(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーン作業機に備えられ、ブーム角度検出器と、このブーム角度検出器から出力されたブーム角度に基づいて、ブームの長さを演算するコントローラとを備えたブーム長さ自動検出装置において、
ブーム角度の変化に応じて値を変化させる変化要素の上記値を検出する変化要素検出器を備えるとともに、
上記コントローラが、
複数の値の異なるブーム長さのそれぞれに係るブーム角度の変位角に対する上記変化要素の値の変化量の計算値をあらかじめ記憶する記憶部と、
上記ブーム角度検出器から出力されるブーム角度に基づいて、上記ブーム角度の変位角を実際値として求め、上記変化要素検出器から出力される値に基づいて、変化要素の値の変化量を実際値として求め、上記記憶部に記憶された上記複数のブーム長さ、ブーム角度の変位角の計算値、及び変化要素の値の変化量の計算値との関係と、上記ブーム角度の変位角の実際値、上記変化要素の値の変化量の実際値とを対比させて、上記記憶された複数のブーム長さのうちから該当するブーム長さを決定し、出力する演算部とを含むことを特徴とするブーム長さ自動検出装置。
【請求項２】
上記変化要素検出器が、ハンガ角度検出器であるとともに、
上記コントローラの記憶部に記憶される変化要素の値の変化量が、ハンガ角度の変位角であり、
上記コントローラの演算部が、上記ブーム角度検出器から出力されるブーム角度に基づいて、ブーム角度の変位角を実際値として求め、上記ハンガ角度検出器から出力されるハンガ角度に基づいて、ハンガ角度の変位角を実際値として求め、上記記憶部に記憶された上記複数のブーム長さ、ブーム角度の変位角の計算値、及びハンガ角度の変位角の計算値の関係と、上記ブーム角度の変位角の実際値、上記ハンガ角度の変位角の実際値とを対比させて、上記記憶された複数のブーム長さのうちから該当するブーム長さを決定し、出力するものであることを特徴とする請求項１記載のブーム長さ自動検出装置。
【請求項３】
上記変化要素検出器が、ハンガに連結されるロープの張力を検出するロープ張力検出器であるとともに、
上記コントローラの記憶部に記憶される変化要素の値の変化量が、上記ロープの張力の変化分の割合であり、
上記コントローラの演算部が、上記ブーム角度検出器から出力されるブーム角度に基づいて、上記ブーム角度の変位角を実際値として求め、上記ロープ張力検出器から出力されるロープ張力に基づいてロープ張力の変化分の割合を実際値として求め、上記記憶部に記憶された上記複数のブーム長さ、ブーム角度の変位角の計算値、及びロープ張力の変化分の割合の計算値の関係と、上記ブーム角度の変位角の実際値、上記ロープ張力の変化分の割合の実際値とを対比させて、上記記憶された複数のブーム長さのうちから該当するブーム長さを決定し、出力するものであることを特徴とする請求項１記載のブーム長さ自動検出装置。
【請求項４】
上記ブームが、本体に回動可能に接続される下ブームと、先端側に配置される上ブームと、これらの下ブームと上ブームとの間に配置される中間ブームとから成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のブーム長さ自動検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クレーン作業機に備えられるブームの長さを演算により自動的に決定すなわち検出するブーム長さ自動検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来技術として、例えば特開平１０−１９４６８１号公報に記載の第１の従来技術、特開平７−６１７７７号公報に記載の第２の従来技術がある。
【０００３】
上述した第１の従来技術は、クレーン作業機において、ブーム角度、マスト角度、ブームガイライン角度を検出する検出器を備え、これらの検出器から出力されるそれぞれの角度に基づいて、コントローラすなわち演算機でブーム長さが演算され、このブーム長さの演算値と、あらかじめ記憶されている複数の値の異なるブーム長さとが比較され、最も値の近いものを所望のブーム長さと決定、すなわち検出するようになっている。
【０００４】
上述した第２の従来技術も、クレーン作業機において、ブーム角度、ブームを起伏させるロープ張力を検出する検出器を備え、コントローラにおいて、これらの検出値を、あらかじめ記憶される複数の値の異なるブーム長さのそれぞれに係るブーム角度と、空荷状態でのロープ張力との関係と対比させ、同じブーム角度にあって、入力されたロープ張力に相応する記憶されたロープ張力に係るブーム長さを、所望のブーム長さと決定、すなわち検出するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した第１の従来技術では、ブーム角度、マスト角度、ブームガイライン角度を検出し、これらの検出値に基づいてブーム長さを演算して実際値を求め、記憶されている種々のブーム長さの計算値と比較するようにしているが、一般にブーム、マスト、ブームガイラインは、たわみを生じるものであり、このため検出されるブーム角度、マスト角度、ブームガイライン角度に誤差を生じやすい。その結果、演算されるブーム長さである実際値にも比較的大きな誤差が含まれ、ブームの長さの検出に際して前述した〔計算値−実際値〕に相当する誤差を生じブーム長さを誤って決定してしまう懸念がある。すなわち、この第１の従来技術にあっては、ブーム長さ検出精度の向上を見込めない問題がある。
