(57)【要約】【課題】作業情報をオペレータに容易に認識させる。【解決手段】検出器１〜４で検出した検出値に基づき、クレーンの現在姿勢値ｆ１〜ｆ６をディスプレイ７の表示部２１１〜２１６に表示する。入力装置５のキー操作により、クレーンの仕様に基づく限界値ｇａ、または限界値ｇａの範囲内でオペレータにより設定された設定値ｇｂに作業範囲制限値ｇを切り換えるとともに、その選択された制限値ｇをディスプレイ７の表示部２２１〜２３０に表示する。このとき、表示部２１１〜２１６と表示部２２１〜２３０を異なる色で表示するとともに、制限値ｇとして限界値ｇａが選択されたときと設定値ｇｂが選択されたときで表示部２２１〜２３０の色を変更する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械の仕様に応じた第１の作業範囲を設定する第１の設定手段と、
オペレータの指令により前記第１の作業範囲内における第２の作業範囲を設定する第２の設定手段と、
前記建設機械の作動を制限する前記第１の作業範囲または第２の作業範囲を択一的に選択する作業範囲選択手段と、
前記建設機械の作業姿勢を検出する検出手段と、
作業情報を表示するモニタ装置と、
前記作業範囲選択手段により前記第１の作業範囲が選択されると、第１の作業範囲と前記検出手段により検出された作業姿勢とを表示し、前記第２の作業範囲が選択されると、第２の作業範囲と前記検出手段により検出された作業姿勢を表示するように前記モニタ装置を制御する表示制御手段とを備えることを特徴とする建設機械の表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械の表示装置において、
前記第１の設定手段は、複数の作業範囲の項目につきそれぞれ第１の作業範囲を設定し、
前記第２の設定手段は、前記複数の作業範囲項目のうち、オペレータにより選択された作業範囲項目についてのみ前記第２の作業範囲を設定し、選択されない作業範囲項目については前記第１の作業範囲を設定することを特徴とする建設機械の表示装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の建設機械の表示装置において、
表示画像としての前記第１の作業範囲または第２の作業範囲を選択する表示選択手段を有し、
前記表示制御手段は、前記表示選択手段で選択された第１の作業範囲または第２の作業範囲を、前記作業範囲選択手段で選択された作業範囲よりも優先して表示させることを特徴とする建設機械の表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の建設機械の表示装置において、
前記表示制御手段は、前記第１の作業範囲と前記第２の作業範囲を互いに異なる形態で表示させることを特徴とする建設機械の表示装置。
【請求項５】
請求項４記載の建設機械の表示装置において、
前記表示制御手段は、前記第１の作業範囲と前記第２の作業範囲を互いに異なる色で表示させることを特徴とする建設機械の表示装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の建設機械の表示装置において、
前記表示制御手段は、前記検出手段で検出された作業姿勢に基づいて、前記建設機械の所定箇所が前記作業範囲選択手段で選択された作業範囲に接近すると、その接近度合に応じて作業範囲の表示色を変更させることを特徴とする建設機械の表示装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載の表示装置と、
前記検出手段により検出された作業姿勢と前記作業範囲選択手段により選択された作業範囲とに基づき、前記建設機械の作動を制限する制限手段と、
前記作業範囲選択手段により第１の作業範囲が選択されると、前記検出手段で検出された作業姿勢に基づいて算出される建設機械の所定箇所が前記第１の作業範囲に接近する度合に応じて第１の音声を出力し、第２の作業範囲が選択されると、前記検出手段で検出された作業姿勢に基づいて算出される建設機械の所定箇所が前記第２の作業範囲に接近する度合に応じて前記第１の音声とは異なる第２の音声を出力する音声出力手段とを備えることを特徴とする建設機械の安全装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クレーン作業等を行う場合に、モニタ画面を通じて種々の作業情報をオペレータに報知する建設機械の表示装置および安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、クレーン等の建設機械には、クレーンの転倒や破損を防止するため、モーメントリミッタなどの過負荷防止装置が搭載されている。過負荷防止装置とは、実作業半径や実荷重が限界作業半径や限界荷重（限界作業範囲）に達するとウインチの駆動を停止し、限界作業範囲を超えての作業を禁止するものである。したがって、オペレータにとっては、実作業半径，実荷重だけでなく限界作業範囲を把握しながら作業を行うことが望ましく、これらを同時にモニタ画面に表示するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
一方、市街地などでクレーン作業を行う場合には、周囲の障害物等により作業範囲が制約されるので、オペレータ自身で作業現場に応じた作業範囲を設定し、この作業範囲を超えての作業を禁止するようにしている。この種のクレーンの表示装置として、実作業半径とともにオペレータの設定した設定作業範囲を併せてモニタ画面に表示するものが知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３１３６１１０号公報
