(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動式クレーンの過負荷防止方法であって、
装備されるクレーン構成品で且つ使用が想定可能な複数のクレーン構成品の物理特性に関する幾何学的データをメモリ（１０）に格納する工程と、
選択装置（１６）によって所望のクレーン構成品を選択する工程と、
制御コンピュータ（１８）によって上記選択したクレーン構成品に対応する幾何学的データから、予め格納された命令で各クレーン構成品を互いの組合わせ方に関する命令に基づき物理的シミュレーションモデルを構築する工程と、
クレーン側の力センサ及び位置センサ（２０）から実際の測定データを入力する工程と、
上記幾何学的データ、重心データ及び力を算出した後、カットオフ値を算出する工程と、
上記カットオフ値に達した時、上記クレーンを停止する工程と
を備えていることを特徴とする移動式クレーンの過負荷防止方法。
【請求項２】
請求項１において、
上記クレーン構成品に関する幾何学的データは、各構成品のタイプ毎に上記メモリ（１０）内の対応する形状ファイル（１２）に格納され、各クレーン構成品の互いの組合せ方に関する命令は、クレーン構成ファイル（１４）に格納されることを特徴とする移動式クレーンの過負荷防止方法。
【請求項３】
請求項２において、
上記カットオフ値を算出するための算出規定は、クレーン構成ファイル（１４）に収められることを特徴とする移動式クレーンの過負荷防止方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項において、
上記制御コンピュータ（１８）によって算出した値は、表示装置（２４）のディスプレイに再生されることを特徴とする移動式クレーンの過負荷防止方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか１項において、
上記装備構成品の情報は、上記選択装置（１６）において編集され、表示装置に再生されることを特徴とする移動式クレーンの過負荷防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動式クレーンの過負荷防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
法規定により、全ての移動式クレーンに対して過負荷の防止が要求されている。欧州共同体加盟国に適用される基準ＥＮ１３０００によれば、移動式クレーンに対して、例えば、吊上げ能力が１０００キログラムを超えること、負荷モーメントが４００００Ｎｍより大きいこと等の過負荷防止が要求されている。移動式クレーンとは、例えば、港湾施設用移動式クレーンやクローラクレーン等である。
【０００３】
従来より、各移動式クレーンの予想される全ての装備構成品に対して過負荷防止のために要求されるカットオフ曲線群を予め算出したり、それを過負荷防止用メモリに格納したりすることは既に知られている。このカットオフ曲線群は、算出された多数の点によって表現される。運転時には、これらの点間の補間が実行される。
【０００４】
上記曲線群の格納は、多くの記憶領域を必要とするので、記憶領域の節約のために、異なる荷重曲線間の補間も頻繁に実行される。しかしながら、このようにして作成された曲線は、もはや規則に定められた計算方法による計算において与えられる結果と精確に対応していない。上記基準に従って算出されたカットオフ曲線群と照合した時に適性値を超えるクレーンの運転が行われると、相対的に安全性の低下を招くことになる。他方、補間によって実際のカットオフ曲線群に達していない場合は、移動式クレーンを臨界まで使用することができない。
【０００５】
主に、予め算出された幾何学的データは、荷重半径やクレーンの高さ等を算出して表示するために個別の装備構成品ごとに格納される。この場合、例えば、ベクトルを使った簡易な方法によって完全伸長状態のブームが記述される。その後、三角法と位置センサのデータを用いて完全な装備構成品について記憶された上記データにより、現在の半径及びその他の運転士にとって重要な情報が算出される。その算出において、方法管理を用いて計算をできるだけ少なくすることが望まれていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
移動式クレーンがほんのわずかな種類の装備構成品しか有していない場合には、問題が比較的少ない状態で、記憶された曲線群を使用する公知の方法を利用することができる。
【０００７】
しかしながら、この場合、過負荷防止の計算に必要な精度内で装備品の重量を原則として入手できない。したがって、移動式クレーン製造者の試験装置によって各クレーン毎にあらゆる状況のクレーンの挙動（とりわけ、ブームの固有重量）を調整する必要があり、不利である。
【０００８】
特に、クローラクレーンの場合、他の種類のクレーンと異なり、非常に多数の想定可能な装備構成品を利用可能に維持する必要性がある。大型クレーンの場合、数万個の装備構成品に達することもある。リープヘル（Liebherr）社のクローラクレーンＬＲ１２５０の場合、２万を超える装備構成品がある。