【０００６】
また、上述した第２の従来技術では、検出器から出力されたブーム角度、ロープ張力に基づいてブーム長さを決定、すなわち検出しているが、ロープ張力の検出値と対比される、あらかじめ記憶されるロープ張力は一義的なブーム長さ、つまり一義的なブームの重量に応じた値となっている。しかしながら一般には、ブーム重量が同じだからといって、ブームの長さが同じとは限らない。例えばクレーン作業機のブームとして、本体側に配置される下ブーム、先端側に配置される上ブーム、これらの間に配置される中間ブームを備えたものがある。このうち中間ブームには、３ｍ、６ｍ、９ｍのものなどがある。したがって例えば、中間ブームの長さが同じ６ｍであっても、６ｍの中間ブームが１本含まれたブームと、３ｍの中間ブームが２本含まれたブームとでは重量が異なるのが普通である。つまり、同じブーム長さに対して実際には複数の重量の異なるブーム、言い換えれば複数のロープ張力が存在し得ることになる。この第２の従来技術では、検出されたロープ張力と記憶されたロープ張力との比較に際して、ブームの長さを誤って決定、すなわち検出してしまうおそれがある。この第２の従来技術も、ブーム長さ検出精度の向上を見込めない問題がある。
【０００７】
なお、上述の第１，第２の従来技術のようにして自動的に検出されたブーム長さは、転倒防止のためにクレーン作業機に設けられる過負荷防止装置の入力データなどに利用されている。したがって、上述の第１，第２の従来技術におけるように、ブーム長さ検出精度の向上を見込めず、ブーム長さの検出の誤りを生じた場合には、過負荷防止装置等のようにブーム長さを入力データとして利用する演算制御装置で実行される各種の制御の精度低下を招いてしまうことになる。
【０００８】
本発明は上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、ブーム長さの検出精度を向上させることができるブーム長さ自動検出装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願の請求項１に係る発明は、クレーン作業機に備えられ、ブーム角度検出器と、このブーム角度検出器から出力されたブーム角度に基づいて、ブームの長さを演算するコントローラとを備えたブーム長さ自動検出装置において、ブーム角度の変化に応じて値を変化させる変化要素の上記値を検出する変化要素検出器を備えるとともに、上記コントローラが、複数の値の異なるブーム長さのそれぞれに係るブーム角度の変位角に対する上記変化要素の値の変化量の計算値をあらかじめ記憶する記憶部と、上記ブーム角度検出器から出力されるブーム角度に基づいて、上記ブーム角度の変位角を実際値として求め、上記変化要素検出器から出力される値に基づいて、変化要素の値の変化量を実際値として求め、上記記憶部に記憶された上記複数のブーム長さ、ブーム角度の変位角の計算値、及び変化要素の値の変化量の計算値との関係と、上記ブーム角度の変位角の実際値、上記変化要素の値の変化量の実際値とを対比させて、上記記憶された複数のブーム長さのうちから該当するブーム長さを決定し、出力する演算部とを含む構成にしてある。
【００１０】
このように構成した本願の請求項１に係る発明では、あらかじめブーム角度の変化に応じて値を変える変化要素の該当する値の変化量の計算値を記憶部で記憶させ、変化要素の値の変化量の実際値を演算部で求め、これらの計算値と実際値とを対比させるようにしてブーム長さを決定、すなわち検出するようにしてあり、すなわち計算値及び実際値のそれぞれを変化量としたことにより、ブーム等のたわみによる誤差とか、ブーム組み立て構造の違いに伴うブーム重量の相違による誤差の影響を少なくすることができ、これによりブーム長さの検出精度を向上させることができる。
【００１１】
また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、上記変化要素検出器が、ハンガ角度検出器であるとともに、上記コントローラの記憶部に記憶される変化要素の値の変化量が、ハンガ角度の変位角であり、上記コントローラの演算部が、上記ブーム角度検出器から出力されるブーム角度に基づいて、ブーム角度の変位角を実際値として求め、上記ハンガ角度検出器から出力されるハンガ角度に基づいて、ハンガ角度の変位角を実際値として求め、上記記憶部に記憶された上記複数のブーム長さ、ブーム角度の変位角の計算値、及びハンガ角度の変位角の計算値の関係と、上記ブーム角度の変位角の実際値、上記ハンガ角度の変位角の実際値とを対比させて、上記記憶された複数のブーム長さのうちから該当するブーム長さを決定し、出力するものから成る構成にしてある。
【００１２】
