JPH09194188A - Controlling method for crane - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stop a boom within a restricted working area completely without leaving load swinging by starting braking at braking angular acceleration by the time when a required angle to apply braking to the boom and stop the boom at braking angular acceleration exceeds a remaining swiveling angle. SOLUTION: In controlling the swiveling movement of a boom, an actual braking angular acceleration β is calculated based on angular speed Ω0 detected by a braking angular acceleration calculating means 26, the swinging radius of lifted load, and a lateral bending safety factor α' set by a lateral bending safety factor setting means 260. The angle at which the boom swivels until the boom stops after braking starts at the braking angular acceleration β is calculated by a prescribed angle calculating means 27 based on the angular speed Ω0 before swivel braking starts. Braking of boom swivel is started at the braking angular acceleration β by the time when the boom swivel angle required for braking and stopping exceeds the remaining swivel angle from the present boom position through a restricted working area.

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、旋回可能なブームを備
えたクレーンにおいて、そのブームの旋回動作を制御す
る方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling a swiveling operation of a crane having a swivelable boom.

【０００２】[0002]

【従来の技術】一般に、旋回可能なブームを備えたクレ
ーンでは、その座屈、転倒等を防ぐため、作業状態が安
全領域を超えた場合に強制的にクレーンを自動停止させ
るといった安全動作が行われるようになっている。2. Description of the Related Art In general, a crane equipped with a swivelable boom performs a safety operation such as forcibly automatically stopping the crane when a working state exceeds a safe area in order to prevent buckling or overturning. It has become.

【０００３】従来、このようなクレーンでは、許容条件
が旋回角に拘らず３６０°全域に亘って同等に設定され
ていたが、クレーンに備えられるアウトリガジャッキは
常に完全に張出されるとは限らず、小幅の道路等、作業
場所によっては一部のアウトリガジャッキの張出し量が
各々異なることがあるため、この場合には旋回角によっ
ても許容条件を変える必要がある。Conventionally, in such a crane, allowable conditions are set to be the same over the entire range of 360 ° regardless of the turning angle. However, the outrigger jack provided on the crane is not always completely extended. Depending on the work place, such as a narrow road, the amount of overhang of some outrigger jacks may differ from each other. In this case, it is necessary to change the permissible conditions depending on the turning angle.

【０００４】そこで、特開昭５７−２７８９３号公報に
は、クレーンの作業状態を時々刻々検出し、その検出値
と各状態に対応して記憶された吊上げ能力の設定値から
クレーンの定格荷重を定め、この定格荷重と実荷重との
比較に基づいて安全動作を行うようにしたものが示され
ている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-27893 discloses that the working state of a crane is detected from time to time, and the rated load of the crane is calculated from the detected value and the set value of the lifting capacity stored in correspondence with each state. The figure shows a configuration in which safety operation is performed based on a comparison between the rated load and the actual load.

【０００５】また、実開昭６２−８９２８９号公報に
は、各アウトリガジャッキの張出し量に応じてブームの
旋回許容範囲を記憶しておき、実際の作業状態がこの範
囲を超えた場合に旋回駆動およびブーム駆動を停止させ
るようにしたものが示されている。In Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 62-89289, an allowable swing range of the boom is stored in accordance with the amount of overhang of each outrigger jack, and when the actual working state exceeds this range, the swing drive is performed. FIG. 2 shows a configuration in which boom driving is stopped.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】特開昭５７−２７８９
３号公報の装置では、算出された定格荷重と実荷重とを
比較するものであるため、ブーム長および作業半径が固
定された状態で現在の荷重を吊上げられるか否かを判断
するには都合がよいが、この荷重を吊上げた状態でどの
位置まで旋回できるかといった限界作業領域を把握する
のは困難である。従って、ブームの旋回によって限界作
業領域を超える場合の安全動作を制御することは実質上
不可能である。Problems to be Solved by the Invention
The apparatus disclosed in Japanese Patent Publication No. 3 compares the calculated rated load with the actual load. Therefore, it is convenient to determine whether or not the current load can be lifted with the boom length and the working radius fixed. However, it is difficult to grasp the limit work area such as to which position the vehicle can turn while the load is lifted. Therefore, it is practically impossible to control the safe operation in the case where the limit operation area is exceeded by turning the boom.

【０００７】また、実開昭６２−８９２８９号公報に示
される装置では、ブームがその旋回によって許容作業領
域を超えた瞬間に制動をかけるようにしているが、ブー
ムには旋回による慣性力が働くため、上記旋回を急に止
めることはできず、実際には制動をかけてもブームは所
定角度旋回することになるため、ブームが実際に停止す
る位置は限界作業領域から外れてしまう。しかも、上記
旋回をなるべく短時間で止めようとして急停止をかける
と、慣性力の影響で吊り荷に大きな振れが生じ、安全性
を損うことになる。Further, in the device disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. Sho 62-89289, braking is applied at the moment when the boom exceeds an allowable working area by the turning, but inertia force due to the turning acts on the boom. Therefore, the turning cannot be stopped suddenly, and the boom actually turns by a predetermined angle even when braking is applied, so that the position where the boom actually stops falls outside the limit working area. In addition, if an abrupt stop is applied to stop the turning in as short a time as possible, a large swing occurs in the suspended load due to the effect of the inertial force, and safety is impaired.

【０００８】本発明は、このような事情に鑑み、ブーム
の旋回状態と限界作業領域との関係を考慮して的確に安
全動作を行うことができるクレーンの制御方法を提供す
ることを目的とする。In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a crane control method capable of performing a safe operation accurately in consideration of a relationship between a turning state of a boom and a limit working area. .

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、旋回可能なブームを備えたク
レーンの動作を制御する方法であって、上記ブームに吊
下げられている吊り荷の重量および各支持部材の張出し
量に基づいてブームの限界作業領域を設定する一方、現
在のブームの作業半径と上記吊り荷の振れ半径とからこ
の吊り荷の振れを残さずにブームの旋回を制動、停止さ
せるための制動角加速度を算出し、この制動角加速度で
制動、停止させるために必要なブームの旋回角度が、現
在のブーム位置から限界作業領域に至るまでの残り旋回
角度を超えない間に、上記制動角加速度でブームの旋回
の制動を開始するものである。As a means for solving the above problems, the present invention is a method for controlling the operation of a crane equipped with a swingable boom, wherein the suspension is suspended from the boom. The limit work area of the boom is set based on the weight of the load and the amount of overhang of each support member, while the boom swings without leaving the runout of the suspended load from the current working radius of the boom and the runout radius of the above-mentioned suspended load. Calculates the braking angular acceleration for braking and stopping the vehicle, and the swing angle of the boom required to brake and stop at this braking angular acceleration exceeds the remaining swing angle from the current boom position to the limit work area. The braking of the turning of the boom is started at the above braking angular acceleration while the braking angular acceleration is not present.

【００１０】[0010]

【作用】上記方法では、現在のブームの作業半径と上記
吊り荷の振れ半径とからこの吊り荷の振れを残さずにブ
ームの旋回を制動、停止させるための制動角加速度が算
出され、この制動角加速度で制動、停止させるために必
要なブームの旋回角度が、現在のブーム位置から限界作
業領域の境界に至るまでの残り旋回角度を超えない間
に、上記制動角加速度でブームの旋回の制動を開始され
るため、結果的に、ブームは吊り荷の振れを残さずに、
しかも限界作業領域の内側で確実に停止することにな
る。In the above method, the braking angular acceleration for braking and stopping the swing of the boom is calculated from the present working radius of the boom and the swing radius of the suspended load without leaving the swing of the suspended load. While the turning angle of the boom required to stop and stop with angular acceleration does not exceed the remaining turning angle from the current boom position to the boundary of the limit work area, the boom turning braking is performed with the above braking angular acceleration. As a result, the boom does not leave the swing of the suspended load,
Moreover, the vehicle will definitely stop inside the limit work area.

