(57)【要約】【課題】クレーンにより吊荷としての取付部材を揚重して被取付部材に対して組み付ける作業を効率的に行う。【解決手段】被取付部材１に対して組み付けるべき取付部材２を吊荷姿勢安定装置５を介してクレーン３により吊持し、取付部材に左右一対のカメラ６を装着するとともに、被取付部材には左右一対のターゲットマーカ７を取り付け、カメラによるターゲットマーカの映像情報に基づいて吊荷姿勢安定装置を自動制御して取付部材の位置を自動調整可能とし、カメラによるターゲットマーカの映像情報を操作室４においてモニタ８に表示することにより、操作員がモニタを監視しつつクレーンを手動操作する。カメラによるターゲットマーカの映像情報に基づいてクレーンの操作量を演算処理して操作室に表示することにより、操作員による手動操作を誘導可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物や各種構造物の施工に際して、クレーンにより吊荷としての取付部材を揚重搬送して被取付部材に対して組み付けるためのクレーンの操作システムであって、
被取付部材に対して組み付けるべき取付部材を吊荷姿勢安定装置を介してクレーンにより吊持し、
前記取付部材に左右一対のカメラを装着するとともに、前記被取付部材には前記カメラにより撮影される位置に左右一対のターゲットマーカを取り付け、
前記カメラによる前記ターゲットマーカの映像情報に基づいて前記吊荷姿勢安定装置を自動制御して前記取付部材の位置を自動調整可能とし、
前記カメラによる前記ターゲットマーカの映像情報を操作室においてモニタに表示することにより、操作員が該モニタを監視しつつ前記クレーンを手動操作可能としたことを特徴とするクレーンの操作システム。
【請求項２】
請求項１記載のクレーンの操作システムであって、
前記カメラによる前記ターゲットマーカの映像情報に基づいて前記クレーンの操作量を演算処理して操作室に表示することにより、操作員による手動操作を誘導可能としたことを特徴とするクレーンの操作システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はクレーンによる建物や各種構造物の施工技術に関連し、特にクレーンによる吊荷としての取付部材を被取付部材に対して組み付ける作業を行う際にその作業を効率的に行うことを可能とするクレーンの操作システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、建物や各種構造物を施工する際には各種の資機材をクレーンにより揚重し搬送することが一般的である。たとえば建物における躯体の施工は、柱や梁あるいは壁等となる各種の構造部材をクレーンにより揚重して施工済みの躯体に対して順次組み付けていくことで行うことが基本である。
【０００３】
その場合、施工済みの躯体を被取付部材とし、新たに取り付けるべき取付部材を吊荷として揚重搬送して被取付部材に対して組み付けることになるが、その際には取付部材の位置決めを精度良く行う必要があるから、従来においては吊荷としての取付部材に予め介添えロープを装着しておくとともに、取付作業を行う位置に現場作業員が待機していて、現場作業員の指示によりクレーンを操作して取付部材を被取付部材の位置まで導くとともに、最終的には現場作業員が介添えロープを操作して取付位置に誘導するようにしている。
【０００４】
なお、たとえば特許文献１に示されるように、大規模なクレーンではブームの先端部に監視カメラを取り付けておいて、その監視カメラによる映像を監視しながらクレーン操作することも行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実公平８−９９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように吊荷としての取付部材の位置決めを現場作業員による指示や介添えロープの操作で行うことは必ずしも容易ではないし効率的でもないので、そのような作業の省力化、自動化を図り得る有効適切な手段の開発が望まれているのが実状である。
【０００７】
上記事情に鑑み、本発明はクレーンによる建物や各種構造物の施工に際して、クレーンにより吊荷としての取付部材を揚重して被取付部材に対して組み付ける作業を効率的に行うことを可能とする有効適切なクレーンの操作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】
【０００８】
