(57)【要約】【課題】地切り時に発生する、吊り荷の揺動を低減することができる減揺玉掛ガイドシステムを提供する。【解決手段】クレーンにおける、吊り荷の揺動を低減するための減揺玉掛ガイドシステムは、クレーンの力学モデル用いて、ロープを巻き上げて吊り荷を地面から目標位置まで吊り上げたときの吊り荷の荷重によるブームの先端の水平面における回転中心から外側へのたわみ量であるオフセット距離の計算を行う演算装置を備え、演算装置は、吊り荷の質量中心の水平面における位置から回転中心の方にオフセット距離だけ水平移動させたときの水平面における位置を玉掛前のブームの先端の水平面における位置とすべき減揺動玉掛位置として提示する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャシーと、前記シャシーに旋回可能に支持された旋回台と、前記旋回台に起伏及び伸縮可能に支持されたブームと、前記ブームの先端から垂下され吊り荷を吊り上げするロープと、を備えるクレーンにおける、前記吊り荷の揺動を低減するための減揺玉掛ガイドシステムであって、
前記クレーンの力学モデルを用いて、前記ロープを巻き上げて前記吊り荷を地面から目標位置まで吊り上げたときの前記吊り荷の荷重による前記ブームの先端の水平面における前記回転中心から外側へのたわみ量であるオフセット距離の計算を行う演算装置を備え、
前記演算装置は、前記吊り荷の質量中心の水平面における位置から前記回転中心の方に前記オフセット距離だけ水平移動させたときの水平面における位置を、玉掛前の前記ブームの先端の水平面における位置とすべき減揺動玉掛位置として提示することを特徴とする減揺玉掛ガイドシステム。
【請求項２】
レーザポインタをさらに備え、
前記レーザポインタからのレーザ光によって、前記減揺動玉掛位置を地面または前記吊り荷上に指示することを特徴とする請求項１に記載の減揺玉掛ガイドシステム。
【請求項３】
シャシーと、
前記シャシーに旋回可能に支持された旋回台と、
前記旋回台に起伏及び伸縮可能に支持されたブームと、
前記ブームの先端から垂下され吊り荷を吊り上げするロープと、
力学モデルを用いて、前記ロープを巻き上げて前記吊り荷を地面から目標位置まで吊り上げたときの前記吊り荷の荷重による前記ブームの先端の水平面における前記回転中心から外側へのたわみ量であるオフセット距離の計算を行う演算装置と、を備え、
前記演算装置は、前記吊り荷の質量中心の水平面における位置から前記回転中心の方に前記オフセット距離だけ水平移動させたときの水平面における位置を玉掛前の前記ブームの先端の水平面における位置とすべき減揺動玉掛位置として提示することを特徴とするクレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は減揺玉掛ガイドシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、クレーンにおける吊り荷の揺動を低減する取り組みがなされている。特許文献１には、荒天時の波浪の影響等により発生する、船体の左右方向における吊り荷の揺動を低減する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１１９５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
クレーンで吊り荷を地面から持ち上げる時（いわゆる、地切り時）に、クレーンのブームの先端と該ブームの起伏における回転中心と接地された状態の吊り荷の質量中心との３点が含まれる平面において、吊り荷が揺動することが分かっている。しかしながら、特許文献１に開示の技術では、クレーンのシャシーの左右方向における揺動を低減することができるものの、上述した、地切り時に発生する吊り荷の揺動を低減することはできなかった。
【０００５】
