特許 7386476 巻上搬送装置における振れ止め制御システム

(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】

(24)【登録日】2023-11-16

(45)【発行日】2023-11-27

(54)【発明の名称】巻上搬送装置における振れ止め制御システム

(51)【国際特許分類】

   B66C 13/22 20060101AFI20231117BHJP

   B66C 13/06 20060101ALI20231117BHJP

   B66C 23/00 20060101ALI20231117BHJP

【ＦＩ】

B66C13/22 M

B66C13/06 M

B66C23/00 C

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019225692

(22)【出願日】2019-12-13

(65)【公開番号】P2021095228

(43)【公開日】2021-06-24

【審査請求日】2022-10-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000002059

【氏名又は名称】シンフォニアテクノロジー株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】304027349

【氏名又は名称】国立大学法人豊橋技術科学大学

(74)【代理人】

【識別番号】100149320

【弁理士】

【氏名又は名称】井川 浩文

(74)【代理人】

【識別番号】100113664

【弁理士】

【氏名又は名称】森岡 正往

(74)【代理人】

【識別番号】110001324

【氏名又は名称】特許業務法人ＳＡＮＳＵＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】爪 光男

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 健介

(72)【発明者】

【氏名】寺嶋 一彦

(72)【発明者】

【氏名】ホ ドゥク トオ

【審査官】八板 直人

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－３１９７８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２０１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２０９０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２２４７５５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０２０８９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｃ １３／００－１５／０６；２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吊荷を揚上するために巻上ロープを巻き上げる揚上手段と、
前記揚上手段とともに吊荷を移動させる移動手段と、
前記移動手段に対して駆動力を提供する第１の駆動手段と、
前記揚上手段に対して駆動力を提供する第２の駆動手段と、
前記巻上ロープの軸線方向の角度を検出するロープ角検出手段と、
前記第１および第２の駆動手段による双方の駆動状態を制御する制御手段とを備え、吊荷を所定の高さまで揚上するとともに目標位置まで搬送する巻上搬送装置において、
前記巻上搬送装置は、前記吊荷の傾斜角を検出する吊荷角検出手段を備え、
前記制御手段は、前記第１の駆動手段に対し、前記移動手段を駆動開始時から目標位置に到達するまでの移動を制御する搬送制御部と、前記第２の駆動手段に対し、前記吊荷を所定の高さまでの揚上を制御する揚上制御部と、前記ロープ角検出手段によって検出される巻上ロープの軸線方向の角度および角速度、ならびに前記吊荷角検出手段によって検出される吊荷の傾斜角度および角速度に基づいて、吊荷の状態を判別する判別部とを備え、
前記搬送制御部は、前記判別部によって判別される吊荷の状態を参照しつつ、前記巻上ロープの軸線方向の角度を鉛直方向に誘導させるように搬送速度を制御するものである
ことを特徴とする巻上搬送装置における振れ止め制御システム。

【請求項2】

前記判別部は、吊荷の状態を地切り中と地切り後とを判別するものであり、
前記搬送制御部は、前記判別部による判別が地切り後である場合に制御を開始するものである請求項１に記載の巻上搬送装置における振れ止め制御システム。

【請求項3】

吊荷を揚上するために巻上ロープを巻き上げる揚上手段と、
前記揚上手段とともに吊荷を移動させる移動手段と、
前記移動手段に対して駆動力を提供する第１の駆動手段と、
前記揚上手段に対して駆動力を提供する第２の駆動手段と、
前記巻上ロープの軸線方向の角度を検出するロープ角検出手段と、
前記第１および第２の駆動手段による双方の駆動状態を制御する制御手段とを備え、吊荷を所定の高さまで揚上するとともに目標位置まで搬送する巻上搬送装置において、
前記巻上搬送装置は、撮影手段を備え、
前記制御手段は、前記第１の駆動手段に対し、前記移動手段を駆動開始時から目標位置に到達するまでの移動を制御する搬送制御部と、前記第２の駆動手段に対し、前記吊荷を所定の高さまでの揚上を制御する揚上制御部と、前記撮影手段により撮影される画像を取得する画像取得部と、前記画像を解析する解析部と、前記ロープ角検出手段によって検出される巻上ロープの軸線方向の角度および角速度に基づいて吊荷の状態を判別する判別部とを備え、
前記判別部は、前記解析部によって解析される画像に基づき、少なくとも吊荷の状態が地切り中または地切り後のいずれかであることを判別するものであり、
前記搬送制御部は、前記判別部によって判別される吊荷の状態を参照しつつ、前記巻上ロープの軸線方向の角度を鉛直方向に誘導させるように搬送速度を制御するものである
ことを特徴とする巻上搬送装置における振れ止め制御システム。

【請求項4】

前記搬送制御部は、前記判別部による判別が地切り後である場合に制御を開始するものである請求項３に記載の巻上搬送装置における振れ止め制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、所定の載置場所から吊荷を揚上させつつ所定の位置まで搬送する巻上搬送装置において、吊荷の振れ止めを制御するシステムに関するものであり、特に吊荷が載置場所から地切り（吊荷の揚上に伴って載置場所の表面から吊荷を浮上させること）される現象を伴う場合の巻上搬送に使用する制御システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

クレーン等の搬送装置による吊荷の搬送にあっては、搬送時に吊荷が振れるため、これを振れ止めする機構が提案されている。この種の技術としては、トロリー上でスライド可能なスライド台と、このスライド台を吊荷の振れ方向に微小ストロークで往復運動させるアクチュエータとを備え、巻上装置（ウインチ）をスライド台に設置した構成の搬送装置が開発されている（特許文献１参照）。この技術は、吊荷の吊り下げ長さから、吊荷が振れる際の固有周期を演算し、その固有周期よりも大きい周期でアクチュエータによりスライド台を直線的に往復運動させることで、振れを低減させるものであった。

【0003】

しかしながら、所定の載置場所から吊荷を揚上し、所定の場所に移動させるような場合には、搬送時の吊荷の振れのほかに地切りに伴う振れも発生するものであった。そこで、この地切りによる振れを抑えるために、吊荷の直上にトロリーを移動させた後に巻上ロープを巻き上げることにより、地切りにより発生する振れを低減させる技術が開発されている（特許文献２参照）。また、地切りによる初期振れを低減させるために、地切りが開始されるよりも前の段階で巻上ロープを緊張させておき、その巻上ロープの振れ角または巻上ロープの長さ等を検出し、これらの検出値が小さくなる方向へトロリーを移動させる技術も開発されている（特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００４－２７７１４３号公報

【文献】特開２００２－３６２８８０号公報

【文献】特開２０１９－１１９５８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述の特許文献２および３に開示される技術は、いずれも地切りによる吊荷の初期振れを低減させるためのものであり、トロリーまたはブームを移動させることにより、地切りに際して吊荷の揚上方向を鉛直方向に誘導するものであった。すなわち、地切りが開始されるよりも前の段階でトロリーを進退させることとなり、地切り後は、通常の搬送による振れを抑えればよいものとなっていた。

