JP2017165580A - クレーンの運転支援方法、及びクレーンの運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、手動運転中の任意の状態から、トロリーを停止させると共に停止時に吊り荷の振れ止めを行う自動停止制御を実行可能なクレーンの運転支援方法及びクレーンの運転支援装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 仮のロープ長等に基づいて、トロリーを停止させると共に停止時に吊り荷の振れ止めを行うためのトロリーの加速度パターンを参照パターン記憶部に記憶させておき、トロリーの手動運転中に、自動停止制御の開始条件が満たされたと判定すると、参照パターン記憶部が記憶している加速度パターンの一部を、自動停止制御のためのトロリーの加速度パターン（停止用パターン）とし、その停止用パターンに従ってトロリーが制御された場合に発生が予測される吊りロープの振れ角速度パターンと実際の振れ角速度との偏差に基づき停止用パターンを補償し、補償後の停止用パターンに基づいてトロリーの目標速度を逐次生成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、クレーンの運転支援方法、及びクレーンの運転支援装置に関する。

従来、クレーンの振れ止め制御の技術としては、例えば、非特許文献１に記載の技術がある。この非特許文献１に記載の技術では、吊りロープで吊り荷を懸垂して目標位置まで搬送すると共に、吊り荷が目標位置に到達したときに吊り荷の振れが止まるように、トロリーの速度パターンを生成し、生成した速度パターンでトロリーを制御している。これにより、横行・走行の終了時に吊り荷の残留振れを抑制するようになっている。
しかし、上記非特許文献１に記載の技術では、手動運転中の任意の状態から、振れ止め制御、つまり、トロリーを停止させると共に停止時に吊り荷の振れ止めを行うための制御を行うことができない。このような問題は特許文献１〜３に記載の技術にも存在する。

特開平９−３０１６７７号公報 特開平１１−７９６６３号公報 特開２００５−１８７２０９号公報

大川登志男、山口収、関根宏著「天井クレーンの自動化」ＮＫＫ技法No.１４９、１９９５年

本発明は、上記のような点に着目し、手動運転中の任意の状態から、トロリーを停止させると共に停止時に吊り荷の振れ止めを行う自動停止制御を実行可能なクレーンの運転支援方法、及びクレーンの運転支援装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、クレーンのオペレータの運転支援を行う運転支援装置で実行され、吊りロープで吊り荷を懸垂しているトロリーの速度パターンと吊りロープの実際の振れ角のフィードバックとに基づきトロリーの停止時に吊り荷の振れ止めを行う方法であって、仮のロープ長または仮の振れ周期に基づいて算出され、トロリーを停止させると共に停止時に吊りロープでトロリーが懸垂している吊り荷の振れ止めを行うための、トロリーの加速度パターンである参照パターンを参照パターン記憶部に記憶させておき、トロリーの手動運転中に、トロリーを停止させると共に停止時に吊り荷の振れ止めを行う自動停止制御の開始条件が満たされたと判定すると、参照パターン記憶部が記憶している参照パターンの一部を、自動停止制御のためのトロリーの加速度パターンである停止用パターンとし、その停止用パターンに従ってトロリーが制御された場合に発生が予測される吊りロープの振れ角速度パターンと実際の振れ角速度との偏差に基づき停止用パターンを補償し、補償後の停止用パターンに基づきトロリーの目標速度を逐次生成することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、オペレータが、トロリーの手動運転中に、自動停止制御の開始条件を満たす操作を行うだけで、トロリーを停止させると共に停止時に吊り荷の振れ止めを行うための目標速度を生成できる。それゆえ、目標速度に従ってトロリーの速度を制御させることで、手動運転中の任意の状態、つまり、任意のトロリー速度、任意の吊りロープの振れ角、任意の吊りロープの振れ角等から、自動停止制御を実行できる。