このように構成した本願の請求項２に係る発明では、あらかじめハンガ角度の変位角の計算値を記憶部で記憶させ、ハンガ角度の変位角の実際値を演算部で求め、これらのハンガ角度の変位角の計算値と実際値とを対比させるようにしてあり、すなわち計算値と実際値のそれぞれをハンガ角度の変位角とし、〔計算値−計算値〕と〔実際値−実際値〕とを対比させるようにしてあり、実際値にはブーム等のたわみによる誤差が含まれるものの、〔実際値−実際値〕による変位角を求める演算でそのたわみによる誤差が消去される。したがって、ブーム等のたわみによる誤差の影響を少なくすることができ、ブーム長さの検出精度を向上させることができる。
【００１３】
また、本願の請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明において、上記変化要素検出器が、ハンガに連結されるロープの張力を検出するロープ張力検出器であるとともに、上記コントローラの記憶部に記憶される変化要素の値の変化量が、上記ロープの張力の変化分の割合であり、上記コントローラの演算部が、上記ブーム角度検出器から出力されるブーム角度に基づいて、上記ブーム角度の変位角を実際値として求め、上記ロープ張力検出器から出力されるロープ張力に基づいてロープ張力の変化分の割合を実際値として求め、上記記憶部に記憶された上記複数のブーム長さ、ブーム角度の変位角の計算値、及びロープ張力の変化分の割合の計算値の関係と、上記ブーム角度の変位角の実際値、上記ロープ張力の変化分の割合の実際値とを対比させて、上記記憶された複数のブーム長さのうちから該当するブーム長さを決定し、出力するものから成る構成にしてある。
【００１４】
このように構成した本願の請求項３に係る発明では、あらかじめハンガに連結されるロープの張力の変化分の割合の計算値を記憶部で記憶させ、ロープの張力の変化分の割合の実際値を演算部で求め、これらのロープ張力の変化分の割合の計算値と実際値とを対比させるようにしてあり、すなわち計算値及び実際値のそれぞれをハンガに連結されるロープの張力の変化分の割合とし、このロープ張力の変化分の割合は、ブーム重量に影響されないため、１つのブーム長さに対して計算値と実際値とを一義的に関連付けることができる。したがって、ブーム組み立て構造の違いに伴うブーム重量の相違による誤差の影響を少なくすることができ、ブーム長さの検出精度を向上させることができる。
【００１５】
本願の請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに係る発明において、上記ブームが、本体に回動可能に接続される下ブームと、先端側に配置される上ブームと、これらの下ブームと上ブームとの間に配置される中間ブームとから成る構成にしてある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下，本発明のブーム長さ自動検出装置の実施形態を図に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図５は本発明の第１実施形態の説明図で、図１は本発明の第１実施形態が備えられるクレーン作業機の一例を示す側面図、図２は図１に示すクレーン作業機におけるブーム長さ検出開始時の状態を示す側面図、図３は図１に示すクレーン作業機におけるブーム長さ検出途中の状態を示す側面図、図４は本発明の第１実施形態の要部構成を示す図、図５は図４に示す第１実施形態に備えられる演算部で実施される演算内容の要部を示す図である。
【００１８】
図１〜３に示すクレーン作業機は、走行体１と、この走行体１上に設けられ、運転室３を有し、本体を形成する旋回体２と、この旋回体２に回動可能に接続されるブーム４とを備えている。ブーム４は例えば旋回体２に回動可能に接続される下ブーム５と、先端側に配置される上ブーム６と、これらの下ブーム５、上ブーム６間に配置される中間ブーム７を備えている。ブーム４の先端側にはプーリ１０に掛け回されるロープ８を介して図示しない荷を吊り上げ下げ可能なフック９を装着させてある。ブーム４の下方部分には、対地角すなわち水平面に対する角度であるブーム角度を検出するブーム角度検出器１１を設けてある。
【００１９】
図２，３に示す１４はブーム４を起伏させるワイヤロープ、１３はワイヤロープ１４に連結されるハンガ、１２はハンガ１３の端部に設けられ、対地角であるハンガ角度を検出するハンガ角度検出器である。
【００２０】
図４に示す２０はコントローラで、図１等に示す運転室３内に配置してある。このコントローラ２０は図４に示すように、複数の値の異なるブーム長さのそれぞれに係るブーム角度の変位角に対する、ブーム角度の変化に応じて値を変化させる変化要素の値の変化量の計算値、例えばハンガ角度の変位角の計算値をあらかじめ記憶する記憶部２１を備えている。
【００２１】
また、コントローラ２０は、ブーム角度検出器１１から出力されるブーム角度に基づいて、ブーム角度の変位角を実際値として求め、変化要素検出器、例えば前述したハンガ角度検出器１２から出力される値に基づいて、ハンガ角度の変位角を実際値として求め、記憶部２１に記憶された複数のブーム長さ、ブーム角度の変位角の計算値及びハンガ角度の変位角の計算値の関係と、上述したブーム角度の変位角の実際値、ハンガ角度の変位角の実際値とを対比させて、記憶部２１に記憶された複数のブーム長さのうちから該当するブーム長さを決定し、出力する演算部２２を備えている。
