(57)【要約】【課題】クレーンに作用する荷重を低コストで精度良く算出すること。【解決手段】荷重算出装置は、クレーンの少なくとも一部を駆動する電動モータに供給される供給電流値を取得する供給電流値取得部と、電動モータの回転が加速するときの回転加速度とクレーンの推定イナーシャとに基づいて、加速に寄与する加速電流値を算出する加速電流値算出部と、電動モータの回転が加速するときの供給電流値と加速電流値とに基づいて、クレーンの少なくとも一部に作用する荷重を算出する荷重算出部と、を備える。【選択図】図４
2020138865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーンの少なくとも一部を駆動する電動モータに供給される供給電流値を取得する供給電流値取得部と、
前記電動モータの回転が加速するときの回転加速度と前記クレーンの推定イナーシャとに基づいて、前記加速に寄与する加速電流値を算出する加速電流値算出部と、
前記電動モータの回転が加速するときの前記供給電流値と前記加速電流値とに基づいて、前記クレーンの少なくとも一部に作用する荷重を算出する荷重算出部と、
を備える荷重算出装置。
【請求項２】
前記推定イナーシャを記憶する記憶部を備える、
請求項１に記載の荷重算出装置。
【請求項３】
前記電動モータの回転を検出する回転センサを備え、
前記加速電流値算出部は、前記回転センサの検出データに基づいて、前記電動モータの回転加速度を取得する、
請求項１又は請求項２に記載の荷重算出装置。
【請求項４】
前記電動モータは、前記クレーンの昇降ワイヤを駆動する昇降モータを含み、
前記荷重算出部は、前記昇降ワイヤに作用する荷重を算出する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の荷重算出装置。
【請求項５】
前記荷重算出部の算出結果に基づいて、前記クレーンの少なくとも一部に作用する荷重が過荷重か否かを判定する算出結果出力部を更に備える
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の荷重算出装置。
【請求項６】
前記算出結果出力部は、前記クレーンの状態が地切り状態か否かを判定し、前記クレーンの状態が前記地切り状態と判定した場合には、前記電動モータの回転が低速状態のときの前記供給電流値から算出される前記電動モータのトルク及び前記クレーンの少なくとも一部に作用する荷重の少なくとも一方の算出値に基づいて、前記クレーンの少なくとも一部に作用する荷重が過荷重か否かを判定する
請求項５に記載の荷重算出装置。
【請求項７】
前記算出結果出力部は、ブレーキを開放した直後の前記電動モータのトルクが第１閾値以下である場合に、前記クレーンの状態を地切り状態であると判定する
請求項６に記載の荷重算出装置。
【請求項８】
前記クレーンの状態が前記地切り状態と判定した後の前記電動モータのトルクが第２閾値以上となる場合に、前記電動モータの回転を低速状態とする制御装置を更に備える
請求項６又は請求項７に記載の荷重算出装置。
【請求項９】
クレーンの旋回体を駆動する旋回モータに供給される旋回電流値を取得する旋回電流値取得部と、
前記クレーンのジブを駆動する俯仰モータに供給される俯仰電流値を取得する俯仰電流値取得部と、
前記旋回電流値と前記俯仰電流値とに基づいて、前記クレーンの昇降ワイヤに作用する荷重を算出する荷重算出部と、
を備える荷重算出装置。
【請求項１０】
前記旋回モータの回転が加速するときの回転加速度と前記クレーンの推定イナーシャとに基づいて、前記旋回モータの加速に寄与する第１加速電流値を算出する第１加速電流値算出部と、
前記俯仰モータの回転が加速するときの回転加速度と前記クレーンの推定イナーシャとに基づいて、前記俯仰モータの加速に寄与する第２加速電流値を算出する第２加速電流値算出部と、を備え、
前記荷重算出部は、前記旋回モータの回転が加速するときの前記旋回電流値と前記第１加速電流値とに基づいて、前記旋回体に作用する荷重を算出し、前記俯仰モータの回転が加速するときの前記俯仰電流値と前記第２加速電流値とに基づいて、前記ジブに作用する荷重を算出し、前記旋回体に作用する荷重と前記ジブに作用する荷重とに基づいて、前記昇降ワイヤに作用する荷重を算出する、
請求項９に記載の荷重算出装置。
【請求項１１】
前記荷重算出部は、前記旋回電流値に基づいて前記旋回モータのトルクを算出し、前記俯仰電流値に基づいて前記俯仰モータのトルクを算出し、前記旋回モータのトルクと前記俯仰モータのトルクとに基づいて、前記昇降ワイヤに作用する荷重を算出する、
請求項９に記載の荷重算出装置。
【請求項１２】
前記荷重算出部は、前記昇降ワイヤを制動する昇降ブレーキが制動状態において、前記昇降ワイヤに作用する荷重を算出する、
請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の荷重算出装置。
【請求項１３】
クレーンの少なくとも一部を駆動する電動モータの回転が加速するときに前記電動モータに供給される供給電流値を取得するステップと、
前記電動モータの回転が加速するときの回転加速度と前記クレーンの推定イナーシャとに基づいて、前記加速に寄与する加速電流値を算出するステップと、
前記供給電流値と前記加速電流値とに基づいて、前記クレーンの少なくとも一部に作用する荷重を算出するステップと、
を含む荷重算出方法。
【請求項１４】
クレーンの旋回体を駆動する旋回モータに供給される旋回電流値を取得するステップと、
前記クレーンのジブを駆動する俯仰モータに供給される俯仰電流値を取得するステップと、
前記旋回電流値と前記俯仰電流値とに基づいて、前記クレーンの昇降ワイヤに作用する荷重を算出するステップと、
を含む荷重算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷重算出装置及び荷重算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷役作業にクレーンが使用される。クレーンに過荷重が作用しないように、クレーンに作用する荷重を管理する必要がある。クレーンの吊上げ荷重の測定方法の一例が特許文献１に開示されている。誘導電動機に供給される電流を計測し、計測された電流値からホイストクレーン装置の吊上げ荷重を推定することが特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−０３４９５８号公報
【特許文献２】特開平１１−２４６１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
クレーンの一種として、船舶における荷役作業に使用されるデッキクレーンが知られている。デッキクレーンは、旋回軸を中心に旋回する旋回体と、俯仰軸を中心に回動するジブと、昇降ワイヤとを備える。電動デッキクレーンにおいては、昇降ワイヤは、電動モータが発生する駆動力により昇降する。デッキクレーンに作用する荷重を管理する方法として、ロードセルを用いて昇降ワイヤに作用する荷重を測定する方法、及び電動モータが一定速度で回転するときに電動モータに供給される電流値から荷重を算出する方法が挙げられる。
【０００５】
ロードセルを用いて昇降ワイヤに作用する荷重を測定する方法は、荷重測定作業のコストアップがもたらされる可能性がある。電動モータが一定速度で回転するときに電動モータに供給される電流値から荷重を算出する方法は、電動モータの回転が加速しているときの荷重を算出することができない。
