特開 2024-142641 クレーンにおける制御システム及び位置調整方法

(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】P2024142641

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】クレーンにおける制御システム及び位置調整方法

(51)【国際特許分類】

   B66C 13/46 20060101AFI20241003BHJP

   B66C 13/22 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

B66C13/46 D

B66C13/22 Y

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023054873

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000166432

【氏名又は名称】戸田建設株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】598022956

【氏名又は名称】株式会社大同機械

(74)【代理人】

【識別番号】100154357

【弁理士】

【氏名又は名称】山▲崎▼ 晃弘

(72)【発明者】

【氏名】山内 博史

(72)【発明者】

【氏名】市村 元

(72)【発明者】

【氏名】落合 康全

(72)【発明者】

【氏名】稲葉 金正

(72)【発明者】

【氏名】田淵 義弘

【テーマコード（参考）】

3F204

【Ｆターム（参考）】

3F204AA04

3F204BA02

3F204CA01

3F204DB03

3F204DC01

3F204DD14

(57)【要約】      （修正有）

【課題】衛星測位システムを用いて、旋回体とそこから延びる支持部とを備えたクレーンにおけるジブの先端部の位置制御をより正確に行うことを可能にする構成を提供する。
【解決手段】一実施形態に係るクレーンにおける制御システムは、旋回体１６から延びる支持部１８の先端部１８ｂに設けられている衛星測位システムの測位部３２と、支持部１８の傾斜角を検出する傾斜角検出部３７と、支持部の先端部１８ｂの位置制御の調整を行うキャリブレーション部とを備える。キャリブレーション部は、支持部が所定傾斜角で保持されている旋回体の所定旋回範囲の旋回のときの測位部の出力に基づく先端部の位置情報に基づいて旋回中心を定めることと、測位部の出力に基づいて旋回中心から所定距離離れている位置に先端部を位置付けたときの傾斜角検出部の出力に基づいて傾斜角検出部の出力補正値を導き出すこととを実行する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

クレーンにおける制御システムであって、
基部上の旋回台から延びる支持部の先端部であって、前記先端部から垂れ下がるロープに吊具が連結されている先端部に設けられている衛星測位システムの測位部と、
前記支持部の傾斜角を検出する傾斜角検出部と、
前記支持部の前記先端部の位置制御の調整を行うキャリブレーション部と
を備え、
前記キャリブレーション部は、
前記支持部が所定傾斜角で保持されている前記旋回体の所定旋回範囲の旋回のときの前記測位部の出力に基づく前記先端部の位置情報に基づいて、前記旋回台の旋回中心を定めることと、
前記測位部の出力に基づいて、前記旋回中心から所定距離離れている位置に前記先端部を位置付けたときの前記傾斜角検出部の出力に基づいて、前記傾斜角検出部の出力補正値を導き出すこと
とを実行する
制御システム。

【請求項2】

前記傾斜角検出部の出力補正値を導き出すことは、
前記測位部の出力に基づいて前記旋回中心から第１所定距離離れている位置に前記先端部を位置付けたときの前記傾斜角検出部の出力と、
前記測位部の出力に基づいて前記旋回中心から第２所定距離離れている位置に前記先端部を位置付けたときの前記傾斜角検出部の出力と
に基づいて、前記傾斜角検出部の出力補正値を導き出すこと
を含む
請求項１に記載の制御システム。

【請求項3】

前記旋回体及び前記支持部を自動制御するように構成されている自動制御部を更に備えている、
請求項１に記載の制御システム。

【請求項4】

基部上の旋回台と、前記旋回体から延びて先端部から垂れ下がるロープに吊具が連結されている支持部とを備えたクレーンにおける位置調整方法であって、
前記支持部が所定傾斜角で保持されている前記旋回台の所定旋回範囲の旋回のときの、前記先端部に設けられている衛星測位システムの測位部の出力に基づく前記先端部の位置情報に基づいて、前記旋回台の旋回中心を定めることと、
前記測位部の出力に基づいて、前記旋回中心から所定距離離れている位置に前記先端部を位置付けたときの、前記支持部の傾斜角を検出する傾斜角検出部の出力に基づいて、前記傾斜角検出部の出力補正値を導き出すこと
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、旋回体とそこから延びる支持部とを備えたクレーンにおける制御システム、及び、そのようなクレーンにおける位置調整方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、クレーンの吊具と、当該吊具の吊部材を介して支持する吊支点と、同位置合わせするクレーンの位置合わせ方法を開示する。この方法では、位置を測位する第１の測位部が吊支点側に設けられ、位置を測位する第２の測位部が吊具側に設けられた状態で、吊具を吊荷に接続する接続工程と、第１の測位部に基づく位置と第２の測位部に基づく位置とを比べることで、吊支点と吊具との間の位置合わせを行う位置合わせ工程と、位置合わせ工程の完了後に、吊具で吊荷を吊り上げる吊り上げ工程とを備える。特許文献１の記載によれば、この方法の位置合わせ工程では、第１の測位部に基づく位置と第２の測位部に基づく位置とを比べることで、吊支点と吊具との間の位置合わせを行い、これにより、吊支点と吊具との間のずれ量を正確に減少させることができ、このように吊支点と吊具との間のずれ量を小さくした状態で、吊り上げ工程において吊具で吊荷を吊り上げるため、吊荷の振れの発生を抑制することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１６９０８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、作業性向上のため、クレーンの自動制御の実用化が更なる広がりをみせている。クレーンの自動制御では、例えば、吊具が垂れ下がるジブの先端部の位置調整を、角度計により検出されるジブの傾斜角を用いて行うことができる。しかし、角度計の精度には限界があり、クレーンの自動制御における更なるジブの先端部つまり吊具の位置決めの精度向上が望まれる。

