特開 2023-37265 粒状物運搬用クレーン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023037265

(43)【公開日】2023-03-15

(54)【発明の名称】粒状物運搬用クレーン

(51)【国際特許分類】

   B66C 5/02 20060101AFI20230308BHJP

   B66C 13/22 20060101ALI20230308BHJP

【ＦＩ】

B66C5/02

B66C13/22 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021143909

(22)【出願日】2021-09-03

(71)【出願人】

【識別番号】504300088

【氏名又は名称】国立大学法人北海道国立大学機構

(71)【出願人】

【識別番号】503255936

【氏名又は名称】有限会社 岡本製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100202913

【弁理士】

【氏名又は名称】武山 敦史

(72)【発明者】

【氏名】宮竹 史仁

(72)【発明者】

【氏名】岡本 壮一

【テーマコード（参考）】

3F202

3F204

【Ｆターム（参考）】

3F202AA05

3F202AC08

3F202BA10

3F204AA03

3F204BA09

3F204CA01

3F204DA04

3F204DB02

3F204DC01

(57)【要約】

【課題】建屋の強度を考慮せずに設置可能な粒状物運搬用クレーンを提供する。
【解決手段】クレーン１は、床面に設置され、互いに平行な方向に延びる一対のレール１０と、各レール１０上をそれぞれ走行する一対の走行台車２０と、各走行台車２０に接続され、床面の上方で走行台車２０の一方から他方に向けて延びる構造体３０と、構造体３０に対して上下方向に移動可能に吊り下げられ、床面に堆積された粒状物を把持する把持ユニット４０と、構造体３０に設けられ、走行台車２０及び把持ユニット４０に通信可能に接続され、走行台車２０及び把持ユニット４０の動作を制御する制御ユニット１００と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

床面に設置され、互いに平行な方向に延びる一対のレールと、
各レール上をそれぞれ走行する一対の走行台車と、
各走行台車に接続され、前記床面の上方で前記走行台車の一方から他方に向けて延びる構造体と、
前記構造体に対して上下方向に移動可能に吊り下げられ、前記床面に堆積された粒状物を把持する把持ユニットと、
前記構造体に設けられ、前記走行台車及び前記把持ユニットに通信可能に接続され、前記走行台車及び前記把持ユニットの動作を制御する制御ユニットと、
を備える粒状物運搬用クレーン。

【請求項2】

前記走行台車の進行方向に対向する端部に設けられ、前記走行台車の走行時に前記レール上に堆積した粒状物を前記レール上から排除するスクレーパーをさらに備える、
請求項１に記載の粒状物運搬用クレーン。

【請求項3】

前記構造体は、各走行台車に接続され、上下方向に延びる一対の柱状部材と、各柱状部材に接続され、前記柱状部材に対して垂直な方向に延びるブリッジ部材と、を備え、
前記把持ユニットは、前記ブリッジ部材から下方に向かって前記ブリッジ部材の長手方向に並べて配置された複数のケーブルにより吊り下げられている、
請求項１又は２に記載の粒状物運搬用クレーン。

【請求項4】

前記走行台車は、前記レールに設置された場合に前記レールの長手方向に延びる枠体と、前記枠体に回転可能に支持され、前記枠体の異なる箇所に配置され、前記レール上を転動する複数の車輪と、前記枠体に固定され、各車輪を回転させるモータと、を備える、
請求項１から３のいずれか１項に記載の粒状物運搬用クレーン。

【請求項5】

前記レールは、その上面部の幅方向の中心に設けられ、前記レールの長手方向に延び、前記上面部から上方に突出するリブを備え、
前記車輪は、前記リブの上面部と接触する踏面が設けられた車輪本体と、前記車輪本体の一方の側面側に設けられたフランジと、前記フランジと共に前記リブを挟み込むように前記車輪本体の他方の側面側に設けられ、前記モータからの回転を伝達する歯車と、を備える、
請求項４に記載の粒状物運搬用クレーン。

【請求項6】

前記レールは、前記レールの側面部から離れる方向に延び、前記レールの長手方向に等間隔に並べて配置された複数のピン部材を備え、
前記走行台車は、前記ピン部材が近接したことを検知する近接センサを備え、
前記制御ユニットは、前記近接センサが前記ピン部材を検知した回数をカウントすることにより前記走行台車の位置を検出する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の粒状物運搬用クレーン。

【請求項7】

前記近接センサは、前記走行台車の長手方向に並べて２つ設けられ、
前記制御ユニットは、前記走行台車の進行方向前方側の近接センサが目標とするピン部材を検知した時点で走行台車を減速させ、前記走行台車のうち２つの近接センサの間にある中間位置が目標とするピン部材の位置と一致するように前記走行台車を停止させる、
請求項６に記載の粒状物運搬用クレーン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粒状物運搬用クレーンに関する。

