JPH0656087U - クレーン接触防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クレーン間で作業領域が重複している場合
に、衝突ないしは接触が回避される方向を自動的に判
断，指示すること。 【構成】 衝突すると判定された一対のクレーンは、そ
の移動が停止された後ブーム２がどの位置にあるかが判
断される。位置判断は旋回角θにより行われ、θ値によ
り、クレーンＸのブーム２が軸ＸＹの下側にあり、クレ
ーンＹのブーム２が軸ＸＹの上側にあると判断される
と、クレーンＸ，Ｙはともに時計方向に旋回させる。ク
レーンＸのブーム２が軸ＸＹの上側にあり、クレーンＹ
のブーム２が軸ＸＹの下側にあると判断されると、クレ
ーンＸ ,Ｙをともに反時計方向に旋回させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はクレーン間の接触防止装置、特に互いに隣接するクレーン同士の作 業領域が一部重複することによるクレーン間の接触を防止するための装置に関す る。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、図１に示すように、タワー部１、ブーム２およびフック３を有するク レーンＰx を比較的大規模な建設現場で使用する場合には、このようなタワーク レーンＰx が複数基設置される。この場合、例えば図２に示すように、各タワー クレーンＰ1 〜Ｐ9 の作業領域Ａ1 〜Ａ9 は、作業死角が生じないように隣接す るクレーン間で互いに一部重複するように設定しなければならない。ところで、 このように複数基のクレーンＰ1 〜Ｐ9 を設置した場合、最も問題となるのは隣 接するクレーン間の衝突或いは接触事故の問題である。

【０００３】 図２において、各クレーンＰ1 〜Ｐ9 の最大作業半径r0は、ブーム２の長さに よって決められるが、隣接するクレーンの作業領域が互いに重複する部分（斜線 部分）は、衝突あいるは接触の危険があるために自由に作業を行なうことができ ない。そこで、従来においては、図３に示すように各クレーンＰ1 〜Ｐ9 毎にデ ータ端末Ｔ1 〜Ｔ9 を設けるとともに、これらとは別個にデータ集中処理装置Ｔ 0 を設け、各データ端末Ｔ1 〜Ｔ9 からそれぞれのクレーンＰ1 〜Ｐ9 の作業位 置データをデータ電送ラインＬd を介してデータ集中処理装置Ｔ0 に送り、この 装置Ｔ0 ではその集められたデータを演算処理し、その処理結果に基づき、信号 電送ラインＬs を介して各データ端末Ｔ1 〜Ｔ9 に個別に警戒信号を送出するよ うにした衝突防止システムが提供されていた。

【０００４】 各クレーンＰ1 〜Ｐ9 側では、データ集中処理装置Ｔ0 から送られてくる警戒 信号に基づいて必要な表示動作を行ない、これにより複数基のクレーンＰ1 〜Ｐ 9 間の衝突或いは接触を防止するのに必要な操作或いは処置を行うことができる 。

【０００５】 この場合、作業領域の重複したクレーン間では、重複作業領域内に最先に進入 したクレーンに優先権を与え、次にこの領域内に進入するクレーンを規制するこ とでクレーン間の衝突或いは接触防止を確保していた。しかしながら、このよう な装置には以下に示すような問題があった。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

すなわち、例えば図２のクレーンＰ1 とＰ2 について考えると、クレーンＰ1 が重複した作業領域内の一方の端部に位置している場合、クレーンＰ2 はこの領 域内の他方の端部では安全に作業が行える状態にあり、必ずしもクレーンＰ2 の 進入を排除する必要がない場合がある。

【０００７】 つまり、重複作業領域内では、クレーン間の衝突或いは接触を防止するために は、必ずしも一台のクレーンの作業のみを許容し、他のクレーンをこの領域内に 入らないように規制する必要はなく、上述のように他のクレーンの進入を規制す ることは、他のクレーンは重複作業領域内のクレーンの作業が終了するまで待機 しなければならず、このため作業能率が著しく低下するという問題があった。

