(57)【要約】【課題】クレーン等の建設機械に設置するＧＰＳアンテナの受信感度を安定させる。【解決手段】クレーンの起伏動作をするラフィングジブ３にＧＰＳアンテナ１を取り付けるための取付具１０であって、ラフィングジブ３の起伏角度が変化しても常にＧＰＳアンテナ１が上向きになるようにＧＰＳアンテナ１の姿勢を維持する姿勢維持機構を備える。この姿勢維持機構は、軸方向の一端側にＧＰＳアンテナ１の取付部が設けられ、軸方向の中間を支点としてラフィングジブ３に対して相対回転可能にラフィングジブ３に支持されたロッド２０、２２と、ロッド２０、２２の軸方向の他端側に取り付けられたウエイト２６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械の起伏動作をする起伏部にＧＰＳアンテナを取り付けるための取付具であって、
前記起伏部の起伏角度が変化しても常に前記ＧＰＳアンテナが上向きになるように前記ＧＰＳアンテナの姿勢を維持する姿勢維持機構を備える建設機械用のＧＰＳアンテナの取付具。
【請求項２】
前記姿勢維持機構は、
軸方向の一端側に前記ＧＰＳアンテナの取付部が設けられ、軸方向の中間を支点として前記起伏部に対して相対回転可能に前記起伏部に支持された軸部と、
前記軸部の軸方向の他端側に取り付けられたウエイトと
を備える請求項１に記載の建設機械用のＧＰＳアンテナの取付具。
【請求項３】
前記姿勢維持機構は、前記軸部の相対回転に対して制動トルクを発生するダンパーを備える請求項２に記載の建設機械用のＧＰＳアンテナの取付具。
【請求項４】
前記建設機械はクレーンである請求項１から請求項３までの何れか１項に記載の建設機械用のＧＰＳアンテナの取付具。
【請求項５】
前記起伏部は、ベースジブと、該ベースジブの先端に設けられたラフィングジブである請求項４に記載の建設機械用のＧＰＳアンテナの取付具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械用のＧＰＳアンテナの取付具に関する。
【背景技術】
【０００２】
クレーンの動作監視システムとして、クレーンのジブが配電線に接触することを防止する目的で、ジブとクローラーとにＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナを取り付けてジブの３次元座標を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２１８４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ジブは起伏するのに対して、ＧＰＳアンテナは指向性アンテナであることから、ジブの起伏によりＧＰＳアンテナの向きが変化するとＧＰＳアンテナの受信感度が変化する。特に、ラフィングジブにＧＰＳアンテナを設置する場合には、ラフィングジブの起伏角度が大きいことから、ＧＰＳアンテナの受信感度が大きく変化する。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、クレーン等の建設機械に設置するＧＰＳアンテナの受信感度を安定させることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る建設機械用のＧＰＳアンテナの取付具は、建設機械の起伏動作をする起伏部にＧＰＳアンテナを取り付けるための取付具であって、前記起伏部の起伏角度が変化しても常に前記ＧＰＳアンテナが上向きになるように前記ＧＰＳアンテナの姿勢を維持する姿勢維持機構を備えるものである。
【０００７】
前記建設機械用のＧＰＳアンテナの取付具において、前記姿勢維持機構は、軸方向の一端側に前記ＧＰＳアンテナの取付部が設けられ、軸方向の中間を支点として前記起伏部に対して相対回転可能に前記起伏部に支持された軸部と、前記軸部の軸方向の他端側に取り付けられたウエイトとを備えてもよい。また、前記姿勢維持機構は、前記軸部の相対回転に対して制動トルクを発生するダンパーを備えてもよい。
【０００８】
建設機械用のＧＰＳアンテナの取付具において、前記建設機械はクレーンであってもよい。また、前記起伏部は、ベースジブと、該ベースジブの先端に設けられたラフィングジブであってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、クレーン等の建設機械に設置するＧＰＳアンテナの受信感度を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係るＧＰＳアンテナの取付具を示す立面図である。
【図２】一実施形態に係るＧＰＳアンテナの取付具を示す平面図である。
【図３】図１の２−２断面図である。
【図４】取付具を用いてＧＰＳアンテナを取り付けたクローラークレーンを示す立面図である。
【図５】一実施形態に係る取付具の作用を示す立面図である。
【図６】一実施形態に係る取付具の作用を示す立面図である。
【図７】一実施形態に係るクレーン動作監視システムの概略構成を示す図である。
【図８】パソコンの機能ブロック図である。