【０００６】
本発明は、クレーンに作用する荷重を低コストで精度良く算出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、クレーンの少なくとも一部を駆動する電動モータに供給される供給電流値を取得する供給電流値取得部と、前記電動モータの回転が加速するときの回転加速度と前記クレーンの推定イナーシャとに基づいて、前記加速に寄与する加速電流値を算出する加速電流値算出部と、前記電動モータの回転が加速するときの前記供給電流値と前記加速電流値とに基づいて、前記クレーンの少なくとも一部に作用する荷重を算出する荷重算出部と、を備える荷重算出装置を提供する。
【０００８】
本発明は、クレーンの旋回体を駆動する旋回モータに供給される旋回電流値を取得する旋回電流値取得部と、前記クレーンのジブを駆動する俯仰モータに供給される俯仰電流値を取得する俯仰電流値取得部と、前記旋回電流値と前記俯仰電流値とに基づいて、前記クレーンの昇降ワイヤに作用する荷重を算出する荷重算出部と、を備える荷重算出装置を提供する。
【０００９】
本発明は、クレーンの少なくとも一部を駆動する電動モータの回転が加速するときに前記電動モータに供給される供給電流値を取得するステップと、前記電動モータの回転が加速するときの回転加速度と前記クレーンの推定イナーシャとに基づいて、前記加速に寄与する加速電流値を算出するステップと、前記供給電流値と前記加速電流値とに基づいて、前記クレーンの少なくとも一部に作用する荷重を算出するステップと、を含む荷重算出方法を提供する。
【００１０】
本発明は、クレーンの旋回体を駆動する旋回モータに供給される旋回電流値を取得するステップと、前記クレーンのジブを駆動する俯仰モータに供給される俯仰電流値を取得するステップと、前記旋回電流値と前記俯仰電流値とに基づいて、前記クレーンの昇降ワイヤに作用する荷重を算出するステップと、を含む荷重算出方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、クレーンに作用する荷重を低コストで精度良く算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、第１実施形態に係るデッキクレーンシステムの一例を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るデッキクレーンの一例を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るディスクブレーキの一例を模式的に示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係るデッキクレーンの一例を示す機能ブロック図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る荷重算出方法の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、第２実施形態に係るデッキクレーンの一例を示す機能ブロック図である。
【図７】図７は、第２実施形態に係る荷重算出方法の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、第２実施形態に係るデッキクレーンの動作の一例を示す図である。
【図９】図９は、実施形態に係るコンピュータシステムの一例を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、変形例に係る荷重算出方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明は実施形態に限定されない。複数の実施形態に係る構成要素は組み合わせることができるし、一部の構成要素を省略することができる。
【００１４】
［第１実施形態］
＜デッキクレーンシステム＞
図１は、本実施形態に係るデッキクレーンシステム１００の一例を示す図である。デッキクレーンシステム１００は、船舶１０１における荷役作業に使用される。デッキクレーンシステム１００は、デッキクレーン１０と、制御装置２０と、荷重算出装置３０とを備える。
【００１５】
デッキクレーンシステム１００は、貨物を上げ下ろしする作業機械である。デッキクレーン１０は、船舶１０１のデッキ１０２に設置される。複数のデッキクレーン１０がデッキ１０２に設置されてもよいし、単数のデッキクレーン１０がデッキ１０２に設置されてもよい。図１は、４基のデッキクレーン１０がデッキ１０２に設置されている例を示す。
【００１６】
制御装置２０は、コンピュータシステムを含む。制御装置２０は、デッキクレーン１０を制御する。制御装置２０は、複数のデッキクレーン１０のそれぞれに配置される。
【００１７】
荷重算出装置３０は、コンピュータシステムを含む。荷重算出装置３０は、デッキクレーン１０の少なくとも一部に作用する荷重を算出する。荷重算出装置３０は、複数のデッキクレーン１０のそれぞれに配置される。荷重算出装置３０により、デッキクレーン１０に過荷重が作用しないように、デッキクレーン１０に作用する荷重が管理される。
【００１８】
＜デッキクレーン＞
図２は、本実施形態に係るデッキクレーン１０の一例を示す図である。図２に示すように、デッキクレーン１０は、旋回体１１と、ジブ１２と、旋回装置１３と、俯仰装置１４と、昇降装置１５とを有する。
【００１９】
船舶１０１のデッキ１０２に架台１６が支持される。旋回体１１は、架台１６に支持される。旋回体１１は、旋回軸ＡＸ１を中心に旋回可能に架台１６に支持される。旋回軸ＡＸ１は、架台１６の支持面１６Ｓと直交する。
【００２０】
ジブ１２は、旋回体１１に連結される。ジブ１２は、棒状の部材である。ジブ１２の基端部が旋回体１１に連結される。ジブ１２は、俯仰軸ＡＸ２を中心に回動可能に旋回体１１に連結される。俯仰軸ＡＸ２は、架台１６の支持面１６Ｓと平行である。
【００２１】
ジブ１２の先端部に滑車１７が設けられる。貨物を昇降するための昇降ワイヤ１８が滑車１７に掛けられる。昇降ワイヤ１８の基端部は、昇降装置１５のドラム１５Ｄに取り付けられる。昇降ワイヤ１８の先端部に、貨物を保持するための保持具１８Ｈが設けられる。保持具１８Ｈとして、貨物を掴むグラブバケット又は貨物を引っ掛けるフックが例示される。
【００２２】
俯仰用ワイヤ１９がジブ１２に取り付けられる。俯仰用ワイヤ１９の一端部は、ジブ１２の中間部に取り付けられ、俯仰用ワイヤ１９の他端部は、俯仰装置１４のドラム１４Ｄに取り付けられる。
【００２３】
旋回装置１３は、旋回軸ＡＸ１を中心に旋回体１１を旋回させる。旋回装置１３は、旋回体１１を駆動する旋回モータ１３Ｍと、旋回体１１を制動する旋回ブレーキ１３Ｂとを有する。旋回モータ１３Ｍが発生する駆動力により、旋回体１１は旋回軸ＡＸ１を中心に旋回する。旋回ブレーキ１３Ｂが発生する制動力により、旋回体１１は停止する。
【００２４】
俯仰装置１４は、俯仰軸ＡＸ２を中心にジブ１２を回動させる。俯仰装置１４は、ジブ１２を駆動する俯仰モータ１４Ｍと、ジブ１２を制動する俯仰ブレーキ１４Ｂとを有する。俯仰モータ１４Ｍが発生する駆動力により、ジブ１２は俯仰軸ＡＸ２を中心に回動する。俯仰ブレーキ１４Ｂが発生する制動力により、ジブ１２は停止する。
【００２５】
昇降装置１５は、昇降ワイヤ１８を昇降させる。昇降装置１５は、昇降ワイヤ１８を駆動する昇降モータ１５Ｍと、昇降ワイヤ１８を制動する昇降ブレーキ１５Ｂとを有する。昇降モータ１５Ｍが発生する駆動力により、昇降ワイヤ１８は昇降する。昇降ブレーキ１５Ｂが発生する制動力により、昇降ワイヤ１８は停止する。
