(57)【要約】【課題】風速計の異常の有無の診断が可能なクレーンの風速計測システムを提供する。【解決手段】風速計測システムは、クレーンの作業アタッチメントに取付けられる風速計５０と、その作業アタッチメントの動作による風速計５０の移動がない風速計停止時に計測される風速の代表値である停止時代表値を算定する停止時代表値算定部７２と、作業アタッチメントの動作によって風速計５０が移動しているときに計測される風速の値である移動時計測値と前記停止時代表値との比較に基づいて風速計５０の異常の有無を判定する異常判定部７６と、その判定を表示する表示装置７８，８０，８２〜８４と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、当該基体に支持されて所定の作業動作を行う作業アタッチメントと、を備えたクレーンに設けられる風速計測システムであって、
前記作業アタッチメントの可動部位に当該可動部位とともに移動するように取付けられる風速計であって当該風速計の位置における風速を計測するものと、
前記作業アタッチメントの動作による前記風速計の移動がない風速計停止時に当該風速計により計測される風速の代表値である停止時代表値を算定する停止時代表値算定部と、
前記作業アタッチメントの動作によって前記風速計が移動しているときに前記風速計により計測される風速の値である移動時計測値と前記停止時代表値との比較に基づいて前記風速計の異常の有無を判定する異常判定部と、
当該異常判定部によりなされる判定を表示する表示装置と、を備える、クレーンの風速計測システム。
【請求項２】
請求項１記載のクレーンの風速計測システムであって、前記異常判定部は、前記停止時代表値と前記移動時計測値との差の大きさが予め定められた最小許容差に満たない場合に前記風速計に異常があると判定する、クレーンの風速計測システム。
【請求項３】
請求項２記載のクレーンの風速計測システムであって、前記異常判定部は、前記停止時代表値と前記移動時計測値との差の大きさが前記最小許容差に満たない状態が予め設定された最小許容差判定猶予期間だけ継続した場合にのみ前記風速計に異常があると判定する、クレーンの風速計測システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のクレーンの風速計測システムであって、前記作業アタッチメントの動作に伴う前記風速計の移動の速度を検出する移動速度検出部をさらに備え、前記異常判定部は、前記停止時代表値と、前記移動速度検出部により検出される前記風速計の移動速度と、前記移動時計測値と、の関係に基づいて前記風速計の異常の有無を判定する、クレーンの風速計測システム。
【請求項５】
請求項４記載のクレーンの風速計測システムであって、前記移動速度検出部は、前記作業アタッチメントの姿勢を検知する姿勢検知部と、当該姿勢検知部により検知される前記作業アタッチメントの姿勢の時間変化に基づいて当該作業アタッチメントに取付けられている前記風速計の移動速度を推定演算する移動速度演算部と、を有する、クレーンの風速計測システム。
【請求項６】
請求項４または５記載のクレーンの風速計測システムであって、前記異常判定部は、前記停止時代表値と前記移動速度とに基づいて推定される前記風速計の計測値である推定計測値と、前記移動時計測値と、の差の大きさが予め設定された最大許容差を超える場合に前記風速計に異常があると判定する、クレーンの風速計測システム。
【請求項７】
請求項６記載のクレーンの風速計測システムであって、前記異常判定部は、前記停止時代表値と前記移動速度との差の絶対値に相当する第１風速推定値及び前記停止時代表値と前記移動速度との和の絶対値に相当する第２風速推定値を演算し、前記第１風速推定値と前記移動時計測値との差の大きさが前記最大許容差を超え、かつ、前記第２風速推定値と前記移動時計測値との差の大きさが前記最大許容差を超える場合にのみ、前記風速計に異常があると判定する、クレーンの風速計測システム。
【請求項８】
請求項６または７記載のクレーンの風速計測システムであって、前記異常判定部は、前記推定計測値と前記移動時計測値との差の大きさが前記最大許容差を超える状態が予め設定された最大許容差判定猶予期間だけ継続した時点で前記風速計に異常があると判定する、クレーンの風速計測システム。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれかに記載のクレーンの風速計測システムであって、前記異常判定部は、前記推定計測値と前記移動時計測値との差が前記最大許容差を超える場合に前記風速計に第１レベルの異常があると判定し、前記停止時代表値と前記移動時計測値との差の大きさが予め設定された最小許容差に満たない場合に前記風速計に前記第１レベルよりも低い第２レベルの異常があると判定し、前記表示装置は、前記風速計に前記第１レベルの異常があると判定された場合に第１の異常表示を行い、前記風速計に前記第２レベルの異常があると判定された場合に前記第１の異常表示とは異なる第２の異常表示を行う、クレーンの風速計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーンに設けられ、当該クレーンの作業アタッチメントにおいて高所に位置する部位での風速を計測するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
クレーンの中には、大型クレーンや超大型クレーンのように、長尺の作業アタッチメント（例えばブームやジブ）の先端が高所に位置する状態で作業が行われるものがある。このようなクレーンにおける安全性の向上のために、前記作業アタッチメントの先端またはその近傍での風速を計測するシステムの導入が検討されている。