【0006】

ところが、地切りが開始されるよりも前にトロリーやブームを移動させ、巻上ロープが鉛直方向となるように制御する場合は、搬送方向に対して進退させる事象を出現させるものであった。そのため、地切りが開始されるよりも前段階でトロリーまたはブームの位置を制御することに時間が掛かることとなり、目的位置までの速やかな搬送が阻害されることとなっていた。また、地切りに伴う初期振れの発生を抑えたとしても搬送途中には、搬送による振れが発生するため、地切り後においても振れを抑える必要があった。

【0007】

また、上述の特許文献は、いずれも吊荷の姿勢の変化については考慮されていないものであった。すなわち、玉掛けロープがフック等に玉掛けされた状態において、玉掛け位置が吊荷の重心の鉛直方向となっていることを前提としたものであった。ところが、玉掛けロープを吊荷の重心の直上に玉掛けすることは容易でなく、玉掛け位置が重心から偏った状態の場合には、吊荷が揚上した際（すなわち地切りされる直前）には、吊荷が傾く状態となるものであった。このような吊荷の傾きによって、地切りに伴う振れ（初期振れ）は搬送時の揺れとは異なるものとなり得るが、前掲の特許文献では、このような振れを抑えることまで考慮されたものではなかった。

【0008】

本発明は、上記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、地切り中に吊荷の姿勢が変化することに伴う初期振れの発生を考慮しつつ、地切りによる初期振れと地切り後の搬送による振れとの双方を減衰させることができる振れ止め制御システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

そこで、本発明者らは、地切り現象を伴う搬送作業において、地切り中の吊荷の姿勢の変化を把握することにより、地切りによる初期振れと、地切り後における搬送による振れとを、総合的に減衰させることで搬送速度を向上させることができることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。

【0010】

すなわち、本発明は、吊荷を揚上するために巻上ロープを巻き上げる揚上手段と、前記揚上手段とともに吊荷を移動させる移動手段と、前記移動手段に対して駆動力を提供する第１の駆動手段と、前記揚上手段に対して駆動力を提供する第２の駆動手段と、前記巻上ロープの軸線方向の角度を検出するロープ角検出手段と、前記第１および第２の駆動手段による双方の駆動状態を制御する制御手段とを備え、吊荷を所定の高さまで揚上するとともに目標位置まで搬送する巻上搬送装置において、前記制御手段は、前記第１の駆動手段に対し、前記移動手段を駆動開始時から目標位置に到達するまでの移動を制御する搬送制御部と、前記第２の駆動手段に対し、前記吊荷を所定の高さまでの揚上を制御する揚上制御部と、前記ロープ角検出手段によって検出される巻上ロープの軸線方向の角度および角速度に基づいて吊荷の状態を判別する判別部とを備え、前記搬送制御部は、前記判別部によって判別される吊荷の状態を参照しつつ、前記巻上ロープの軸線方向の角度を鉛直方向に誘導させるように搬送速度を制御するものであることを特徴とする。

【0011】

上記構成によれば、ロープ角検出手段が、巻上ロープの軸線方向の角度を検出しており、検出される角度は鉛直方向との間に生ずる角度を検出（または算出）できるものであり、その角度の変化によって、吊荷の状態を把握することができるものとなっている。すなわち、巻上ロープが緊張した状態において、既に鉛直方向と巻上ロープとの間に角度が生じている場合には、巻上ロープの下端（玉掛けロープの上端）の位置が、トロリー等の移動手段の直下ではないことが判断し得る。さらに、巻上ロープを巻き上げることにより、吊荷に対して巻上ロープの軸線方向に引っ張ることとなるが、このとき、吊荷は、引っ張られた直後に地切りされる場合もあれば、載置場所の表面に沿って吊荷を摺動させ、または吊荷を傾倒させることもあり得る。さらには吊荷を傾倒させつつ摺動させることもある。地切り中に吊荷が摺動または傾倒する場合は、巻上ロープの鉛直方向との間の角度は小さくなるように変化するが、地切り後における振れのような継続的かつ正逆双方への変化を生じさせるものではない。

【0012】

従って、地切り中は巻上ロープの角度は徐々に変化する状態である。さらに巻上ロープの巻き上げにより吊荷が上昇するとき、当該吊荷は地切りされて振れることとなる。吊荷が振れる状態は、巻上ロープの角度が鉛直状態を超えて逆向きに角度を生じさせる事象が発生する状態である。そこで、吊荷の振れ状態を検知した場合に、トロリー等の移動手段を目標位置方向へ移動させつつ、その移動の速度を制御することにより、移動手段の加速度を変化させ、吊荷の振れを減衰させることができるものである。このような制御により、地切りによる初期振れと搬送による振れを同時に振れ止めさせることができるのである。地切り後において振れ止め制御を開始することにより、地切り中における巻上ロープの角度に応じた移動手段の位置制御を省略することができ、初期振れを含めた振れ全体を、搬送振れとして振れ止めさせることができる。なお、地切りの前（地切り中を含む）より移動手段の位置を制御する場合であっても、地切り操作の開始から地切りまでを短時間に設定することにより、地切りされるよりも前の制御時間を短縮しつつ地切りによる初期振れの程度を小さくすることができ、搬送振れと併せて減衰させる場合の振れ止めを早期に実現することができる。

【0013】

振れ止めの制御方法としては、フィードフォワード制御とフィードバック制御とがあり得るが、少なくとも地切り後における制御はフィードバック制御によるものとし、ロープ角検出手段によって検出される巻上ロープの角度および角速度を入力値とし、トロリー等の移動方向と同じ方向に傾斜角度が増加する状態で移動手段を加速させるものである。なお、単純に、巻上ロープの角度が小さくなるように移動手段の移動を制御する場合には、移動手段が前進する場合のほか後退する（進退方向へ移動する）場合があり、制御の方針としては、前進する方向を優先させることにより、搬送速度を向上させることができる。なお、地切り前（地切り中を含む）からフィードバック制御による場合であっても、巻上ロープによる巻き上げ状態が継続されれば、短時間で地切りが完了するため、地切り中における移動手段の進退による制御時間は短時間となり得る。

【0014】

上記構成の発明において、吊荷の状態が、地切り中であるか、地切りされた後であるかの判断は、吊荷角検出手段によって吊荷の傾斜角度を直接検出し、これと巻上ロープの角度および長さによって算出することができるほか、吊荷の状態を画像として入力することにより判定することができる。そして、上記制御は、地切り後において開始するものとすれば、搬送手段を後退させることなく、振れ止め制御を行うことが可能となる。なお、地切り中から制御する場合であっても、短時間の地切りにより、地切り後における移動手段の搬送速度に大きく影響を与えることなく振れ止め制御を行うことができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、地切りによる初期振れの発生状態を地切り中に減縮させるほか、初期振れを伴う搬送振れを併せて減衰させることができる。また、地切り中に吊荷の姿勢が変化することを把握することができることから、振れ止め制御を地切り後に開始させることも可能となり、地切りによる初期振れは、搬送振れと併せて減衰させることができる。地切り後における振れ止め制御は、移動手段の移動状態を制御することによるものであるため、移動手段を目標位置へ移動させつつ振れ止めすることができる。従って、目標位置までの移動時間を短縮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態の概略を示す説明図である。

