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技術 重心検出装置及び重心検出方法

出願人 東芝ロジスティクス株式会社
発明者 李倍山口安昭関啓明
出願日 2019年6月14日 (2年6ヶ月経過) 出願番号 2019-111526
公開日 2020年12月24日 (1年0ヶ月経過) 公開番号 2020-203745
状態 特許登録済
技術分野 クレーンの細部(制御,安全)
主要キーワード 索状物 同対象物 デジタル秤 滑車機構 クレーン車両 ホイストクレーン 海上コンテナ 地切り
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (14)

課題

容易に対象物の重心に対する吊り上げ位置偏心量を検出すること。

解決手段

重心検出装置1は、対象物200をクレーン装置300で一定に吊り上げたときの吊り上げ力Tを検出する第1検出器11と、第1検出器11で検出された吊り上げ力Tの時間当たりの変化量である微分値D及び微分値Dの平均値DAを演算する微分値演算部61と、微分値演算部61で演算した微分値D及び平均値DAを比較し、微分値Dが平均値DAよりも低減した時を判定する判定部62と、判定部62で微分値Dが平均値DAよりも低減したことを判定した時の第1検出器11で検出された吊り上げ力Tbから対象物200の水平方向の重心に対する吊り上げ位置の偏心量を演算する偏心量演算部63と、を備える。

概要

背景

従来、クレーン等で対象物を吊り上げることで対象物の搬送、移動及び据付等を行う技術が知られている。このような対象物の吊り上げ作業は、例えば、複数のワイヤを対象物に掛け、これらワイヤをフック等により引き掛け、このフックをクレーンにより上昇させることで対象物を吊り上げる。

このとき、対象物の水平方向の重心に対して対象物を吊り上げる水平方向の吊り上げ位置偏心していると、対象物を吊り上げたときに、対象物が傾斜する。このため、対象物の水平方向の重心に対して吊り上げ位置が偏心した状態で対象物を吊り上げると、対象物が揺動する所謂荷振れが発生する虞や、対象物が傾斜した状態で吊り上げられる虞がある。

このような荷振れの発生や傾斜状態での対象物の吊り上げは、対象物の破損や落下等の虞がある。そこで、荷振れの発生や傾斜状態での対象物の吊り上げを避けるために、対象物の姿勢等の状態を目視により確認を行いながら吊り上げ作業が行われている。

具体的には、対象物を吊り上げて対象物が地面から離間したときに、対象物の底面が水平方向に対して傾斜していることを目視により確認した場合には、吊り上げ作業を一度停止し、対象物の吊り上げ位置を変更し、再度吊り上げを行う。このような、吊り上げ位置の調整作業を、対象物を正常な状態で吊り上げが可能となるまで行われる。しかし、このように正常な吊り上げ位置となるように調整作業を繰り返し行うと、作業者が対象物の吊り上げ位置を繰り返し調整する作業が必要となり、作業性が悪い、という問題がある。

そこで、フックの3次元位置を撮影手段等により計測し、振れ角を検出する装置(例えば、特許文献1参照)や、対象物の吊り上げ時に、センサから出力される角速度信号に基づいて振れ角を検出する装置(例えば、特許文献2参照)を用いて吊り上げ位置を調整する技術が知られている。

また、吊り上げたときの対象物の荷重を検出する第1検出器から求めた荷重及び対象物を吊り上げたときの水平方向の力を検出する複数の第2検出器から求めた水平方向の力から、対象物の重心に対する吊り上げ位置の偏心量を求める技術も知られている(例えば、特許文献3参照)。

概要

容易に対象物の重心に対する吊り上げ位置の偏心量を検出すること。重心検出装置1は、対象物200をクレーン装置300で一定に吊り上げたときの吊り上げ力Tを検出する第1検出器11と、第1検出器11で検出された吊り上げ力Tの時間当たりの変化量である微分値D及び微分値Dの平均値DAを演算する微分値演算部61と、微分値演算部61で演算した微分値D及び平均値DAを比較し、微分値Dが平均値DAよりも低減した時を判定する判定部62と、判定部62で微分値Dが平均値DAよりも低減したことを判定した時の第1検出器11で検出された吊り上げ力Tbから対象物200の水平方向の重心に対する吊り上げ位置の偏心量を演算する偏心量演算部63と、を備える。

目的

本発明は、容易に対象物の重心を検出することができる重心検出装置及び重心検出方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

クレーン装置対象物を一定の速度で吊り上げたときの吊り上げ力を検出する第1検出器と、前記第1検出器で検出された吊り上げ力の時間当たりの変化量である微分値、及び、前記微分値の平均値演算する微分値演算部と、前記微分値演算部で演算した前記微分値及び前記平均値を比較し、前記微分値が前記平均値よりも低減した時を判定する判定部と、前記判定部で前記微分値が前記平均値よりも低減したことを判定した時の前記第1検出器で検出された前記吊り上げ力から前記対象物の水平方向の重心を演算する演算部と、を備える重心検出装置

請求項2

前記演算部は、求めた重心から吊り上げ位置の重心に対する偏心量を求める偏心量演算部であり、前記偏心量演算部で求めた前記偏心量を表示する表示部をさらに備える、請求項1に記載の重心検出装置。

請求項3

前記吊り上げ時の前記対象物の水平方向の傾斜を検出する第2検出器を備える、請求項2に記載の重心検出装置。

請求項4

前記第2検出器で検出された傾き及び前記偏心量演算部で演算した前記偏心量から、偏心方向を取得する偏心方向取得部をさらに備える、請求項3に記載の重心検出装置。

請求項5

前記クレーン装置で前記対象物を吊り上げたときに、前記対象物を吊り上げる速度を低減する速度低減装置をさらに備える、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の重心検出装置。

請求項6

前記第1検出器は、圧縮コイルバネ、前記対象物を吊り上げるときに重力方向に前記圧縮コイルバネを圧縮するフレーム、及び、前記圧縮コイルバネの変位を検出する検出センサを有するバネ変位計であり、前記クレーン装置のフックと前記対象物を吊り上げるワイヤとの間に設けられ、前記速度低減装置を構成する、請求項5に記載の重心検出装置。

請求項7

前記バネ変位計は、前記フレームに設けられ、複数の定滑車、複数の動滑車及び索状物を含む滑車機構、及び、前記索状物の端部に設けられ、前記ワイヤを吊り下げるフックを備える、請求項6に記載の重心検出装置。

請求項8

前記判定部で前記微分値が前記平均値よりも低減したことを判定した時に、前記クレーン装置を停止する停止処理部を備える、請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の重心検出装置。

請求項9

前記対象物の水平方向で一方向の両端をそれぞれ前記クレーン装置で吊り上げ、前記判定部で前記微分値が前記平均値よりも低減したことを判定した時に前記第1検出器で検出した前記一方向の一端の前記吊り上げ力、及び、前記判定部で前記微分値が前記平均値よりも低減したことを判定した時に前記第1検出器で検出した前記一方向の他端の前記吊り上げ力に基づいて前記対象物の質量を求める質量演算部をさらに備える、請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の重心検出装置。