【０００３】
特許文献１は、クローラクレーンに設けられる安全装置であって、ブームの先端部における風速を計測する機能を備えた安全装置を開示する。この安全装置は、前記ブームの先端部に設けられて当該先端部における風速を計測する風速計と、互いに色の異なる３つの点灯部をもつ三色灯と、前記風速計により計測された風速が、安全な風速、注意を払うべき風速、及び危険な風速のいずれに該当するかを判定する判定部と、前記三色灯において前記判定の結果に対応した色の点灯部を点灯させる点灯制御器と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１０５５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記のような風速計を備える安全装置の実効を図るには、当該風速計が正常な状態で作動しているか否かの診断、すなわち当該風速計の異常の有無の診断、を行うことが望まれる。しかしながら、その診断は必ずしも容易ではない。例えば、地上では無風な状態にあってかつ風速計により計測される風速がほぼ０の場合であっても、当該風速計が存在する高所では強い風が吹いている可能性がある。このような状況において前記風速計の出力の信頼性を正確に判断することは困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、クレーンにおける作業アタッチメントの可動部位、好ましくは作業時に高所に位置する部位、における風速を計測する風速計を備えるとともに、当該風速計の異常の有無を診断することが可能なクレーンの風速計測システムを提供することを目的とする。
【０００７】
前記目的を達成するための手段として、本発明者らは、前記風速計が設置される作業アタッチメントの動作に伴う当該風速計の移動に着目した。当該作業アタッチメントが動作することにより、これに設置される前記風速計は移動するので、当該風速計が正常であればこれにより計測される風速は前記作業アタッチメントの動作によって変動するはずである。従って、当該作業アタッチメントの動作を利用することにより前記風速計の異常の有無を判断することが可能である。
【０００８】
本発明は、このような観点からなされたものである。本発明により提供されるのは、基体と、当該基体に支持されて所定の作業動作を行う作業アタッチメントと、を備えたクレーンに設けられる風速計測システムであって、前記作業アタッチメントの可動部位に当該可動部位とともに移動するように取付けられる風速計であって当該風速計の位置における風速を計測するものと、前記作業アタッチメントの動作による前記風速計の移動がない風速計停止時に当該風速計により計測される風速の代表値である停止時代表値を算定する停止時代表値算定部と、前記作業アタッチメントの動作によって前記風速計が移動しているときに前記風速計により計測される風速の値である移動時計測値と前記停止時代表値との比較に基づいて前記風速計の異常の有無を判定する異常判定部と、当該異常判定部によりなされる判定を表示する表示装置と、を備える。
【０００９】
ここでいう停止時代表値とは、前記風速計停止時に当該風速計により計測される風速の値に基づき設定される値であって、前記風速計の異常の有無の判定のために前記移動時計測値と比較されるべき値として採用される値である。当該停止時代表値は、例えば、過去複数回にわたって所定の時間間隔をおいて停止状態の前記風速計により計測された複数の計測値の平均が好適である。あるいは、前記風速計が移動する直前に当該風速計が計測した風速の値が前記代表値に採用されてもよい。
【００１０】
前記風速計測システムによれば、停止状態にある風速計が計測する風速の代表値である停止時代表値と、作業アタッチメントの動作に伴う風速計の移動中に当該風速計が計測する風速の値である移動時計測値と、の比較に基づいて当該風速計の異常の有無を判定することが可能である。
【００１１】
例えば、前記風速計の移動時にはその移動の速度に対応して当該風速計の計測値と実際の風速との値に差が生じるはずであるから、前記異常判定部は、前記停止時代表値と前記移動時計測値との差の大きさが予め定められた最小許容差に満たない場合に前記風速計に異常があると判定することができる。
【００１２】
この場合、当該異常判定部は、前記停止時代表値と前記移動時計測値との差が前記最小許容差に満たない状態が予め設定された最小許容差判定猶予期間だけ継続した時点で前記風速計に異常があると判定してもよい。このことは、風速計が正常であるにもかかわらず別の要因で前記停止時代表値と前記移動時計測値との差とが一時的に微小となったときの誤判定を防ぐことを可能にする。
【００１３】
前記風速計測システムは、前記作業アタッチメントの動作に伴う前記風速計の移動の速度を検出する移動速度検出部をさらに備えることが好ましい。この場合、前記異常判定部は、前記停止時代表値と、前記移動速度検出部により検出される前記風速計の移動速度と、前記移動時計測値と、の関係に基づいてより精度の高い異常の判定を行うことが可能である。
【００１４】
例えば、前記異常判定部は、前記停止時代表値と前記移動速度とに基づいて推定される前記風速計の計測値である推定計測値と、前記移動時計測値（つまり前記風速計の移動時に当該風速計によって実際に計測される風速値）と、の差が予め設定された最大許容差を超える場合に前記風速計に異常があると判定することができる。
【００１５】
