(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコアストランド内に配置され、第１端および第２端を有するストランドとカバーとを含む、ラウンドスリング用電子的過積載検出および警告システムであって、
無線送信機に電気的に接続されて前記ストランドのひずみを測定するひずみゲージを少なくとも１つ含む、前記ラウンドスリングに対して取り付け可能である無線センサシステムと、
複数の配備された前記無線センサシステムと無線通信するように構成された無線受信機を少なくとも１つ含む無線基地局と、
前記ストランドに対して固定されるとともに長手方向軸を有し、前記ひずみゲージがレセプタクルにおいて固定されたキャリア要素であり、第１端に第１の固定機構、第２端に第２の固定機構を有し、前記第１の固定機構は前記ストランドの第１端を前記キャリア要素の第１端に固定するように構成され、前記第２の固定機構は前記ストランドの第２端を前記キャリア要素の第２端に固定するように構成され、前記キャリア要素の第１端および第２端は前記長手方向軸に沿って配され、
前記第１の固定機構は前記キャリア要素の前記第１端に第１の孔部を、前記第２の固定機構は前記キャリア要素の前記第２端に第２の孔部を夫々有し、前記ストランドの前記第１端は前記キャリア要素に対して前記第１の孔部にて接続している
電子的過積載検出および警告システム。
【請求項２】
更に、少なくとも１つのコンピューティングデバイスを含む操作ターミナルを備え、前記操作ターミナルは前記ラウンドスリングに掛かる応力を計算および表示する
請求項１に記載の電子的過積載検出および警告システム。
【請求項３】
更に、前記ひずみゲージに給電するバッテリを備え、前記バッテリは前記ラウンドスリングに接続されている
請求項１に記載の電子的過積載検出および警告システム。
【請求項４】
前記バッテリは震動によって充電されるように構成されている
請求項３に記載の電子的過積載検出および警告システム。
【請求項５】
前記バッテリは太陽光によって充電されるように構成されている
請求項３に記載の電子的過積載検出および警告システム。
【請求項６】
前記バッテリは圧電性動力電池である
請求項３に記載の電子的過積載検出および警告システム。
【請求項７】
更に、前記無線送信機に接続された環境モニタリングチップを備え、前記環境モニタリングチップは温度、湿度、ｐＨ、周囲の可視光、周囲の紫外光、震動、伝導度、有害化学物質および有害ガスのうち、少なくとも１つをモニタリングするように構成されている、
請求項１に記載の電子的過積載検出および警告システム。
【請求項８】
前記コンピューティングデバイスは前記ラウンドスリングの予測寿命を算出するように構成されている
請求項２に記載の電子的過積載検出および警告システム。
【請求項９】
前記コンピューティングデバイスは前記ラウンドスリングの予測寿命を、前記ラウンドスリングの荷重の各サイクルおよびピーク負荷に関する測定結果を少なくとも受信および記録することによって予測するように構成されている
請求項８に記載の電子的過積載検出および警告システム。
【請求項１０】
更に、一端にて前記ストランドに接続されるとともに他端が前記カバーから突出したインジケーターヤーンを備え、前記インジケーターヤーンは前記ラウンドスリングが過負荷にさらされた際には前記カバーの内部へ後退するように構成されている
請求項１に記載の電子的過積載検出および警告システム。
【請求項１１】
前記無線センサシステムとひずみゲージはデフォルトとして低電力スリープ状態に存在するように構成され、前記無線基地局はウェイク信号を伝達するように構成され、前記無線センサシステムとひずみゲージはウェイク信号を受信するとフルパワー状態に移行する
請求項１に記載の電子的過積載検出および警告システム。
【請求項１２】
前記キャリア要素は丸みを帯びた第１端および第２端を含んだほぼ円筒形状を有している
請求項１に記載の電子的過積載検出および警告システム。
【請求項１３】
前記ひずみゲージは少なくとも前記長手方向軸に沿ったひずみを計測するために方向付けられている
請求項１に記載の電子的過積載検出および警告システム。
【請求項１４】
コアストランドおよびカバーを有したラウンドスリング用電子的過積載検出および警告システムであって、
前記ラウンドスリングに取り付け可能である無線センサシステムと、
無線受信機を少なくとも１つ含み、前記無線センサシステムと無線にて通信可能に構成されている無線基地局と、
前記コアストランドに対して取り付け可能であり、コアストランドの定格荷重よりも少ない荷重制限を有した専用ストランドと、
前記専用ストランドに対して接続され、前記無線センサと通信可能である導線とを備え、
前記導線は前記専用ストランドが破損したときに破損するように構成され、またそれによって無線センサから無線基地局へと信号が発生し、前記無線基地局は前記無線センサから信号を受信すると音声または視覚のうち一方による警告を操作者に対して通信するように構成されている
電子的過積載警告システム。
【請求項１５】
前記専用ストランドは第１のアイループを第１端に、第２のアイループを第２端に含む
請求項１４に記載の電子的過積載警告システム。
【請求項１６】
前記専用ストランドは前記第１のアイループおよび前記第２のアイループに接続したリングを含み、前記リングは前記コアストランドの定格荷重よりも少ない荷重制限を有している
請求項１５に記載の電子的過積載警告システム。
【請求項１７】
前記導線は１２ゲージ銅線からなる
請求項１４に記載の電子的過積載警告システム。
【請求項１８】
更に、前記専用ストランドに接続されたインジケーターヤーンを備え、前記インジケーターヤーンは前記カバー内に位置する第１の終端部と前記カバー外に位置する第２の終端部とを含む
請求項１４に記載の電子的過積載警告システム。
【請求項１９】
前記専用ストランドは専用ストランド定格荷重を有し、前記コアストランドはコアストランド定格荷重を有し、前記コアストランド定格荷重は前記専用ストランド定格荷重よりも大きい
請求項１４に記載の電子的過積載警告システム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１５年１０月１４日に仮出願された「Electronic Roundsling Inspection, Load Monitoring and Warning System（ラウンドスリングの電子的検査、荷重モニタリングおよび警告システム）」と題する米国仮特許出願62/241,401号の利益を主張しながら２０１６年７月１２日に出願された「Electronic Roundsling Inspection, Load Monitoring and Warning System（ラウンドスリングの電子的検査、荷重モニタリングおよび警告システム）」と題する米国特許出願15/208,271号、および２０１６年１月１３日に出願された「Electronic Roundsling Inspection, Load Monitoring and Warning System（ラウンドスリングの電子的検査、荷重モニタリングおよび警告システム）」と題する米国仮特許出願62/278,109号の利益を主張し、これらの出願のすべての内容が本発明の参考文献として援用される。
【背景技術】
【０００２】  本発明の好ましい実施形態は、一般的に、ラウンドスリングが定格荷重や荷重制限を超えた積載や、潜在的な機能不全に面しているときに警告するシステムおよび方法と関連している。本発明の好ましい実施形態はまた、ラウンドスリングに掛かる荷重をリアルタイムにてモニタリングするシステムと関連している。（発明の背景）【０００３】
産業用スリングは、典型的には、金属または合成材料から構成されている。ワイヤーロープスリングは、一般的には複数の金属ストランドが撚り合わされて形成され、大きな金属スリーブまたはカラーにより保護される。合成スリングは、通常は、合成繊維のストランドからなる引き上げコアと、当該コアを保護する外側カバーとを含む。コアのストランドは典型的には、コア内に他のストランドと平行な向きに挿入される。しかし、全体が参照により援用されるスリングマックス社による米国特許7,926,859号に示されるように、ストランドはカバー内に挿入するときに撚り合わせられることもある。合成スリングはワイヤーロープスリングに比して、質量、強度、その他の面において利点を有する。よく知られている合成スリングのひとつとして、ラウンドスリングがあり、ラウンドスリングは、引き上げコアが連続ループをなしている。当該スリングは円形または楕円形の外観を有している。
