JP3268933B2 - Automatic crane driving equipment - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、一般産業用天井クレー
ン、ジブクレーン、クライミングクレーン、ケーブルク
レーン、アンローダ、移動式クレーン等の障害物回避と
フック及び吊り荷の振れ止めを考慮した動作可能領域た
る運転パスを自動設定して、吊り荷を自動揚重し得るク
レーンの自動運転装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention provides an operable area in consideration of avoiding obstacles such as overhead cranes, jib cranes, climbing cranes, cable cranes, unloaders, movable cranes and the like for general industrial use, and for preventing hooks and suspended loads from swaying. The present invention relates to an automatic crane operation device that can automatically set an operation path and automatically lift a suspended load.

【０００２】[0002]

【従来の技術】一般に、ジブクレーンを運転する際に
は、ジブの旋回及び起伏に伴って、加速及び減速に起因
するフック及び吊り荷の振れが生じ、作業の安全性が損
われると共に、フック及び吊り荷の振れを停止させるた
めに余計な時間が掛ってしまうという問題がある。2. Description of the Related Art In general, when a jib crane is operated, swings and undulations of a jib cause swings of hooks and suspended loads due to acceleration and deceleration. There is a problem that extra time is required to stop the swing of the suspended load.

【０００３】そこで、本出願人は、加速・減速を適宜中
断して前段で生じた振れを後段でキャンセルするという
二段階の加速・減速運転方法を自動運転において実現す
る方法として、荷振れ止めさせるための二段加速・減速
を含めて旋回運転速度パターン及び起伏運転速度パター
ンを荷役データ及びルールマップに基づいて第１のファ
ジー推論によって作成し、その速度パターンにおける二
段加速・減速時のクレーンの位置関係及び吊りロープ長
および吊り荷の高さを巻上位置センサー（図示せず）に
より検出して演算の上、最適な指令用速度パターンを第
２のファジー推論によって決定し、この指令用速度パタ
ーンに従ってジブクレーンを自動制御運転させることを
提案している（特願平３−２７７９８９号）。Accordingly, the present applicant has a method of realizing a two-stage acceleration / deceleration operation method in which the acceleration / deceleration is appropriately interrupted and the shake generated in the preceding stage is canceled in the latter stage in the automatic operation to stop the load swing. The turning operation speed pattern and the undulating operation speed pattern including the two-stage acceleration and deceleration are created by the first fuzzy inference based on the cargo handling data and the rule map. The positional relationship, the length of the hanging rope and the height of the suspended load are detected by a hoisting position sensor (not shown), and after calculation, an optimal command speed pattern is determined by a second fuzzy inference. It has been proposed to automatically control and operate a jib crane according to a pattern (Japanese Patent Application No. 3-277789).

【０００４】このジブクレーンを自動運転する制御装置
においては、クレーン動作可能領域内に障害物がないこ
とを前提に、吊り荷の振れ止めのみを考慮した運転パス
の設定を行なっている。In a control device for automatically operating a jib crane, an operation path is set in consideration of only steadying of a suspended load on the assumption that there is no obstacle in a crane operable area.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、建設現
場等のクライミングクレーンが稼働する環境は、隣接す
る建造物や道路、送電線等のクレーンのフック及び吊り
荷が進入してはならない領域がある。この点、従来のク
レーン自動運転制御装置においては、吊り荷の振れ止め
制御を優先し、進入や接近をしてはならない領域を回避
することを考慮していなかった。However, the environment in which a climbing crane operates, such as a construction site, has an area in which hooks and suspended loads of a crane such as an adjacent building, a road, or a power transmission line must not enter. In this regard, in the conventional crane automatic operation control device, priority has been given to the anti-sway control of the suspended load, and no consideration has been given to avoiding an area where entry or approach is not allowed.