【背景技術】

【0002】

家畜の排せつ物、食品廃棄物といった生物系廃棄物を好気性微生物の働きによって分解した堆肥が知られている。堆肥の製造工程では、切り返しと呼ばれる堆肥の元となる生物系廃棄物（堆肥材料）の定期的な撹拌が不可欠である。堆肥材料の発酵が進展した後、発酵が次第に勢いを失ったタイミングで切り返しを実施することで、再び発酵を活性化させることができる。この切り返しには、例えば特許文献１に開示されているような堆肥切り返し用のクレーンが用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－３３５５９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のクレーンは、建屋の側壁に設けられたレールに吊り下げられているため、建屋の側壁にクレーンを支持するための強度が要求される。このため、既存の建屋の強度が不足している場合には、クレーンの設置のために既存建屋の補強や建て替えが必要となる。近年、ビニールハウスに類似した簡易な建屋が普及しつつあり、このような簡易の建屋であっても設置可能なクレーンの実用化が要望されている。そして、このような問題は、堆肥材料の切り返しを実施する場合に限られず、クレーンで堆肥材料以外の粒状物を運搬する場合にも存在している。

【0005】

本発明は、このような背景に基づいてなされたものであり、建屋の強度を考慮せずに設置可能な粒状物運搬用クレーン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】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明に係る粒状物運搬用クレーンは、
床面に設置され、互いに平行な方向に延びる一対のレールと、
各レール上をそれぞれ走行する一対の走行台車と、
各走行台車に接続され、前記床面の上方で前記走行台車の一方から他方に向けて延びる構造体と、
前記構造体に対して上下方向に移動可能に吊り下げられ、前記床面に堆積された粒状物を把持する把持ユニットと、
前記構造体に設けられ、前記走行台車及び前記把持ユニットに通信可能に接続され、前記走行台車及び前記把持ユニットの動作を制御する制御ユニットと、
を備える。

【0007】

前記走行台車の進行方向に対向する端部に設けられ、前記走行台車の走行時に前記レール上に堆積した粒状物を前記レール上から排除するスクレーパーをさらに備えてもよい。

【0008】

前記構造体は、各走行台車に接続され、上下方向に延びる一対の柱状部材と、各柱状部材に接続され、前記柱状部材に対して垂直な方向に延びるブリッジ部材と、を備え、
前記把持ユニットは、前記ブリッジ部材から下方に向かって前記ブリッジ部材の長手方向に並べて配置された複数のケーブルにより吊り下げられてもよい。

【0009】

前記走行台車は、前記レールに設置された場合に前記レールの長手方向に延びる枠体と、前記枠体に回転可能に支持され、前記枠体の異なる箇所に配置され、前記レール上を転動する複数の車輪と、前記枠体に固定され、各車輪を回転させるモータと、を備えてもよい。

【0010】

前記レールは、その上面部の幅方向の中心に設けられ、前記レールの長手方向に延び、前記上面部から上方に突出するリブを備え、
前記車輪は、前記リブの上面部と接触する踏面が設けられた車輪本体と、前記車輪本体の一方の側面側に設けられたフランジと、前記フランジと共に前記リブを挟み込むように前記車輪本体の他方の側面側に設けられ、前記モータからの回転を伝達する歯車と、を備えてもよい。

【0011】

前記レールは、前記レールの側面部から離れる方向に延び、前記レールの長手方向に等間隔に並べて配置された複数のピン部材を備え、
前記走行台車は、前記ピン部材が近接したことを検知する近接センサを備え、
前記制御ユニットは、前記近接センサが前記ピン部材を検知した回数をカウントすることにより前記走行台車の位置を検出してもよい。

【0012】

前記近接センサは、前記走行台車の長手方向に並べて２つ設けられ、
前記制御ユニットは、前記走行台車の進行方向前方側の近接センサが目標とするピン部材を検知した時点で走行台車を減速させ、前記走行台車のうち２つの近接センサの間にある中間位置が目標とするピン部材の位置と一致するように前記走行台車を停止させてもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、建屋の強度を考慮せずに設置可能な粒状物運搬用クレーンを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施の形態に係るクレーンの構成を示す概略図である。

【図2】本発明の実施の形態に係るクレーンの構成を示す正面図である。

【図3】本発明の実施の形態に係るクレーンの構成を示す側面図である。

【図4】（ａ）、（ｂ）は、いずれも本発明の実施の形態に係るレール及び走行台車の構成を示す正面図である。

【図5】本発明の実施の形態に係るレール及び走行台車の構成を示す平面図である。

【図6】本発明の実施の形態に係るレール及び走行台車の構成を示す側面図である。

【図7】本発明の実施の形態に係るスクレーパーの構成を示す斜視図である。

【図8】本発明の実施の形態に係るピン部材及び近接センサの関係を示す図である。

【図9】本発明の実施の形態に係る把持ユニットの構成を示す正面図である。

【図10】本発明の実施の形態に係る把持ユニットの構成を示す側面図である。

【図11】（ａ）は、本発明の実施の形態に係る制御ユニットのハードウェア構成を示すブロック図であり、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る制御ユニットの変換テーブルの一例を示す図である。