請求項10

クレーン装置で対象物を一定速度で吊り上げたときの吊り上げ力を第1検出器で検出し、前記第1検出器で検出された吊り上げ力の時間当たりの変化量である微分値、及び、前記微分値の平均値を演算し、演算した前記微分値及び前記平均値を比較し、前記微分値が前記平均値よりも低減した時を判定し、前記微分値が前記平均値よりも低減したことを判定した時の前記第1検出器で検出された前記吊り上げ力から、前記対象物の水平方向の重心に対する前記吊り上げ位置の偏心量を演算する、重心検出方法

請求項11

クレーン装置で対象物を吊り上げたときの吊り上げ力を検出する第1検出器と、前記クレーン装置で前記対象物をつりあげたときの吊り上げ量を検出する吊り上げ量検出器と、前記第1検出器で検出された吊り上げ力の前記吊り上げ量検出器で検出された前記吊り上げ量当たりの変化量である微分値、及び、前記微分値の平均値を演算する微分値演算部と、前記微分値演算部で演算した前記微分値及び前記平均値を比較し、前記微分値が前記平均値よりも低減した時を判定する判定部と、前記判定部で前記微分値が前記平均値よりも低減したことを判定した時の前記第1検出器で検出された前記吊り上げ力から前記対象物の水平方向の重心に対する前記吊り上げ位置の偏心量を演算する偏心量演算部と、を備える重心検出装置。

技術分野

0001

本発明は、対象物を吊り上げるときの対象物の重心を検出できる重心検出装置及び重心検出方法に関する。

背景技術

0002

従来、クレーン等で対象物を吊り上げることで対象物の搬送、移動及び据付等を行う技術が知られている。このような対象物の吊り上げ作業は、例えば、複数のワイヤを対象物に掛け、これらワイヤをフック等により引き掛け、このフックをクレーンにより上昇させることで対象物を吊り上げる。

0003

このとき、対象物の水平方向の重心に対して対象物を吊り上げる水平方向の吊り上げ位置偏心していると、対象物を吊り上げたときに、対象物が傾斜する。このため、対象物の水平方向の重心に対して吊り上げ位置が偏心した状態で対象物を吊り上げると、対象物が揺動する所謂荷振れが発生する虞や、対象物が傾斜した状態で吊り上げられる虞がある。

0004

このような荷振れの発生や傾斜状態での対象物の吊り上げは、対象物の破損や落下等の虞がある。そこで、荷振れの発生や傾斜状態での対象物の吊り上げを避けるために、対象物の姿勢等の状態を目視により確認を行いながら吊り上げ作業が行われている。

0005

具体的には、対象物を吊り上げて対象物が地面から離間したときに、対象物の底面が水平方向に対して傾斜していることを目視により確認した場合には、吊り上げ作業を一度停止し、対象物の吊り上げ位置を変更し、再度吊り上げを行う。このような、吊り上げ位置の調整作業を、対象物を正常な状態で吊り上げが可能となるまで行われる。しかし、このように正常な吊り上げ位置となるように調整作業を繰り返し行うと、作業者が対象物の吊り上げ位置を繰り返し調整する作業が必要となり、作業性が悪い、という問題がある。

0006

そこで、フックの3次元位置を撮影手段等により計測し、振れ角を検出する装置(例えば、特許文献1参照)や、対象物の吊り上げ時に、センサから出力される角速度信号に基づいて振れ角を検出する装置(例えば、特許文献2参照)を用いて吊り上げ位置を調整する技術が知られている。

0007

また、吊り上げたときの対象物の荷重を検出する第1検出器から求めた荷重及び対象物を吊り上げたときの水平方向の力を検出する複数の第2検出器から求めた水平方向の力から、対象物の重心に対する吊り上げ位置の偏心量を求める技術も知られている(例えば、特許文献3参照)。

先行技術

0008

特開平6−72693号公報
特開平6−58948号公報
特許第6427324号公報

発明が解決しようとする課題

0009

上述した装置では、以下の問題があった。即ち、特許文献1に記載された装置では、対象物と吊り上げ位置の関係から振れ角を検出することはできても、対象物の重心に対する吊り上げ位置の偏心量を求めることができない。

0010

また、特許文献2に記載された装置は、一度対象物を吊り上げて地面から離間させることで対象物を吊り上げたときに発生する荷振れや傾斜により発生する角速度から振れ角を検出する技術である。このため、特許文献2の技術では、対象物の荷振れや傾斜によって、対象物の落下や損傷の虞がある。また、特許文献2の技術では、対象物の重心に対する吊り上げ位置の偏心量を求めることができない。

0011

一方で、特許文献3に記載された技術は、対象物の重心位置、即ち、対象物の重心に対する吊り上げ位置の偏心量を求めることができる。しかしながら、引用文献3の技術は、対象物を吊り上げたときの水平方向の力を検出する第2検出器を対象物の側面に複数設ける必要があることから、検出器等を多く要するため、作業に時間や工程を要する。このため、容易に対象物の重心を検出できる装置が望まれている。

0012

そこで本発明は、容易に対象物の重心を検出することができる重心検出装置及び重心検出方法を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0013

本発明の一態様によれば、重心検出装置は、対象物をクレーン装置で一定に吊り上げたときの吊り上げ力を検出する第1検出器と、前記第1検出器で検出された吊り上げ力の時間当たりの変化量である微分値、及び、前記微分値の平均値演算する微分値演算部と、前記微分値演算部で演算した前記微分値及び前記平均値を比較し、前記微分値が前記平均値よりも低減した時を判定する判定部と、前記判定部で前記微分値が前記平均値よりも低減したことを判定した時の前記第1検出器で検出された前記吊り上げ力から前記対象物の水平方向の重心に対する前記吊り上げ位置の偏心量を演算する偏心量演算部と、を備える。

発明の効果

0014

本発明によれば、容易に対象物の重心を検出することができる重心検出装置及び重心検出方法を提供することが可能となる。

図面の簡単な説明

0015

本発明の第1の実施形態に係る重心検出装置の構成を模式的に示す説明図。
同重心検出装置に用いられる第1検出器の構成を示す側面図。
同重心検出装置を用いた対象物の吊り上げの一例を示す説明図。
同重心検出装置を用いた対象物の吊り上げの一例を示す説明図。
同対象物の吊り上げ時における吊り上げ力と吊り上げ量との関係を示す説明図。
同対象物の吊り上げの一例を示す説明図。
同対象物の吊り上げ時における吊り上げ力、微分値及び平均値の関係を示す説明図。
同対象物の偏心量の検知、演算、表示までの一例を示す流れ図。
同対象物の吊り上げ方法の一例を示す流れ図。
本発明の第2の実施形態に係る重心検出装置の構成を模式的に示す説明図。
同重心検出装置を用いた対象物の吊り上げの一例を示す説明図。
他の実施形態に係る第1検出器の構成を示す側面図。
他の実施形態に係る重心検出装置の構成を模式的に示す説明図。

実施例

0016

(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態に係る重心検出装置1を、図1及び図2を用いて説明する。
図1は本発明の第1の実施形態に係る重心検出装置1の構成を模式的に示す説明図、図2は重心検出装置1に用いられる第1検出器11の構成を示す側面図である。