前記風速推定値と前記移動時計測値との比較に基づく異常判定は、前記風速計が風速の大きさのみを計測するものであって実際の風向が不明である場合にも行うことが可能である。具体的に、前記異常判定部は、前記停止時代表値と前記移動速度との差の絶対値に相当する第１風速推定値（つまり実際の風向が前記風速計の移動の方向と同じであると仮定した場合に推定される計測値）及び前記停止時代表値と前記移動速度との和の絶対値に相当する第２風速推定値（つまり実際の風向が前記風速計の移動の方向と逆であると仮定した場合に推定される計測値）を演算し、前記第１風速推定値と前記移動時計測値との差の大きさが前記最大許容差を超え、かつ、前記第２風速推定値と前記移動時計測値との差の大きさが前記最大許容差を超える場合にのみ、前記風速計に異常があると判定するものが、好適である。
【００１６】
前記移動速度検出部は、例えば、前記作業アタッチメントの姿勢を検知する姿勢検知部と、当該姿勢検知部により検知される前記作業アタッチメントの姿勢の時間変化に基づいて当該作業アタッチメントに取付けられている前記風速計の移動速度を推定演算する移動速度演算部と、を有するものが、好適である。当該移動速度検出部は、前記作業アタッチメントの姿勢の時間変化を利用することにより、高価な速度計を用いることなく前記風速計の移動速度を検出することができる。
【００１７】
前記風速計の移動速度を加味した異常判定についても、その誤判定を防ぐためには、判定猶予期間を設定することが好ましい。具体的に、前記異常判定部は、前記推定計測値と前記移動時計測値との差が前記最大許容差を超える状態が予め設定された最大許容差判定猶予期間だけ継続した時点で前記風速計に異常があると判定するのが、好ましい。
【００１８】
前記異常判定部により判定される異常にはランクが与えられてもよい。これにより、使用者は、判定された異常の深刻度合いを認識することができ、これに応じた的確な対処をすることが可能である。例えば、前記異常判定部は、前記推定計測値と前記移動時計測値との差の大きさが前記最大許容差を超える場合に前記風速計に前記第１レベルの異常がある（例えば風速計について故障の疑いがある）と判定し、前記停止時代表値と前記移動時計測値との差の大きさが前記最小許容差に満たない場合に前記風速計に前記第１レベルよりも高い第２レベルの異常がある（例えば風速計について明らかな故障がある）と判定してもよい。この場合、前記表示装置は、前記風速計に前記第１レベルの異常があると判定された場合に第１の異常表示を行い、前記風速計に前記第２レベルの異常があると判定された場合に前記第１の異常表示とは異なる第２の異常表示を行うのが、よい。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、クレーンにおける作業アタッチメントの可動部位における風速を計測する風速計を備える風速計測システムであって、当該風速計の異常の有無を的確に判断することが可能なものが、提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係るクレーンの側面図である。
【図２】前記クレーンに設けられる風速計及びこれを支持するブラケットの正面図である。
【図３】前記風速計の要部を示す斜視図である。
【図４】前記風速計を含む風速計測システムを示すブロック図である。
【図５】前記風速計の異常の有無の診断のために前記風速計測システムにおいて行われる演算制御動作のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図６】前記演算制御動作のサブルーチンである風速計移動時診断処理を示すフローチャートである。
【図７】前記演算制御動作のサブルーチンである風速計停止時診断処理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】
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、前記実施の形態に係るクレーンを示す。当該クレーンは、高所からの吊り作業が可能な大型クローラクレーンであり、クローラを含む下部走行体１０と、その上に旋回可能に搭載される上部旋回体１２と、当該上部旋回体１２とともに旋回するように当該上部旋回体１２に支持される作業アタッチメントと、を備える。前記下部走行体１０は、前記上部旋回体１２とともに、前記作業アタッチメントを支持する基体を構成する。前記上部旋回体１２は、旋回フレーム１４を有し、当該旋回フレーム１４に運転室１５、カウンタウェイト１３、ガントリ２０等が搭載される。
【００２３】
前記作業アタッチメントは、タワー１６と、タワージブ１８と、を含む。前記タワー１６は、ラチス構造を有し、限られた起伏角度範囲で起伏可能すなわち水平軸回りに回動可能となるように前記旋回フレーム１４に支持される。当該タワー１６の上端部はタワーキャップ１７を構成する。前記タワージブ１８もラチス構造を有し、前記タワーキャップ１７に起伏可能すなわち水平軸回りに回動可能に連結される基端部と、当該基端部の反対側の先端部と、を有する。
【００２４】
前記クレーンは、前記タワー（ブーム）１６を起伏させるタワー起伏装置と、前記タワー１６に対して前記タワージブ１８を起伏させるジブ起伏装置と、をさらに備える。前記タワー起伏装置は、前記ガントリ２０に取付けられる下部スプレッダ２８と、前記タワー１６の上端にタワーガイライン３０を介して連結される上部スプレッダ３２と、両スプレッダ２８，３２同士の間に掛渡されるタワー起伏ロープ３４と、前記旋回フレーム１４に搭載されて当該タワー起伏ロープ３４の巻取り及び繰出しにより前記タワー１６を起伏させる図示されないタワー起伏ウィンチと、を含む。前記ジブ回動装置は、前記タワーキャップ１７に回動可能に連結されるフロントストラット２２及びリアストラット２４と、当該ストラット２２，２４の先端部を相互に連結するストラットガイライン２６と、前記フロントストラット２２の先端部と前記タワージブ１８の先端部とを連結するフロントガイライン２８と、前記リアストラット２４の先端部にリアガイライン３６を介して連結される上部スプレッダ３８と、前記タワー１６の背面に取付けられる下部スプレッダ４０と、両スプレッダ３８，４０の間に掛渡されるジブ起伏ロープ４２と、前記旋回フレーム１４に搭載されて前記ジブ起伏ロープ４２の巻取り及び繰出しを行うことにより前記タワージブ１８を回動させる図略のジブ起伏ウィンチと、を含む。