【００２６】
俯仰モータ１４Ｍは、ドラム１４Ｄを回転させる駆動力を発生する。ドラム１４Ｄの回転により俯仰用ワイヤ１９がドラム１４Ｄに巻き取られることにより、ジブ１２は、仰方向に回動する。仰方向とは、ジブ１２の先端部が上方に移動する方向をいう。ドラム１４Ｄの回転により俯仰用ワイヤ１９がドラム１４Ｄから繰り出されることにより、ジブ１２は、俯方向に回動する。俯方向とは、ジブ１２の先端部が下方に移動する方向をいう。
【００２７】
昇降モータ１５Ｍは、ドラム１５Ｄを回転させる駆動力を発生する。ドラム１５Ｄの回転により昇降ワイヤ１８がドラム１５Ｄに巻き取られることにより、保持具１８Ｈは、上昇する。ドラム１５Ｄの回転により昇降ワイヤ１８がドラム１５Ｄから繰り出されることにより、保持具１８Ｈは、下降する。
【００２８】
旋回モータ１３Ｍは、回転体である旋回体１１を駆動する電動モータである。俯仰モータ１４Ｍは、回転体であるドラム１４Ｄを駆動する電動モータである。昇降モータ１５Ｍは、回転体であるドラム１５Ｄを駆動する電動モータである。デッキクレーン１０は、電動モータが発生する駆動力により作動する電動デッキクレーンである。
【００２９】
旋回ブレーキ１３Ｂは、旋回体１１を制動するディスクブレーキである。俯仰ブレーキ１４Ｂは、ドラム１４Ｄを制動するディスクブレーキである。昇降ブレーキ１５Ｂは、ドラム１５Ｄを制動するディスクブレーキである。
【００３０】
制御装置２０は、デッキクレーン１０を制御する。制御装置２０は、旋回モータ１３Ｍ、旋回ブレーキ１３Ｂ、俯仰モータ１４Ｍ、俯仰ブレーキ１４Ｂ、昇降モータ１５Ｍ、及び昇降ブレーキ１５Ｂを制御する。架台１６に制御室Ｒ及び運転室Ｃが設けられる。制御装置２０は、制御室Ｒに配置される。なお、制御装置２０は、運転室Ｃに配置されてもよい。
【００３１】
荷重算出装置３０は、旋回体１１に作用する荷重、ジブ１２に作用する荷重、及び昇降ワイヤ１８に作用する荷重を算出する。荷重算出装置３０は、制御室Ｒに配置される。なお、荷重算出装置３０は、運転室Ｃに配置されてもよい。
【００３２】
＜ディスクブレーキ＞
図３は、本実施形態に係るディスクブレーキの一例を模式的に示す図である。図３は、昇降ブレーキ１５Ｂの一例を示す。旋回ブレーキ１３Ｂの構造及び俯仰ブレーキ１４Ｂの構造は、昇降ブレーキ１５Ｂの構造と同様である。
【００３３】
昇降ブレーキ１５Ｂは、乾式ディスクブレーキである。図３に示すように、昇降ブレーキ１５Ｂは、複数のブレーキホイール５１と、ブレーキホイール５１に対向するブレーキディスク５２と、ブレーキホイール５１の周縁部に配置されたブレーキライニング５３と、ブレーキディスク５２を変位させるアクチュエータ５４とを有する。
【００３４】
ブレーキホイール５１は、回転体であるドラム１５Ｄの少なくとも一部に固定される。なお、ブレーキホイール５１は、回転体である昇降モータ１５Ｍの出力シャフトに固定されてもよい。昇降モータ１５Ｍとブレーキホイール５１との間に減速機が配置されている場合、ブレーキホイール５１は、減速機の回転体に固定されてもよい。本実施形態において、ブレーキホイール５１は、回転体の回転軸と平行な軸方向に２つ設けられる。ブレーキホイール５１は、回転体と一緒に回転する。ブレーキホイール５１は、回転体との相対回転が制限された状態で、軸方向に移動可能である。
【００３５】
ブレーキディスク５２は、環状である。ブレーキディスク５２は、複数のブレーキホイール５１の間に配置される。ブレーキディスク５２は、固定側のブレーキ部材である。ブレーキディスク５２の一部に開口が設けられる。ガイドピン５５がブレーキディスク５２の開口に挿入される。ガイドピン５５により、ブレーキディスク５２の回転が規制される。ブレーキディスク５２は、軸方向に移動可能である。
【００３６】
ブレーキライニング５３は、ブレーキホイール５１の周縁部に配置される。ブレーキライニング５３は、ブレーキホイール５１と一緒に回転する。ブレーキライニング５３は、回転側のブレーキ部材である。
【００３７】
アクチュエータ５４の作動により、ブレーキライニング５３とブレーキディスク５２とが接触すると、昇降ブレーキ１５Ｂは、制動状態になる。昇降ブレーキ１５Ｂが制動状態において、ドラム１５Ｄの回転が規制される。ブレーキライニング５３とブレーキディスク５２との接触が解除されると、昇降ブレーキ１５Ｂは、開放状態になる。昇降ブレーキ１５Ｂが開放状態において、ドラム１５Ｄは回転可能である。
【００３８】
＜荷重算出装置＞
図４は、本実施形態に係るデッキクレーン１０の一例を示す機能ブロック図である。以下の説明においては、荷重算出装置３０により昇降ワイヤ１８に作用する荷重が算出される例について説明する。
【００３９】
デッキクレーン１０は、ドラム１５Ｄを駆動する昇降モータ１５Ｍと、昇降モータ１５Ｍに電流を供給するインバータ６１と、昇降モータ１５Ｍの回転を検出する回転センサ６２と、昇降ブレーキ１５Ｂを制動状態と解放状態とに切り換えるアクチュエータ５４と、制御装置２０と、荷重算出装置３０と、通知装置６３とを備える。
【００４０】
インバータ６１は、昇降モータ１５Ｍを駆動するための電流を昇降モータ１５Ｍに供給する。インバータ６１は、制御装置２０に制御される。制御装置２０は、インバータ６１から昇降モータ１５Ｍに電流が供給されるようにインバータ６１に制御指令を出力する。本実施形態において、制御装置２０は、昇降モータ１５Ｍが目標回転速度で駆動するように、インバータ６１に速度指令を出力する。インバータ６１は、制御装置２０から出力された速度指令に基づいて、昇降モータ１５Ｍが目標回転速度で駆動するように、昇降モータ１５Ｍに電流を供給する。
【００４１】
昇降モータ１５Ｍは、インバータ６１から供給された電流に基づいて駆動する。昇降モータ１５Ｍが発生するトルクは、インバータ６１から供給された電流に基づいて変化する。インバータ６１から供給される電流が大きいほど、昇降モータ１５Ｍが発生するトルクは大きくなり、インバータ６１から供給される電流が小さいほど、昇降モータ１５Ｍが発生するトルクは小さくなる。本実施形態において、昇降モータ１５Ｍが発生するトルクは、インバータ６１から供給される電流と実質的に比例する。
【００４２】
回転センサ６２は、昇降モータ１５Ｍの単位時間当たりの回転数を検出する。回転センサ６２の検出データより、昇降モータ１５Ｍの回転速度及び回転加速度が算出される。
【００４３】
アクチュエータ５４は、ブレーキライニング５３とブレーキディスク５２とが接触する昇降ブレーキ１５Ｂの制動状態と、ブレーキライニング５３とブレーキディスク５２との接触が解除される昇降ブレーキ１５Ｂの開放状態とを切り換える。アクチュエータ５４は、制御装置２０に制御される。昇降ブレーキ１５Ｂが開放状態において、制御装置２０は、昇降ブレーキ１５Ｂが制動状態になるように、制動指令を出力する。制御装置２０から制動指令が出力されることにより、昇降ブレーキ１５Ｂが制動状態になり、ドラム１５Ｄが停止する。ドラム１５Ｄが停止することにより、昇降ワイヤ１８の昇降が停止する。また、昇降ブレーキ１５Ｂが制動状態になることにより、昇降モータ１５Ｍが停止する。昇降ブレーキ１５Ｂが制動状態において、制御装置２０は、昇降ブレーキ１５Ｂが開放状態になるように、開放指令を出力する。制御装置２０から開放指令が出力されることにより、昇降ブレーキ１５Ｂが開放状態になり、ドラム１５Ｄは回転可能となる。ドラム１５Ｄが回転可能となることにより、昇降ワイヤ１８は昇降可能となる。また、昇降ブレーキ１５Ｂが開放状態になることにより、昇降モータ１５Ｍが回転可能となる。