【0005】

一方、ＧＰＳ等の衛星測位システムつまりGlobal Navigation Satellite System（ＧＮＳＳ）を用いた各種装置などの位置制御が近年広く実用化されていて、その精度も向上している。したがって、クレーンの位置制御に衛星測位システムを活用することで、ジブの先端部のより正確な位置決めが期待される。

【0006】

なお、特許文献１の方法は、上記第１の測位部に基づく位置と上記第２の測位部に基づく位置とを比べることで、吊支点と吊具との間の位置合わせを行い、よって吊支点と吊具との間のずれ量を減少させることに向けられているに過ぎない。つまり、特許文献１の方法は、吊具の正確な位置制御に向けられておらず、課題を有する。

【0007】

本発明の目的は、衛星測位システムを用いて、例えば旋回台である旋回体とそこから延びる支持部例えばジブとを備えたクレーンにおけるその支持部の先端部の位置制御をより正確に行うことを可能にする構成を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明の第１態様は、
クレーンにおける制御システムであって、
基部上の旋回体から延びる支持部の先端部であって、前記先端部から垂れ下がるロープに吊具が連結されている先端部に設けられている衛星測位システムの測位部と、
前記支持部の傾斜角を検出する傾斜角検出部と、
前記支持部の前記先端部の位置制御の調整を行うキャリブレーション部と
を備え、
前記キャリブレーション部は、
前記支持部が所定傾斜角で保持されている前記旋回体の所定旋回範囲の旋回のときの前記測位部の出力に基づく前記先端部の位置情報に基づいて、前記旋回体の旋回中心を定めることと、
前記測位部の出力に基づいて、前記旋回中心から所定距離離れている位置に前記先端部を位置付けたときの前記傾斜角検出部の出力に基づいて、前記傾斜角検出部の出力補正値を導き出すこととを実行する制御システム
を提供する。

【0009】

好ましくは、前記傾斜角検出部の出力補正値を導き出すことは、前記測位部の出力に基づいて前記旋回中心から第１所定距離離れている位置に前記先端部を位置付けたときの前記傾斜角検出部の出力と、前記測位部の出力に基づいて前記旋回中心から第２所定距離離れている位置に前記先端部を位置付けたときの前記傾斜角検出部の出力とに基づいて、前記傾斜角検出部の出力補正値を導き出すことを含む。

【0010】

好ましくは、前述の制御システムは、前記旋回体及び前記支持部を自動制御するように構成されている自動制御部を更に備えている。

【0011】

本発明の第２態様は、
基部上の旋回体と、前記旋回体から延びて先端部から垂れ下がるロープに吊具が連結されている支持部とを備えたクレーンにおける位置調整方法であって、
前記支持部が所定傾斜角で保持されている前記旋回体の所定旋回範囲の旋回のときの、前記先端部に設けられている衛星測位システムの測位部の出力に基づく前記先端部の位置情報に基づいて、前記旋回体の旋回中心を定めることと、
前記測位部の出力に基づいて、前記旋回中心から所定距離離れている位置に前記先端部を位置付けたときの、前記支持部の傾斜角を検出する傾斜角検出部の出力に基づいて、前記傾斜角検出部の出力補正値を導き出すこと
を含む、方法を提供する。

【発明の効果】

【0012】

本発明の上記第１態様又は上記第２態様によれば、それぞれ上記構成を備えるので、衛星測位システムを用いて、旋回体とそこから延びる支持部とを備えたクレーンにおける支持部の先端部の位置制御をより正確に行うことを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係るクレーンの概略構成図である。

【図2】図１のクレーンにおける制御システムを示すブロック図である。

【図3】図１のクレーンを上から見た模式的な平面図である。

【図4】図１のクレーンの制御に関するフローチャートである。

【図5】図１のクレーンにおける非作業者検知システムを説明するための模式図である。

【図6】図１のクレーンの制御に関するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明に係る実施形態を添付図に基づいて説明する。同一の部品（又は構成）には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