【０００９】
このように複数の様々な組合せが考え得ることから分かるように、この種のクレーンにおいて、荷重曲線群の記憶領域は相対的に大きくなり、環境条件次第では、たった１つの新しい装備構成品基準を追加するだけで記憶領域を倍増させなければならないことがある。
【００１０】
この問題に対処するため、一部の製造業者はクレーン構成品の想定可能な組合せに制限を設けている。しかしながら、それにより、クレーンの自由度を低下させるという望ましくない結果を招いていた。
【００１１】
クレーンの装備において１つの装備品、つまり、クレーン構成品が変わる場合、公知の方法では、全ての荷重曲線を計算し直す場合があり、しばしば数週間もかかる新たな計算を行わなければならないという問題が生じる。同じことは、クレーン運転士がもともとは設けられていなかった装備構成品を要求した場合にも当てはまる。更に、移動式クレーンの開発の際、すなわち、構成品の重量がまだそれ程精確には詳細に知られていない原型を組み立てる際にも、従来の計算方法では問題が生じる。
【００１２】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、複数の装備構成品が考えられる場合でも、カットオフ値を高速且つ精確に求めることができる移動式クレーン、特に、クローラクレーンの過負荷防止方法を提供することを基本的な目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、本発明にしたがって、請求項１の特徴の組合せにかかる移動式クレーンの過負荷防止方法によって実現される。
【００１４】
従来技術と異なり、クレーンの制御コンピュータに関連するメモリには、もはや転倒荷重曲線は格納されず、代わりに、クレーン構成品の物理特性に関する幾何学的データ（geometrical data）が記憶される。選択装置によって所望の装備構成品を適正に選択すれば、その装備構成品に対応する幾何学的データが制御コンピュータ内で物理的シミュレーションモデルに構築される。そこで、クレーン側の力センサ及び位置センサから実際の測定データが求められ、これらのデータから制御コンピュータによって幾何学的データ、重心データ及び重心の力が求められ、その後、カットオフ値が求められる。そして、クレーンの運転時に、カットオフ値に達すると、クレーンのスイッチが適切にオフ状態になる。
【００１５】
本発明の形態は、その独立請求項に続く従属請求項から分かる。
【００１６】
例えば、本発明の第１の形態では、クレーン構成品に関する幾何学的データが、各構成品のタイプ毎にメモリ内の対応する形状ファイルに格納されている。これにより、もはや完全伸長状態のブームは記録されず、ブーム各部と他のタイプの構成品のデータがそれぞれ対応する形状ファイルに格納される。本形態では、構成品タイプ毎にそれぞれ１個の形状ファイルが必要とされる。クレーン構成品を互いに組合せ可能にする命令は、対応するクレーン構成ファイル内に並列に格納されている。本形態において、個々のタイプの装備品、つまり、構成品の考え得る様々な組合せは、完全伸長状態のブーム又は装備構成品の部分を形成するように記録される。
【００１７】
本発明の別の好ましい形態では、カットオフ値の算出のために想定可能な予備選択も上記クレーン構成ファイルに収められる。この想定可能な予備選択は、例えば、国内法に準拠する許容吊上げ荷重の算出規定である。例えば、米国の許容吊上げ荷重は（基準ＥＮ１３０００に準拠する）、欧州の許容吊上げ荷重と異なる。本発明に斯かる方法と対応する算出規定の記憶とに基づき、メモリに格納された各データにアクセスすることにより算出結果をモジュール形式にまとめることができる。従来技術によれば、吊上げ荷重の新しい完全集合を算出し、それをあらゆる算出規定、例えば、あらゆる法規則に対応して移動式クレーンに記憶させなければならない。
【００１８】
制御コンピュータで算出された値を表示装置のディスプレイに再生すれば有利である。本発明の方法では、許容吊上げ荷重とその限界曲線を表示装置に表示できるだけでなく、それと同時に、シミュレーションモデル、実荷重、半径又はクレーン高さ等の“余りの製作物”を表示することもできる。
【００１９】
本発明の更に別の形態は、運転士用表示装置上で選択装置において編集された装備構成品の情報が再生される。したがって、運転士は、クレーンが画面上において、実際に組み立てられるかのように、クレーンを装備構成品と合わせることができる。
【００２０】
【発明の効果】
したがって、本発明に係る方法によれば、たった１つの形状ファイルを置き換えるだけでよく、変更した装備品を使用しようとするクレーンの全ての装備構成品の構成が迅速且つ精確に再計算される。
【００２１】