0017

図1に示すように、重心検出装置1は、対象物200をクレーン装置300で吊り上げることで対象物200の搬送、移動及び据付等を行う場合に、対象物200の重心を検出し、対象物200の吊り上げ位置を決めるために用いられる。例えば、重心検出装置1は、クレーン装置300で対象物200の吊り上げを開始し、対象物200が地切りする前に、重心位置を求める。また、例えば、重心検出装置1は、対象物200の水平方向の重心に対する吊り上げ位置の水平方向の偏心量を取得する。また、重心検出装置1は、求めた吊り上げ位置の偏心量に基づいて吊り上げ位置の修正作業を案内する。

0018

なお、本実施形態において、対象物200の「吊り上げ位置の偏心量」とは、吊り上げを行う対象物200の重心に対する吊り上げ位置の水平方向の偏心量である。本実施形態において、「荷振れ」とは、対象物200の吊り上げ位置と対象物200の重心が水平方向でずれているときに、重心周りに発生する回転モーメントによる、対象物200の傾斜や揺動による振れである。本実施形態において、「地切り」とは、対象物200が吊り上げによって地面又は床面から完全に離れることである。本実施形態において、「吊り上げ力」とは、対象物200を吊り上げるために要する力であり、荷重を検出する第1検出器11よりも下方に位置する対象物200や吊り上げ用ワイヤ325の荷重によって定まる。また、吊り上げ力は、対象物200の吊り上げ開始から漸次上昇し、対象物200が地切りした後に一定となる。

0019

なお、対象物200を吊り上げるクレーン装置300は、クレーン車両装備されたクレーンや工場天井に設置されたクレーン等であり、本実施形態においては、クレーン車両400に装備されたクレーンの例を用いて説明する。

0020

クレーン装置300は、クレーン車両400に装備される。クレーン装置300は、ウインチ320と、所定の角度間で回動可能なブーム321と、ブーム321の先端に設けられたジブ322と、ジブ322から下方に垂れ下がるウインチ用ワイヤ323と、ウインチ用ワイヤ323の先端に設けられたフック324と、を備えている。クレーン装置300は、フック324を上下動すべく、ウインチ320を回転制御する。また、クレーン装置300は、通信部327を有し、通信部327において、停止信号を受信すると、ウインチ用ワイヤ323の巻き上げを停止すべく、ウインチ320を停止する。

0021

図1に示すように、重心検出装置1は、荷重を検出する第1検出器11と、傾きを検出する第2検出器12と、対象物200の横ずれ規制する規制部材13と、クレーン装置300による対象物200の吊り上げ速度を好適な速度に低減する速度低減装置14と、対象物200の水平方向の重心に対する吊り上げ位置の水平方向の偏心量を算出する処理装置15と、を備えている。

0022

第1検出器11は、クレーン装置300で吊り上げられる対象物200の荷重を検出する。換言すると、第1検出器11は、クレーン装置300により対象物200の吊り上げを行ったときに生じる吊り上げ力を検出する。

0023

なお、例えば、第1検出器11は、ロードセル変位計等であり、対象物200の吊り上げ時に力、ひずみ、変位量等に基づく信号を出力する。なお、第1検出器11は、信号を処理装置15に送信する構成であってもよく、また、信号を処理して吊り上げ力(荷重)を出力する構成であってもよい。本実施形態においては、第1検出器11が信号を処理装置15に送信し、そして、処理装置15が受信した信号から吊り上げ力を求める。

0024

例えば、第1検出器11は、フック324及び吊上げ用ワイヤ325間に配置される。例えば、第1検出器11は、フック324に吊り下げられるとともに、吊上げ用ワイヤ325を吊り下げる。

0025

例えば、第1検出器11は、バネ式変位計である。具体例として、図2に示すように、第1検出器11は、例えば、フレーム21と、バネ22と、滑車機構23と、変位センサ24と、吊り上げ用ワイヤ325を引き掛けるフック25と、を備えている。

0026

フレーム21は、フック324に引き掛けられる。フレーム21は、第1フレーム31と、第1フレーム31に対して重力方向に沿った一方向に移動できる第2フレーム32と、フック324に吊り下げるための吊り部33と、を備える。

0027

第1フレーム31は、例えば、重力方向で対向する一対の板部31aと、一対の板部31aを連結する複数、例えば4本の柱部31bと、を備える。一対の板部31a及び四本の柱部31bは、内部に第2フレーム32、バネ22、滑車機構23及び変位センサ24を配置可能な形状に形成される。

0028

板部31aは、矩形板状に形成される。一対の板部31aの一方は、外面に吊り部33が設けられる。また、一対の板部31aの他方は、一方の板部31aと対向する主面に形成された、バネ22を支持する座面と、第2フレーム32の移動時に第2フレーム32や滑車機構23等の移動体を移動可能とする孔31cと、を有する。本実施形態においては、他方の板部31aは、一つの孔31cを有し、そして、孔31cは、滑車機構23の後述する索状物42を挿通可能な内径を有する。

0029

第2フレーム32は、例えば、矩形板状に形成される。第2フレーム32は、バネ22を支持する座面を第1フレーム31の他方の板部31aの座面と対向する主面に有する。第2フレーム32は、第1フレーム31に対して一方向に沿って移動可能に、第1フレーム31に直接的、又は、間接的に支持される。

0030

吊り部33は、例えば、第1フレーム31の一方の板部31aに固定されたアイボルトである。

0031

このように構成されたフレーム21は、吊り部33を介してフック324に掛けられた姿勢において、第2フレーム32が第1フレーム31に対して重力方向に沿って移動できる。

0032

バネ22は、例えば、圧縮コイルバネである。バネ22の本数、バネ定数、変位量等の各設計値は、吊り上げる対象物200の荷重等に基づいて適宜設定される。本実施形態の例では、バネ22は四本用いられる。4本のバネ22は、第1フレーム31の他方の板部31a及び第2フレーム32の間に配置される。バネ22は、一端が第1フレーム31の他方の板部31aの座面に支持され、そして、他端が第2フレーム32の座面に支持される。

0033

バネ22は、第1フレーム31の他方の板部31aに対して第2フレーム32が近接する方向、本実施形態においては、対象物200の吊り上げ時に重力方向に第2フレーム32が移動することで、第1フレーム31及び第2フレーム32により圧縮される。バネ22は、第1検出器11の構成の一部であるとともに、速度低減装置14の一部を構成する。

0034

滑車機構23は、例えば、対象物200の吊り上げ速度を好適な速度に低減するために設けられる。滑車機構23は、例えば、複数の索輪41と、索状物42と、を備える。滑車機構23は、所謂金車である。

0035

複数の索輪41は、例えば、二つの定滑車41aと、二つの動滑車41bと、を含む。二つの定滑車41aは、例えば、第1フレーム31の他方の板部31aの座面と同面上に水平方向に沿った一方向に並べて固定される。二つの動滑車41bは、第2フレーム32に、二つの定滑車41aと同じ並び方向に並んで固定される。