クレーンの概略構成を表す概念図である。 目標速度演算処理を表すフローチャートである。 参照パターンと、振れ角及び振れ角速度の位相面軌道とを表す図である。 シミュレーション結果を表すグラフである。 シミュレーション結果を表すグラフである。 シミュレーション結果を表すグラフである。 シミュレーション結果を表すグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本実施形態は、本発明を、クレーン１のオペレータの運転支援を行う運転支援装置８であって、吊りロープ１１で吊り荷１２を懸垂しているトロリー２の速度パターンと吊りロープ１１の実際の振れ角のフィードバックとに基づきトロリー２の停止時に吊り荷の振れ止めを行う運転支援装置８に適用したものである。この運転支援装置８では、トロリー２の手動運転中に、トロリー２を停止させると共に停止時に吊り荷１２の振れ止めを行う自動停止制御の開始条件が満たされると、自動停止制御のための目標速度を生成する。なお、本実施形態では、理解を容易にするため、トロリー２の横行にのみ着目して説明する。
また、本実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造、及び配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

（構成）
図１に示すように、本実施形態のクレーン１は、トロリー２と、ホイスト３と、速度検出部４と、振れ角検出装置５と、オペレータ操作端６と、ホイスト制御装置７と、運転支援装置８と、トロリー制御装置９とを備える。
トロリー２は、ガーダ１０上に配置され、吊りロープ１１で吊り荷１２を懸垂する。また、トロリー２は、走行用モータ２１０で駆動され、ガーダ１０に沿って移動する。
ホイスト３は、トロリー２に搭載されている。ホイスト３は、巻上用モータ３１０で駆動され、吊りロープ１１の巻き上げ及び巻き下げ、つまり、ロープ長の変更を行う。

速度検出部４は、ガーダ１０に沿った方向のトロリー２の速度（以下、「トロリー速度」とも呼ぶ）を検出する。そして、速度検出部４は、検出結果（計測値）を運転支援装置８とトロリー制御装置９とに出力する。速度検出部４としては、例えば、トロリー２の位置を検出し、そのトロリー２の位置を基にトロリー速度を検出するものを採用できる。
振れ角検出装置５は、吊りロープ１１の振れ角を検出する。そして、検出結果（計測値）を運転支援装置８に出力する。振れ角検出装置５としては、例えば、吊り荷１２の撮影画像からマーカの動作を検出し、その動作を基に振れ角を検出するものを採用できる。

オペレータ操作端６は、上げ・下げ操作部６ａと、加減速操作部６ｂとを備える。
上げ・下げ操作部６ａは、クレーン１のオペレータの操作により、吊りロープ１１の巻上げ・巻き下げの指令（以下、「上げ・下げ指令」とも呼ぶ）が入力される。そして、上げ・下げ操作部６ａは、入力された上げ・下げ指令をホイスト制御装置７に出力する。
加減速操作部６ｂは、クレーン１のオペレータの操作により、トロリー２の横行の加減速の指令（以下、「加減速指令」とも呼ぶ）が入力される。そして、加減速操作部６ｂは、入力された加減速指令を運転支援装置８とトロリー制御装置９とに出力する。

また、加減速操作部６ｂは、クレーン１のオペレータの操作により、クレーン１の制御モードの切替指令（以下、「制御モード切替指令」とも呼ぶ）を生成する。制御モードとしては、オペレータが減速操作等を行うと、自動停止制御を実行する「自動モード」と、減速操作等を行っても、自動停止制御を実行しない「手動モード」とを採用できる。そして、加減速操作部６ｂは、生成した制御モード切替指令を運転支援装置８に出力する。
ホイスト制御装置７は、上げ・下げ操作部６ａが出力した上げ・下げ指令に従ってモータ速度指令を生成する。そして、ホイスト制御装置７は、生成したモータ速度指令を巻上用モータ３１０に出力する。これにより、巻上用モータ３１０は、モータ速度指令に従って回転速度を制御し、吊りロープ１１のロープ長を上げ・下げ指令どおりに変化させる。

運転支援装置８は、トロリー２の手動運転中に、自動停止制御の開始条件が満たされると、自動停止制御のためのトロリー２の目標速度を生成する。具体的には、運転支援装置８は、参照パターン記憶部８１０と、条件判定部８２０と、速度取得部８３０と、振れ角取得部８４０と、目標速度生成部８５０とを備える。また、目標速度生成部８５０は、停止用パターン生成部８５１と、振れ角速度パターン生成部８５２と、補償量算出部８５４及び目標速度算出部８５５を有する速度生成実行部８５３とを備える。