【図12】本発明の実施の形態に係る切り返し処理の流れを示すフローチャートである。

【図13】（ａ）、（ｂ）は、いずれも本発明の変形例に係るレール及び走行台車の構成を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明に係る実施の形態の粒状物運搬用クレーンを、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面においては、同一又は同等の部分に同一の符号を付す。実施の形態では、粒状物運搬用クレーンの左右方向（幅方向）をＸ軸方向、粒状物運搬用クレーンの進行方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とする直交座標系を使用する。実施の形態では、粒状物として堆肥材料を運搬する場合を例に説明するが、運搬対象の粒状物としては、いかなる形状や大きさ、材質の粒子や破片を含んでいてもよく、複数種類の粒子や破片が含まれていてもよい。

【0016】

図１は、実施の形態に係るクレーン１の構成を示す概略図であり、図２及び図３は、それぞれ実施の形態に係るクレーン１の構成を示す正面図、側面図である。クレーン１は、粒状物運搬用クレーンの一例であり、発酵槽の床面の堆積位置に堆積された堆肥材料を把持し、堆積位置とは別の目標位置に移動させて積み上げる作業を繰り返すことにより、堆肥材料に対する切り返しを実施する。

【0017】

クレーン１は、床面に設置された一対のレール１０と、各レール１０上をそれぞれ走行する一対の走行台車２０と、各走行台車２０に接続され、床面の上方を水平方向に延びる構造体３０と、構造体３０に対して上下方向に移動可能に吊り下げられ、床面に置かれた堆肥材料を把持する把持ユニット４０と、構造体３０に設けられ、走行台車２０及び把持ユニット４０と通信可能に接続され、走行台車２０及び把持ユニット４０の動作を制御する制御ユニット１００と、を備える。

【0018】

図２に示すように、発酵槽の床面では、各レール１０の内側のそれぞれに、レール１０の長手方向に延びる仕切り１０Ａが設置されている。仕切り１０Ａは、床面に堆積した堆肥材料がレール１０側に侵入することを防止する。仕切り１０Ａは、例えば、床面から垂直方向に延び、走行台車２０に堆肥材料が付着すること防止するため、走行台車２０よりも高い位置まで延びることが好ましい。

【0019】

構造体３０は、上下方向に延び、それぞれ各走行台車２０に接続された一対の柱状部材３１と、各柱状部材３１に接続され、各柱状部材３１に対して垂直な方向に延びるブリッジ部材３２と、を備える。

【0020】

柱状部材３１は、走行台車２０に接続され、走行台車２０から上方に延びる部材である。図３に示すように、柱状部材３１は、互いに平行に配置された一対の板状部材３１ａと、一対の板状部材３１ａに接続され、各板状部材３１ａに対して垂直に延びる接続部材３１ｂと、を備える。柱状部材３１の一方には、制御ユニット１００が固定されている。

【0021】

ブリッジ部材３２は、各端部が柱状部材３１の上端部に接続され、水平方向に延びる部材である。ブリッジ部材３２には、電源ケーブル（図示せず）を巻き取る回転ドラム３３が設けられている。クレーン１が走行する際に回転ドラム３３が電源ケーブルを巻き取るため、電源ケーブルが弛んでクレーン１の走行に支障を与えることがない。電源ケーブルは、電源（図示せず）からの電力を走行台車２０、把持ユニット４０及び制御ユニット１００にそれぞれ供給する。

【0022】

図４、図５及び図６は、それぞれ実施の形態に係るレール１０及び走行台車２０の構成を示す正面図、平面図、側面図である。一対のレール１０は、互いに平行な方向に延び、走行台車２０からの荷重を支え、走行台車２０の走行をガイドする。各レール１０は、建屋内部のコンクリート床面に直接設置され、床面に対してアンカー（図示せず）により固定されている。各レール１０は、長尺なレール本体１１と、レール本体１１の上面部において幅方向の中心位置に設けられ、レール１０の長手方向に延び、レール本体１１の上面部から上方に突出するリブ１２と、を備える。

【0023】

レール本体１１は、横断面がＨ字型であるＨ型鋼材である。レール本体１１の側面部には、側面部から離れる方向に延び、走行台車２０に取り付けられた近接センサ２５により検知される複数のピン部材１３が設けられている。各ピン部材１３は、レール１０の長手方向に等間隔で並べて配置されている。

【0024】

リブ１２は、走行台車２０からの荷重を受け止めると共に、レール１０上を走行する走行台車２０の軸方向の動きを規制する。リブ１２は、断面矩形状の長尺な鋼材であり、例えば、レール本体１１の上面部に溶接等で固定されている。レール本体１１にリブ１２が固定されることにより、レール１０の曲げ強度が向上し、レール１０の撓みを抑制できるため、走行中の走行台車２０を一層安定させることができる。

【0025】

走行台車２０は、レール１０に設置された場合にレール１０の長手方向に延びる枠体２１と、枠体２１に回転可能に支持され、レール１０上を転動する複数の車輪２２と、枠体２１に固定され、各車輪２２を回転させるモータ２３と、枠体２１の長手方向に対向する端部に設けられ、走行台車２０の走行時にレール１０上に堆積している堆肥材料を排除するスクレーパー２４と、枠体２１の長手方向に並べて配置され、レール１０のピン部材１３を検知する一対の近接センサ２５と、を備える。