本出願は、以上の背景に鑑みなされたものであり、地切り時に発生する、吊り荷の揺動を低減することができる減揺玉掛ガイドシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施の形態に係る減揺玉掛ガイドシステムは、シャシーと、前記シャシーに旋回可能に支持された旋回台と、前記旋回台に起伏及び伸縮可能に支持されたブームと、前記ブームの先端から垂下され吊り荷を吊り上げするロープと、を備えるクレーンにおける、前記吊り荷の揺動を低減するための減揺玉掛ガイドシステムであって、前記クレーンの力学モデルを用いて、前記ロープを巻き上げて前記吊り荷を地面から目標位置まで吊り上げたときの前記吊り荷の荷重による前記ブームの先端の水平面における前記回転中心から外側へのたわみ量であるオフセット距離の計算を行う演算装置を備え、前記演算装置は、前記吊り荷の質量中心の水平面における位置から前記回転中心の方に前記オフセット距離だけ水平移動させたときの水平面における位置を玉掛前の前記ブームの先端の水平面における位置とすべき減揺動玉掛位置として提示することを特徴としている。
【０００７】
本発明の一実施の形態に係る減揺玉掛ガイドシステムによれば、提示された減揺動玉掛位置に、玉掛前のブームの先端の水平面における位置を合わせることで、地切り時に発生する吊り荷の揺動を大幅に低減することができる。
【０００８】
また、レーザポインタをさらに備え、前記レーザポインタからのレーザ光によって、前記減揺動玉掛位置を地面または前記吊り荷上に指示することを特徴とするのが好ましい。このようにすることで、クレーンの操作者は、玉掛前のブームの先端の水平面における位置を減揺動玉掛位置に容易に合わせることができる。
【０００９】
本発明の一実施の形態に係るクレーンは、シャシーと、前記シャシーに旋回可能に支持された旋回台と、前記旋回台に起伏及び伸縮可能に支持されたブームと、前記ブームの先端から垂下され吊り荷を吊り上げするロープと、力学モデルを用いて、前記ロープを巻き上げて前記吊り荷を地面から目標位置まで吊り上げたときの前記吊り荷の荷重による前記ブームの先端の水平面における前記回転中心から外側へのたわみ量であるオフセット距離の計算を行う演算装置と、を備え、前記演算装置は、前記吊り荷の質量中心の水平面における位置から前記回転中心の方に前記オフセット距離だけ水平移動させたときの水平面における位置を玉掛前の前記ブームの先端の水平面における位置とすべき減揺動玉掛位置として提示することを特徴としている。本発明の一実施の形態に係る減揺玉掛ガイドシステムによれば、地切り時に発生する、吊り荷の揺動を効果的に低減することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、地切り時に発生する、吊り荷の揺動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態にかかる減揺玉掛ガイドシステムを適用するクレーンの構成の一例について示す模式図である。
【図２】クレーンのブームの内部構造を概略的に示す側面断面図である。
【図３】クレーンの地切り時に発生する吊り荷の揺動のシミュレーションにおいて使用した諸物理パラメータを示す一覧表である。
【図４】クレーンのロープの巻き上げにおける、経過時間と巻き上げ距離との関係を示すグラフである。
【図５】吊り荷のｘ方向における位置の時間変化を示すグラフである。
【図６】吊り荷のｚ方向における位置の時間変化を示すグラフである。
【図７】吊り荷のｘｚ平面の軌道を示すグラフである。
【図８】ブームの先端のｘ方向における位置の時間変化を示すグラフである。
【図９】ブームの先端のｚ方向における位置の時間変化を示すグラフである。
【図１０】本実施の形態にかかる減揺玉掛ガイドシステムの構成について説明する模式図である。
【図１１】本実施の形態にかかる減揺玉掛ガイドシステムにおいて、減揺動玉掛位置を提示する処理の流れを示す論理フローチャートである。