【図９】モニタに表示される画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係るＧＰＳアンテナ１の取付具１０を示す立面図、図２は該取付具１０を示す平面図、図３は、図１の２−２断面図であり、図４は、取付具１０を用いてＧＰＳアンテナ１を取り付けたクローラークレーン２を示す立面図である。図４に示すように、ＧＰＳアンテナ１は、ラフィングジブ３の先端とベースジブ４の先端のバックステー５とに取り付けられている。
【００１２】
図１〜図３に示すように、取付具１０は、ベースフレーム１２と、ベースフレーム１２に固定された一対の軸受１４、１５と、一対の軸受１４、１５に回転可能に支持された軸１６と、軸１６に固定されたブロック１８と、ブロック１８に固定された一対のロッド２０、２２と、ロッド２０に固定されたコの字状のアングル２４と、ロッド２２に支持されたウエイト２６、ベースフレーム１２に固定されたブラケット２８と、ブラケット２８に固定されたロータリーダンパー３０とを備えている。
【００１３】
ベースフレーム１２は、直方体形状の鋼製のフレームであり、底部の全体が開口し、上部の幅方向中央部に開口が形成されている。このベースフレーム１２の幅方向一端側の側板１２Ａが、ラフィングジブ３の側面又はバックステー５の側面にボルト等により固定されている。軸受１４は、ベースフレーム１２の側板１２Ａの内側にボルトで固定され、軸受１５は、ベースフレーム１２の幅方向他端側の側板１２Ｂにボルトで固定されている。この一対の軸受１４、１５は、ベースフレーム１２の幅方向に対向するように配されており、これらに軸１６の両端が挿入されている。この軸１６には一対の抜け止め用のリング１７が固定されており、これらが軸１６の軸方向への移動を制限することで軸１６が軸受１４、１５から抜けないようになっている。
【００１４】
ブロック１８は、直方体状に形成されており、軸１６の軸方向中央部に固定されている。一対のロッド２０、２２は、ブロック１８を挟んで同軸に且つこれらの軸線と軸１６の軸線とが互いに直交するように配されている。ロッド２０は、ブロック１８の上部に固定されており、ロッド２０の先端にアングル２４がボルトで固定されている。アングル２４は、二片が上下に対向するように配されており、下片２４Ａがロッド２０の先端に固定され、ＧＰＳアンテナ１が上片２４Ｂにボルトで固定されている。
【００１５】
ロッド２２は、ブロック１８の下部に固定されており、ロッド２２の先端側にウエイト２６が取り付けられている。ウエイト２６は、中央部に孔が空いたプレートを複数枚重ねた構成であり、ウエイト２６の孔にロッド２２の先端側が挿通されている。また、ロッド２２の先端に座金付のボルト２７が固定されており、このボルト２７によりウエイト２６が支持されている。ここで、ウエイト２６の重量は、ウエイト２６の質点における軸１６の周りのモーメントが、ＧＰＳアンテナ１の質点における軸１６の周りのモーメントよりも大きくなるように、即ち、ロッド２０、２２が鉛直の状態で停止し、ＧＰＳアンテナ１がウエイト２６の鉛直上方で停止するように設定されている。
【００１６】
ブラケット２８は、ベースフレーム１２の側板１２Ｂの外側にボルトで固定されている。このブラケット２８は、長方形状の鋼板をハット型に成型したものであり、その両側のフランジ２８Ａが側板１２Ｂにボルトで固定されている。また、ブラケット２８の中央部には円孔が形成され、この円孔にロータリーダンパー３０が挿通されており、そのロータリーダンパー３０のフランジ３０Ａがブラケット２８にボルトで固定されている。また、ロータリーダンパー３０の回転軸と軸１６とは同軸に配されており、軸継手３０Ｂにより連結されている。
【００１７】
ロータリーダンパー３０は、双方向の回転に対して制動トルクを発生する双方向性の回転ダンパーであり、軸１６がベースフレーム１２に対して相対回転する動きに抵抗する。ここで、ロータリーダンパー３０は、風力や機械振動等による小さなトルクでの軸１６の相対回転を抑えるのに対して、ラフィングジブ３やベースジブ４の起伏による大きなトルクでの軸１６の相対回転は許容する。
【００１８】
図５及び図６は、本実施形態に係る取付具１０の作用を示す立面図である。図５に示すように、ラフィングジブ３やバックステー５が水平でベースフレーム１２が水平の状態では、ロッド２０、２２が鉛直の姿勢で停止し、ＧＰＳアンテナ１がウエイト２６の鉛直上方で停止する。即ち、ＧＰＳアンテナ１の受信部が上向きになる。この状態で、風力や機械振動等による小さなトルクでの軸１６の相対回転がロータリーダンパー３０により抑えられることによって、ＧＰＳアンテナ１の振動が抑えられる。
【００１９】
一方、図６に示すように、ラフィングジブ３やバックステー５が水平線に対して傾斜してベースフレーム１２が同様に傾斜した状態では、ロッド２０、２２が鉛直の姿勢で停止し、ＧＰＳアンテナ１がウエイト２６の鉛直上方で停止する。即ち、ＧＰＳアンテナ１の受信部が上向きになる。ここで、ラフィングジブ３やベースジブ４の起伏により軸１６に大きなトルクが作用すると、ロータリーダンパー３０は軸１６の相対回転を許容する。これによって、ベースフレーム１２は軸１６を中心に回転するのに対して、軸１６は回転せず、軸１６と一体化されたロッド２０、２２は鉛直な姿勢で停止する。よって、ラフィングジブ３やベースジブ４が起伏してベースフレーム１２の姿勢が変化しても、ＧＰＳアンテナ１は上向きの姿勢に維持され、ＧＰＳアンテナ１の受信感度が良好に維持される。