【０００６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、クレーン動作時にフック及び吊り荷が障害物と干渉
せず且つ振れ止め制御も行い得る運転パスを設定し得る
クレーンの自動運転装置を提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problem and to provide an automatic crane operation device capable of setting an operation path in which a hook and a suspended load do not interfere with an obstacle and can perform anti-sway control during operation of the crane. To provide.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によるクレーンの自動運転装置は、クレーンの
自動運転スタート位置、エンド位置および建築中の躯体
やその前方に存在する固定障害物等の位置関係から、予
め設定された数種類の運転タイプに分類する“運転タイ
プ判別ブロック”と、コンピュータの画面上で色検索し
て障害物を認識し、運転動作可能領域を設定する“動作
領域設定ブロック”と、その運転タイプと動作可能領域
からフック及び吊り荷の振れ止め制御を考慮した旋回と
起伏のスタート、エンド、加速、減速位置を計算する
“振れ止めファジー演算ブロック”と、その演算結果に
より振れ止め制御を行う旋回速度パターン及び起伏速度
パターンについての“速度パターン作成ブロック”と、
その速度パターンをコントロール信号に変換し、クレー
ンの自動運転を実行するクレーン制御手段とを備え、 上
記“運転タイプ判別ブロック”においては、 ＳＲ：クレーンスタート位置の作業半径（スタート半
径） ＥＲ：クレーンエンド位置の作業半径（エンド半径） ＭＲ：固定障害物に接触する作業半径（固定障害物接触
半径） としたとき、次のタイプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに運転タイプを
分類し、 タイプＡ：（ＭＲ≧ＳＲ）且つ（ＭＲ≧ＥＲ）、 タイプＢ：（ＭＲ＜ＳＲ）且つ（ＭＲ≧ＥＲ）、 タイプＣ：（ＭＲ≧ＳＲ）且つ（ＭＲ＜ＥＲ）、 タイプＤ：（ＭＲ＜ＳＲ）且つ（ＭＲ＜ＥＲ）、 上記“速度パターン作成ブロック”においては、 上記タ
イプＡの場合、旋回速度パターン及び起伏速度パターン
のうち制御時間の長い方を先行スタートし、 上記タイプ
Ｂの場合、起しの起伏速度パターンを先行スタートさ
せ、固定障害物接触半径ＭＲより小径となってから旋回
速度パターンを開始させ、 上記タイプＣの場合、旋回速
度パターンを先行スタートさせ、エンド側からの固定障
害物接触回避角ＭＳＥになってから伏せの起伏速度パタ
ーンを開始させ、 上記タイプＤの場合、仮の目標値ＤＥ
を設定し、起しの起伏速度パターンを先行スタートさ
せ、作業半径が固定障害物接触半径ＭＲより小径となっ
てから旋回速度パターンを開始させて仮の目標値ＤＥま
で旋回し、そこから真の目標値まで手動運転にまかせる
ように構成した、 ことを特徴とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, an automatic operation apparatus for a crane according to the present invention comprises a start position, an end position, and a skeleton of a crane for automatic operation.
And a “driving type discriminating block” that classifies into several types of driving that have been set in advance based on the positional relationship of fixed obstacles and the like in front of it, and recognizes obstacles by performing color search on the computer screen to recognize driving "Operating area setting block" for setting the operable area, and "Swing" for calculating the start, end, acceleration, and deceleration positions of turning and undulation taking into account the steadying control of the hook and suspended load from the operation type and operable area Stop fuzzy calculation block ", and the turning speed pattern and the undulating speed for performing steady rest control based on the calculation result
And "speed pattern creation block" of the pattern,
It converts the velocity pattern in the control signal, and a crane control means for executing the automatic operation of the crane, the upper
In the “Operation type discrimination block”, SR: Working radius of crane start position (start half
Diameter) ER: Working radius of crane end position (end radius) MR: Working radius of contact with fixed obstacle (fixed obstacle contact)
Radius) , the operation type is set to the following types A, B, C, and D.
Classified, Type A: (MR ≧ SR) and (MR ≧ ER), Type B: (MR <SR) and (MR ≧ ER), Type C: (MR ≧ SR) and (MR <ER), type D : (MR <SR) and (MR <ER), in the "speed pattern creation block", the data
For Ip A, the turning speed pattern and the undulating speed pattern
It preceded start the longer the control time out of, the type described above
In the case of B, the rising and falling speed pattern is
And turn after the diameter becomes smaller than the fixed obstacle contact radius MR.
Start the speed pattern, and in case of type C above, turn speed
Degree pattern is started in advance and the fixed
The undulation speed pattern of prone after reaching the harmful object avoidance angle MSE
In the case of the above type D, the provisional target value DE
Set the up-and-down undulation speed pattern
The working radius is smaller than the fixed obstacle contact radius MR.
Before starting the turning speed pattern to reach the tentative target value DE.
To turn to manual operation from there to the true target value
It is characterized by having such a configuration .

【０００８】[0008]

【作用】本発明によれば、ジブクレーンの自立位置、固
定障害物位置及び躯体障害物位置、荷取り位置（クレー
ン動作スタート位置）、揚重位置（クレーン動作エンド
位置）等の作業現場の位置関係と、クレーンに取り付け
られたセンサ情報から、高さ方向、旋回方向及び起伏方
向の障害物回避を自動的に行い荷の振れ止めを考慮した
運転パスを設定し、吊り荷を自動揚重することができ
る。According to the present invention, the positional relationship of the work site such as the self-standing position of the jib crane, the fixed obstacle position and the frame obstacle position, the loading position (crane operation start position), and the lifting position (crane operation end position). And automatically detect obstacles in the height direction, turning direction, and up-and-down direction from the sensor information attached to the crane, set an operation path that takes into account the steadying of the load, and automatically lift the suspended load. Can be.

【０００９】クレーン動作時にフック及び吊り荷が障害
物と干渉せず且つ振れ止め制御も行い得るという運転パ
スが設定されることから、進入や接近をしてはならない
隣接建造物や送電線等の固定障害物がある場合でも、そ
の領域内への高さ方向、旋回方向及び起伏方向での進入
を自動的に回避することができ、また従来通り、吊り荷
の振れ止め制御も有効に行われる。[0009] Since an operation path is set such that hooks and suspended loads do not interfere with obstacles and can also perform steadying control during the operation of the crane, adjacent buildings or transmission lines that must not enter or approach should not be approached. Even when there is a fixed obstacle, it is possible to automatically avoid entering the area in the height direction, the turning direction, and the undulating direction, and the anti-sway control of the suspended load is also effectively performed as before. .

【００１０】なお、スタート位置はクレーンに取り付け
られたセンサから、エンド位置は揚重管理をするシステ
ムから獲得しうる。[0010] The start position can be obtained from a sensor attached to the crane, and the end position can be obtained from a system for managing lifting.

【００１１】[0011]

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。図１は、運転パスを自動設定し自動揚重す
るジブクレーン自動運転装置の構成図であり、運転タイ
プ判別ブロック１と、動作領域設定ブロック２と、振れ
止めファジー演算ブロック３と、速度パターン作成ブロ
ック４と、クレーン制御盤５とで構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an automatic jib crane operation device that automatically sets and automatically lifts an operation path. An operation type determination block 1, an operation area setting block 2, a steady rest fuzzy calculation block 3, and a speed pattern creation block. 4 and a crane control panel 5.