【００１１】[0011]

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【００１２】図９に示されるクレーン１０は、鉛直方向
の旋回軸１０１回りに旋回可能なブームフット１０２を
備え、このブームフット１０２に、Ｎ個のブーム部材Ｂ
₁〜Ｂ_Nからなる伸縮可能なブームＢが取付けられてい
る。このブームＢは、水平方向の回動軸１０３を中心に
回動可能（起伏可能）に構成され、その先端部（ブーム
ポイント）にロープ１０４で吊り荷Ｃが吊下げられてい
る。なお、以下の説明でＢ_n（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は
ブームフット１０２側から数えてｎ番目のブーム部材を
示すものとする。The crane 10 shown in FIG. 9 is equipped with a boom foot 102 which can be swiveled around a vertical swivel shaft 101, and the boom foot 102 has N boom members B.
₁ retractable boom consisting .about.B _N B is attached. The boom B is configured to be rotatable (can be raised and lowered) about a horizontal rotation shaft 103, and a suspended load C is hung by a rope 104 at the tip (boom point). In the following description, B _n (n = 1, 2,..., N) indicates the n-th boom member counted from the boom foot 102 side.

【００１３】また、このクレーン１０のロアフレームの
前後左右の４隅には、側方に張出されるアウトリガジャ
ッキ（張出し可能な支持部材）１０５が配設されてい
る。Outrigger jacks (supporting members that can be extended) 105 are provided at four corners of the lower frame of the crane 10 in front, rear, left and right directions.

【００１４】このクレーン１０には、図１に示されるよ
うなブーム長センサ１１、ブーム角センサ１２、シリン
ダ圧力センサ１３、アウトリガジャッキ張出し量センサ
１４、旋回角センサ１５、角速度センサ１６、およびロ
ープ長センサ１７が配設され、各センサの検出信号が演
算制御装置２０に入力されるとともに、この演算制御装
置２０からは、警報器３１、ディスプレイ画面をもつ表
示装置３２、および旋回駆動用の油圧システム３３に制
御信号が出力されるようになっている。The crane 10 includes a boom length sensor 11, a boom angle sensor 12, a cylinder pressure sensor 13, an outrigger jack extension amount sensor 14, a turning angle sensor 15, an angular velocity sensor 16, and a rope length as shown in FIG. A sensor 17 is provided, and a detection signal of each sensor is input to an arithmetic and control unit 20. The arithmetic and control unit 20 outputs an alarm device 31, a display device 32 having a display screen, and a hydraulic system for turning drive. A control signal is output to the control unit 33.

【００１５】図２は、上記演算制御装置２０の機能構成
を示したものである。この演算制御装置２０は、大別し
て、１）負荷率に関する演算制御、２）限界作業領域に
関する演算制御の２つを行うように構成されている。FIG. 2 shows a functional configuration of the arithmetic and control unit 20. The arithmetic and control unit 20 is configured to roughly perform two operations: 1) arithmetic control relating to a load factor, and 2) arithmetic control relating to a marginal work area.

【００１６】１）負荷率の演算制御に関する機能構成 図において、作業半径算出手段２１は、ブーム長センサ
１１およびブーム角センサ１２により各々検出されたブ
ーム長Ｌ_B およびブーム角φから吊り荷Ｃの作業半径Ｒ
を算出するものである。吊上げ荷重算出手段２２は、上
記ブーム長Ｌ_B、ブーム角φ、およびシリンダ圧力セン
サ１３により検出されたブームアッパのシリンダ圧力ｐ
により、実際に吊上げられた吊り荷Ｃの荷重Ｗを算出す
るものである。1) Functional configuration relating to calculation control of load factor In the figure, the working radius calculation means 21 detects the load C from the boom length L _B and the boom angle φ detected by the boom length sensor 11 and the boom angle sensor 12, respectively. Working radius R
Is calculated. Lifting the load calculating means 22, the boom length L _B, a boom angle phi, and cylinder pressure of Bumuappa detected by the cylinder pressure sensor 13 p
Thus, the load W of the suspended load C actually lifted is calculated.

【００１７】定格荷重算出手段２２１は、上記作業半径
Ｒ、ブーム長Ｌ_B、安全係数α、旋回角センサ１５によ
り検出された旋回角θ、およびアウトリガジャッキ張出
し量センサ１４により検出された各張出し量ｄ₁，ｄ₂，
ｄ₃，ｄ₄に基づいて定格荷重Ｗo を算出するものであ
る。負荷率算出手段２３は、上記定格荷重Ｗo に対する
実際の吊上げ荷重Ｗの比、すなわち、負荷率Ｗ／Ｗoを
算出するものである。The rated load calculating means 221 calculates the working radius R, the boom length L _B , the safety coefficient α, the turning angle θ detected by the turning angle sensor 15, and each overhang amount detected by the outrigger jack overhang amount sensor 14. d ₁ , d ₂ ,
and calculates a rated load Wo based on d _3, d _4. The load factor calculation means 23 calculates the ratio of the actual lifting load W to the rated load Wo, that is, the load factor W / Wo.

【００１８】第１警告制御手段２９１は、上記負荷率算
出手段２３により算出された負荷率Ｗ／Ｗo が９０％以
上となった時点で警報器３１へ制御信号を出力し、警報
を行わせるものである。第１停止制御手段２９２は、上
記負荷率Ｗ／Ｗo が１００％を超えた時点で油圧システ
ム３０に制御信号を出力し、旋回を除くクレーン動作
（ブームＢの伸長・倒伏、吊り荷Ｃの巻上げ等）を強制
的に停止させるものである。The first warning control means 291 outputs a control signal to the alarm 31 when the load factor W / Wo calculated by the load factor calculation means 23 becomes 90% or more, and gives an alarm. It is. When the load ratio W / Wo exceeds 100%, the first stop control means 292 outputs a control signal to the hydraulic system 30 to operate the crane except for turning (elongation / falling of the boom B, hoisting of the suspended load C). ) Is forcibly stopped.

【００１９】以上の手段によって、負荷率Ｗ／Ｗo が算
出され、この負荷率Ｗ／Ｗoに基づいて安全動作が制御
される。The load factor W / Wo is calculated by the above means, and the safety operation is controlled based on the load factor W / Wo.

【００２０】２）限界作業領域の演算制御に関する機能
構成 限界作業領域設定手段２４は、上記吊上げ荷重Ｗ、上記
アウトリガジャッキ張出し量センサ１４で検出された各
アウトリガジャッキ１０５の張出し量ｄ₁〜ｄ₄、および
ブーム長Ｌ_Bに基づき、上記条件下でのクレーン１０の
限界作業領域、すなわち安全な範囲でブームＢの先端が
移動できる領域を算出するものである。この領域は、旋
回角θと作業半径Ｒとの関係式θ＝ｆ（Ｒ）で与えられ
る。また、残り角度算出手段２５は、ブームＢが現在の
位置から上記限界作業領域を超えるまでに旋回できる残
り旋回角度θc を算出するものである。2) Functional Configuration for Operation Control of Limit Work Area The limit work area setting means 24 includes the lifting load W and the extension amounts d _{1 to} d _{4 of the} outrigger jacks 105 detected by the outrigger jack extension amount sensors 14. , and based on the boom length L _B, it is those limit working area of the crane 10 under the above conditions, i.e. the end of the boom B at a safe range for calculating the area that can be moved. This region is given by a relational expression θ = f (R) between the turning angle θ and the working radius R. Further, the remaining angle calculating means 25 calculates a remaining turning angle θc at which the boom B can turn from the current position until the boom B exceeds the limit work area.

【００２１】一方、制動角加速度算出手段２６は、上記
作業半径Ｒ、吊上荷重Ｗ、定格荷重Ｗo、ブーム長Ｌ_B、
ブーム角φ、角速度センサ１６とロープ長センサ１７に
より各々検出される角速度Ωoおよび吊り荷の振れ半径
ｌ、および図３に示される横曲げ安全係数設定手段２６
０により設定される横曲げ安全係数α′に基づき、実際
の制動角加速度βを算出するものである。具体的には、
図３に示されるようなブーム慣性モーメント算出手段２
６１、許容角加速度算出手段２６２、および実際角加速
度算出手段２６３を備え、停止時に吊り荷Ｃの振れを残
さず、かつ制動、停止時の慣性力に対するブームＢの横
曲げ強度を考慮した制動角加速度βを算出する。On the other hand, the braking angular acceleration calculating means 26 calculates the working radius R, the lifting load W, the rated load Wo, the boom length L _B ,
The boom angle φ, the angular velocity Ωo detected by the angular velocity sensor 16 and the rope length sensor 17, the swing radius l of the suspended load, and the lateral bending safety coefficient setting means 26 shown in FIG.
The actual braking angular acceleration β is calculated based on the lateral bending safety coefficient α ′ set by 0. In particular,
Boom moment of inertia calculation means 2 as shown in FIG.
61, a braking angle which includes an allowable angular acceleration calculating means 262 and an actual angular acceleration calculating means 263, which does not leave a swing of the suspended load C at the time of stopping, and which considers the lateral bending strength of the boom B with respect to the inertia force at the time of braking and stopping. Calculate the acceleration β.