【図１２】玉掛前のブームの先端の水平面における位置を減揺動玉掛位置に合わせた場合における、吊り荷のｘ方向における位置の時間変化を示すグラフである。
【図１３】図１２振幅の基点が縦軸のゼロになるように合わせたグラフである。
【図１４】玉掛前のブームの先端の水平面における位置を減揺動玉掛位置に合わせた場合のおける、吊り荷のｘｚ平面の軌道を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１３】
本実施の形態にかかる減揺玉掛ガイドシステムは、地切り時における吊り荷の揺動を低減するためのものである。まず、本実施の形態にかかる減揺玉掛ガイドシステムを適用するクレーンの構成について説明する。
【００１４】
図１は、本実施の形態にかかる減揺玉掛ガイドシステムを適用するクレーン１の構成の一例について示す模式図である。ここでは、クレーン１が移動式のものであるとして説明する。図１に示すように、クレーン１は、シャシー２と、旋回台３と、ブーム４と、ロープ５と、アウトリガー６と、を備えている。
【００１５】
旋回台３は、シャシー２に旋回可能に支持されている。旋回台３は、シャシー２に対して旋回台３を旋回させるための駆動源である旋回アクチュエータ（図示せず）を有する。ブーム４は、旋回台３に起伏及び伸縮可能に支持されている。ブーム４は、回転中心Ｐ１を起伏における回転中心として、油圧シリンダーなどの起伏アクチュエータ７により起伏される。なお、ブーム４の内部構造については後述する。
【００１６】
ロープ５は、ブーム４の先端Ｐ２から垂下され、吊り荷１０を吊るためのものである。ロープ５の先端には、吊り荷１０の玉掛位置に係合するフック（図示せず）が設けられている。吊り荷１０の玉掛位置は、吊り荷１０の質量中心（重心）Ｐ３を通る鉛直線上にある。
【００１７】
ロープ５は、旋回台３に設置された巻き上げ機８によって巻き上げおよび巻き下げされる。アウトリガー６は、シャシー２に設けられ、接地することによりシャシー２を安定させるものである。
【００１８】
図２は、ブーム４の内部構造を概略的に示す側面断面図である。図２に示すように、ブーム４は、回転中心Ｐ１に近い方から順に、第１部材４１、第２部材４２、第３部材４３、の３つの柔軟体の中空はりで構成されている。
【００１９】
第１部材４１と第２部材４２とは、鉛直方向の上側においてフレキシブルプレート４４ａを介して摺動可能に接し、鉛直方向の下側においてフレキシブルプレート４４ｂを介して摺動可能に接している。また、第２部材４２と第３部材４３とは、鉛直方向の上側においてフレキシブルプレート４４ｃを介して摺動可能に接し、鉛直方向の下側においてフレキシブルプレート４４ｄを介して摺動可能に接している。吊り荷１０を吊り上げたときには、第２部材４２は、フレキシブルプレート４４ａ及びフレキシブルプレート４４ｂにより支えられ、第３部材４３は、フレキシブルプレート４４ｃ及びフレキシブルプレート４４ｄにより支えられる。ブーム４には、第１部材４１と第２部材４２との間、第２部材４２と第３部材４３との間において、ブーム４を伸縮させるための伸縮アクチュエータ（図示せず）が設けられている。
【００２０】
次に、地切り時に発生する吊り荷１０の揺動について検証するために行ったシミュレーションについて説明する。なお、以下の説明では、クレーン１の構成について図１及び図２を適宜参照する。
【００２１】
本シミュレーションは、クレーン１において、ロープを巻き上げて吊り荷１０を地面から吊り上げ目標位置まで吊り上げたときの吊り荷１０の水平面における位置の時間変化についてのシミュレーションである。本シミュレーションでは、クレーン１の動力学モデルを用いる。
【００２２】