【００１２】（１）運転タイプ判別ブロック 運転タイプ判別ブロック１は、クレーンのスタート位置
Ｓ、エンド位置Ｅ、建築中の躯体（建屋障害物）の位置
やその前方に存在する建造物等（固定障害物）の位置、
その他センサデータを受け、これらから予め設定された
数種類の運転タイプ（ここではタイプＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）
のいずれかに分類する機能を有する。ここでスタート位
置Ｓはクレーンに取り付けられたセンサから、エンド位
置Ｅは揚重管理をする管理ＣＰＵシステムから獲得され
る。図２に、クレーンのスタート位置Ｓ、エンド位置Ｅ
と、建築中の躯体（建屋）２０と、その前方の固定障害
物６と、動作可能領域７との位置関係を例示する。ここ
で、以下のように作業半径の名称ＳＲ，ＥＲ，ＭＲを定
める。(1) Operation type discrimination block The operation type discrimination block 1 includes a crane start position S, an end position E, and a position of a skeleton (building obstacle) under construction.
And the location of buildings (fixed obstacles) in front of it ,
Other sensor data is received and several kinds of operation types set in advance (here, types A, B, C, D)
It has a function to classify into any of Here, the start position S is obtained from a sensor mounted on the crane, and the end position E is obtained from a management CPU system that performs lifting management. FIG. 2 shows the start position S and the end position E of the crane.
A positional relationship among a building (building) 20 under construction, a fixed obstacle 6 in front of the building, and an operable area 7 is illustrated. Here, the names SR, ER, and MR of the working radii are determined as follows.

【００１３】 ＳＲ：クレーンスタート位置の作業半径（スタート半
径） ＥＲ：クレーンエンド位置の作業半径（エンド半径） ＭＲ：固定障害物に接触する作業半径（固定障害物接触
半径） これら３つの半径の大小により、次のように運転タイプ
を判別する。SR: working radius at crane start position (start radius) ER: working radius at crane end position (end radius) MR: working radius at which a fixed obstacle comes into contact ( fixed obstacle contact radius) The magnitude of these three radii Thus, the operation type is determined as follows.

【００１４】 (a) タイプＡ：（ＭＲ≧ＳＲ）且つ（ＭＲ≧ＥＲ） これは、図３に示すように、クレーンスタート位置Ｓの
作業半径ＳＲおよびクレーンエンド位置Ｅの作業半径Ｅ
Ｒが、共に固定障害物に接触する作業半径ＭＲより小さ
い場合であり、固定障害物に接触しないタイプである。(A) Type A: (MR ≧ SR) and (MR ≧ ER) As shown in FIG. 3, this is the working radius SR at the crane start position S and the working radius E at the crane end position E.
R is smaller than the working radius MR both of which contact the fixed obstacle, and the type does not contact the fixed obstacle.

【００１５】 (b) タイプＢ：（ＭＲ＜ＳＲ）且つ（ＭＲ≧ＥＲ） これは、図５に示すように、スタート位置Ｓの作業半径
ＳＲが固定障害物接触作業半径ＭＲよりも遠くに在り、
固定障害物に接触するタイプである。(B) Type B: (MR <SR) and (MR ≧ ER) As shown in FIG. 5, the work radius SR at the start position S is farther than the fixed obstacle contact work radius MR. ,
This is a type that comes into contact with a fixed obstacle.

【００１６】 (c) タイプＣ：（ＭＲ≧ＳＲ）且つ（ＭＲ＜ＥＲ） これは、図７に示すように、スタート位置Ｓの作業半径
ＳＲは固定障害物に接触する作業半径ＭＲよりも近くに
在るが、エンド位置Ｅの作業半径ＥＲが固定障害物接触
作業半径ＭＲよりも遠くに在り、固定障害物に接触する
タイプである。(C) Type C: (MR ≧ SR) and (MR <ER) As shown in FIG. 7, the work radius SR at the start position S is closer to the work radius MR that contacts the fixed obstacle. However, the working radius ER at the end position E is farther than the fixed obstacle contacting working radius MR, and comes into contact with the fixed obstacle.

【００１７】 (d) タイプＤ：（ＭＲ＜ＳＲ）且つ（ＭＲ＜ＥＲ） これは、図９に示すように、固定障害物６の両側にスタ
ート位置Ｓとエンド位置Ｅが存在し、障害物により動作
可能領域７が分断されるタイプである。(D) Type D: (MR <SR) and (MR <ER) As shown in FIG. 9, the start position S and the end position E exist on both sides of the fixed obstacle 6, and the obstacle Is a type in which the operable region 7 is divided.

【００１８】（２）動作領域設定ブロック 上記のようにして運転タイプが判断されると、その運転
タイプが動作領域設定ブロック２に通知される。動作領
域設定ブロック２は、その通知された運転タイプにあっ
たクレーン動作の動作可能範囲（安全領域）７を検索し
て求める。即ち、コンピュータの画面上で、色検索によ
り固定障害物の像エリアを認識し、これを進入禁止区域
として動作可能領域７を設定する。(2) Operation area setting block When the operation type is determined as described above, the operation type is notified to the operation area setting block 2. The operation area setting block 2 searches and obtains the operable range (safety area) 7 of the crane operation corresponding to the notified operation type. That is, on the computer screen, the image area of the fixed obstacle is recognized by the color search, and the operable area 7 is set as the entry prohibited area.