【図2】地切りにおける吊荷の態様の変化を示す説明図である。

【図3】地切り中の吊荷の状態を示す説明図である。

【図4】地切り後の吊荷の状態を示す説明図である。

【図5】地切りにおける吊荷の状態を示す説明図である。

【図6】地切り中の吊荷の状態を示す説明図である。

【図7】地切り後の吊荷の状態を示す説明図である。

【図8】地切り中の吊荷の状態を示す説明図である。

【図9】振れ止め制御における吊荷の状態を示す説明図である。

【図10】振れ止め制御における吊荷の状態を示す説明図である。

【図11】実験１の結果を示すグラフである。

【図12】実験１との比較例を示すグラフである。

【図13】実験１の結果を示すグラフである。

【図14】実験１との比較例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

＜装置の概要＞
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態の一例を示す概略図である。本実施形態は、図１に示すように、トロリー型の巻上搬送装置にかかる制御システムである。この巻上搬送装置には、所定のレールＬに沿って直線的に移動するトロリー（移動手段）１と、このトロリー１の移動に必要な駆動力を付与するモータ（第１の駆動手段）２とを備えている。また、このトロリー１には、ウインチ３および駆動モータ（第２の駆動手段）４が搭載され、トロリー１（ウインチ３）から垂下される巻上ロープ５を巻き上げることかできる。

【0018】

吊荷Ｍを搬送するためには、ウインチ３によって巻上ロープ５を巻き上げて、吊荷Ｍを浮上させるとともに、トロリー１を移動させて目的とする位置まで移動することとなる。トロリー１の移動には、初期において加速し、最終的には減速させて目的位置で停止させることが必要となるため、その加速・減速時には吊荷に対する搬送時振れが発生し、この時の振れを止めることが要請される。これとともに、地切り（吊荷Ｍを揚上し、載置場所の表面Ｎから吊荷Ｍを浮上させることをいう。以下同じ。）によって発生する振れについても振れ止めすることが要請される。

【0019】

本実施形態は、巻上ロープ５の軸線方向の角度（鉛直方向との間になす角度）を検出するためのレーザセンサ（ロープ角検出手段）７をトロリー１に設置している。このレーザセンサ７によって検出される角度が、鉛直方向と一致する場合、吊荷Ｍは、トロリー１の直下に存在しているものと判断することかでき、従って、振れ止めに際しては、当該角度が鉛直方向に一致させるようにトロリー１を進行方向に加速・減速させることとなるのである。

【0020】

また、トロリー１の移動（速度・加速度）を制御するために、モータ２はサーボモータとしており、このサーボモータに設けられるエンコーダによって、駆動力の状態（モータの速度）をフィードバックできるものである。なお、駆動手段としてはサーボモータに限定されず、速度を制御できるものであれば他の駆動手段を用いてよい。また、駆動状態のセンシングはエンコーダでなくてもよい。例えば、撮影手段を介して入手できる画像を処理することによりトロリー１の位置、速度および加速度などを解析させるものなどが考えられ得る。

【0021】

さらに、巻上ロープ５の巻き上げ状態を制御するために、ウインチ３を駆動するモータ４もサーボモータとしており、このサーボモータに設けられるエンコーダによって、ウインチ３の駆動状態（巻き上げ速度）をフィードバックできるものである。なお、ここでも上記同様に、駆動手段としてはサーボモータに限定されず、速度を制御できるものであれば他の駆動手段を用いることができ、また、駆動状態のセンシングはエンコーダでなくてもよい。

【0022】

なお、トロリー１を移動させる機構としては種々の形態があり得るが、本実施形態においては、説明の便宜上、モータ（第１の駆動手段）２によって駆動される駆動プーリ２１と、反対側に設置される従動プーリ２２とを設け、この両プーリ２１，２２の間に歯付ベルト２３を懸架し、この歯付ベルト２３の一部にトロリーを固定したものを例示する。但し、搬送装置におけるトロリー１は図示の機構に限定されず、自走式であってもよく、また、直線的に移動させることを前提とすればブーム式のクレーンを用いてもよい。また、吊荷Ｍには、慣性計測装置（ＩＭＵ）を設置して、吊荷Ｍの角度、角速度、加速などを検出させてもよい。この場合、後述するように、吊荷Ｍの姿勢を計測結果によって判断することができる。

【0023】

上記のように、両モータ２，４のエンコーダの情報、レーザセンサ７の情報（およびＩＭＵ８の情報）は、制御装置（制御手段）９によって処理され、制御信号を両モータ２，４に出力するものとしている。この制御装置９は、概略すると処理部９１およびサーボドライバ９２を備える構成であり、それぞれの検出情報は処理部９１に入力され、所望の状態で両モータ２，４を駆動させるために、サーボドライバ９２によってそれぞれのサーボモータ２，４に対する制御信号（電圧値）を出力させるものとしている。サーボドライバ９２による制御信号はトロリー用モータ２およびウインチ用モータ４へ個別に出力される。図は説明の都合上、単一のサーボドライバ９２としているが、個別のサーボドライバによって制御させることもできる。

【0024】

このように、処理部９１とサーボドライバ９２によって、個々のモータ２，４を制御するための個々の制御部（搬送制御部および揚上制御部）が形成されることとなる。また、処理部９１は、レーザセンサ（ロープ角検出手段）７によって検出される巻上ロープ５の角度情報の入力を受け、吊荷Ｍの状態を判別する判別部を備えるものとしている。なお、上述のようなデータの入出力のためのインターフェース（入出力部）を備える構成としている。

【0025】

ところで、本実施形態は、地切りによって発生する初期振れを振れ止めさせるものであるが、この初期振れは、吊荷Ｍの重心Ｇと、巻上ロープ５による巻き上げ方向との不一致による場合が想定される。すなわち、例えば、巻上ロープ５が鉛直方向に一致し、その延長線上に吊荷Ｍの重心Ｇが存在する場合には、巻上ロープ５の巻き上げによる地切りの際に初期振れは発生しないが、巻上ロープ５が傾斜している場合、または巻上ロープ５の延長線上に吊荷Ｍの重心Ｇが存在しない場合には、巻上ロープ５による巻き上げ時に、巻き上げ力（引っ張り力）は、吊荷Ｍに対して偶力として作用することとなる。この偶力の作用が吊荷Ｍの姿勢を不安定化させ、結果として地切りによる初期振れを生じさせることとなるのである。