【特許文献２】
特許第２６４４３５２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
実作業半径や実荷重だけでなく、限界作業範囲、設定作業範囲はオペレータにとって有用な情報であり、作業時にこれらの情報を容易に把握できるようにすることが好ましい。しかしながら、これらの情報を全てモニタ画面に表示すると、画面表示が煩雑となり、オペレータが即座にかつ正しく必要な作業情報を認識することは困難である。
【０００６】
本発明は、作業情報をオペレータに容易に認識させ得る建設機械の表示装置および安全装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による建設機械の表示装置は、建設機械の仕様に応じた第１の作業範囲を設定する第１の設定手段と、オペレータの指令により第１の作業範囲内における第２の作業範囲を設定する第２の設定手段と、建設機械の作動を制限する第１の作業範囲または第２の作業範囲を択一的に選択する作業範囲選択手段と、建設機械の作業姿勢を検出する検出手段と、作業情報を表示するモニタ装置と、作業範囲選択手段により第１の作業範囲が選択されると、第１の作業範囲と検出手段により検出された作業姿勢とを表示し、第２の作業範囲が選択されると、第２の作業範囲と検出手段により検出された作業姿勢とを表示するようにモニタ装置を制御する表示制御手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明による建設機械の安全装置は、上述の表示装置と、検出手段により検出された作業姿勢と作業範囲選択手段により選択された作業範囲とに基づき、建設機械の作動を制限する制限手段と、作業範囲選択手段により第１の作業範囲が選択されると、検出手段で検出された作業姿勢に基づいて算出される建設機械の所定箇所が前記第１の作業範囲に接近する度合に応じて第１の音声を出力し、第２の作業範囲が選択されると、検出手段で検出された作業姿勢に基づいて算出される建設機械の所定箇所が第２の作業範囲に接近する度合に応じて第１の音声とは異なる第２の音声を出力する音声出力手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
−第１の実施の形態−
以下、図１〜図１１を参照して本発明による表示装置の第１の実施の形態について説明する。
図１は、本発明が適用されるタワークレーンの構成を示す外観側面図である。タワークレーンは、走行体１１１と、走行体１１１上に旋回可能に搭載される旋回体１１３と、旋回体１１３の先端部に回動可能に軸支されたブーム１１４およびブーム１１４の先端部に回動可能に軸支されたジブ１１５を有するフロントアタッチメント１１６とからなる。１１７はカウンタウエイトである。
【０００９】
旋回体１１３には主巻ドラム１０３ａと、補巻ドラム１０３ｂと、第３ドラム１０３ｃが搭載されている。主巻ドラム１０３ａを駆動すると主巻ロープ１１８が巻き取りまたは繰り出され、主巻ロープ１１８を介してブーム先端部から吊り下げられた主フック１２０が昇降する。補巻ドラム１０３ｂを駆動すると補巻ロープ１１９が巻き取りまたは繰り出され、補巻ロープ１１９を介してジブ先端部から吊り下げられた補フック１２１が昇降する。
【００１０】
図２は、本実施の形態に係わる安全装置の構成を示すブロック図である。コントローラ５０には、旋回体１１３に対するブーム角度を検出する角度検出器１と、ブーム１１４に対するジブ角度を検出する角度検出器２と、吊り荷重を検出する荷重検出器３と、フック１２０，１２１の高さをそれぞれ検出する吊り金具高さ検出器４と、オペレータの操作により各種指令を入力する入力装置５と、ドラム駆動用圧油の供給を停止する電磁比例弁６と、作業情報を表示するディスプレイ７と、スピーカ８と、周辺監視用のカメラ９とが接続されている。荷重検出器３は、例えば起伏ロープ張力を検出するロードセルであり（図１参照）、この張力検出値から吊り荷重を求める。吊り金具高さ検出器４は例えば揚程計であり、初期状態からのドラム１０３ａ，１０３ｂの回転量を検出し、この検出値からフック１２０，１２１の高さを求める。入力装置５は矢印キー５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄと、リターンキー５ｅと、キャンセルキー５ｆとを有し、オペレータはディスプレイ７を見ながら後述するようにキー操作する。
【００１１】
図３はコントローラ５０内の構成を示すブロック図である。コントローラ５０は、ＣＰＵ６１と、各種プログラムやクレーンの仕様に応じた定格荷重曲線（限界作業半径と限界荷重の関係）、ブーム１１４やジブ１１５の回動可能範囲等を記憶するＲＯＭ６２と、ＲＡＭ６３と、検出器１〜４からの信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器６５と、入力装置５からの信号を入力するための入力インターフェース６４とからなるシングルチップマイコン６０を有するとともに、オペレータの設定する各種仕様を記憶する不揮発性のＥＥＰＲＯＭ５３、画像信号を生成する表示部５２、画像信号をディスプレイ７に出力するための出力インターフェース５１、および電磁比例弁６へ信号を出力する増幅器５４を有する。