参照パターン記憶部８１０は、トロリー２を停止させると共に停止時に吊り荷１２の振れ止めを行うための、トロリー２の加速度パターン（加速度の時系列パターン。以下、「参照パターン」とも呼ぶ）を記憶している。参照パターンの作成や、作成した参照パターン記憶部８１０への書き込みは、運転開始時に行うが、複数の仮ロープ長に対応するパターンを作成するのならば、運転支援装置８のメーカーや購入者によって行なっても良い。 参照パターンは、仮のロープ長または仮の振れ周期に基づいて算出される。仮のロープ長としては、例えば、クレーン１の運用時に使用が想定されるロープ長を１０［ｃｍ］刻みで複数仮定する。また、巻き・下ろしによりロープ長に変化がある場合には、その中間値が採用できる。仮の振れ周期としては、仮のロープ長に対応した振れ周期を用いる。

参照パターンとしては、例えば、トロリー２の速度（トロリー速度）が予め定めた最高速度（例えば、２［ｍ/ｓ］）にあり、且つ吊りロープ１１の振れ角及び振れ角速度のそれぞれが「０」であるときに減速を開始し、トロリー２の停止時に吊り荷１２の振れ止めを行うためのトロリー２の理想的な減速パターンを含む加速度パターンを採用できる。このような加速度パターンは、公知の加速度パターンが多数存在する。
この初期パターンとして、非特許文献１や特開平６−３０５６８６号公報に記載された加速度パターンを、図３（ａ）に示す。
なお、後述する本実施形態のシミュレーション結果では、参照加速度パターンとして、特開平９−３０７７６に記載された加速度のパターン、つまり、加速開始時に生じる吊り荷１２の振れが加速完了時に消失するようにトロリー２の加速を二段階で行い、減速開始時に生じる吊り荷１２の振れが減速完了時に消失するように減速を二段階で行う加速度パターン（以下、「２段加速パターン」とも呼ぶ）を採用している。

また、参照パターン記憶部８１０は、参照パターンに従ってトロリー２が制御された場合に発生が予測される吊りロープ１１の振れ角速度パターン（振れ角速度の時系列パターン。以下、「振れ角速度参照パターン」とも呼ぶ）も記憶している。この算出は、（１）式に従う。
d²θ/dt²＋（ｇ/Ｌ）・θ＝−d²Ｘ/dt² /Ｌ ………（１）
ここで、θは吊りロープ１１の振れ角、ｇは重力加速度、Ｌは仮のロープ長、Ｘはトロリー２のガーダ１０に沿った方向（横行方向）の移動量である。
また、条件判定部８２０、速度取得部８３０、振れ角取得部８４０及び目標速度生成部８５０は、目標速度演算処理を実行する。目標速度演算処理では、条件判定部８２０等は、トロリー２の手動運転中に、自動停止制御の開始条件が満たされると、自動停止制御のためのトロリー２の目標速度を生成する。目標速度演算処理の詳細については後述する。

トロリー制御装置９は、加減速操作部６ｂから加減速指令が入力されると、入力された加減速指令と、速度検出部４が出力したトロリー速度の計測値とを基に、モータ速度指令を生成する。そして、トロリー制御装置９は、生成したモータ速度指令を走行用モータ２１０に出力する。続いて、走行用モータ２１０は、モータ速度指令に従って回転速度を制御し、トロリー２を加減速指令どおり、つまり、オペレータの操作どおりの加減速に制御する。これにより、オペレータの手動操作に従い、トロリー２の手動運転が実行される。
一方、トロリー制御装置９は、運転支援装置８から目標速度が入力されると、加減速操作部６ｂから出力される加減速指令に代えてこの目標速度を用い、速度検出部４が出力したトロリー速度の計測値とを基にモータ速度指令を生成する。そして、トロリー制御装置９は、生成したモータ速度指令を走行用モータ２１０に出力する。続いて、走行用モータ２１０は、モータ速度指令に従って回転速度を制御し、トロリー２を目標速度どおりに制御する。これにより自動停止制御が実行される。

（目標速度演算処理）
次に、条件判定部８２０、速度取得部８３０、振れ角取得部８４０及び目標速度生成部８５０が実行する目標速度演算処理について説明する。目標速度演算処理は、予め定めたサンプリング周期（例えば、１００［ｍｓ］）が経過するたびに実行される。なお、各回の目標速度演算処理は、サンプリング周期が経過する前に終了する。
図２に示すように、条件判定部８２０は、まず、ステップＳ１０１において、運転支援装置８から出力される制御モード切替指令を基にクレーン１の制御モードを設定する。