【０００４】
最近の産業用スリングは、スリングの破壊または損傷に起因する不具合および積載量の低下を経験していると思われる。これは、例えば現在または過去の使用の間の疲労、過度の引っ張り、あるいは過積載によるものである。その定格荷重を超える過積載状態の下にあると、貨物が耐荷重コア材料の繊維を、その定格強度を超えて引き伸ばした場合には、ラウンドスリングは永久に損傷を受け、および／または変形することがある。合成繊維スリングは、その引っ張り強度または貨物引き上げ能力を超えて過積載状態になると、ダメージを受けると考えられ、二度とその通常の強度および耐荷重能力には戻らないことがある。現場における使用において、このような過積載状態を視覚的手段あるいは他の手段によって検知あるいは判定することは難しくなりがちである。
【０００５】
スリングは一般的に、特定の積載量（定格重量）とともに提供され、スリング固有の積載量を超えて積載してはならない。定格荷重はまた、使用者に対して、スリングの定格荷重あるいは安全引き上げ限界に関するガイダンスを提供する。それでもなお、偶発的に、予期しない衝撃を伴った積載時や、安全でないショートカットを利用する使用者によるスリングのけん引および使用時に、この定格をときに超えることがある。更に、スリングを使用していくうちに、摩滅、断線またはその他のスリング繊維に対する環境的劣化が問題となることがある。これはまた、スリング使用時の荷重制限、実際の定格、および引っ張り強度を低下させ、定格荷重に潜在的な悪影響を及ぼす。スリングの使用荷重制限、定格および引っ張り強度を低下させる環境的要因には、メインテナンス不足、紫外線への曝露、ねじ曲げ、よじれ、結線、摩耗、疲労、水分の滞留、温度、およびその他の関連する環境的因子がある。個々にまたは累積的に、このような状態は、スリング使用中の予期しない破損へとつながることがある。よって、スリングを持ち上げに使用する際には、スリングに掛かる荷重を毎回計測し、記録することが望ましい。
【０００６】
当該技術分野において、ワイヤーロープスリングあるいは合成スリングにかかる荷重を、工業的使用または現場における使用設定の下で継続的に、直接測定する方法は知られていない。現在の方法は、たとえばロードセルを取り付け位置に使用する方法やこれに関連した測定手法といった、過積載状況または荷重に対する非直接的な検知のみに依存している。けん引構成によっては、これらの非直接的な測定方法は、貨物引き上げ作業に用いられる個々のスリングごとの直接荷重について、誤解につながる情報を与えることもある。
【０００７】
ときには、過積載や、疲労、あるいはスリング素材の損傷が、目視による判別の結果、読み取り可能なほどにはわからないことがある。これは、特にスリングのサイズまたは長さが長大なことや、外部カバーが耐荷重コアを被覆していることによって起きる。ラウンドスリングが疲労あるいは構造的に変化している場合、所定の最大積載量または荷重制限に定められた荷重をつり上げることはもはやできないことがある。これらの疲労または構造的な弱体化は、損傷したスリングの操作者およびけん引者に対して脅威となりうる。
【０００８】
商業的に入手可能なラウンドスリングには事前不具合インジケータを有するものがある。この事前不具合警告インジケータの例としては米国特許7,661,737号があり、当該特許の内容全体は参考文献として本明細書に組み込まれる。このような事前不具合インジケータは、スリングの定格荷重を超えるが破壊強度以下の過積載状態になると、過積載状態を示す、視認できる表示を生成するように設計されている。これらの事前不具合警告インジケータは、積載中のスリングに掛かった正確な積載量は判定できず、スリングが定格荷重を超えて積載されたことを示す表示を提供するのみである。更に、けん引構成や、スリングの位置または事前不具合インジケータのスリング上の位置によっては、事前不具合インジケータがアクティブになったことを操作者もしくはけん引者が目視で確認することが難しいこともある。過積載状態がすぐにはわからないことにより、つり上げ操作が完了したあとにけん引者がラウンドスリングを点検するまで、危険なつり上げ操作が続くという結果につながることがある。
【０００９】
けん引およびスリング検査の技術分野において、着実でありかつ信頼できるスリングの事前不具合表示が必要である。更に、最初に予期された寿命の後も有用な操作寿命を有している、構造的に健全なスリングを特定する必要がある。また、耐用年数中のシステムの健康状態を判定し、または有用性をより正確に予測するために、スリングに加えられる荷重およびスリング使用中の環境曝露をモニタリングして、スリングの構造的健全性モニタリングを提供する必要がある。そして、スリングの正確かつ予測可能な寿命予測を提供するために、持ち上げ作業中にスリングにリアルタイムで付与される荷重を測定し、個々のスリングの荷重情報をスリングの耐用年数の間、記録して保存する必要がある。スリングがその破壊強度近くにあるという事前の警告は、スリングの操作者に是正措置をとる機会を提供する。更に、スリングの構造的健全性をモニタリングおよび／または予測したスリングの構造能力を事前に警告することにより、スリングの寿命を延ばすことができ、よってスリングの高価かつ不必要な交換の必要性が低減される。また更に、特定のスリングの生涯負荷、環境要因、過積載履歴を知ることにより、けん引者は、けん引作業毎に、もっとも安全かつもっとも適したスリングを特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明は、添付の図面と関連付けて読んだときに、以下の詳細な説明から最もよく理解される。好ましい発明を説明するために、図面には現在好ましい実施形態が示されている。しかしながら、本発明は、示されている正確な配置および手段に限定されないことを理解されたい。以下の図面にこれらの図面が含まれる。
【００１１】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施形態に従った、電子的過積載検知および警告システムとともに供される典型的なラウンドスリングの上面斜視図を表している。
【００１２】
【図２】図２は、図１に表したラウンドスリングの２−２線に沿った断面図を表している。
【００１３】
【図３】図３は、本発明の好ましい実施形態に従った、電子的過積載検知および警告システムの回路図を表している。
【００１４】
【図４】図４は、ラウンドスリングに取り付けられた、図３に表した電子的過積載検知および警告システムの正面立面概略図であり、明瞭のためにラウンドスリングの一部を透明にして表している。
【００１５】
【図５】図５は、図１に表した電子的過積載検知および警告システムについての第１の好ましい実施形態において、ラウンドスリングのストランドに取り付けられており、また表面に取り付けられたひずみゲージを含む、キャリアプレートの上平面図を表している。
【００１６】
【図５Ａ】図５Ａは、図１に表した電子的過積載検知および警告システムについての第２の好適なキャリアプレートの上面斜視図を表している。
【００１７】
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに表したキャリアプレートの側面立面図を表している。
【００１８】
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５Ａに表したキャリアプレートの上平面図を表している。
【００１９】
【図５Ｄ】図５Ｄは、図５Ａに表したキャリアプレートの正面立面図を表している。
【００２０】
【図６】図６は、図１に表した電子的過積載検知および警告システムについての第３の好適なキャリアプレートの上面斜視図を表している。
【００２１】
【図６Ａ】図６Ａは、図６に表したキャリアプレートの上平面図を表している。
【００２２】
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６に表したキャリアプレートの側面立面図を表している。
【００２３】
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６Ａに表したキャリアプレートの線６Ｃ−６Ｃに沿った断面図を表している。
【００２４】
【図７Ａ】図７Ａは、図１に表した電子的過積載検知および警告システムについての第４の好適なキャリアプレートの上面斜視図を表している。
【００２５】