0036

索状物42は、例えば、対象物200を吊り上げ可能なワイヤである。索状物42は、複数の索輪41に渡って設けられる。索状物42の強度は、フック25を介して対象物200を吊り下げることができ、そして、クレーン装置300による吊り上げ作業に耐えられる強度に設定される。

0037

索状物42は、一端が第1フレーム31の一方の板部31aに固定され、他端にフック25が固定される。索状物42は、例えば、板部31aから一方の動滑車41b、二つの定滑車41a、他方の動滑車41bを通って、一端が固定された板部31aに設けられた孔31cに渡って配置される。

0038

このような滑車機構23は、索状物42に設けられたフック25が対象物200を吊り上げたとき、索状物42によって二つの動滑車41bが重力方向に引っ張られることで、第2フレーム32を重力方向に移動させ、バネ22を圧縮する。また、滑車機構23は、第1検出器11の構成の一部であるとともに、速度低減装置14の一部を構成する。

0039

変位センサ24は、バネ22の変位量を検出する。変位センサ24は、バネ22の変位量に対応する信号を出力する。変位センサ24は、有線又は無線により、処理装置15に接続される。変位センサ24は、検出した信号を処理装置15に送信する。

0040

フック25は、対象物200に掛けられた吊り上げ用ワイヤ325を引き掛ける。

0041

第2検出器12は、傾斜センサである。第2検出器12は、対象物200の水平方向に対する二軸方向の傾きを検出する。第2検出器12は、検出した傾きを信号に変換して、処理装置15に送信する。第2検出器12は、例えば、対象物200の上面に固定される。

0042

第2検出器12は、有線又は無線により、処理装置15に接続され、信号を処理装置15に送信する。第2検出器12は、検出した傾き方向を視認可能に形成される。第2検出器12は、例えば、対象物200の荷振れの方向、具体的には水平方向で、対象物200の前後左右方向、及び、対象物のコーナー(角)方向の音、表示、光等の点滅灯振動等の作業者への各種伝達等による事前報知の機能・役目も兼ね備えている。

0043

ここで事前報知とは、第2検出器12を本実施形態にて重心検出装置1と共に使用する場合において、対象物200が地切りする前段階で、荷振れの方向の検知と報知のことをいう。なお、第2検出器12は、本実施形態の重心検出装置1を用いた吊り上げ作業以外の吊り上げ作業に、単独で使用することができる構成であってもよい。

0044

例えば、第2検出器12は、環状に等間隔に並べられたLED等の8つの報知部12aを有し、検出した傾き方向の報知部12aを点灯させることで、検出した傾き方向を視認可能とする。

0045

規制部材13は、対象物200の吊り上げ開始時に対象物200が水平方向へ移動することを規制する部材であり、例えば、土嚢等である。なお、対象物200の水平方向への移動が生じない場合には、重心検出装置1は、規制部材13を有していなくてもよい。

0046

速度低減装置14は、一定の速度で対象物200を吊り上げることが可能に構成される。また、速度低減装置14は、クレーン装置300の巻き上げ速度に対して対象物200の吊り上げ速度を低減させることが可能に構成される。ここで、対象物200の好適な吊り上げ速度は、例えば、吊り上げ位置の偏心量を取得するためのデータを検出できる速度であって、且つ、当該データを検出した後に、クレーン装置300を処理装置15が停止するか、又は、停止指示を外部に報知した後に作業者がクレーン装置300を停止した場合に、対象物200が地切りしない速度である。具体例として、対象物200の吊り上げ速度は、0.6m/min以下が好ましい。速度低減装置14は、クレーン装置300の巻き上げ速度を制御して、対象物200の吊り上げ速度を好適な速度に変換する。

0047

本実施形態において、速度低減装置14は、第1検出器11の変位センサ24以外の要素によって構成される。即ち、速度低減装置14は、第1検出器11のフレーム21、バネ22及び滑車機構23によって構成される。なお、速度低減装置14がクレーン装置300の吊り上げ速度を低減する速度の低減率は、例えば、吊り上げ速度が0.6m/min以下となるように、クレーン装置300の性能によって適宜設定される。なお、クレーン装置300が対象物200の吊り上げ速度が好適な一定の速度で対象物200を吊り上げ可能である場合には、重心検出装置1は、速度低減装置14を有していなくてもよい。

0048

処理装置15は、表示部51と、入力部52と、通信部53と、記憶部54と、プロセッサ55と、を備えている。例えば、処理装置15は、例えば、パーソナルコンピュータタブレット端末携帯端末等である。

0049

表示部51は、例えば、液晶ディスプレイ有機ELディスプレイ等のデバイスである。表示部51は、プロセッサ55から映像信号受け取り、これを表示する。

0050

入力部52は、例えば、表示部51に一体に設けられたタッチパネルキーボード等である。

0051

通信部53は、通信I/Fであり、例えば、Wi−Fi、Bluetooth(登録商標)、有線LANなどの通信技術を利用して、表示部51と通信をする。通信部53は、第1検出器11及び第2検出器12から信号を受信し、これをプロセッサ55へ送る。

0052

記憶部54は、プロセッサ55が各処理を実現するためにプロセッサ55によって実行されるプログラム、例えば、ファームウェア、OS(Operating System)、吊り上げ位置の偏心等を演算し表示する各種演算プログラム画像形成プログラム等を記憶する。また、記憶部54は、プログラムをプロセッサ55が実行するために使用されるデータ、例えば、対象物の寸法や重量等の対象物データ等を一時的に格納するメモリを含んでいる。記憶部54は、例えば、プログラムやデータが展開されるワークエリアを有するRAM(Random Access Memory)を含む。

0053

プロセッサ55は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、DSP(Digital Signal Processor)、又はその他の汎用または専用のプロセッサである。プロセッサ55は、例えば、記憶部54に記憶されたプログラムを実行することで、微分値演算部61、判定部62、偏心量演算部63、停止処理部64及び画像生成部65として機能する。

0054

微分値演算部61は、受信した第1検出器11で検出された信号から吊り上げ作業時に生じている対象物200の吊り上げ力Tを求め、吊り上げ力Tの時間当たりの変化量である微分値D、及び、当該微分値Dの平均値DAを演算する。

0055

なお、例えば、記憶部54は、微分値Dの平均値DAを求める吊り上げ力Tを第1閾値として予め記憶する。そして、微分値演算部61は、求めた吊り上げ力Tと第1閾値とを比較し、吊り上げ力Tが第1閾値を超えた場合に、吊り上げ力Tから微分値D及び平均値DAの演算を開始する。

0056

なお、例えば、吊り上げに選定された吊り上げ用ワイヤ325の重量が予め入力部52によって入力され、そして記憶部54に記憶しておくことで、吊り上げ用ワイヤ325の重量を考慮して求めた吊り上げ力Tを補正する構成としてもよい。例えば、吊り上げ用ワイヤ325を除いた対象物200のみの吊り上げに要した力と推定できれば、補正の方法は種々選択可能であり、例えば、吊り上げ用ワイヤ325の重量と対象物200の重量の比率から吊り上げ力Tを補正してもよく、また、吊り上げ用ワイヤ325の重量に係数を掛けた値を補正に用いてもよい。