続いてステップＳ１０２に移行して、トロリー２の手動運転中に、自動停止制御の開始条件が満たされたかを判定する。具体的には、制御モードが「自動モード」であり、且つ加減速操作部６ｂが出力している加減速指令が減速を表すと判定した場合に、トロリー２の手動運転中に、自動停止制御の開始条件が満たされたと判定する。そして、開始条件が満たされていると判定した場合には（Yes）、ステップＳ１０３に移行する。一方、開始条件が満たされていないと判定した場合には（No）、ステップＳ１０６に移行する。

ステップＳ１０３では、制御状態が「未制御」であるか否かを判定する。なお、制御状態は、初期状態、つまり、運転支援装置８への電源投入直後に「未制御」に設定される。そして、制御状態が「未制御」であると判定した場合には（Yes）、ステップＳ１０４に移行する。一方、制御状態が「未制御」ではないと判定した場合には（No）、ステップＳ１０５に移行する。
ステップＳ１０４では、制御状態を「制御開始」に設定（変更）した後、ステップＳ１０６に移行する。
一方、ステップＳ１０５では、制御状態を「未制御」に設定（変更）した後、ステップＳ１０６に移行する。

ステップＳ１０６では、制御状態が「未制御」、「制御開始」、及び「制御中」のいずれであるかを判定する。そして、制御状態が「未制御」であると判定した場合には（未制御）、この演算処理を終了する。一方、制御状態が「制御開始」であると判定した場合には（制御開始）、ステップＳ１０７に移行する。また一方、制御状態が「制御中」であると判定した場合には（制御中）、ステップＳ１１０に移行する。

ステップＳ１０７では、速度取得部８３０は、速度検出部４が出力した検出結果（トロリー速度の計測値）を取得する。
続いてステップＳ１０８に移行して、目標速度生成部８５０（停止用パターン生成部８５１）は、参照パターン記憶部８１０が記憶している参照パターンの一部を、自動停止制御のためのトロリー２の加速度パターン（加速度の時系列パターン。以下、「停止用パターン」とも呼ぶ）とする。具体的には、停止用パターン生成部８５１は、図３（ａ）に示すように、参照パターンの減速区間のうちから、トロリー２の速度が「０」となる終了点を含む部分で且つ加速度の時間積分の積分結果（図３（ａ）の斜線部の面積）がステップＳ１０７で取得したトロリー速度の計測値と等しくなる部分を切り出して、停止用パターンとする。

なお、本実施形態では、参照パターンのうちから停止用パターンを切り出して、停止用パターンとする例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、参照パターン記憶部８１０が記憶している参照パターンのうちから、トロリー２の速度が「０」となる終了点を含む部分で且つ加速度の時間積分の積分結果がステップＳ１０７で取得したトロリー速度の計測値と等しくなる部分の開始点を特定し、停止用パターンの使用時に、特定した開始点からその加速度パターンを読みだして、停止用パターンとして用いてもよい。

また、目標速度生成部８５０（振れ角速度パターン生成部８５２）は、停止用パターンに従ってトロリー２が制御された場合に発生が予測される吊りロープ１１の振れ角速度パターン（振れ角速度の時系列パターン）を生成する。具体的には、振れ角速度パターン生成部８５２は、参照パターン記憶部８１０が記憶している振れ角速度参照パターンのうちから、停止用パターンの切出範囲と同じ範囲を切り出して、振れ角速度パターンとする。
続いてステップＳ１０９に移行して、停止用パターン生成部８５１は、制御状態を「制御中」に変更した後、ステップＳ１０３に戻る。

一方、ステップＳ１１０では、振れ角取得部８４０は、振れ角検出装置５から検出結果（振れ角の計測値）を取得する。
続いてステップＳ１１１に移行して、目標速度生成部８５０（補償量算出部８５４）は、ステップＳ１１０で取得した振れ角の計測値を基に振れ角速度を算出する。続いて、補償量算出部８５４は、算出した振れ角速度と、ステップＳ１０８で生成した振れ角速度パターンとの偏差に基づき、停止用パターンの補償量を算出する。