【００２２】所要角度算出手段２７は、旋回制動開始前
の角速度Ωo に基づき、上記制動角加速度βで制動を開
始してから停止するまでにブームＢが旋回する角度（所
要角度）｜θr｜を算出するものである。余裕角度算出
手段２８は、上記残り旋回角度θc と所要角度｜θr｜
の差である余裕角度Δθを算出するものである。The required angle calculating means 27 calculates the angle (required angle) | θr | at which the boom B turns from the start of braking with the braking angular acceleration β to the stop based on the angular velocity Ωo before the start of turning braking. It is to be calculated. The margin angle calculating means 28 calculates the remaining turning angle θc and the required angle | θr |
To calculate a margin angle Δθ, which is the difference between

【００２３】第２警告制御手段２９３は、算出された余
裕角度Δθが所定値以下となった時点で警報器３１に制
御信号を出力し、警報を行わせるものである。第２停止
制御手段２９４は、上記余裕角度Δθが０となった時点
で油圧システム３３内のモータへ制御信号を出力し、上
記制動角加速度βでブームＢの旋回を制動・停止させる
とともに、作業半径が大きくなる動作を強制的に停止さ
せるものである。The second warning control means 293 outputs a control signal to the alarm device 31 at the time when the calculated margin angle Δθ becomes equal to or less than a predetermined value, to cause an alarm. The second stop control means 294 outputs a control signal to the motor in the hydraulic system 33 when the margin angle Δθ becomes 0, brakes and stops the turning of the boom B at the braking angular acceleration β, and The operation for increasing the radius is forcibly stopped.

【００２４】以上の手段によって、限界作業領域が設定
され、この領域と現在の作業状態との比較により安全動
作が制御されるようになっている。By the above means, a limit work area is set, and safety operation is controlled by comparing this area with the current work state.

【００２５】次に、この演算制御装置２０が実際に行う
演算内容および制御内容を説明する。Next, the contents of calculations and controls actually performed by the arithmetic and control unit 20 will be described.

【００２６】１）負荷率に関する演算制御 作業半径算出手段２１は、まず、ブーム長Ｌ_B およびブ
ーム角φによってブームＢの撓みを考慮に入れない作業
半径Ｒ′およびブームＢの撓みによる半径増加分ΔＲを
求め、両者から作業半径Ｒを算出する。吊上げ荷重算出
手段２２は、算出された作業半径Ｒ、ブーム長Ｌ_B 、お
よびシリンダ圧力ｐから、実際に吊上げられた吊り荷Ｃ
の荷重Ｗを算出する。定格荷重算出手段２２１は、上記
作業半径Ｒ、ブーム長Ｌ_B 、アウトリガジャッキ１０５
の張出し量ｄ₁〜ｄ₄、および予め定められた安全係数α
に基づき、現在の旋回角θに対応する定格荷重Ｗoを、
設定された定格荷重を記憶したメモリの中から呼び出す
か、あるいは同メモリの値から補間演算で算出する。さ
らに、負荷率算出手段２３は、上記定格荷重Ｗoに基づ
いて負荷率Ｗ／Ｗoを算出する。1) Arithmetic control regarding load factor The working radius calculating means 21 firstly, the working radius R'which does not take into account the bending of the boom B by the boom length L _B and the boom angle φ and the radius increase due to the bending of the boom B. ΔR is obtained, and the working radius R is calculated from both. Lifting the load calculating means 22, the calculated working radius R, the boom length L _B, and the cylinder pressure p, the suspended load is actually lifted C
Is calculated. Rated load calculating means 221, the working radius R, the boom length L _B, outrigger jacks 105
Overhang amount d _{1 to} d ₄ and a predetermined safety factor α
Based on the rated load Wo corresponding to the current turning angle θ,
It is called from the memory in which the set rated load is stored, or is calculated by interpolation from the value in the memory. Further, the load factor calculating means 23 calculates the load factor W / Wo based on the rated load Wo.

【００２７】この負荷率Ｗ／Ｗoが９０％以上の場合に
は、第１警告制御手段２９１の出力信号を受けた警報器
３１から警報が発せられるため、作業者は、吊上げた荷
Ｃによる荷重Ｗが定格荷重Ｗoに近いことを知ることが
できる。また、負荷率Ｗ／Ｗoが１００％を超える場
合、すなわち、実荷重Ｗが定格荷重Ｗoを上回る場合に
は、危険防止のため、第１停止制御手段２９２の出力信
号により旋回を除くクレーン動作（ブームＢの伸長・倒
伏、吊り荷Ｃの巻上げ等）が強制的に停止される。When the load ratio W / Wo is 90% or more, a warning is issued from the alarm device 31 which has received the output signal of the first warning control means 291. It can be seen that W is close to the rated load Wo. Further, when the load ratio W / Wo exceeds 100%, that is, when the actual load W exceeds the rated load Wo, the crane operation (excluding turning) based on the output signal of the first stop control means 292 is performed to prevent danger in order to prevent danger. Extension / falling of the boom B, hoisting of the suspended load C, etc.) are forcibly stopped.

【００２８】２）限界作業領域に関する演算制御 限界作業領域設定手段２４は、上記吊上げ荷重Ｗ、各ア
ウトリガジャッキ１０５の張出し量ｄ₁〜ｄ₄、およびブ
ーム長Ｌ_Bに応じた限界作業領域を設定する。[0028] 2) a limit working region of Arithmetic control limit working region setting means 24, the lifting load W, set limits work area in accordance with the overhanging amount d ₁ to d _4, and the boom length L _B of the outrigger jacks 105 I do.

【００２９】その設定要領を図４に示す。まず、クレー
ン１０の旋回中心Ｏから各アウトリガジャッキ１０５の
張出し位置ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲへ直線を引き、アウ
トリガジャッキ１０５の張出し量が少ない側（この図で
はクレーン１０の左側）に引いた直線から予め定められ
た一定の角度ψだけ中心側にずらした線を境界線４１，
４２とする。そして、この境界線４１，４２を境として
クレーン１０の右側の領域を安定区間とし、この区間に
は、実際の吊上げ荷重Ｗに応じた最大の許容作業半径
（第１の許容作業半径）ｒ₁を設定する。すなわち、こ
の区間の限界作業領域は、上記半径ｒ₁をもつ円弧４３
で囲まれた扇形になる。また、４本のアウトリガジャッ
キ１０５を全て最大に張出すと、半径ｒ₁をもつ全円の
内側全てが限界作業領域となる。FIG. 4 shows the setting procedure. First, a straight line is drawn from the turning center O of the crane 10 to the overhang positions FL, FR, RL, and RR of the outrigger jacks 105, and a straight line drawn on the side where the overhang amount of the outrigger jack 105 is small (the left side of the crane 10 in this figure). Are shifted to the center side by a predetermined constant angle か ら from the boundary line 41,
42. The area on the right side of the crane 10 with respect to the boundary lines 41 and 42 is defined as a stable section. In this section, a maximum allowable working radius (first allowable working radius) r ₁ according to the actual lifting load W is set. Set. That is, the limit work area of this section is the arc 43 having the radius r _1.
It becomes a fan shape surrounded by. Further, when all four outrigger jacks 105 are extended to the maximum, the entire inner side of the entire circle having the radius r ₁ becomes the limit work area.

【００３０】これに対し、上記境界線４１，４２を境に
してクレーン１０の左側の領域は不安定区間とする。従
来、この不安定区間には上記第１の許容作業半径ｒ₁よ
りも小さな第２の許容作業半径ｒ₂をもつ円弧４４から
なる限界作業領域が設定されていたが（図４の二点鎖線
参照）、この装置では、図５にも示されるように、各境
界線４１，４２上の境界点Ｐ₁，Ｐ₂から円弧４４に接線
Ｌ₁，Ｌ₂を引き、これらの接線Ｌ₁，Ｌ₂および上記円弧
４４の一部で囲まれる領域を限界作業領域として設定す
る。On the other hand, an area on the left side of the crane 10 with respect to the boundary lines 41 and 42 is an unstable section. Conventionally, a limit working region made of the first allowable working radius r arc 44 having a smaller second allowable working radius r ₂ than ₁ is set in this unstable period (two-dot chain line in FIG. 4 see), in this apparatus, as also shown in FIG. 5, drawing a tangential line L _1, L ₂ in an arc 44 from the boundary point P _1, P ₂ on each boundary line 41, these tangents L _1, the region surrounded by a portion of L ₂ and the arc 44 is set as a limit working region.