【００１２】
ＣＰＵ６１では、角度検出器１，２および荷重検出器３からの信号に基づいて、実作業半径とフック１２０，１２１に吊り下げられた吊り荷の実荷重をそれぞれ演算するとともに、その作業半径における限界荷重に対する実荷重の比（負荷率）を演算する。そして、負荷率が所定値（例えば１００％）以上になると電磁比例弁６に制御信号を出力し、ドラム１０３ａ，１０３ｂの駆動を停止する。これによりクレーンに作用する負荷が制限され、クレーンの転倒が防止される。すなわち、コントローラ５０は過負荷防止装置（モーメントリミッタ）などの安全装置としての機能を有する。さらにコントローラ５０では、以下のような画像表示処理を実行する。なお、以下では、補フック１２１を用いた作業を行う場合の処理を説明する。
【００１３】
図４は、メイン電源オン直後のコントローラ５０内での表示処理の一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１で、予め設定しておいたクレーンの仕様（ブームやジブの有無、長さ）の設定値を読み込み、この初期設定に対応した画面（モーメントリミッタ画面２００）をディスプレイ７に表示させる。次いで、ステップＳ２で検出器１〜４からの信号に基づいて、現在のブーム角度ｆ１、ジブ角度ｆ２、実作業半径ｆ３、実吊り荷重ｆ４、揚程ｆ５、およびジブ先端部の高さｆ６をそれぞれ演算する。なお、演算値ｆ１〜ｆ６を現在姿勢値と呼ぶ。
【００１４】
図５に、ステップＳ１で表示されるモーメントリミッタ画面２００を示す。ディスプレイ７にはクレーンのイラスト２０１が表示されるとともに、このイラスト２０１に対応して現在姿勢値ｆ１〜ｆ６が、それぞれ表示部２１１〜２１６に表示されている。すなわち、表示部２１２にブーム角度ｆ１が、表示部２１３にジブ角度ｆ２が、表示部２１１に実作業半径ｆ３が、表示部２１４に実吊り荷重ｆ４が、表示部２１６に揚程ｆ５が、表示部２１５にジブ先端部の高さｆ６がそれぞれ表示されている。これら表示部２１１〜２１６の背景色は、例えば白色である。
【００１５】
また、ディスプレイ７の表示部２２１〜２３０には、それぞれ現在姿勢値ｆ１〜ｆ６に対応して作業範囲の制限値ｇ１〜ｇ６が表示されている。すなわち、表示部２２３および２２４にブーム角度の下限および上限値ｇ１が、表示部２２５および２２６にジブ角度の下限および上限値ｇ２が、表示部２２１および２２２に作業半径の下限および上限値ｇ３が、表示部２２７に実吊り荷重の上限値ｇ４が、表示部２３０および２２９に揚程の下限および上限値ｇ５が、表示部２２８にジブ高さの上限値ｇ６が、それぞれ表示されている。これら表示部２２１〜２３０の背景色は、後述するように変化する。
【００１６】
図５の制限値ｇ１〜ｇ６は、ＲＯＭ６２に記憶された定格荷重曲線やブーム１１４，ジブ１１５の回動可能量等に基づき自動的に設定される（ステップＳ１０）。本実施の形態では、これらクレーンの仕様に応じた制限値ｇ１〜ｇ６を、その範囲内でオペレータの操作により変更可能に構成するとともに、変更前または変更後の制限値ｇ１〜ｇ６のいずれか一方を選択し、その選択値をディスプレイ７に表示する。以下では、変更前の制限値、すなわちクレーンの仕様に応じた制限値を限界値ｇ１ａ〜ｇ６ａと呼び、変更後の制限値、すなわち限界値ｇ１ａ〜ｇ６ａの範囲内でオペレータが設定する制限値を設定値ｇ１ｂ〜ｇ６ｂと呼ぶ。また、制限値ｇ１〜ｇ６として限界値ｇ１ａ〜ｇ６ａが選択される状態を作業範囲制限オフ状態と呼び、設定値ｇ１ｂ〜ｇ６ｂが選択される状態を作業範囲制限オン状態と呼ぶ。
【００１７】
なお、図５では、イラスト２０１および表示部２１１〜２１６，２２１〜２３０の他に、時計２４１、エンジン回転数メータ２４２、負荷率メータ２４３がそれぞれ表示されている。また、ディスプレイ７の下部にはキー操作ガイダンス２４４が表示され、上部には作業範囲制限状態を示す文字２４５Ａが表示されている。
【００１８】
図４のステップＳ２で限界姿勢値ｆが演算されるとステップＳ３に進み、入力装置５のリターンキー５ｅが操作されたか否かを判定する。ステップＳ３が肯定されると後述するメニュー表示処理を実行し、ステップＳ３が否定されるとステップＳ４に進む。ステップＳ４では作業範囲制限がオン状態かオフ状態かを判定する。初期状態では作業範囲制限オフ状態にセットされている。そして、モーメントリミッタ画面２００を表示中に矢印キー５ａを操作すると作業範囲制限オン状態となり、矢印キー５ｂを操作すると作業範囲制限オフ状態となる。
【００１９】
ステップＳ４で作業範囲制限オフ状態と判定されるとステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、ＲＯＭ６２に記憶された定格荷重曲線やブーム１１４，ジブ１１５の回動可能量に基づいて、現在姿勢値ｆ１〜ｆ６に対応した作業範囲の限界値ｇ１ａ〜ｇ６ａ（ｇａ）を制限値ｇとしてセットする。これにより図５に示すように表示部２２１〜２３０には限界値ｇ１ａ〜ｇ６ａがそれぞれ表示され（ステップＳ１）、ディスプレイ７の上部に作業範囲制限オフ状態を示す文字２４５Ａが表示される。
【００２０】
次いで、ステップＳ１１で現在姿勢値ｆ１〜ｆ６が、それぞれ対応する制限値ｇ１ａ〜ｇ６ａに所定の係数αを乗じた値（基準限界値と呼ぶ）より小さいか否かを判定する。これは、現在姿勢値ｆ１〜ｆ６のいずれかが制限値ｇ１ａ〜ｇ６ａに一定以上接近しているか否かを判定するための処理であり、係数αは、例えば０．９＜α＜０．９５の範囲で設定される。ステップＳ１１で現在姿勢値ｆ１〜ｆ６が、全て基準限界値未満と判定されるとステップＳ１２に進み、表示部２２１〜２３０の背景色が緑色となるようにディスプレイ７に制御信号を出力する。