【００２５】
前記クレーンは、さらに、吊り荷４４の吊り作業を行うための吊り装置を備える。当該吊り装置は、前記吊り荷４４と係合するフック装置４５と、前記タワージブ１８の先端部に取付けられるポイントシーブ４６を含む複数のシーブと、前記フック装置４５と前記ポイントシーブ４６との間に掛渡される吊りロープ４８と、前記旋回フレーム１４に搭載され、前記吊りロープ４８の巻上げ及び巻下げを行うことにより前記吊り荷４４を昇降させる図略の吊りウィンチと、を含む。
【００２６】
前記クレーンには、風速計測システムが搭載される。この風速計測システムは、図２及び図３に示すような風速計５０を備える。当該風速計５０は、前記作業アタッチメントにおける特定の可動部、好ましくは作業時に高所に位置する部位、具体的には前記タワージブ１８の先端または近傍の部位であって例えば図１に点Ｐｗで示される部位、に取付けられ、当該風速計５０の位置における風速を計測する。具体的には、当該風速の大きさに対応した電気信号である風速計測信号を生成して出力する。
【００２７】
前記風速計５０は、図２及び図３に示すように、ケーシング５２と、計測軸５３と、複数枚の風杯５４と、遮光部材５５と、発光素子５７及び受光素子５８と、を有する。
【００２８】
前記ケーシング５２は、前記計測軸５３を回転可能に保持するとともに、図２に示されるブラケット１９を介して前記タワージブ１８の特定部位に連結される。当該ブラケット１９は、前記タワージブ１８の起伏角度にかかわらず前記計測軸５３が鉛直方向を向く姿勢を保つように前記ケーシング５２を支持する。前記複数枚の風杯５４のそれぞれは前記計測軸５３に連結され、風を受けることによりその風速に対応した速度で前記計測軸５３を回転させる。
【００２９】
前記遮光部材５５は、前記計測軸５３と一体に回転するように当該計測軸５３の下端に連結される。当該遮光部材５５は、円筒状の周壁５６を有し、当該周壁５６は回転周方向に一定の間隙をおいて並ぶ複数の遮光部５６ａを含む。前記発光素子５７及び前記受光素子５８は前記周壁５６の径方向外側及び内側にそれぞれ配置される。前記発光素子５７は前記受光素子５８に向かって光を発し、前記受光素子５８は前記発光素子５７から発せられた光が前記遮光部５６ａ同士の間隙を通過したときにのみこれを受光して電気信号に変換する。従って、前記風速計５０が正常である場合、前記受光素子５８が出力する信号は前記風速の大きさに対応した周期をもつパルス信号となる。
【００３０】
本発明に係る風速計の具体的な構造は図２及び図３に示されるものに限定されない。当該風速計は、当該風速計の位置における実際の風速を計測信号に変換するものであればよく、従来知られている種々の風速計をそのまま用いることが可能である。
【００３１】
前記風速計測システムは、さらに、前記風速計５０の異常の有無を診断する機能を有する。具体的に、この実施の形態に係る風速計測システムは、前記風速計５０に加え、図４に示すような操作レバースイッチ６０、診断指令スイッチ６２、旋回角度計６４、タワー角度計６６、ジブ角度計６８、コントローラ７０、表示器８０、正常表示灯８２、警告表示灯８３及び故障表示灯８４を備える。
【００３２】
前記操作レバースイッチ６０は、前記運転室１５内に設けられる操作レバーであって前記作業アタッチメントを動かす指令を入力するためのレバーに与えられる操作の有無を検出する。具体的に、当該操作レバースイッチ６０は、前記操作レバーがその中立位置から予め設定された微小角度以上回動した場合に操作検知信号を生成して前記コントローラ７０に入力する。
【００３３】
前記診断指令スイッチ６２は、前記コントローラ７０に異常診断を行わせるための指令を入力するためのスイッチである。具体的に、当該診断指令スイッチ６２は、オペレータから所定の操作を受けたときに診断指令信号を生成して前記コントローラ７０に入力する。
【００３４】
前記旋回角度計６４、前記タワー角度計６６及び前記ジブ角度計６８は、前記作業アタッチメントの姿勢を検知する姿勢検知部を構成する。前記旋回角度計６４は、前記下部走行体１０に対する前記上部旋回体１２の旋回角度つまりは前記作業アタッチメントの旋回角度に対応する旋回角度検知信号を生成して前記コントローラ７０に入力する。前記タワー角度計６６は、前記上部旋回体１２に対する前記タワー１６の起伏角度に対応するタワー角度検知信号を生成して前記コントローラ７０に入力する。前記ジブ角度計６８は、前記タワー１６に対する前記タワージブ１８の起伏角度に対応するジブ角度検知信号を生成して前記コントローラ７０に入力する。
【００３５】
前記コントローラ７０は、例えばコンピュータからなり、前記風速計５０の異常の有無の診断のための演算制御動作を行う。そのための機能として、当該コントローラ７０は、停止時代表値算定部７２と、移動速度算定部７４と、異常判定部７６と、表示指令部７８と、を有する。
【００３６】