【００１９】固定障害物のデータには衝突防止ＣＰＵ
（図示せず）で設定管理されているデータを用い、その
高さにより、「進入禁止区域」を躯体（建築中の建屋）
２０に設定されてある高さより高い障害物について定
め、進入禁止区域はクレーンの吊り荷高さがどこの位置
にあっても吊り荷が通過できないものとし、躯体障害物
は設定されているある高さより高い位置にて吊り荷が通
過できるものとする。A collision prevention CPU is used for fixed obstacle data.
(No-illustration) Data is set and managed, and the “no-go zone” is defined as a skeleton (building under construction) according to its height.
Obstacles that are higher than the height set at 20 are defined. The no-going zone is such that the suspended load cannot pass through the crane wherever the suspended load is located. It is assumed that the suspended load can pass at a higher position.

【００２０】運転タイプ別の動作可能領域７を図３，図
５，図７，図９に示す。ここで、図中のＭＳＳはスター
ト側からの固定障害物接触旋回角、ＭＳＥはエンド側か
らの固定障害物接触回避角である。The operable area 7 for each operation type is shown in FIGS. 3, 5, 7, and 9. FIG. Here, MSS in the figure is a fixed obstacle contact turning angle from the start side, and MSE is a fixed obstacle contact avoidance angle from the end side.

【００２１】動作可能領域の検索は、ディスプレイのグ
ラフィイック画面上におけるカラーパレット検索方式に
より行なう。即ち、図１１に示すように、コンピュータ
の画面上で、認識すべき固定障害物６を特定の色（ここ
では赤色とする）で描画しておく。そして、まず図１１
（ａ）の如くクレーンの最小作業半径から半径方向に等
間隔で画面の色を検索して行き、つまり座標の色が赤色
に変わるかどうかチェックして行き、固定障害物に定め
た色（赤）に変わる位置（座標）になった時点で固定障
害物６に接触したと判断し、これを固定障害物に接触す
る作業半径ＭＲとする。この作業半径ＭＲより内側の領
域８は、クレーンをどこから旋回してもフック及び吊り
荷が固定障害物に接触しない安全領域となる。The search for the operable area is performed by a color palette search method on the graphic screen of the display. That is, as shown in FIG. 11, the fixed obstacle 6 to be recognized is drawn in a specific color (here, red) on the screen of the computer. And first, FIG.
As shown in (a), the screen color is searched at equal intervals in the radial direction from the minimum working radius of the crane, that is, it is checked whether the color of the coordinates changes to red, and the color determined for the fixed obstacle (red ) Is determined to have come into contact with the fixed obstacle 6 when the position (coordinates) is changed to the position (coordinates), and this is defined as the working radius MR that comes into contact with the fixed obstacle. The area 8 inside the working radius MR is a safety area where the hook and the suspended load do not come into contact with the fixed obstacle regardless of where the crane is turned.

【００２２】次に、図１１（ｂ）の如く、図１１（ａ）
と同じ手法でＭＲの検索を行う。クレーンスタート位置
Ｓから旋回方向に等間隔で画面の色を検索して行き、座
標の色が固定障害物に定めた色（赤）に変わる位置（座
標）に出会ったならば、その旋回角を固定障害物接触旋
回角ＭＳＳとする。このＭＳＳまでの領域９は、どこか
ら起伏を始めてもフック及び吊り荷は固定障害物には接
触しない安全領域となる。クレーンエンド位置Ｅから旋
回方向に等間隔で画面の色検索をし、障害物の色（赤）
に出会ったならば、その旋回角を固定障害物接触旋回角
ＭＳＥとする（図７，図９参照）。Next, as shown in FIG. 11B, FIG.
An MR search is performed in the same manner as described above. The screen color is searched at equal intervals in the turning direction from the crane start position S, and if a position (coordinate) at which the color of the coordinate changes to the color (red) defined for the fixed obstacle, the turning angle is determined. The fixed obstacle contact turning angle MSS is assumed. The area 9 up to the MSS is a safety area where the hook and the suspended load do not come into contact with the fixed obstacle regardless of where the undulation starts. The screen color is searched at equal intervals in the turning direction from the crane end position E, and the color of the obstacle (red)
, The turning angle is defined as a fixed obstacle contact turning angle MSE (see FIGS. 7 and 9).

【００２３】このようにして、タイプ判別に必要な固定
障害物接触半径ＭＲと、動作可能領域の設定に必要な固
定障害物接触旋回角ＭＳＳ，ＭＳＥとが求められる。こ
れにより判明する全体の動作可能領域７は図１１（ｃ）
の如くであり、これは上記図１１（ａ）で求めた作業半
径ＭＲとエンド位置の作業半径ＥＲからなる扇形領域８
ａと、図１１（ｂ）で求めたスタート側からの固定障害
物接触旋回角ＭＳＳとスタート旋回角からなる扇形領域
９ａとの２つの和になる。In this way, the fixed obstacle contact radius MR required for the type determination and the fixed obstacle contact turning angles MSS and MSE required for setting the operable area are obtained. FIG. 11C shows the entire operable area 7 determined by this.
This is a sector area 8 composed of the working radius MR obtained in FIG. 11A and the working radius ER at the end position.
a and the fan-shaped area 9a composed of the fixed obstacle contact turning angle MSS from the start side obtained in FIG. 11B and the start turning angle.

【００２４】 （３）固定障害物回避と荷振れ止めを考慮した動作可能
領域たる運転パスの設定 振れ止めファジー演算ブロック３及び速度パターン作成
ブロック４は動作可能領域たる運転パスを運転する手段
として機能しており、上記により得られた動作可能領域
７内での振れ止めを達成できる二段加速・減速制御につ
いてファジー推論による演算を行ない、速度パターンを
設定する。即ち、運転タイプ別に、旋回・起伏の先行順
序を決定し、振れ止めの演算をして安全な動作可能領域
７を外れないようなクレーン動作の速度パターンを設定
する。(3) Setting of an Operation Path as an Operable Area Considering Fixed Obstacle Avoidance and Load Sway The steady-state fuzzy calculation block 3 and speed pattern creation block 4 function as means for operating the operation path as an operable area. The fuzzy inference is performed on the two-stage acceleration / deceleration control that can achieve the steadying in the operable region 7 obtained as described above, and the speed pattern is set. That is, the leading order of the turning and the undulation is determined for each operation type, the steadying operation is calculated, and the speed pattern of the crane operation is set so as not to deviate from the safe operable area 7.