具体的には、補償量算出部８５４は、ステップＳ１０８で生成した振れ角速度パターンから、開始点の振れ角速度を取得する。なお、制御状態が「制御中」に変更されてから、このステップが１回以上行われている場合には、前回このステップで振れ角速度を取得した位置からサンプリング周期分（１００［ｍｓ］）進めた位置の振れ角速度を取得する。
続いて、補償量算出部８５４は、取得した振れ角速度と、算出した振れ角速度、つまり、現在の実際の振れ角速度との偏差を算出する。続いて、補償量算出部８５４は、算出した偏差にゲインを乗算し、乗算結果を補償量とする。

その際、補償量算出部８５４は、偏差の絶対値が大きいときには、小さいときに比べ、ゲインの絶対値を小さくする。具体的には、補償量算出部８５４は、偏差が予め定めた閾値より大きい場合に、閾値以下である場合に比べ、ゲインを小さくする。また、例えば、偏差が大きいほどゲインを小さくする構成としてもよい。これにより、補償量の増大を抑制でき、目標速度の増大を抑制できる。それゆえ、目標速度がトロリー２の最大速度を超えることを防止することができる。

続いてステップＳ１１２では、目標速度生成部８５０（目標速度算出部８５５）は、ステップＳ１０８で生成した停止用パターンから、開始点の位置（経過時間０の位置）のトロリー２の加速度を取得する。なお、制御状態が「制御中」に変更されてから、このステップが１回以上行われている場合には、前回このステップで加速度を取得した位置からサンプリング周期分（１００［ｍｓ］）進めた位置の加速度を取得する。続いて、目標速度算出部８５５は、取得した加速度に、ステップＳ１０９で算出した補償量を加算し、加算結果を補償後の停止用パターンを構成する加速度とする。

続いてステップＳ１１３に移行して、目標速度算出部８５５は、ステップＳ１１２で算出した補償後の停止用パターンの加速度に基づきトロリー２の速度を算出する。速度の算出方法としては、例えば、停止用パターンの加速度を時間積分する方法を採用できる。続いて、目標速度算出部８５５は、算出した速度を目標速度としてトロリー制御装置９に出力した後、この演算処理を終了する。
この目標速度の生成は、逐次行われ、また、振れ角速度をフィードバックしているため、停止用パターンの開始点に対応する振れ角及び振れ角速度と、自動停止制御開始時の実際の振れ角及び振れ角速度とに偏差がある場合には、この偏差を徐々に低減できる。図３（ｂ）にこの位相面を示すが、自動停止制御中の振れ角及び振れ角速度の軌道は、振れ角速度参照パターンによる振れ角及び振れ角速度の軌道に徐々に近づくような軌道となる。

なお、トロリー２の減速中に、オペレータが、目的とする停止位置よりも手前でトロリー２が停止すると判断して、加減速操作部６ｂを操作し、加速操作を行ったとする。すると、条件判定部８２０が、自動停止制御の開始の条件が満たされていないと判定し（図２のステップＳ１０２「No」）、制御状態を「未制御」に設定する（図２のステップＳ１０５）。そして、条件判定部８２０が、制御状態が「未制御」であると判定する（図２のステップＳ１０７「未制御」）。これにより、運転支援装置８が、目標速度の出力を中止し、自動停止制御が中止され、トロリー制御装置９が、オペレータの手動操作（加速操作）に応じたモータ速度指令を走行用モータ２１０に出力し、トロリー２が再度加速する。

その後、トロリー２が目的とする停止位置に近づいたときに、オペレータが、加減速操作部６ｂで再度減速操作を行ったとする。すると、運転支援装置８が、目標速度の出力を再開し、自動停止制御を実行する。これにより、オペレータは、自動停止制御の実行・停止を切り替えることができる。
これにより、吊り荷１２の積み地や降し地の座標が不明または精度が悪いときにも、トロリー２の減速停止と停止位置での吊り荷１２の振れ止めとを容易に行うことができる。
また、自動停止制御中に、振れ角速度のフィードバック制御を行うようにしたため、ロープ長等から演算される振れ周期に誤差があっても、振れ角パターンを追従できる。