0057

判定部62は、対象物200の水平方向の重心に対して吊り上げ位置が水平方向で偏心しているときに対象物200が傾斜し、垂直抗力Nが対象物200の端部に達したか否かを、吊り上げ力Tの増加量の変化から判断する。

0058

具体的に説明すると、判定部62は、吊り上げ速度を一定で対象物200を吊り上げたときの吊り上げ力Tの増加量が小さくなる点Pを判定する。ここで、対象物200を吊り上げたときの吊り上げ力Tの増加量とは、第1検出器11で検出される吊り上げ力Tが吊り上げ量の増加によって変化する吊り上げ力Tの変化量である。

0059

例えば、判定部62は、微分値演算部61で演算した微分値D及び平均値DAを比較し、微分値Dが平均値DAに対して瞬間的に低減したか否かを判断し、微分値Dが平均値DAに対して瞬間的に低減した場合に、垂直抗力Nが対象物200の端部に達したと判定する。

0060

なお、例えば、記憶部54は、微分値Dが平均値DAに対して瞬間的に低減したと判断する値を第2閾値として記憶する。そして、判定部62は、微分値Dが平均値DAに対して第2閾値以下に低減した場合に、垂直抗力Nが対象物200の端部に達したと判断する。なお、第2閾値は、吊り上げ力Tの変化が小さくなる値であり、例えば、垂直抗力Nが対象物200の端部に達したと判断できる吊り上げ力Tの増加量に対応する値である。このため、第2閾値は、平均値DA及び微分値Dの差であってもよく、また、微分値Dの減少率であってもよい。

0061

偏心量演算部63は、判定部62で微分値が平均値よりも低減したことを判定した時の第1検出器11で検出された吊り上げ力Tb、記憶部54に記憶された対象物200の吊り上げ位置、及び、第2検出器12で検出された傾きから、対象物200の水平方向の重心及び重心に対する吊り上げ位置の偏心量を演算する。また、偏心量演算部63は、吊り上げ位置を重心位置とすべく、現在の吊り上げ位置から吊り上げ位置を重心位置とするための修正情報を演算する。なお、ここで、例えば、偏心量演算部63によって吊り上げ位置から重心までの距離が演算されることから、例えば、対象物200の重心を求める場合には、偏心量演算部63は、対象物200の吊り上げ位置と対象物200の形状から、対象物200の重心を演算する。

0062

停止処理部64は、判定部62で微分値Dが平均値DAよりも低減し、垂直抗力Nが対象物200の端部に達したことを判定した時に、停止信号を生成し、通信部53を介して停止信号をクレーン装置300の通信部327に送信して、クレーン装置300を停止する。このように停止処理部64は、クレーン装置300に指令を出して、クレーン装置300による対象物200の吊り上げを停止する。

0063

なお、停止処理部64は、クレーン装置300の停止を例えば表示部51を介して外部に報知し、この報知を受けて、作業者がクレーン装置300を停止してもよい。クレーン装置300の停止を外部に報知する場合には、例えば、停止処理部64は、表示部51に表示するクレーン装置300の停止指令画像信号を生成し、表示部51に表示させる。

0064

画像生成部65は、偏心量演算部63で求めた偏心量に基づき、表示部51に表示する画像信号を生成する。また、画像生成部65は、生成した画像信号を表示部51に送信する。具体例として、画像生成部65は、偏心量演算部63で求められた対象物200の重心に対する吊り上げ位置の偏心量、及び、吊り上げ位置の修正情報の画像信号を生成する。

0065

次に、対象物200の重心位置に対する水平方向の偏心量を演算する理論式を用いて、プロセッサ55が機能する微分値演算部61、判定部62及び偏心量演算部63による処理について、以下説明する。なお、この理論式は、偏心量を演算するための各種プログラムに用いられる。

0066

なお、各図中、Xは水平方向の一方向を、Yは水平方向の一方向であって且つX方向と直交する方向を、Zは重力方向に沿った方向を示し、XYは、X方向及びY方向のいずれか一方を示す。

0067

また、対象物200の質量をm、対象物200の吊り上げ力をT、吊り上げ力Tの微分値Dが微分値Dの平均値DAよりも瞬間的に下がる点Pにおける対象物200の吊り上げ力をTbとする。また、第1検出器11のバネ定数をk、バネの変位量をz、水平方向の一方向における対象物200から重心までの距離をa、水平方向の一方向(X方向又はY方向の一方)における対象物200の一端から吊り上げ位置までの距離をb、対象物200の重力方向の高さをh、対象物200の重心の重力方向の高さをha、垂直抗力をN、水平方向の一方向における吊り上げ位置からの垂直抗力Nの距離をu、重力加速度をgとする。

0068

まず、図3に示すように対象物200の吊り上げを側面視したときの力とモーメントつり合い式は、以下の式(1)、(2)となる。

0069

0070

0071

そして、水平方向における垂直抗力Nの位置は吊り上げ力Tによって変化する。図3に示すように、対象物200が接地しており、そして、対象物200が吊り上げられていない状態(T=0)においては、垂直抗力Nは対象物200の重心の真下において生じることからu=aとなる。そして、対象物200の吊り上げが開始し、吊り上げ力Tが増加するにつれて、垂直抗力Nが生じる位置は端部へ移動する。このとき、垂直抗力Nの位置はu=aから図4に示すようにu=bに向かって変化してく。この間の関係は、式(1)、(2)から求められる式(3)となる。

0072

0073

そして、対象物200の吊り上げ速度が一定であると、バネの変位量zも一定に増加する。よって、釣合いを満たすようにuが移動することから、図5に示すように、Tは一定の割合で増加する。垂直抗力Nの位置がu=aからu=bとなるまでの間、対象物200は傾斜せず、接地したままである。ここで、図5は、縦軸に吊り上げ力Tと対象物200の重量mgの比(T/mg)を、横軸に対象物200の吊り上げ量(z/b)を示す。なお、図5においては、kb/mg=10、ha/b=1、h/b=2の条件におけるグラフである。

0074

そして、吊り上げ力Tが増加し、図3から図4に示すように、吊り上げ位置から垂直抗力Nまでの距離u=bに達すると、垂直抗力Nが生じる位置は対象物200の水平方向で一方向の一端に位置し、そして当該位置がそれ以上移動できなくなる。よって、吊り上げ力Tの変化が緩やかになる。なお、垂直抗力Nの生じる位置がu=bに達した後さらに対象物200が吊り上げられると、対象物200が地切りし、設置面から対象物200が完全に離間すると、垂直抗力Nが0になり、T=mg(一定)となるが、停止処理部64により、地切り前に吊り上げが停止する。

0075

なお、ここで、偏心量が0の場合においては、垂直抗力Nの生じる位置は吊り上げ位置のまま移動しないことから、吊り上げ力Tの増加量が低減することがない。そして、偏心量が0の場合には、吊り上げ力Tが増加してT=mgとなると、対象物200が荷振れすることなく地切りする。

0076

また、同じ対象物200を吊り上げる場合であっても、水平方向における重心に対する吊り上げ位置の偏心量(a/b)が異なると、図5に示すように、吊り上げ力Tの増加量が低減する点Pが異なる。具体的には、図5からも明らかなように、偏心量が大きくなると、吊り上げ力Tの増加量が低減するときの吊り上げ力Tbが低くなる。