クレーン１の動力学モデルは、マルチボディダイナミクス（ｍｕｌｔｉｂｏｄｙ  ｄｙｎａｍｉｃｓ）の手法により作成する。マルチボディダイナミクスは、例えば剛体や弾性体等の質量のある要素が、継手要素によって結合されたボディシステムである。上記システムには、例えば各継手の自由度、要素の質量、慣性モーメント及び重心位置などが適宜設定される。なお、本シミュレーションでは、図１に示すクレーン１において、シャシー２の質量中心をｘｙｚ座標系の原点としている。
【００２３】
クレーン１の動力学モデルにおいて、シャシー２、旋回台３及び起伏アクチュエータ７を剛体として扱い、ブーム４及びロープ５を柔軟体として扱う。シャシー２の回転は十分小さいものとし、シャシー２の回転行列を線変換して用いる。ブーム４は、３つの要素（第１部材４１、第２部材４２、第３部材４３）のオイラーベルヌ−イ（Ｅｕｌｅｒ−Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ）のはりと線形ねじり変形として考える。ブーム４のモデルは、浮動基準枠法（ＦＦＲＭ：Ｆｌｏａｔｉｎｇ  Ｆｒａｍｅ  ｏｆ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ）によって作成する。アウトリガー６は、ばね・ダンパーとして考える。吊り荷１０は質点として考える。
【００２４】
上記システムの運動方程式は、式１および式２に示す通りで、ラグランジュの未定乗数法によって作成する。
【００２５】
【数１】
2019214464.tif 000003
【００２６】
ここで、Ｍは上記システムの慣性行列、Ｋはブーム４とロープ５の柔軟性の剛性行列、Ｃｑは上記システムの拘束式のヤコビ行列、λはラグランジュ乗数、Ｑは上記システムの一般化力を示す。上記システムの一般化力には、外力、重力、コリオリ力ベクトル及びアウトリガー６の力を含む。Ｑｃは拘束式を微分したヤコビ行列以外の残り分である。ｑは、上記システムの一般化座標である。
【００２７】
また、上記システムの拘束式は、（１）旋回台３はシャシー２の上に乗せて回転ジョイントで拘束する、（２）ブーム４と旋回台は回転ジョイントで拘束する、（３）ロープ５はブーム４の先端に球ジョイントで拘束する、（４）吊り荷はロープのもう一端に固定する、ものとして立式する。
【００２８】
図３は、シミュレーションにおいて使用した諸物理パラメータを示す一覧表である。図３に示すように、諸物理パラメータは、クレーン１及び吊り荷１０に関するものである。図３の一覧表中において、パラメータ”アウトリガーの剛性率”の欄には、アウトリガー６の剛性率をｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の順に示す。パラメータ”アウトリガーのダンパー率”の欄には、アウトリガー６のダンパー率をｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の順に示す。パラメータの”ブームの断面積“の欄には、ブーム４の断面積を、第１部材４１、第２部材４２、第３部材４３の順に示す。
【００２９】
図４は、ロープ５の巻き上げにおける、経過時間と巻き上げ距離との関係を示すグラフである。ここで、横軸が経過時間ｔ［ｓ］、縦軸が巻き上げ距離Δｌｒｏｐｅｔ［ｍ］である。巻き上げ距離は負の値とする。ｔ＝０［ｓ］において吊り荷１０は地面（又は建物の床）にあるもの（巻き上げ距離０）とし、ｔ＝１０［ｓ］までにロープ５を２[ｍ]巻き上げるもの（巻き上げ距離−２［ｍ］）とする。本シミュレーションにおいて、図４に示す、経過時間と巻き上げ距離との関係に従ってロープ５が巻き上げられるものとした。
【００３０】
図５〜図７に、本シミュレーションの結果を示す。図５は、吊り荷１０のｘ方向における位置の時間変化を示すグラフである。ここで、横軸が経過時間ｔ［ｓ］、縦軸が吊り荷１０のｘ方向における位置ｘｌｏａｄ［ｍ］である。図６は、吊り荷１０のｚ方向における位置の時間変化を示すグラフである。ここで、横軸が経過時間ｔ［ｓ］、縦軸が吊り荷１０のｚ方向における位置ｚｌｏａｄ［ｍ］である。図７は、吊り荷１０のｘｚ平面の軌道を示すグラフである。ここで、横軸が吊り荷１０のｘ方向における位置ｘｌｏａｄ［ｍ］、縦軸が吊り荷１０のｚ方向における位置ｚｌｏａｄ［ｍ］である。