【0026】

枠体２１は、その長手方向に延び、互いに離して配置された一対の板状部材２１ａと、一対の板状部材２１ａを異なる箇所で接続する複数の接続部材２１ｂと、を備える。枠体２１の内側には、複数の車輪２２が長手方向に並べて配置され、枠体２１の外側には、モータ２３が固定されている。

【0027】

車輪２２は、リブ１２の上面部と接触する踏面が形成された車輪本体２２ａと、車輪本体２２ａの一方の側面側に設けられたフランジ２２ｂと、車輪本体２２ａの他方の側面側に設けられた歯車２２ｃと、を備える。フランジ２２ｂと歯車２２ｃとは、側面側からリブ１２を挟み込むように配置され、車輪２２がリブ１２に沿って走行するようにガイドする。フランジ２２ｂは、モータ２３が固定されていない板状部材２１ａ側に配置され、歯車２２ｃは、モータ２３が固定された板状部材２１ａ側に配置されている。歯車２２ｃは、モータ２３の回転軸に固定された歯車２３ａと噛み合い、モータ２３からの回転を車輪本体２２ａに伝達する。

【0028】

モータ２３は、例えば、ＰＭ（Permanent Magnet）モータである。モータ２３にはモータドライバ（図示せず）が接続され、モータドライバには制御ユニット１００が接続されている。モータドライバは、例えば、直流を交流に変換するインバータを備える。モータドライバは、制御ユニット１００からの制御信号に基づいて、モータ２３に供給する電流を調整し、モータ２３が規定された最大トルクで回転するように制御する。インバータは、床面の長さに応じて規定の周波数、例えば、２５Ｈｚ～６０Ｈｚの範囲内で設定される周波数の電流をモータ２３に向けて出力する。

【0029】

図７は、実施の形態に係るスクレーパー２４の構成を示す斜視図である。スクレーパー２４は、リブ１２の上面部及び内側（堆肥材料側）の側面部、レール本体１１の内側の上面部に近接し、これらの面から堆肥材料を排除するように形成されている。スクレーパー２４は、枠体２１に対する取り付け位置が調整可能に構成されている。堆肥材料には水分が含まれ、ある程度の粘着性があるため、レール１０上に付着して乾燥すると、走行台車２０の走行に支障を与える可能性がある。このため、スクレーパー２４によりレール１０上の堆肥材料をできるだけ排除することが好ましい。

【0030】

詳細に説明すると、スクレーパー２４の上端部には、スクレーパー２４の平面状の本体から垂直に延びる平面状の係止片２４ａが設けられ、係止片２４ａには複数の細長形状の貫通孔２４ｂが設けられている。また、枠体２１の端部側にある接続部材２１ｂには、接続部材２１ｂから垂直に延びる平面状の係止片２１ｃが設けられ、係止片２１ｃにも複数の細長形状の貫通孔２１ｄが設けられている。各貫通孔２４ｂ、２１ｄは、それぞれ図６に示すボルト２４ｃが挿通可能に形成されている。このため、係止片２４ａを係止片２１ｃに載せ、枠体２１に対するスクレーパー２４の取り付け位置を調整した後、各貫通孔２４ｂ、２１ｄにボルト２４ｃを挿通し、ボルト２４ｃにナット（図示せず）を締め付けることにより、枠体２１に対してスクレーパー２４を固定できる。

【0031】

図８は、実施の形態に係るピン部材１３及び近接センサ２５の関係を示す図である。各近接センサ２５は、ピン部材１３が接近したことを非接触で検出できるセンサである。近接センサ２５は、アーム２５ａにより枠体２１から離れた位置に支持され、アーム２５ａは、枠体２１の側面部に支持されている。近接センサ２５は、例えば、高周波発振型近接センサである。近接センサ２５が高周波発振型近接センサである場合、ピン部材１３は、高周波発振型近接センサが検知可能となるように金属材料で形成される。

【0032】

近接センサ２５は、制御ユニット１００に通信可能に接続されている。制御ユニット１００は、各近接センサ２５からの信号に基づいて、レール１０における走行台車２０の位置を検出すると共に、走行中の走行台車２０を目標とする位置で停止させるためにモータ２３の動作を制御する。

【0033】

図９及び図１０は、それぞれ実施の形態に係る把持ユニット４０の構成を示す正面図、側面図である。把持ユニット４０は、堆肥材料を把持するグラブ４１と、構造体３０のブリッジ部材３２からグラブ４１を吊り下げる複数のケーブル（図示せず）と、各ケーブルを巻き取る複数の電動ウインチ４２と、を備える。図９及び図１０では、ケーブルを電動ウインチ４２に巻き取ることで、グラブ４１を引き上げた状態を図示している。

【0034】

グラブ４１は、堆肥材料を把持する一対の把持片４１ａと、一対の把持片４１ａの長手方向に並べて配置され、一対の把持片４１ａを支持する複数のアーム４１ｂと、各アーム４１ｂを回転可能に支持し、把持ユニット４０の複数のケーブルに吊り下げられる支持部材４１ｃと、アーム４１ｂと支持部材４１ｃとに接続され、一対の把持片４１ａを開閉させる油圧シリンダ４１ｄと、油圧シリンダ４１ｄに接続され、油圧シリンダ４１ｄを伸縮させる油圧源４１ｅと、を備える。

