３は、ソフトウェア（記憶部３２に記憶されている）による情報処理がハードウェア（制御部３３）によって具体的に実現されているものである。制御信号生成部３３３は、通信部３１が受信した吊荷情報ＬＩ及びジブ情報ＪＩと、記憶部３２に記憶されたマスト情報ＭＩとに基づいて、ジブ２１の傾斜角θが、所定角計算部３３２が計算した所定角βとなるような制御信号ＣＳを生成可能に構成される。もちろん、前述の通りユーザＵが入力装置４を介して入力した制御情報ＣＩに基づいてユーザＵが所望する値を有する制御信号ＣＳを生成することもできる。

【0032】

１．３ 入力装置４
入力装置４は、クレーン２の操作者であるユーザＵによって様々な入力情報が入力可能に構成される。図１においては、クレーン２と入力装置４とを別体の如く記載しているが、クレーン２の内部に入力装置４が包含されるように実施してもよい。入力装置４によって入力可能な入力情報には、クレーン２におけるフック２４に吊るす吊荷Ｌの重量ｗを有する吊荷情報ＬＩが含まれることに留意されたい。また、入力情報には、クレーン２を操作・駆動させるための制御情報ＣＩ（特に第２節で説明する制御方法を開始させるトリガ信号）が含まれる。

【0033】

入力装置４は、クレーン２において通常使用されうるスイッチボタン、レバー等はもちろん、必要に応じてマウス、キーボード、タッチパネル、音声入力装置等のインターフェースを適宜採用してもよい。入力装置４が、ユーザＵの入力情報（コマンド）を受け付けると、その入力情報が電気通信回線を介して制御装置３に送信され、制御装置３における通信部３１によって受信される。

【0034】

２．クレーン２の制御方法
第２節では、荷振れを抑制するための、クレーンシステム１におけるクレーン２の制御方法について説明する。図３は、計測方法の流れを示すフローチャートであり、図４Ａ〜図４Ｄは、図３に示される制御方法を実施した上で地切りを行った場合の概要図を示している。以下、図３における各ステップに沿って説明する。

【0035】

［開始］
（ステップＳ１）
ユーザＵが入力装置４に、吊荷情報ＬＩ（吊荷Ｌの重量ｗを含む）を入力する。かかる吊荷情報ＬＩは、電気通信回線を通じて制御装置３における通信部３１（吊荷情報受信部３１１）に受信される（ステップＳ２に続く）。

【0036】

（ステップＳ２）
続いて、通信部３１（ジブ情報受信部３１３）がクレーン２におけるジブ２１の起伏モータ２１ｍにおける不図示のエンコーダから送信されたジブ情報ＪＩ（傾斜角θを含む）を受信する。現在の傾斜角θは、図４Ａに示されるように例えばθ＝αである。なお、本フローチャートでは、かかる工程を便宜的にステップＳ２として記載しているが、実際は、起伏モータ２１ｍから現在の傾斜角θに関するジブ情報ＪＩが制御装置３の動作周波数に沿って略定常的に送信され、通信部３１（ジブ情報受信部３１３）がこれを略定常的に受信していることにも留意されたい（ステップＳ３に続く）。

【0037】

（ステップＳ３）
続いて、制御部３３（作業半径計算部３３１）が、ステップＳ２において受信したジブ情報ＪＩに基づいてクレーン２の現在の作業半径ｒを算出する（ステップＳ４に続く）。

【0038】

（ステップＳ４）
続いて、制御部３３（所定角計算部３３２）が、ステップＳ１で受信した吊荷情報ＬＩ及びステップＳ４で算出した作業半径ｒと、記憶部３２に予め記憶されたマスト情報ＭＩに基づいて、マスト２２のたわみ量ｄを特定するとともに、当該たわみ量ｄに起因するジブ２１の先端２１ｆと吊荷Ｌの重心Ｇとのずれを相殺するようなジブ２１の傾斜角θの値である所定角βを算出する（ステップＳ５に続く）。