【0015】

図１に、一実施形態に係るクレーン１０の概略構成図を示す。クレーン１０の装置構成としては、ポスト１４、旋回台１６、ジブ１８、ガントリ２０及び吊具（フック）２２を有している。クレーン１０は、例えば地面Ｇである作業面に置かれた吊荷Ｗを吊り上げて他の場所へ移動させることができる。なお、ジブ１８は支持部である。

【0016】

ポスト１４は、基部であり、ここでは地面Ｇに立設されているが、その他の箇所、例えば建造物の上部に立設されてもよい。ポスト１４は、柱状の構造体であり、マスト又は脚部と称されてもよい。ポスト１４は、種々の高さを有して構成され得、例えば走行体とされてもよい。

【0017】

旋回台１６は、旋回体の一例であり、ポスト１４の上端に設けられ、ここではポスト１４において鉛直方向に延びるように定められる軸線Ｃ回りに旋回可能である。なお、軸線Ｃはポスト１４の軸線であることに限定されず、ポスト１４の軸線に平行であるとよい。旋回台１６には、その上部に運転室２３が設けられている。ジブ１８は、旋回台１６に結合されている。ジブ１８は、旋回台１６側を基端部１８ａとして、そこから延びるように旋回台１６に設けられている。

【0018】

ガントリ２０は、旋回台１６上に立設されている。ガントリ２０は、旋回台１６の鉛直方向上側に真っすぐ延びる。旋回台１６、ガントリ２０の上端部であるガントリトップ２０ａ、及び、ジブ１８の先端部１８ｂは、ワイヤーロープＷＲ１により互いに支持されている。ウインチ２４によりワイヤーロープＷＲ１が巻取り及び巻戻しされることにより、ジブ１８は、その基端部１８ａを支点として起伏動作を行う。なお、ガントリ２０は、ここでは１つの部材から構成されているが、複数の部材の組み合わせから構成されてもよく、複数の部材が相対的に動作する機構を有してもよく、リンク機構を有して構成されてもよい。

【0019】

また、ワイヤーロープＷＲ２は、ジブ１８の先端部１８ｂから、先端部１８ｂを支点として鉛直方向下方に延び、そのワイヤーロープＷＲ２の垂れ下がる先端部に吊具２２が連結されている。ウインチ２６によりワイヤーロープＷＲ２が巻き取り及び巻戻しされることにより、吊具２２は、上下方向へ移動する。

【0020】

吊具２２は、吊荷Ｗと接続されることにより、当該吊荷Ｗをクレーン１０で吊り上げ可能とするための器具である。吊具２２は、ここではフックであり、例えば吊荷Ｗのワイヤーロープに接続可能である。

【0021】

図２にクレーン１０の制御システム２８のブロック図を示す。制御システム２８は、運転室２３に設けられた制御装置３０を備える。制御装置３０は、クレーン１０全体を制御する装置である。制御装置３０は、プロセッサ（例えばＣＰＵ）、メモリ（例えばＲＯＭ、ＲＡＭ）、通信インターフェースなどを備える。つまり、制御装置３０は、コンピュータとしての構成を備えている。制御装置３０は、例えば、メモリに記憶されているプログラムをプロセッサで実行することにより各種の機能を実現する。制御装置３０は、複数のコンピュータから構成されていてもよい。また、制御装置３０は、運転室２３以外の箇所に設けられてもよい。

【0022】

制御装置３０には、種々のセンサ及び受信機などが接続されたり通信可能にされたりしている。例えば、ＧＰＳ測位装置３２、３４からの出力が制御装置３０には入力される。ＧＰＳ測位装置３２は、衛星測位システムの測位部つまり第１測位部であり、ジブ１８の先端部１８ｂに設けられている。より具体的には、ＧＰＳ測位装置３２は、水平方向の位置に応じた信号を出力する構成を備え、その先端部１８ｂの位置つまり位置情報を取得するために設けられる。ＧＰＳ測位装置３４は、衛星測位システムの測位部つまり第２測位部であり、水平方向の位置に応じた信号を出力する構成を備え、ここでは吊荷Ｗに設けられる。ＧＰＳ測位装置３４は、鉛直方向位置測定部の一例である気圧計３６とともに取付ユニット３３に統合されていて、吊荷Ｗに着脱自在に取り付けられる。例えば吊荷Ｗは鋼材であり、取付ユニット３３の磁石で取付ユニット３３は吊荷Ｗに着脱自在に取り付けられる。なお、ＧＰＳ測位装置３４は、気圧計３６から独立した部材とされてもよい。