請求項１記載の発明は、建物や各種構造物の施工に際して、クレーンにより吊荷としての取付部材を揚重搬送して被取付部材に対して組み付けるためのクレーンの操作システムであって、被取付部材に対して組み付けるべき取付部材を吊荷姿勢安定装置を介してクレーンにより吊持し、前記取付部材に左右一対のカメラを装着するとともに、前記被取付部材には前記カメラにより撮影される位置に左右一対のターゲットマーカを取り付け、前記カメラによる前記ターゲットマーカの映像情報に基づいて前記吊荷姿勢安定装置を自動制御して前記取付部材の位置を自動調整可能とし、前記カメラによる前記ターゲットマーカの映像情報を操作室においてモニタに表示することにより、操作員が該モニタを監視しつつ前記クレーンを手動操作可能としたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のクレーンの操作システムであって、前記カメラによる前記ターゲットマーカの映像情報に基づいて前記クレーンの操作量を演算処理して操作室に表示することにより、操作員による手動操作を誘導可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、操作員がモニタ画面を監視しつつクレーン操作を行うことで効率的な施工が可能であり、したがって従来のように現場作業員が取付位置に待機して指示誘導を行う必要がないので作業効率を大きく改善することが可能であるし、取付作業位置に現場作業員が待機できないような場合においても効率的な施工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のクレーンの操作システムの実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１に本発明のクレーンの操作システムの実施形態を示す。
本実施形態は建物の施工に際してクレーン（図示例ではタワークレーン）によって構造部材を揚重搬送して躯体を組み立てる場合の適用例であって、図１は施工済みの柱に対して梁を組み付ける状況を示している。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態では、既に組み立てられた柱を被取付部材１とし、その被取付部材１に対して組み付けるべき梁を取付部材２として、それを吊荷としてクレーン３により揚重搬送して被取付部材１に対して組み付けることを基本とする。
【００１４】
上述したように、従来においてはそのような作業の際には取付作業位置に現場作業員が待機していて、その指示誘導によって操作員（クレーンオペレータ）が操作室４においてクレーンを手動操作するのであるが、本実施形態では現場作業員による指示誘導作業を省略するべく、以下の構成を採用している。
【００１５】
すなわち、本実施形態では、吊荷としての取付部材２を吊荷姿勢安定装置５を介してクレーン３により吊持したうえで、取付部材２には左右一対のカメラ６を装着するとともに、被取付部材１にはそれらカメラ６により撮影される位置に左右一対のターゲットマーカ７を取り付けておき、カメラ６によるターゲットマーカ７の映像情報に基づいて取付部材２の位置決めを行うことを主眼とする。
【００１６】
具体的には、カメラ６による撮影映像を操作室４内においてモニタ８に表示し、モニタ８画面上において左右のターゲットマーカ７が照準に合った時に取付位置が適正になるように（換言すれば、取付位置が適正になったときにモニタ８画面上においてターゲットマーカ７が照準に合致するように）、モニタ画面中に照準をオーバレイしておく。
【００１７】
また、左右のカメラ６による左右のターゲットマーカ７の撮影画像の大きさを演算処理装置９により演算処理し、その結果に基づいて演算処理装置９が吊荷姿勢安定装置５を自動制御して、双方のターゲットマーカ７の大きさが均等になるように、つまり取付部材２が被取付部材１に対して適正な向きとなるように、取付部材２を水平旋回させる。
【００１８】
そして、操作員は操作室４においてモニタ８の画面を監視しつつ操作レバー１０によりクレーン３を手動操作して取付部材２を前後方向、左右方向、上下方向に動かして取付位置に導くが、その際、操作員による手動操作を補助してそれを誘導し案内するため、演算処理装置１１が適正な操作量を演算処理してモニタ８に表示する。
【００１９】