【００２５】（４）速度パターンの設定 この運転タイプ別の速度パターンを、図４，図６，図
８，図１０に示す。尚、図４，図６，図８において、ス
タートとエンドの位置関係が逆になる場合、つまり自動
運転における戻り運転（可逆運転）の運転パターンも可
能である。(4) Setting of speed pattern FIGS. 4, 6, 8, and 10 show speed patterns for each operation type. Note that in FIGS. 4, 6, and 8, when the positional relationship between the start and the end is reversed, that is, the operation pattern of the return operation (reversible operation) in the automatic operation is also possible.

【００２６】図４は、タイプＡの運転パスを決定する運
転速度パターンであり、旋回速度パターン１１及び起伏
速度パターン１２共に、二段加速・減速制御による荷振
れ止め運転制御となっている。FIG. 4 shows an operation speed pattern for determining a type A operation path. Both the turning speed pattern 11 and the undulating speed pattern 12 are load-carrying operation control by two-stage acceleration / deceleration control.

【００２７】旋回速度パターン１１において、ｔ１は加
速トリガ（巻上終了時点）、ｔ２は減速トリガ（旋回角
度）、Ｔ１は加速制御時間、Ｔ２は減速制御時間であ
る。同様に、起伏速度パターン１２において、ｔ３は加
速トリガ（旋回角度）、ｔ４は減速トリガ（作業半
径）、Ｔ３は加速制御時間、Ｔ４は減速制御時間であ
る。加速制御時間Ｔ１，Ｔ３、減速制御時間Ｔ２，Ｔ４
は、振れ止めファジー演算ブロック３における荷振れ止
め制御演算により求められる時間データであり、又、加
速・減速のトリガｔ１，ｔ２とｔ３，ｔ４は、クレーン
の目的位置までの運転パスの設定により求められる位置
データである。加速制御時間Ｔ１，Ｔ３と減速制御時間
Ｔ２，Ｔ４をファジー推論により吊り荷振れ角θ（図示
せず）が最小となるように決定することで、荷振れを押
さえながら目標位置まで自動運転することができる。In the turning speed pattern 11, t1 is an acceleration trigger (end of winding), t2 is a deceleration trigger (turning angle), T1 is an acceleration control time, and T2 is a deceleration control time. Similarly, in the undulating speed pattern 12, t3 is an acceleration trigger (turning angle), t4 is a deceleration trigger (work radius), T3 is an acceleration control time, and T4 is a deceleration control time. Acceleration control time T1, T3, deceleration control time T2, T4
Is the time data obtained by the steadying control calculation in the steady rest fuzzy calculation block 3, and the acceleration / deceleration triggers t1, t2 and t3, t4 are obtained by setting the operation path to the target position of the crane. Is the position data. The acceleration control time T1, T3 and the deceleration control time T2, T4 are determined by fuzzy inference so that the suspended load swing angle θ (not shown) is minimized, thereby automatically driving to the target position while suppressing the load swing. Can be.

【００２８】要するに、運転可能な動作可能領域を外れ
ない運転パスを運転パターンにより設定するが、振れ止
め制御については、なるべく少ない動作で目標位置まで
運転できるパスを設定したほうが振れ止め効果が高い。
つまり、スタート位置からエンド位置までの間で停止を
行うと、停止点で荷振れ防止又は再スタート点での荷振
れ防止のためにファジー演算などが必要となり、１工程
の運転時間も長くなり効果的でない。そこで、１工程１
動作とするのが望ましい。In short, an operation path that does not deviate from the operable operable area is set by the operation pattern. In the anti-sway control, the anti-sway effect is higher when a path that can be operated to the target position with as few operations as possible is set.
In other words, if the stop is performed from the start position to the end position, fuzzy calculation or the like is required in order to prevent the load from oscillating at the stop point or prevent the load from oscillating at the restart point. Not a target. Therefore, one process 1
It is desirable to operate.

【００２９】図４の運転パターンは、時刻ｔ１で巻上が
完了すると同時に右旋回運転を開始し、加速制御時間Ｔ
１だけずらせて起し運転を開始している。従って、図３
にジブ先端（吊り荷）の動きを一例として描くと、矢印
付の軌跡１３のようになる。これは運転タイプに合わ
せ、固定障害物回避と荷の振れ止めを考慮し、旋回と起
伏のスタート、エンド、加速、減速位置を計算し、吊り
荷の動き（ルート）を軌跡１３の如く設定したことにな
る。In the operation pattern shown in FIG. 4, the right turning operation is started at the same time when the hoisting is completed at time t1, and the acceleration control time T
The vehicle has been started up by shifting it by one. Therefore, FIG.
When the movement of the jib tip (hanging load) is drawn as an example, a locus 13 with an arrow is obtained. According to the operation type, the start, end, acceleration, and deceleration positions of turning and undulation are calculated in consideration of avoiding fixed obstacles and preventing the load from swaying, and the movement (route) of the suspended load is set as shown by a trajectory 13. Will be.