【０００８】 この考案は上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とす るところは、クレーン間の重複した作業領域内において衝突或いは接触を確実に 防止しつつ、この領域内で複数のクレーンの作業を可能にすることで作業能率を 大幅に向上できるとともに、衝突ないしは接触すると判断された後に、その衝突 や接触を回避できる方向を指示することができるクレーン接触防止装置を提供す るところにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するためこの考案は、隣接するクレーンの作業領域が一部重複 する状態で設置された複数基のクレーンにそれぞれ設けられたクレーンブームの 作業位置を検出する手段と、該重複作業領域内に複数の作業位置の存在が確認さ れた時に、該検出手段で検知された該クレーンブームのぞれぞれの作業位置を平 面上の投影位置に変換する手段と、該平面投影位置間の距離が予め設定した値以 内に近接するとこれを判別するとともに該当するそれぞれのクレーンに停止信号 を送出する判別・信号送出手段と、該複数のクレーン間に設けられた該信号の受 け渡しを行なわせるための信号伝送路と、それぞれのクレーンに設けられた自己 に向けられて送出された停止信号を受信してクレーンの駆動を停止する停止手段 と、該停止手段で停止させられた後に該当するクレーン間での衝突ないしは接触 するか否かを判断する判定手段と、この判定手段で衝突ないしは接触すると判断 された時に退避方向を指示する指示手段とからなることを特徴とする。

【００１０】

【実施例】

図４は、この考案によるクレーン接触防止装置の概略の一実施例を示す。同図 に示すように、この考案では複数のクレーンのいずれか１つに搭載したデータ集 中処理ユニットＸM と、（例えば図２に示すように配置されたクレーンＰ1 〜Ｐ 9 では、真中のクレーンＰ9 に搭載される。）各クレーンＰ1 からＰn にそれぞ れ個別搭載されデータ処理ユニットＸ1 〜Ｘn とを備え、これらの間で信号の受 け渡しを行なうように相互を信号伝送路Ｌt で接続している。

【００１１】 図５は、上記データ集中処理ユニットＸM の内部構成を、図６は上記データ処 理ユニットＸ1 〜Ｘn の１つを取り出して示したものであり、これらはそれぞれ 周知のマイクロコンピユータを主体としており、Ｃpu１０は中央演算処理装置、 ＲＯＭ１２はＣpu１０で処理する演算等の処理手順を格納するメモリである。Ｒ ＡＭ１４は、入力された定数，測定データ，演算過程で使用される一時的なデー タおよびＣpu１０の演算結果等の格納に使われるメモリである。

【００１２】 ＤＩ１６は、キーボードスイッチ１８や、各クレーンＰ1 〜Ｐn に取付けられ た旋回角（θ）測定用のアブソリュートエンコーダ２０からのディジタル出力を データとしてＣpu１０等に入力するためのデータインプットポートである。Ａ／ Ｄ２２は、アナログ量をディジタル量に変換する信号変換装置で、ここでは各ク レーンＰ1 〜Ｐn に取付けられ、それぞれのクレーンＰ1 〜Ｐn の伏角（η）測 定用のポテンションメータ２４の出力データをディジタル化し、コンピユータシ ステムＸM ，Ｘ1 〜Ｘn に入力するための装置である。

【００１３】 ＤＯ２６は、Ｃpu１０で演算処理されたディジタル信号の出力装置で、ここで は、クレーンのオペレーターに接触防止に必要な情報を表示したり、接触直前に クレーンの動作を強制的に停止するための信号を出力するのに使用される。ＳＩ Ｏ２８は、データ集中処理ユニットＸM と各データ処理ユニットＸ1 〜Ｘn 間の データ通信を行なう通信ユニット３０と、Ｃpu１０との間のインターフェースで あり、各通信ユニットと３０の出力側は上記信号伝送路Ｌt に接続されている。