【００２１】
これに対し、ステップＳ１１で、現在姿勢値ｆ１〜ｆ６の少なくとも１つが基準限界値以上と判定されるとステップＳ１３に進み、現在姿勢値ｆ１〜ｆ６が制限値ｇ１ａ〜ｇ６ａに達したか否かを判定する。ステップＳ１３が否定されるとステップＳ１４に進み、基準限界値に達した表示部２２１〜２３０の背景色が、緑色から黄色となるように制御信号を出力する。ステップＳ１３が肯定されるとステップＳ１５に進み、制限値ｇ１ａ〜ｇ６ａに達した表示部２２１〜２３０の背景色が、黄色から赤色となるように制御信号を出力する。
【００２２】
一方、ステップＳ４で作業範囲制限オン状態と判定されるとステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、限界値ｇ１ａ〜ｇ６ａの範囲内で予めオペレータが設定した設定値ｇ１ｂ〜ｇ６ｂ（ｇｂ）を制限値ｇとしてセッする。これにより図６に示すように表示部２２１〜２３０には設定値ｇ１ｂ〜ｇ６ｂがそれぞれ表示され（ステップＳ１）、ディスプレイ７の上部に作業範囲制限オン状態を示す文字２４５Ｂが表示される。なお、設定値ｇ１ｂ〜ｇ６ｂの設定については後述する。
【００２３】
次いで、ステップＳ２１で全ての現在姿勢値ｆ１〜ｆ６が、それぞれ制限値ｇ１ｂ〜ｇ６ｂに所定の係数αを乗じた値（基準限界値）より小さいか否かを判定する。すなわち、現在姿勢値ｆ１〜ｆ６のいずれかが制限値ｇ１ｂ〜ｇ６ｂに一定以上接近しているか否かを判定する。ステップＳ２１で現在姿勢値ｆ１〜ｆ６が、全て基準限界値未満と判定されるとステップＳ２２に進み、表示部２２１〜２３０の背景色が水色となるように制御信号を出力する。
【００２４】
これに対し、ステップＳ２１で、現在姿勢値ｆ１〜ｆ６の少なくとも１つが基準限界値以上と判定されるとステップＳ２３に進み、現在姿勢値ｆ１〜ｆ６が制限値ｇ１ｂ〜ｇ６ｂに達したか否かを判定する。ステップＳ２３が否定されるとステップＳ２４に進み、現在姿勢値ｆ１〜ｆ６が基準限界値に達した表示部２２１〜２３０の背景色が、水色から黄色となるように制御信号を出力する。ステップＳ２３が肯定されるとステップＳ２５に進み、制限値ｇ１ｂ〜ｇ６ｂに達した表示部２２１〜２３０の背景色が、黄色から赤色となるように制御信号を出力する。
【００２５】
次に、メニュー画面の表示処理について説明する。この処理は、リターンキー５ｅの操作（ステップＳ３）により実行され、ステップＳ３が肯定されると図７のステップＳ３１に進む。ステップＳ３１では、例えば図８に示すように、メニュー画面３００をディスプレイ７にポップアップ表示する。次いで、ステップＳ３２でリターンキー５ｅが操作されたか否かを判定する。ステップＳ３２が否定されるとステップＳ３４に進み、矢印キー５ａが操作されたか否かを判定する。ステップＳ３４が肯定されるとステップＳ３５に進み、画面上の選択バーを上方に移動し、選択項目を変更する。なお、図８では、「モーメントリミッタ」が選択されている。ステップＳ３４が否定されるとステップＳ３６に進み、矢印キー５ｂが操作されたか否かを判定する。ステップＳ３６が肯定されるとステップＳ３７に進み、画面上の選択バーを下方に移動する。以上の処理は、リターンキー５ｅが操作されるまで繰り返される。
【００２６】
一方、リターンキー５ｅが操作されると、ステップＳ３３に進み、選択バーにより選択されたメニューの詳細画面をディスプレイ７に表示する。すなわち、「モーメントリミッタ」を選択すると、上述したモーメントリミッタ画面２００を表示し、「作業状態設定」を選択すると、モーメントリミッタの計算に必要なクレーンの仕様を設定，確認するための作業状態設定画面を表示し、「点検」を選択すると、クレーン各部の点検箇所および点検項目を確認する点検画面を表示し、「作業範囲設定」を選択すると、後述するように作業範囲設定画面を表示し、「荷重表」を選択すると、作業状態設定画面で設定されたフロント仕様でのクレーン性能（作業半径、ブーム角度、定格総荷重、ブーム高さなど）を示す荷重表画面を表示し、「時計調整」を選択すると、内蔵時計の日付と時刻を設定する時計調整画面を表示し、「取扱説明」を選択すると、多機能表示装置の取扱説明画面を表示する。
【００２７】
図１０は、作業範囲設定処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、上述したメニュー画面で「作業範囲設定」を選択すると開始され（ステップＳ３３）、まず、ステップＳ４１で図９に示すような作業範囲設定画面４００を表示する。図９において、設定画面には、吊り荷重、ブーム角度、ジブ角度、作業半径、ジブ高さ、および揚程の設定値と現在値がそれぞれ表示されている。
【００２８】
次いで、ステップＳ４２で入力装置５のキャンセルキー５ｆが操作されたか否かを判定する。ステップＳ４２が否定されるとステップＳ４４に進み、リターンキー５ｅが操作されたか否かを判定する。ステップＳ４４が否定されるとステップＳ４６に進み、矢印キー５ａが操作されたか否かを判定する。ステップＳ４６が肯定されるとステップＳ４７に進み、画面上の選択バーを上方に移動する。なお、図９では、選択バーにより「吊り荷重」が選択されている。ステップＳ４６が否定されるとステップＳ４８に進み、矢印キー５ｂが操作されたか否かを判定する。ステップＳ４８が肯定されるとステップＳ４９に進み、画面上の選択バーを下方に移動する。ステップＳ４８が否定されるとステップＳ５０に進み、矢印キー５ｃが操作されたか否かを判定する。