【0023】

ＧＰＳ測位装置３２、３４はここでは同じ構成を備えるが、異なる構成を有してもよい。ＧＰＳ測位装置３２、３４はそれぞれ、自らの位置を測位する機器である。ＧＰＳ測位装置３２、３４は、衛星からの信号を受信することで、地球上の座標中における位置を測位する全地球測位システム（Global Positioning System（ＧＰＳ））の受信器つまり衛星信号受信器を備えて構成され、制御装置３０と通信可能な通信部も備える。

【0024】

衛星信号受信器としてのＧＰＳ測位装置３２、３４は、地球の周囲を周回する複数の人工衛星であるＧＰＳ衛星からの信号を受信する。制御装置３０は、ＧＰＳ測位装置３２、３４が受信した信号に基づいてそれぞれの位置つまり位置情報を取得する。なお、衛星測位システムつまりGlobal Navigation Satellite System（ＧＮＳＳ）はＧＰＳに限られない。種々の衛星測位システムからの信号に基づいて、位置情報が検出されてもよい。ＧＮＳＳは、ＧＰＳに限定されず、準天頂衛星システム（Quasi-Zenith Satellite System）を含み得、例えば、欧州の“ガリレオ”や、ＧＰＳと一体運用される日本国の“みちびき”を含み得る。

【0025】

気圧計３６は、気圧に応じた信号を出力するので、換言すると鉛直方向の位置に応じた信号を出力する。気圧計３６は、前述のように吊荷Ｗに設けられるので、吊荷Ｗの鉛直方向の位置に応じた信号を出力する。気圧計３６も、ＧＰＳ測位装置３４と同様に、制御装置３０と通信可能な通信部を備える。なお、気圧計３６の通信部は、ＧＰＳ測位装置３４の通信部に統合されてもよい。

【0026】

更に、クレーン１０のジブ１８には、その傾斜角θを検出するための角度計３７が設けられている。角度計３７は、ここではジブ１８の基端部１８ａに設けられている。具体的には、角度計３７は、コリノメーターを備える。また、角度計３７も制御装置３０と通信可能な通信部を備える。角度計３７の出力も、制御装置３０に入力される。なお、角度計３７は、傾斜角検出部に相当する。

【0027】

制御装置３０には、ＧＰＳ測位装置３２、３４、気圧計３６及び角度計３７の他に、操作部３８及び表示部４０が接続されている。操作部３８は、操作レバー、スイッチ、タッチパネルなどであり、表示部４０とともに、運転室２３に設けられている。

【0028】

更に、制御装置３０には端末装置４２が接続されている。端末装置４２は、プロセッサ（例えばＣＰＵ）、メモリ（例えばＲＯＭ、ＲＡＭ）、通信インターフェースなどを備え、コンピュータとしての構成を備えていて、ネットワークを介して制御装置３０に接続可能である。この端末装置４２からはクレーン１０の制御情報を入力でき、端末装置４２を介して制御装置３０にはその制御情報が入力されて取得される。これにより、制御装置３０は、クレーン１０の遠隔操作及び自動運転を行うことができる。

【0029】

制御装置３０は、ＧＰＳ測位装置３２、３４、気圧計３６、角度計３７、操作部３８及び端末装置４２から入力された情報に基づいて、クレーン１０の制御を行う。制御装置３０は、メモリに記憶されているプログラムをプロセッサで実行することにより各種の機能を実現し、次の機能モジュールを有する。制御装置３０は、機能モジュールとして、情報取得部３０１、自動制御部３０３１及びキャリブレーション部３０３３を有する吊具制御部３０３、安全支援部３０５及び非作業者検知部３０７を有する。この安全支援部３０５を備えて安全支援システムＳは構成される。

【0030】

情報取得部３０１は、ＧＰＳ測位装置３２、３４の出力に基づく水平方向位置情報、気圧計３６の出力に基づく鉛直方向位置情報としての気圧情報、角度計３７の出力に基づくジブ１８の傾斜角θ、操作部３８から入力された情報、及び、端末装置４２から入力された情報をそれぞれ取得する。そして、情報取得部３０１は、取得した情報をメモリに記憶したり、他の機能モジュールに送信したりする。

【0031】

吊具制御部３０３は、例えば操作部３８及び端末装置４２から入力された情報に基づいて、クレーン１０の駆動部４４に指令信号を送信する。駆動部４４は、制御装置３０からの指令信号を受信することで、クレーン１０の各駆動機構を駆動させる。駆動部４４は、旋回台１６を旋回させるためのモータ、ジブ１８を起伏動作させるためのウインチ２４、及び、吊具２２を上下動させるためのウインチ２６などを備えている。ジブ１８を起伏動作させるためのウインチ２４は、ワイヤーロープＷＲ１を巻取り及び巻戻しするモータを含み、吊具２２を上下動させるためのウインチ２６は、ワイヤーロープＷＲ２を巻取り及び巻戻しするモータを含む。