【００２０】
図７は、一実施形態に係るクレーン動作監視システム１００の概略構成を示す図である。この図に示すように、クレーン動作監視システム１００は、上述のラフィングジブ３を備えるクローラークレーン２が高圧配電線６に接近していないかを監視するシステムであり、ラフィングジブ３の先端とベースジブ４の先端のバックステー５とに取付具１０を用いて取り付けられたＧＰＳアンテナ１と、クローラークレーン２の運転席内に設置されたパソコン１１０と、警報装置１２２とを備えている。ここで、１組のＧＰＳアンテナ１は、取付具１０によってラフィングジブ３やベースジブ４の起伏角度に関わらず常に上向きに維持され、受信感度が良好に維持される。
【００２１】
図８は、パソコン１１０の機能ブロック図である。この図に示すように、パソコン１１０は、位置情報受信部１１２と、位置座標変換部１１４と、接近判定部１１６と、警報制御部１１８と、表示制御部１２０とを備えている。位置情報受信部１１２は、一対のＧＰＳアンテナ１から無線又は有線の回線を通じて位置情報を受信する。そして、位置座標変換部１１４は、高圧配電線６の位置座標を含む現場座標系のデータを記憶しており、位置情報受信部１１２が受信した位置情報を現場座標系の位置座標に変換する。
【００２２】
接近判定部１１６は、位置座標変換部１１４が変換した位置座標と高圧配電線６の位置座標との距離が、警報範囲内であるか否かを判定する。そして、警報制御部１１８は、接近判定部１１６においてＧＰＳアンテナ１の位置座標と高圧配電線６の位置座標との距離が警報範囲内と判定された場合に警報装置１２２を作動させる。
【００２３】
図９に示すように、表示制御部１２０は、ラフィングジブ３の先端の位置とベースジブ４の先端の位置と高圧配電線６の位置とをイメージ化した画像をパソコン１１０のモニタ１１１に表示させる。表示制御部１２０は、ラフィングジブ３の先端に設置されたＧＰＳアンテナ１の位置に矢印の先端を表示させ、バックステー５に設置されたＧＰＳアンテナ１の位置に二重丸を表示させ、高圧配電線６の位置に複数本の線を表示させ、警報エリア、警告エリア、注意エリアをそれぞれ、破線や色の違う線等で表示させる。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態に係るクレーン動作監視システム１００では、ＧＰＳアンテナ１をラフィングジブ３の先端とベースジブ４の先端のバックステー５とに設置して、ラフィングジブ３の先端の位置とベースジブ４の先端の位置とをＧＰＳで検出する。これによって、クローラーの旋回角度やジブの起伏角度等に基づく演算処理を要することなく、ラフィングジブ３の先端の位置とベースジブ４の先端の位置を検出できる。そして、ＧＰＳで検出したラフィングジブ３の先端の位置とベースジブ４の先端の位置とを、高圧配電線６の位置座標を含む現場座標系に変換することで、ラフィングジブ３の先端、及び、ベースジブ４の先端と高圧配電線６との位置関係を確認できる。
【００２５】
なお、上述の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。例えば、上述の各実施形態では、ラフィングジブ３を備えるクローラークレーン２を例に挙げて説明したが、掘削機等の他の起伏部を備える建設機械にも適用可能である。
【００２６】
また、姿勢維持機構の構成は、上述の実施形態に限られるものではない。例えば、バネやモーターでＧＰＳアンテナ１を上向きの姿勢に維持するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１  ＧＰＳアンテナ、２  クローラークレーン、３  ラフィングジブ、４  ベースジブ、５  バックステー、６  高圧配電線、１０  取付具、１２  ベースフレーム、１２Ａ、１２Ｂ  側板、１４  軸受、１５  軸受、１６  軸、１７  リング、１８  ブロック、２０  ロッド、２２  ロッド、２４  アングル、２４Ａ  下片、２４Ｂ  上片、２６  ウエイト、２７  ボルト、２８  ブラケット、２８Ａ  フランジ、３０  ロータリーダンパー、３０Ａ  フランジ、３０Ｂ  軸継手、１００  クレーン動作監視システム、１１０  パソコン、１１１  モニタ、１１２  位置情報受信部、１１４  位置座標変換部、１１６  接近判定部、１１８  警報制御部、１２０  表示制御部、１２２  警報装置
【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８】
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【図７】
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【図９】
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