【００１４】 上記各装置は、それぞれの処理ユニットＸM ，Ｘ1 〜Ｘn 内でデータバス３２ で電気的に接続されているとともに、各クレーンＰ1 〜Ｐn に搭載されたデータ 処理ユニットＸ1 〜Ｘn は、上記アブソリュートエンコーダ２０，およびポテン ションメーター２４とで各クレーンＰ1 〜Ｐn の作業位置を測定し、これに基づ いてクレーンブーム２の水平面上への投影長を算定する機能、上述したようにク レーンオペレーターに警報を発する機能を備えている。

【００１５】 一方、上記データ集中処理ユニットＸM は、上記機能に加え、各処理ユニット Ｘ1 〜Ｘn で加工処理されたデータに基づいて、後述するように各クレーンＰ1 〜Ｐn 間の接触防止の判断機能、各処理ユニットＸ1 〜Ｘn 間との通信制御機能 、上記キーボードスイッチ１８から各クレーンのブーム長等の設定値の入力機能 を備えているとともに、Ｃpu１０での処理結果をＣＲＴＩ／Ｆ３４を介してＣＲ Ｔ３６にディスプレー表示する機能をも備えている。

【００１６】 次に、上記装置の動作を図９および図１０に基づいて説明する。図９は本装置 のデータ集中処理ユニットＸM で処理されるメーンルーチンを示し、図１０はサ ブルーチン（警報ルーチン）を示している。

【００１７】 先ず装置の電源が投入されると、装置は自動的に初期化され、（ステップ） ＲＡＭ１４のクリア，ＲＯＭ１２のチェック，入出力ポート１６，２６等のリセ ットが行なわれ、定数設定のモードになる（ステップ）。この状態で上記キー ボードスイッチ１８から、各クレーンＰ1 〜Ｐn の平面座標および各クレーンＰ 1 〜Ｐn のブーム長、被懸吊物等を考慮した安全長、後述する安全距離（Ｓ）の 設定、各クレーンＰ1 〜Ｐn の旋回角測定用アブソリュートエンコーダ２０のプ リセットを入力する。

【００１８】 Ｃpu１０は、これらの入力データに基づき図６に示すように初期設定を行なう （ステップ）。同図に示す初期設定は、クレーンＰ1 〜Ｐn のうちＸ ,Ｙの２ 基をその代表例として取り上げたもので、クレーンＸおよびクレーンＹの重複作 業領域（同図における斜線領域）の算出を行なうことである。

【００１９】 同図におけるＸ. Ｙは、クレーンＸおよびクレーンＹの旋回中心であり、Ｌx ，ＬY はクレーンＸおよびクレーンＹの各ブーム長に安全長を加えた長さであり 、クレーンＸ，Ｙ間の水平距離ＤXYは上記ステップで入力されたクレーンの平 面座標から算出され、θXYはクレーンＸとクレーンＹを結ぶ直線（以後軸ＸＹと 呼ぶ）を基準とした時のクレーンＸの旋回角（各クレーンＰ1 〜Ｐn の旋回中心 を基準とし反時計方向に測定した角度を正とする。）であり、この２基のクレー ンＸ，Ｙの重複作業領域（以下危険区域と称する）は、各クレーンＸ，Ｙの旋回 中心から描いたＬx およびＬY 長の円弧が交わる範囲である。

【００２０】 この範囲は、軸ＸＹ上に対象となり、これを角度で示すとクレーンＸについて はαXYからーαXY、クレーンＹについてはーαYXからαYXとなる。上記Ｌx ，Ｌ Y の算出，ＤXYおよびαXY，αYX等の算出は、各クレーンＰ1 〜Ｐn についてそ れぞれ行なわれ、その結果は上記ＲＡＭ１４に格納される。

【００２１】 次いでＣpu１０は、各クレーンＰ1 〜Ｐn に搭載された各Ｃpu１０にＳＩＯ２ ８，通信ユニット３０，信号伝送路Ｌt を介して指令し、各クレーンＰ1 〜Ｐn の旋回角（θ）および伏角（η）を測定させ、これを再び信号伝送路Ｌt 等を介 して取り込み上記ＲＡＭ１４に格納する（ステップ）。