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の好ましい実施形態によるハウジング内に部分的に封入された、図７Ａに表したキャリアプレートの上面斜視図を表している。
【００２６】
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明の好ましい実施形態による図７Ｂに表したハウジング内に部分的に封入された、図７Ａに表したキャリアプレートの上面斜視図であり、ハウジングの一部を透明にして表している。
【００２７】
【図８Ａ】図８Ａは、図１に表した電子的過積載検知および警告システムについての第５の好適なキャリアプレートの上平面図を表している。
【００２８】
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａに表したキャリアプレートの上面斜視図を表している。
【００２９】
【図９】図９は、本発明の好ましい実施形態による不具合インジケータシステムの側面立面図を表している。
【発明の開示】
【００３０】
以下の説明ではいくつかの用語を用いているが、これらの用語は便宜上、使用しているにすぎず、限定的なものではない。「下方」、「下（部）」、「上方」、および「上（部）」という用語は、参照がなされている図面における方向を示している。「内側方向」、「外側方向」、「上向き方向」、および「下向き方向」という用語は、本開示においては、ラウンドスリングの幾何学的中心に向かう方向およびそれから離れる方向と、それらによって指定される各部分とを意味している。「１つの」や「その」という用語は、本明細書において特に断りのない限り、単一要素に限られず、「少なくとも１つ」を意味するものと解釈されるべきである。これらの用語には、上述した用語以外に、それらの変化形や同様の意味を持つ用語も含まれる。
【００３１】  また、「およそ」、「約」、「一般的に」、「ほぼ」、およびそれらと同類の用語は、本発明の構成要素の寸法や特性について参照する際に本明細書において用いられているが、これらの用語は、記載された寸法／特性が厳密な境界や厳密なパラメータではないことを示しており、機能的に同一または同様な軽微な変更をそれらから排除するものではない。そのような、数値パラメータについて参照している部分は、少なくとも、当該技術分野において認められている数学的原理や産業的原理を用いた場合（例えば、四捨五入、測定誤差や他の系統的誤差、製造公差等）に、最下位数の変化を伴わない種々の変更を包含するものである。（発明を実施するための形態）
【００３２】
詳細のために図面を参照する。ここで全体にわたって、同様の番号は同様の要素を示している。本発明の好適な実施例に従い、図１ないし図４において、電子的過積載検知および警告システムは一般的に１０で表し、ラウンドスリングは５０で表している。
【００３３】
ラウンドスリング５０は、耐荷重コア５２と、耐荷重コア５２を取り囲み保護しているカバー５６を含むことが好ましい。コア５２は、金属、合成ポリマー、あるいは複合材料を含む好適な材料から組み立てられる、複数のストランド５４（図２参照）からなっていてよい。コア５２は天然材料または、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、K-Spec（スリングマックス社の登録商標、権利化された繊維の混合物）、高弾性ポリエチレン（ＨＭＰＥ）、液晶高分子（ＬＣＰ）、アラミド、パラアラミド、またはその他の好適な合成材料のうち、１種あるいは複数種からなっていてよい。コア５２の材料は、スリング５０が持ち上げるように設計された最大質量、およびスリング５０が好適に用いられる環境に関連することがある。一般的には、合成ストランド５４は、金属ロープあるいは金属鎖からなるスリングと比して、高い持ち上げ強度および破断強度を有し、軽量であり、高い耐久性を有する。更に、カバー５６は、コア５２、持ち上げられている物体の表面、および使用中にカバー５６と接触する関連機器について、損傷を低減することが好ましい。
【００３４】
コア５２は、保護カバー５６内に位置することが好ましい。コア５２は一般的に、持ち上げられる貨物の略全質量を支える。カバー５６は一般的に、コア５２を、例えば熱、湿気、紫外光、腐食性化学物質、気体物質、またはコア５２の材料を損傷させまたは弱らせる厳しい環境状況から保護するだけでなく、例えば摩耗や、貨物の鋭利な角などの物理的損傷から防ぐ。
【００３５】
好ましい実施形態において、コア５２はカバー５６内に、第１のコア５３ａと第２のコア５３ｂとを含む。第１のコア５３ａと第２のコア５３ｂは、好ましくはカバー５６内に隣り合って位置し、ラウンドスリング５０に荷重を搭載するための２本の荷重経路を提供する。ラウンドスリング５０は２つのコア５３ａおよび５３ｂを含むことに限定されず、ラウンドスリング５０の機能に対して明らかな影響を受けることなく１つあるいは３つ以上のコアから構成することができる。第１のコア５３ａおよび第２のコア５３ｂは、好ましくは、カバー５６により定義された隣り合ったチャンバー５５ａおよび５５ｂ内に夫々位置し、カバー５６はそれらの間の固定機構５７を介して固定されている。好ましい実施形態において、固定機構５７は、カバー５６により定義されたチャンバー５５ａ、５５ｂの対向する縁部を結合するための縫製からなる。ラウンドスリング５０は縫製からなる固定機構５７を含むことに限定されず、また固定機構５７が縫製からなることに限定されず、また固定機構５７を含まなくてもよい。また固定機構５７は、接着結合、一体形成、クランピング、または他の機構であって、カバー５６内に第１のチャンバー５５ａと第２のチャンバー５５ｂとを容易に形成する代替可能な機構であってよい。
【００３６】
電子的過積載検知および警告システム１０は、好ましくはラウンドスリング５０内部または表面に取り付けられた無線センサシステム１２と、現場に配備された複数のラウンドスリング５０と通信可能な無線基地局１４と、現場に配備されたラウンドスリング５０をモニタリングし、負荷を視覚化するために、操作者により使用でき、好ましくは負荷情報と過積載指示を表示する操作ターミナル１６（図３に概略的に示す）とからなる。センサシステム１２と基地局１４との間の通信によって、好ましくはリアルタイムかつ継続的に、現場に配備された複数のラウンドスリング５０について、各々の荷重情報が提供される。基地局１４は更に、インターネットサーバと有線または無線にて通信を行ってよい。センサシステム１２から得られた情報は、他のコンピュータ、電話、タブレットあるいは他のデバイスなど、使用者によるレビューのためにデータを保存、マニピュレートあるいは表示できるリモート機器へミラーリングしてよい。
【００３７】
好ましい実施形態において、図３に概略的に示すように、センサシステム１２は、現場に配備されたラウンドスリング５０の各々についてひずみ（伸長度）を計測するための、ひずみゲージ１８を含んでよい。例えば、ひずみゲージ１８は軸方向および横方向双方の荷重を測定する２軸ひずみゲージであってよい。ひずみゲージ１８は、従来技術として知られているように、温度補償に対処するように構成されていてよい。ひずみゲージ１８はまた、複数の方向および向きについてひずみを計測するために、例えば４ゲージブリッジやホイートストンブリッジ構成のように、複数のひずみゲージ１８から構成されていてよい。ひずみゲージ１８は、ラウンドスリング５０の長手方向軸に沿って取り付けられ、コアヤーンのひずみあるいは荷重を計測する複数のひずみゲージ１８から構成されていてよい。ひずみゲージ１８は更に、コア５３ａ、５３ｂ、およびカバー５６のひずみと応力を計測するように配置された複数のゲージにより構成されていてよい。ひずみゲージ１８は好ましくはバッテリ駆動であり、好ましくは少なくとも１年間の寿命を有したバッテリ源１９によって駆動されるが、これに限られない。ひずみゲージ１８はおよそどのようなバッテリ寿命で構成されてもよく、例えば２〜３年のバッテリ寿命である。
【００３８】