更に、本発明に係る方法によれば、様々なタイプのクレーンで使用される同じ装備品を構成ファイルに一度だけ記述するだけでよい。更に、これらのデータをその後に別のタイプのクレーンに引き継がせることも可能である。これはクローラクレーンの場合に頻繁に発生することである。
【００２２】
この結果、本発明によれば、各クレーン毎にあらゆる状況のクレーンの挙動（ブームの固有重量など）を調整する必要がなく、有利である。
【００２３】
特に、クローラクレーンのように非常に多数の想定可能な装備構成品を利用する場合においても記憶領域を倍増させる必要がない。この結果、クレーン構成品の想定可能な組合せが制限されないことから、クレーンの自由度を拡大することができる。
【００２４】
また、１つの装備品、つまり、クレーン構成品が変わる場合においても迅速に対応するとができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
図１に示すように、メモリ１０の形状ファイル１２には、クレーン構成品の個々のタイプ毎に、特に、クレーンの装備構成品における構成品タイプに関する幾何学的データが格納される。一方、クレーン構成品を互いに組合せ可能にする仕方に関する命令は、クレーン構成ファイル、つまり、構成ファイル１４に格納される。
【００２７】
更に、本実施形態の構成ファイル１４は、カットオフ値の計算に影響する想定可能な予備選択も格納している。例えば、許容吊上げ荷重に関する米国用と欧州用の算出規定を選択して収めることができる。該当するクレーンが米国向けのものであれば、それに対応する算出規定のみを後の計算時に作動できるようにすればよい。
【００２８】
その後、選択装置１６において、運転士により所望の装備構成品が編集される。この目的は、表示装置の画面（図示せず）によって実現され、この画面上で、クレーン運転士は、対応する操作装置（図示せず）を使用して現実に対応するようにクレーンを組み立てることができる。
【００２９】
装備構成品の情報の入力が終了すると、形状ファイル１２の幾何学的データから入手可能な物理値を使用するとともに構成ファイル１４の値を考慮することによって、制御コンピュータ１８のメモリ内にクレーンのシミュレーションモデルが構築される。そして、クレーンの現在の物理的実態と合致するように、角度センサや力センサ等のクレーンのセンサ２０を介してオンラインで、すなわち、リアルタイムでシミュレーションモデルが計算される。その結果、装備品の全ての座標と力、とりわけ、重心位置が算出される。
【００３０】
同時に、クレーンの実荷重、半径及びクレーン高さ等も算出されて出力される。更に、符号２２で示すように、上記算出データから過負荷防止のためのカットオフ値も算出される。このカットオフ値に従ってクレーンは別の公知の方法で制御される。すなわち、臨界値であるカットオフ値に達した時に、クレーンのスイッチが自動的にオフ状態になる。
【００３１】
しかしながら、それと同時に、現在の接地圧力などの他の重要データも算出可能である。例えば、特別に許容された荷重や一時的に発生した荷重モーメントが使用される装備品の１つの臨界強度値を超えているか否かを検出することもできる。そのような値を超えると、それに対応して設けられた制御によってクレーンは自動的に安全な姿勢まで後退することができる。
【００３２】
全体的に、移動式クレーンの適用可能性はかなり向上し、転倒荷重の算出に補間値はもはや使用されない。各時点で算出されるカットオフ値は、規定で決められた方法に常に対応する。同時に、クレーン構成品の幾何学特性又は重量のみが変化する場合がほとんどであるので、クレーンの装備構成品の変更にかかる労力を大幅に削減することができる。
【００３３】
また、運転士用表示装置２４のディスプレイには、制御コンピュータ１８で算出された値が再生される。この場合、許容吊上げ荷重とその限界曲線を表示装置２４に表示できるだけでなく、それと同時に、シミュレーションモデル、実荷重、半径又はクレーン高さ等の“他の製作物”を表示することもできる。
【００３４】
したがって、本実施形態の方法によれば、たった１つの形状ファイル１２を置き換えるだけでよく、変更した装備品を使用しようとするクレーンの全ての装備構成品の構成が迅速且つ精確に再計算される。更に、本実施形態に係る方法によれば、様々なタイプのクレーンで使用される同じ装備品を構成ファイル１４に一度だけ記述するだけでよい。更に、これらのデータをその後に別のタイプのクレーンに引き継がせることも可能である。これはクローラクレーンの場合に頻繁に発生することである。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明の実施形態にかかる過負荷防止方法を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０          メモリ
１２          形状ファイル
１４          構成ファイル
１６          選択装置
１８          制御コンピュータ
２０          センサ
【図１】
0005049430.tif 000002