【００２２】 この後に各クレーンＰ1 〜Ｐn の監視ルーチン（図１０に示すサブルーチン） に入るが、上記データ集中処理ユニットＸM は、ステップで集めた各クレーン Ｐ1 〜Ｐn の伏角（η）および旋回角（θ）に基づいて、クレーン１−２間，ク レーン１−３間，……クレーン１−n 間、クレーン２−１間，……クレーン２− ３間，……クレーン２−n 間，……………クレーンn −１間，クレーンn −２間 ，……クレーンn −（n −１）間と、すべてのクレーン間に亘って行なう（ステ ップからステップ＋n ）。

【００２３】 この監視ルーチンの詳細は、図１０に示す。同図に示す動作を例えば作業領域 が重複したクレーンＸとクレーンＹの２基について説明すると、クレーンＸはク レーンＹに対して危険区域内にあるか否かが判断される（ステップ50）。この判 断は、クレーンＸの軸ＸＹに対する旋回角θXYの絶対値と上記危険区域を示すα XYとの比較によって行なわれ、｜θXY｜がαXYよりも大きい場合には、クレーン Ｘのブーム２は危険領域内にないため、この監視ルーチンはここで終了し上記メ インルーチン（図９）に戻り他のクレーン間の監視ルーチンに入る。

【００２４】 ｜θXY｜がαXYよりも小さいと判断されると、クレーンＸは危険区域内にある ことになり、引き続きクレーンＹの判断が行なわれる（ステップ51）。これは上 記クレーンＸと同様にθYXとαYXの大小比較でなされ、｜θYX｜がαYXよりも大 であれば、クレーンＸは危険区域内にあるがクレーンＹは危険区域外にあるため 、クレーンＸ，Ｙ間の衝突・接触の可能性がないため図９のメインルーチンに戻 り、他のクレーン間の監視ルーチンが行なわれる。

【００２５】 これとは逆に｜θYX｜がαYXよりも小であれば、クレーンＸ，Ｙはともに危険 区域内に位置していることになり、各クレーンＸ，ＹのＬX ，ＬY （ブーム長＋ 安全長）の水平面上への投影長ｌ＝Ｌx cos ηx （ηx ：クレーンＸの伏角）， ｌY ＝ＬY cos ηY （ηY ：クレーンＹの伏角）の和とクレーンＸ，Ｙ間の水平 距離ＤXYとの比較が行なわれる（ステップ52）。

【００２６】 つまり、ｌX ＋ｌY がＤXYよりも小であれば、クレーンＸおよびクレーンＹは 、そのままの伏角ηX ，ηY で旋回しても衝突あるいは接触する可能性はないた め、危険区域内であっても安全に作業できる。従って、この場合には監視ルーチ ンは終了してメインルーチンに戻る。

【００２７】 これとは逆にｌX ＋ｌY がＤXYよりも大と判断されると、クレーンＸおよびク レーンＹは相互に近接する方向に旋回すると、衝突あるいは接触することになる 。従って、この場合には、上記データ集中処理ユニットＸM は、クレーンＸおよ びクレーンＹの各データ処理ユニットＸx ，ＸY に信号伝送路Ｌt を介してその 旨指令し、これを受けたデータ処理ユニットＸx ，ＸY は、それぞれのクレーン オペレータに、クレーンが危険区域内にあり且つ旋回方向によっては衝突あいる は接触する可能性があることを、例えばブザー音や表示ランプなどて知らしめる （ステップ53）。

