(57)【要約】【課題】作業データを効率よく記憶して必要十分な情報を得る。【解決手段】作業状態に応じて変化する作業データを取得するデータ取得手段２，３と、データ取得手段２，３により取得した作業データを所定の周期で記憶する第１および第２の記憶手段１２，１３と、データ記憶指令を出力する指令出力手段１と、データ記憶指令に応じて作業データを記憶するデータ記憶手段１５と、第１の記憶手段１２に第１の周期で作業データを記憶し、第２の記憶手段１３に第１の周期よりも長い第２の周期で作業データを記憶するとともに、データ記憶指令が出力されると、第１および第２の記憶手段１２，１３に記憶されたデータをデータ記憶手段１５に記憶するように各記憶手段１２，１３，１５を制御する制御手段１６とを備える。【選択図】図２
2009091109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業状態に応じて変化する作業データを取得するデータ取得手段と、
前記データ取得手段により取得した作業データを所定の周期で記憶する第１および第２の記憶手段と、
データ記憶指令を出力する指令出力手段と、
前記データ記憶指令に応じて作業データを記憶するデータ記憶手段と、
前記第１の記憶手段に第１の周期で作業データを記憶し、前記第２の記憶手段に前記第１の周期よりも長い第２の周期で作業データを記憶するとともに、前記指令出力手段からデータ記憶指令が出力されると、前記第１および第２の記憶手段に記憶されたデータを前記データ記憶手段に記憶するように前記第１の記憶手段、前記第２の記憶手段、および前記データ記憶手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする作業機械のデータ記憶装置。
【請求項２】
請求項１に記載の作業機械のデータ記憶装置において、
前記第１の記憶手段は、前記第１の周期の下で第１の所定時間分のデータを記憶可能な記憶容量を有し、
前記第２の記憶手段は、前記第２の周期の下で前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間分のデータを記憶可能な記憶容量を有し、
前記制御手段は、前記データ取得手段により取得したデータを前記第１の記憶手段に記憶し、前記第１の記憶手段に前記第１の所定時間分のデータが記憶されると、前記第１の記憶手段から前記第２の記憶手段にデータを間引いて転送し、転送したデータを前記第２の記憶手段に記憶することを特徴とする作業機械のデータ記憶装置。
【請求項３】
請求項２に記載の作業機械のデータ記憶装置において、
前記制御手段は、前記第１の記憶手段から前記第２の記憶手段にデータを間引いて転送した後、前記第１の記憶手段に前記第１の所定時間分の新たな作業データが記憶されるまで、順次古い作業データを新しい作業データに書き換えることを特徴とする作業機械のデータ記憶装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の作業機械のデータ記憶装置において、
前記第２の周期よりも長い第３の周期で、かつ、前記第２の所定時間よりも長い第３の所定時間分のデータを記憶可能な記憶容量を有する第３の記憶手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記第２の記憶手段に前記第２の所定時間分のデータが記憶されると、前記第２の記憶手段から前記第３の記憶手段にさらにデータを間引いて転送し、転送されたデータを前記第３の記憶手段に記憶することを特徴とする作業機械のデータ記憶装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業機械のデータ記憶装置において、
さらに作業データの異常の有無を判定する異常判定手段を有し、
前記指令出力手段は、前記異常判定手段により作業データが異常有りと判定されると前記データ記憶指令を出力することを特徴とする作業機械のデータ記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーン等の作業機械により取得した各種データを記憶するデータ記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のデータ記憶装置として、例えば以下の特許文献１記載の装置が知られている。この特許文献１記載の装置では、クレーン作業時に、常時、直近の所定時間分の負荷率データをデータ記憶部に記憶しておくとともに、負荷率が設定値を超えて過負荷状態となったときは、過負荷状態となった直後の所定時間分の負荷率データを自動的に記憶するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３２６７８５号公報（図６〜図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、過負荷状態の前後所定時間分の負荷率データしか得ることができず、情報量としては不十分である。