【００２９】
ステップＳ５０が肯定されるとステップＳ５１に進み、選択バーで選択されている設定値ｇ１ｂ〜ｇ６ｂを所定量（例えば１）だけ減少する。ステップＳ５０が否定されるとステップＳ５２に進み、矢印キー５ｄが操作されたか否かを判定する。ステップＳ５２が肯定されるとステップＳ５３に進み、選択バーで選択されている設定値ｇ１ｂ〜ｇ６ｂを所定量（例えば１）だけ増加する。なお、ステップＳ５１，ステップＳ５３において、設定値ｇ１ｂ〜ｇ６ｂは制限値ｇ１〜ｇ６の範囲内でのみ変更可能であり、制限値ｇ１〜ｇ６を超えての設定は禁止されている。また、ディスプレイ７に現在値ｆ１〜ｆ６が表示されるので、設定値ｇ１ｂ〜ｇ６ｂを入力する際に、設定値としていかなる値を入力するかの目安とすることができる。以上の処理は、キャンセルキー５ｆまたはリターンキー５ｅが操作されるまで繰り返される。
【００３０】
キャンセルキー５ｆが操作されると、ステップＳ４２が肯定されてステップＳ４３に進み、作業範囲設定画面４００から図５のモーメントリミッタ画面４００に画面表示を切り換える。また、リターンキー５ｅが操作されるとステップＳ４４が肯定されてステップＳ４５に進み、現在の作業範囲設定値ｇ１ｂ〜ｇ６ｂをＥＥＰＲＯＭ５３に保存し、ステップＳ４３に進む。ステップＳ４５で保存された設定値ｇｂが、上述したようにステップＳ２０でセットされる。なお、以上では補フック１２１を用いた作業を行う場合の処理について説明したが、主フック１２０を用いた作業を行う場合の処理についても基本的には同様である。この場合、ディスプレイ７には、図５，６と異なり、主フック１２０に対応したイラストを表示する。
【００３１】
以上の表示処理とは別に、コントローラ５０では図１１に示すように過負荷防止装置としての処理を実行する。なお、図１１において、図４と同一の箇所には同一の符号を付す。メイン電源がオンされると、まず、ステップＳ２で現在姿勢値ｆを演算し、ステップＳ４で業範囲制限オン状態かオフ状態かを判定する。作業範囲制限オフ状態と判定されるとステップＳ１０に進み、限界値ｇａを制限値ｇにセットし、ステップＳ１１で作現在勢値ｆが基準限界値より小さいか否かを判定する。ステップＳ１１が否定されるとステップＳ１３に進み、肯定されるとリターンする。ステップＳ１３が肯定されるとステップＳ１７に進み、否定されるとステップＳ１６に進む。
【００３２】
ステップＳ１６では、現在姿勢値ｆが基準限界値以上であることを報知するように、スピーカ８に制御信号を出力する。これにより例えば実吊り荷重ｆ４が基準限界値以上になると（ｆ４≧ｇ４ａ×α）、『吊り荷重が限界値に近づいています。』などの音声をスピーカ８は出力する。ステップＳ１７では、現在姿勢値ｆが限界値ｇａに達したことを報知するように、スピーカ８に制御信号を出力する。これにより例えば実吊り荷重ｆ４が限界値ｇ４ａに達すると（ｆ４＝ｇ４ａ）、『吊り荷重が限界値に達しました。』などの音声をスピーカ８は出力する。次いで、ステップＳ１８で電磁比例弁６に制御信号を出力し、ドラム１０３ａ，１０３ｂの駆動を停止する。
【００３３】
一方、ステップＳ４で作業範囲制限オン状態と判定されるとステップＳ２０に進み、設定値ｇｂを制限値ｇにセットし、ステップＳ２１で作業姿勢値ｆが基準設定値より小さいか否かを判定する。ステップＳ２１が否定されるとステップＳ２３に進み、肯定されるとリターンする。ステップＳ２３が肯定されるとステップＳ２７に進み、否定されるとステップＳ２６に進む。
【００３４】
ステップＳ２６では、現在姿勢値ｆが基準設定値以上であることを報知するように、スピーカ８に制御信号を出力する。これにより例えば実吊り荷重ｆ４が基準設定値以上になると（ｆ４≧ｇ４ｂ×α）、『吊り荷重が制限値に近づいています。』などの音声をスピーカ８は出力する。ステップＳ２７では、現在姿勢値ｆが設定値ｇｂに達したことを報知するように、スピーカ８に制御信号を出力する。これにより例えば実吊り荷重ｆ４が設定値ｇ４ｂに達すると（ｆ４＝ｇ４ｂ）、『吊り荷重が制限値に達しました。』などの音声を出力する。次いで、ステップＳ２８で電磁比例弁６に制御信号を出力し、ドラム１０３ａ，１０３ｂの駆動を停止する。
【００３５】
次に、本実施の形態に係わる表示装置の動作をより具体的に説明する。
（１）作業範囲制限オフ状態
電源をオンすると、ディスプレイ７に初期画面としてモーメントリミッタ画面２００が表示され（ステップＳ１）、表示部２１１〜２１６に現在姿勢値ｆ１〜ｆ６が表示される。初期状態では、クレーンの仕様に応じた限界値ｇａが制限値ｇとしてセットされ（作業範囲制限オフ状態）、図５に示すように表示部２２１〜２３０にそれぞれ限界値ｇ１ａ〜ｇ６ａが表示される。このとき、表示部２１１〜２１６は白色で表示されるのに対し、表示部２２１〜２３０は緑色で表示される（ステップＳ１２）。また、画面上部には「作業範囲制限オフ」の文字２４５Ａが表示される。これによりオペレータは、現在姿勢値ｆと制限値ｇとを明確に識別することができるとともに、制限値ｇとして限界値ｇａが選択されていることを即座に認識することができる。作業範囲制限オフ状態は矢印キー５ａが操作されるまで継続され、矢印キー５ａが操作されると作業範囲制限オン状態となる。
【００３６】