【００２８】 そしてさらにこの後に、クレーンＸのブーム２の先端とクレーンＹのブーム２ の軸ＸＹに対する垂直距離（ＲXY）を算出し、これと予め定められた安全距離Ｓ との比較を行なう（ステップ54）。上記垂直距離ＲXYは、第８図を用いて説明す ると、同図に示すｌx はクレーンＸのＬx （ブーム長＋安全長）の水平面投影長 であり、ｌx ＝Ｌx cos ηx （ηx はクレーンＸの伏角）で求められ、θXYはク レーンＸの軸ＸＹに対する旋回角、θYXは同様にクレーンＹの旋回角であり、こ れらの値からＲXY＝（ＤXY−ｌx ・cos θXY）tan θYX−ｌx sin θXYで求めら れる。

【００２９】 このＲXYの値と予め定められた安全距離Ｓとの比較を行ない、ＲXYがＳよりも 大であれば、両クレーンＸ，Ｙはそのまま安全に作業できるため、監視ルーチン は終了してメインルーチンに戻る。これとは逆にＲXYがＳよりも小であれば、両 クレーンＸ，Ｙは衝突あいるは接触する惧れがあるため、データ集中処理ユニッ トＸM はデータ処理ユニットＸx ，ＹY に直ちに強制的にクレーンＸ，Ｙを停止 する信号を送出し、これを受けたクレーンＸ，Ｙは例えば非常ブレーキ等でもっ て直ちに強制的に駆動が停止されるとともに、オペレータにはその旨ブザー等で 警告される（ステップ55）。

【００３０】 このようにして停止されたクレーンＸ，Ｙは、この後監視ルーチンを終了させ てメインルーチンに戻り、その後上記データ集中処理ユニットＸが、それぞれの 退避方向を判断し各データ処理ユニットＸ1 〜Ｘn を介してその方向をランプ表 示するように構成しており、図１０のステップ56以後はその動作を示すものであ る。

【００３１】 まず、ステップ56では、クレーンＸのブーム２がどの位置にあるかが判断され る。つまり、θXYが０より大であれば、図７においてクレーンＸのブーム２は軸 ＸＹから上側にあり、逆０よりも小であれば、軸ＸＹの下側に位置していること になる。

【００３２】 θXYが０よりも小、すなわちクレーンＸのブーム２が軸ＸＹの下側にあると判 断されると、引き続きクレーンＹのブーム２の位置判断が上記Ｘと同様な手段で 行なわれ（ステップ57）、これが０よりも小、すなわちクレーンＹのブーム２が 軸ＸＹの上側にあると判断されると、クレーンＸおよびクレーンＹはともにマイ ナス方向（時計方向）に旋回させれば、これらの間で衝突あるいは接触すること なく安全に退避できることになり、各クレーンＸ，ＹのＣＷランプを点灯させ（ ステップ58）、監視ルーチンは終了する。

【００３３】 ステップ57でθXYが０よりも大、すなわちクレーンＸおよびクレーンＹもとも に軸ＸＹの下側にブーム２が位置している判断されると、それぞれのＬx ，ＬY （各ブーム長＋安全長）の水平投影長ｌx,ｌY の軸ＸＹに対する垂直分（ｌ´x ＝ｌx sin θXY，ｌ´Y ＝ｌYsin θYX）が、算出されその絶対値の比較を行な い（ステップ59）、ｌ´x がｌ´Y よりも大、すなわちクレーンＹのブーム２が クレーンＸのブーム２よりも軸ＸＹに近い方にある場合には、クレーンＸ ,Ｙを それぞれマイナス方向に旋回させるＣＷランプを点灯（ステップ60）させ、逆に ｌ´x がｌ´y よりも小、すなわちクレーンＸのブーム２が、クレーンＹのブー ム２よりも軸ＸＹに近い方にある場合には、クレーンＸ ,Ｙをそれぞれプラス方 向（反時計方向）に旋回させるＣＣＷランプを点灯（ステップ61）させ、監視ル ーチンを終えてメインルーチンに戻る。

【００３４】 一方、上記ステップ56でθXYが０よりも大、すなわちクレーンＸのブーム２が 軸ＸＹの上側に位置すると判断された場合、クレーンＹの旋回角θXYが０よりも 大であれば（ステップ62）、クレーンＹのブーム２は軸ＸＹの下側となるため、 クレーンＸ ,Ｙはともにプラス方向に旋回させれば安全に退避できるので、ＣＣ Ｗのランプを点灯させ（ステップ63）、監視ルーチンは終了する。