【００３１】従って、この限界作業領域設定手段２４で
設定される限界作業領域の境界線は、一般に旋回角θと
作業半径Ｒとの関係式θ＝ｆ（Ｒ）で表される。具体的
に、安定区間ではＲ＝ｒ₁（一定）、不安定区間中の最
不安定区間（円弧４４の部分）ではＲ＝ｒ₂≦ｒ₁（一
定）となる。また、これ以外の領域、すなわち接線
Ｌ₁，Ｌ₂の部分については、図５に示されるように、円
弧４４から直線Ｌ₁へ移行するときの旋回角をθo とす
ると、次式が成立する。Therefore, the boundary line of the limit work area set by the limit work area setting means 24 is generally expressed by a relational expression θ = f (R) between the turning angle θ and the work radius R. Specifically, R = r ₁ (constant) in the stable section, and R = r ₂ ≦ r ₁ (constant) in the most unstable section (the portion of the arc 44) in the unstable section. In the other area, that is, the tangents L ₁ and L ₂ , as shown in FIG. 5, if the turning angle at the time of transition from the arc 44 to the straight line L ₁ is θo, the following equation is established. .

【００３２】[0032]

【数１】 [Equation 1]

【００３３】従って、接線Ｌ₁は次の関係式で表され
る。Therefore, the tangent line L ₁ is expressed by the following relational expression.

【００３４】[0034]

【数２】 [Equation 2]

【００３５】なお、上記許容作業半径ｒ₁，ｒ₂は、吊上
げ荷重Ｗに応じて逐次算出するようにしてもよいし、吊
上げ荷重Ｗを何段階かに分けて各段階別にメモリに記憶
させておいてもよい。例えば、各アウトリガジャッキ１
０５の張出し量ｄ₁〜ｄ₄が一定の場合には、図６に示さ
れるように、各吊上げ荷重Ｗに応じた限界作業領域は全
て略相似形になる（実線６２、二点鎖線６１，６３，６
４参照）。Note that the allowable working radii r ₁ and r ₂ may be calculated sequentially according to the lifting load W, or the lifting load W may be divided into several stages and stored in a memory for each stage. You may leave. For example, each outrigger jack 1
In the case where the overhang amounts d _{1 to} d ₄ of FIG. 05 are constant, as shown in FIG. 6, the limit working areas corresponding to the respective lifting loads W are all substantially similar (solid line 62, two-dot chain line 61, 63,6
4).

【００３６】残り角度算出手段２５は、現在の作業半径
Ｒおよび旋回角θに基づき、旋回によって上記限界作業
領域を超えるまでの残り旋回角度θc を算出する。例え
ば、図６において、クレーンが１０ｔの荷重を吊り下げ
ている場合、限界作業領域は太い実線６２の内側とな
る。また、現在のブームポイントの位置をＡとし、Ａ→
Ｄ→Ｃの方向に同一作業半径で旋回している場合、旋回
中心Ｏを中心として位置Ａを通る円弧と限界作業領域の
領域線との交点をＣとすると、直線ＯＡ，ＯＣのなす角
度が残り旋回角度θc となる。The remaining angle calculation means 25 calculates the remaining turning angle θc until the turning exceeds the limit working area by turning based on the current working radius R and the turning angle θ. For example, in FIG. 6, when the crane is suspending a load of 10 t, the limit working area is inside the thick solid line 62. Also, assume that the current boom point position is A, and A →
When turning with the same working radius in the direction of D → C, assuming that an intersection point between an arc passing through the position A about the turning center O and the area line of the limit working area is C, the angle formed by the straight lines OA and OC becomes The remaining turning angle θc is obtained.

【００３７】一方、制動角加速度算出手段２６は、次の
手順を経ることにより、ブームＢの横曲げ強度を考慮
し、かつ荷振れを残さない制動角加速度βを算出する。On the other hand, the braking angular acceleration calculating means 26 calculates the braking angular acceleration β which does not leave the load deflection while taking the lateral bending strength of the boom B into consideration through the following procedure.

【００３８】まず、ブーム慣性モーメント算出手段２６
１は、各ブーム部材Ｂn の慣性モーメントＩ_nを次式に
基づいて算出する。First, the boom inertia moment calculating means 26
1 is calculated based on the moment of inertia I _n of each boom member Bn in the formula.

【００３９】[0039]

【数３】 (Equation 3)

【００４０】ここで、Ｉ_noはφ＝０の状態における各ブ
ーム部材Ｂ_nの重心回りの慣性モーメント（定数）を示
し、Ｗ_nは各ブーム部材Ｂ_nの自重、ｇは重力加速度、Ｒ
_nは各ブーム部材Ｂ_nの重心の旋回半径を示す。Here, I _no indicates the moment of inertia (constant) around the center of gravity of each boom member B _n in the state of φ = 0, W _n is the own weight of each boom member B _n , g is the gravitational acceleration, R
_n indicates the turning radius of the center of gravity of each boom member _Bn .

【００４１】許容角加速度算出手段２６２は、次のよう
にして許容角加速度β₁を求める。The allowable angular acceleration calculating means 262 calculates the allowable angular acceleration β ₁ as follows.

【００４２】一般に、クレーン１０のブームＢおよびブ
ームフット１０２は十分な強度を有しているが、ブーム
長Ｌ_Bが長くなると、旋回制動時に発生する慣性力に起
因してブームＢに大きな横曲げ力が作用する。この横曲
げ力による強度的な負担はブームフット１０２付近で最
大となるので、ここでは、旋回軸１０１回りのモーメン
トに基づいて強度評価を行うようにしている。[0042] In general, although the boom B and the boom foot 102 of the crane 10 has a sufficient strength, the boom length L _B becomes longer, a large lateral bending to the boom B due to the inertia force generated during turning braking Force acts. Since the strength load due to the lateral bending force becomes maximum near the boom foot 102, the strength evaluation is performed here based on the moment about the turning axis 101.

【００４３】具体的に、旋回制動時のブームＢの角加速
度をβ′、吊り荷Ｃの角加速度をβ″とすると、ブーム
Ｂの旋回に起因してその旋回中心に作用するモーメント
Ｎ_Bは次式で表される。Specifically, assuming that the angular acceleration of the boom B during turning braking is β ′ and the angular acceleration of the suspended load C is β ″, the moment NB acting on the turning center of the boom B due to the turning of the boom _B is It is expressed by the following equation.

【００４４】[0044]

【数４】 (Equation 4)

【００４５】ここで、Ｗは上記吊上げ荷重算出手段２２
で算出された吊上げ荷重である。一方、ブームＢの吊上
定格荷重をＷo 、横曲げに対する評価係数をα′とする
と、ブームＢの横曲げに対する強度についての許容条件
は次の(2)式で表される。Here, W is the lifting load calculating means 22.
Is the lifting load calculated by On the other hand, if the lifting rated load of the boom B is Wo and the evaluation coefficient for the lateral bending is α ', the allowable condition for the strength of the boom B against the lateral bending is expressed by the following equation (2).

【００４６】[0046]

【数５】 (Equation 5)

【００４７】この(2)式に(1)式を代入すると、次の(3)
式が得られる。By substituting equation (1) into equation (2), the following equation (3) is obtained.
An expression is obtained.

【００４８】[0048]

【数６】 (Equation 6)

【００４９】一方、吊り荷Ｃの荷振れがなく、かつブー
ムＢと吊り荷Ｃがともに角速度Ωoで旋回している状態
からブームＢを以下に示す条件で等角加速度で制動した
場合、上記ブームＢの角加速度β′および吊り荷Ｃの角
加速度β″は、図１１に示されるような関係を有するこ
とが確認されている。On the other hand, when the boom B is braked at a constant angular acceleration under the following conditions from a state in which the suspended load C does not swing and both the boom B and the suspended load C are turning at an angular velocity Ωo, It has been confirmed that the angular acceleration β ′ of B and the angular acceleration β ″ of the suspended load C have a relationship as shown in FIG.