【００４４】
荷重算出装置３０は、供給電流値取得部３１と、加速電流値算出部３２と、記憶部３３と、荷重算出部３４と、算出結果出力部３５とを有する。
【００４５】
供給電流値取得部３１は、昇降ワイヤ１８を駆動する昇降モータ１５Ｍに供給される供給電流値を取得する。インバータ６１から昇降モータ１５Ｍに電流が供給される。供給電流値取得部３１は、インバータ６１から供給電流値を取得することができる。
【００４６】
加速電流値算出部３２は、昇降モータ１５Ｍの回転が加速するときの回転加速度とデッキクレーン１０の推定イナーシャとに基づいて、昇降モータ１５Ｍの回転の加速に寄与する加速電流値を算出する。加速電流値算出部３２は、昇降モータ１５Ｍの回転加速度及びデッキクレーン１０の推定イナーシャから加速電流値を算出する演算式を保有する。加速電流値算出部３２は、演算式を用いて、加速電流値を算出する。
【００４７】
加速電流値算出部３２は、回転センサ６２の検出データに基づいて、昇降モータ１５Ｍの回転加速度を取得することができる。推定イナーシャは、記憶部３３に記憶されている。推定イナーシャは、例えば昇降ワイヤ１８に定格荷重が作用しているときのデッキクレーン１０のイナーシャである。推定イナーシャは、予備実験又はシミュレーションにより予め求められ、記憶部３３に記憶されている。加速電流値算出部３２は、記憶部３３から推定イナーシャを取得することができる。
【００４８】
荷重算出部３４は、昇降モータ１５Ｍの回転が加速するときに供給電流値取得部３１により取得された供給電流値と、加速電流値算出部３２により算出された加速電流値とに基づいて、昇降ワイヤ１８に作用する荷重を算出する。荷重算出部３４は、昇降モータ１５Ｍの回転が加速するときに供給電流値取得部３１により取得された供給電流値から、加速電流値を減算することにより、昇降ワイヤ１８に作用する荷重に対応する荷重電流値を算出することができる。荷重算出部３４は、算出した荷重電流値から、昇降ワイヤ１８に作用する荷重を推定する。
【００４９】
算出結果出力部３５は、荷重算出部３４により算出された昇降ワイヤ１８に作用する荷重を通知装置６３に出力する。また、算出結果出力部３５は、昇降ワイヤ１８に作用する荷重が過荷重か否かを判定する。昇降ワイヤ１８に過荷重が作用していると判定した場合、算出結果出力部３５は、昇降ワイヤ１８に過荷重が作用していることを示す過荷重データを通知装置６３に出力する。また、算出結果出力部３５は、昇降ワイヤ１８に過荷重が作用していることを示す過荷重データを制御装置２０に出力する。
【００５０】
通知装置６３は、算出結果出力部３５から出力された昇降ワイヤ１８に作用する荷重を通知する。また、通知装置６３は、昇降ワイヤ１８に過荷重が作用していることを示す過荷重データを通知する。通知装置６３は、例えば制御室Ｒに配置される。通知装置６３は、算出結果出力部３５から出力された過荷重データに基づいて作動する。通知装置６３として、表示データを表示する表示装置及び音声を出力する音声出力装置が例示される。表示装置として、液晶ディスプレイ（Liquid  Crystal  Display：ＬＣＤ）又は有機ＥＬディスプレイ（Organic  Electroluminescence  Display：ＯＥＬＤ）のようなフラットパネルディスプレイが例示される。
【００５１】
制御装置２０は、算出結果出力部３５から過荷重データを取得した場合、昇降モータ１５Ｍの駆動を停止する。これにより、昇降ワイヤ１８に過荷重が作用することが抑制される。
【００５２】
＜荷重算出方法＞
図５は、本実施形態に係る荷重算出方法の一例を示すフローチャートである。昇降ワイヤ１８を上昇させるために制御装置２０が制御指令が出力される。制御装置２０は、昇降ブレーキ１５Ｂが制動状態において、インバータ６１から昇降モータ１５Ｍに電流を供給させる。制御装置２０は、インバータ６１から昇降モータ１５Ｍに電流が供給された後、昇降ブレーキ１５Ｂを開放状態にする。
【００５３】
供給電流値取得部３１は、インバータ６１から昇降モータ１５Ｍに供給される供給電流値を取得する。加速電流値算出部３２は、回転センサ６２の検出データを取得する（ステップＳ１０）。
【００５４】
加速電流値算出部３２は、回転センサ６２の検出データに基づいて、昇降モータ１５Ｍの回転が開始されたか否かを判定する（ステップＳ２０）。
【００５５】
ステップＳ２０において、昇降モータ１５Ｍの回転が開始されていないと判定した場合（ステップＳ２０：Ｎｏ）、ステップＳ１０に戻る。ステップＳ２０において、昇降モータ１５Ｍの回転が開始されたと判定した場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、加速電流値算出部３２は、昇降モータ１５Ｍの回転（昇降ワイヤ１８の昇降）が加速中であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。
【００５６】
昇降モータ１５Ｍが一定速度で回転している場合、制御装置２０からインバータ６１に速度指令が出力されてから、昇降モータ１５Ｍの実際の回転速度が目標回転速度に到達するまでのタイムラグは小さい。一方、昇降モータ１５Ｍが加速中である場合、制御装置２０からインバータ６１に速度指令が出力されてから、昇降モータ１５Ｍの実際の回転速度が目標回転速度に到達するまでのタイムラグは大きい。そのため、加速電流値算出部３２は、タイムラグに基づいて、昇降モータ１５Ｍの回転が加速しているか否かを判定することができる。加速電流値算出部３２は、制御装置２０から出力される制御指令を取得する。昇降モータ１５Ｍの実際の回転速度は、回転センサ６２により検出される。加速電流値算出部３２は、制御装置２０から出力される制御指令と、回転センサ６２の検出データとに基づいて、昇降モータ１５Ｍが加速中であるか否かを判定することができる。
【００５７】
ステップＳ３０において、昇降モータ１５Ｍが加速中であると判定した場合（ステップＳ３０：Ｙｅｓ）、加速電流値算出部３２は、昇降モータ１５Ｍの回転が加速するときの回転加速度とデッキクレーン１０の推定イナーシャとに基づいて、昇降モータ１５Ｍの加速に寄与する加速電流値を算出する（ステップＳ４０）。
【００５８】
昇降モータ１５Ｍの回転が加速するときの供給電流値は、供給電流値取得部３１により取得される。荷重算出部３４は、供給電流値取得部３１により取得された昇降モータ１５Ｍの回転が加速するときの供給電流値と、ステップＳ４０において算出された加速電流値とに基づいて、昇降ワイヤ１８に作用する荷重を算出する（ステップＳ５０）。
【００５９】
荷重算出部３４は、昇降モータ１５Ｍの回転が加速するときに供給電流値取得部３１により取得された供給電流値から、加速電流値を減算することにより、昇降ワイヤ１８に作用する荷重に対応する荷重電流値を算出することができる。荷重算出部３４は、荷重電流値から昇降ワイヤ１８に作用する荷重を算出する。
【００６０】
算出結果出力部３５は、ステップＳ５０において昇降ワイヤ１８に作用する荷重が適切に算出されたか否かを判定する（ステップＳ６０）。
【００６１】
ステップＳ６０において、昇降ワイヤ１８に作用する荷重が算出されたと判定された場合（ステップＳ６０：Ｙｅｓ）、算出結果出力部３５は、昇降ワイヤ１８に作用する荷重が過荷重か否かを判定する（ステップＳ７０）。