【００３５】 ステップ62でθYXが０よりも小、すなわちクレーンＸ ,Ｙがともに軸ＸＹの上 側に位置すると判断されると、上記ステップ59，ステップ60，ステップ61と同様 にステップ63，ステップ64，ステップ65でもって各クレーンＸ ,Ｙが安全に退避 できる方向のランプ（ＣＷまたはＣＣＷ）を点灯し、その方向をオペレータに支 持して監視ルーチンを終了してメインルーチンに戻る。

【００３６】 そして、上記メインルーチンおよびサブルーチン（監視ルーチン）が、対応す る全てのクレーンＰ1 〜Ｐn の組合せてについて判定処理された後、再びメイン ルーチンのステップ４に戻る。

【００３７】

【考案の効果】

以上、実施例で詳細に説明したように、この考案に係るクレーン接触防止装置 は、複数のクレーン間の作業領域が重複した領域内（クレーン間の衝突あるいは 接触する危険区域内）において、各クレーンブームを水平面上に投影した時の位 置関係で各クレーン間の衝突あるいは接触の可能性を判断することで従来のこの 種の装置のように危険区域内で１基のクレーンしか作業を許容することなく、複 数基の作業をこれらの接触あるいは衝突を確実に防止して可能ならしめ作業能率 を大幅に向上させる。

【００３８】 また、本考案の装置では、クレーン間で接触ないしは衝突の可能性があると判 断された場合には、そのクレーンの移動を停止した後に接触ないしは衝突が回避 できる方向が指示されるので、この点でも作業能率および安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係るクレーンの一例を示す正面図で
ある。

【図２】この考案に係るクレーンの設置上端の一例を示
す平面図である。

【図３】従来のクレーン接触防止装置の一例を示すブロ
ック図である。

【図４】この考案によるクレーン接触防止装置の一実施
例のシステム構成を示すブロック図である。

【図５】データ集中処理ユニットの構成を示すブロック
図である。

【図６】データ処理ユニットの構成を示すブロック図で
ある。

【図７】２基のクレーン間の重複作業領域の説明図であ
る。

【図８】２基のクレーンの水平面上への投影位置の説明
図である。

【図９】データ集中処理ユニットのメインプログラムの
フローチャート図である。

【図１０】データ集中処理ユニットの監視プログラムの
フローチャート図である。

【符号の説明】

ＸM データ集中処理ユニット Ｘ1 〜Ｘn データ処理ユニット Ｐ1 〜Ｐn クレーン １０ Ｃpu １２ ＲＯＭ １４ ＲＡＭ ３０ 通信ユニット ３２ データバス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 若林 茂 京都府京都市中京区御幸町通二条下ル山本 町429

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 隣接するクレーンの作業領域が一部重複
   する状態で設置された複数基のクレーンにそれぞれ設け
   られたクレーンブームの作業位置を検出する手段と、該
   重複作業領域内に複数の作業位置の存在が確認された時
   に、該検出手段で検知された該クレーンブームのぞれぞ
   れの作業位置を平面上の投影位置に変換する手段と、該
   平面投影位置間の距離が予め設定した値以内に近接する
   とこれを判別するとともに該当するそれぞれのクレーン
   に停止信号を送出する判別・信号送出手段と、該複数の
   クレーン間に設けられた該信号の受け渡しを行なわせる
   ための信号伝送路と、それぞれのクレーンに設けられた
   自己に向けられて送出された停止信号を受信してクレー
   ンの駆動を停止する停止手段と、該停止手段で停止させ
   られた後に該当するクレーン間での衝突ないしは接触す
   るか否かを判断する判定手段と、この判定手段で衝突な
   いしは接触すると判断された時に退避方向を指示する指
   示手段とからなることを特徴とするクレーン接触防止装
   置。