前記停止時代表値算定部７２は、前記作業アタッチメントの動作による前記風速計５０の移動がない風速計停止時に当該風速計５０により計測される風速の代表値である停止時代表値Ｖ０を算定する。この停止時代表値Ｖ０は、前記風速計停止時に前記風速計５０により計測される風速の値に基づき設定される値であって、当該風速計５０の異常の判定のために移動時計測値Ｖｍと比較されるべき値として採用される値である。前記移動時計測値Ｖｍは、前記作業アタッチメントの動作により前記風速計５０が移動している時に当該風速計５０により計測される風速の値である。
【００３７】
この実施の形態に係る停止時代表値算定部７２は、前記風速計５０が停止しているときに当該風速計５０から入力される風速計測信号を予め設定されたサンプリング時間が経過する度に取込み、直近の複数回（例えば１００回）にわたって取得した停止時計測値の平均を前記停止時代表値Ｖ０として算定する。しかし、本発明に係る停止時代表値はこのような計測値の平均に限定されない。当該停止時代表値は、あるいは、前記作業アタッチメントの動作が開始されて風速計が始動する直前に当該風速計により計測された風速の値であってもよい。
【００３８】
前記移動速度算定部７４は、前記各角度計６４，６６，６８により構成される前記姿勢検知部によって検知される前記作業アタッチメント（この実施の形態ではタワー１６及びタワージブ１８）の姿勢の時間変化に基づいて、当該作業アタッチメントに取付けられている前記風速計５０の移動速度（この実施の形態では後述のような水平方向の移動速度）Ｖａを推定演算する。従って、当該移動速度算定部７４は、前記各角度計６４，６６，６８とともに、前記作業アタッチメントの姿勢の時間変化すなわち当該作業アタッチメントの動作に伴う前記風速計５０の移動の速度Ｖａを検出する移動速度検出部を構成する。
【００３９】
前記移動速度検出部は、例えば、前記風速計５０の実際の移動速度を電気信号に変換する速度センサであってもよい。しかし、前記姿勢検知部と前記移動速度算定部７４の組合せは、高価な前記速度センサを用いずに前記作業アタッチメントの姿勢を利用して前記風速計５０の移動速度Ｖａを取得することを可能にする。
【００４０】
前記異常判定部７６は、前記停止時代表値Ｖ０と、前記移動時計測値Ｖｍと、前記移動速度Ｖａと、に基づき、前記風速計５０における異常の有無を判定する。この実施の形態に係る前記異常判定部７６は、前記風速計５０の状態が、ａ）正常な状態、ｂ）故障の疑いがある要注意の状態（第１レベルの異常がある状態）、ｃ）明らかに故障している状態（第１レベルよりも高い第２レベルの異常がある状態）、のいずれに該当するかを判定する。
【００４１】
前記表示指令部７８は、前記風速計５０から入力される計測信号及び前記異常判定部７６によりなされる判定の結果に基づき、前記表示器８０及び前記表示灯８２〜８４のそれぞれに表示動作を行わせる。
【００４２】
前記表示器８０は、クレーンの運転状態についての情報を表示することが可能な画面を有する。前記表示灯８２〜８４は互いに異なる色で点灯することが可能であり、そのいずれかが点灯することにより使用者に前記異常判定の結果を知らせる。前記表示指令部７８は、前記風速計５０により計測される風速の値を前記表示器８０に表示させるとともに、前記異常判定部７６により前記風速計５０が正常であると判定されたときは（例えば青色の）正常表示灯８２を点灯させ、前記風速計５０が要注意状態であると判定されたときは（例えば黄色の）警告表示灯８３を点灯させ、前記風速計５０が故障していると判定されたときは（例えば赤色の）故障表示灯８４を点灯させる。
【００４３】
従って、前記表示指令部７８、前記表示器８０及び前記各表示灯８２〜８４は、前記異常判定部７６による判定の内容を表示する表示装置を構成する。
【００４４】
次に、前記異常の有無の診断を行うために前記コントローラ７０が行う演算制御動作を、図５〜図７のフローチャートを参照しながら説明する。
【００４５】
図５は、前記演算制御動作のメインルーチンを示す。このメインルーチンは、クレーンの運転が開始された時点、例えば前記旋回フレーム１４に搭載された図略のエンジンが始動した時点、から繰り返し実行される。
【００４６】
まず、前記コントローラ７０の異常判定部７６は、判定カウントを０にリセットする（ステップＳ０）。この実施の形態では、風速計５０について判定される異常のうちの特定の異常については判定に猶予が与えられている。すなわち、前記異常判定部７６は、前記異常に対応する現象が生じた時点で直ちに当該異常があると判定するのではなく、当該現象が所定の判定猶予期間だけ継続した時点ではじめて当該異常があると判定する。前記判定カウントは前記判定猶予期間を計測するために一定の時間間隔をおいて減算されるカウント値である。
【００４７】
前記コントローラ７０の移動速度算定部７４は、各角度計６４，６６，６８の検知信号に基づいて風速計５０の移動速度Ｖａを推定演算する（ステップＳ１）。この演算は、例えば次のようにして行われることが可能である。
【００４８】
この実施の形態に係るクレーンの作業は、通常、前記タワー１６が起立した姿勢を保ちながら、つまり当該タワー１６が静止した状態で、行われる。また、前記のように、タワージブ１８の動きにかかわらず前記風速計５０の計測軸５３の中心軸が鉛直方向に保たれるので、当該風速計５０は水平方向の風速を計測する。従って、前記風速計５０の異常を判定するために考慮すべき移動速度Ｖａとしては、前記上部旋回体１２及び作業アタッチメントの旋回動作及びタワージブ１８の起伏動作に伴う前記風速計５０の水平方向の移動速度が演算されればよい。
【００４９】