【００５０】この図は、後述の(8)式において導入され
る自然数ｎを１とした場合のブームＢの角速度Ωおよび
吊り荷Ｃの角速度Ωoを各々実線８１および破線８２で
示したものである。この図に示されるように、制動を開
始してから時間ｔ＝ＴでブームＢが完全停止するような
等角加速度停止制御を行った場合、ブームＢの角速度Ω
は直線的に減少するのに対し、吊り荷Ｃの角速度Ωo
は、制動開始直後と停止直前では緩やかに、中間領域で
は急激に減少する。すなわち、吊り荷Ｃの角速度Ωo
は、完全停止時までに１周期分の振動をしており、制動
を開始してから時間ｔ＝Ｔ／２を経過した時点でブーム
Ｂの角速度Ωと等しくなる。しかも、この時点で吊り荷
Ｃの角加速度β″はブームＢの角加速度β′の２倍とな
る。In this figure, the solid line 81 and the broken line 82 show the angular velocity Ω of the boom B and the angular velocity Ωo of the suspended load C, respectively, when the natural number n introduced in the equation (8) described later is set to 1. . As shown in this figure, when the equiangular acceleration stop control for completely stopping the boom B at time t = T after starting the braking is performed, the angular velocity Ω of the boom B
Decreases linearly, while the angular velocity Ωo of the suspended load C
Decreases gently immediately after the start of braking and immediately before the stop, and sharply decreases in the intermediate region. That is, the angular velocity Ωo of the suspended load C
Has been vibrating for one cycle before the complete stop, and becomes equal to the angular velocity Ω of the boom B when a time t = T / 2 has elapsed since the start of braking. In addition, at this point, the angular acceleration β ″ of the suspended load C is twice the angular acceleration β ′ of the boom B.

【００５１】これに対し、上記自然数ｎが２以上の場合
には、ブームＢの角速度Ωの勾配が１／ｎとなり、吊り
荷Ｃの角速度Ωoは制動開始から停止までにｎ周期分の
振動を行うことになるが、ｎ＝１の場合と同様に、吊り
荷Ｃの角加速度β″は最小時（絶対値をとれば最大時）
でブームＢの角加速度β′の２倍となる。On the other hand, when the natural number n is 2 or more, the gradient of the angular velocity Ω of the boom B becomes 1 / n, and the angular velocity Ωo of the suspended load C vibrates for n cycles from the start to the stop of the braking. As in the case of n = 1, the angular acceleration β ″ of the suspended load C is at the minimum (when the absolute value is taken, at the maximum).
Therefore, the angular acceleration β ′ of the boom B is twice as large.

【００５２】従って、理論的には、β″＝２β′として
演算を進めることにより、クレーンの安全を確保できる
ことになるが、実際には旋回制動開始時に吊り荷Ｃが振
れている場合があり、このような振れがあると、制動中
の吊り荷Ｃの角加速度β″はブームＢの角加速度β′の
２倍を超えることになる。Therefore, theoretically, by performing the calculation with β ″ = 2β ′, the safety of the crane can be ensured. However, the suspended load C may actually swing at the start of the turning braking. With such a shake, the angular acceleration β ″ of the suspended load C during braking exceeds twice the angular acceleration β ′ of the boom B.

【００５３】よって、実際の制御を行うにあたっては、
安全率を考慮して、ｋ＞２となるような係数ｋを導入
し、β″＝ｋβ′として演算を進めるのが望ましい。Therefore, in performing the actual control,
In consideration of the safety factor, it is desirable to introduce a coefficient k such that k> 2, and to proceed with the calculation as β ″ = kβ ′.

【００５４】そこで、この式β″＝ｋβ′を上記(3)式
に代入すると、次の(4)式が得られる。Then, by substituting this equation β ″ = kβ ′ into the above equation (3), the following equation (4) is obtained.

【００５５】[0055]

【数７】 (Equation 7)

【００５６】従って、この(4)式を満たす最大の角加速
度β′を許容角加速度β₁に設定すればよい。なお、上
記評価係数α′は、一定の値に定めてもよいが、ブーム
Ｂの撓みなどを考慮して、ブーム長Ｌ_Bや作業半径Ｒが
大きくなるほど小さい値に設定するようにしてもよい。Therefore, the maximum angular acceleration β ′ satisfying the expression (4) may be set as the allowable angular acceleration β ₁ . The evaluation coefficient α ′ may be set to a constant value, but may be set to a smaller value as the boom length LB or the working radius R increases, in consideration of the bending of the boom _B or the like. .

【００５７】実際角加速度算出手段２６３は、このよう
にして算出された許容角加速度β₁と、角速度センサ１
６およびロープ長センサ１７の検出結果から求められる
ブーム角速度（減速前の角速度）Ωo および荷振れ径ｌ
とに基づいて、実際の制動角加速度βを算出する。The actual angular acceleration calculating means 263 calculates the allowable angular acceleration β ₁ calculated in this way and the angular velocity sensor 1
6 and the boom angular velocity (angular velocity before deceleration) Ωo and load deflection l obtained from the detection results of the rope length sensor 17
Based on the above, the actual braking angular acceleration β is calculated.

【００５８】その算出要領を説明する。まず、クレーン
１０に吊下げられた吊り荷Ｃについて、図７に示される
ような単振り子のモデルを考える。この系の微分方程式
は次式で与えられる。The calculation procedure will be described. First, a model of a single pendulum as shown in FIG. 7 is considered for the suspended load C suspended by the crane 10. The differential equation for this system is given by

【００５９】[0059]

【数８】 (Equation 8)

【００６０】ここで、ηは吊り荷Ｃの振れ角、Ｖは時間
ｔとともに変化するブームポイントの旋回速度、Ｖo は
同ブームポイントの旋回停止開始前の旋回速度（＝ＲΩ
o ）、ａはその加速度を示す。(6)式の両辺を時間ｔで
微分して(5)式の右辺に代入し、初期条件（ｔ＝０でη
＝０，ηドット＝０）の下で積分すると、次の(7)式が
得られる。Here, η is the swing angle of the suspended load C, V is the turning speed of the boom point which changes with time t, and Vo is the turning speed of the boom point before the start of turning stop (= RΩ).
o), a indicates the acceleration. Differentiating both sides of equation (6) with time t and substituting into the right side of equation (5), the initial condition (η at t = 0)
= 0, η dot = 0), the following equation (7) is obtained.

【００６１】[0061]

【数９】 [Equation 9]

【００６２】この式をηドット／ωとηとに関する位相
平面上に表すと、図８に示されるように、点Ａ（０，−
ａ／ｇ）を中心として原点Ｏ（０，０）を通る円を描く
ことになる。この円を１周するための時間、すなわち単
振り子の状態が原点Ｏから変化して同状態に復帰する周
期Ｔは、Ｔ＝２π／ωで与えられるため、クレーンの旋
回停止制御を開始した時点（Ａ点）から時間ｎＴ（ｎは
自然数）後に完全停止するように角加速度βを設定すれ
ば、吊り荷の振れを残さずにクレーンを停止させること
ができる。一方、上記ωは重力加速度ｇおよび振れ半径
ｌで決定される一定値であるため、荷振れの残らない旋
回停止制御が可能な角加速度βは次式より求めることが
できる。When this equation is expressed on a phase plane relating to η dot / ω and η, as shown in FIG. 8, the point A (0, −
a / g) is drawn as a circle passing through the origin O (0,0). The time required to make one round of this circle, that is, the period T in which the state of the simple pendulum changes from the origin O and returns to the same state is given by T = 2π / ω, and thus the crane's turning stop control is started. If the angular acceleration β is set so as to completely stop after a time nT (n is a natural number) from (point A), the crane can be stopped without leaving the swing of the suspended load. On the other hand, since the above ω is a constant value determined by the gravitational acceleration g and the deflection radius 1, the angular acceleration β capable of turning stop control with no load deflection remaining can be obtained from the following equation.

【００６３】[0063]

【数１０】 (Equation 10)

【００６４】また、ブームＢの横曲げ強度に関しては｜
β｜≦β₁が条件であるため、この条件を満たす範囲内
で最小の自然数ｎを選択することにより、必要最小時間
で荷振れを残さずにクレーンを制動、停止させるための
実際の制動角加速度βを得ることができる。Regarding the lateral bending strength of the boom B,
Since β | ≦ β ₁ is a condition, by selecting the smallest natural number n within a range satisfying this condition, the actual braking angle for braking and stopping the crane in the required minimum time without leaving a load swing. The acceleration β can be obtained.