バッテリ１９は例えば、１０００ミリアンペア時（１０００ｍＡｈ）の一次電池（非充電型電池）であるリチウム電池１９（例：パナソニックＣＲ２４７７）からなっていてよい。更に、バッテリ１９はラウンドスリング５０の配備中、充電するように構成されていてよい。バッテリ１９は例えば、ラウンドスリング５０の使用時あるいは被けん引時などの、振動に曝されたときに充電される、エネルギーハーベストバッテリ１９であってよい。これに代わって、バッテリ１９は、ラウンドスリング５０の外部表面に取り付けられた太陽充電ストリップ１９ａ（図１）に接続された、太陽電池１９であってよい。ラウンドスリング５０をバッテリ１９交換のために製造元へ返却する回数を減らすために、配備中に太陽充電ストリップ１９ａが太陽エネルギーに曝されると、ストリップ１９ａはバッテリ１９に電気充電エネルギーを供給することが好ましい。これにより、ラウンドスリング５０が製造元へ返却されたり修理されたりする前における、ラウンドスリング５０の潜在的な動作寿命が延長される。バッテリ１９は、これに代わって、荷重により動力あるいは電力を生成し、また生成した電力を、生成時間をはるかに超えて貯蔵する圧電性動力電池によって構成してよい。このような圧電性動力電池タイプのバッテリ１９は、ラウンドスリング５０に荷重が掛かると電力を生成し、当該電力をひずみゲージ１８、送信機２０、および好ましいラウンドスリング５０の付加的部品に供給するように構成してよい。ひずみゲージ１８は、無線送信機２０と電気的に接続されることが好ましい。例えば、これに限定はされないが、無線送信機２０はLord MicroStrain SG-Link-OEM-LXRS無線２チャンネルアナログ入力センサノードであってもよい。随意に、送信機２０は外部ホイップアンテナ（図示せず）を有してよい。
【００３９】
好ましい実施形態において、バッテリ１９はラウンドスリング５０から取り外しおよび交換可能であり、このようなバッテリ１９はあらかじめ決めた間隔毎に取り外しおよび交換を行ってよい。バッテリ１９は操作者または使用者によって取り外しおよび交換可能としてよく、また取り外しおよび交換、あるいは好ましくはラウンドスリング５０のメインテナンスおよび検査のために製造元へ返却してもよい。製造元は、例えばラウンドスリング５０がバッテリ１９の交換のために返却されたときにひずみゲージ１８を再較正してよく、またラウンドスリング５０を目視点検してよく、また以下にて詳述するように、環境モニタリングチップ３０をテストおよび較正してよく、またラウンドスリング５０の荷重に関する推奨事項、定格荷重、積載量または能力を認定あるいは再認定してよく、またラウンドスリング５０を操作者に返却する際に、その他の検査やメインテナンスを行ってもよい。
【００４０】
ひずみゲージ１８は好ましくは、ひずみ（あるいは伸長度）を正確に測定するために、堅牢で平らな面（あるいはゆるやかな曲面）に接着される。この好適な発明以前において、ひずみゲージ１８を確実に、ファイバー、ラウンドスリング５０のストランド、撚られた鉄製ロープあるいは金属ロープに対して接着することはほとんど不可能であったため、ラウンドスリング５０のひずみを直接計測することは困難であった。本発明は以下に記すように、従来技術のこの欠点に対処している。
【００４１】
好ましい実施形態におけるセンサシステム１２はまた、バッテリ１９から電力を供給されて送信機２０と通信する、環境モニタリングチップ３０を含む。環境モニタリングチップ３０は、ラウンドスリング５０の性能に対して悪影響を及ぼす、ラウンドスリング５０が配備された環境的限界の変化を含む、ラウンドスリング５０の幾何学的特性をモニタリングするように構成されることが好ましい。環境モニタリングチップ３０は、ラウンドスリング５０に関する様々な特徴および使用中の操作環境、例えば温度、湿度、ｐＨ、日照、紫外線照射、化学物質の存在とそれに対する曝露、振動、伝導率、湿気、およびラウンドスリング５０に関連した特徴および環境であって、ラウンドスリング５０の性能、定格荷重または耐用年数に影響を与えるものを感知してよい。環境モニタリングチップ３０はまた、ラウンドスリング５０の近傍または周囲における、可燃性化学物質またはガス、放射線、塩素、一酸化炭素、酸素濃度の低下、高濃度の気中浮遊汚染物質、有機化学物質の蒸気、アスベスト、金属、農薬、即座に生命あるいは健康を危険に曝す化学物質あるいはガスの存在、発がん性物質、毒素、刺激物、腐食剤、感作物質、肝毒素、腎毒素、神経毒素などの有害な化学物質あるいはガスなどの存在にとどまらず、造血系に作用し、または肺、皮膚、眼、または粘膜に損傷を与える薬剤、ならびに他の関連するまたは同様の危険な化学物質またはガスを検知してよい。環境モニタリングチップ３０は、ラウンドスリング５０に悪影響を与える可能性のある環境状況のモニタリングに加えて、ラウンドスリング５０を使用する人々、操作者、または技術者に対して安全でない状況を警告する働きをしてもよい。このような状況には毒性、可燃性あるいは爆発性の薬物、あるいは低酸素濃度が含まれていてよい。
【００４２】
環境モニタリングチップ３０は、好ましくは一定時間毎にこれらの特徴を感知し、送信機２０にこれらの特徴を送信し、続いて送信機２０は基地局１４にこの情報を送信する。ひずみゲージ１８にて検知された荷重状況を含む、複数の感知された特徴は、ラウンドスリング５０の使用時における、荷重および環境への曝露を考慮に入れるために、また感知された特徴を統計的に分析するために利用され、ラウンドスリング５０の現在の状態を決定することが好ましい。ラウンドスリング５０の使用およびラウンドスリング５０が使用される環境に起因する、老化および劣化の観点から、そのラウンドスリング５０が意図された機能を果たすために、統計学的分析によって特定のラウンドスリング５０の能力を予期できることが好ましい。例えば、１人の操作者に使用される複数のラウンドスリング５０に関する荷重および環境に関する履歴は、工場から新しい状態で出荷されたときの評価だけでなく、各々の負荷と環境の履歴に基づく評価に基づいて考慮されてよい。このような分析および履歴に対する考慮は、良好な環境条件における軽負荷の履歴を有するラウンドスリング５０に対して、寿命を延長し、また実際の耐用年数を達成する前に廃棄されたり交換されたりする必要を制限することを可能にする。同様に、極端な負荷および好ましくない環境条件に曝されるラウンドスリング５０は、独自の負荷および環境の履歴に基づいて標準的な耐用年数の前にサービスから取り除くことができ、このようなラウンドスリング５０を含むけん引またはつり上げ操作の安全性を向上させることができる。環境モニタリングチップ３０を用いたサンプリングの頻度は、前もって決めた回数の間チップ３０が特定の特徴を収集するように標準化してよいし、または、ラウンドスリング５０に荷重がある間は頻度を上げ、ラウンドスリング５０に荷重がない間は頻度を下げるように可変であってもよい。また更に、環境モニタリングチップ３０は、任意の間そのセンサによってデータを収集して保存してもよく、また、その保存したデータを全て、もしくはそのほんの一部を基地局１４に対して送信してよい。
【００４３】
好ましい実施形態において、環境モニタリングチップ３０は、種々のセンサ、演算処理ユニット、およびデータ保存ユニットからなるシステムオンチップ（ＳｏＣ）集積回路であってもよい。ＳｏＣチップ３０は、ラウンドスリング５０内に大きなスペースを占めることなくラウンドスリング５０に取り付けられることが好ましい。またＳｏＣチップ３０は、環境および荷重状況をモニタリングする目的で、基地局１４にデータを送信するために、ラウンドスリング５０の種々の特徴および関連した動作環境を測定する構成とすることが好ましい。
【００４４】
好ましい実施形態において、図５ないし図５Ｄに示すように、キャリア要素またはキャリアプレート２６は、耐荷重コア５２の耐荷重ストランド５４と直列（一直線）に取り付けられる。これらの好ましい実施形態において、キャリアプレート２６はコア５２の耐荷重ストランド５４の両端の間に挿入される（図５に模式的に示す）。図５は第１の好ましい実施形態中の、ほぼブロック形状を有したキャリアプレート２６を示し、図５Ａないし図５Ｄは、第２の好ましい実施形態中の、円筒形状または錠剤形状を有したキャリアプレート２６を示す。ここで、第１および第２の好ましい実施形態においては、類似の特徴は同様の番号によって示されることにより特定される。キャリアプレート２６は、キャリアプレート２６の第１の孔部６２ａにストランド５４の第１の端部５４ａを挿入し、第１の端部５４ａを第１の孔部６２ａに固定するための第１の結び目６４ａを形成し、続いてストランド５４の第２の端部５４ｂをキャリアプレート２６の第２の孔部６２ｂに挿入し、第２の結び目６４ｂを形成して第２の端部５４ｂを第２の孔部６２ｂおよびキャリア要素２６に固定することによって、耐荷重ストランド５４に取り付けられることが好ましい。ストランド５４の第１の端部５４ａおよび第２の端部５４ｂは、結び目６４ａおよび６４ｂによってキャリア要素２６の第１および第２の孔部６２ａおよび６２ｂに必ずしも固定される必要はなく、さもなければキャリア要素２６に固定され、このときキャリア要素２６は、使用中にストランド５４が運ぶ荷重とほぼ同じ荷重を受ける。例えば、ストランド５４の第１の端部５４ａおよび第２の端部５４ｂは、ラウンドスリング５０の典型的な動作条件に耐えるように、キャリアプレート２６にクランプ、締め付け、接着結合または他の方法で固定することができ、ラウンドスリング５０および個々のストランド５４により典型的に扱う荷重を運ぶ能力を有する。更に、キャリア要素２６は、ストランド５４の第１および第２の端部５４ａおよび５４ｂに固定するための第１および第２の孔部６２ａおよび６２ｂを有することに限定されず、クランプまたはファスナーあるいは他の固定機構であって、第１および第２の端部５４ａおよび５４ｂの固定を受容するように設計および構成されたものによって構成してもよい。