【0032】

吊具制御部３０３は、前述のように、自動制御部３０３１を備えている。自動制御部３０３１は、操作部３８又は端末装置４２からの自動制御の指令により、旋回台１６及びジブ１８を自動制御するように構成されている。自動制御部３０３１は、吊荷Ｗに設けられたＧＰＳ測位装置３４及び気圧計３６からの入力に基づいて、所定の位置に吊荷Ｗを位置付けるように、吊具２２を自動制御することも可能である。自動制御部３０３１は、旋回台１６の旋回モータのパルスカウンタの値、及び、角度計３７の出力に基づいて、ジブ１８の先端部１８ｂの位置を自動制御するように駆動部４４に指令信号を送信する。

【0033】

この自動制御では、ジブ１８の先端部１８ｂを目標位置に位置付けるとき、ジブ１８を目標位置に向けるように旋回台１６を旋回させ、かつ、ジブ１８の先端部１８ｂの位置と相関関係があるジブ１８の傾斜角θを目標位置に相当する目標角度にするように駆動部４４に指令信号が出力される。そして、ここでは、前述のように、ジブ１８の基端部１８ａに、ジブ１８の傾斜角θの測定用に角度計３７が設けられている。したがって、自動制御において先端部１８ｂの位置制御をより正確に行うためには、旋回台１６の旋回中心を設定及び角度計３７の出力に基づく検出値の調整つまりキャリブレーションが必要である。このキャリブレーションのために、吊具制御部３０３は、前述のように、キャリブレーション部３０３３を備えている。

【0034】

ここで、図１から図３に基づいてキャリブレーション部３０３３によるキャリブレーションについて説明する。

【0035】

クレーンの自動制御の開始前の所定のタイミングに、制御装置３０のキャリブレーション部３０３３は作動するとよい。例えば、自動制御の指令を受けると、まず、キャリブレーション部３０３３が作動し、その後、自動制御部３０３１が作動する。キャリブレーション部３０３３は、まず、軸線Ｃの位置を定めることを行う。具体的には、キャリブレーション部３０３３は、ジブ１８が所定傾斜角で保持されている旋回台１６の所定旋回範囲の旋回のときのＧＰＳ測位装置３２の出力に基づく先端部１８ｂの位置情報に基づいて、旋回台１６の旋回中心つまり軸線Ｃの位置を定めることを行う。ジブ１８の傾斜角θは所定傾斜角、例えば３０°、４５°などに設定される（図１参照）。なお、この所定傾斜角は任意であり、毎回同じでも、異なってもよい。このとき、ジブ１８は所定旋回位置に保持される。所定旋回位置は、例えば図３に示すように軸線Ｃを中心にして上側を０°と定めたとき、時計回りに９０°の位置と定めることができるが、これに限定されない。このようにジブ１８の傾斜角θが所定傾斜角になるとともに、ジブ１８の先端部１８ｂが所定旋回位置に向くようにジブ１８が保持されているとき、そのジブ１８の先端部１８ｂのＧＰＳ測位装置３２の出力が取得される。そして、ジブ１８の傾斜角θをその所定傾斜角に固定したまま、旋回台１６が所定旋回範囲δで旋回される（図３の矢印Ａ１参照）。例えば、所定旋回範囲δは、図２において軸線Ｃを中心にして０°～１８０°の１８０°の範囲で有り得、９０°の範囲でも、２７０°の範囲でも、３６０°の範囲でも、それ以外の範囲であってもよい。この所定旋回範囲δの旋回台１６の旋回のときのＧＰＳ測位装置３２の出力が情報取得部３０１を介してキャリブレーション部３０３３で取得される。これにより、所定旋回範囲δのジブ１８の先端部１８ｂの軌跡情報が取得され、所定の演算により、その先端部１８ｂの軌跡を円弧とする中心が算出される。これにより、算出された中心が、旋回台１６の旋回中心つまり軸線Ｃの位置として定められる。

【0036】

そして、キャリブレーション部３０３３は、旋回台１６の旋回中心つまり軸線Ｃの位置から所定距離離れた位置の位置情報を算出し、その位置情報の位置に、先端部１８ｂのＧＰＳ測位装置３２の出力に基づく位置が一致するようにジブ１８を動かす。このとき、旋回台１６も動かされてもよい。そして、軸線Ｃの位置から所定距離離れた位置に先端部１８ｂのＧＰＳ測位装置３２の出力に基づく位置が一致したときの角度計３７の出力を取得する。角度計３７の出力に基づく傾斜角θと軸線ＣからＧＰＳ測位装置３２までの長さの関係などの情報を制御装置３０は予め有している。そこで、軸線Ｃの位置から所定距離離れた位置に先端部１８ｂのＧＰＳ測位装置３２の出力に基づく位置が一致したときの角度計３７の出力に基づく傾斜角を、角度計３７の出力に基づく傾斜角θと軸線ＣからＧＰＳ測位装置３２までの長さの関係と組み合わせて所定の演算を行うことで、角度計３７の出力補正値を導き出すことができる。例えば、所定距離が傾斜角３０°に対応する距離であるときに、角度計３７の出力に基づいて傾斜角３１°が検出されたとき、それらの間に傾斜角１°分ずれがあることになるので、その傾斜角１°分を補正する補正値が導き出される。