【００６５】所要角度算出手段２７は、現在の角速度
（すなわち制動前の角速度）Ωo に基づき、上記制動角
加速度βで旋回停止制御を行う場合に制動を開始してか
ら完全に停止するまでに必要な旋回角度（所要角度）｜
θr｜を算出する。具体的に、制動を開始してから完全
停止するまでの所要時間をｔとすると、次の２式が成立
する。The required angle calculating means 27 is necessary for starting the braking and completely stopping when the turning stop control is performed at the braking angular acceleration β based on the current angular velocity (that is, the angular velocity before braking) Ωo. Turning angle (required angle) |
θr | is calculated. Specifically, assuming that a required time from the start of braking to the complete stop is t, the following two equations are established.

【００６６】[0066]

【数１１】 [Equation 11]

【００６７】従って、これらの式からｔを消去すること
により、所要角度｜θr｜が得られる。具体的には、次
の値が得られる。Therefore, the required angle | θr | can be obtained by eliminating t from these equations. Specifically, the following values are obtained.

【００６８】[0068]

【数１２】 (Equation 12)

【００６９】余裕角度算出手段２８は、制動を開始する
までに現在の角速度Ωo で旋回できる角度、すなわち余
裕角度Δθ（＝θc−｜θr｜）を算出する。例えば図６
において、位置Ｃで完全停止するために制動を開始しな
ければならない位置をＤとすると、上記余裕角度Δθは
直線ＯＡ，ＯＤのなす角度となる。The margin angle calculating means 28 calculates an angle at which the vehicle can turn at the current angular velocity Ωo before the start of braking, that is, a margin angle Δθ (= θc− | θr |). For example, in FIG.
In the above, assuming that a position at which braking must be started to completely stop at position C is D, the margin angle Δθ is an angle formed by the straight lines OA and OD.

【００７０】第２停止制御手段２９４は、この算出され
た余裕角度Δθが０となった時点、例えば図６ではブー
ムＢが位置Ｄに到達した時点で、油圧システム３３に制
御信号を出力することにより、ブームＢの旋回制動およ
び作業半径が大きくなる動作の強制停止を行う。このと
き、吊り荷Ｃの停止時の振れを無くすため、上記制動角
加速度βで制動、停止するように油圧モータ圧力Ｐ_B を
設定する。The second stop control means 294 outputs a control signal to the hydraulic system 33 when the calculated margin angle Δθ becomes 0, for example, when the boom B reaches the position D in FIG. As a result, the turning braking of the boom B and the operation for increasing the work radius are forcibly stopped. At this time, in order to eliminate the deflection of the stop suspended load C, the braking at the braking angular acceleration beta, it sets the hydraulic motor pressure P _B to stop.

【００７１】この油圧モータ圧力Ｐ_Bの算出要領の一例
を示す。いま、ブームＢ以外の旋回部材に関する慣性モ
ーメントの総和をＩ_uとすると、旋回制動に必要なトル
クＴ_Bは、次のようになる。An example of the procedure for calculating the hydraulic motor pressure P _B will be described. Now, if the sum of the inertia moment about the pivot member other than the boom B and I _u, torque T _B required braking revolution is as follows.

【００７２】[0072]

【数１３】 (Equation 13)

【００７３】一方、このトルクＴ_Bは油圧モータ側の条
件（油圧モータの差圧ΔＰ）と図１２の実線９０に示さ
れるような関係にあり、式で表わすと次のようになる。On the other hand, the torque T _B has a relationship as shown by a solid line 90 in FIG. 12 with the condition on the hydraulic motor side (the differential pressure ΔP of the hydraulic motor).

【００７４】[0074]

【数１４】 [Equation 14]

【００７５】なお、上記モータ差圧ΔＰ₁は、上記(10)
式で表わされる直線と、上記(11)式で表わされる直線と
の交点におけるモータ差圧ΔＰの値を表わす。The motor differential pressure ΔP ₁ is calculated according to the above (10)
The value of the motor differential pressure ΔP at the intersection of the straight line represented by the equation and the straight line represented by the equation (11) is shown.

【００７６】従って、この(10)式または(11)式を上記
(9)式に代入することにより、油圧モータの差圧ΔＰを
得ることができる。Therefore, this equation (10) or (11) is
By substituting into the equation (9), the differential pressure ΔP of the hydraulic motor can be obtained.

【００７７】さらに、油圧モータの駆動側圧力をＰ_Aと
すると、下記(12)式によって、油圧モータの制動側圧力
Ｐ_Bを得ることができる。Further, assuming that the driving pressure of the hydraulic motor is P _A , the braking pressure P _B of the hydraulic motor can be obtained by the following equation (12).

【００７８】[0078]

【数１５】 (Equation 15)

【００７９】これに対し、第２警告制御手段２９３は、
上記余裕角度Δθが０でなく所定値以下になった時点で
警報器３１に制御信号を出力し、警報を行わせる。これ
によって作業者は、あと残り僅かな旋回で、自動的に制
動がかけられることを知ることができる。On the other hand, the second warning control means 293
When the margin angle Δθ is not 0 but becomes equal to or less than a predetermined value, a control signal is output to the alarm device 31 to cause an alarm. Thereby, the operator can know that the braking is automatically performed with the remaining slight turn.

【００８０】さらに、この演算制御装置２０は、各値に
関する情報信号を表示装置３２に出力し、図６に示され
るような画面表示を行わせる。すなわち表示装置３２
は、その画面上に、クレーン１０のロアフレームの位
置、各アウトリガジャッキ１０５の張出し位置ＦＬ，Ｆ
Ｒ，ＲＬ，ＲＲ、限界作業領域（例えば吊上げ荷重Ｗが
１０ｔの場合には実線６２）、さらには作業半径Ｒおよ
び旋回角θの双方を示す線分６０を表示する。これによ
って作業者は、現在の作業状態と限界作業領域との関係
を一目で把握することができる。Further, the arithmetic and control unit 20 outputs an information signal relating to each value to the display unit 32 to display a screen as shown in FIG. That is, the display device 32
Indicates the position of the lower frame of the crane 10 and the overhang positions FL, F of the outrigger jacks 105 on the screen.
R, RL, RR, a limit work area (for example, a solid line 62 when the lifting load W is 10 t), and a line segment 60 indicating both the work radius R and the turning angle θ are displayed. Thus, the worker can grasp at a glance the relationship between the current work state and the limit work area.

【００８１】３）実際に行われる制御動作の具体例 ここでは、上記クレーンにおいて、１０ｔの吊り荷Ｃが
吊り下げられ、かつ作業半径Ｒが拡大されながら（すな
わちブームＢが伸長あるいは倒伏しながら）旋回が行わ
れる時の制御動作例を図１０に基づいて説明する。3) Specific Example of Actual Control Operation Here, in the crane described above, the suspended load C of 10 tons is suspended and the working radius R is increased (that is, the boom B is extended or laid down). An example of a control operation at the time of turning will be described with reference to FIG.

【００８２】まず、吊り荷Ｃが安定区間内において限界
作業領域の境界線（実線６２）に到達する場合、すなわ
ち残り旋回角度が制動の所要角度｜θr ｜となる前に作
業半径Ｒが拡大されてｒ₁となり、負荷率が１００％と
なる場合について説明する（矢印Ａ₁参照）。First, when the suspended load C reaches the boundary line (solid line 62) of the marginal work area in the stable section, that is, before the remaining turning angle becomes the required angle of braking | θr |, the working radius R is increased. r ₁ Te becomes, the case where the load factor is 100% (see arrow a _1).

【００８３】この場合には、作業半径Ｒがｒ₁となった
地点（点Ｑ₁）で、第１停止制御手段２９２の出力信号
により、ブームＢの伸長・倒伏および吊り荷Ｃの巻上げ
が強制的に停止されるが、まだ残り旋回角度θc は所要
角度｜θr ｜よりも大きな状態にあるので、旋回半径Ｒ
がｒ₁に固定された状態で旋回が続行される。すなわ
ち、限界作業領域の境界線に沿って旋回が行われる。そ
して、残り旋回角度θc が所要角度｜θr ｜となった地
点（点Ｑ₂）で第２停止制御手段２９４の出力信号によ
り旋回の制動が開始され、安定区間と不安定区間の領域
点である点Ｑ₃で旋回が完全停止される。In this case, at the point (point Q ₁ ) where the working radius R becomes r ₁ , the extension / falling of the boom B and the hoisting of the suspended load C are forcibly performed by the output signal of the first stop control means 292. Is temporarily stopped, but the remaining turning angle θc is still larger than the required angle | θr |
There pivoting is continued in a state of being fixed to r _1. That is, the turning is performed along the boundary line of the limit work area. Then, at the point (point Q ₂ ) where the remaining turning angle θc becomes the required angle | θr |, the braking of the turning is started by the output signal of the second stop control means 294, and it is a region point between the stable section and the unstable section. turning at the point Q ₃ is completely stopped.