0077

より具体的に述べると、垂直抗力Nの生じる位置が対象物200の水平方向の一方向で端部(u=b)に達すると、フック324の巻き上げ量に対して吊り上げ位置Bが傾いた分だけ重力方向に沿った方向に吊り上げ位置が上昇する。

0078

例えば、図3に示すように、吊り上げ前の吊り上げ位置の座標をB(bxy0、bz0)とし、図4に示すように、対象物200が吊り上げられてθだけ回転したときの吊り上げ位置の座標をB’(bxy、bz)とすると、吊り上げにより生じる吊り上げ位置の高さの変化量は、bz0=hから、以下の式(4)となる。

0079

0080

このため、対象物200の設置している角回りのモーメントのつり合いは、以下の式(5)となる。

0081

0082

そして、対象物200の傾きθが小さいときは、b1≒b、a1≒b−aと近似すると、吊り上げ力Tは厳密に述べると若干増加するが、しかし略一定と見なすことができる。これは、対象物200が傾いた分、吊り上げ位置Bが上昇するとともに、重力によるモーメントが減少するためである。

0083

そして、垂直抗力Nの生じる位置が対象物200の水平方向の一方向で端部(u=b)に達したときの吊り上げ力Tbは、以下の関係となり、

0084

0085

この式(6)から、水平方向で一方向における重心に対する吊り上げ位置の偏心量aは、以下の式(7)から求められる。

0086

0087

そして、式(7)に記憶部54に記憶された対象物200の質量mと吊り上げ位置及び対象物200の水平方向で端部までの距離bを代入することで、偏心量aが求まる。

0088

このため、図6に示すように、対象物200を平面視で見た場合の、水平方向で互いに直交するX方向の偏心量ax及びY方向の偏心量ayは、以下の式(8)、(9)により求められる。

0089

0090

0091

なお、これら式(8)、(9)の一方で偏心量aを求め、次いで、求めたX方向又はY方向の偏心量aだけ吊り上げ位置をずらして、再度吊り上げ力Tbを求め、式(8)、(9)の他方で偏心量aを求める。また、式(8)、(9)のいずれから偏心量を求めるかは、X方向又はY方向のうち第2検出器12で検出された傾きの大きい方向が選択される。これらの理論式によって、対象物200の水平方向の重心に対する吊り上げ位置の偏心量が求められる。

0092

次に、垂直抗力Nの位置がu=bとなり、偏心を求めるための吊り上げ力Tの増加量が低減する点P、即ち、吊り上げ力Tbを判断する方法の具体例を、図7を用いて説明する。なお、図7中横軸は、対象物200の吊り上げを開始してからの経過時間を示す。また、図7中に、対象物200において第1検出器11で検出された吊り上げ力T、及び、吊り上げ力Tの微分値D、及び、微分値Dの平均値DAを示す。

0093

対象物200を一定の速度で吊り上げると、図7に示すように、吊り上げ力T及び吊り上げ力Tの増加量は略一定、厳密に述べると、吊り上げ力Tの増加量は若干増加の傾向となる。また、この吊り上げ力Tの微分値D及び微分値Dの平均値DAを演算すると、図7に示すように、吊り上げが進むと微分値D及び平均値DAは、略一定か、又は漸次上昇する。

0094

さらに吊り上げが継続され、垂直抗力Nの生じる位置uがu=bに達すると、図7に示す点Pに示すように、対象物200の吊り上げ力Tの上昇率が減少する。即ち、点Pにおける吊り上げ力Tの微分値Dが瞬間的に下がることから、微分値Dが平均値DAよりも瞬間的に減少する。なお、判定部62は、この吊り上げ力Tの増加量の変化として、当該増加量が低減する点Pを微分値演算部61で演算された微分値D及び平均値DA及び第2閾値から判定する。

0095

次に、このように構成された重心検出装置1を用いたクレーン装置300による対象物200の吊り作業について、図8に示す流れ図を用いて説明する。

0096

まず、作業者は、対象物200の吊り上げ作業を行う準備を行う(ステップST1)。具体的には、まず、クレーン装置300のフック324に第1検出器11を配置し、そして、水平方向で対象物200の略中心を吊り上げ位置とすべく、吊り上げ用ワイヤ325を対象物200及び第1検出器11のフック25に設置する。

0097

次に、作業者の指令又は操作により、クレーン装置300は、対象物200を一定速度で吊り上げる(ステップST2)。対象物200の吊り上げを開始後であって、且つ、対象物200の底面が地面に接触した状態において、第1検出器11により荷重が検出されたら、微分値演算部61は、受信した第1検出器11で検出された信号から吊り上げ力Tを演算する(ステップST3)。また、微分値演算部61は、演算した吊り上げ力Tから微分値D及び平均値DAを演算する(ステップST4)。

0098

次に、判定部62は、微分値D、平均値DA及び第2閾値から、吊り上げ速度を一定で対象物200を吊り上げたときにおける吊り上げ力Tの増加量が小さくなる点Pを判定する(ステップST5)。

0099

次に、停止処理部64は、判定部62で点Pを判定した時に停止信号を生成し、通信部53を介して停止信号をクレーン装置300に送信して、クレーン装置300を停止する(ステップST6)。

0100

また、判定部62で点Pを判定後、偏心量演算部63は、判定部62で微分値Dが平均値DAよりも低減したことを判定した時の第1検出器11で検出された吊り上げ力Tb、記憶部54に記憶された対象物200の吊り上げ位置、及び、第2検出器12で検出された傾きから、対象物200の水平方向の重心に対する吊り上げ位置の偏心量aを演算する(ステップST7)。これにより、水平方向の一方向における偏心量aが求められる。

0101

次に、画像生成部65は、偏心量演算部63で求めた偏心量に基づき、画像信号を生成し、表示部51にて、偏心量及び吊り上げ位置の修正情報を表示する(ステップST8)。このとき、例えば、重心に対して吊り上げ位置が偏心している場合には、偏心量、偏心方向、現在の吊り上げ位置に対して修正する吊り上げ位置の距離及び方向を表示部51に表示する。

0102

また、このとき、重心位置と吊り上げ位置が同じ、即ち、吊り上げ位置が重心に対して偏心していない場合においても、画像生成部65は、画像信号を生成し、表示部51にて、偏心しておらず、吊り上げ位置の修正が不要な旨を表示する。

0103

このようなステップST1からステップST8の工程を図9に示すように、水平方向の二方向でそれぞれ行うことで、偏心量を求め、吊り上げ位置を修正し、重心上に吊り上げ位置が位置するように、吊り上げ位置を修正する。次に、図9に示すように、最初の吊り上げ位置が重心に対してX方向及びY方向でそれぞれ偏心している具体例を挙げて説明する。なお、図9中、吊り上げ位置を点Bにて示す。