まず、上部旋回体１２及び作業アタッチメントの旋回動作に伴う前記風速計５０の当該旋回方向の移動速度である旋回方向移動速度Ｖｓは、次のようにして演算される。図１に示されるように、上部旋回体１２の旋回中心軸Ｚｓからタワージブ１８の基端部の回動中心位置に相当するジブフットまでの旋回半径方向の距離をＲｊ、当該ジブフットから前記風速計５０の位置（図１では点Ｐｗ）までの距離をＬｊｗ、前記タワージブ１８の起伏角度をθｊとすると、前記旋回中心軸Ｚｓから風速計５０までの旋回半径方向の距離Ｒｗは次式（１）で表される。
【００５０】
Ｒｗ＝Ｒｊ＋Ｌｊｗ＊ｃｏｓθｊ  …（１）
従って、前記風速計５０の旋回角速度（旋回角度計６４により計測される旋回角度の時間微分値）をωｓとすると、当該風速計５０の旋回方向の移動速度である前記旋回方向移動速度Ｖｓは次式（２）により表される。
【００５１】
Ｖｓ＝Ｒｗ＊ωｓ＝（Ｒｊ＋Ｌｊｗ＊ｃｏｓθｊ）＊ωｓ  …（２）
一方、前記タワージブ１８が起伏動作（つまりジブフット回りの上下方向の回動動作）をするとき、当該タワージブ１８の回動角速度（ジブ角度計６８により計測されるタワージブ１８の起伏角度θｊの時間微分値）をωｊとすると、当該起伏動作に伴って前記風速計５０が水平方向に移動する速度、つまり旋回半径方向移動速度Ｖｒ、は次式（３）により表される。
【００５２】
Ｖｒ＝ωｊ＊Ｌｗ＊ｓｉｎθｊ  …（３）
前記上部旋回体１２及び作業アタッチメントの旋回動作と前記タワージブ１８の起伏動作とが同時に行われる場合、前記移動速度算定部７４は、前記旋回方向移動速度Ｖｓ及び前記旋回半径方向移動速度Ｖｒを合成した速度を前記風速計５０の移動の速度（水平方向の移動速度）Ｖａとして算定する。
【００５３】
次に、前記コントローラ７０は、前記のように算定された移動速度Ｖａに基づき、あるいは各角度計６４，６６，６８の検知信号の時間変化に基づき、前記風速計５０が移動中であるか否かを判断する（ステップＳ２）。つまり、前記作業アタッチメントの動作（旋回動作を含む）に伴う風速計５０の移動が発生しているか、あるいは風速計５０が実質上停止しているか、を判断する。
【００５４】
風速計５０が移動中である場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、現在が診断期間中であるときにのみ（ステップＳ３でＹＥＳ）、異常判定部７６は風速計移動時診断処理を行う（ステップＳ４）。当該風速計移動時診断処理の詳細については後述する。
【００５５】
風速計５０が停止している場合（ステップＳ２でＮＯ）、停止時代表値算定部７２はこのとき取得された風速計５０の最新の計測値を取り込んで前記停止時代表値Ｖ０（この実施の形態では過去複数回にわたり採取された複数の停止時計測値の平均）を更新する（ステップＳ５）。さらに、現在が診断期間中であるときにのみ（ステップＳ６でＹＥＳ）、異常判定部７６は風速計停止時診断処理を行う（ステップＳ７）。当該風速計停止時診断処理の詳細についても後述する。
【００５６】
この実施の形態に係る前記「診断期間」は、診断開始の指令が与えられてから所定時間が経過するまでの期間であり、当該診断開始の指令には、前記操作レバースイッチ６０から入力される操作検知信号の入力及び前記診断指令スイッチ６２から入力される診断指令信号の入力が該当する。つまり、前記異常判定部７６は、前記操作レバーが操作された場合、及び、前記診断指令スイッチ６２が操作された場合、の少なくとも一方に該当する場合に、その該当した時点から所定時間が経過するまで前記風速計移動時診断処理または前記風速計停止時診断処理を行う。
【００５７】
前記異常診断の開始のための条件はこれに限らず、任意に設定されることが可能である。例えば、クレーンが始動してから周期的に診断処理が実行されてもよいし、常時診断処理が行われてもよい。あるいは、前記実施の形態に係る操作検知信号及び診断指令信号のいずれか一方のみが診断開始の指令として採用されてもよい。前記操作検知信号の採用は、後述のように風速計５０の異常の診断に有効な作業アタッチメントの動作が行われるときに確実に診断処理を行うことを可能にする。また、前記診断指令信号の採用は、作業アタッチメントの動作の有無にかかわらず、オペレータの意思に基づいて診断を開始することを可能にする。
【００５８】
この実施の形態に係る前記コントローラ７０は、現在が診断期間にあるか否かにかかわらず、風速計測についてのハードエラーの検出及びその結果の表示を行う（ステップＳ８）。ここでいうハードエラーとは、断線、凍結による計測軸５３の回転停止、計測軸５３の異常な高速回転、構成部品の重大な機械的または電気的破損または脱落、等が該当する。当該ハードエラーの存在は、長期にわたって風速計５０からの出力がない、あるいはその出力電圧が異常に低いこと、当該風速計５０から出力される計測信号に明らかに異常なノイズが混在していること、等によって判定されることが可能である。また、このハードエラーの存在の有無は明確であるため、その判定のために前記のような判定猶予期間は与えられていない。
【００５９】
以上の動作は、一定時間が経過する度に繰り返される（ステップＳ９）。
【００６０】
次に、前記演算制御動作の第１のサブルーチンである前記風速計移動時診断処理（ステップＳ４）について、図６を参照しながら説明する。
【００６１】
前記異常判定部７６は、この風速計移動時診断処理では、前記停止時代表値Ｖ０と、前記移動速度Ｖａと、風速計５０の移動時において実際に計測される風速の値である移動時計測値Ｖｍと、の関係に基づき、当該風速計５０の異常の有無を判定する。これは、当該風速計５０に異常がない場合、前記移動時計測値Ｖｍは前記移動速度Ｖａの分だけ前記停止時代表値Ｖ０から増減するという前提に基づく。
【００６２】