（本実施形態の効果）
本実施形態に係る発明は、次のような効果を奏する。
（１）本実施形態に係る運転支援方法、及び運転支援装置８によれば、オペレータが、トロリー２の手動運転中に、自動停止制御の開始条件を満たす操作を行うだけで、トロリー２を停止させると共に停止時に吊り荷１２の振れ止めを行うための目標速度を生成できる。それゆえ、目標速度に従ってトロリーの速度を制御させることで、手動運転中の任意の状態、つまり、任意のトロリー速度、任意の吊りロープ１１の振れ角、任意の吊りロープ１１の振れ角等から、自動停止制御を実行できる。

（２）本実施形態に係る運転支援装置８では、振れ角速度の偏差が大きいときには、小さいときに比べ、ゲインを小さくする。これにより、補償量が大きくなり過ぎることを抑制でき、目標速度がトロリー２の最大速度を超えることを防止することができる。
（３）本実施形態に係る運転支援装置８では、参照パターンは、加速開始時に生じる吊り荷１２の振れが加速完了時に消失するようにトロリー２の加速を二段階で行い、減速開始時に生じる吊り荷１２の振れが減速完了時に消失するように減速を二段階で行う加速度パターン（２段加速パターン）とした。この２段加速パターンは、台形頂部の長さ（時間）を任意に設定できるため、トロリー２が最高速度になるパターンを生成できる。このため、最高速度より小さい任意の速度に合わせたパターンを減速パターンとして生成（切り出し）することができる。

（変形例）
なお、本実施形態では、クレーン１の横行にのみ着目し、トロリー２の目標速度として、横行時の目標速度を生成する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、運転支援装置８が、横行・走行のうちの、走行時の目標速度を生成する構成としてもよいし、横行時の目標速度と走行時の目標速度との両方を生成する構成としてもよい。

（シミュレーション結果）
本実施形態のシミュレーション結果を図４〜図７に示す。
各図は、シミュレーションの初期値である自動停止制御の開始時の振れ角と振れ角速度で作る位相面の第１象限、第２象限、第３象限、及び第４象限に対応している。このほか、シミュレーション条件としては、トロリー２の速度は、最大値に近い値（１．８［ｍ/ｓ］）から最大値の２５％（０．５［ｍ/ｓ］）まで変化させた。また、仮のロープ長を１０［ｍ］、実ロープ長を８［ｍ］として、仮のロープ長から演算される振れ周期に誤差をもたせた。サンプリング周期は１００［ｍs］とし、トロリー２の最大速度は２［ｍ/s］とした。参照パターンとしては、特許文献１に記載の２段加速パターンとし、運動方程式は、非特許文献１に記載のものを用いた。各図の最下部に初期値条件を記載する。条件の一つであるトロリー速度に合わせて参照パターンから切り出した停止用パターンを各図の上部に示す。停止用パターンが０になった時、若干の残留振れがあるが、その後すみやかに制定することがわかる。オペレータがどのような運転状態から自動に入れても、言い換えると、初期の振れ角と振れ角速度がどの象限にあっても、制定することがわかる。なお、振れ角検出装置５の検出結果（計測値）には、誤差や遅れがないものとした。

１ クレーン
２ トロリー
３ ホイスト
４ 速度検出部
５ 振れ角検出部
６ オペレータ操作端
６ａ 上げ・下げ操作部
６ｂ 加減速操作部
７ ホイスト制御装置
８ 運転支援装置
９ トロリー制御装置
１０ ガーダ
１１ 吊りロープ
１２ 吊り荷
２１０ 走行用モータ
３１０ 巻上用モータ
８１０ 参照パターン記憶部
８２０ 条件判定部
８３０ 速度取得部
８４０ 振れ角取得部
８５０ 目標速度生成部
８５１ 停止用パターン生成部
８５２ 振れ角速度パターン生成部
８５３ 速度生成実行部
８５４ 補償量算出部
８５５ 目標速度算出部

Claims (8)