【００２２】
図４に示すコントローラ２０の記憶部２１において、Ｂ（ｍ−１）〜Ｂ（ｍ）〔ｍ＝１からｐ〕は、前述したようにブーム角度の変位角を示している。ｍ＝１のときのＢ（０）は図３に示すように、対地角が０°、すなわちブーム４がほぼ水平面上にあることを意味している。ｍ＝１のときのＢ（１）は、同図３に示すように、Ｂ（０）よりも大きい角度で、例えば１０°に設定してある。したがって、Ｂ（０）〜Ｂ（１）はブーム角度が０°から１０°まで変化したときの変位角を意味している。
【００２３】
ｍ＝２のときのＢ（１）は、前述の角度である。ｍ＝２のときのＢ（２）は、図３に示すようにＢ（１）よりも大きい角度で、例えば２０°に設定してある。したがって、Ｂ（１）〜Ｂ（２）はブーム角度が１０°から２０°まで変化したときの変位角である。
【００２４】
以下同様にして、Ｂ（ｐ−１）〜Ｂ（ｐ）はブーム角度が（ｐ−１）×１０°からｐ×１０°まで変化したときの変位角を意味する。
【００２５】
また、Ｌ（ｎ）は図２に示すブーム長さＬであり、経験的に考えられる組み立て構造に基づく各種の値の異なるブーム長さをＬ（１）からＬ（ｑ）まであらかじめ記憶させてある。
【００２６】
Ｈ（ｍ）−Ｈ（ｍ−１）は、ハンガ角度の変位角、例えば増加分を幾何学的計算によりあらかじめ求めたものである。ｍ＝１のときのＨ（ｍ−１）すなわちＨ（０）は、ブーム角度がＢ（０）のときの対地角であるハンガ角度の幾何学的計算値である。ｍ＝１のときのＨ（ｍ）すなわちＨ（１）は、ブーム角度がＢ（１）のときの対地角であるハンガ角度の幾何学的計算値である。したがって、ｍ＝１のときのＨ（ｍ）−Ｈ（ｍ−１）、すなわちＨ（１）−Ｈ（０）は、ハンガ角度の増加分の計算値ΔＨとなる。ここで、図４では、ブーム角度がＢ（０）からＢ（１）まで変位したときのブーム長さＬ（１）に対応するハンガ角度の増加分の幾何学的計算値をΔＨ（１，１）と表わしてある。また、上述のようにブーム角度がＢ（０）からＢ（１）まで変位したときのブーム長さＬ（２）に対応するハンガ角度の増加分をΔＨ（１，２）と表わしてある。以下同様にして、ブーム角度がＢ（０）からＢ（１）まで変位したときのブーム長さＬ（ｑ）に対応するハンガ角度の増加分をΔＨ（１，ｑ）と表わしてある。
【００２７】
また、ブーム角度がＢ（１）からＢ（２）まで変位したときのブーム長さＬ（１）に対応するハンガ角度の増加分の計算値をΔＨ（２，１）と表わし、同じくブーム角度がＢ（１）からＢ（２）まで変化したときのブーム長さＬ（２）に対応するハンガ角度の増加分をΔＨ（２，２）と表わしてある。以下同様にして、ブーム角度がＢ（ｐ−１）からＢ（ｐ）まで変位したときのブーム長さＬ（ｑ）に対応するハンガ角度の増加分の計算値をΔＨ（ｐ，ｑ）と表わしてある。
【００２８】
また、コントローラ２０の演算部２２では、ブーム角度検出器１１から出力されるブーム角度に基づいて、ブーム角度の変位角の実際値を求める演算をおこなう。今はＢ（０）＝０°であるから、Ｂ（１）−Ｂ（０）＝Ｂ（１）＝１０°、Ｂ（２）−Ｂ（１）＝１０°等となる。
【００２９】
また、ハンガ角度検出器１２から出力されるハンガ角度に基づいて、ハンガ角度の変位角の実際値Δｈを求める下記の演算をおこなう。
【００３０】
Δｈ（ｍ）＝ｈ（ｍ）−ｈ（ｍ−１）〔ｍ＝１からｐ〕          （１）
ここで、ｍ＝１のときのｈ（ｍ−１）＝ｈ（０）は、図３に示すブーム角度がＢ（０）のときのハンガ角度であり、ｈ（ｍ）＝ｈ（１）は、ブーム角度がＢ（１）のときのハンガ角度である。
【００３１】
また、ｍ＝２のときのｈ（ｍ−１）＝ｈ（１）は、前述したブーム角度がＢ（１）のときのハンガ角度、ｈ（ｍ）＝ｈ（２）は、ブーム角度がＢ（２）のときのハンガ角度である。
【００３２】
以下同様にして、ｍ＝ｐのときのｈ（ｐ−１）は、ブーム角度がＢ（ｐ−１）のときのハンガ角度、ｈ（ｐ）は、ブーム角度がＢ（ｐ）のときのハンガ角度である。
【００３３】
また、この演算部２２では、上述のように記憶部２１に記憶されるハンガ角度の増加分の幾何学的計算値ΔＨと、ハンガ角度の変位角の実際値Δｈとの差ＤＤを求める下記の演算をおこなう。
【００３４】
0004272342.tif 000002
ここで例えば、ＤＤ（１，１）は、ΔＨ（１，１）とΔｈ（１）との差であり、ΔＨ（１，１）は、ブーム角度がＢ（０）からＢ（１）まで変位したときのブーム長さＬ（１）に対応するハンガ角度の変位角の幾何学的計算値であり、Δｈ（１）は、ハンガ角度がｈ（０）からｈ（１）まで変位したときのハンガ角度の変位角の実際値である。
【００３５】
また例えば、ＤＤ（１，２）はΔＨ（１，２）とΔｈ（１）との差であり、ΔＨ（１，２）はブーム角度がＢ（０）からＢ（１）まで変位したときのブーム長さＬ（２）に対応するハンガ角度の変位角の幾何学的計算値であり、Δｈ（１）はハンガ角度がｈ（０）からｈ（１）まで変位したときのハンガ角度の変位角の実際値である。
【００３６】