作業範囲制限オフ状態でクレーン作業を行う場合、現在姿勢値ｆが基準限界値より小さいときは、表示部２２１〜２３０は緑色で表示されたままである。現在姿勢値ｆ１〜ｆ６のいずれかが基準限界値に達すると、対応する表示部２２１〜２３０が黄色表示に変更され（ステップＳ１４）、スピーカ８から所定の音声が出力される（ステップＳ１６）。これによりオペレータは作業姿勢が限界状態に近づいていることを容易に認識することができる。
【００３７】
現在姿勢値ｆが限界値ｇａに達すると、対応する表示部２２１〜２３０が赤色表示に変更される（ステップＳ１５）。また、スピーカ８から所定の音声が出力され（ステップＳ１７）、ドラム１０３ａ，１０３ｂの駆動が停止される（ステップＳ１８）。これによりクレーンの転倒や破損を防止することができるとともに、オペレータは作業姿勢が限界状態に達したことを容易に認識することができる。
【００３８】
（２）作業範囲制限オン状態
作業範囲を任意に制限するときは、入力装置５のキー操作により作業範囲設定画面４００に表示を切り換え、制限値ｇａの範囲内で設定値ｇｂを設定した後、モーメントリミッタ画面２００に表示を切り換える。この状態で矢印キー５ａを操作すると、設定値ｇｂが制限値ｇとしてセットされ（作業範囲制限オン状態）、図６に示すように表示部２２１〜２３０にそれぞれ設定値ｇ１ｂ〜ｇ６ｂが表示される。このとき、表示部２２１〜２３０は水色で表示され（ステップＳ２２）、画面上部に「作業範囲制限オン」の文字２４５Ｂが表示される。これによりオペレータは、制限値ｇとして設定値ｇｂが選択されていることを即座に認識することができる。作業範囲制限オン状態は矢印キー５ｂが操作されるまで継続され、矢印キー５ｂが操作されると作業範囲制限オフ状態となる。なお、設定値ｇｂはＥＥＰＲＯＭ５３に記憶しているので、電源をオフしても設定値ｇｂは保存され、電源オン後に再度、設定値ｇｂを設定する必要はない。
【００３９】
作業範囲制限オン状態でクレーン作業を行う場合、現在姿勢値ｆが基準設定値より小さいときは、表示部２２１〜２３０は水色で表示されたままである。現在姿勢値ｆ１〜ｆ６のいずれかが基準設定値に達すると、対応する表示部２２１〜２３０が黄色表示に変更され（ステップＳ２４）、スピーカ８から所定の音声が出力される（ステップＳ２６）。これによりオペレータは作業姿勢が作業範囲設定状態に近づいていることを容易に認識することができる。
【００４０】
現在姿勢値ｆが設定値ｇｂに達すると、対応する表示部２２１〜２３０が赤色表示に変更される（ステップＳ１７）。また、所定の音声がスピーカ８から出力され（ステップＳ２７）、ドラム１０３ａ，１０３ｂの駆動が停止される（ステップＳ２８）。これによりブーム１１４やジブ１１５が建物等に接触することを防止することができるとともに、オペレータは作業姿勢が作業範囲設定状態に達したことを容易に認識することができる。
【００４１】
以上の第１の実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏する。
（１）入力装置５のキー操作により作業範囲制限オン状態が選択されると設定値ｇｂを制限値ｇに設定するとともに表示部２２１〜２３０に設定値ｇｂを表示し、作業範囲制限オフ状態が選択されると限界値ｇａを制限値ｇに設定するとともに表示部２２１〜２３０に限界値ｇａを表示するようにした。すなわち、作業範囲制限オン／オフ状態に応じて設定値ｇｂと限界値ｇａの一方を選択的に表示するようにした。これにより、画面表示が煩雑になることがなく、オペレータは即座にかつ正しく必要な情報を認識することができ、作業情報の誤認による誤操作を抑制することができる。
（２）表示部２２１〜２３０に限界値ｇａと設定値ｇｂを異なる色で表示するようにしたので（ステップＳ１２，ステップＳ２２）、限界値ｇａと設定値ｇｂを容易に識別することができる。
（３）作業範囲制限オン／オフ状態をそれぞれ文字２４５Ａ，２４５Ｂでも表示するようにしたので、限界値ｇａと設定値ｇｂをより一層明確に区別することができる。
（４）現在姿勢値ｆと制限値ｇを異なる色で表示するようにしたので、現在姿勢値ｆと制限値ｇを容易に識別することができる。
（５）現在姿勢値ｆが作業範囲制限値ｇに近づくと制限値を黄色表示に変更し、制限値ｇに達すると赤色表示に変更するようにした。すなわち現在姿勢値ｆの制限値ｇへの接近の度合に応じて表示部２２１〜２３０の色を変更するようにしたので、作業姿勢が制限値ｇに対してどの程度接近しているかを即座に把握することができる。
（６）上記の表示に加え、スピーカ８からの音声によっても現在姿勢値ｆの接近の度合を報知するようにしたので、オペレータはディスプレイ７を注視しなくても、現在の作業状態を把握することができる。
（７）入力装置５の矢印キー５ａ，５ｂの操作により作業範囲制限オン／オフ状態の設定を切り換えるとともに、この作業範囲制限状態に応じたディスプレイ７の画面に切り換えるので、切換操作が容易である。
【００４２】
−第２の実施の形態−
図１２〜図１６を参照して本発明による表示装置の第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態が第２の実施の形態と異なるのは、作業範囲設定処理である。すなわち、第１の実施の形態では、作業範囲設定画面４００で全ての作業範囲の項目を設定するようにしたが、第２の実施の形態では、オペレータにより選択された作業範囲の項目のみを設定する。以下では、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００４３】