【００４５】
個々のストランド５４の荷重経路と直列（直線上）にあることにより、キャリアプレート２６は、耐荷重コア５２内の個々のストランド５４および他のストランド５４とほぼ同じ荷重を担持することが好ましい。好ましい実施形態において、キャリアプレート２６は平坦（または緩やかな曲面の）表面またはレセプタクル６６を有し、そこでキャリアプレートまたは要素２６に対するひずみゲージ１８が確実に固定されていることが好ましい。キャリアプレート２６は、キャリアプレート２６として一般的なサイズおよび形状を有することができ、また正常な操作状況に耐えることができ、かつひずみゲージ１８のひずみ特性に適していれば、ほとんどどのような堅牢な物質によって構成されてもよく、例えば、これに限定はされないが、アルミニウム、鉄、ステンレス、３１６ステンレス、合成材料、その他多数のほぼ堅牢な素材が挙げられる。電気リード線６０は、好ましくはひずみゲージ１８から送出されたひずみ信号を、信号処理のために送信機２０、続いて基地局１４へと伝送する。キャリア要素２６は、ひずみゲージ１８を取り付けるためにレセプタクル６６を１つ含む。または、キャリア要素２６は、キャリアプレート２６上にレセプタクル６６を複数含み、好ましくは、一般的にひずみゲージ１８を取り付けるために概ね平らまたは平坦な形状を有する。例として、第１の好ましい実施形態におけるキャリア要素２６は、キャリアプレート２６の双方の面に夫々１つずつレセプタクル６６を有していてもよい。
【００４６】
第２の好ましい実施形態において、キャリアプレート２６はほぼ円筒形状を有し、レセプタクル６６は当該キャリアプレート２６の表面にひずみゲージ１８を取り付けるように形成される。このためひずみゲージ１８は、キャリアプレート２６のほぼ長手方向軸２５に沿ってひずみを測定するように方向が定められる。キャリアプレート２６は、実質的にほぼ円筒形の構成に限定されず、円形、長方形、正方形、楕円形、三角形、管状、または中空の円筒形およびその他の形状を含む多数の断面形状で形成することができる。ラウンドスリング５０の通常の作動状態において、キャリアプレート２６はストランド５４の第１および第２の端部５４ａおよび５４ｂに取り付けられ、ストランド５４から与えられた荷重を運び、ひずみゲージ１８が効果的に取り付けられる。ひずみゲージ１８はキャリアプレート２６上のレセプタクル領域または表面６６に接着してもよいし、あるいはキャリア要素２６上のレセプタクル６６と代替可能な領域に取り付けてもよい。キャリアプレート２６の形状および曲率に応じて、レセプタクル領域６６は平坦又は緩やかに湾曲していてもよいが、これに限定されるものではなく、キャリア要素の通常の動作条件に耐えることができ、かつキャリア要素２６の典型的な機能を果たせばほとんど任意のサイズおよび形状であってよい。また更に、キャリアプレート２６の形状や湾曲によっては、レセプタクル６６として明確に区別される部分は必要ないこともある。例えば、特定のレセプタクル６６を必要とすることなくひずみゲージ１８を受容可能な、ほぼ平坦、長方形、箱形、もしくは平行六面体のキャリアプレート２６の領域または表面に対しては、ひずみゲージ１８はそのどこであっても結合可能である。
【００４７】  第２の好ましい実施形態において、キャリア要素２６は長さＬと直径Ｄを有し、また長手方向軸２５に沿ってほぼ半球状の端部を有する。長さＬおよび直径Ｄは、好ましくはキャリア要素２６が連結されている個々のストランド５４の一般的サイズに対応する大きさを有するが、これに限定されない。好ましい実施形態において、キャリア要素２６は長さＬ約５．０８〜７．６２センチメートル（約２〜３インチ）、直径Ｄ約１．２７〜２．５４センチメートル（約１／２〜１インチ）を有するがこれに限定されない。好ましい実施形態におけるレセプタクル領域６６は、レセプタクル長さｘは約０．６３５〜１．９０５センチメートル（約１／４〜３／４インチ）、レセプタクル幅ｙは約０．６３５〜１．２７センチメートル（約１／４〜１／２インチ）であるがこれに限定されず、ひずみゲージ１８を受容することができれば、いかなるサイズおよび形状をも取ることができ、またはひずみゲージ１８がキャリア要素２６の端部に直接取り付けられたときには、上述したようにキャリア要素２６から除外することもできる。好ましい実施形態における第１および第２の孔部６２ａおよび６２ｂは、ほぼ一貫して約０．９５２５センチメートル（約３／８インチ）の口径ｄ（図示せず）を有しているがこれに限定されず、ストランド５４の端部５４ａおよび５４ｂを受容することができればどのようなサイズ、形状あるいは構成を取ってもよく、また上述したように、キャリア要素２６から除外することもできる。これに代わって、第２の好ましい実施形態において、孔部６２ａおよび６２ｂはほぼ楕円形を有し、長径Ｈ1は約０．６３５〜０．８４６センチメートル（約１／４〜１／３インチ）、短径Ｈ2は約０．３１７５〜０．９５２５センチメートル（約１／８〜３／８インチ）であってよい。好ましい実施形態の孔部６２ａおよび６２ｂはほぼ楕円形であることに限定されず、ほぼ一貫した直径を有していてよく、キャリア要素２６から除外してもよく、ストランド５４の端部５４ａおよび５４ｂを受容してキャリア要素２６の通常の動作条件に耐えることができれば、代替のサイズおよび形状を有することも可能である。
【００４８】
第３の好ましい実施形態において、図６ないし図６Ｃを参照すると、第２の好ましい実施形態におけるキャリア要素２６と類似した機能と特徴とを有したキャリア要素１２６は、耐荷重コア５２の耐荷重ストランドと直列（一直線）に取り付けてもよい。ここで詳説される第３の好ましい実施形態のキャリア要素１２６は、第１および第２の好ましい実施形態におけるキャリア要素２６と区別するために、類似の特徴について接頭辞「１」を付して示す。耐荷重コア５２は、使用中、キャリア要素１２６が個々のストランド５４とほぼ同じ荷重を運搬するように、キャリア要素１２６に対して第１と第２の孔部１６２ａおよび１６２ｂにおいて接続されてよい。第１と第２の孔部１６２ａおよび１６２ｂは、キャリア要素１２６の長手方向軸１２５に沿って配置され位置合わせがされることが好ましい。ストランド５４の両端部５４ａおよび５４ｂは、操作時構成において第１および第２の孔部１６２ａおよび１６２ｂに対して固定されていることが好ましい。レセプタクル１６６はキャリア要素１２６内に形成され、キャリア要素１２６の荷重およびひずみを計測するひずみゲージ１８を受けとめるための、サイズおよび構成を有していることが好ましい。レセプタクル１６６はまた、好ましい実施形態において、ひずみゲージ１８と長手方向軸１２５とが、長手方向軸に沿って配置および位置合わせをなされていてよい。第３の好ましい実施形態において、レセプタクル１６６はポケットを有している。このポケットはキャリア要素１２６の表面に嵌め込まれていてよいが、これに限定されず、キャリア要素１２６の表面にほぼ重なり合っていてもよく、キャリア要素１２６上の他の位置に位置していてもよい。更に、好ましい実施形態において、キャリア要素１２６は、ひずみゲージ１８を取り付けるために、一般的には平らもしくは平坦である対向する上面と下面とに、夫々レセプタクル１６６を有していてよい。上面レセプタクル１６６は付加的な刻み目と、ひずみゲージ１８を受容するポケットを有していることが好ましく、下面レセプタクル１６６は、ほぼ平坦であることが好ましい。ひずみゲージ１８は、キャリア要素１２６に対する環境温度とねじ曲げを補償するために、上部および下部レセプタクル１６６に取り付けられることが望ましい。キャリア要素１２６は、鉄、ステンレス、３１６ステンレス、アルミニウム、７０７５アルミニウム、または他の比較的剛性かつ堅牢な素材であって、キャリア要素１２６として一般的なサイズおよび形状を有し、キャリア要素１２６としての正常な操作状況に耐えることができる金属素材、例えば合成金属にて構成されることが好ましい。