【0026】

このような吊荷Ｍの姿勢の不安定化は、例えば、図１中に示される吊荷Ｍの底面と、載置場所の表面Ｎとの関係によって異なり、吊荷Ｍの底面のうち、搬送方向に向かって前方の端部を前方端（図中右側）Ｃとし、搬送方向に向かって後方の端部を後方端（図中左側）Ｄとすると、両端部Ｃ，Ｄのいずれか一方が浮上し、他方が接地している状態があり得る。この場合においても一方が接地した状態で摺動することがあり得る。さらには、両端部Ｃ，Ｄがいずれも接地する状態（すなわち底面全体が設置している状態）で摺動する場合もある。このような不安定な状態は、トロリー１から垂下される巻上ロープ５が当初より鉛直方向であった場合であっても、重心Ｇの位置が偏っている場合には生じ得るものである。

【0027】

＜吊荷の態様変化＞
そこで、巻上ロープ５による引っ張り力を作用させる場合の吊荷Ｍの状態は、次の８つのモードに分類することができる。これを図示すると、図２に示すような遷移モードとして示すことができる。なお、図中の「Swing」は、浮上した状態を示すが、吊荷Ｍの態様としては振れ状態にあることを意味する。また、「slide」は摺動している状態を意味し、「stick」は停止状態を意味する。「C」は上記（図１中）の前方端Ｃのみが接地している状態、「D」は上記（図１中）の後方端Ｄのみが接地している状態、「Planar」は底面全体（両端部Ｃ，Ｄの双方）が接地している状態における接地部分の態様であることを示す。

【0028】

図２に示すように、巻上ロープ５により引っ張り力を受けた吊荷Ｍは、いずれかの態様を経由して、最終的には浮上し振れ状態「Swing」となる。浮上に至る前段階として、摺動状態「slide」または停止状態「stick」のいずれかの態様があり得る。摺動状態「slide」および停止状態「stick」のいずれの場合においても、底面全体「Planar」が摺動「slide」する態様と、停止「stick」する態様とがある。また、両端部Ｃ，Ｄの一方が浮上し、他方が接地する場合において、前方端Ｃのみが接地している場合にも摺動「slide」する態様と、停止「stick」する態様とがあり、後方端Ｄのみが接地している場合にも摺動「slide」する態様と、停止「stick」する態様とがある。

【0029】

従って、摺動状態「slide」および停止状態「stick」は、３種類の接地の状態において生じ得るため、合計６つの態様が生じ、摺動「slide」の後に浮上する（振れる）「Swing」態様と、停止「stick」の後に浮上する（振れる）「Swing」態様とを区別すれば、総合計で８つの態様となり得る。

【0030】

このような８つの態様は、巻上ロープ５の張力、その反力および角度、また吊荷Ｍの傾斜角や角速度および載置場所表面Ｎとの摩擦抵抗などを検出すれば、具体的な状態を演算により把握することは可能であるが、ここでは、いずれかの態様を経由して浮上することのみ説明することとした。

【0031】

＜吊荷の姿勢＞
上記のように、摺動「slide」および停止「stick」の状態を経由して吊荷Ｍが浮上する状態を具体的な吊荷Ｍによって説明する。図３および図４は、Ｌ字形状の吊荷Ｍを搬送する際の状態変化を示すものである。なお、図において、吊荷Ｍは、適度な厚み（図の紙面に垂直な方向の厚み）を有する三次元物体による重量物とし、その重心Ｇは吊荷Ｍの正面視における中央よりも後方側に位置するものとする。また、図１において示したように、吊荷Ｍに対し搬送方向の前方と後方の２箇所に玉掛けロープ６を設置したものとし、玉掛けロープ６は、巻上ロープ５の先端５１の一箇所に連結されるが、連結位置は固定したものとする。一般的には巻上ロープ５の先端に設けられるフックによって玉掛けロープ６を掛止させた状態である。さらに、巻上ロープ５は可撓性を有するものとする。巻上ロープ５はウインチ３に巻き取られる構成であるが、説明の都合上、トロリー１の中心から延出する状態を示すこととする。

【0032】

そこで、まず、巻上ロープ５を適度に巻き上げると、可撓性を有する巻上ロープ５は十分に緊張した状態となる。この状態が初期状態である（図３（ａ）参照）。なお、この初期状態において、説明の便宜上、巻上ロープ５は、鉛直方向に対して敢えて所定の角度θ_１の有する状態とし、吊荷Ｍの重心Ｇは、吊荷Ｍの中心よりも後方側（図中左側）に偏った位置に存在するものとする。

【0033】

上記の初期状態から巻上ロープ５のみを作動（モータ４によって駆動）させ、トロリー１は停止させた状態とする。なお、巻上ロープ５は予め定めた加速度により巻き上げを開始し、その後等速で巻き上げるものとする。ただし、これらの巻き上げの速度・加速度は大きいものではないものとする。巻上ロープ５の巻き上げを開始することによって、吊荷Ｍに対して引っ張り力が作用することとなり、吊荷Ｍは巻上ロープ５の軸線方向に引き寄せられることとなる。このとき、巻上ロープ５の角度θ_１が大きい場合には、吊荷Ｍの底面全体が載置場所表面Ｎに設置した状態で摺動（Planar slide）することとなる（図３（ｂ）参照）。その後、巻上ロープ５の角度θ_１が小さくなることにより、当該摺動（Planar slide）の状態は終了する。なお、初期状態における巻上ロープ５の角度θ_１が小さい場合には、吊荷Ｍの底面全体による摺動（Planar slide）が出現しないことがある。また、トロリー１を進退方向へ移動可能とする（後述の制御状態とする）場合には、巻上ロープ５の角度θ_１を小さくさせるようにトロリー１が移動することから、この場合においても吊荷Ｍの底面全体による摺動（Planar slide）が出現しないことがある。

【0034】

上記のような吊荷Ｍの底面全体による摺動（Planar slide）が出現しないか、またはその後においては、吊荷Ｍの前方端Ｃまたは後方端Ｄのうち、軽い側（図は前方端Ｃ）が上昇し、他方（図は後方端Ｄ）のみが載置場所表面Ｎに接地した状態となる（図３（ｃ）参照）。このような一方の端部（前方端Ｃ）が上昇して吊荷Ｍが傾斜するのは、巻上ロープ５による引っ張り力が作用する延長線上に吊荷Ｍの重心が位置していない場合に出現する態様である。

【0035】

そして、後方端Ｄが接地する状態は、前記の底面全体による摺動（Planar slide）に継続して出現することから、後方端Ｄのみによる摺動（D-slide）となる場合がある。これは、摺動（slide）が継続する場合である。その他の態様としては、底面全体が載置場所表面Ｎに接地した状態で摺動（Planar slide）した後、一時的に停止（Planar stick）し、その後、前方端Ｃのみが上昇する態様である。この場合は、後方端Ｄのみが接地した状態での停止（D-stick）した態様となる（図３（ｃ）参照）。初期状態において巻上ロープ５の角度θ_１が当初より小さい場合には、吊荷Ｍの底面全体による摺動（Planar slide）の状態は出現せず、停止（Planar stick）の状態から後方端Ｄのみが接地した摺動（D-slide）または停止（D-stick）の態様となり得る。