図１２は、第２の実施の形態に係わる作業範囲設定処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、図８のメニュー画面で「作業範囲設定」を選択すると開始され、まず、ステップＳ６１で図１３に示すような項目選択画面５００を表示する。次いで、ステップＳ６２で入力装置５のキャンセルキー５ｆが操作されたか否かを判定する。ステップＳ６２が否定されるとステップＳ６３に進み、リターンキー５ｅが操作されたか否かを判定する。
【００４４】
ステップＳ６３が否定されるとステップＳ６５に進み、矢印キー５ａが操作されたか否かを判定する。ステップＳ６５が肯定されるとステップＳ６６に進み、画面上の選択バーを上方に移動する。なお、図１３では、選択バーにより「荷重制限」が選択されている。ステップＳ６５が否定されるとステップＳ６７に進み、矢印キー５ｂが操作されたか否かを判定する。ステップＳ６７が肯定されるとステップＳ６８に進み、画面上の選択バーを下方に移動する。ステップＳ６７が否定されるとステップＳ６９に進み、矢印キー５ｃが操作されたか否かを判定する。ステップＳ６９が肯定されるとステップＳ７０に進み、選択バーで選択されている項目をオンする。ステップＳ６９が否定されるとステップＳ７１に進み、矢印キー５ｄが操作されたか否かを判定する。ステップＳ７１が肯定されるとステップＳ７２に進み、選択バーで選択されている項目をオフする。以上の処理は、キャンセルキー５ｆまたはリターンキー５ｅが操作されるまで繰り返される。なお、図１３では、荷重、作業半径、高さがそれぞれオンされている。
【００４５】
リターンキー５ｅが操作されると、ステップＳ６３が肯定され、ステップＳ６４に進む。ステップＳ６４では、作業範囲項目のオン、オフ情報をＥＥＰＲＯＭ５３に保存し、ステップＳ４１Ａに進む。また、キャンセルキー５ｆが操作されると、ステップＳ６２が肯定され、ステップＳ４１Ａに進む。ステップＳ４１Ａでは、図１４に示すような作業範囲画面４００を表示する。この場合、第１の実施の形態（図９）とは異なり、作業範囲項目がオンされたものだけが表示される。以降、第１の実施の形態と同様の処理（ステップＳ４２〜ステップＳ５３）を実行し、作業範囲の設定値ｇｂを設定する。
【００４６】
図１５は、第２の実施の形態に係わる表示処理の一部を示すフローチャートである。なお、図４と同一の箇所には同一の符号を付す。モーメントリミッタ画面２００を表示中に作業範囲制限オン状態とされると、ステップＳ２０Ａに進む。ステップＳ２０Ａでは、上述した処理によりオペレータが設定した設定値ｇｂを制限値ｇとしてセットするとともに、設定値ｇｂを設定していない項目については、限界値ｇａを制限値ｇとしてセットする。次いで、ステップＳ２１で現在姿勢値ｆが、対応する制限値ｇａまたはｇｂよりも小さいか否かを判定し、肯定されるとステップＳ２２Ａに進み、否定されるとステップＳ２３Ａに進む。
【００４７】
ステップＳ２２Ａでは限界値ｇａが表示される表示部２２１〜２３０を緑色で表示し、設定値ｇｂが表示される表示部２２１〜２３０を水色で表示するように制御信号を出力する。ステップＳ２３Ａでは、現在姿勢値ｆが制限値ｇａまたはｇｂに達したか否かを判定し、肯定されるとステップＳ２４に進み、否定されるとステップＳ２５に進む。図１６は、作業範囲設定オン状態におけるモーメントリミッタ画面２００の一例である。図では、限界値ｇ３ａ，ｇ４ａ，ｇ６ａを表示する表示部２２１，２２２，２２７，２２８がそれぞれ緑色で表示され、設定値ｇ１ｂ，ｇ２ｂ，ｇ５ｂを表示する表示部２２３〜２２６，２２９，２３０がそれぞれ水色で表示されている。
【００４８】
このように第２の実施の形態では、作業範囲設定項目を選択し、選択項目についてのみ作業範囲を設定するようにしたので、全ての作業範囲項目につき設定値ｇｂを入力する必要がなく、設定作業が容易である。また、作業範囲制限オン状態では、限界値ｇａと設定値ｇｂが同一画面上で異なる色で表示されるので、制限値ｇとして設定値ｇｂと限界値ｇａのいずれがセットされているかをオペレータは即座に認識することができる。
【００４９】
−第３の実施の形態−
図１７を参照して本発明による表示装置の第３の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、キー操作により作業範囲制限オン／オフ状態を選択するとともに、その作業範囲制限状態に対応した制限値ｇａまたはｇｂを表示するようにしたが、第３の実施の形態では、作業範囲制限状態に拘わらず制限値ｇｂおよびｇａを表示可能とする。以下では、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００５０】
図１７は、第３の実施の形態に係わる表示処理の一部を示すフローチャートである。なお、図４と同一の箇所には同一の符号を付す。モーメントリミッタ画面２００を表示中に作業範囲制限オフ状態とされると、ステップＳ１９に進む。ステップＳ１９では、設定値ｇｂの表示指令が出力されたか否かを判定する。初期状態では、設定値ｇｂの表示指令を出力せず、矢印キー５ｃを操作すると表示指令を出力する。また、表示指令の出力中、矢印キー５ｄを操作すると表示指令の出力を停止する。
【００５１】
ステップＳ１９が肯定されるとステップＳ１０Ａに進み、設定値ｇｂを制限値にセットする。次いで、ステップＳ１１Ａで現在姿勢値ｆが基準設定値（ｇｂ×α）より小さいか否かを判定し、肯定されるとステップＳ１２Ａに進み、否定されるとステップＳ１３に進む。ステップＳ１２Ａでは表示部２２１〜２３０が薄緑色となるように制御信号を出力する。これにより作業範囲制限オフ状態であっても、表示部２２１〜２３０に設定値ｇｂを表示することができる。なお、同様に、作業範囲制限オン状態のときに、矢印キー５ｄの操作により制限値ｇａを表示するようにしてもよい。