【００６２】
ステップＳ７０において、昇降ワイヤ１８に過荷重が作用していると判定した場合（ステップＳ７０：Ｙｅｓ）、算出結果出力部３５は、昇降ワイヤ１８に過荷重が作用していることを示す過荷重データを通知装置６３に出力する。また、算出結果出力部３５は、昇降ワイヤ１８に過荷重が作用していることを示す過荷重データを制御装置２０に出力する（ステップＳ８０）。
【００６３】
通知装置６３は、算出結果出力部３５から出力された昇降ワイヤ１８に作用する荷重を通知する。また、通知装置６３は、昇降ワイヤ１８に過荷重が作用していることを示す過荷重データを通知する。
【００６４】
制御装置２０は、算出結果出力部３５から過荷重データを取得した場合、昇降モータ１５Ｍの駆動を停止する。これにより、昇降ワイヤ１８に過荷重が作用することが抑制される。
【００６５】
ステップＳ３０において、昇降モータ１５Ｍが加速中でないと判定された場合、すなわち、昇降モータ１５Ｍが一定速度で回転していると判定された場合（ステップＳ３０：Ｎｏ）、荷重算出部３４は、供給電流値取得部３１により取得された昇降モータ１５Ｍが一定速度で回転しているときの供給電流値に基づいて、昇降ワイヤ１８に作用する荷重を算出する（ステップＳ９０）。
【００６６】
算出結果出力部３５は、昇降モータ１５Ｍが一定速度で回転しているときの昇降ワイヤ１８に作用する荷重が過荷重か否かを判定する（ステップＳ７０）。
【００６７】
ステップＳ７０において、昇降ワイヤ１８に過荷重が作用していないと判定した場合（ステップＳ７０：Ｎｏ）、算出結果出力部３５は、過荷重データを出力しない。
【００６８】
ステップＳ６０において、昇降ワイヤ１８に作用する荷重が算出されないと判定された場合（ステップＳ６０：Ｎｏ）、荷重算出部３４は、サーボロック状態の昇降モータ１５Ｍに供給される供給電流値に基づいて、昇降ワイヤ１８に作用する荷重を算出する（ステップＳ１００）。
【００６９】
サーボロック状態とは、昇降ブレーキ１５Ｂが開放状態において、貨物を保持した保持具１８Ｈが空中で静止するように、昇降モータ１５Ｍがトルクを発生している状態をいう。
【００７０】
算出結果出力部３５は、昇降モータ１５Ｍがサーボロック状態であるときの昇降ワイヤ１８に作用する荷重が過荷重か否かを判定する（ステップＳ７０）。
【００７１】
＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、昇降モータ１５Ｍの回転が加速するときの回転加速度とデッキクレーン１０の推定イナーシャとに基づいて、昇降モータ１５Ｍの加速に寄与する加速電流値が算出される。これにより、昇降モータ１５Ｍの回転が加速するときの供給電流値と加速電流値とに基づいて、昇降ワイヤ１８に作用する荷重が算出される。これにより、昇降モータ１５Ｍの加速中において昇降ワイヤ１８に作用する荷重を低コストで精度良く算出することができる。
【００７２】
［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【００７３】
本実施形態においては、昇降ワイヤ１８を制動する昇降ブレーキ１５Ｂが制動状態において、旋回体１１が旋回しジブ１２が俯仰したときに、昇降ワイヤ１８に作用する荷重を算出する例について説明する。
【００７４】
＜荷重算出装置＞
図６は、本実施形態に係るデッキクレーン１０の一例を示す機能ブロック図である。デッキクレーン１０は、旋回体１１を駆動する旋回モータ１３Ｍと、ドラム１４Ｄを駆動する俯仰モータ１４Ｍと、旋回モータ１３Ｍ及び俯仰モータ１４Ｍのそれぞれに電流を供給するインバータ６１と、旋回モータ１３Ｍの回転を検出する回転センサ６２Ａと、俯仰モータ１４Ｍの回転を検出する回転センサ６２Ｂと、昇降ブレーキ１５Ｂを制動状態と解放状態とに切り換えるアクチュエータ５４と、制御装置２０と、荷重算出装置３０と、通知装置６３とを備える。
【００７５】
インバータ６１は、旋回モータ１３Ｍ及び俯仰モータ１４Ｍのそれぞれに電流を供給する。制御装置２０は、旋回モータ１３Ｍ及び俯仰モータ１４Ｍのそれぞれが目標回転速度で駆動するように、インバータ６１に速度指令を出力する。インバータ６１は、制御装置２０から出力された速度指令に基づいて、旋回モータ１３Ｍ及び俯仰モータ１４Ｍのそれぞれが目標回転速度で駆動するように電流を供給する。
【００７６】
回転センサ６２Ａは、旋回モータ１３Ｍの単位時間当たりの回転数を検出する。回転センサ６２Ａの検出データより、旋回モータ１３Ｍの回転速度及び回転加速度が算出される。回転センサ６２Ｂは、俯仰モータ１４Ｍの単位時間当たりの回転数を検出する。回転センサ６２Ｂの検出データより、俯仰モータ１４Ｍの回転速度及び回転加速度が算出される。
【００７７】
荷重算出装置３０は、旋回電流値取得部３１Ａと、俯仰電流値取得部３１Ｂと、第１加速電流値算出部３２Ａと、第２加速電流値算出部３２Ｂと、記憶部３３と、荷重算出部３４と、算出結果出力部３５とを有する。
【００７８】
旋回電流値取得部３１Ａは、旋回体１１を駆動する旋回モータ１３Ｍに供給される供給電流値を示す旋回電流値を取得する。旋回電流値取得部３１Ａは、インバータ６１から旋回電流値を取得することができる。
【００７９】
俯仰電流値取得部３１Ｂは、ジブ１２を駆動する俯仰モータ１４Ｍに供給される供給電流値を示す俯仰電流値を取得する。俯仰電流値取得部３１Ｂは、インバータ６１から俯仰電流値を取得することができる。
【００８０】
第１加速電流値算出部３２Ａは、旋回モータ１３Ｍの回転が加速するときの回転加速度とデッキクレーン１０の推定イナーシャとに基づいて、旋回モータ１３Ｍの回転の加速に寄与する加速電流値を示す第１加速電流値を算出する。第１加速電流値算出部３２Ａは、回転センサ６２Ａの検出データに基づいて、旋回モータ１３Ｍの回転加速度を取得することができる。第１加速電流値算出部３２Ａは、記憶部３３から推定イナーシャを取得することができる。
【００８１】
第２加速電流値算出部３２Ｂは、俯仰モータ１４Ｍの回転が加速するときの回転加速度とデッキクレーン１０の推定イナーシャとに基づいて、俯仰モータ１４Ｍの回転の加速に寄与する加速電流値を示す第２加速電流値を算出する。第２加速電流値算出部３２Ｂは、回転センサ６２Ｂの検出データに基づいて、俯仰モータ１４Ｍの回転加速度を取得することができる。第２加速電流値算出部３２Ｂは、記憶部３３から推定イナーシャを取得することができる。
【００８２】
荷重算出部３４は、旋回電流値取得部３１Ａにより取得された旋回電流値と、俯仰電流値取得部３１Ｂにより取得された俯仰電流値とに基づいて、昇降ワイヤ１８に作用する荷重を算出する。
【００８３】
本実施形態において、荷重算出部３４は、旋回モータ１３Ｍの回転が加速するときに旋回電流値取得部３１Ａにより取得された旋回電流値と、第１加速電流値算出部３２Ａにより算出された第１加速電流値とに基づいて、旋回体１１に作用する荷重を算出する。荷重算出部３４は、旋回モータ１３Ｍの回転が加速するときに旋回電流値取得部３１Ａにより取得された旋回電流値から、第１加速電流値を減算することにより、旋回体１１に作用する荷重に対応する荷重電流値を算出することができる。荷重算出部３４は、算出した荷重電流値から、旋回体１１に作用する荷重を推定する。また、荷重算出部３４は、俯仰モータ１４Ｍの回転が加速するときに俯仰電流値取得部３１Ｂにより取得された俯仰電流値と、第２加速電流値算出部３２Ｂにより算出された第２加速電流値とに基づいて、ジブ１２に作用する荷重を算出する。荷重算出部３４は、俯仰モータ１４Ｍの回転が加速するときに俯仰電流値取得部３１Ｂにより取得された俯仰電流値から、第２加速電流値を減算することにより、ジブ１２に作用する荷重に対応する荷重電流値を算出することができる。荷重算出部３４は、算出した荷重電流値から、ジブ１２に作用する荷重を推定する。荷重算出部３４は、旋回体１１に作用する荷重とジブ１２に作用する荷重とに基づいて、昇降ワイヤ１８に作用する荷重を算出する。昇降ワイヤ１８に作用する荷重は、旋回体１１に作用する荷重とジブ１２に作用する荷重との合成荷重である。