所定時間を長く設定すると情報量は増えるが、記憶領域が無駄に使用され、効率的でない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、作業状態に応じて変化する作業データを取得するデータ取得手段と、データ取得手段により取得した作業データを所定の周期で記憶する第１および第２の記憶手段と、データ記憶指令を出力する指令出力手段と、データ記憶指令に応じて作業データを記憶するデータ記憶手段と、第１の記憶手段に第１の周期で作業データを記憶し、第２の記憶手段に第１の周期よりも長い第２の周期で作業データを記憶するとともに、指令出力手段からデータ記憶指令が出力されると、第１および第２の記憶手段に記憶されたデータをデータ記憶手段に記憶するように第１の記憶手段、第２の記憶手段、およびデータ記憶手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
第１の記憶手段が、第１の周期の下で第１の所定時間分のデータを記憶可能な記憶容量を、第２の記憶手段が、第２の周期の下で第１の所定時間よりも長い第２の所定時間分のデータを記憶可能な記憶容量をそれぞれ有し、データ取得手段により取得したデータを第１の記憶手段に記憶し、第１の記憶手段に第１の所定時間分のデータが記憶されると、第１の記憶手段から第２の記憶手段にデータを間引いて転送し、転送したデータを第２の記憶手段に記憶することもできる。
この場合、第１の記憶手段から第２の記憶手段にデータを間引いて転送した後、第１の記憶手段に第１の所定時間分の新たな作業データが記憶されるまで、順次古い作業データを新しい作業データに書き換えることが好ましい。
第２の周期よりも長い第３の周期で、かつ、第２の所定時間よりも長い第３の所定時間分のデータを記憶可能な記憶容量を有する第３の記憶手段をさらに有し、第２の記憶手段に第２の所定時間分のデータが記憶されると、第２の記憶手段から第３の記憶手段にさらにデータを間引いて転送し、転送されたデータを前記第３の記憶手段に記憶することもできる。
さらに作業データの異常の有無を判定する異常判定手段を有し、異常判定手段により作業データが異常有りと判定されるとデータ記憶指令を出力するようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、複数の記憶手段にそれぞれ異なる周期で作業データを記憶するとともに、データ記憶指令が出力されると各記憶手段の作業データをデータ記憶手段に記憶するようにしたので、データ記憶領域を有効利用して必要十分な情報を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１〜図４を参照して本発明による作業機械のデータ記憶装置の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態に係るデータ記憶装置を備えた作業機械の一例であるクレーンの側面図である。クレーンは、走行体１０１と、走行体１０１上に旋回可能に設けられた旋回体１０２と、旋回体１０２に俯仰動可能に軸支されたブーム１０３とを有する。旋回体１０２には巻上ドラム１０４と起伏ドラム１０５が搭載されている。巻上ドラム１０４には巻上ロープ１０４ａが巻回され、巻上ドラム１０４の駆動により巻上ロープ１０４ａが巻き取りまたは繰り出され、吊り荷が昇降する。起伏ドラム１０５には起伏ロープ１０５ａが巻回され、起伏ドラム１０５の駆動により起伏ロープ１０５ａが巻き取りまたは繰り出され、ブーム１０３が俯仰する。
【０００８】
図２は、本実施の形態に係るデータ記憶装置の構成を示すブロック図である。演算装置１には、ブーム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、エラー判定のための設定値を入力する設定スイッチ４と、エラー情報等を表示する表示モニタ５と、ドラム駆動圧油の供給を停止する電磁比例弁６と、記憶装置１０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、この張力検出値から吊り荷重が演算される。
【０００９】
演算装置１は、角度検出器２からの信号に基づいて実作業半径を演算し、荷重検出器３からの信号に基づいて実吊り荷重を演算する。演算装置１には、作業半径に対する限界荷重の関係が予め設定されており、実作業半径における限界荷重に対する実吊り荷重の比（負荷率）が所定値（例えば１００％）以上になると、演算装置１は電磁比例弁６に制御信号を出力し、ドラム１０４，１０５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、演算装置１は過負荷防止装置（モーメントリミッタ）としての機能を有する。演算装置１は、各検出器２，３からの信号（角度データ、荷重データ）を所定時間（例えば１秒）毎にサンプリングし、負荷率データとともに記憶装置１０に出力する。
【００１０】