【００３１】
図６に示すように、ロープ５の巻き上げを開始してから吊り荷１０が地面から持ち上がるまで（すなわち、ロープ５の巻き上げを開始してから吊り荷１０がｚ方向への移動を開始するまで）に約３［ｓ］かかっている。これは、ブーム４のたわみ及びロープ５の柔軟性のためである。
【００３２】
図１に示すクレーン１において、ロープ５の巻き上げを開始してから吊り荷１０が地面から持ち上がるまでの間にブーム４がたわむ。そして、吊り荷１０が地面から離れる時、たわんでいたブーム４が解放されて元に戻ろうとする力が発生する。この力により、吊り荷１０は、ブーム４の先端Ｐ２とブーム４を起伏させるときの回転中心Ｐ１と吊り荷１０の質量中心Ｐ３との３点が含まれる平面（ブーム４を起伏させたときのブーム４の軌跡が含まれる平面）において吊り荷１０が揺動すると考えられる。図１では、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が含まれる平面はｘｚ平面であるので、吊り荷１０はｘ方向に揺動すると考えられる。
【００３３】
図５及び図７に示すシミュレーションの結果において、吊り荷１０が、ｘ方向、すなわち、ブーム４の先端Ｐ２とブーム４を起伏させるときの回転中心Ｐ１と吊り荷１０の質量中心Ｐ３との３点が含まれる平面において揺動していることが確認された。図５に示すように、ブーム４の先端Ｐ２とブーム４を起伏させるときの回転中心Ｐ１と吊り荷１０の質量中心Ｐ３との３点が含まれる平面における吊り荷１０の揺動の振幅Ｗ１は約１．３［ｍ］である。
【００３４】
図８は、ブーム４の先端のｘ方向における位置の時間変化を示すグラフである。ここで、横軸が経過時間ｔ［ｓ］、縦軸がブーム４の先端のｘ方向における位置ｘｔｉｐ［ｍ］である。図９は、ブーム４の先端のｚ方向における位置の時間変化を示すグラフである。ここで、横軸が経過時間ｔ［ｓ］、縦軸がブーム４の先端のｚ方向における位置ｚｔｉｐ［ｍ］である。
【００３５】
上述したように、ブーム４は、柔軟性のため、ロープ５を巻き上げて吊り荷１０を地面から目標位置まで吊り上げたときにたわむ。図９に示すように、ロープ５を巻き上げて吊り荷１０を地面から目標位置まで吊り上げたときのブーム４の先端のｚ方向におけるたわみ量Ｗ３（位置ｚｔｉｐの移動量）はｚ方向のマイナス側（鉛直方向下方）に約０．４５［ｍ］である。図８に示すように、ロープ５を巻き上げて吊り荷１０を地面から目標位置まで吊り上げたときの吊り荷１０の荷重によるブーム４の先端のｘ方向におけるたわみ量Ｗ２（位置ｘｔｉｐの移動量）はｘ方向のプラス側に約０．６５［ｍ］である。ブーム４の先端のｘ方向におけるたわみ量Ｗ２は、図５に示す、ｘ方向における吊り荷１０の揺動の振幅Ｗ１の約１／２倍となっている。また、図８及び図９に示すように、吊り荷１０が地面から持ち上がった後（すなわち、地切り後）、ブーム４はｘ方向、ｚ方向に振動している。
【００３６】
次に、本実施の形態にかかる減揺玉掛ガイドシステムについて説明する。
図１０は、本実施の形態にかかる減揺玉掛ガイドシステム３０の構成について説明する模式図である。図１０に示すように、減揺玉掛ガイドシステム３０は、演算装置３１を備えている。
【００３７】