【００８４】
算出結果出力部３５は、荷重算出部３４により算出された昇降ワイヤ１８に作用する荷重を通知装置６３に出力する。また、算出結果出力部３５は、昇降ワイヤ１８に作用する荷重が過荷重か否かを判定する。
【００８５】
＜荷重算出方法＞
図７は、本実施形態に係る荷重算出方法の一例を示すフローチャートである。昇降ワイヤ１８を制動する昇降ブレーキ１５Ｂが制動状態において、旋回体１１を旋回させジブ１２を俯仰させるために制御装置２０から制御指令が出力される。
【００８６】
旋回電流値取得部３１Ａは、インバータ６１から旋回モータ１３Ｍに供給される旋回電流値を取得する。第１加速電流値算出部３２Ａは、回転センサ６２Ａの検出データを取得する（ステップＳ１０Ａ）。
【００８７】
第１加速電流値算出部３２Ａは、回転センサ６２Ａの検出データに基づいて、旋回モータ１３Ｍの回転が開始されたか否かを判定する（ステップＳ２０Ａ）。
【００８８】
ステップＳ２０Ａにおいて、旋回モータ１３Ｍの回転が開始されていないと判定した場合（ステップＳ２０Ａ：Ｎｏ）、ステップＳ１０Ａに戻る。ステップＳ２０Ａにおいて、旋回モータ１３Ｍの回転が開始されたと判定した場合（ステップＳ２０Ａ：Ｙｅｓ）、第１加速電流値算出部３２Ａは、旋回モータ１３Ｍ（旋回体１１）が加速中であるか否かを判定する（ステップＳ３０Ａ）。
【００８９】
ステップＳ３０Ａにおいて、旋回モータ１３Ｍが加速中でないと判定された場合（ステップＳ３０Ａ：Ｎｏ）、荷重算出部３４は、旋回電流値取得部３１Ａにより取得された旋回モータ１３Ｍが一定速度で回転するときの旋回電流値に基づいて、旋回体１１に作用する荷重を算出する（ステップＳ９０Ａ）。
【００９０】
ステップＳ３０Ａにおいて、旋回モータ１３Ｍが加速中であると判定した場合（ステップＳ３０Ａ：Ｙｅｓ）、第１加速電流値算出部３２Ａは、旋回モータ１３Ｍの回転が加速するときの回転加速度とデッキクレーン１０の推定イナーシャとに基づいて、旋回モータ１３Ｍの加速に寄与する第１加速電流値を算出する（ステップＳ４０Ａ）。
【００９１】
旋回モータ１３Ｍの回転が加速するときの旋回電流値は、旋回電流値取得部３１Ａにより取得される。荷重算出部３４は、旋回電流値取得部３１Ａにより取得された旋回モータ１３Ｍの回転が加速するときの旋回電流値と、ステップＳ４０Ａにおいて算出された第１加速電流値とに基づいて、旋回体１１に作用する荷重を算出する（ステップＳ５０Ａ）。
【００９２】
荷重算出部３４は、旋回モータ１３Ｍの回転が加速するときに旋回電流値取得部３１Ａにより取得された旋回電流値から、第１加速電流値を減算することにより、旋回体１１に作用する荷重に対応する荷重電流値を算出することができる。荷重算出部３４は、荷重電流値から旋回体１１に作用する荷重を算出する。
【００９３】
算出結果出力部３５は、ステップＳ５０Ａにおいて旋回体１１に作用する荷重が適切に算出されたか否かを判定する（ステップＳ６０Ａ）。
【００９４】
ステップＳ６０Ａにおいて、旋回体１１に作用する荷重が算出されないと判定された場合（ステップＳ６０Ａ：Ｎｏ）、荷重算出部３４は、サーボロック状態の旋回モータ１３Ｍに供給される旋回電流値に基づいて、旋回体１１に作用する荷重を算出する（ステップＳ１００Ａ）。
【００９５】
俯仰電流値取得部３１Ｂは、インバータ６１から俯仰モータ１４Ｍに供給される俯仰電流値を取得する。第２加速電流値算出部３２Ｂは、回転センサ６２Ｂの検出データを取得する（ステップＳ１０Ｂ）。
【００９６】
第２加速電流値算出部３２Ｂは、回転センサ６２Ｂの検出データに基づいて、俯仰モータ１４Ｍの回転が開始されたか否かを判定する（ステップＳ２０Ｂ）。
【００９７】
ステップＳ２０Ｂにおいて、俯仰モータ１４Ｍの回転が開始されていないと判定した場合（ステップＳ２０Ｂ：Ｎｏ）、ステップＳ１０Ｂに戻る。ステップＳ２０Ｂにおいて、俯仰モータ１４Ｍの回転が開始されたと判定した場合（ステップＳ２０Ｂ：Ｙｅｓ）、第２加速電流値算出部３２Ｂは、俯仰モータ１４Ｍ（ジブ１２）が加速中であるか否かを判定する（ステップＳ３０Ｂ）。
【００９８】
ステップＳ３０Ｂにおいて、俯仰モータ１４Ｍが加速中でないと判定された場合（ステップＳ３０Ｂ：Ｎｏ）、荷重算出部３４は、俯仰電流値取得部３１Ｂにより取得された俯仰モータ１４Ｍが一定速度で回転するときの俯仰電流値に基づいて、ジブ１２に作用する荷重を算出する（ステップＳ９０Ｂ）。
【００９９】
ステップＳ３０Ｂにおいて、俯仰モータ１４Ｍが加速中であると判定した場合（ステップＳ３０Ｂ：Ｙｅｓ）、第２加速電流値算出部３２Ｂは、俯仰モータ１４Ｍの回転が加速するときの回転加速度とデッキクレーン１０の推定イナーシャとに基づいて、俯仰モータ１４Ｍの加速に寄与する第２加速電流値を算出する（ステップＳ４０Ｂ）。
【０１００】
俯仰モータ１４Ｍの回転が加速するときの俯仰電流値は、俯仰電流値取得部３１Ｂにより取得される。荷重算出部３４は、俯仰電流値取得部３１Ｂにより取得された俯仰モータ１４Ｍの回転が加速するときの俯仰電流値と、ステップＳ４０Ｂにおいて算出された第２加速電流値とに基づいて、ジブ１２に作用する荷重を算出する（ステップＳ５０Ｂ）。
【０１０１】
荷重算出部３４は、俯仰モータ１４Ｍの回転が加速するときに俯仰電流値取得部３１Ｂにより取得された俯仰電流値から、第２加速電流値を減算することにより、ジブ１２に作用する荷重に対応する荷重電流値を算出することができる。荷重算出部３４は、荷重電流値からジブ１２に作用する荷重を算出する。
【０１０２】
算出結果出力部３５は、ステップＳ５０Ｂにおいてジブ１２に作用する荷重が適切に算出されたか否かを判定する（ステップＳ６０Ｂ）。
【０１０３】
ステップＳ６０Ｂにおいて、ジブ１２に作用する荷重が算出されないと判定された場合（ステップＳ６０Ｂ：Ｎｏ）、荷重算出部３４は、サーボロック状態の俯仰モータ１４Ｍに供給される俯仰電流値に基づいて、ジブ１２に作用する荷重を算出する（ステップＳ１００Ｂ）。
【０１０４】
ステップＳ６０Ａにおいて、旋回体１１に作用する荷重が算出されたと判定された場合（ステップＳ６０Ａ：Ｙｅｓ）、及びステップＳ６０Ｂにおいて、ジブ１２に作用する荷重が算出されたと判定された場合（ステップＳ６０Ｂ：Ｙｅｓ）、荷重算出部３４は、旋回体１１に作用する荷重とジブ１２に作用する荷重とを合成して、昇降ワイヤ１８に作用する荷重を算出する。すなわち、荷重算出部３４は、旋回体１１に作用する荷重とジブ１２に作用する荷重との合成荷重を算出する。算出された合成荷重が、昇降ワイヤ１８に作用する荷重である（ステップＳ６５）。
【０１０５】
算出結果出力部３５は、ステップＳ６５において算出された昇降ワイヤ１８に作用する荷重が過荷重か否かを判定する（ステップＳ７０）。
【０１０６】
ステップＳ７０において、昇降ワイヤ１８に過荷重が作用していると判定した場合（ステップＳ７０：Ｙｅｓ）、算出結果出力部３５は、昇降ワイヤ１８に過荷重が作用していることを示す過荷重データを通知装置６３に出力する。また、算出結果出力部３５は、昇降ワイヤ１８に過荷重が作用していることを示す過荷重データを制御装置２０に出力する（ステップＳ８０）。