また例えば、ＤＤ（２，１）はΔＨ（２，１）とΔｈ（２）との差であり、ΔＨ（２，１）はブーム角度がＢ（１）からＢ（２）まで変位したときのブーム長さＬ（１）に対応するハンガ角度の変位角の幾何学的計算値であり、Δｈ（２）はハンガ角度がｈ（１）からｈ（２）まで変位したときのハンガ角度の変位角の実際値である。
【００３７】
また例えば、ＤＤ（２，２）はΔＨ（２，２）とΔｈ（２）との差であり、ΔＨ（２，２）はブーム角度がＢ（１）からＢ（２）まで変位したときのブーム長さＬ（２）に対応するハンガ角度の変位角の幾何学的計算値であり、Δｈ（２）はハンガ角度ｈ（１）からｈ（２）まで変位したときのハンガ角度の変位角の実際値である。
【００３８】
以下同様に、ＤＤ（ｐ，ｑ）はΔＨ（ｐ，ｑ）とΔｈ（ｐ）との差であり、ΔＨ（ｐ，ｑ）はブーム角度がＢ（ｐ−１）からＢ（ｐ）まで変位したときのブーム長さＬ（ｑ）に対応するハンガ角度の変位角の幾何学的計算値であり、Δｈ（ｐ）はハンガ角度がｈ（ｐ−１）からｈ（ｐ）まで変位したときの実際のハンガ角度の変位角の入力値である。
【００３９】
また、この演算部２２では、上述した（２）式の演算の後、同じブーム長さＬ（ｎ）に係る異なるブーム角度の変位角Ｂ（ｍ−１）〜Ｂ（ｍ）に対応する差ＤＤの和Ｄを求める下記の演算をおこなう。
【００４０】
Ｄ（ｎ）＝ＤＤ（ｎ）＋ＤＤ（ｍ，ｎ）
〔ｎ＝１からｑ  ｍ＝１からｐ〕
〔初期値ＤＤ（ｎ）＝０〕                  （３）
例えば、ブーム長さＬ（１）に係る和Ｄ（１）は、
Ｄ（１）＝ＤＤ（１，１）＋ＤＤ（２，１）＋ＤＤ（３，１）＋……
＋ＤＤ（ｐ，１）
となり、ブーム長さＬ（２）に係る和Ｄ（２）は、
Ｄ（２）＝ＤＤ（１，２）＋ＤＤ（２，２）＋ＤＤ（３，２）＋……
＋ＤＤ（ｐ，２）
となる。
【００４１】
上述したコントローラ２０の記憶部２１の記憶内容と、演算部２２の演算内容とをまとめて示すと図５のようになる。
【００４２】
また、コントローラ２０の演算部２２は、上述のようにして求めた和Ｄ（１）、Ｄ（２）、……Ｄ（ｑ）のうちの最小値を求める演算をおこなった後、その最小値に対応しているブーム長さＬ（ｎ）を求め、その求められたブーム長さＬ（ｎ）を、このクレーン作業機のブーム長さと決定する処理をおこなう。
【００４３】
このように決定されたブーム長さＬ（ｎ）に相当する表示信号が、コントローラ２０から、例えば運転室３に備えられる表示器２３に送られ、この表示器２３でブーム長さＬ（ｎ）が表示されるようになっている。
【００４４】
このように構成した第１実施形態では、ブーム長さの検出に際して、はじめに図２に示すように、ブーム４を水平に保ったときのハンガ角度を検出する処理をおこなう。すなわち図３に示すように、ブーム角度検出器１１から出力されるブーム角度がＢ（０）のときのハンガ角度検出器１２から出力されるハンガ角度ｈ（０）を検出する。
【００４５】
次に、図２，３に示すワイヤロープ１４を引っ張るように操作してブーム４を起しながらブーム角度検出器１１によってブーム角度を検出し、ハンガ角度検出器１２によってハンガ角度を検出する。これらのブーム角度、ハンガ角度に基づいて前述したようにコントローラ２０の演算部２２では、ブーム角度の変位角Ｂ（ｍ−１）−Ｂ（ｍ）を求めるとともに、前述の（１）式により、対応するハンガ角度の変位角（増加分）の実際値Δｈを求める演算をおこなう。
【００４６】
次に、記憶部２１にあらかじめ記憶されているハンガ角度の増加分の幾何学的計算値と、ハンガ角度の変位角（増加分）の実際値との差ＤＤを、各ブーム長さＬ（ｎ）ごとに前述の（２）式により求める演算をおこなう。
【００４７】
次に、前述したように同じブーム長さＬ（ｎ）に係る異なるブーム角度の変位角Ｂ（ｍ−１）〜Ｂ（ｍ）に対応する差ＤＤの和Ｄを、前述の（３）式により求める演算をおこなう。
【００４８】
次に、前述したように和Ｄのうちの最小値を求め、その最小値に対応するブーム長さＬ（ｎ）を求め、そのブーム長さＬ（ｎ）をこのクレーン作業機のブーム長さと決定する処理をおこなう。
【００４９】
決定されたブーム長さは前述のように表示器２３に表示される。
【００５０】
このように構成した第１実施形態によれば、コントローラ２０の記憶部２１に記憶させたブーム角度の変位角Ｂ（ｍ−１）〜Ｂ（ｍ）、ハンガ角度の変位角（増加分）ΔＨ＝Ｈ（ｍ）−Ｈ（ｍ−１）の幾何学的計算値と、ブーム角度検出器１１で検出されたブーム角度から求めたブーム角度の変位角の実際値、ハンガ角度検出器１２で検出されたハンガ角度から求めたハンガ角度の変位角（増加分）の実際値Δｈ＝ｈ（ｍ）−ｈ（ｍ−１）とを対比させるようにしてブーム長さＬ（ｎ）を決定、すなわち検出するようにしてあり、ハンガ角度の変位角は、ブーム４等のたわみを含む実際値間の減算によって求められるものであることから、そのたわみによる誤差が消去される。したがって、ブーム４等のたわみによる誤差の影響を少なくすることができ、ブーム長さ検出精度を向上させることができる。
【００５１】
これにより、ブーム長さを入力データとして利用する過負荷防止装置等の演算制御装置でおこなわれる各種の制御を高精度に実現させることができる。