【0039】

（ステップＳ５）
続いて、制御部３３（制御信号生成部３３３）が傾斜角θを所定角βとするための制御信号ＣＳを生成する。生成された制御信号ＣＳは、例えば、ユーザＵが所望のタイミングで入力したトリガ信号（入力装置４によって入力）と同時に通信部３１（制御信号送信部３１４）を介してジブ２１における起伏モータ２１ｍに送信される。これにより、起伏モータ２１ｍが駆動してジブ２１が起き上がり、傾斜角θが所定角βに制御される（図４Ｂ参照）。かかる制御方法は特に限定されず、例えば、ＰＤ制御、ＰＩ制御、又はＰＩＤ制御等が適宜採用されうる。制御に係る各係数は、必要に応じて好ましい値を設定すればよい。より具体的には、クレーン２は特段に高速な制御を要求されるものではないため、安全性を考慮して緩やかに目標値に収束するような係数を設定することが好ましい。
［終了］

【0040】

上記のステップＳ１〜Ｓ５を実施した後に、その後巻上げモータ２６ｍを用いて巻上げロープ２３を巻き上げると、徐々に負荷がかかってマスト２２がたわむこととなるが、かかる制御方法を実施したことにより、マスト２２のたわみ量ｄに起因するジブ２１の先端２１ｆと吊荷Ｌの重心Ｇとのずれが、上記ステップＳ５に説明したジブ２１の起き上がりによって相殺される。換言すると、この直後に行われる地切りのタイミングにおいて、ジブ２１の先端２１ｆ及び吊荷Ｌの重心Ｇが略鉛直方向に並ぶこととなる（図４Ｃ参照）。そして、このような状態で地切りが行われると、従来問題となっていた荷振れ（図６Ｃ参照）が抑制され、作業現場の安全性を担保しながら吊荷Ｌを持ち上げることができる（図４Ｄ参照）。

【0041】

３．変形例
第３節では、本実施形態に係る変形例について説明する。すなわち、次のような態様によって、本実施形態に係るクレーンシステム１をさらに創意工夫してもよい。

【0042】

第一に、前述の実施形態では作業半径ｒを基準として、現在の作業半径ｒが目標作業半径ｒ＿ｔとなるような制御を行うものとして説明したが、たわみ量ｄに起因するジブ２１の先端２１ｆと吊荷Ｌの重心Ｇとのずれが地切りのタイミングにおいて相殺されるように傾斜角θを所定角βに制御できるのであれば、他のパラメータに基づいてもよい。例えば、傾斜角θそのものを基準として制御を実施してもよい。

【0043】

第二に、前述の実施形態では吊荷Ｌの重量ｗを含む吊荷情報ＬＩがユーザＵによって入力装置４から入力される場合を説明したが、汎用的な吊荷Ｌの場合は、かかる吊荷Ｌの重量ｗを含む吊荷情報ＬＩを予め記憶部３２に記憶させておいてもよい。

【0044】

第三に、前述の実施形態では、ユーザＵが任意のタイミングでトリガ信号（制御情報ＣＩ）を入力することで当該制御が行われるものとして説明したが、吊荷情報ＬＩを入力するタイミングをトリガ信号としても取り扱って、かかる制御が開始されるようにしてもよい。

【0045】

４．結言
以上のように、本実施形態によれば、クライミングクレーンにおいて、地切り時の荷振れを抑制することができるクレーン２の制御装置３を実施することができる。

【0046】

かかるクレーン２の制御装置３は、前記クレーン２が鉛直上方向に延在するマスト２２と傾斜角θが変動可能なジブ２１とを有するクライミングクレーンであり、当該制御装置３は、通信部３１と、記憶部３２と、制御部３３とを備え、前記通信部３１は、吊荷情報ＬＩを受信可能に構成され、ここで前記吊荷情報ＬＩとは、前記クレーン２に吊るす吊荷Ｌの重量ｗを有する情報で、前記記憶部３２は、マスト情報ＭＩを予め記憶し、ここで前記マスト情報ＭＩとは、前記吊荷Ｌの重量ｗに依存する前記マスト２２のたわみ量ｄを有する情報であり、前記制御部３３は、前記通信部３１が受信した前記吊荷情報ＬＩと、前記記憶部３２に記憶された前記マスト情報ＭＩとに基づいて、前記ジブ２１の傾斜角θを所定角βに制御するための制御信号ＣＳを生成し、ここで前記所定角βとは、前記吊荷Ｌの地切り時において前記ジブ２１の先端２１ｆ及び前記吊荷Ｌの重心Ｇが略鉛直方向に並ぶような前記ジブ２１の傾斜角θである。