【０１０７】
ステップＳ７０において、昇降ワイヤ１８に過荷重が作用していないと判定した場合（ステップＳ７０：Ｎｏ）、算出結果出力部３５は、過荷重データを出力しない。
【０１０８】
＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、旋回モータ１３Ｍに供給される旋回電流値と、俯仰モータ１４Ｍに供給される俯仰電流値とに基づいて、昇降ワイヤ１８に作用する荷重が算出される。デッキクレーン１０において、貨物を持ち上げるときに旋回と俯仰とが同時に実行される場合、昇降ワイヤ１８に作用する荷重が大きくなる可能性がある。すなわち、旋回と俯仰とが同時に実行されると、昇降ワイヤ１８には、旋回による荷重と俯仰による荷重との両方の荷重が作用する。旋回電流値から旋回による荷重が推定される。俯仰電流値から俯仰による荷重が推定される。旋回電流値及び俯仰電流値が取得されることにより、旋回と俯仰とが同時に実行される場合において、昇降ワイヤ１８に作用する荷重を低コストで精度良く算出することができる。
【０１０９】
＜変形例＞
図８は、本実施形態に係るデッキクレーン１０の動作の一例を示す図である。図８は、保持具１８Ｈがグラブバケットであり、貨物が鉱物である例を示す。図８に示すように、保持具１８Ｈが鉱物の山に埋もれた状態においては、旋回モータ１３Ｍ及び俯仰モータ１４Ｍのそれぞれが駆動しても、旋回体１１及びジブ１２が直ぐには動けない可能性がある。すなわち、旋回モータ１３Ｍ及び俯仰モータ１４Ｍのそれぞれがトルクを発生しても、旋回体１１及びジブ１２のそれぞれが加速しない可能性がある。
【０１１０】
このような場合、第１加速電流値及び第２加速電流値は算出されない。荷重算出部３４は、旋回電流値に基づいて旋回モータ１３Ｍのトルクを算出する。また、荷重算出部３４は、俯仰電流値に基づいて俯仰モータ１４Ｍのトルクを算出する。荷重算出部３４は、旋回モータ１３Ｍのトルクと俯仰モータ１４Ｍのトルクとに基づいて、昇降ワイヤ１８に作用する荷重を算出することができる。
【０１１１】
［コンピュータシステム］
図９は、本実施形態に係るコンピュータシステム１０００の一例を示すブロック図である。上述の制御装置２０及び荷重算出装置３０のそれぞれは、コンピュータシステム１０００を含む。コンピュータシステム１０００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）のようなプロセッサ１００１と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）のような不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Random  Access  Memory）のような揮発性メモリを含むメインメモリ１００２と、ストレージ１００３と、入出力回路を含むインターフェース１００４とを有する。制御装置２０及び荷重算出装置３０のそれぞれの機能は、プログラムとしてストレージ１００３に記憶されている。プロセッサ１００１は、プログラムをストレージ１００３から読み出してメインメモリ１００２に展開し、プログラムに従って上述の処理を実行する。なお、プログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステム１０００に配信されてもよい。
【０１１２】
プログラムは、上述の実施形態に従って、コンピュータシステム１０００に、クレーンの少なくとも一部を駆動する電動モータの回転が加速するときに電動モータに供給される供給電流値を取得するステップと、電動モータの回転が加速するときの回転加速度とクレーンの推定イナーシャとに基づいて、加速に寄与する加速電流値を算出するステップと、供給電流値と加速電流値とに基づいて、クレーンの少なくとも一部に作用する荷重を算出する荷重算出部と、を含む荷重算出方法を実行させることができる。
【０１１３】
また、プログラムは、上述の実施形態に従って、コンピュータシステム１０００に、クレーンの旋回体を駆動する旋回モータに供給される旋回電流値を取得するステップと、前記クレーンのジブを駆動する俯仰モータに供給される俯仰電流値を取得するステップと、前記旋回電流値と前記俯仰電流値とに基づいて、前記クレーンの昇降ワイヤに作用する荷重を算出するステップと、を含む荷重算出方法を実行させることができる。
【０１１４】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記第１実施形態において、算出結果出力部３５は、デッキクレーン１０の状態が地切り状態か否かを判定し、判定結果に応じた方法で荷重を算出してもよい。
【０１１５】
ここで、地切り状態とは、デッキクレーン１０によって貨物が完全に持ち上がっていない状態であり、貨物の荷重の少なくとも一部が地面に作用している状態である。これに対して、貨物が完全に持ち上がった状態、つまり貨物の荷重が地面に作用していない状態が、宙吊り状態である。
【０１１６】
地切り状態か否かの判定は、例えば制御装置２０がインバータ６１から昇降モータ１５Ｍに電流を供給し、昇降ブレーキ１５Ｂを開放した直後の昇降モータ１５Ｍのトルクに基づいて行うことができる。つまり、昇降ブレーキ１５Ｂを開放した直後に宙吊り状態となる場合には、地切り状態の場合に比べて昇降モータ１５Ｍに大きなトルクが発生する。したがって、算出結果出力部３５は、昇降ブレーキ１５Ｂを開放した直後の昇降モータ１５Ｍのトルクが所定の第１閾値以下の場合には地切り状態であると判定し、第１閾値を超える場合には地切り状態ではない、つまり宙吊り状態であると判定することができる。なお、昇降ブレーキ１５Ｂを開放した直後の昇降モータ１５Ｍのトルクについては、例えば供給電流値取得部３１によって取得される供給電流値に基づいて求めることができる。この場合、荷重算出部３４において求めてもよいし、供給電流値を算出結果出力部３５に送信して算出結果出力部３５において求めてもよいし、当該トルクを算出するトルク算出部が別途設けられてもよい。
【０１１７】
算出結果出力部３５は、デッキクレーン１０の状態が地切り状態ではない（宙吊り状態である）と判定した場合には、上記実施形態に記載の荷重算出方法を実行することができる。
【０１１８】
また、算出結果出力部３５は、デッキクレーン１０の状態が地切り状態であると判定した場合、昇降モータ１５Ｍの回転速度を所定の目標速度に向けて通常加速する。この過程において、回転モータ１５Ｍに生じるトルクが第２閾値（例えば、許容値の５５％の値）未満の場合、昇降モータ１５Ｍの回転速度を速くする動作を継続する。一方、回転モータ１５Ｍに生じるトルクが第２閾値以上となった場合、その旨を制御装置２０に通知する。
【０１１９】
制御装置２０は、算出結果出力部３５から当該通知があった場合、昇降モータ１５Ｍを制動して低速制御を行う。この低速制御は、昇降モータ１５Ｍの回転速度を上記の目標速度よりも低くした低速状態として、当該昇降モータ１５Ｍに生じるトルクを高めていく制御である。低速制御では、昇降モータ１５Ｍの回転速度を一定とすることができる。
【０１２０】
算出結果出力部３５は、昇降モータ１５Ｍの回転が低速状態のときの供給電流値に基づいて、昇降モータ１５Ｍのトルク、及び、デッキクレーン１０の昇降ワイヤ１８に作用する荷重、の少なくとも一方を算出する。そして、算出結果出力部３５は、当該算出値に基づいて、昇降ワイヤ１８に作用する荷重が過荷重か否かを判定する。