すなわち、カメラ座標、カメラ座標回転角、クレーンベース座標、クレーンベース座標回転角、操作レバー出力等の情報が演算処理装置１１に入力され、それに基づいて演算処理装置１１が取付部材２の位置とそれを取付位置に導くための適正な操作量を刻々と演算処理して、モニタ８画面上に操作レバー１０の適正な操作量と操作方向を刻々と表示し、操作員はそれに従って操作することで取付部材２を容易にかつ確実に取付位置に導くことが可能である。
【００２０】
その場合、図示例ではカメラ座標とクレーンベース座標は前後、左右の方向が逆になるため、操作員による操作レバー出力とモニタ画面の照準の動きとを一致させるために、クレーンベース座標とカメラ座標の状態を元に演算処理装置１１によりマストの倒れ角速度、旋回角速度、ワイヤ巻き取り速度をリアルタイムに演算処理して各モータへ指令を送るようにすれば、操作員が直感的にモニタ画面上の照準をターゲットマーカに合わせるように操作レバー１０を動かすことで取付部材を適切な位置に容易に誘導することができる。
【００２１】
なお、クレーンベース座標の回転角はクレーン回転軸の角度センサにより検出すれば良い。また、カメラ座標は方位センサで計測するか、あるいはターゲットマーカ７の取付方位を既知として左右のカメラ６の映像からターゲットマーカ７に対するカメラ座標の回転を画像処理により算出すれば良い。
【００２２】
また、モニタ８は操作員が見やすいように操作席の正面の位置に鉛直に配置しておき、それにより取付部材２の左右方向および上下方向の位置は容易に監視できてその位置決め操作を感覚的に行い得るが、照準画面のみでは取付部材の前後方向（奥行き方向）の位置は監視し難いので、必要であれば上記の各座標により検知される被取付部材１と取付部材２との前後方向の位置関係もモニタ８に映像情報として表示することが好ましく、その場合においてはその映像情報を表示するモニタを操作員の側方にも設置しておけば前後方向の位置決め操作をより感覚的に行い易くなる。
【００２３】
以上の構成により、本発明の操作システムによれば操作員がモニタ画面を監視しつつクレーン操作を行うことで取付部材２の取付作業が可能となり、したがって従来のように現場作業員が取付位置に待機して操作員に対して指示を行ったり介添えロープによる誘導を行う必要がなくなり、それにより作業効率を大きく改善することが可能である。
また、何らかの事情（たとえば原子力関連施設等において作業安全性を確保できないような場合）により現場作業員が作業位置に近づくことができなかったり、その位置に長時間にわたって待機できないような場合には、従来においては効率的な施工は困難であるが、本発明によれば現場作業員の待機が不要であるから特にそのような場合に適用して有効である。
【００２４】
なお、本発明は上記実施形態のように吊荷姿勢安定装置５の操作は演算処理装置９による自動制御により行い、クレーン３の操作は操作員の手動操作によることを基本としたうえで、クレーン操作を演算処理装置１１による誘導する構成とすることが現実的であるが、それに加えて、必要であれば吊荷姿勢安定装置５も操作員による手動操作が可能なように構成したり、より高度の制御が必要とはなるが可能であればクレーン３自体も演算処理装置１１による自動制御により自律運転可能に構成することも考えられる。
【００２５】
また、本発明は建物の施工に際してのみならずクレーンを用いて揚重作業を行う場合全般に広く適用可能であって、その用途や目的に応じてクレーンや吊荷姿勢安定装置としては各種の汎用機を任意に採用可能であるし、カメラやターゲットマーカの形式およびそれらの装着位置や装着パターンは、取付部材および被取付部材の形態や形状、寸法をはじめとして実際の施工状況に応じて任意にかつ最適に設定すれば良い。
【００２６】
勿論、カメラによる映像情報や各センサによる各要素の情報を演算処理して表示し操作指令を出力するために必要となるハードウエアおよびソフトウエアについては、本発明の要旨の範囲内でその具体的な構成は任意であることはいうまでもなく、たとえば上記実施形態のように２台の演算処理装置９，１１を用いることに代えて全ての処理、制御を１台の装置で統合的に行うように構成しても良いし、操作員が遠方からクレーンを遠隔操作するように構成することも考えられる。
【符号の説明】
【００２７】
１  被取付部材（柱）
２  取付部材（梁、吊荷）
３  クレーン
４  操作室
５  吊荷姿勢安定装置
６  カメラ
７  ターゲットマーカ
８  モニタ
９  演算処理装置
１０  操作レバー
１１  演算処理装置
【図１】
2013116774.tif 000003