具体的に、前記異常判定部７６は、まず第１推定計測値及び第２推定計測値を算出し、これらと現在風速計５０により計測される風速の値である移動時計測値Ｖｍとの比較を行う（ステップＳ４０，Ｓ４１）。前記第１推定計測値は、実際の風向が前記風速計５０の移動の方向と同じであると仮定した場合に前記停止時代表値Ｖ０と前記移動速度Ｖａとに基づいて推定される前記風速計５０による計測値であり、前記停止時代表値と前記移動速度との差の大きさ（＝｜Ｖａ−Ｖｏ｜）に相当する。前記第２推定計測値は、実際の風向が前記風速計５０の移動の方向と逆であると仮定した場合に前記停止時代表値Ｖ０と前記移動速度Ｖａとに基づいて推定される前記風速計５０による計測値であり、前記停止時代表値Ｖ０と前記移動速度Ｖａとの和の大きさ（＝｜Ｖａ＋Ｖｏ｜）に相当する。
【００６３】
前記異常判定部７６は、前記第１推定計測値と前記移動時計測値Ｖｍとの差の大きさ（＝｜｜Ｖａ−Ｖ０｜−Ｖｍ｜）が予め設定された最大許容差δｍａｘ以下である場合（ステップＳ４０でＮＯ）、あるいは、前記第２推定計測値と前記移動時計測値Ｖｍとの差の大きさ（＝｜｜Ｖａ＋Ｖ０｜−Ｖｍ｜）が前記最大許容差δｍａｘ以下である場合（ステップＳ４１でＮＯ）、判定結果に相当する判定フラグをＮＭ（正常）に設定する（ステップＳ４２）。つまり、前記第１及び第２推定計測値のいずれか一方の大きさが実際の計測値である前記移動時計測値Ｖｍと実質的に等しい場合に、前記風速計５０が正常であると判定する。これを受けて表示指令部７８は表示灯８２〜８４のうちの正常表示灯８２を点灯させる。また、前記異常判定部７６は、前記判定カウントを前記判定猶予期間の長さに対応する値（正の値）である初期値に設定する（ステップＳ４３）。
【００６４】
一方、前記第１推定計測値と前記移動時計測値Ｖｍとの差の大きさ（＝｜｜Ｖａ−Ｖ０｜−Ｖｍ｜）が前記最大許容差δｍａｘを超え（ステップＳ４０でＹＥＳ）、かつ、前記第２推定計測値と前記移動時計測値Ｖｍとの差の大きさ（＝｜｜Ｖａ＋Ｖ０｜−Ｖｍ｜）が前記最大許容差δｍａｘを超える場合（ステップＳ４１でＹＥＳ）、風速計５０に異常があるとの判定に基づき、判定猶予期間の計測を行うべく判定カウントの減算を行う（ステップＳ４４）。つまり、現在の判定カウントから１を減じた値を新しい判定カウントとする。
【００６５】
次に、前記異常判定部７６は、前記停止時代表値Ｖ０と前記移動時計測値Ｖｍとの差の大きさと予め設定された最小許容差δｍｉｎとの比較を行う（ステップＳ４５）。当該差の大きさ（＝｜Ｖ０−Ｖｍ｜）が当該最小許容差δｍｉｎに満たない場合（ステップＳ４５でＹＥＳ）、すなわち、前記作業アタッチメントの動作によって前記風速計５０が移動しているにもかかわらず前記停止時代表値Ｖ０と現在の移動時計測値Ｖｍとの間に実質上差がない場合、このような状態が前記判定猶予期間だけ継続した時点で当該風速計５０に明らかな故障があるとの判定を行う。具体的には、前記判定カウントが０未満になるまでは（ステップＳ４７でＮＯ）前記故障の判定を保留し、当該判定カウントが０未満となった時点で（ステップＳ４７でＹＥＳ）前記判定フラグをＦＬ（故障）に設定する（ステップＳ４８）。これを受けて前記表示指令部７８は前記表示灯８２〜８４のうちの故障表示灯８４を点灯させる。
【００６６】
前記差の大きさ（＝｜Ｖ０−Ｖｍ｜）が前記最小許容差δｍｉｎ以上である場合（ステップＳ４５でＮＯ）、前記異常判定部７６は、さらに、実際の計測値の時間変化の大きさ｜ΔＶ｜と予め設定された最大許容時間変化ΔＶｍａｘとの対比を行う（ステップＳ４６）。当該最大許容時間変化ΔＶｍａｘは、実際の風速が単位時間あたりに変動する値の限界に対応する値に設定されている。前記時間変化の大きさ｜ΔＶ｜が当該最大許容時間変化ΔＶｍａｘを超える場合（ステップＳ４６でＹＥＳ）、すなわち、実際の計測値が正常な範囲を超える大きさで変動している場合も、その状態が判定猶予期間だけ継続した時点で当該風速計５０に明らかな故障があるとの判定を行う。つまり、異常判定部７６は前記判定カウントが０未満となる時点まで前記状態が継続した時点で（ステップＳ４７でＹＥＳ）前記判定フラグをＦＬ（故障）に設定し（ステップＳ４８）、前記表示指令部７８は前記故障表示灯８４を点灯させる。ための動作を行う。
【００６７】
一方、前記差の大きさ（＝｜Ｖ０−Ｖｍ｜）が前記最小許容差δｍｉｎ以上であり（ステップＳ４５でＮＯ）、かつ、前記時間変化ΔＶが前記最大許容時間変化ΔＶｍａｘ以下である場合（ステップＳ４６でＮＯ）、つまり、前記第１推定計測値（＝｜Ｖａ−Ｖ０｜）及び前記第２推定計測値（＝｜Ｖａ＋Ｖ０｜）と前記移動時計測値Ｖｍとの差の大きさ以外に異常ありの判定を行う要素が存在しない場合、前記異常判定部７６は、このような状態が前記判定猶予期間だけ継続した時点で当該風速計５０に故障の疑いがあって注意を要する、つまり警告を要する、旨の判定を行う。具体的には、前記故障判定と同様、前記判定カウントが０未満になるまでは（ステップＳ４９でＮＯ）前記警告の判定を保留し、当該判定カウントが０未満となった時点で（ステップＳ４９でＹＥＳ）前記判定フラグをＷＲ（警告）に設定する（ステップＳ５０）。これを受けて前記表示指令部７８は前記表示灯８２〜８４のうちの警告表示灯８３を点灯する。
【００６８】