【０１２１】
例えば、低速状態の昇降モータ１５Ｍのトルクを算出する場合、算出値が第３閾値（例えば、許容値の１０５％の値）以下であれば、算出結果出力部３５は、昇降ワイヤ１８に作用する荷重が過荷重ではないと判定することができる。一方、算出値が第３閾値を超える値であれば、算出結果出力部３５は、昇降ワイヤ１８に作用する荷重が過荷重であると判定することができる。
【０１２２】
また、例えば、低速状態においてデッキクレーン１０の昇降ワイヤ１８に作用する荷重を算出する場合、算出値が第４閾値（例えば、許容値の１０５％の値）未満であれば、算出結果出力部３５は、昇降ワイヤ１８に作用する荷重が過荷重ではないと判定することができる。また、算出値が第４閾値以上であれば、算出結果出力部３５は、昇降ワイヤ１８に作用する荷重が過荷重であると判定することができる。
【０１２３】
図１０は、本変形例に係る荷重算出方法の一例を示すフローチャートである。上記実施形態と同様、昇降ワイヤ１８を上昇させるために制御装置２０から制御指令が出力される。制御装置２０は、昇降ブレーキ１５Ｂが制動状態において、インバータ６１から昇降モータ１５Ｍに電流を供給させる。制御装置２０は、インバータ６１から昇降モータ１５Ｍに電流が供給された後、昇降ブレーキ１５Ｂを開放状態にする。
【０１２４】
算出結果出力部３５は、昇降ブレーキ１５Ｂを開放した直後の昇降モータ１５Ｍのトルクが第１閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。算出結果出力部３５は、トルクが第１閾値以下であると判定した場合（ステップＳ１１０のＹｅｓ）、デッキクレーン１０の状態が地切り状態であると判定し（ステップＳ１２０）、以下で説明するステップＳ１４０以降の処理を行う。一方、算出結果出力部３５は、トルクが所定の第１閾値より大きいと判定した場合（ステップＳ１１０のＮｏ）、デッキクレーン１０の状態が宙吊り状態であると判定し（ステップＳ１３０）、上記実施形態に記載のステップＳ１０以降の処理を行う。
【０１２５】
デッキクレーン１０が地切り状態であると判定した場合、算出結果出力部３５は、昇降モータ１５Ｍの回転速度を所定の目標速度に向けて通常加速し、回転モータ１５Ｍに生じるトルクが第２閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１４０）。トルクが第２閾値未満の場合（ステップＳ１４０のＮｏ）、算出結果出力部３５は、昇降モータ１５Ｍの回転速度を速くする動作を継続する。一方、回転モータ１５Ｍに生じるトルクが第２閾値以上である場合（ステップＳ１４０のＹｅｓ）、その旨を制御装置２０に通知する。制御装置２０は、算出結果出力部３５から当該通知があった場合、昇降モータ１５Ｍを制動して低速制御を行う（ステップＳ１５０）。
【０１２６】
低速制御において、算出結果出力部３５は、低速状態の昇降モータ１５Ｍのトルクが第３閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。低速状態の昇降モータ１５Ｍのトルクが第３閾値以下であると判定した場合（ステップＳ１６０のＹｅｓ）、荷重算出部３４は、低速制御における供給電流値に基づいて昇降ワイヤ１８に作用する荷重を算出する（ステップＳ１７０）。算出結果出力部３５は、荷重算出部３４の算出結果が第４閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１８０）。
【０１２７】
荷重算出部３４の算出結果が第４閾値以下であると判定した場合（ステップＳ１８０のＹｅｓ）、算出結果出力部３５は、昇降ワイヤ１８に作用する荷重が過荷重ではないと判定する。この場合、算出結果出力部３５は、過荷重データを出力せず、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１９０）。所定時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ１９０のＮｏ）、算出結果出力部３５は、ステップＳ１６０以降の処理を繰り返し行わせる。
【０１２８】
一方、ステップＳ１６０において低速状態の昇降モータ１５Ｍのトルクが第３閾値を超えると判定した場合（ステップＳ１６０のＮｏ）、及び、ステップＳ１８０において荷重算出部３４の算出結果が第４閾値を超えると判定した場合（ステップＳ１８０のＮｏ）、算出結果出力部３５は、昇降ワイヤ１８に作用する荷重が過荷重であると判定し、過荷重データを通知装置６３に出力する（ステップＳ２００）。
【０１２９】
本変形例において、算出結果出力部３５は、デッキクレーン１０の状態が地切り状態か否かを判定し、地切り状態と判定した場合には、電動モータ１５Ｍの回転が低速状態のときの供給電流値から算出される電動モータ１５Ｍのトルク及び昇降ワイヤ１８に作用する荷重の少なくとも一方の算出値に基づいて、昇降ワイヤ１８に作用する荷重が過荷重か否かを判定する。このように、速度を０としてトルクを測定するのではなく、電動モータ１５Ｍの回転を低速状態とすることで、デッキクレーン１０の操作者への違和感を低減することができる。
【０１３０】
また、算出結果出力部３５は、昇降ブレーキ１５Ｂを開放した直後の電動モータ１５Ｍのトルクが第１閾値以下である場合に、デッキクレーン１０の状態を地切り状態であると判定する。これにより、デッキクレーン１０の状態を容易かつ効率的に判定することができる。
【０１３１】
また、デッキクレーン１０の状態が地切り状態と判定した後の電動モータ１５Ｍのトルクが第２閾値以上となる場合に、電動モータ１５Ｍの回転を低速状態とする制御装置２０を更に備える。これにより、電動モータ１５Ｍの回転が低速状態になることを極力抑制することができ、デッキクレーン１０の操作者への違和感を低減することができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１０…デッキクレーン、１１…旋回体、１２…ジブ、１３…旋回装置、１３Ｂ…旋回ブレーキ、１３Ｍ…旋回モータ、１４…俯仰装置、１４Ｂ…俯仰ブレーキ、１４Ｄ…ドラム、１４Ｍ…俯仰モータ、１５…昇降装置、１５Ｂ…昇降ブレーキ、１５Ｄ…ドラム、１５Ｍ…昇降モータ、１６…架台、１６Ｓ…支持面、１７…滑車、１８…昇降ワイヤ、１８Ｈ…保持具、１９…俯仰用ワイヤ、２０…制御装置、３０…荷重算出装置、３１…供給電流値取得部、３１Ａ…旋回電流値取得部、３１Ｂ…俯仰電流値取得部、３２…加速電流値算出部、３２Ａ…第１加速電流値算出部、３２Ｂ…第２加速電流値算出部、３３…記憶部、３４…荷重算出部、３５…算出結果出力部、５１…ブレーキホイール、５２…ブレーキディスク、５３…ブレーキライニング、５４…アクチュエータ、５５…ガイドピン、６１…インバータ、６２…回転センサ、６２Ａ…回転センサ、６２Ｂ…回転センサ、６３…通知装置、１００…デッキクレーンシステム、１０１…船舶、１０２…デッキ、１０００…コンピュータシステム、１００１…プロセッサ、１００２…メインメモリ、１００３…ストレージ、１００４…インターフェース、ＡＸ１…旋回軸、ＡＸ２…俯仰軸、Ｒ…制御室。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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