【００４９】  第３の好ましい実施形態において、キャリア要素１２６は、両端１２６ａと１２６ｂの形状が比較的広くかつ中央部分１２６ｃが比較的狭い、ほぼ犬の骨の形状、あるいはダンベル形状を有している。キャリア要素１２６は、キャリア全長Ｚ、中央部の長さｚ、平面図における端部１２６ａおよび１２６ｂの直径を計測して得られる長径Ｗ、中央部１２６ｃの短径ｗ、端部１２６ａおよび１２６ｂの厚みを計測して得られる最厚部Ｔ、レセプタクル１６６に近接した中央部１２６ｃの厚みを計測して得られる最薄部ｔとを有している。第３の好ましい実施形態において、全長Ｚは約１０．１６〜１２．７センチメートル（約４〜５インチ）であって、好ましくは約１２．０６５センチメートル（約４．７５インチ）である。中央部の長さｚは約５．０８〜７．６２センチメートル（約２〜３インチ）であって、好ましくは約５．７１５センチメートル（約２．２５インチ）である。長径Ｗは好ましくは約２．５４〜３．８１センチメートル（約１〜１．５インチ）であって、好ましくは約３．１７５センチメートル（約１．２５インチ）である。短径ｗは約１．２７〜１．９０５センチメートル（約１／２〜３／４インチ）であって、好ましくは約１．５２４センチメートル（約０．６インチ）である。最厚部Ｔは約０．６３５〜１．２７センチメートル（約１／４〜１／２インチ）、最薄部ｔは約０．２５４〜０．６３５センチメートル（約１／１０〜１／４インチ）であり、好ましくは約０．４２３センチメートル（約１／６インチ）である。第３の好ましい実施形態のキャリア要素１２６におけるこれらの寸法は、これに限定されないものであり、キャリア要素１２６は、使用中にコアストランド５４の荷重を運搬でき、コアストランド５４に取り付け可能であり、コアストランド５４との係合を可能にし、また本明細書で説明されるキャリア要素１２６の通常の動作条件に耐えることのできる、ほぼ任意の方法におけるサイズおよび構成を有する。更に、キャリア要素１２６は、好ましくは、第１および第２の孔部１６２ａおよび１６２ｂの側壁、第１および第２の端部１２６ａおよび１２６ｂの外面などの様々な面の間を、あるいは第１および第２の端部１２６ａおよび１２６ｂおよび中央部１２６ｃを含む様々な面の間を移行する際に弓形の面または湾曲面を有する。この弓形の面または湾曲面は、コアストランド５４、コア５２の他の部位、もしくはカバー５６が擦られ、スライドされ、またはキャリア要素１２６に対する位置に配置されたときにダメージを抑えるように設計および構成されることが好ましい。第３の好ましい実施形態においては、第１および第２の孔部１６２ａおよび１６２ｂは、内側に曲がった表面を有し、コアストランド５４と係合して内部にほぼ双曲面を形成するが、これに限定されず、コアストランド５４を受容することができれば、あるいはコアストランド５４と係合すればほとんどどのようなサイズまたは大きさを取ってもよく、好ましくは弓形の面または湾曲面である。更に、第１および第２の孔部１６２ａおよび１６２ｂは、第２の好ましい実施形態における第１および第２の孔部６２ａおよび６２ｂと同様に、楕円形であってよい。
【００５０】
図７Ａを参照すると、第４の好ましいキャリア要素１２６’は、第３の好ましいキャリア要素１２６と類似の構成を有する。第４の好ましいキャリア要素１２６’において類似の特徴を特定するために、第４の好ましい実施形態を第３の好ましい実施形態と区別するプライムシンボル（’）と共に、同様の参照番号を用いる。第４の好ましいキャリア要素１２６’は、第３の好ましい実施形態がより丸い端部を有しているのとは対照的に、第１および第２の端部１２６ａ’および１２６ｂ’にわずかに四角い縁部あるいは隅部を有している。またレセプタクル１６６’を含み、レセプタクル１６６’’はひずみゲージ１８を受容するために、一般的には中央部１２６ｃ’の刻み目として設けられている。第４の好ましいキャリア要素１２６’は、レセプタクル１６６’を上面および下面に有し、ひずみゲージ１８が受容され、取り付けられているが、これに限定されず、使用者または設計者の設定によって、１つのレセプタクル１６６’、または追加のレセプタクル１６６’をキャリア要素１２６’の選択された場所に含んでいてもよい。レセプタクル１６６’は、操作時設定においてキャリア要素１２６’とストランド５４の荷重を測定するために、好ましくは第１および第２の孔部１６２ａ’および１６２ｂ’の間に位置合わせされる。第４の好ましいキャリア要素１２６’は、それ以外の点では第３の好ましいキャリア要素１２６とほぼ同様に設定される。
【００５１】
第４の好ましいキャリア要素１２６’は、好ましくは、第１および第２の端部１２６ａ’および１２６ｂ’の近くの中央部１２６ｃ’の対向する端部に近接した中央部１２６ｃ’上に位置するか、あるいは中央部１２６ｃ’を上部から被覆する、シールリング１４０を有している。シールリング１４０は、好ましくは、中央部１２６ｃ’を、キャリア要素１２６’が係合するハウジング７５に対して封止することを可能とするゴム様素材である。ハウジング７５は、ひずみゲージ１８、および他の電子的過積載検知および警告システム１０上の部品を保護する。電子的過積載検知および警告システム１０は、キャリア要素２６、１２６または１２６’に相対したハウジング７５向けのシールリング１４０を含むことに限定されず、ハウジング７５およびキャリア要素２６、１２６または１２６’は、その他の方法にて電子的過積載検知および警告システム１０の電子部品を保護およびシーリングしてよく、もしくは他の方法にて電子部品をカバーおよび保護してもよい。
【００５２】
第５の好ましいキャリア要素１２６’’は、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、第３および第４の好ましいキャリア要素１２６および１２６と類似の構成を有する。第５の好ましいキャリア要素１２６’’における類似の特徴を特定するために、第５の好ましい実施形態において、第３および第４の好ましい実施形態と区別するダブルプライムシンボル（’’）と共に、同様の参照番号を用いる。第５の好ましいキャリア要素１２６’’は、ひずみゲージ１８に取り付けるキャリア要素１２６’’の正面側壁および背面側壁に、レセプタクル１６６’’を有している。更に、キャリア要素１２６’’の中央部は、キャリア要素１２６’’の中央部内にレセプタクル１６６’’を定義するために、一般的に、正面側壁および背面側壁において、内側方向に傾斜する、長方形または平行六面体の横断面を有することが好ましい。また更に、ひずみゲージ１８は、キャリア要素１２６’’の荷重測定ならびに、温度および潜在的な曲がりの補償のために、双方のレセプタクル１６６’’に対して取り付けられることが好ましい。また更に、ひずみゲージ１８は、補償とデータを提供するために、キャリア要素１２６’’の中央部の上部および下部に取り付けられることが好ましい。第５の好ましい実施形態におけるキャリア要素１２６’’は一般的にレセプタクル１６６’’の正面側壁および背面側壁が長方形または平行六面体を有することに限られない。キャリア要素１２６’’の中央部は、ほとんどどのような切断面を有していてもよく、レセプタクル１６６’’は、ひずみゲージ１８が取り付けられ、スリングの荷重データを収集可能であれば、キャリア要素１２６’’上のほとんどどの部位においても取り付けることができる。
【００５３】
これらの好ましい実施形態において図５ないし図８Ｂを参照すると、キャリア要素２６、１２６、１２６’または１２６’’は、少なくとも一部分がハウジング７５内に封入され、特にひずみゲージ１８を覆う。図７Ｂおよび図７Ｃに示すハウジング７５は、第４の好ましい実施形態のキャリア要素１２６’を包含し、好適なキャリア要素２６、１２６、１２６’または１２６’’と係合または封入するように設計および設定されてよい。ハウジング７５は好ましくは、上部ハウジング７５ａと下部ハウジング７５ｂとを含む。上部ハウジング７５ａと下部ハウジング７５ｂとは、好ましくはアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）などのポリマー材料から構成されるが、これに限定されず、重合体、金属、木、その他の材料であってハウジング７５の一般的なサイズおよび形状を取ることができ、ハウジング７５として好ましい性能を発揮し、ハウジング７５としての通常の操作環境に耐えることができるどのような材料にて形成されてもよい。上部および下部ハウジング７５ａおよび７５ｂは、好ましくはキャリア要素２６、１２６または１２６’の中央部１２６ｃまたは１２６ｃ’を覆うようにスナップ嵌合され、外部からの液体又は気体がハウジング７５内部へ流入することを阻止するシールリング１４０と係合する。上部および下部ハウジング７５ａおよび７５ｂは、好ましくは使用者が作業構成から上部ハウジング７５ａを下部ハウジング７５ｂから取り外すことが困難であるように、互いにスナップ嵌合、溶接または接合される。現場での使用において、好ましくは、ハウジング７５は開封や分解はされず、開封されるのは製造元に検査やメインテナンスのために返却されたときのみである。ハウジング７５は使用者が開封困難であることに限定されず、使用者によって検査、メインテナンスおよびその他の操作をする際に開封、密閉できるように構成されていてもよい。