【００５２】
図６〜図８は本発明の第２実施形態の説明図で、図６は本発明の第２実施形態が備えられるクレーン作業機におけるブーム長さ検出開始時の状態を示す側面図、図７は本発明の第２実施形態の要部構成を示す図、図８は図７に示す第２実施形態に備えられる演算部で実施される演算内容の要部を示す図である。
【００５３】
この第２実施形態では、変化要素検出器として図６に示すように、前述した第１実施形態におけるハンガ角度検出器１２に代えてハンガ１３に接続されるワイヤロープ１４の張力を検出するロープ張力検出器１５を設けてある。
【００５４】
また、図７に示すように、コントローラ２０の記憶部２１には、複数の値の異なるブーム長さのそれぞれに係るブーム角度の変位角に対する、ブーム角度の変位に応じて値を変化させる変化要素の値の変化量の計算値として、例えば後述するように、ワイヤロープ１４の張力の変化分の割合の計算値を記憶させてある。
【００５５】
コントローラ２０の演算部２２では、ブーム角度検出器１１から出力されるブーム角度に基づいて、ブーム角度の変位角を実際値として求め、ロープ張力検出器１５から出力される値に基づいて、ワイヤロープ１４の張力の変化分の割合を実際値として求め、記憶部２１に記憶された複数のブーム長さ、ブーム角度の変位角の計算値及びワイヤロープ１４の張力の変化分の割合の計算値の関係と、上述したブーム角度検出器１１で検出されたブーム角度に基づくこのブーム角度の変位角の実際値、ロープ張力検出器１５で検出されたワイヤロープ１４の張力に基づくこの張力の変化分の割合の実際値とを対比させて、記憶部２１に記憶された複数のブーム長さのうちから該当するブーム長さを決定し、出力することがおこなわれる。
【００５６】
図７に示すコントローラ２０の記憶部２１において、Ｂ（０）〜Ｂ（１）……Ｂ（ｐ−１）〜Ｂ（ｐ）は前述と同様のブーム角度の変位角である。また、Ｌ（ｎ）も前述したブーム長さで、経験的に考えられる組み立て構造に基づく各種の値の異なるブーム長さをＬ（１）〜Ｌ（ｑ）まで、あらかじめ記憶させてある。
【００５７】
{Ｔ（ｍ−１）−Ｔ（ｍ）}／Ｔ（ｍ−１）は、ワイヤロープ１４の張力の変化分の割合をあらかじめ計算により求めたものである。ｍ＝１のときのＴ（ｍ−１）すなわちＴ（０）は、ブーム角度がＢ（０）のときのワイヤロープ１４の張力の計算値である。ｍ＝１のときのＴ（ｍ）すなわちＴ（１）は、ブーム角度がＢ（１）のときのワイヤロープ１４の張力の計算値である。したがって、ｍ＝１のときの{Ｔ（ｍ−１）−Ｔ（ｍ）}／Ｔ（ｍ−１）、すなわち{Ｔ（０）−Ｔ（１）}／Ｔ（０）は、ワイヤロープ１４の張力Ｔ（０）に対する、ブーム角度Ｂ（０）からＢ（１）に変化したときの張力の変化分の割合の計算値ΔＴとなる。ここで、ブーム角度がＢ（０）からＢ（１）まで変位したときのブーム長さＬ（１）に対するワイヤロープ１４の張力の変化分の割合の計算値をΔＴ（１，１）と表わしてある。また、ブーム角度がＢ（０）からＢ（１）まで変位したときのブーム長さＬ（２）に対応するワイヤロープ１４の張力の変化分の割合の計算値をΔＴ（１，２）と表わしてある。以下同様にして、ブーム角度がＢ（０）からＢ（１）まで変位したときのブーム長さＬ（ｑ）に対応するワイヤロープ１４の張力の変化分の割合の計算値をΔＴ（１，ｑ）と表わしてある。
【００５８】
また、ブーム角度がＢ（１）からＢ（２）まで変化したときのブーム長さＬ（１）に対応するワイヤロープ１４の張力の変化分の割合の計算値をΔＴ（２，１）と表わし、同じくブーム角度がＢ（１）からＢ（２）まで変化したときのブーム長さＬ（２）に対応するワイヤロープ１４の張力の変化分の割合の計算値をΔＴ（２，２）と表わしてある。以下同様にして、ブーム角度がＢ（ｐ−１）からＢ（ｐ）まで変化したときのブーム長さＬ（ｑ）に対応するワイヤロープ１４の張力の変化分の割合の計算値をΔＴ（ｐ，ｑ）と表わしてある。
【００５９】
また、コントローラ２０の演算部２２では、ブーム角度検出器１１から出力される角度に基づいて、ブーム角度の変位角を求める演算をおこなう。今はＢ（０）＝０°であり、前述した第１実施形態におけるのと同様に、Ｂ（１）−Ｂ（０）＝Ｂ（１）＝１０°、Ｂ（２）−Ｂ（１）＝１０°等となる。
【００６０】
また、ロープ張力検出器１５から出力されるロープ張力に基づいて、ワイヤロープ１４の張力の変化分の割合の実際値Δｔを求める下記の演算をおこなう。
【００６１】
Δｔ＝{ｔ（ｍ）−ｔ（ｍ−１）}／ｔ（ｍ−１）  〔ｍ＝１からＰ〕  （４）
ここで、ｍ＝１のときのｔ（ｍ−１）＝ｔ（０）は、図６に示すブーム角度Ｂ（０）のときのワイヤロープ１４の張力であり、ｔ（ｍ）＝ｔ（１）は、ブーム角度がＢ（１）のときのワイヤロープ１４の張力である。
【００６２】
したがって、Δｔ＝{ｔ（１）−ｔ（０）}／ｔ（０）となる。
【００６３】
また、ｍ＝２のときのｔ（ｍ−１）＝ｔ（１）は、前述したブーム角度がＢ（１）のときのワイヤロープ１４の張力であり、ｔ（ｍ）＝ｔ（２）は、ブーム角度がＢ（２）のときのワイヤロープ１４の張力である。
【００６４】
したがって、Δｔ＝{ｔ（２）−ｔ（１）}／ｔ（１）となる。
【００６５】