【0035】

把持片４１ａは、円弧状に湾曲し、堆肥材料に差し込むことが可能な複数の棒状部材と、複数の棒状部材を等間隔に並べて固定した長尺な固定部材と、を備える。一対の把持片４１ａでは、閉じた状態でそれぞれの棒状部材が交互に配置されている。一対の把持片４１ａを開いた状態で堆肥材料に棒状部材を差し込み、この状態で一対の把持片４１ａを閉じることで、一対の把持片４１ａで堆肥材料が把持される。

【0036】

油圧シリンダ４１ｄは、例えば、複動式シリンダである。複動式シリンダは、油圧源４１ｅからの作動油をピストンのいずれの側にも供給可能なシリンダである。

【0037】

図１０に示すように、グラブ４１の長手方向に対向する両端部には、それぞれグラブ４１から把持した堆肥材料がこぼれ落ちることを防止するために押さえ板４１ｆが設けられている。押さえ板４１ｆは、例えば、把持片４１ａの棒状部材の形状に合わせて扇状に形成されている。

【0038】

図１１（ａ）は、実施の形態に係る制御ユニット１００のハードウェア構成を示すブロック図である。制御ユニット１００は、例えば、制御盤である。制御ユニット１００は、近接センサ２５から測定データを取得すると共に、モータ２３、電動ウインチ４２、油圧源４１ｅに制御信号を供給する。

【0039】

制御ユニット１００は、操作部１１０と、表示部１２０と、通信部１３０と、記憶部１４０と、制御部１５０と、を備える。制御ユニット１００の各部は、内部バス（図示せず）を介して互いに通信可能に接続されている。

【0040】

操作部１１０は、ユーザの指示を受け付け、受け付けた操作に対応する操作信号を制御部１５０に供給する。

【0041】

表示部１２０は、制御部１５０から供給される画像データに基づいて、制御ユニット１００を操作するユーザに向けて各種の画像を表示する。

【0042】

通信部１３０は、例えば、インターネット回線のような通信ネットワークに接続することが可能なインターフェースである。

【0043】

記憶部１４０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリを備える。記憶部１４０は、制御部１５０に実行されるプログラムや各種のデータを記憶すると共に、制御部１５０が処理を実行するためのワークメモリとして機能する。記憶部１４０には、図１１（ｂ）に示すように、レール１０の初期位置からの距離と、レール１０の初期位置からのピン部材１３のカウント数との対応関係を示す変換テーブル１４１が記憶されている。レール１０の初期位置は、レール１０の一方の端部に設定され、レール１０上の基準となる位置である。また、記憶部１４０には、モータ２３の回転方向と、走行台車２０の進行方向前方側の近接センサ２５との対応関係も記憶されている。

【0044】

図１１（ａ）に戻り、制御部１５０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を備え、制御ユニット１００の各部の制御を行う。制御部１５０は、記憶部１４０に記憶されているプログラムを実行することにより、図１２の切り返し処理を実行する。制御部１５０は、機能的には、走行台車制御部１５１と、把持ユニット制御部１５２と、を備える。

【0045】

走行台車制御部１５１は、堆積位置、目標位置、繰り返し回数に関するユーザの指示に基づいてモータ２３の動作を制御する。堆積位置は、堆肥材料が堆積された位置であり、目標位置は、堆積位置にある堆肥材料を移動させる目標となる位置である。堆積位置及び目標位置は、初期位置からの距離により表現される。繰り返し回数は、堆積位置から目標位置に堆肥材料を移動させる回数である。繰り返し回数は、堆積位置にある堆肥材料を目標位置に移動させることができるようにユーザにより設定される。

【0046】

走行台車制御部１５１は、操作部１１０がユーザからの指示を受け付けると、レール１０の端部にある初期位置に走行台車２０を移動させる。次に、走行台車制御部１５１は、変換テーブル１４１から堆積位置に対応するピン部材１３のカウント数（第１の目標カウント数）を読み取り、近接センサ２５がピン部材１３を検知する回数をカウントしながら、ピン部材１３のカウント数が第１の目標カウント数になるまで堆積位置に向けて走行台車２０を移動させる。

【0047】

次に、走行台車制御部１５１は、把持ユニット４０による堆肥材料の把持が完了したことを検知すると、変換テーブル１４１を参照して堆積位置から目標位置まで移動する際にカウントされるピン部材１３のカウント数（第２の目標カウント数）を算出し、近接センサ２５がピン部材１３を検知する回数をカウントしながら、ピン部材１３のカウント数が第２の目標カウント数になるまで堆積位置に向けて走行台車２０を移動させる。

【0048】

次に、走行台車制御部１５１は、把持ユニット４０による堆肥材料の放出が完了したことを検知すると、走行台車２０の反対方向への移動を開始させ、近接センサ２５がピン部材１３を検知する回数をカウントしながら、ピン部材１３のカウント数が第２の目標カウント数になるまで堆積位置に向けて走行台車２０を移動させる。走行台車制御部１５１は、繰り返し回数がユーザにより指示された繰り返し回数に到達するまで、上記の工程を繰り返す。