【００５４】
好適なハウジング７５は、バッテリ７６と回路基板７８とを内部に含んでいる。バッテリ７６は、好ましくは動力を回路基板７８に供給し、回路基板７８は最低でも無線送信機２０、ストレージまたはメモリ（図示せず）およびコントローラ（図示せず）を含むことができる。ハウジング７５は無線送信機２０およびコントローラを保護し、構造的に支えている。ハウジング７５は無線送信機２０、バッテリ７６と回路基板７８とを内部に有していることに限定されないが、好ましくは、環境的保護と構造的支持をこれらの電気部品に対して与えるために、これらの部品はハウジング７５内部に収容される。
【００５５】  図１ないし図８を参照すると、無線基地局１４は、好ましくは、無線送信機２０からデータを無線にて受信するための無線受信機２２を含む。例えば、好ましい受信機２２はLord MicroStrain WSDA-BASE-104 USBゲートウェイノードであるがこれに限定されず、無線にて無線送信機２０からデータを受信可能であり、受信機２２としての通常の操作状況に耐えることができ、本明細書中の他の好ましい機能として動作できれば、ほとんどどのような受信機２２であってもよい。無線送信機２０および受信機２２は、好ましくは最低でも通信半径は約４５．７２メートル（約１５０フィート）であり、より好ましくは約１５２．４メートル（約５００フィート）であるが、これに限定されず、これらの数値より長くても短くてもよい。例えば、携帯電話のプロトコルを用いた無線送信機２０と受信機２２は、ほとんどどのような距離でも、大陸間や地球全体であっても通信可能である。更に、好適なシステムは実際の導線にてひずみゲージ１８と基地局１４とが直結された、無線送信機２０と受信機２２とを含むことに限られない。システムにとって好ましいのは無線信号であり、基地局１４が複数のラウンドスリング５０の荷重についてモニタリングを行う場合に特に好ましい。
【００５６】
受信機２２は好ましくは操作ターミナル１６のコンピューティングデバイス２４に電気的に接続される。操作ターミナル１６の例としては、コンピュータ、タブレット、スマートフォンなどの、受信したデータを計算、処理し、スリングの荷重を視覚化してモニタリングし、過積載インジケータを表示するものである。実施形態の１において、コンピューティングデバイス２４はデータ取得機能を有するラップトップのウィンドウズ（登録商標）ＰＣ、デバイスプログラムソフトウェア（例：ＬａｂＶｉｅｗまたは類似のソフトウェア）およびオフラインデータ分析ソフトウェア（例：マイクロソフトエクセル）である。コンピューティングデバイス２４はひずみゲージ１８および環境モニタリングチップ３０から得られたデータを統計学的に分析でき、ラウンドスリング５０の感知した各種の特徴とその動作状況から、ラウンドスリング５０の現在のステータスまたは健康状態を予測できることが好ましい。また、コンピューティングデバイス２４は好ましくは受信機２２と接続する少なくとも１つの通信ポートを有する（例：ＵＳＢまたは他のシリアルまたはパラレルポート）がこれに限定されない。
【００５７】
最小の好ましい実施形態においてコンピューティングデバイス２４は無線センサシステム１２から得られた１台以上のラウンドスリング５０の応力のデータと、それぞれのキャリアプレート材料の弾性率から、ラウンドスリング５０の応力を計算する（応力＝ひずみ×弾性率）。受信機２２は同時に現場に配備される複数の送信機２０と交信するように構成できる（説明のために、図３には３台のセンサシステム１２を示す）。例えば、３台のラウンドスリング５０といった複数のラウンドスリング５０は、基地局１４から同時にモニタリングすることができる。これに代わって、受信機２２は１台、または２台、または３台以上のラウンドスリング５０と関連づいた、１台の送信機２０と交信するように構成してもよい。荷重によりラウンドスリング５０に与えられる力は、測定された応力に対してキャリア要素２６の表面積を乗じて推定することができる。そしてこの力は負荷に対する重量の見積もりとして、一般的に当業者にとって既知の物理学的計算式を用いて変換される。
【００５８】
各スリングの構造の違いを考慮するために、較正のシステムを用いて、キャリア要素２６に加えられる張力の差を補償することができる。ラウンドスリング５０は較正されたロードセルと共に引張試験機と直列に繋がれて、一連の既知の荷重をかけられうる。これらの荷重を無線送信機２０と無線通信を行うコンピュータに入力してよい。ひずみゲージ１８からの信号を既知の荷重と照らし合わせることにより、使用中の荷重を正確に読み取ることを可能にする較正曲線を生成することができる。プロセスを簡略化するために、コンピューティングデバイス２４に較正モードを含めることができる。このモードは、操作者に対して較正のプロセスを促し、送信機に対して最新の較正情報をロードする。更に、ラウンドスリング５０がメインテナンスあるいは予め決まったスケジュールにより返却されたときに、ラウンドスリング５０を同様の方法で再較正し、最新の較正情報をリロードして最初の較正からの変更点を補償してもよい。
【００５９】
ひずみゲージ１８は好ましくは、ほぼどのようなラウンドスリング５０に対しても適合する小型サイズである。図４に示すように、ひずみゲージ１８はキャリアプレートまたは要素２６上に設けられ、コア５２のストランド５４の両端５４ａと５４ｂとの間に取り付けられてよい。第１の好ましい実施形態におけるキャリアプレート２６を、以下の記述内にて例として利用し、また、第２、第３、第４の好ましい実施形態のキャリアプレート２６、１２６または１２６’の例として利用することもできる。またラウンドスリング５０についても以下の記述において同様に役立てられる。キャリアプレート２６は、好ましくは、ゲージ１８を環境的な害、例えば水、油あるいは電磁波（ＥＭ）放射から保護する保護カバー５６内に位置している。また、好ましい実施形態の１つにおいて、無線送信機２０はスリングカバー５６に取り付けられた、例えば短い尾の形をした保護ポケット内に設置される。この尾は、内部の繊細な電子部品の存在を示すために、違った色をした素材からなっていてもよい。ラウンドスリング５０内部の電気的接続は、好ましくは少なくとも保護カバー５６によって保護され、更に付加的なカバー、素材または、例えばコアストランド５４の中心に位置させるといった配置などによっても保護される。キャリアプレート２６、ひずみゲージ１８、無線送信機２０、および関連する部品は、カバー５６内部に取り付けられることに限定されないが、ストランド５４との結合、およびこれらの部品を現地における使用の際に保護する観点からカバー５６内部に取り付けられることが好ましい。例えば、第４の好ましい実施形態において、回路基板７８、バッテリ７６およびひずみゲージ１８は、電子的過積載検知および警告システム１０に構造的保護および環境的保護を提供するために、ハウジング７５内に取り付けられる。
【００６０】  好ましい実施形態において、電子的過積載検知および警告システム１０はバッテリ給電であり、またバッテリ寿命を伸ばすために省電力対策を活用することが望ましい。電子的過積載検知および警告システム１０はこれに代わって、家庭用電源または発電機を含む他の手段によって給電されてよく、この場合、省電力対策の優先度は低下する。好ましい実施形態において、ラウンドスリング５０に対して荷重する前に、送信機２０および受信機２２の電源が投入される。電源投入時には、送信機２０および受信機２２はバッテリ温存のため低電力スリープモードにあることが好ましい。スリープモード中、送信機２０および受信機２２は一定時間毎にウェイクアップして基地局１４からのウェイク信号を待機する。送信機２０および受信機２２は、ウェイク信号を受信すると、イベントベースサンプリングを伴った低デューティサイクルモードに入ることが好ましい。この好ましい低デューティサイクルモードにおいて、受信機２２は送信機２０の低周波（例：１Ｈｚ）におけるサンプリングを開始するが、所定の事象が発生したときのみコンピューティングデバイス２４にデータを送信する。スリングに適用する場合、潜在的な事象はひずみゲージ１８上の非ゼロ荷重の測定であり、これは、好ましくは、送信機２０から受信機２２へと送信される。