【００３０】なお、図４では、躯体の高さを越える位置
まで巻上を行い巻上が停止した条件により右旋回のトリ
ガにより右旋回を行う場合を示したが、クライミングク
レーンの位置と躯体の位置関係により必ずしも図４のパ
ターンにする必要はなく、旋回または起伏の動作の後に
巻上動作が入るパターンとしても良い。FIG. 4 shows a case where the hoisting is performed to the position exceeding the height of the frame and the rightward turning is performed by the rightward turning trigger under the condition that the hoisting is stopped. The pattern shown in FIG. 4 is not necessarily required depending on the positional relationship of the frame, and may be a pattern in which a hoisting operation is performed after a turning or undulating operation.

【００３１】図６は、タイプＢの運転パスを決定する運
転速度パターンであり、起し運転を先行スタートし、二
段加速が終了した起し運転の途中の時刻ｔ１で右旋回運
転を開始している。即ち、時刻ｔ１までに既にジブが起
されて作業半径が固定障害物接触作業半径ＭＲより小さ
くなってから旋回させている。従って、吊り荷の動き
（ルート）は、図５に軌跡１４で示すようになる。FIG. 6 shows an operation speed pattern for determining a type B operation path, in which the start-up operation is started in advance, and the right turn operation is started at time t1 during the start-up operation when the two-stage acceleration is completed. are doing. That is, the vehicle is turned after the jib has been raised by the time t1 and the working radius has become smaller than the fixed obstacle contact working radius MR. Therefore, the movement (route) of the suspended load is as shown by a locus 14 in FIG.

【００３２】図８は、タイプＣの運転パスを決定する運
転速度パターンであり、右旋回運転を先行スタートし、
二段加速が終了した右旋回運転の途中の時刻ｔ３で伏せ
運転を開始している。即ち、時刻ｔ３までに既にジブが
旋回角度ＭＳＥ以上に右旋回されており、それから伏せ
運転をさせている。従って、吊り荷の動き（ルート）
は、図７に軌跡１５で示すようになる。FIG. 8 shows an operation speed pattern for determining a type C operation path.
The downturning operation is started at time t3 during the right turn operation after the two-stage acceleration is completed. That is, the jib has already been turned to the right by the turning angle MSE or more by the time t3, and then the prone operation is performed. Therefore, the movement of the suspended load (route)
Is as shown by a locus 15 in FIG.

【００３３】図１０は、タイプＤの運転パスを決定する
運転速度パターンである。タイプＤの場合は、クレーン
スタート位置の作業半径及びクレーンエンド位置の作業
半径より固定障害物接触作業半径ＭＲの方が小さいの
で、固定障害物をかわせる半径までジブを起こしてか
ら、旋回運転を行い、仮りの目標位置ＤＥまでを自動運
転して終了する。従って、吊り荷の動き（ルート）は、
図９に軌跡１６で示すようになる。この場合、最終目標
位置であるエンド位置Ｅまでを自動運転としないのは、
そのようにすると、旋回運転を終了した時点で吊り荷に
残留振れが発生していることがあり、この荷振れを更に
増幅する方向に運転する危険があるためである。従っ
て、仮りの目標位置ＤＥから最終目標位置Ｅまでの区間
は手動運転により行う。FIG. 10 shows an operation speed pattern for determining a type D operation path. In the case of type D, since the fixed obstacle contact work radius MR is smaller than the work radius at the crane start position and the work radius at the crane end position, the jib is raised to a radius that can avoid the fixed obstacle, and then the turning operation is performed. Then, the operation is automatically performed up to the provisional target position DE, and the process ends. Therefore, the movement (route) of the suspended load is
FIG. 9 shows a locus 16. In this case, the reason why automatic operation is not performed until the end position E, which is the final target position, is as follows.
In such a case, residual swing may occur in the suspended load at the end of the turning operation, and there is a risk that the load may be driven in a direction to further amplify the swing. Therefore, the section from the temporary target position DE to the final target position E is performed by manual operation.

【００３４】上記のように運転パスは旋回速度パターン
１１及び起伏速度パターン１２の形でクレーン制御盤
（クレーン制御手段）５に与えられ、該クレーン制御盤
５はこれをクレーンの旋回モータ信号及び起伏モータ信
号等のコントロール信号に変換して、クレーンの自動運
転を実行する。As described above, the operating path is given to the crane control panel (crane control means) 5 in the form of a turning speed pattern 11 and an up-and-down speed pattern 12, and the crane control panel 5 transmits the signal to the crane turning motor signal and the up-and-down motion. It converts the signal into a control signal such as a motor signal and executes the automatic operation of the crane.

【００３５】上記実施例によれば、次のような利点が得
られる。クレーン自動運転において、障害物回避と吊
り荷の振れ止めが可能な運転パスが設計できる。画面
の色検索による障害物の認識は、簡単な手法でかつ他の
手法より高速に処理できるので、制御サイクルタイムが
向上する。旋回と起伏の動作が同時に実行でき、かつ
振れ止めを考慮した速度パターンを設定できる。荷振
れ防止と高精度な位置決めにより、オペレータの負担を
軽減する荷の自動揚重が可能となる。According to the above embodiment, the following advantages can be obtained. In automatic crane operation, an operation path capable of avoiding obstacles and preventing the suspended load from being swayed can be designed. Obstacle recognition by screen color search can be processed with a simple method and at a higher speed than other methods, so that the control cycle time is improved. The turning and undulating operations can be performed simultaneously, and a speed pattern can be set in consideration of steadying. Prevention of load deflection and high-precision positioning make it possible to automatically lift loads that reduce the burden on the operator.