【００８４】従って、この場合には、まず第１停止制御
手段２９２によって作業半径Ｒが固定され、その後に第
２停止制御手段２９４によって旋回の制動・停止が行わ
れる。Accordingly, in this case, first, the working radius R is fixed by the first stop control means 292, and thereafter, the turning braking / stop is performed by the second stop control means 294.

【００８５】次に、吊り荷Ｃが限界作業領域の境界線に
到達する前に旋回制動が開始される場合、すなわち、作
業半径Ｒの拡大により負荷率が１００％となる前に残り
旋回角度θcが旋回制動の所要角度｜θr｜となる場合に
ついて説明する（矢印Ａ₂参照）。Next, when the turning braking is started before the suspended load C reaches the boundary of the limit working area, that is, before the load factor becomes 100% due to the increase of the working radius R, the remaining turning angle θc There required angle of pivoting brake | [theta] r | will be described as a (refer to an arrow a _2).

【００８６】この場合には、上記残り旋回角度θc が所
要角度｜θr｜となった地点（点Ｑ₄）で、第２停止制御
手段２９４の出力信号によって旋回制動が開始されると
ともに、ブームＢの伸長・倒伏、すなわち作業半径Ｒが
大きくなるような動作も強制的に停止され、作業半径Ｒ
はこの時点での半径ｒ₃に固定される。In this case, at the point (point Q ₄ ) where the remaining turning angle θc becomes the required angle | θr |, the turning braking is started by the output signal of the second stop control means 294 and the boom B Of the work radius R, that is, the operation for increasing the work radius R is also forcibly stopped.
Is fixed to the radius r ₃ at this point.

【００８７】ここで、作業半径Ｒを固定するのは、作業
半径が拡大されながら制動が行われると、最終的な停止
地点が限界作業領域を超えてしまうからである。すなわ
ち、このように作業半径Ｒがｒ₃に固定されたまま制動
が開始されることにより、旋回は限界作業領域の境界線
上の点Ｑ₅で完全停止される。The reason why the working radius R is fixed is that if braking is performed while the working radius is enlarged, the final stop point exceeds the limit working area. That is, such the work radius R by the braking remains fixed to r ₃ is started, the turning is completely stopped at a point Q ₅ on the borderline limits the work area.

【００８８】従って、この場合には、作業半径Ｒの固定
および旋回の制動・停止の双方が第２停止制御手段２９
４で行われることになる。Accordingly, in this case, both the fixing of the working radius R and the braking / stopping of the turning are performed by the second stop control means 29.
4 will be performed.

【００８９】なお、作業半径Ｒが小さくなるような動
作、すなわちブームＢの収縮や起立については、このよ
うな動作を行っても安全性は損われにくいので、上記の
ような強制停止は原則的には行われない。Note that the operation for reducing the working radius R, that is, the contraction and the erecting of the boom B, does not easily impair the safety even if such an operation is performed. Is not done.

【００９０】以上の説明のように、この方法では、吊り
荷Ｃの振れを残さずに旋回を制動、停止させるための所
要角度｜θr｜と、限界作業領域を超えるまでに旋回で
きる残り旋回角度θc とを算出し、両角度の比較に基づ
いて旋回停止制御や警報などの安全動作を行うようにし
ているので、限界作業領域内で安全かつ確実にクレーン
を停止させることができる。具体的には、両角度が一致
する前の時点で警報を行うことにより、作業者に旋回速
度の抑制を促すとともに、両角度が一致する点では、荷
振れが残らない制動角加速度で自動的に旋回制動がかけ
られる。As described above, in this method, the required angle | θr | for braking and stopping the swing without leaving the swing of the suspended load C, and the remaining swing angle that allows the swing to exceed the limit work area. Since θc is calculated and safety operations such as turning stop control and warning are performed based on a comparison between the two angles, the crane can be stopped safely and reliably within the limit work area. Specifically, an alarm is issued before both angles match to encourage the operator to control the turning speed. Turn braking is applied to.

【００９１】また、表示装置３２においては、作業半径
Ｒおよび旋回角θを表す線分６０と限界作業領域とを同
一画面上に表示するようにしているので、クレーン作業
者は旋回角速度も含めた旋回状況と限界作業領域との関
係を一目で正確に把握することができ、これにより、安
全性を考慮した的確な旋回運転をすることができる。Further, in the display device 32, since the line segment 60 representing the working radius R and the turning angle θ and the limit working area are displayed on the same screen, the crane operator also includes the turning angular velocity. The relationship between the turning condition and the limit work area can be accurately grasped at a glance, and thus, the turning operation can be accurately performed in consideration of safety.

【００９２】なお、本発明はこのような実施例に限定さ
れず、例として次のような態様をとることもできる。The present invention is not limited to such an embodiment, but may take the following forms as examples.

【００９３】(1) 上記実施例では、安全動作の制御お
よび画面表示の双方を行っているが、安全動作の制御の
みを行うようにしてもよい。この安全動作についても、
旋回の制動停止と警報の双方を行うのではなく、旋回の
制動、停止のみを行うようにしてもよい。(1) In the above embodiment, both the control of the safe operation and the screen display are performed, but only the control of the safe operation may be performed. Regarding this safe operation,
Instead of performing both the braking stop and the alarm of the turning, only the braking and stopping of the turning may be performed.

【００９４】(2) 上記実施例では、余裕角度Δθが０
となった時点で制動を開始するようにしているが、余裕
をみて上記角度Δθが所定値以下になったときに制動を
かけるようにしてもよい。(2) In the above embodiment, the margin angle Δθ is 0.
Although the braking is started at the time when becomes, the braking may be applied when the angle Δθ becomes equal to or less than a predetermined value with a margin.

【００９５】(3) 上記実施例では、余裕角度Δθが所
定値以下となった場合に警告を開始するようにしている
が、この余裕角度Δθを角速度Ωo で除した余裕時間Δ
ｔが一定値（例えば３sec 等）以下となった時点で警告
を行うようにしてもよい。このような制御を行えば、角
速度Ωo に拘らず、警告が始まってから制動が始まるま
でに常に一定時間だけ余裕が与えられることになる。ま
た、旋回停止制御開始のタイミングについても、同様に
余裕時間Δｔで設定するようにしてもよい。(3) In the above embodiment, the warning is started when the margin angle Δθ becomes equal to or smaller than a predetermined value. However, the margin time Δ obtained by dividing the margin angle Δθ by the angular velocity Ωo is used.
A warning may be issued when t becomes equal to or less than a certain value (for example, 3 seconds). By performing such control, a margin is always provided for a fixed time from the start of the warning until the start of braking, regardless of the angular velocity Ωo. Further, the timing of the start of the turning stop control may be similarly set by the allowance time Δt.

【００９６】(4) 上記表示装置３２では、限界作業領
域および線分６０を表示するようにしているが、これら
に加え、旋回制動を開始しなければならない点（図６で
は点Ｄ）も表示するようにすれば、より効果的となる。(4) In the display device 32, the limit work area and the line segment 60 are displayed. In addition to these, a point at which turning braking must be started (point D in FIG. 6) is also displayed. If you do, it will be more effective.

【００９７】(5) 本発明では、限界作業領域の具体的
な形状は問わず、例えば、従来のように第１の許容作業
半径ｒ₁をもつ円弧４３と図１の許容作業半径をもつ円
弧４４とからなる領域に基づいて制御するようにしても
よい。ただし、上記実施例のように第１の許容作業半径
ｒ₁から第２の許容作業半径ｒ₂まで連続的に変化する領
域を設定するようにすれば、より広い作業可能範囲を確
保できる。特に、限界作業領域を表示装置３２に表示す
る場合には、領域形状が自然なので作業者に違和感を与
えず、作業者は容易に領域を把握することができる利点
がある。[0097] (5) In the present invention, whether the specific shape of the limit working region, for example, an arc with a permissible operating radius of the arc 43 and Figure 1 as in the prior art with a first allowable working radius r ₁ The control may be performed on the basis of the region consisting of 44. However, if so setting the first allowable working radius from r ₁ second allowable working radius r continuously changing region to ₂ as in the above embodiment, it can be secured wider working range. In particular, when the limit work area is displayed on the display device 32, there is an advantage that the operator can easily grasp the area without giving a sense of incongruity to the operator because the area shape is natural.