【0036】

なお、巻上ロープ５に対する巻き上げ動作は継続されることから、当該巻上ロープ５による引っ張り力が、吊荷Ｍに対し、上向きの力として作用する分力よりも、横向きの力として作用する分力が勝る場合であって、前方端Ｃが浮上し、後方端Ｄのみが接地した状態で摩擦抵抗が小さくなれば、一時的に停止（D-stick）した後に、さらに摺動（D-slide）する態様に変化する場合もあり得る。

【0037】

後方端Ｄが接地した状態で摺動（D-slide）する場合、摺動せずに停止（D-stick）する態様のいずれかかにおいて、継続して巻上ロープ５が巻き上げられることによって、最終的には後方端Ｄも浮上する状態となる（図４（ａ）参照）。この状態が地切りされた状態である。

【0038】

地切りの直後にあっては、図４（ａ）に示しているように、吊荷Ｍの重心Ｇは、巻上ロープ５の軸線方向の延長線上に位置するか、または延長線上に近似した位置となることが想定される。これは、巻上ロープ５による引っ張り力が、吊荷Ｍの重心Ｇに向かって作用することとるため、吊荷Ｍの底面全体による摺動（Planar slide）、または後方端Ｄのみによる摺動（D-slide）に際して、吊荷Ｍの姿勢がそのように変化するからである。

【0039】

ところが、例えば、吊荷Ｍと載置場所表面Ｎとの間の摩擦係数が極端に小さい場合には、吊荷Ｍの摺動による慣性力により、吊荷Ｍの重心Ｇは巻上ロープ５の延長線上よりも前方へ移動することがある（図４（ｂ）参照）。上記とは逆に、摩擦抵抗が大きい場合は、重心Ｇは巻上ロープ５の延長線上よりも遅れた状態となり得る（図４（ｃ）参照）。しかしながら、巻上ロープ５が可撓性を有するものであり、吊荷Ｍが重量物であることから、地切り後には、早期に吊荷Ｍの重心Ｇは巻上ロープ５の延長線上に位置することとなるものと想定される。

【0040】

一方、吊荷Ｍの重心位置が前方に配置される場合は、また異なる態様となる。例えば、図５に示すように、上記と同様のＬ字形状の吊荷Ｍを搬送する場合であるが、その向きが前後反転している場合には、その重心Ｇが吊荷Ｍの中央よりも前方側に位置する初期状態となる（図５（ａ）参照）。このような場合には、例えば、摺動（slide）することなく、後方端Ｄのみを浮上させ、前方端Ｃが接地した状態で摺動（C-slide）する場合、または摺動せずに停止（C-stick）する場合となることも想定され得る。このような場合においても、巻上ロープ５の角度θ_１は吊荷Ｍの姿勢の変化（傾斜）に伴って小さくなる（図５（ｂ）参照）。その後、継続して巻上ロープ５を巻き上げることで、その状態が維持されつつ、または前方端Ｃが僅かに摺動（C-slide）して再度停止（C-stick）した後、全体が浮上する（地切りされる）こととなる（図５（ｃ）参照）。

【0041】

他方、長尺な棒状の吊荷Ｍを搬送する状態を図６および図７に示す。吊荷Ｍは一様に同じ太さとし、重心は長手方向の中央に配置されるものとする。このような棒状の吊荷Ｍを搬送する場合には、これらの図に示されるように、玉掛けロープを使用せず、巻上ロープ５の先端を吊荷Ｍの前方端Ｃに直接連結して引き上げる場合があり得る。この場合においても、前述の８つの態様はあり得るが、吊荷Ｍの底面全体による摺動（Planar slide）または停止（Planar stick）する状態は省略されるものと思われる。そして、前方端Ｃに連結された巻上ロープ５を巻き上げることにより、前方端Ｃのみが上昇し、他方の後方端Ｄのみが載置場所表面Ｎに接地した状態となり、摺動（D-slide）することとなる（図６（ｂ）および（ｃ）参照）。この摺動（D-slide）によって移動する距離は、比較的長くなり得るものであり、棒状の吊荷Ｍの軸線が巻上ロープ５の軸線と同程度に起立状態となるまで継続されるものと想定される（図７（ａ）参照）。その後も継続的に巻上ロープ５が巻き上げられることによって、後方端Ｄも浮上し、全体として地切りされることとなる（図７（ｂ）参照）。

【0042】

また、上記のような地切りの状態は、ジブクレーンにおいても同様である。図８は、ジブクレーン１０を使用する場合の地切りの状態を示している。この図に示されているように、ジブクレーン１０のアーム１１の先端から巻上ロープ５が吊下され、この巻上ロープ５の下端において玉掛けロープ６と連結される。アーム１１は、マスト上部にある本体部から延出された状態で起立方向および傾倒方向へ角度を変更させることができるものであり、また、本体部にウインチ３を備え、巻上ロープ５を巻き上げることができるものである。そこで、吊荷Ｍの移動に際しては、アーム１１を起立させることによることができるほか、ウインチ３の作動を同時に操作することができる。アーム１１の起立のみで、巻上ロープ５を上昇させ、かつ吊荷Ｍの水平方向への移動も可能であることから、アーム１１の駆動をもって、移動手段および揚上手段とみなすことができる。また、ウインチ３を揚上手段とし、アーム１１の起立または旋回を移動手段として作動させることもできる。

【0043】

ところで、吊荷Ｍを所定の目標位置まで移動させるためには、アーム１１（または同時にウインチ３）を操作することとなる。このとき、まずは地切りのための揚上を先行させる場合、上述のトロリー１を使用する状態（図３参照）と同様に、初期の状態（図８（ａ）参照）から巻上ロープ５を上昇させる（または巻き上げる）。これにより、吊荷Ｍに対して引っ張り力が作用することとなり、吊荷Ｍは巻上ロープ５の軸線方向に引き寄せられることとなる。そして、巻上ロープ５の角度θ_１が大きい場合には、吊荷Ｍの底面全体が載置場所表面Ｎに設置した状態で摺動（Planar slide）することとなる（図８（ｂ）参照）。また、その後、巻上ロープ５の角度θ_１が小さくなれば、当該摺動（Planar slide）の状態は終了する。なお、この場合においても、吊荷Ｍと巻上ロープ５との関係により、吊荷Ｍの底面全体による摺動（Planar slide）が出現しないことがあり得る。その後においては、軽い側（図は前方端Ｃ）が上昇することから、他方（図は後方端Ｄ）のみが載置場所表面Ｎに接地した状態となる（図８（ｃ）参照）。そして、継続的に巻上ロープ５が上昇される（または巻き上げられる）ことにより、吊荷Ｍは地切りされることとなる。