以下、同様にして、ｍ＝ｐのときのｔ（ｐ−１）は、ブーム角度がＢ（ｐ−１）のときのワイヤロープ１４の張力、ｔ（ｐ）は、ブーム角度がＢ（ｐ）のときのワイヤロープ１４の張力である。
【００６６】
したがって、Δｔ（ｐ）＝{ｔ（ｐ）−ｔ（ｐ−１）}／ｔ（ｐ−１）となる。
【００６７】
また、この演算部２２では、上述のように記憶部２１にあらかじめ記憶されるワイヤロープ１４の張力の変化分の割合の計算値ΔＴと、ロープ張力検出器１５で検出されたワイヤロープ１４の張力に基づくワイヤロープ１４の張力の変化分の割合の実際値Δｔとの差ＤＤを求める下記の式による演算をおこなう。
【００６８】
ＤＤ（ｍ，ｎ）＝ΔＴ（ｍ，ｎ）−Δｔ（ｍ）
〔ｍ＝１からｐ  ｎ＝１からｑ〕        （５）
この（５）式において例えば、ＤＤ（１，１）は、ΔＴ（１，１）とΔｔ（１）との差であり、ΔＴ（１，１）は、ブーム角度がＢ（０）からＢ（１）まで変位したときのブーム長さＬ（１）に対応する、あらかじめ記憶されるワイヤロープ１４の張力の変化分の割合の計算値であり、Δｔ（１）は、ワイヤロープ１４の張力ｔ（０）に対する張力ｔ（０）からｔ（１）までの変化分の割合の実際値である。
【００６９】
また例えば、Ｄ（１，２）はΔＴ（１，２）とΔｔ（１）との差であり、ΔＴ（１，２）はブーム角度がＢ（０）からＢ（１）まで変位したときのブーム長さＬ（２）に対応する、あらかじめ記憶されるワイヤロープ１４の張力の変化分の割合の計算値であり、Δｔ（１）は上述したようにワイヤロープ１４の張力ｔ（０）に対する張力ｔ（０）からｔ（１）までの変化分の割合の実際値である。
【００７０】
また例えば、Ｄ（２，１）はΔＴ（２，１）とΔｔ（２）との差であり、ΔＴ（２，１）はブーム角度がＢ（１）からＢ（２）まで変化したときのブーム長さＬ（１）に対応する、あらかじめ記憶されるワイヤロープ１４の張力の変化分の割合の計算値であり、Δｔ（２）はワイヤロープ１４の張力ｔ（１）に対する張力ｔ（１）からｔ（２）までの変化分の割合の実際値である。
【００７１】
また例えば、Ｄ（２，２）はΔＴ（２，２）とΔｔ（２）との差であり、ΔＴ（２，２）はブーム角度がＢ（１）からＢ（２）まで変位したときのブーム長さＬ（２）に対応する、あらかじめ記憶されるワイヤロープ１４の張力の変化分の割合の計算値であり、Δｔ（２）は上述したようにワイヤロープ１４の張力ｔ（１）に対する張力ｔ（１）からｔ（２）までの変化分の割合の実際値である。
【００７２】
以下同様に、ＤＤ（ｐ，ｑ）はΔＴ（ｐ，ｑ）とΔｔ（ｐ）との差であり、ΔＴ（ｐ，ｑ）はブーム角度がＢ（ｐ−１）からＢ（ｐ）まで変位したときのブーム長さＬ（ｑ）に対応する、あらかじめ記憶されるワイヤロープ１４の張力の変化分の割合の計算値であり、Δｔ（ｐ）は、ワイヤロープ１４の張力ｔ（ｐ−１）に対する張力ｔ（ｐ−１）からｔ（ｐ）までの変化分の割合の実際値である。
【００７３】
また、この第２実施形態でも、演算部２２で、上述した（５）式の演算の後、同じブーム長さＬ（ｎ）に係る異なるブーム角度の変位角Ｂ（ｍ−１）〜Ｂ（ｍ）に対応する差ＤＤの和Ｄを求める前述した（３）式の演算をおこなう。すなわち、
Ｄ（ｎ）＝ＤＤ（ｎ）＋ＤＤ（ｍ，ｎ）
〔ｎ＝１からｑ  ｍ＝１からｐ〕
〔初期値ＤＤ（ｎ）＝０〕
前述したように、例えばブーム長さＬ（１）に係る和Ｄ（１）は、
Ｄ（１）＝ＤＤ（１，１）＋ＤＤ（２，１）＋ＤＤ（３，１）＋……
＋ＤＤ（ｐ，１）
Ｄ（２）＝ＤＤ（１，２）＋ＤＤ（２，２）＋ＤＤ（３，２）＋……
＋ＤＤ（ｐ，２）
となる。
【００７４】
上述したコントローラ２０の記憶部２１の記憶内容と、演算部２２の演算内容をまとめて示すと図８のようになる。
【００７５】
また、この第２実施形態でも前述した第１実施形態と同様に、コントローラ２０の演算部２２は、上述のようにして求めた和Ｄ（１）、Ｄ（２）、……Ｄ（ｑ）のうちの最小値を求める演算をおこなった後、その最小値に対応しているブーム長さＬ（ｎ）を求め、その求められたブーム長さＬ（ｎ）を、このクレーン作業機のブーム長さと決定する処理をおこなう。このようにして決定されたブーム長さＬ（ｎ）に相当する表示信号が、コントローラ２０から運転室３に備えられる表示器２３に送られ、この表示器２３でブーム長さＬ（ｎ）が表示される。
【００７６】
このように構成した第２実施形態では、ブーム長さの検出に際して、はじめに図６に示すように、ブーム４を水平に保ったときの、すなわちブーム角度Ｂが０°のときのワイヤロープ１４の張力ｔ（０）をロープ張力検出器１５で検出する。
【００７７】
次に、ワイヤロープ１４を引っ張るように操作してブーム４を起こしながらブーム角度検出器１１によってブーム角度を検出し、これらのブーム角度に対応するワイヤロープ１４の張力をロープ張力検出器１５で検出する。
【００７８】
このようにして検出されたブーム角度Ｂ、ワイヤロープ１４の張力に基づいて前述したようにコントローラ２０の演算部２２では、ブーム角度の変位角Ｂ（ｍ−１）−Ｂ（ｍ）を求めるとともに、前述の（４）式により、対応するワイヤロープ１４の張力の変化分の割合の実際値Δｔを求める演算をおこなう。
【００７９】