【0049】

以下、図４（ａ）、（ｂ）を参照して、走行台車制御部１５１が目標とする停止位置に走行台車２０を停止させる手順を説明する。走行台車２０は、進行方向を反転させて２つの位置の間を交互に移動するため、走行中の走行台車２０を停止させる際にモータ２３の動作を以下のように制御する。

【0050】

まず、走行台車制御部１５１は、図４（ａ）に示すように、進行方向前方側（図４（ａ）では左側）の近接センサ２５が目標とする停止位置に対応するピン部材１３を検知した時点で、モータ２３の回転を制御して走行台車２０を減速させる。具体的には、近接センサ２５がピン部材１３を検知した時点で、予め設定された減速時間を経てブレーキ（図示せず）を作動させ、一対の近接センサ２５の間にある中間位置（Ｌ１＝Ｌ２）が目標とするピン部材１３に一致するように停止させる。

【0051】

減速時間は、モータドライバのインバータからの出力が０Ｈｚになるまでの時間であり、走行台車２０の速度、各近接センサ２５から中間位置までの距離を考慮して設定される。例えば、減速時間が３秒であれば、近接センサ２５がピン部材１３を検知した時点から３秒でインバータからの出力を０Ｈｚにすればよい。図４では、右側から左側に向けて進行する場合を例に説明しているが、左側から右側に向けて進行する場合も同様である。これにより走行台車２０がどちらの側に向けて進行していたとしても、一対の近接センサ２５の中間位置が目標とするピン部材１３に一致するように停止させることができる。なお、走行台車２０の停止時には、一対の近接センサ２５の間にある中間位置（Ｌ１＝Ｌ２）がピン部材１３と完全に一致する必要はなく、停止位置にある程度のずれが発生してもよい。

【0052】

図１１（ａ）に戻り、把持ユニット制御部１５２は、走行台車２０が堆積位置に停止すると、把持ユニット４０に堆肥材料を把持させる。具体的には、まず、油圧源４１ｅを作動させてグラブ４１を開かせ、電動ウインチ４２を回転させてグラブ４１を下方に移動させた後、油圧源４１ｅを作動させてグラブ４１を閉じさせ、電動ウインチ４２を逆回転させてグラブ４１を上方に移動させる。また、把持ユニット制御部１５２は、走行台車２０が目標位置に停止すると、把持ユニット４０に堆肥材料を放出させる。具体的には、まず、電動ウインチ４２を回転させてグラブ４１を下方に移動させ、油圧源４１ｅを作動させてグラブ４１を開かせ、電動ウインチ４２を逆回転させてグラブ４１を上方に移動させる。
以上が、制御ユニット１００の構成である。

【0053】

次に、図１２のフローチャートを参照して、実施の形態に係る制御ユニット１００が実行する切り返し処理を説明する。切り返し処理は、クレーン１に対して床面に堆積された堆肥材料に対する切り返しを実施させる処理である。切り返し処理は、制御ユニット１００の操作部１１０が切り返しを実施する旨のユーザの指示を受け付けた時点で開始される。

【0054】

ユーザは、切り返しを実施させる際に、制御ユニット１００の操作部１１０を操作して堆積位置、目標位置及び繰り返し回数を入力する。制御ユニット１００の制御部１５０は、入力された堆積位置、目標位置及び繰り返し回数に基づいて、以下の処理を実行する。

【0055】

まず、走行台車制御部１５１は、初期位置に走行台車２０を移動させ、近接センサ２５により検知されたピン部材１３のカウント数をリセットする（ステップＳ１）。具体的には、初期位置に向かう方向に走行台車２０を移動させ、初期位置に到達したことを検知すると、モータ２３の回転を停止させる。

【0056】

走行台車２０を初期位置に移動させるのは、近接センサ２５により検知されるピン部材１３のカウント数をリセットするためである。このため、走行台車２０を厳密に初期位置に停止させる必要はない。走行台車２０が初期位置に到達したこと検知するには、公知の手法を用いればよい。例えば、枠体２１に設けられたレーザセンサ（図示せず）にレール１０の有無を検知させ、レール１０が存在しないと検知した時点で走行台車２０を停止させればよい。

【0057】

次に、走行台車制御部１５１は、現時点で床面に堆肥材料が堆積されている堆積位置に走行台車２０を移動させる（ステップＳ２）。より詳細に説明すると、変換テーブル１４１から堆積位置に対応するピン部材１３のカウント数を読み取ってから走行台車２０の走行を開始させ、初期位置から近接センサ２５により検知したピン部材１３の数をカウントし、変換テーブル１４１から読み取られた堆積位置に対応するカウント数に到達した時点で走行台車を停止させる。

【0058】

次に、把持ユニット制御部１５２は、把持ユニット４０のグラブ４１に堆肥材料を把持させる（ステップＳ３）。具体的には、堆肥材料に向けて把持ユニット４０のグラブ４１を下方に移動させ、グラブ４１に堆肥材料を把持させ、そのままの状態でグラブ４１を上方に移動させる。