0104

先ず、上述したステップST1のように、最初の吊り上げ位置で吊り上げ作業を開始する(ステップST21)。そして、上述したステップST2乃至ステップST8を行うことで、X方向及びY方向のうち、偏心量が大きい方向の偏心量が求められる。例えば、図9に示すように、X方向の偏心量axがY方向の偏心量ayよりも大きいと、ステップST8において、表示部51にX方向の偏心量ax及び吊り上げ位置の修正情報が表示される(ステップST22)。

0105

次に、作業者は、表示部51に表示された情報に基づき、最初の吊り上げ位置からaxだけ吊り上げ位置を移動させて、X方向の偏心を0とする。そして、上述したステップST1のように、吊り上げ作業を開始する(ステップST23)。

0106

すると、X方向の偏心量が0であることから、上述したステップST2乃至ステップST8によって、Y方向の偏心量及び重心が求められる(ステップST24)。このため、表示部51に表示されたY方向の偏心量ay及び吊り上げ位置の修正情報に基づいて吊り上げ位置を修正することで、次回の吊り上げ作業において、水平方向の重心を吊り上げ位置として対象物200を吊り上げることができる。

0107

このように構成された重心検出装置1によれば、第1検出器11で検出された吊り上げ力Tから吊り上げ力Tの増加率が変わる時に、水平方向の一方向の重心、及び、この重心に対する吊り上げ位置の偏心量を検出できる。また、偏心量を検出する水平方向の一方向は、第2検出器12の傾きにより定められる。

0108

また、水平方向の重心の偏心量は、X方向及びY方向の二方向で検出すればよいことから、重心検出装置1を用いた吊り上げ位置の修正は、多くても2回の偏心量の検出でよい。よって、重心検出装置1は、容易に重心に対する吊り上げ位置の偏心量を検出することができる。

0109

また、重心検出装置1は、吊り上げ力Tの増加率が変わる時の吊り上げ力Tbから吊り上げ位置の偏心量を検出することから、対象物200が地切りすることがない。よって、対象物200に荷振れ等が生じることないことから、重心検出装置1は、安全に偏心量を検出できる。

0110

また、吊り上げ力Tの増加率が変わる時の判定は、第1検出器11で検出された吊り上げ力Tの微分値D及び平均値DAから求めることが可能となる。よって、対象物200の重心に対する吊り上げ位置の偏心量は、吊り上げ時の荷重を検出できる第1検出器11及び対象物200の傾斜を検出する第2検出器12の二つで検出したデータに基づいて検出することができる。

0111

また、重心検出装置1は、データの検出のために二つの検出器11、12を有する構成であればよく、吊り上げ作業及び偏心量の検出において、準備作業及び工程が少なくて良く、高い作業性を有する。また、重心検出装置1は、簡素な構成でよいことから、製造コストを低減することができる。

0112

また、重心検出装置1は、偏心量や吊り上げ位置の修正情報を表示部51に表示することができるため、作業性がよい。加えて、重心検出装置1は、第1検出器11で検出された吊り上げ力Tから吊り上げ力Tの増加率が変わる時(点P)を判定後、停止処理部64によりクレーン装置300に指令を出すか、又は、作業者に停止の指令を行うことで、対象物200の吊り上げを停止できる。

0113

よって、重心検出装置1は、偏心量の検出において対象物200が地切りすることを防止できるため、荷振れ等が生じることを防止でき、安全に偏心量の検出及び吊り上げ作業をすることができる。

0114

さらに、重心検出装置1は、対象物200の水平方向の幅及び吊り上げ位置が分かれば、対象物200の重心に対する吊り上げ位置の偏心量を検出できる。よって、対象物200の形状の制限が少なく、種々の形状の対象物200に用いることができる。また、対象物200の重量についても、クレーン装置300で一定の速度で吊り上げ可能であれば、重心検出装置1を用いることができる。

0115

また、重心検出装置1により算出された重心及び算出された吊り上げ位置の偏心量から、適正な吊り上げ作業ができる吊り冶具、例えば吊り上げ用ワイヤ325等の長さの選定及び調整を行うことができるようになる。

0116

上述したように本発明の第1の実施形態に係る重心検出装置1によれば、容易に対象物の重心、及びこの重心に対する吊り上げ位置の偏心量を検出することができる。

0117

次に、本発明の第2の実施形態に係る重心検出装置1の構成を図10及び図11を用いて説明する。なお、第2の実施形態に係る重心検出装置1の構成のうち、上述した第1の実施形態に係る重心検出装置1と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。また、第2の実施形態に係る重心検出装置1は、対象物200の質量mが不明な場合であっても、対象物200の質量mを求め、そして、対象物200の水平方向における重心に対する吊り上げ位置の偏心量を求める構成である。

0118

図10に示すように、重心検出装置1は、第1検出器11と、第2検出器12と、規制部材13と、速度低減装置14と、処理装置15と、を備えている。

0119

処理装置15は、表示部51、入力部52、通信部53、記憶部54、プロセッサ55を備えている。そして、図10に示すように、プロセッサ55は、記憶部54に記憶されたプログラムを実行することで、微分値演算部61、判定部62、偏心量演算部63、停止処理部64及び画像生成部65に加え、質量演算部66として機能する。即ち、第2の実施形態に係る重心検出装置1は、質量演算部66を含む構成が上述した第1の実施形態に係る重心検出装置1と異なる。

0120

質量演算部66は、対象物200の水平方向で一方向の両端のそれぞれで対象物200を吊り上げたときに判定部62でそれぞれ求めた吊り上げ力Tの増加率が変わる時の吊り上げ力Tbを加算することで、対象物200の質量を推定する。

0121

次に、図11及び対象物200の質量を推定する理論式を用いて、プロセッサ55が機能する質量演算部66による質量の演算について説明する。なお、この理論式は、質量演算部66で質量を演算するためのプログラムに用いられる。

0122

なお、図11中、b’は対象物200の水平方向の一方向における対象物200の両端間の距離を示す。

0123

まず、図11の(1回目)に示すように対象物200を水平方向の一方向の一端で吊り上げを行い、吊り上げ位置とは反対側の他端において垂直抗力N1が生じるときの、モーメントのつり合い式は、以下の式(10)となる。

0124

0125

次に、図11の(2回目)に示すように、対象物200を水平方向の一方向の他端でつり上げを行い、吊り上げ位置とは反対側の他端において垂直抗力N2が生じるときの、モーメントのつり合い式は、以下の式(11)となる。

0126

0127

そして、これら式(10)、(11)を加えた以下の式(12)から質量mが推定できる。

0128

0129

本実施形態に係る重心検出装置1によれば、上述した第1の実施形態に係る重心検出装置1の効果に加え、質量演算部66により対象物200の質量を推定することができる。しかも、対象物200の質量の推定は、対象物200を2回吊り上げるだけでよく、簡単な作業でよい。また、対象物200を検出するために、対象物200を地切りするまで吊り上げる必要がないことから、安全に偏心量の検出が可能となる。

0130

また、質量が満ちの対象物200を重心検出装置1で質量を検出することで、吊り冶具、例えば、吊り上げ用ワイヤ325を、適正な強度のものに選定することができる。

0131

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した例では、第1検出器11は、バネ式変位計として、フレーム21、バネ22、滑車機構23、変位センサ24及びフック25を有する構成を説明したがこれに限定されない。例えば、図12に示すように、第1検出器11は、滑車機構23を有さず、フレーム21の第2フレーム32にフック25を設ける構成としてもよい。