【0047】

また、クライミングクレーンにおいて、地切り時の荷振れを抑制することができるクレーンシステム１を実施することができる。

【0048】

かかるクレーンシステム１は、クレーン２と、入力装置４と、制御装置３とを備え、前記クレーン２は、マスト２２とジブ２１とを備え、前記マスト２２は、鉛直上方向に延在し、前記ジブ２１は、その傾斜角θが変動可能に構成され、前記入力装置４は、吊荷情報ＬＩを入力可能に構成され、ここで前記吊荷情報ＬＩとは、前記クレーン２に吊るす吊荷Ｌの重量ｗを有する情報で、前記制御装置３は、通信部３１と、記憶部３２と、制御部３３とを備え、前記通信部３１は、前記吊荷情報ＬＩを前記入力装置４より受信可能に構成され、前記記憶部３２は、マスト情報ＭＩを予め記憶し、ここで前記マスト情報ＭＩとは、前記吊荷Ｌの重量ｗに依存する前記マスト２２のたわみ量ｄを有する情報であり、前記制御部３３は、前記通信部３１が受信した前記吊荷情報ＬＩと、前記記憶部３２に記憶された前記マスト情報ＭＩとに基づいて、制御信号ＣＳを生成し、前記クレーン２が前記制御信号ＣＳを受信すると、前記吊荷Ｌの地切り時において前記ジブ２１の先端２１ｆ及び前記吊荷Ｌの重心Ｇが略鉛直方向に並ぶように前記ジブ２１の傾斜角θが制御される。

【0049】

また、クライミングクレーンにおいて、地切り時の荷振れを抑制することができるクレーン２の制御装置３又はクレーンシステム１をハードウェアとして実施するためのソフトウェアを、プログラムとして実施することもできる。そして、このようなプログラムを、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体として提供してもよいし、外部のサーバからダウンロード可能に提供してもよいし、外部のコンピュータで当該プログラムを起動させて、クライアント端末で各機能を実施可能な、いわゆるクラウド・コンピューティングを実施してもよい。

【0050】

かかるクレーン２の制御プログラムは、前記クレーン２が鉛直上方向に延在するマスト２２と傾斜角θが変動可能なジブ２１とを有するクライミングクレーンであり、コンピュータ（制御装置３）に、マスト情報ＭＩを記憶させ、ここで前記マスト情報ＭＩとは、前記クレーン２に吊るす吊荷Ｌの重量２に依存する前記マスト２２のたわみ量ｄを有する情報であり、さらに、受信機能と、制御機能とを実現させ、前記受信機能によれば、吊荷情報ＬＩを受信させ、ここで前記吊荷情報ＬＩとは、前記吊荷Ｌの重量ｗを有する情報で、前記制御機能によれば、前記吊荷情報ＬＩと、前記マスト情報ＭＩとに基づいて、前記ジブ２１の傾斜角θを所定角βに制御するための制御信号ＣＳを生成させ、ここで前記所定角βとは、前記吊荷Ｌの地切り時において前記ジブ２１の先端２１ｆ及び前記吊荷Ｌの重心Ｇが略鉛直方向に並ぶような前記ジブ２１の傾斜角θである。

【0051】

最後に、本発明に係る種々の実施形態を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0052】

１ ：クレーンシステム
２ ：クレーン
２１ ：ジブ
２１ｆ ：先端
２２ ：マスト
２２ｂ ：下端
２２ｔ ：上端
３ ：制御装置
３１ ：通信部
３２ ：記憶部
３３ ：制御部
４ ：入力装置
ＣＳ ：制御信号
Ｇ ：重心
ＪＩ ：ジブ情報
Ｌ ：吊荷
ＬＩ ：吊荷情報
Ｍ ：モーメント
ＭＩ ：マスト情報
Ｕ ：ユーザ
ｄ ：たわみ量
ｒ ：作業半径
β ：所定角
θ ：傾斜角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】