【0059】

次に、走行台車制御部１５１は、堆肥材料を新たに堆積させる目標位置に走行台車２０を移動させる（ステップＳ４）。より詳細に説明すると、変換テーブル１４１から目標位置に対応するピン部材１３のカウント数を読み取ってから走行台車２０の走行を開始させ、到達位置から近接センサ２５により検知したピン部材１３の数をカウントし、変換テーブル１４１から読み取られた目標位置に対応するカウント数に到達した時点で走行台車を停止させる。

【0060】

次に、把持ユニット制御部１５２は、グラブ４１から堆肥材料を放出させる（ステップＳ５）。具体的には、堆肥材料に向けて把持ユニット４０のグラブ４１を下方に移動させ、グラブ４１を開放し、そのままの状態でグラブ４１を上方に移動させる。

【0061】

次に、走行台車制御部１５１は、ステップＳ２～ステップＳ５の一連の処理を設定された回数繰り返したかどうかを判定する（ステップＳ６）。一連の処理を設定された回数繰り返したと判定された場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、処理を終了する。他方、一連の処理を設定された回数繰り返していないと判定された場合（ステップＳ６；Ｎｏ）、ステップＳ２の処理に戻る。
以上が、切り返し処理の流れである。

【0062】

以上説明したように、実施の形態に係るクレーン１は、床面に設置され、互いに平行な方向に延びる一対のレール１０と、各レール１０上をそれぞれ走行する一対の走行台車２０と、各走行台車２０に接続され、床面の上方で走行台車２０の一方から他方に向けて延びる構造体３０と、構造体３０に対して上下方向に移動可能に吊り下げられ、床面に置かれた堆肥材料を把持する把持ユニット４０と、構造体３０に設けられ、走行台車２０及び把持ユニット４０に通信可能に接続され、走行台車２０及び把持ユニット４０の動作を制御する制御ユニット１００と、を備える。このため、クレーン１を支持するための強度を建屋に持たせる必要が無く、既存の建屋にもクレーンを設置できる。

【0063】

本発明は上記実施の形態に限られず、以下に述べる変形も可能である。

【0064】

（変形例）
上記実施の形態では、レール本体１１の上面部にリブ１２が設けられていたが、本発明はこれに限られない。例えば、一般的に鉄道で用いられる平底レールであってもよい。

【0065】

上記実施の形態では、車輪２２の歯車２２ｃとモータ２３の歯車２３ａとが噛み合い、モータ２３の回転を車輪２２に伝達していたが、本発明はこれに限られない。歯車２２ｃの回転を、チェーンを介して歯車２３ａに伝達してもよい。また、歯車２２ｃ、２３ａを一対のプーリー及び各プーリーに掛けられるベルトで置き換えてもよい。

【0066】

上記実施の形態では、各車輪２２に対して１つのモータ２３が設けられていたが、本発明はこれに限られない。例えば、一対の車輪２２を同一のモータ２３で回転させてもよい。また、上記実施の形態では、枠体２１に一対の車輪２２が設けられていたが、本発明はこれに限られない。枠体２１に設けられる車輪２２は３つ以上であってもよい。

【0067】

上記実施の形態では、モータ２３が車輪２２を回転させることで走行台車２０が走行していたが、本発明はこれに限られない。例えば、枠体２１にケーブルを接続し、ケーブルを電動ウインチで巻き取ることで、走行台車２０が走行するように構成してもよい。

【0068】

上記実施の形態では、スクレーパー２４が金属材料で形成されていたが、本発明はこれに限られない。スクレーパー２４にレール１０と接触するゴム部材を設けてもよい。ゴム部材は、例えば、走行台車２０の進行方向に湾曲可能なゴム板である。

【0069】

上記実施の形態では、スクレーパー２４がリブ１２の上面部及び内側の側面部、レール本体１１の内側の上面部から堆肥材料を排除するように形成されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、スクレーパー２４がリブ１２の上面部及び両側の側面部から堆肥材料を排除するように形成してもよく、レール本体１１の両側の上面部から堆肥材料を排除するように形成してもよい。

【0070】

上記実施の形態では、スクレーパー２４が枠体２１に対して取り付け位置を調整可能に構成されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、スクレーパー２４が枠体２１に対して旋回可能に構成されていてもよい。具体的には、枠体２１の係止片２１ｃから垂直な方向に延びるように固定されたボルトにスクレーパー２４の係止片２４ａに設けられた貫通孔を挿通させて、ボルトの周りにスクレーパー２４が回転するように構成してもよい。枠体２１に対するスクレーパー２４の傾きを調整し、枠体２１のボルトにナットを締め付けることにより、枠体２１に対してスクレーパー２４を固定できる。

【0071】

上記実施の形態では、近接センサ２５が走行台車２０の長手方向に間隔を空けて２つ設けられていたが、本発明はこれに限られない。例えば、クレーン１が比較的軽量であるか、把持ユニット４０が把持する堆肥材料の量が比較的少ない場合であれば、走行台車２０に設けられる近接センサ２５は１つであってもよい。また、走行台車２０を段階的に減速させる必要があれば、近接センサ２５を３つ以上設けるとよい。