本発明者らは、鋭意研究により、接地された状態の吊り荷１０の質量中心の水平面における位置Ｐ３から回転中心Ｐ１の方にオフセット距離Ｌ１だけ水平移動させたときの水平面における位置（減揺動玉掛位置Ｐ４）に、玉掛前（すなわち、吊り荷１０の吊り上げ開始時）のブーム４の先端Ｐ２の水平面における位置を合わせることで、当該揺動を低減できることを見いだした。ここで、オフセット距離Ｌ１は、ロープ５を巻き上げて吊り荷１０を地面から目標位置まで吊り上げたときの吊り荷１０の荷重によるブーム４の先端の水平面における回転中心Ｐ１から外側へのたわみ量とする。上述したシミュレーションでは、ロープ５を巻き上げて吊り荷１０を地面から目標位置まで吊り上げたときの吊り荷１０の荷重によるブーム４の先端の水平面における回転中心Ｐ１から外側へのたわみ量は、図８に示すブーム４の先端のｘ方向におけるたわみ量Ｗ２である。なお、上述したように、ブーム４の先端のｘ方向におけるたわみ量Ｗ２（図８参照）は、ｘ方向における吊り荷１０の揺動の振幅Ｗ１（図５参照）の約１／２倍となっている。つまり、オフセット距離Ｌ１は、ブーム４の先端Ｐ２とブーム４を起伏させるときの回転中心Ｐ１と吊り荷１０の質量中心Ｐ３との３点が含まれる平面における吊り荷１０の揺動の振幅の半分としてもよい。
【００３８】
演算装置３１は、まず、クレーン１の力学モデル用いて、ロープ５を巻き上げて吊り荷１０を地面から目標位置まで吊り上げたときの吊り荷１０の荷重によるブーム４の先端の水平面における回転中心Ｐ１から外側へのたわみ量を計算する。なお、当該たわみ量の計算は、上述したクレーン１の動力学モデルを用いたシミュレーションにより行ってもよいが、動的変化を考慮しない静解析により行ってもよい。当該たわみ量の計算を静解析により行った方が計算コストは節約できる。演算装置３１は、当該計算により求めた、ロープ５を巻き上げて吊り荷１０を地面から目標位置まで吊り上げたときの吊り荷１０の荷重によるブーム４の先端の水平面における回転中心Ｐ１から外側へのたわみ量を、オフセット距離Ｌ１に設定する。
【００３９】
さらに、演算装置３１は、吊り荷１０の質量中心の水平面における位置Ｐ３から回転中心Ｐ１の方にオフセット距離Ｌ１だけ水平移動させたときの水平面における位置を、玉掛前のブーム４の先端の水平面における位置とすべき減揺動玉掛位置Ｐ４として提示する。
【００４０】
図１１は、減揺玉掛ガイドシステム３０において、減揺動玉掛位置を提示する処理の流れを示す論理フローチャートである。図１１に示すように、まず、クレーン１の基本情報、吊り荷１０の情報（初期位置、質量、形状、吊り上げ目標位置）を読み込む（ステップＳ１）。
【００４１】
続いて、クレーン１の力学モデルを用いて、玉掛可能なブーム４の長さ及び起伏角の初期条件を決定する（ステップＳ２）。続いて、クレーン１の力学モデルを用いてオフセット距離の計算を行い、オフセット距離に基づいて減揺動玉掛位置を決定する（ステップＳ３）。続いて、所定の方法で減揺動玉掛位置を提示する（ステップＳ４）。
【００４２】
減揺動玉掛位置Ｐ４（図１０参照）を提示する方法としては、例えば、モニター等の表示装置に減揺動玉掛位置Ｐ４を表示する方法や、レーザ光によって減揺動玉掛位置Ｐ４を指示する方法など、様々な方法が考えられる。
【００４３】
レーザ光によって減揺動玉掛位置Ｐ４を指示する場合、図１０に示すように、減揺玉掛ガイドシステム３０は、レーザポインタ３２をさらに備える。レーザポインタ３２は、例えばブーム４の地面と対向する側に電動雲台（図示せず）を介して取り付けられている。減揺玉掛ガイドシステム３０は、図１１のステップＳ３で決定した減揺動玉掛位置に基づいて電動雲台の角度を調節し、レーザポインタ３２からのレーザ光Ｂ１によって、減揺動玉掛位置Ｐ４を地面または吊り荷１０上に指示する。このようにすることで、クレーン１の操作者は、玉掛前のブーム４の先端の水平面における位置を減揺動玉掛位置Ｐ４に容易に合わせることができる。
【００４４】
次に、玉掛前のブーム４の先端Ｐ２の水平面における位置を減揺動玉掛位置に合わせた場合のシミュレーション結果について説明する。なお、シミュレーション方法は、上述した、地切り時に発生する吊り荷１０の揺動について検証するために行ったシミュレーションと同様である。