【0044】

なお、特に図示してはいないが、ジブクレーン１０による場合においても、アーム１１の先端には、巻上ロープ５の角度を検出するためのレーザセンサが設けられ、アーム１１の角度および角速度ならびにウインチ３の巻き上げ速度等は、エンコーダその他の検出装置によって検出されるものである。また、このようにジブクレーン１０によって吊荷Ｍを搬送させることも可能あるが、吊荷Ｍの搬送状態はトロリー１による場合と実質的に同様であるから、以降においてはトロリー１による搬送を中心に説明することとする。従って、以降において、トロリー１の搬送および巻上ロープ５の巻き上げに関する部分は、ジブクレーン１０におけるアーム１１の角度変更とウインチ３の操作による場合を含むこととして説明する。

【0045】

＜地切りの検知＞
上記のように、各種形状の吊荷Ｍを搬送する場合においても、トロリー１を停止させた状態で巻上ロープのみを巻き上げる場合には、吊荷Ｍの状態が変化する過程において、巻上ロープ５の角度θ_１は、徐々に減少する。長尺な棒状の吊荷Ｍを揚上する場合は巻上ロープ５の角度θ_１が一時的に拡大することもあり得るが、最終的には徐々に減少することとなる。本実施形態では、上述したように、レーザセンサ７によって巻上ロープ５の角度θ_１を検出していることから、この角度θ_１の変化量により、地切り中であることを検知することができる。

【0046】

すなわち、載置場所表面Ｎから浮上した吊荷Ｍは、トロリー１（巻上ロープ５の基点）を中心に揺動することとなり、巻上ロープ５の角度θ_１が“０”まで減少した後、さらに“－”の値を検出することとなる。このときの角度変化における角速度も検出されることから、巻上ロープ５の角度θ_１が“０”へ向かう際の角速度によって、単なる角度θ_１の減少でないことを検知し得ることとなる。この状態は、前記の摺動（slide）および停止（stick）では生じない態様であることから、地切り後における吊荷Ｍの初期振れであることを検出し得る。このように、初期振れを検出した時点で、トロリー１の移動を開始し、振れ止め制御を行うこととなる。

【0047】

なお、地切りの状態は、上述のように巻上ロープ５の角度θ_１の検出値によって検知するほかに、画像によって検知してもよく、または、吊荷Ｍの姿勢の変化をＩＭＵによって検出し、その傾斜に係る角速度、移動に係る加速度などを検出することによって検知してもよい。

【0048】

これは、当初よりトロリー１を移動させる制御系とする場合、すなわちトロリー１の駆動制御と巻上ロープ５の巻き上げ制御とを同時に行う場合、巻上ロープ５の角度θ_１の変化のみで地切りの状態を判別することは困難となることから、画像処理またはＩＭＵによる吊荷Ｍの状態を検出させて、地切りの状態を判断するのである。

【0049】

画像によって検知する場合は、撮影手段によって取得される画像を分析することにより、吊荷Ｍの全体の位置（前方端Ｃおよび後方端Ｄの各位置）を検出することで、地切りの状態を検知させることができる。さらに、吊荷Ｍと載置場所表面Ｎとの境界部分のみを解析し、両者間に連続する部分がなく、前方端Ｃから後方端Ｄに至る範囲の全体に間隙が生じた状態を閾値として、地切りの状態を検知させてもよい。

【0050】

また、ＩＭＵによって検知する場合は、吊荷Ｍの姿勢（傾斜角度）の変化および当該傾斜角度に伴う位置の変化を検出することにより、吊荷Ｍの傾斜に伴う上昇か、地切りに伴う上昇かを区別することで、地切りのタイミングを検出することができる。特に、吊荷Ｍは姿勢こそ変化するものの形状自体は変化しないことから、ＩＭＵが設置される初期の位置情報を予め与えることにより、吊荷Ｍの傾斜角とＩＭＵの高さを演算すれば、前方端Ｃおよび後方端Ｄの高さを算出することができる。その算出結果により、両端部Ｃ，Ｄが浮上するまで移動した状態をもって地切りとして検知させることができる。

【0051】

＜振れ止め制御＞
図９および図１０に示すように、吊荷Ｍの振れはトロリー１に移動によって制御される。制御方法はフィードバック制御であり、基本的には、巻上ロープ５が鉛直方向との間に生じさせている角度θ_１を検出しつつ、この角度θ_１を小さくさせる（最終的には“０”となる）ようにトロリー１を進退方向へ移動させるものである。トロリー１の移動による振れ止め制御は、地切り中から開始させてもよいが、地切り後に開始させてもよい。地切り後に振れ止め制御を開始させる場合には、上記のように、吊荷Ｍが姿勢を変化させつつ地切りされることとなり、その直後よりトロリー１の移動を制御し、目標位置まで搬送させることとなる。地切りの直後より、吊荷Ｍは、振れ始めることから、巻上ロープ５の角度θ_１の変化（角度および角速度）によって、振れ状態であることが判明すると、トロリー１の移動による振れ止め制御が開始される。他方、地切り中から振れ止め制御を開始する場合には、地切り中においてトロリー１は進退することとなり、吊荷Ｍの姿勢の変化に対しても振れ止め制御が作用することとなる。ただし、巻上ロープ５の巻き上げ速度により地切り中の時間（制御開始から地切りまでの時間）が極めて短い場合、または吊荷Ｍの姿勢が当初より安定している場合のように、特殊な事情がある場合には、地切り後に制御を開始した状態に近似することとなる。

【0052】

制御方法は、上記巻上ロープ５の角度θ_１が大きく変化するとき、すなわち角度θ_１が“＋”から“０”へ変化するときの角速度により“－”に達する状態（図９（ａ）および図１０（ａ）参照）となることを予測し、その“－”の程度に応じて、トロリー１を前進させるのである。このときの前進の速度（加速度）を調整して振れ止めすることとなる（図９（ｂ）および図１０（ｂ）参照）。また、揺り戻しにより、角度θ_１が“－”から“０”または“＋”へ変化する（図９（ｃ）および図１０（ｃ）参照）。このときの角速度により“＋”に達する程度に応じて、トロリー１を後退させることとなる。なお、トロリー１は、目標位置まで移動（吊荷Ｍを搬送）するものであるため、振れ止め制御のための前進のみならず、搬送のための前進が付加されることから、巻上ロープ５の角度θ_１が“＋”から“０”および“－”へ変化するときにトロリー１を大きく前進させることで、その目的を達成させるものとなる。

【0053】

また、図９および図１０において示されているように、地切り後の吊荷Ｍの姿勢は、必ずしも重心Ｇの位置が巻上ロープ５の延長線上に存在するものではないことから、最終的な吊荷Ｍの振れ止めを完了させるためには、巻上ロープ５が鉛直方法に一致した状態で、吊荷Ｍの重心Ｇの位置が巻上ロープ５の延長線上に存在させる必要がある。従って、巻上ロープ５の先端（玉掛けロープ６との連結位置）と重心Ｇとを結ぶ線が鉛直方向に対して有する角度をθ_２とすると、最終的には、この角度θ_２が“０”となることが要請される。そこで、トロリー１の進退移動による振れ止め制御においても、角度θ_２を検出し、これを小さくするようにトロリー１を移動させることとなる。この場合も、角度の“－”、“０”、“＋”の変化時の角速度に応じてトロリー１を進退させることとなる。現実には、巻上ロープ５の角度θ_１の変化との合算により、具体的な進退速度（加速度）が決定されることとなる。