【００３６】[0036]

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、クレーン
動作時に躯体前方の固定障害物と干渉せず且つ振れ止め
制御も行い得るという運転パスが、まず運転タイプをタ
イプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分類し、それぞれについて旋回速
度パターン及び起伏速度パターンの開始を決定すること
で設定される。従って、進入や接近をしてはならない隣
接建造物や送電線等の固定障害物がある場合でも、その
領域内への進入を自動的に回避することができ、また従
来通り、吊り荷の振れ止め制御も有効に行なうことがで
きる。In summary, according to the present invention, the operation path that does not interfere with the fixed obstacle in front of the skeleton during the operation of the crane and can also perform the anti-sway control is the first type of operation.
Classification into Ip A, B, C, D
Determining the start of degree and undulation speed patterns
Is set by Therefore, even if there is a fixed obstacle such as an adjacent building or power line that should not be approached or approached, it is possible to automatically avoid entering the area, and the swing of the suspended load can be maintained as before. Stop control can also be performed effectively.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明によるクレーンの自動運転装置を示す構
成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an automatic operation device of a crane according to the present invention.

【図２】固定障害物とクレーンのスタート位置及びエン
ド位置との関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a fixed obstacle and a start position and an end position of a crane.

【図３】運転タイプＡの動作可能領域を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an operable region of an operation type A;

【図４】運転タイプＡの旋回・起伏の速度パターンを示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing a turning / undulating speed pattern of an operation type A;

【図５】運転タイプＢの動作可能領域を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an operable region of an operation type B;

【図６】運転タイプＢの旋回・起伏の速度パターンを示
す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a turning / undulating speed pattern of an operation type B;

【図７】運転タイプＣの動作可能領域を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an operable region of an operation type C;

【図８】運転タイプＣの旋回・起伏の速度パターンを示
す図である。FIG. 8 is a diagram showing a turning / undulating speed pattern of an operation type C;

【図９】運転タイプＤの動作可能領域を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an operable region of an operation type D.

【図１０】運転タイプＤの旋回・起伏の速度パターンを
示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a turning / undulating speed pattern of an operation type D;

【図１１】クレーン動作の動作可能領域を示したもの
で、（ａ）は固定障害物接触半径ＭＲの検索方法を示す
図、（ｂ）は固定障害物接触旋回角ＭＳＳの検索方法を
示す図、（ｃ）はクレーン動作の動作可能領域の設定を
示す図である。11A and 11B show the operable area of the crane operation, in which FIG. 11A shows a method of searching for a fixed obstacle contact radius MR, and FIG. 11B shows a method of searching for a fixed obstacle contact turning angle MSS. (C) is a diagram showing the setting of the operable area of the crane operation.

【図１２】本発明の実施例として、動作可能領域設定に
おけるクライミングクレーンと躯体（建築中建屋）と固
定障害物との位置関係を示す側面図及び平面図である。12A and 12B are a side view and a plan view showing a positional relationship among a climbing crane, a skeleton (a building under construction), and a fixed obstacle in setting an operable area as an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 運転タイプ判別ブロック ２ 運転可能領域設定ブロック ３ 振れ止めファジー演算ブロック ４ 速度パターン作成ブロック ５ クレーン制御盤 ６ 固定障害物 ７ 動作可能領域（安全領域） ８ 動作可能領域（安全領域） ９ 動作可能領域（安全領域） １１ 旋回速度パターン １２ 起伏速度パターン １３，１４，１５，１６ 軌跡（ルート） １７ クレーン ２０ 躯体（建築中の建屋） Ｓ スタート位置 Ｅ エンド位置 ＳＲ クレーンスタート位置の作業半径 ＥＲ クレーンエンド位置の作業半径 ＭＲ 固定障害物に接触する作業半径 ＭＳＳ スタート側からの固定障害物接触旋回角 ＭＳＥ エンド側からの固定障害物接触回避角 ｔ１ 加速トリガ（巻上終了時点） ｔ２ 減速トリガ（旋回角度） ｔ３ 加速トリガ（旋回角度） ｔ４ 減速トリガ（作業半径） Ｔ１ 加速制御時間 Ｔ２ 減速制御時間 Ｔ３ 加速制御時間 Ｔ４ 減速制御時間 Reference Signs List 1 operation type discrimination block 2 operable area setting block 3 steady rest fuzzy calculation block 4 speed pattern creation block 5 crane control panel 6 fixed obstacle 7 operable area (safety area) 8 operable area (safety area) 9 operable area (Safety area) 11 Turning speed pattern 12 Undulating speed pattern 13, 14, 15, 16 Trajectory (route) 17 Crane 20 Building (building under construction) S Start position E End position SR Working radius of crane start position ER Crane end position Working radius of MR MR Working radius of contact with fixed obstacle MSS Fixed obstacle contact turning angle from start side MSE Fixed obstacle contact avoiding angle from end side t1 Acceleration trigger (end of hoisting) t2 Deceleration trigger (turning angle) t3 Acceleration trigger (turning angle) t4 Deceleration trigger (work half Diameter) T1 Acceleration control time T2 Deceleration control time T3 Acceleration control time T4 Deceleration control time