1. クレーンのオペレータの運転支援を行う運転支援装置で実行され、吊りロープで吊り荷を懸垂しているトロリーの速度パターンと前記吊りロープの実際の振れ角のフィードバックとに基づき前記トロリーの停止時に前記吊り荷の振れ止めを行う方法であって、
   仮のロープ長または仮の振れ周期に基づいて算出され、前記トロリーを停止させると共に停止時に前記吊り荷の振れ止めを行うための、前記トロリーの加速度パターンである参照パターンを参照パターン記憶部に記憶させておき、
   前記トロリーの手動運転中に、前記トロリーを停止させると共に停止時に前記吊り荷の振れ止めを行う自動停止制御の開始条件が満たされたと判定すると、前記参照パターン記憶部が記憶している前記参照パターンの一部を、前記自動停止制御のための前記トロリーの加速度パターンである停止用パターンとし、その停止用パターンに従って前記トロリーが制御された場合に発生が予測される前記吊りロープの振れ角速度パターンと実際の振れ角速度との偏差に基づき前記停止用パターンを補償し、補償後の前記停止用パターンに基づき前記トロリーの目標速度を逐次生成することを特徴とするクレーンの運転支援方法。
2. クレーンのオペレータの運転支援を行う運転支援装置において、吊りロープで吊り荷を懸垂しているトロリーの速度パターンと前記吊りロープの実際の振れ角のフィードバックとに基づき前記トロリーの停止時に前記吊り荷の振れ止めを行う装置であって、
   仮のロープ長または仮の振れ周期に基づいて算出され、前記トロリーを停止させると共に停止時に前記吊り荷の振れ止めを行うための、前記トロリーの加速度パターンである参照パターンを記憶している参照パターン記憶部と、
   前記トロリーの手動運転中に、前記トロリーを停止させると共に停止時に前記吊り荷の振れ止めを行う自動停止制御の開始条件が満たされたかを判定する条件判定部と、
   前記吊りロープの振れ角の計測値を取得する振れ角取得部と、
   前記開始条件が満たされたと判定された場合、前記参照パターン記憶部が記憶している前記参照パターンの一部を、前記自動停止制御のための前記トロリーの加速度パターンである停止用パターンとし、その停止用パターンに従って前記トロリーが制御された場合に発生が予測される前記吊りロープの振れ角速度パターンと、前記計測値から演算される振れ角速度との偏差に基づき前記停止用パターンを補償し、補償後の前記停止用パターンに基づき前記トロリーの目標速度を逐次生成する目標速度生成部と、を備えたことを特徴とするクレーンの運転支援装置。
3. 前記トロリーの速度の計測値を取得する速度取得部を備え、
   前記目標速度生成部は、前記参照パターンのうちから、前記トロリーの速度が「０」となる終了点を含む部分で且つ前記トロリーの加速度の時間積分の積分結果が、前記トロリーの速度の計測値と等しくなる部分を切り出して、前記停止用パターンとして用いることを特徴とする請求項２に記載のクレーンの運転支援装置。
4. 前記トロリーの速度の計測値を取得する速度取得部を備え、
   前記目標速度生成部は、前記参照パターンのうちから、前記トロリーの速度が「０」となる終了点を含む部分で且つ前記トロリーの加速度の時間積分の積分結果が、前記トロリーの速度の計測値と等しくなる部分の開始点を特定し、前記停止用パターンの使用時に、特定した開始点から該部分を読みだして、前記停止用パターンとして用いることを特徴とする請求項２に記載のクレーンの運転支援装置。
5. 前記目標速度生成部は、
   前記偏差に基づき、前記停止用パターンの補償量を算出する補償量算出部と、
   前記補償量算出部で算出した補償量に基づき前記停止用パターンを補償し、補償後の前記停止用パターンに基づき前記目標速度を生成する目標速度算出部と、を備え、
   前記補償量算出部は、前記偏差にゲインを乗算した乗算結果を、前記補償量とすることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のクレーンの運転支援装置。
6. 前記補償量算出部は、前記偏差が大きいときには、小さいときに比べ、前記ゲインを小さくすることを特徴とする請求項５に記載のクレーンの運転支援装置。
7. 前記参照パターンは、前記トロリーの速度が予め定めた最高速度にあり、且つ前記吊りロープの振れ角及び振れ角速度のそれぞれが「０」であるときに減速を開始し、前記トロリーの停止時に前記吊り荷の振れ止めを行うための、前記トロリーの理想的な減速パターンを含む加速度パターンであることを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載のクレーンの運転支援装置。
8. 前記参照パターンは、加速開始時に生じる前記吊り荷の振れが加速完了時に消失するように前記トロリーの加速を二段階で行い、減速開始時に生じる前記吊り荷の振れが減速完了時に消失するように減速を二段階で行う加速度パターンであることを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載のクレーンの運転支援装置。

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