【0054】

なお、重心Ｇの位置にかかる角度θ_２の変化は、前述のＩＭＵによる傾斜角の変化によって取得することができる。一般的に、重心Ｇの位置における振れは、巻上ロープ５よりも遅れることから、巻上ロープ５の振れとの比較により検出が可能である。また、重心Ｇの位置にかかる角度θ_２の変化（吊荷Ｍの固有の振れ）は、最終的には巻上ロープ５の角度θ_１の変化（全体の振れ）か収束されることから、巻上ロープ５の角度θ_１のみについてフィードバック制御する構成とした場合であっても、全体としての振れ止め制御が可能である。

【0055】

このように、トロリー１は、目標位置まで搬送させるものであることから、当該搬送による振れも検出しつつ、最終的には、目標位置に到達するまでの間に振れを減衰させるのである。なお、トロリー１の移動は、速度を制御することにより、結果的にトロリー１の加速度を変化させることによって振れ止めするのである。また、トロリー１は、搬送を伴うことから、基本的には前進方向への移動が多くなり、条件によって後退する現象を生じさせずに加速および減速を繰り返す場合があり得る。これは、振れ止めのためのトロリー１の加速度と、搬送のための加速度とが、加算または減算される結果によるものである。

【0056】

トロリー１の移動に係る制御は、トロリー用のサーボモータ（第１の駆動手段）２に対し、サーボドライバ９２の出力によって行われ、巻上ロープ５の巻上制御は、ウインチ３を駆動するためのサーボモータ４に対し、同様にサーボドライバ９２の出力によって行われる。従って、制御信号は速度を制御するための電圧値であり、これを変化させることによって加速度制御を行うことができる。また、両サーボモータ２，４に設けられるエンコーダの情報は、レーザセンサ７による巻上ロープ５の角度情報（角度および角速度）とともに処理部９１に入力され、フィードバック制御によりサーボモータ２，４の出力値が制御されるものである。

【0057】

巻上ロープ５の角度θ_１のみについてフィードバック制御する構成とした場合にあっては、巻上ロープ５の長さをｌ_１、巻上ロープ５の目標位置における長さをｌ_ｄ、巻上ロープ５の角度（鉛直方向との間の角度）をθ_１、トロリー１の移動距離をｘ、トロリー１、トロリー１の目標位置までの移動距離をｘ_ｄとすると、上記の両モータ２，４に対して制御すべき加速度の値は次式によって算出することができる。

【0058】

【数1】

【0059】

なお、上式におけるｋ_１～ｋ_３ならびにＫ_１、Ｋ_２、α_１およびα_２はそれぞれの制御パラメータを示し、各パラメータの値については、ｋ_１＝１４、ｋ_２＝１６．５、ｋ_３＝３５、Ｋ_１＝５．９５、Ｋ_２＝０．４、α_１＝１、α_２＝１．５とすることができる。

【0060】

上式から明らかなとおり、巻上ロープ５の制御は、目標とする巻き上げ位置（長さ）まで巻上ロープ５の角度に基づくことなく制御されるが、トロリー１の移動は、巻上ロープ５の角度によって変化するものとなっている。

【0061】

他方、トロリー１の移動を当初より制御する場合は、さらに、吊荷Ｍの姿勢を考慮する必要があり、吊荷Ｍの重心Ｇの角度（鉛直方向との間の角度）を算出し、当該重心の角度をθ_２として、次式により加速度を求めることができる。

【0062】

【数2】

【0063】

なお、上式におけるｋ_１～ｋ_４ならびにＫ_１、Ｋ_２、α_１およびα_２はそれぞれの制御パラメータを示し、各パラメータの値については、ｋ_１＝１４、ｋ_２＝１６．５、ｋ_３＝３５、ｋ_４＝５，Ｋ_１＝５．９５、Ｋ_２＝０．４、α_１＝１、α_２＝１．５とすることができる。

【0064】

この場合も巻上ロープ５の制御は、両角度に基づくことなく制御されるが、トロリー１の移動は、両角度の変化の状態に応じて加速度を変化しつつ制御されるものとなっている。

【0065】

ここで、地切り中における制御にあっては、吊荷Ｍの底面と載置場所表面Ｎとの摩擦状態によって吊荷の姿勢が異なることから、ロバストなコントローラとするため、そのゲインＫを求める必要がある。そこで、コントローラのゲインＫは、吊荷の状態に応じて８の態様があり、そのうち振れ状態を除けば、６の態様について存在する。従って、Ｋ_ｉ（ｉ＝１～６（各slideおよび各stick））を求めることとなる。また、摩擦状態μは、接触する両者の摩擦係数によって決定するが、複数の摩擦状態（μ_１～μ_ｊ）について求めるものとする。これをまとめると次の表に示すようになる。

【0066】

【表1】

【0067】

ここで、上記のような複数の摩擦状態（μ_１～μ_ｎ）の中から最適なコントローラのゲインＫを求めるために、予め複数の想定し得る摩擦状態の全てについてゲインＫ_ｉ ^ｊ（ｉ＝１，２，・・・６；ｊ＝１，２，・・・ｎ）を用意しておき、下式のように、θ_１およびθ_２が最小となるロバストなコントローラのゲインを求めるのである。この場合における複数の摩擦状態におけるゲインＫ_ｉ ^ｊは、シミュレーションによるものであってもよく、実験によるものであってもよい。想定される複数の条件において、摩擦の影響を小さくし得る共通のゲインを求めるものである。すなわち、下式に示すように、評価関数Ｊを最小にするコントローラのゲインを求めることとなる。

【0068】

【数3】

【0069】

なお、地切り後は、吊荷が空中で振れる態様となり、摩擦状態は無関係となるため、下式のように、θ_１およびθ_２が最小となるコントローラのゲインを求めることとなる。

【0070】

【数4】

【実施例】

【0071】

＜実験１＞
上記のような制御システムにより、載置場所から吊荷を揚上しつつ目標位置まで搬送する際の振れ止め制御の状態を実験した。この実験は、載置場所表面からトロリーまでの高さを１．２ｍとし、正面視における略Ｌ字形（図１に示す形状）の吊荷の重量を５ｋｇとし、巻上ロープの長さを０．３ｍまで巻き上げ、トロリーによって１．２ｍ先まで搬送する際の振れ止めの状態をシミュレーションしたものである。搬送装置および振れ止め制御システムの構成は図１に示した構成としており、巻上ロープの巻き上げ開始と同時にトロリーの移動を制御した場合と、地切り後からトロリーの移動を制御した場合について行った。その実験結果を図１１に示す。図中のグラフにおいて、横軸は全て時間（秒）であり、実線による表示は地切り中から振れ止め制御を行った場合を示し、破線による表示は地切り直後から振れ止め制御を開始した場合である。なお、比較のために、図１２には振れ止め制御せずに所定位置まで揚上搬送させた場合の状態を示す。