次に、記憶部２１にあらかじめ記憶されているワイヤロープ１４の張力の変化分の割合の計算値と、ロープ張力検出器１５から出力される張力ｔに基づいて求められた張力の変化分の割合の実際値Δｔとの差ＤＤを、前述の（５）式により求める演算をおこなう。次に、同じブーム長さＬ（ｎ）に係る異なるブーム角度の変位角Ｂ（ｍ−１）〜Ｂ（ｍ）に対応する差ＤＤの和Ｄを、前述した（３）式により求める演算をおこなう。
【００８０】
次に、和Ｄの最小値を求め、この最小値に対応するブーム長さＬ（ｎ）を求め、そのブーム長さＬ（ｎ）をこのクレーン作業機のブーム長さを決定する処理をおこなう。決定されたブーム長さは表示器２３に表示される。
【００８１】
このように構成した第２実施形態では上述したように、コントローラ２０の記憶部２１にあらかじめ記憶させたブーム角度の変位角Ｂ（ｍ−１）〜Ｂ（ｍ）、ワイヤロープ１４の張力の変化分の割合の計算値ΔＴ＝{Ｔ（ｍ−１）−Ｔ（ｍ）}／Ｔ（ｍ−１）と、ブーム角度検出器１１で検出されたブーム角度から求めたブーム角度の変位角の実際値、ロープ張力検出器１５で検出される張力に基づいて求められた張力の変化分の割合の実際値Δｔ＝{ｔ（ｍ−１）−ｔ（ｍ）}／ｔ（ｍ−１）とを対比させるようにしてブーム長さＬ（ｎ）を決定、すなわち検出するようにしてある。ここで実際値Δｔを得るに際し、ｔ（ｍ−１）−ｔ（ｍ）はブーム４の重量の関数であり、ｔ（ｍ−１）もブーム４の重量の関数であることから、ｔ（ｍ−１）−ｔ（ｍ）／ｔ（ｍ−１）は、重量に無関係な値として求められる。したがって、１つのブーム４に対して計算値と実際値とを一義的に関連付けることができる。このことから、ブーム組み立て構造の違いに伴うブーム重量の相違による誤差の影響を少なくすることができ、ブーム長さの検出精度を向上させることができる。これにより、ブーム長さを入力データとして利用する過負荷防止装置等の演算制御装置でおこなわれる各種の制御を高精度に実現させることができる。
【００８２】
なお、上述した第１実施形態では、ハンガ角度検出器１２から検出されるハンガ角度に基づいてコントローラ２０の演算部２２でハンガ角度の増加分の実際値Δｈを求め、さらに差ΔＨ−Δｈを求めてブーム長さＬ（ｎ）を検出するようにし、第２実施形態では、ハンガ１３に接続されるワイヤロープ１４の張力を検出するロープ張力検出器１５の検出値に基づいて、ロープ張力の変化分の割合の実際値Δｔを求め、さらに差ΔＴ−Δｔを求めてブーム長さＬ（ｎ）を検出するようにしてあるが、これらの第１実施形態と第２実施形態とをともに備えた構成にし、それぞれの実施形態のコントローラ２０の演算部２２で決定される和Ｄ（ｎ）の最小値を比較し、より小さな方の最小値に係るブーム長さＬ（ｎ）を、所望のブーム長さと決めるようにしてもよい。
【００８３】
【発明の効果】
本願の各請求項に係る発明によれば、ブーム長さを検出するために記憶部にあらかじめ記憶される計算値、及び変化要素検出器から出力される値に基づいて演算部で求められる実際値が変化量であり、これらの変化量を対比させてブーム長さを自動的に検出するようにしてあることから、ブーム等のたわみによる誤差とか、ブーム組み立て構造の違いに伴うブーム重量の相違による誤差の影響を少なくすることができ、これによりブーム長さの検出精度を従来に比べて向上させることができ、ブーム長さを入力データとして利用する過負荷防止装置等の演算制御装置でおこなわれる各種の制御を高精度に実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブーム長さ自動検出装置の第１実施形態が備えられるクレーン作業機の一例を示す側面図である。
【図２】図１に示すクレーン作業機におけるブーム長さ検出開始時の状態を示す側面図である。
【図３】図１に示すクレーン作業機におけるブーム長さ検出途中の状態を示す側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の要部構成を示す図である。
【図５】図４に示す第１実施形態に備えられる演算部で実施される演算内容の要部を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態が備えられるクレーン作業機におけるブーム長さ検出開始時の状態を示す側面図である。
【図７】本発明の第２実施形態の要部構成を示す図である。
【図８】図７に示す第２実施形態に備えられる演算部で実施される演算内容の要部を示す図である。
【符号の説明】
１    走行体
２    旋回体
３    運転室
４    ブーム
５    下ブーム
６    上ブーム
７    中間ブーム
８    ロープ
９    フック
１０  プーリ
１１  ブーム角度検出器
１２  ハンガ角度検出器
１３  ハンガ
１４  ワイヤロープ
１５  ロープ張力検出器
２０  コントローラ
２１  記憶部
２２  演算部
２３  表示器
【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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