【0072】

上記実施の形態では、構造体３０が門型の構造体であったが、本発明はこれに限られない。構造体３０は、例えば、アーチ型であってもよい。

【0073】

上記実施の形態では、グラブ４１が開閉可能な一対の把持片４１ａを備えていたが、本発明はこれに限られない。例えば、油圧シリンダにより動作し、床面の堆肥材料をすくい上げることが可能なバケッドであってもよい。

【0074】

上記実施の形態では、複数の電動ウインチ４２が各ケーブルを巻き取ることでグラブ４１を上下させていたが、本発明はこれに限られない。例えば、グラブ４１とブリッジ部材３２とを伸縮可能なパイプで接続し、パイプを伸縮させる油圧シリンダをパイプに接続するように構成してもよい。

【0075】

上記実施の形態では、一対の近接センサ２５の中間位置が目標とするピン部材１３に一致するように走行台車２０を停止させていたが、本発明はこれに限られない。例えば、一対の近接センサ２５を以下のように用いてもよい。

【0076】

まず、走行台車制御部１５１は、図１３（ａ）に示すように、進行方向前方側の近接センサ２５が目標とする停止位置に対応するピン部材１３を検知した時点で、モータ２３の回転を制御して走行台車２０を減速させる。この時点で、走行台車２０は、モータ２３の回転が停止し、図示しないブレーキを掛けた時点で停止する程度にまで減速される。

【0077】

次に、走行台車制御部１５１は、図４（ｂ）に示すように、進行方向後方側の近接センサ２５が停止位置に対応するピン部材１３を検知した時点で、モータ２３の回転を完全に停止させ、図示しないブレーキを掛け、走行台車２０を目標とする停止位置に停止させる。これによりモータ２３の回転を停止させた後も走行台車２０が慣性の作用により走行を続け、実際の停止位置が目標とする停止位置からずれることを抑制できる。

【0078】

上記実施の形態では、堆肥材料の切り返しにクレーン１を用いていたが、本発明はこれに限られない。例えば、バンカーサイロから家畜の飼料を運び出し、自動給餌器に投入するためにクレーン１を用いてもよい。また、運搬対象の粒状物としては、堆肥材料、家畜の飼料といった農業用の資材に限られず、例えば、砂利、鉄鉱石、石炭のような工業用の資材であってもよい。

【0079】

上記実施の形態では、制御ユニット１００の記憶部１４０に各種データが記憶されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、各種データは、その全部又は一部が通信ネットワークを介して外部のサーバやコンピュータ等に記憶されていてもよい。

【0080】

上記実施の形態では、制御ユニット１００は、それぞれ記憶部１４０に記憶されたプログラムに基づいて動作していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、プログラムにより実現された機能的な構成をハードウェアにより実現してもよい。

【0081】

上記実施の形態では、制御ユニット１００は、例えば、汎用コンピュータであったが、本発明はこれに限られない。例えば、制御ユニット１００は、クラウド上に設けられたコンピュータで実現してもよい。

【0082】

上記実施の形態では、制御ユニット１００が実行する処理は、上述の物理的な構成を備える装置が記憶部１４０に記憶されたプログラムを実行することによって実現されていたが、本発明は、プログラムとして実現されてもよく、そのプログラムが記録された記憶媒体として実現されてもよい。

【0083】

また、上述の処理動作を実行させるためのプログラムを、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto-Optical Disk）等のコンピュータにより読み取り可能な非一時的な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムをコンピュータにインストールすることにより、上述の処理動作を実行する装置を構成してもよい。

【0084】

上記実施の形態は例示であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の趣旨を逸脱しない範囲でさまざまな実施の形態が可能である。実施の形態や変形例で記載した構成要素は自由に組み合わせることが可能である。また、特許請求の範囲に記載した発明と均等な発明も本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0085】

１ クレーン
１０ レール
１０Ａ 仕切り
１１ レール本体
１２ リブ
１３ ピン部材
２０ 走行台車
２１ 枠体
２１ａ，３１ａ 板状部材
２１ｂ，３１ｂ 接続部材
２１ｃ，２４ａ 係止片
２１ｄ，２４ｂ 貫通孔
２２ 車輪
２２ａ 車輪本体
２２ｂ フランジ
２２ｃ，２３ａ 歯車
２３ モータ
２４ スクレーパー
２４ｃ ボルト
２５ 近接センサ
２５ａ アーム
３０ 構造体
３１ 柱状部材
３２ ブリッジ部材
３３ 回転ドラム
４０ 把持ユニット
４１ グラブ
４１ａ 把持片
４１ｂ アーム
４１ｃ 支持部材
４１ｄ 油圧シリンダ
４１ｅ 油圧源
４１ｆ 押さえ板
４２ 電動ウインチ
１００ 制御ユニット
１１０ 操作部
１２０ 表示部
１３０ 通信部
１４０ 記憶部
１４１ 変換テーブル
１５０ 制御部
１５１ 走行台車制御部
１５２ 把持ユニット制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】