【0037】

なお、旋回台１６の旋回中心つまり軸線Ｃの位置を定めた後の、角度計３７の出力に基づくその出力補正値の導出は、複数の所定距離に関する角度計３７の出力に基づいて行われるとよい。例えば、ＧＰＳ測位装置３２の出力に基づいて旋回中心つまり軸線Ｃから第１所定距離離れている位置に先端部１８ｂを位置付けたときの角度計３７の出力と、ＧＰＳ測位装置３２の出力に基づいて軸線Ｃから第２所定距離離れている位置に先端部１８ｂを位置付けたときの角度計３７の出力とに基づいて、角度計３７の出力補正値の導出が行われるとよい。第１所定距離は第２所定距離とは異なる値である。例えば、第１所定距離は傾斜角３０°のときの距離に相当し、第２所定距離は傾斜角４５°のときの距離に相当するとよい。

【0038】

こうして、ＧＰＳ測位装置３２の出力に基づいて旋回中心を定め、そして、ＧＰＳ測位装置３２の出力に基づいて旋回中心から所定距離離れている位置にジブ１８の先端部１８ｂを位置付けたときの角度計３７の出力に基づいて角度計３７の出力補正値を導き出すことができる。よって、自動制御のときに、ＧＰＳ測位が十分でないときにも、旋回台１６を旋回させるためのモータ（旋回モータ）のパルスカウンタ、及び、角度計３７の出力に基づいて、ジブ１８の先端部１８ｂの位置制御をより正確に行うことが可能になる。

【0039】

吊具制御部３０３の自動制御部３０３１は、ここでは、操作部３８又は端末装置４２からの自動制御の指令により、旋回台１６及びジブ１８に加えて、吊具２２の上下方向位置つまり鉛直方向位置をも自動制御することができるように構成されている。吊具２２に吊荷Ｗが接続されているとき、気圧計３６の出力に基づく吊荷Ｗの鉛直方向位置に対して定まる所定の鉛直方向位置に吊荷Ｗを位置付けるように、自動制御部３０３１は、ワイヤーロープＷＲ２を巻取り及び巻戻しするウインチ２６を制御することができる。

【0040】

上記説明したジブ１８の先端部１８ｂの位置制御の調整、つまり、キャリブレーション部３０３３によるキャリブレーション方法について図４のフローチャートに基づいて説明する。

【0041】

吊具制御部３０３により自動制御の指令が取得されると（ステップＳ４０１で肯定判定）、キャリブレーション部３０３３により、前述のように、旋回台１６の旋回中心の設定が実行される（ステップＳ４０３）。そして、旋回中心つまり軸線Ｃの位置が定められると、キャリブレーション部３０３３により角度計３７の出力補正値の導出が実行される（ステップＳ４０５）。こうして、ジブ１８の先端部１８ｂの位置制御の調整、つまり、キャリブレーション部３０３３によるキャリブレーションが行われた後、自動制御部３０３１により自動制御が実行される（ステップＳ４０７）。なお、キャリブレーション部の作動（ステップＳ４０３及びＳ４０５）は、前述のように、自動制御の指令を受けて自動制御の実行前に行われることに限定されず、種々の所定のタイミングで実行されてもよい。

【0042】

さて、制御装置３０の更なる機能モジュールについて更に説明する。

【0043】

制御装置３０の安全支援部３０５は、ＧＰＳ測位装置３４の出力、鉛直方向位置測定部である気圧計３６の出力とに基づく吊荷Ｗの位置に応じて作動される。吊荷Ｗの位置は、ＧＰＳ測位装置３４の出力に基づく水平方向位置と、気圧計３６の出力に基づく鉛直方向位置とを用いて定められる。

【0044】

安全支援部３０５は、ここでは、クレーン１０の吊具２２に吊荷Ｗが吊り下げられているとき、特に、作業面から所定距離、鉛直方向上方に離れた位置に吊荷Ｗが位置するとき、作動する。所定距離は、任意に設定され得、例えば１ｍである。なお、ここでは作業面は地面Ｇであるが、吊荷Ｗがクレーン１０の吊具２２を介して力を受けて宙に浮いていない場所であり、構造物の上部の箇所のときもある。ここでは、安全支援部３０５は、クレーン１０の作業領域において吊荷Ｗの位置に応じて危険領域ＤＺを定め、その危険領域ＤＺに向けて音を発するように構成されている。