【0072】

なお、巻上ロープの巻き上げにおける速度は、巻き上げ開始直後における加速と所定の巻上ロープ長さに到達する直前の減速を除き等速とした。また、「Ｍｏｄｅ」は、前述の８つの態様（振れは１種類として合計７つの態様）の変化を示すものであり、縦軸の「０」～「６」は、図中に注記するように、各態様を示したものである。

【0073】

この結果を参照すると、巻上ロープの巻き上げが開始されると、僅かな時間における吊荷の底面による停止状態（Planar stick）の後、吊荷の底面による摺動状態（Planar slide）となり、さらに前方端Ｃのみが浮上しつつ摺動する状態（後方端Ｄによる摺動状態：D-slide）を経て揚上（地切り）されていることが明確に判断できる。なお、地切りまでの時間は、約１．７秒であった。

【0074】

この図に示されるように、本実験の結果、巻上ロープの巻き上げおよびトロリーの移動は、操作開始後約８秒に達するよりも前に目標位置に到達しており、振れ止め状態は、当初より制御した場合は約８秒後に振れ止め状態に到達し、地切り後に制御を開始した場合でも、約１０秒後には振れ止め状態に到達している。これに対し、制御されていない状態において約８秒後に目標位置まで吊荷を移動させた場合（図１２参照）には、地切り後から振れはじめ、到達後も振れが減衰しない状態となった。両者の違いから、この実験例による振れ止め制御の効果が明確になった。

【0075】

また、上記実験結果によれば、巻上ロープの角度θ_１と重心の角度θ_２は、地切りされるまでの約１．７秒間は、徐々に角度を小さくするように変動し、地切り後に“０”を通過して“－”に至っている。その後、トロリーの移動により、徐々に減衰され、当初よりトロリー制御を行った場合で約７秒後、地切り後にトロリー制御を行った場合でも９秒後には振れを解消させることができている。このとき、地切り直後の重心の角度θ_２は大きく変動しているのに対し、巻上ロープの角度θ_１は、地切り直後を除けば比較的緩やかに変動している。これは、地切りによる初期振れの影響とみることができるが、全体としては、巻上ロープの角度θ_１が大きく変動する中での微細な変動とみることもできる。従って、地切りによる吊荷の振れは、重心の角度θ_２を変動させるが、結果として、巻上ロープに伝達される振れが巻上ロープの角度θ_１を変動させることとなることを示しており、巻上ロープの角度θ_１を減少させるようにトロリーの移動を制御させることで、地切りに伴う振れおよび搬送による振れの双方を減衰させることができると判断される。

【0076】

＜実験２＞
上記と同じ条件において、吊荷の形状のみを変更した実験を行った。ここでの実験は、長尺な棒状の吊荷について、前方端に巻上ロープを連結して揚上搬送させた場合であり、その他の条件は実験１と同様とした。その結果を図１３に示す。図中のグラフにおける横軸、実線および破線の表示は図１１の場合と同様である。なお、比較のために、図１４には振れ止め制御せずに所定位置まで揚上搬送させた場合の状態を示す。

【0077】

この結果を参照すると、巻上ロープの巻き上げが開始されると、当初は前方端Ｃのみが浮上し、後方端Ｄが停止した状態（D-stich）が継続し、その後、後方端Ｄによる揺動状態（D-slide）を経て揚上（地切り）されていることが明確に判断できる。なお、地切りまでの時間は、約２秒であった。

【0078】

この図に示されるように、本実験の結果、巻上ロープの巻き上げおよびトロリーの移動は、操作開始後約５秒に達するよりも前に目標位置に到達しており、振れ止め状態は、いずれの制御状態においても約５秒後に振れ止め状態に到達している。これに対し、制御されていない状態において約５秒後に目標位置まで吊荷を移動させた場合（図１４参照）には、地切り後から振れはじめ、到達後も振れが減衰しない状態となった。特に、地切り後において、規則的な振れではなく、細かな振動を含むものとなっており、これは、初期振れと搬送振れとが相互に影響したものと考えられる。このように、初期振れが搬送振れに大きく影響を与える条件においても、本実施例による制御によって振れ止めを実現できることが明確になった。

【0079】

また、上記実験結果によれば、巻上ロープの角度θ_１は、地切りされるまでの約２秒間は、徐々に大きくなるように変動し、地切り後に大きく反転している。他方、重心の角度θ_２は、逆に徐々に小さくするように変動し、地切り後に小刻みに変動している。その後、トロリーの移動により、徐々に減衰されている。このとき、地切り直後の重心の角度θ_２は小刻みに変動しているのに対し、巻上ロープの角度θ_１は、比較的緩やかに変動している。この場合も実験１と同様に、地切りによる初期振れの影響があるが、全体としては、巻上ロープの角度θ_１が大きく変動する中での微細な変動とみることができる。従って、実験１と同様に、地切りによる吊荷の振れは、重心の角度θ_２を変動させるが、結果として、巻上ロープに伝達される振れが巻上ロープの角度θ_１を変動させることとなることを示しており、巻上ロープの角度θ_１を減少させるようにトロリーの移動を制御させることで、地切りに伴う振れおよび搬送による振れの双方を減衰させることができると判断される。

【0080】

本発明の実施形態および実施例は上記のとおりであるが、これらは本発明の一例を示すものであって、本発明がこれらの実施形態に限定されるものではない。従って、移動手段としてはトロリーに限定されず、他の自走式の走行体であってもよい。また、本発明の実施形態としては、トロリー式の搬送装置を中心に説明したが、ブーム式搬送装置（ジブクレーン）とする場合においても、同様に地切りがなされ、巻上ロープとの角度θ_１（および吊荷の角度θ_２）を検出しつつフィードバック制御によって、目標位置までの搬送と振れ止めを行い得るものである。

【符号の説明】

【0081】

１ トロリー（移動手段）
２ モータ（第１の駆動手段）
３ ウインチ
４ 駆動モータ（第２の駆動手段）
５ 巻上ロープ
６ 玉掛けロープ
７ レーザセンサ（ロープ角検出手段）
８ 慣性計測装置（ＩＭＵ）
９ 制御装置（制御手段）
１０ ジブクレーン
１１ アーム
２１ 駆動プーリ
２２ 従動プーリ
２３ 歯付ベルト
５１ 巻上ロープの先端
９１ 処理部
９２ サーボドライバ
Ｃ 吊荷底面の端部（前方端）
Ｄ 吊荷底面の端部（後方端）
Ｇ 吊荷の重心位置
Ｌ レール
Ｍ 吊荷
Ｎ 載置場所表面

【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】

【図14】