【００９８】(6) 本発明における旋回角速度の検出
は、それ専用のセンサを設けてもよいし、あるいは旋回
角センサの時間微分値から得るようにしてもよい。(6) For detecting the turning angular velocity in the present invention, a dedicated sensor may be provided, or it may be obtained from the time differential value of the turning angle sensor.

【００９９】(7) 上記実施例では、アウトリガジャッ
キを備えたものを示したが、その他、車体の幅方向に張
出し可能なクローラを備えたクローラクレーンについて
も本発明を適用することができる。すなわち、このよう
なクローラクレーンにおいても、左右のクローラの張出
し幅が異なる状態で使用する場合には、旋回方向によっ
て吊上能力が変化するので、本発明の適用によって上記
と同様の優れた効果を得ることができる。(7) In the above embodiment, the one provided with the outrigger jack is shown. However, the present invention can be applied to a crawler crane provided with a crawler capable of extending in the width direction of the vehicle body. That is, even in such a crawler crane, when used in a state where the left and right crawlers have different overhang widths, the lifting ability varies depending on the turning direction, and thus the same excellent effects as described above can be obtained by applying the present invention. Obtainable.

【０１００】[0100]

【発明の効果】以上のように本発明は、吊り荷を振れさ
せることなく旋回を停止させるための制動角加速度を演
算し、この制動角加速度でブームを制動して停止させる
までに必要な角度が、限界作業領域を超えるまでに旋回
可能な残り旋回角度を上回らない間に、上記制動角加速
度での制動を開始するようにしたものであるので、荷振
れを残すことなく確実に、ブームを限界作業領域内で停
止させることができる効果がある。As described above, according to the present invention, the braking angular acceleration for stopping the turning without swinging the suspended load is calculated, and the angle required before the boom is stopped by the braking angular acceleration. However, since the braking at the above-mentioned braking angular acceleration is started before the remaining turning angle that can be turned by the time when it exceeds the limit work area is exceeded, the boom can be surely moved without leaving the shake of the load. There is an effect that it can be stopped within the limit work area.

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

【図１】本発明の一実施例におけるクレーンに備えられ
た演算制御装置の入出力関係を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing an input / output relationship of an arithmetic and control unit provided in a crane according to an embodiment of the present invention.

【図２】上記演算制御装置の機能構成図である。FIG. 2 is a functional configuration diagram of the arithmetic and control unit.

【図３】上記演算制御装置における制動角加速度算出手
段の機能構成図である。FIG. 3 is a functional configuration diagram of a braking angular acceleration calculation means in the arithmetic and control unit.

【図４】上記演算制御装置により設定される限界作業領
域を示すＲ−θ平面図である。FIG. 4 is an R-θ plan view showing a limit working area set by the arithmetic and control unit.

【図５】上記限界作業領域の要部を示すＲ−θ平面図で
ある。FIG. 5 is an R-θ plan view showing a main part of the critical working area.

【図６】表示装置により表示される画像を示すＲ−θ平
面図である。FIG. 6 is an R-θ plan view showing an image displayed by the display device.

【図７】吊り荷の状態を単振り子として表わした説明図
である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state of a suspended load as a simple pendulum.

【図８】上記吊り荷の振れ角と振れ速度に関する式を位
相空間上に表わしたグラフである。FIG. 8 is a graph showing an expression relating to a swing angle and a swing speed of the suspended load on a phase space.

【図９】上記クレーンの側面図である。FIG. 9 is a side view of the crane.

【図１０】上記クレーンにおいて実際に行われる制御動
作を説明するための説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a control operation actually performed in the crane.

【図１１】吊り荷の角速度およびブームの角速度の変化
の特性を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing characteristics of changes in the angular velocity of a suspended load and the angular velocity of a boom.

【図１２】油圧モータの差圧と制動トルクとの関係を示
すグラフである。FIG. 12 is a graph showing a relationship between a differential pressure of a hydraulic motor and a braking torque.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ クレーン １０５ アウトリガジャッキ １１ ブーム長センサ １２ ブーム角センサ １４ アウトリガジャッキ張出し量センサ ２０ 演算制御装置 ２１ 作業半径算出手段 ２４ 限界作業領域算出手段 ２５ 残り角度算出手段 ２６ 制動角加速度算出手段 ２７ 所要角度算出手段 ２８ 余裕角度算出手段 ２９３ 第２警告制御手段 ２９４ 第２停止制御手段 Ｂ ブーム Ｃ 吊り荷 Ｒ 作業半径 β 制動角加速度 θc 残り旋回角度 θr 所要角度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Crane 105 Outrigger jack 11 Boom length sensor 12 Boom angle sensor 14 Outrigger jack extension amount sensor 20 Arithmetic control unit 21 Working radius calculating means 24 Limit working area calculating means 25 Remaining angle calculating means 26 Braking angular acceleration calculating means 27 Required angle calculating means 28 Extra angle calculation means 293 Second warning control means 294 Second stop control means B Boom C Hanging load R Working radius β Braking angular acceleration θc Remaining turning angle θr Required angle

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成９年３月２４日[Submission date] March 24, 1997

【手続補正１】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項１[Correction target item name] Claim 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【手続補正２】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】０００９[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、旋回可能なブームを備えたク
レーンの動作を制御する方法であって、現在のクレーン
の運転状態に基づいてブームの限界作業領域を設定し、
現在のブーム位置から上記限界作業領域の境界に至るま
での残り旋回角度に基づいて、吊り荷の触れを残さずに
限界作業領域内でブームの旋回を停止させるためのブー
ムの旋回の制動開始のタイミングを決定するものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION As a means for solving the above problems, the present invention is a method for controlling the operation of a crane having a swivelable boom, based on the current operating state of the crane. Set the boom limit working area,
On the basis of the remaining turning angle from the current boom position to the boundary of the limit working area, start of braking of the boom turning to stop the boom turning within the limit working area without leaving the load touched. This is to determine the timing.

【手続補正３】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】００１０[Correction target item name] 0010

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【００１０】[0010]

【作用】上記方法では、現在のブーム位置から限界作業
領域の境界に至るまでの残り旋回角度に基づいて旋回制
動の開始タイミングを決定するので、吊り荷の振れを残
さずに、しかも限界作業領域の内側で確実にブームを停
止させることが可能である。In the above method, the start timing of the turning braking is determined based on the remaining turning angle from the current boom position to the boundary of the limit work area, so that the swing of the suspended load is not left and the limit work area is not reduced. It is possible to reliably stop the boom inside the inside.

【手続補正４】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】０１００[Correction target item name] 0100

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【０１００】[0100]

【発明の効果】以上のように本発明は、現在のクレーン
の運転状態に基づいてブームの限界作業領域を設定し、
現在のブーム位置から上記限界作業領域の境界に至るま
での残り旋回角度に基づいて、適正なブームの旋回の制
動開始のタイミングを決定するものであるので、荷振れ
を残すことなく確実に、ブームを限界作業領域内で停止
させることができる効果がある。As described above, according to the present invention, the limit working area of the boom is set based on the current operating state of the crane,
Based on the remaining turning angle from the current boom position to the boundary of the critical working area, the timing of starting the braking of the proper boom turning is determined, so that the Can be stopped within the limit work area.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 旋回可能なブームを備えたクレーンの動
作を制御する方法であって、現在のクレーンの運転状態
に基づいてブームの限界作業領域を設定する一方、現在
のブームの作業半径と上記吊り荷の振れ半径とからこの
吊り荷の振れを残さずにブームの旋回を制動、停止させ
るための制動角加速度を算出し、この制動角加速度で制
動、停止させるために必要なブームの旋回角度が、現在
のブーム位置から限界作業領域の境界に至るまでの残り
旋回角度を超えない間に、上記制動角加速度でブームの
旋回の制動を開始することを特徴とするクレーンの制御
方法。1. A method for controlling the operation of a crane having a swingable boom, wherein the boom working limit is set based on the current operating condition of the crane while the working radius of the current boom and From the swing radius of the suspended load, calculate the braking angular acceleration for braking and stopping the swing of the boom without leaving the swing of the suspended load, and the swing angle of the boom required for braking and stopping at this braking angular acceleration. However, the method for controlling a crane is characterized in that the braking of the swing of the boom is started at the braking angular acceleration while the remaining swing angle from the current boom position to the boundary of the limit work area is not exceeded.