0132

また、上述した例では、第1検出器11はバネ式変位計とすることで、速度低減装置14を構成する例を説明したがこれに限定されない。即ち、クレーン装置300によって、対象物200を好適な一定の速度で吊り上げ可能であれば、重心検出装置1及び第1検出器11は、速度低減装置14を含まない構成であってよい。

0133

また、上述した例では、第1検出器11は、信号を処理装置15に送信し、そして、処理装置15が受信した信号から吊り上げ力を求める構成を説明したがこれに限定されない。例えば、図13に示すように、第1検出器11は、対象物200の吊り上げ時に力、ひずみ、変位量等に基づく信号を出力し、そして、当該信号を処理して吊り上げ力(荷重)を出力するデジタル秤であってもよい。このような第1検出器11とする場合には、処理して求めた吊り上げ力を処理装置15に送信する構成であってもよく、また、図13に示すように、デジタルカメラ等の読み取り装置19によって、デジタル秤である第1検出器11の表示部11aに表示される吊り上げ力を読み取り、そして、読み取った情報を読み取り装置19が処理装置15に送信する構成であってもよい。

0134

また、上述した例では、クレーン装置300は、クレーン車両400に装備された例を示したが、クレーン装置300は、工場の天井等に設置されたホイストクレーンであってもよい。

0135

また、上述した例では、重心検出装置1は、吊り上げ位置の修正のために、水平方向における対象物200の重心に対する吊り上げ位置の偏心量を求める例を説明したがこれに限定されない。例えば、重心検出装置1は、対象物200の重心を求めるために用いる構成であってもよい。

0136

例えば、対象物200の重心を求める例としては、対象物200が外箱内製品が収容された構成である場合には、外箱に対する製品の位置を好適な位置に修正する場合が想定される。即ち、クレーン装置300の吊り作業時に重心で吊れば問題ない場合であっても、対象物200の搬送においては、吊り上げ作業以外にも、例えばフォークリフトによる搬送や海上コンテナ等の船舶による搬送も想定される。そして、対象物200の外箱に対して製品が偏心して収容されている場合には、フォークリフトによる搬送時に対象物200のバランスが悪くなる虞や、船舶の積載バランスが悪くなる虞がある。このようなことが想定される場合には、外箱に対する製品の位置を調整するために、対象物200の重心を求めることを要し、そして、重心検出装置1は、対象物200の重心を求めることもできる。

0137

また、上述した例では、重心検出装置1は、水平方向における対象物200の重心に対する吊り位置について説明したが、鉛直方向の重心の位置の推定に応用することも可能となる。このような場合、対象物200の一辺を路面に接触させ、対象物200を傾斜された時の傾斜角度と吊り上げ力の関係から重心及び吊り上げ位置の関係を演算できる。

0138

また、上述した例では、微分値演算部61は、吊り上げ作業時に生じている対象物200の吊り上げ力Tの時間当たりの変化量である微分値D、及び、当該微分値Dの平均値DAを演算し、そして、判定部62は、垂直抗力Nが対象物200の端部に達したか否かを、吊り上げ速度を一定で対象物200を吊り上げたときの吊り上げ力Tの増加量が小さくなる点Pで判定する例を説明した。

0139

しかしながら、微分値演算部61は、これに限定されない。例えば、クレーンフックの吊り上げ量、即ち、巻き上げ量を計測し、吊り上げ量当たりの吊り上げ力Tの変化量を微分値Dとして求め、この微分値Dの平均値DAを求める構成であってもよい。そして、判定部62は、この微分値D及び平均値DAから、同様に、吊り上げ量に対して吊り上げ力Tの増加量が小さくなる点Pを判定する。

0140

この場合、点Pを判断するために、記憶部54が、微分値Dが平均値DAに対して瞬間的に低減したと判断する値を第2閾値として記憶してもよい。また、吊り上げ速度ではなく、吊り上げ量で点Pを判断する場合における重心検出装置1の構成は、微分値演算部61及び吊り上げ量を検出する吊り上げ量検出器を設ける構成以外は、上述した実施形態の重心検出装置1と同様の構成でよい。

0141

即ち、上述した重心検出装置1は、吊り上げ速度で重心を求めた場合であっても、吊り上げ量で重心を求めた場合であっても、同様の効果が得られる。ただし、吊り上げ速度で重心を求める場合には、重心検出装置1は、クレーンの巻き上げ量を検出する必要がなく、また、吊り上げ量で重心を求める場合には、重心検出装置1は、一定の速度で対象物200を吊り上げる必要がない点で、効果が異なる。

0142

また、上述した例では、重心検出装置1は、偏心量演算部63により重心を求め、そして、求めた重心から水平方向における重心に対する吊り上げ位置の偏心量を求める構成を説明したがこれに限定されない。

0143

重心検出装置1は、対象物200の重心のみを求める構成であってもよい。即ち、偏心量演算部63として重心のみを出力し、吊り上げ位置の偏心量を出力しない構成であってもよい。このような構成とすることで、例えば、対象物200がコンテナ及びコンテナ内に収容される物品で構成される場合に、コンテナ内の物品の位置を調整することができる。同様に、重心が不明な対象物200の重心を求めることで、当該求めた重心を種々利用することができる。

0144

また、重心検出装置1は、対象物200の重心を求め、この求めた重心、対象物200の質量及び吊り上げ時の第2検出器12で検出された地切り前の対象物200の傾斜から、吊り上げ作業を継続した場合に想定される対象物200の荷振れの方向や量を求める構成としてもよい。

0145

以上のように、重心検出装置1は、任意の吊り上げ位置に対する重心の位置を求めることができるから、この重心の位置からの吊り上げ位置の偏心量を求めても良く、また、重心の位置から対象物200の形状に対する重心を求めても良く、また、重心の位置から吊り上げ時の荷振れの予測を行っても良い。このように、重心検出装置は、任意の吊り上げ位置に対して、重心の位置を求めることができ、上述の実施形態においては、この吊り上げ位置に対して求めた重心の位置の好適な使用の例を説明したが、これらに限定されないことは明らかである。

0146

即ち、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

0147

1…重心検出装置、11…第1検出器、11a…表示部、12…第2検出器、12a…報知部、13…規制部材、14…速度低減装置、15…処理装置、19…読み取り装置、21…フレーム、22…バネ、23…滑車機構、24…変位センサ、25…フック、31…第1フレーム、31a…板部、31b…柱部、31c…孔、32…第2フレーム、33…吊り部、41…索輪、41a…定滑車、41b…動滑車、42…索状物、51…表示部、52…入力部、53…通信部、54…記憶部、55…プロセッサ、61…微分値演算部、62…判定部、63…偏心量演算部、64…停止処理部、65…画像生成部、66…質量演算部、200…対象物、300…クレーン装置、320…ウインチ、321…ブーム、322…ジブ、323…ウインチ用ワイヤ、324…フック、325…吊り上げ用ワイヤ、327…通信部、400…クレーン車両。

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