【0045】

具体的には、図５に示すように、安全支援部３０５は、ＧＰＳ測位装置３４からの出力に基づいて中心を定め、それを中心として所定半径以内の円柱状の領域、特に地面Ｇ付近の領域を危険領域ＤＺと定める。そして、安全支援部３０５は、その危険領域ＤＺに向けて音を発するスピーカ４６に作動信号を送信する。ここでは、スピーカ４６は、危険領域ＤＺに向けて音を発するように作動される指向性スピーカであり、ここでは、旋回台１６に設けられて、安全支援部３０５からの指示に従い吊荷Ｗに設けられたＧＰＳ測位装置３４からの出力に基づいて向きが制御されるように構成されている。

【0046】

非作業者検知部３０７は、カメラ４８とともに、非作業者検知システムＤＳを構成する。クレーン１０の作業現場では、各作業員等が身に着けるヘルメットＨに固有の信号を発する固有信号発信装置ＨＤが設けられている。ここでは、固有信号発信装置ＨＤは所定周期で光を点滅させる。玉掛作業などの危険領域ＤＺにて作業を行うことが期待される作業員の所定周期と、それ以外の人つまり所定の非作業者の所定周期とは異なる。そして、クレーン１０の旋回台１６には、非作業者検知部３０７により作動が制御されるカメラ４８が設けられ、カメラ４８はＧＰＳ測位装置３４からの出力に基づいて危険領域ＤＺを向くように制御される。したがって、非作業者検知部３０７は、危険領域ＤＺに向けられたカメラ４８からの画像の解析により、危険領域ＤＺに所定の非作業員が存在するか否かを判別することができる。よって、図５に示すように、非作業者検知システムＤＳの非作業者検知部３０７が、危険領域ＤＺに向けられたカメラ４８からの画像の解析により、危険領域ＤＺに所定の非作業者Ｐが存在することを検知したとき、安全支援部３０５は検知した所定の非作業者Ｐに向けて警報音を発するようにスピーカ４６に作動信号を送信することができる。なお、ここでは、例えば危険領域ＤＺに所定の非作業員がいないときにスピーカ４６から発せられる音（以下、作業音）と、危険領域ＤＺにおける所定の非作業員の存在が検知されたときの警報音とをわけているが、同じであってもよい。

【0047】

上記説明した安全支援システムＳによる安全支援方法について図６のフローチャートに基づいて説明する。

【0048】

制御装置３０は、クレーン１０の作業時、吊荷Ｗの位置などの位置情報の取得を行う（ステップＳ６０１）。特に、これは上記自動制御が行われているときに行われるとよい。ただし、その自動制御が行われていないときにも同様に位置情報の取得が行われるとよい。位置情報の取得（ステップＳ６０１）は、第２測位部であるＧＰＳ測位装置３４の出力を取得すること、及び、鉛直方向位置測定部である気圧計３６の出力を取得すること、を含む。そして、位置情報の取得に伴い、制御装置３０は、吊荷Ｗの位置を検出する（ステップＳ６０３）。吊荷Ｗの位置は、ＧＰＳ測位装置３４の出力に基づく吊荷Ｗの水平方向位置と、気圧計３６の出力に基づく吊荷Ｗの鉛直方向位置とに基づいて検出される。

【0049】

そして、安全支援部３０５の作動条件を満たすか否かの判定が行われる（ステップＳ６０５）。安全支援部３０５の作動条件は、ここでは、吊荷Ｗが吊り下げ中であることであるが、これ以外の条件であっても、又は、これに加えて他の条件を含んでもよい。例えば、安全支援部３０５の作動条件は、吊荷Ｗが吊り下げ中であることに加えて、上記自動運転中であることを含んでもよい。なお、吊荷Ｗが吊り下げ中であるとは、例えば、作業面から所定距離、鉛直方向上方に離れた位置に吊荷Ｗが位置することを指す。

【0050】

そして、作業面に吊荷Ｗが位置するとき、つまり吊荷Ｗが宙に浮いていないとき（ステップＳ６０５で否定判定）、安全支援部３０５は作動されない、つまり、スピーカ４６は作動されない（ステップＳ６０７）。

【0051】

吊荷Ｗが吊り下げ中であるとき、つまり吊荷Ｗが宙に浮いているとき（ステップＳ６０５で肯定判定）、危険領域ＤＺに所定の非作業者が存在するか否かの判定が行われる（ステップＳ６０９）。危険領域ＤＺに向けられたカメラ４８からの画像の解析により、危険領域ＤＺに所定の非作業者Ｐが存在することが検知できないとき（ステップＳ６０９で否定判定）、危険領域ＤＺに向けて上記作業音をスピーカ４６から発するように、安全支援部３０５は作動する（ステップＳ６１１）。