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 喜良 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 根本 勤 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 佐藤 竜郎 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 村山 茂樹 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川 島播磨重工業株式会社 東二テクニカル センター内 (72)発明者 斉藤 俊明 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川 島播磨重工業株式会社 東二テクニカル センター内 (72)発明者 岡野 茂 東京都千代田区神田小川町１丁目１番地 石川島輸送機株式会社内 (72)発明者 牟田 吉宏 東京都千代田区神田小川町１丁目１番地 石川島輸送機株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−85696（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−139689（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B66C 13/48 B66C 23/88 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Kira Kubo 1-2-7 Moto-Akasaka, Minato-ku, Tokyo Kashima Construction Co., Ltd. (72) Inventor Tsutomu Nemoto 1-2-7 Moto-Akasaka, Minato-ku, Tokyo Kashima Construction Co., Ltd. (72) Inventor Tatsuro Sato 1-2-7 Moto-Akasaka, Minato-ku, Tokyo Kashima Construction Co., Ltd. (72) Inventor Shigeki Murayama 3-1-1-15, Toyosu, Koto-ku, Tokyo Shima, Ishikawa (72) Inventor: Toshiaki Saito 3-1-1-15 Toyosu, Koto-ku, Tokyo Ishikawa Shima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. (72) Inventor: Shigeru Okano Kandako, Chiyoda-ku, Tokyo 1-1, Kawamachi Ishikawajima Transport Co., Ltd. (72) Inventor Yoshihiro Muta 1-1-1, Kanda Ogawacho, Chiyoda-ku, Tokyo Ishikawa Transport within Co., Ltd. (56) Reference Patent flat 5-85696 (JP, A) JP flat 5-139689 (JP, A) (58 ) investigated the field (Int.Cl. ^7, DB name) B66C 13 / 48 B66C 23/88

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】クレーンの自動運転スタート位置、エンド
位置および建築中の躯体やその前方に存在する固定障害
物等の位置関係から、予め設定された数種類の運転タイ
プに分類する“運転タイプ判別ブロック”と、 コンピュータの画面上で色検索して障害物を認識し、運
転動作可能領域を設定する“動作領域設定ブロック”
と、 その運転タイプと動作可能領域からフック及び吊り荷の
振れ止め制御を考慮した旋回と起伏のスタート、エン
ド、加速、減速位置を計算する“振れ止めファジー演算
ブロック”と、 その演算結果により振れ止め制御を行う旋回速度パター
ン及び起伏速度パターンについての“速度パターン作成
ブロック”と、 その速度パターンをコントロール信号に変換し、クレー
ンの自動運転を実行するクレーン制御手段とを備え、 上記“運転タイプ判別ブロック”においては、 ＳＲ：クレーンスタート位置の作業半径（スタート半
径） ＥＲ：クレーンエンド位置の作業半径（エンド半径） ＭＲ：固定障害物に接触する作業半径（固定障害物接触
半径） としたとき、次のタイプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに運転タイプを
分類し、 タイプＡ：（ＭＲ≧ＳＲ）且つ（ＭＲ≧ＥＲ） タイプＢ：（ＭＲ＜ＳＲ）且つ（ＭＲ≧ＥＲ） タイプＣ：（ＭＲ≧ＳＲ）且つ（ＭＲ＜ＥＲ） タイプＤ：（ＭＲ＜ＳＲ）且つ（ＭＲ＜ＥＲ） 上記“速度パターン作成ブロック”においては、 上記タイプＡの場合、旋回速度パターン及び起伏速度パ
ターンのうち制御時間の長い方を先行スタートし、 上記タイプＢの場合、起しの起伏速度パターンを先行ス
タートさせ、固定障害 物接触半径ＭＲより小径となって
から旋回速度パターンを開始させ、 上記タイプＣの場合、旋回速度パターンを先行スタート
させ、エンド側からの固定障害物接触回避角ＭＳＥにな
ってから伏せの起伏速度パターンを開始させ、 上記タイプＤの場合、仮の目標値ＤＥを設定し、起しの
起伏速度パターンを先行スタートさせ、作業半径が固定
障害物接触半径ＭＲより小径となってから旋回速度パタ
ーンを開始させて仮の目標値ＤＥまで旋回し、そこから
真の目標値まで手動運転にまかせるように構成した、 ことを特徴とするクレーンの自動運転装置。1. A crane for automatic operation starting position and end position, and a fixed obstacle existing in front of a building under construction.
An “operation type discrimination block” that classifies into several types of operation that are set in advance based on the positional relationship of objects and the like, and an “operation that recognizes obstacles by searching for colors on the computer screen and sets the operable area” Area setting block "
A "sway-stop fuzzy calculation block" that calculates the start, end, acceleration, and deceleration positions of turning and undulation considering the steady-state control of hooks and suspended loads from the operation type and operable area. Turning speed putter that performs stop control
And "speed pattern creation block" for emissions and relief velocity pattern, converts the speed pattern to the control signal, and a crane control means for executing the automatic operation of the crane, in the "operation type determination block", SR : Working radius of crane start position (start half
Diameter) ER: Working radius of crane end position (end radius) MR: Working radius of contact with fixed obstacle (fixed obstacle contact)
Radius) , the operation type is set to the following types A, B, C, and D.
Classified, Type A: (MR ≧ SR) and (MR ≧ ER) Type B: (MR <SR) and (MR ≧ ER) Type C: (MR ≧ SR) and (MR <ER) Type D: (MR <SR) and (MR <ER) In the “speed pattern creation block”, in the case of the type A, the turning speed pattern and the undulating speed pattern
In the case of Type B above , the leading start of the rising / falling speed pattern is performed in advance.
To make the diameter smaller than the fixed obstacle contact radius MR.
To initiate the swing speed pattern from the case of the type C, prior start turning speed pattern
To the fixed obstacle contact avoidance angle MSE from the end side.
Then, the undulating speed pattern of prone is started, and in the case of the type D, a tentative target value DE is set, and
Starts the undulation speed pattern first and fixes the work radius
Turning speed pattern after the diameter becomes smaller than the obstacle contact radius MR
And turn to the tentative target value DE.
An automatic crane driving device , which is configured to allow manual operation up to a true target value .