【００５２】
このように第３の実施の形態では、作業範囲制限オフ状態のとき、矢印キー５ｃ，５ｄの操作により限界値ｇａと設定値ｇｂを選択的に表示可能とした、すなわち矢印キー５ａ，５ｂの操作による表示よりも矢印キー５ｃ，５ｄの操作による表示を優先するようにしたので、クレーン作業時に作業範囲制限状態に拘わらずオペレータは設定値ｇｂを容易に確認することができる。また、設定値ｇｂが表示されるときは限界値ｇａが表示されるときよりも薄い色となるようにしたので、オペレータは設定値ｇｂと限界値ｇａを即座に識別することができる。
【００５３】
なお、上記実施の形態では、定格荷重曲線などにより限界値ｇａ（第１の作業範囲）を設定し、オペレータのキー操作により設定値ｇｂ（第２の作業範囲）を設定するようにしたが、第２の設定手段としてキー操作以外で設定値ｇｂを設定してもよい。角度検出器１，２，荷重検出器３，吊り金具高さ検出器４により作業姿勢を検出するようにしたが、検出手段としての構成はこれに限らない。電磁比例弁６の駆動によりクレーンの作動を制限するようにしたが、制限手段の構成は上述したものに限らない。作業姿勢の制限値ｇへの接近度合に応じてスピーカ８から音声を出力するようにしたが、音声出力手段の構成はこれに限らない。
【００５４】
表示制御手段としてのコントローラ５０による表示処理は上述したものに限らない。例えば上記では、限界値ｇａと設定値ｇｂで表示色を変更するようにしたが、限界値ｇａと設定値ｇｂを異なる異なる模様で表示する等、色以外の表示形態で限界値ｇａと設定値ｇｂを区別してもよい。また、限界値ｇａと設定値ｇｂが択一的に表示されるのであれば、必ずしも限界値ｇａと設定値ｇｂで表示形態を変更する必要はない。現在姿勢値ｆと制限値ｇａ，ｇｂとの接近度合に応じて表示色を変更するようにしたが（ステップＳ１４，ステップＳ１５，ステップＳ２４，ステップＳ２５）、さらに作業制限オン／オフ状態に応じて表示色を変更してもよい。すなわち、ステップＳ１４，ステップＳ２４およびステップＳ１５，ステップＳ２５で異なる表示色としてもよい。
【００５５】
上記実施の形態は、作業範囲制限オン／オフ状態の機能を有するクレーンに適用したが、複数の作業形態のいずれかを選択して作業を行うような機能を有するものであれば、クレーン以外の建設機械にも本発明を同様に適用することができる。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の表示装置に限定されない。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、建設機械の作動を制限する第１の作業範囲または第２の作業範囲を択一的に選択し、その選択した作業範囲を作業姿勢とともに表示するようにしたので、作業情報をオペレータに容易に認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるタワークレーンの外観側面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる安全装置の構成を示すブロック図。
【図３】図２のコントローラ内の構成を示すブロック図。
【図４】第１の実施の形態に係わる表示処理を示すフローチャート。
【図５】第１の実施の形態に係わる作業時の表示画面（作業状態制限オフ状態）を示す図。
【図６】第１の実施の形態に係わる作業時の表示画面（作業状態制限オン状態）を示す図。
【図７】第１の実施の形態に係わるメニュー表示処理を示すフローチャート。
【図８】第１の実施の形態に係わるメニュー画面を示す図。
【図９】第１の実施の形態に係わる作業範囲設定画面を示す図。
【図１０】第１の実施の形態に係わる作業範囲設定処理を示すフローチャート。
【図１１】第１の実施の形態に係わる安全装置としての処理を示すフローチャート。
【図１２】第２の実施の形態に係わる作業範囲設定処理を示すフローチャート。
【図１３】第２の実施の形態に係わる作業範囲の項目選択画面を示す図。
【図１４】第２の実施の形態に係わる作業範囲設定画面を示す図。
【図１５】第２の実施の形態に係わる表示処理を示すフローチャート。
【図１６】第２の実施の形態に係わる作業時の表示画面（作業状態制限オン状態）を示す図。
【図１７】第３の実施の形態に係わる表示処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
１，２  角度検出器                ３  荷重検出器
４  吊り金具高さ検出器        ５  入力装置
５ａ〜５ｄ  矢印キー              ６  電磁比例弁
７    ディスプレイ                            ８    スピーカ
５０    コントローラ                    ２００    モーメントリミッタ画面
４００  作業範囲設定画面          ５００    項目選択画面
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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