【００６１】
ラウンドスリング５０がロードされ、ウェイク信号が送信機２０から受信機２２へと送信されたとき、ひずみゲージ１８は好ましくはキャリアプレート２６、１２６、１２６’または１２６’’の伸長度を測定する。測定データおよびすべての過積載インジケータの真正データは、好ましくはプリセットされた間隔毎に送信機２０から受信機２２へと無線通信される。受信機２２はデータを、データの追加処理、視覚化、警告、および／または保存のため、コンピューティングデバイス２４へリレーする。例えば関連した最大安全応力より大きい応力、あるいは定格荷重より２倍以上大きい荷重、といったトリガ信号は、音響アラーム、書面によるメッセージ、テキストメッセージ、操作者の電話宛てのショートメッセージ（ＳＭＳ）通信、視覚的アラーム、または操作をロックするための機器への信号、といった警告を生成することが好ましい。これらのメッセージまたはアラームは、使用者または検査者に対して１台またはそれ以上の台数のスリング５０についての潜在的な危険を警告してもよく、これによって使用者または検査者がこの状況を重視した行動を取れるようにしてもよい。理解されるように、受信機２２は複数の配備されたラウンドスリング５０の複数の送信機２０からデータを受信してよい。コンピューティングデバイス２４によって計算され、かつ表示されたデータは、夫々のラウンドスリング５０、およびラウンドスリング５０に関連する応力および／またはひずみを示す。
【００６２】
基地局１４は、ウェイク信号に加えて、好ましくはすべての送信機２０に対して定期的間隔をおいてpingを送信し、センサシステム１２が使用可能かつ操作可能であるか点検する。送信機２０および受信機２２は、好ましくは予め決めた一定時間、例えば１〜５時間用いられなかった場合、低電力スリープモードに入る。
【００６３】
操作時には、回路基板７８は、予め決めた量の、荷重データまたはひずみゲージ１８等からのセンサから収集した他のデータを記憶することができる、記憶装置またはメモリとしての特徴を有してもよい。例えば、電子的過積載検知および警告システム１０は、操作中に回路基板７８にてピーク負荷条件を記憶するように構成されることが好ましい。回路基板７８はまたその他の、最大／最小温度、最大加速度、最大化学物質濃度およびこれに類似または関連した、スリング５０に関連づいたセンサから得られるデータを記録および保存するように構成してもよい。回路基板７８はまた、スリング５０に加えられる負荷サイクルの数、また回路基板７８が受信した感知したデータのほとんどすべてをローカルに保存するように構成してもよい。回路基板７８は製造元がリセットするまで一貫して永久的にスリング５０からのデータを維持して保存するように構成してもよい。収集したデータを回路基板７８にローカルにて保存することによって、スリング５０の製造元は、回路基板７８から送信されたデータのアクセスが使用者によって制限されている場合、保証請求を審査できる。
【００６４】
電子的過積載検知および警告システム１０は、単独で使用されることに加えて、他の事前不具合警告インジケータとともに使用してもよい。例えば、これに限定されないが、他の事前不具合警告インジケータの例としては２０１５年７月１６日に発行された「Roundslings with Radio Frequency Identification Pre-Failure Warning Indicators（ＲＦＩＤ事前不具合警告インジケータを有するラウンドスリング）」と題された米国特許9,293,028号があり、当該特許の内容全体は参考文献として本明細書に組み込まれる。
【００６５】  図１、図２、図９を参照すると、１２ゲージ銅線などである絶縁導線１００は、故障表示システム４０の２つのアイループ２７および２９の間に固定され、専用ストランド２８と並行してよい。専用ストランド２８はコア５２内部もしくはコア５２上に位置することが好ましい。専用ストランド２８はコア５２を形成するストランド５４と別であることが好ましい。専用ストランド２８はコア５２に近接することが好ましく、例えば、専用ストランド２８は１つまたはそれ以上のコアストランド５４の周りを撚り回されているか、もしくは図２のように、コア５２に隣接して位置していてもよい。いくつかの態様において、専用ストランド２８はカバー５６内部に貼付されている。ラウンドスリング５０がある時間を超えて使用されると、カバー５６の特定の位置、例えばラウンドスリング５０がクレーンのフックから懸垂される位置に摩耗点が発生する。従って、耐荷重コア５２に対してカバー５６を回転させることが望ましいことがある。専用ストランド２８をカバー５６内部に固定することにより、カバー５６の動き（意図的であっても意図的でなくとも）は事前不具合インジケータアセンブリ４０の操作に対して、典型的には影響を与えない。リング８２を介して第１のアイループ２７と第２のアイループ２９とが接続されると、専用ストランド２８とリング８２は無限ループを形成する。分離した専用ストランド２８の形状は一般的にはコアストランド５４によって形成される無限並列ループの形状と一致する（例：一般的には円形もしくは楕円形）。リング８２はどのような適した形状からなっていてもよい。
【００６６】
導線１００は連続テスターとして供されることが好ましい。過積載状態が発生すると、専用ストランド２８は、好ましくは定格荷重より僅かに軽い負荷にて破壊され、アイループ２７および２９は押し離され、連続テスターとして供された導線１００の破壊を引き起こす。導線１００は送信機２０と通信することが好ましい。導線１００の連続性が過負荷事象の結果切断されると、送信機２０は警告信号を生成して信号を受信機２２へと送信する。このように生成される過積載信号は複数の方法によって送信することができる（有線通信、無線通信、光信号、音声警告等を含む）。基地局１４は引き続いて操作者とけん引者に対して警告を送り、さもなければラウンドスリング５０の損傷を防止するために操作を制限する。
【００６７】
ラウンドスリング５０はインジケーターヤーン８０を含んでもよい。カバー５６はインジケーターヤーン８０が通過する開口部を含んでよい。またインジケーターヤーン８０はある長さの一端を有し、当該一端はカバー５６の内部へと位置し、またインジケーターヤーン８０はある長さの他端を有し、当該他端はカバー５６の外部にあってよい。開口部はカバー５６の内部のどのような適切な位置にあってもよい。ヤーン８０は好ましくは黄色、オレンジ色、赤色、またはこれらの組み合わせを含んだ明色であり、あるいは他の適切に目に見える色あるいは対照色であって、使用者がヤーン８０の視認可能な端部を監視可能な色である。例えば、ラウンドスリング５０が過度に引き伸ばされ、もしくは過積載された場合、ヤーン８０がカバー５６内部に引き込まれるとともに、ヤーン８０の視認可能な部分は短くなり、使用者に対してラウンドスリング５０が過度に引き伸ばされているか過積載状態にあると知らせる。この意味において、インジケーターヤーン８０は上述のとおり、故障表示システム４０の冗長性として働く。インジケーターヤーン８０は故障表示システム４０の構成要素を含むことができる。
【００６８】  当業者であれば、上述した実施の形態に対して、その広範な発明概念から逸脱することなく種々の変更をなし得ることを理解することができる。したがって、本開示は、開示された特定の実施の形態に限定されるものではなく、添付の請求の範囲によって定められる本開示の精神および範囲内の数々の変形を包含することを意図するものである。（符号の説明）  １０…電子的過積載検知および警告システム、５０…ラウンドスリング、５２…耐荷重コア、５４…ストランド、５６…カバー、１８…ひずみゲージ、１９…バッテリ、２０…送信機、２２…受信機、３０…環境モニタリングチップ、１４…基地局、２６…キャリアプレート（キャリア要素）、６６…レセプタクル、２４…コンピューティングデバイス、１６…操作ターミナル、７８…回路基板、１００…導線。 
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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