【0052】

危険領域ＤＺに向けられたカメラ４８からの画像の解析により、危険領域ＤＺに所定の非作業者Ｐが存在することを検知したとき（ステップＳ６０９で肯定判定）、危険領域ＤＺのその所定の非作業者Ｐに向けて警報音をスピーカ４６から発するように、安全支援部３０５は作動する（ステップＳ６１３）。

【0053】

以上説明したように、クレーン１０における制御システム２８は、ＧＰＳ測位装置３２、角度計３７、及び、キャリブレーション部３０３３を備える。キャリブレーション部３０３３は、ジブ１８が所定傾斜角で保持されている旋回台１６の所定旋回範囲の旋回のときのＧＰＳ測位装置３２の出力に基づく先端部１８ｂの位置情報に基づいて、旋回台１６の旋回中心を定めることと、ＧＰＳ測位装置３２の出力に基づいて、旋回中心から所定距離離れている位置に先端部１８ｂを位置付けたときの角度計３７の出力に基づいて、角度計３７の出力補正値を導き出すこととを実行する。したがって、角度計３７などを用いた自動制御時、ジブ１８の先端部１８ｂの位置制御をより正確に行うことが可能になる。

【0054】

そして、角度計３７の出力補正値を、ジブ１８の先端部１８ｂを複数の所定距離（例えば上記第１所定距離、第２所定距離）離れた位置に位置付けたときの角度計３７の出力に基づいて導き出すことで、その角度計３７の出力補正の精度をより高めることできる。よって、このとき、角度計３７などを用いた自動制御時、ジブ１８の先端部１８ｂの位置制御をより正確に行うことが可能になる。

【0055】

更に、上記クレーン１０は安全支援システムＳを備える、この安全支援システムＳでは、ＧＰＳ測位装置３４の出力に基づく吊荷Ｗの水平方向位置と、気圧計３６の出力に基づく吊荷Ｗの鉛直方向位置とに基づいて、吊荷位置検出部３０５により吊荷Ｗの位置が検出される。そして、検出された吊荷Ｗの位置に応じて安全支援部３０５が作動される。これにより、クレーン１０の作業において、作業員等に安全を促すことができ、よって作業員等の安全確保を支援することができる。

【0056】

そして、安全支援部３０５は、吊荷Ｗの位置に応じて定められる危険領域ＷＺに向けて音を発するようにスピーカ４６に作動信号を送信する。したがって、危険領域ＤＺにいる作業員などに対して安全確保をより促すことができる。そして、スピーカ４６は、危険領域ＤＺに向けて音を発するように作動される指向性スピーカであるので、危険領域ＤＺにいる作業員などに対して安全確保をより確実に促すことができる。

【0057】

また、危険領域ＤＺにおける所定の非作業者Ｐの存在を検知する非作業者検知システムＤＳを更に備えていて、安全支援部３０５は、検知した所定の非作業者Ｐに警報音を発するようにスピーカ４６に作動信号を送信する。したがって、危険領域ＤＺの所定の非作業者の安全確保をより支援することができる。

【0058】

更に、クレーン１０の制御装置３０は、旋回台１６及び支持部であるジブ１８を自動制御するように構成されている自動制御部３０３１を備える。したがって、その自動制御が行われているときの作業員等の安全確保を、安全支援部３０５の作動により、より支援することができる。

【0059】

更に、鉛直方向位置測定部として気圧計３６が用いられる。電波障害などがあるときＧＰＳ測位装置３２、３４の作動には限界があるが、気圧計３６は電波の影響を受け難い。そして、気圧計３６の出力に基づいて吊荷Ｗの吊り下げ中に安全支援部３０５が作動されるので、安全支援システムＳの安全支援度を更に向上させることができる。なお、鉛直方向位置測定部は、気圧計３６に限定されず、レーザー測定器など作業面からの吊荷Ｗの鉛直方向位置に応じた信号を出力する種々のセンサなどを用いることができる。

【0060】

以上、本発明に係る実施形態及びその変形例について説明したが、本発明はそれらに限定されない。本願の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、種々の置換、変更が可能である。

【符号の説明】

【0061】

１０ クレーン
１４ ポスト
１６ 旋回台（旋回体）
１８ ジブ（支持部）
１８ｂ 先端部
２０ ガントリ
２２ 吊具（フック）
２８ 制御システム
３０ 制御装置
３２、３４ ＧＰＳ測位装置（測位部）
３６ 気圧計
４８ カメラ
４６ スピーカ
Ｓ 安全支援システム
ＤＳ 非作業者検知システム
ＤＺ 危険領域
Ｗ 吊荷

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】