従って、この実施の形態では、前記第１推定計測値（＝｜Ｖａ−Ｖ０｜）及び前記第２推定計測値（＝｜Ｖａ＋Ｖ０｜）と前記移動時計測値Ｖｍとの差の大きさが前記最大許容差δｍａｘを超えることによる異常の判定に与えられる最大許容差判定猶予期間、及び、前記停止時代表値Ｖ０と前記移動時計測値Ｖｍとの差の大きさが前記最小許容差δｍｉｎに満たないことによる異常の判定に与えられる最小許容差判定期間が、同じ長さ（判定カウントの初期値に相当する長さ）に設定されている。あるいは、前記最大許容差判定猶予期間と前記最小許容差判定猶予期間には互いに異なる長さが与えられてもよい。いずれにしても、前記判定猶予期間の設定は、風速計が正常であるにもかかわらず別の要因で前記移動時計測値Ｖｍと停止時代表値Ｖ０との差とがごく一時的に微小となったときや第１及び第２推定計測値と移動時計測値Ｖｍとの差がごく一時的に大きくなったときの誤判定を防ぐことを可能にする。
【００６９】
次に、前記演算制御動作の第２のサブルーチンである前記風速計停止時診断処理（ステップＳ７）について、図７を参照しながら説明する。
【００７０】
前記異常判定部７６は、判定カウントを減算し（ステップＳ７０）、その減算後の判定カウントが０未満となる時点までは異常判定を保留する（ステップＳ７１でＮＯ）。換言すれば、当該減算後の判定カウントが０未満となった時点（ステップＳ７１でＹＥＳ）ではじめて、実質上の異常診断動作を行う。具体的には、当該判定カウントを０にリセットした上で（ステップＳ７２）以下の診断処理を実行する。
【００７１】
まず、異常判定部７６は、前記停止時代表値Ｖ０と予め設定された微小速度Ｖｍｉｎとの対比を行う（ステップＳ７３）。当該停止時代表値Ｖ０が前記微小速度Ｖｍｉｎ以下である場合（ステップＳ７３でＮＯ）、つまり実質上無風の状態である場合、これまでに移動時計測値Ｖｍが取得されているか否かを確認する（ステップＳ７４）。移動時計測値Ｖｍが取得されている場合、その移動時計測値Ｖｍが前記微小速度Ｖｍｉｎを超えていれば（ステップＳ７５でＮＯ）、判定フラグをＮＭ（正常）に設定して判定カウントを初期値（＞０）に戻す（ステップＳ７７）。逆に前記移動時計測値Ｖｍも前記停止時代表値Ｖ０と同じく前記微小速度Ｖｍｉｎ以下である場合（ステップＳ７５でＹＥＳ）、異常判定部７６は前記判定フラグをＦＬ（故障）に設定する（ステップＳ８１）。
【００７２】
前記停止時代表値Ｖ０が前記微小速度Ｖｍｉｎを超える場合（ステップＳ７３でＹＥＳ）、つまり風がある場合、異常判定部７６は風速計５０により計測される風速の値の時間変動の大きさ｜ΔＶ｜が許容範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ７９，Ｓ８０）。具体的に、当該時間変動の大きさ｜ΔＶ｜が最小許容値ΔＶｍｉｎ以上でありかつ最大許容値ΔＶｍａｘ以下である場合（ステップＳ７９，Ｓ８０でともにＮＯ）、前記異常判定部７６は前記判定フラグをＮＭに設定して判定カウントを初期値（＞０）に戻す（ステップＳ７６，Ｓ７７）。一方、前記時間変動の大きさ｜ΔＶ｜が前記最小許容値ΔＶｍｉｎに満たない場合（ステップＳ７９でＹＥＳ）あるいは前記最大許容値ΔＶｍａｘを超える場合（ステップＳ８０でＹＥＳ）、前記異常判定部７６は前記判定フラグをＦＬに設定する（ステップＳ８１）。
【００７３】
なお、前記移動時計測値Ｖｍが未だ取得されていない場合（ステップＳ７４でＮＯ）、故障の有無が明確でないため異常判定部７６は判定フラグをＷＲ（警告）に設定する（ステップＳ７８）。
【００７４】
この風速計停止時診断処理における前記判定カウントの減算（ステップＳ７０）は、前記風速計移動時診断処理と同様、異常判定時にのみ行われてもよい。
【００７５】
本発明は、以上説明した実施の形態に限定されない。本発明は、例えば次のような態様を包含する。
（Ａ）前記実施の形態に係る風速計停止時診断処理は省略されてもよい。換言すれば、本発明は、風速計が移動している時にのみその異常の有無の判定を行う態様も包含する。また、前記風速計移動時診断処理において、前記停止時代表値Ｖ０と前記移動時計測値Ｖｍとの差に基づく判定、前記第１及び第２推定計測値と移動時計測値Ｖｍとの差に基づく判定、のいずれか一方のみが行われてもよい。また、風速計５０が風向も計測可能なものである場合、その風向に基づいて単位の推定計測値が演算されればよい。
（Ｂ）本発明に係る表示装置の具体的構成は図４に示されるものに限定されない。当該表示装置は、例えば、異常判定部による判定の結果を画面上に表示するものでもよい。また、当該表示は視覚によるものに限定されない。例えば、前記表示装置は、判定の結果に応じて異なる音を発するものでもよい。
（Ｃ）本発明の風速計測システムが適用されるクレーンは、図１に示されるような大型の移動式クレーンに限定されない。本発明は、定置式のクレーンや、作業アタッチメントがジブを含まず単一のブームのみを備えるクレーンにも適用されることが可能である。いずれの場合も、風速計は作業アタッチメントにおいてなるべく高所に位置する部位に取付けられることが、好ましい。
【符号の説明】
【００７６】
１０    下部走行体（基体）
１２    上部旋回体（基体）
１６    タワー（作業アタッチメント）
１８    タワージブ（作業アタッチメント）
５０    風速計
６４    旋回角度計（姿勢検知部）
６６    タワー角度計（姿勢検知部）
６８    ジブ角度計（姿勢検知部）
７０    コントローラ
７２    停止時代表値算定部
７４    移動速度算定部
７６    異常判定部
７８    表示指令部
８０    表示器
８２    正常表示灯
８３    警告表示灯
８４    故障表示灯
【図１】
2018199535.tif 000003
【図２】
2018199535.tif 000004
【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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