図１２〜図１４に、玉掛前のブーム４の先端Ｐ２の水平面における位置を減揺動玉掛位置に合わせた場合（ｏｆｆｓｅｔ）のシミュレーション結果を示す。図１２は、吊り荷１０のｘ方向における位置の時間変化を示すグラフである。ここで、横軸が経過時間ｔ［ｓ］、縦軸が吊り荷１０のｘ方向における位置ｘｌｏａｄ［ｍ］である。図１３は、図１２振幅の基点が縦軸のゼロになるように合わせたグラフである。吊り荷１０のｚ方向における位置の時間変化を示すグラフである。図１４は、吊り荷１０のｘｚ平面の軌道を示すグラフである。ここで、横軸が吊り荷１０のｘ方向における位置ｘｌｏａｄ［ｍ］、縦軸が吊り荷１０のｚ方向における位置ｚｌｏａｄ［ｍ］である。なお、図１２〜図１４には、比較のため、玉掛前のブーム４の先端Ｐ２の水平面における位置を減揺動玉掛位置に合わせない場合（ｎｏｎ−ｏｆｆｓｅｔ）のシミュレーション結果を破線で示す。
【００４５】
図１２及び図１３に示すように、玉掛前のブーム４の先端Ｐ２の水平面における位置を減揺動玉掛位置に合わせた場合、ｘ方向、すなわち、ブーム４の先端Ｐ２とブーム４を起伏させるときの回転中心Ｐ１と吊り荷１０の質量中心Ｐ３との３点が含まれる平面における振動の最大値が０.０３８[ｍ]になった。つまり、玉掛前のブーム４の先端Ｐ２の水平面における位置を、減揺動玉掛位置に合わせた場合には、減揺動玉掛位置に合わない場合と比べて、地切り時に発生する吊り荷１０の揺動を大幅に低減できることが確認された。これにより、図１４に示すように、吊り荷１０は、吊り上げ動作において、ｘ方向の位置が変動することなくｚ方向の位置が上昇する。
【００４６】
以上より、本実施の形態にかかる減揺玉掛ガイドシステム３０は、クレーン１の力学モデル用いて、ロープ５を巻き上げて吊り荷１０を地面から目標位置まで吊り上げたときの吊り荷１０の荷重によるブーム４の先端の水平面における回転中心から外側へのたわみ量であるオフセット距離の計算を行う演算装置３１を備えている。演算装置３１は、オフセット距離を計算で求めた後、吊り荷１０の質量中心の水平面における位置から回転中心の方にオフセット距離だけ水平移動させたときの水平面における位置を、玉掛前のブーム４の先端の水平面における位置とすべき減揺動玉掛位置として提示する。提示された減揺動玉掛位置に、吊り荷１０の吊り上げ開始時のブーム４の先端の水平面における位置を合わせることで、地切り時に発生する吊り荷１０の揺動を大幅に低減することができる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。上記実施の形態では、クレーンは移動式のものとしたが、これに限るものではない。クレーンは固定設置されたものであってもよい。また、上記実施の形態では、減揺玉掛ガイドシステムを既存のクレーンに後付け搭載する形態について説明したが、これに限るものではない。減揺玉掛ガイドシステムがクレーンに予め一体的に組み込みされた形態であってもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１  クレーン
２  シャシー
３  旋回台
４  ブーム
５  ロープ
６  アウトリガー
７  起伏アクチュエータ
８  巻き上げ機
１０  吊り荷
３０  減揺玉掛ガイドシステム
３１  演算装置
３２  レーザポインタ
４１  第１部材
４２  第２部材
４３  第３部材
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ  フレキシブルプレート
【図１】
2019214464.tif 000004
【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】
2019214464.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019214464.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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