さらに演算装置１は、各検出器２，３からの信号（検出信号）と設定スイッチ４による設定値とを比較し、検出信号が正常範囲内にあるか否か、すなわちエラーの有無を判定する。例えば検出器２，３が断線等により故障すると、検出信号が正常範囲を超えるため、エラー有りと判定する。この場合、記憶装置１０に対し上記角度信号、荷重信号、負荷率とともにエラー信号を出力する。エラー状態が解消されまで、エラー信号は出力され続ける。
【００１１】
記憶装置１０は、Ａメモリ１１、Ｂメモリ１２、Ｃメモリ１３、Ｄメモリ１４およびＥメモリ１５を有する。これらメモリ１１〜１５はＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリであり、各メモリ１１〜１５には後述するようにしてデータが記憶される。データの記憶動作はＣＰＵ１６により制御される。
【００１２】
図３は、ＣＰＵ１６で実行される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に示す処理は、例えば演算装置１の電源オンにより開始される。ステップＳ１では、演算装置１から角度データと荷重データと負荷率データが入力されたか否かを判定する。ステップＳ１が肯定されるとステップＳ２に進む。ステップＳ２では、入力された角度データと荷重データと負荷率データを、時刻データとともにＡメモリ１１に記憶する。この際、Ａメモリ１１には時刻順にデータを配列し、時刻歴データとして記憶する。
【００１３】
ステップＳ３では、Ａメモリ１１内のデータがフルか否か、すなわちＡメモリ１１の全記憶領域にデータが記憶された状態にあるか否かを判定する。例えば所定のサンプリングタイムの下で、データがフルになるのに要する時間Ｔ１を予め所定時間として設定し、所定時間Ｔ１の経過の有無を判定することによってデータフルを判定する。所定時間Ｔ１は、メモリのデータ記憶容量に応じて異なるが、例えば６時間に設定される。この場合、演算装置１をオフして作業を中断した場合には、時間のカウントが一旦中断され、演算装置１をオンすると、中断した状態から再度カウントが開始される。ステップＳ３が肯定されると、すなわちメモリ１１内のデータがフルと判定されるとステップＳ４に進み、否定されるとステップＳ１０に進む。
【００１４】
ステップＳ４では、Ａメモリ１１に記憶されたデータをＢメモリ１２に転送し、転送したデータを新たにＢメモリ１２に記憶する。なお、Ｂメモリ１２には所定時間Ｔ２（＞Ｔ１）分のデータが記憶可能であるが、Ｂメモリ内のデータが既にフルである場合には、Ｂメモリ１２に記憶されたデータのうち、時刻歴の最も古い所定時間Ｔ１分のデータを消去し、Ａメモリ１１から転送されたデータを新たに記憶する。すなわちＢメモリ１２のデータを所定時間Ｔ１分、上書きする。これによりＢメモリ１２には所定時間Ｔ１毎に最新の時刻歴データが記憶される。この際、Ｂメモリ１２には、データを時刻順に再配列して記憶する。
【００１５】
ステップＳ５では、Ａメモリ１１に記憶されたデータを消去するとともに、所定時間Ｔ１をカウントするためのタイマをリセットする。これによりＡメモリ１１には、新たに所定時間Ｔ１分の時刻歴データを記憶できる（ステップＳ２）。
【００１６】
ステップＳ６では、初期状態あるいはＣメモリ１３にデータを転送した時点（ステップＳ７）を基準にし、この基準時点からＢメモリ１２内に所定時間Ｔ２分のデータが記憶されたか否かを判定する。所定時間Ｔ２は、Ｂメモリ１２に空き領域がなくなってデータがフルになる時間（例えば７２時間、つまり３日分）に相当し、Ｂメモリ１２のデータ記憶容量はＡメモリ１１のデータ記憶容量よりも大きい。ステップＳ６が肯定されるとステップＳ７に進み、否定されるとステップＳ１０に進む。
【００１７】
ステップＳ７では、Ｂメモリ１２に記憶されたデータを所定の割合で間引いてＣメモリ１３に転送し、転送したデータを新たにＣメモリ１３に記憶する。具体的には、Ｂメモリ１２のデータを３０分毎のデータに間引いて、Ｂメモリ１２におけるよりも時間間隔の長い時刻歴データをＣメモリ１３に記憶する。この場合、３０分毎にデータを１点づつ記憶するのでもよいが、所定時間分（例えば１０秒分）の連続したデータを記憶してもよい。
【００１８】
なお、Ｃメモリ１３には所定時間Ｔ３（＞Ｔ２）分のデータが記憶可能であるが、Ｃメモリ内のデータが既にフルである場合には、Ｃメモリ１３に記憶されたデータのうち、時刻歴の最も古い所定時間Ｔ２分のデータを消去し、Ｂメモリ１２から転送されたデータを新たに記憶する。すなわちＣメモリ１３のデータを所定時間Ｔ２分、上書きする。これによりＣメモリ１２には所定時間Ｔ２毎に最新の時刻歴データが記憶される。この際、Ｃメモリ１３には、データを時刻順に再配列して記憶する。
【００１９】
ステップＳ８では、初期状態あるいはＤメモリ１４にデータを転送した時点（ステップＳ９）を基準にし、この基準時点からＣメモリ１３内に所定時間Ｔ３分のデータが記憶されたか否かを判定する。所定時間Ｔ３は、Ｃメモリ１３に空き領域がなくなってデータがフルになる時間（例えば１週間）に相当する。ステップＳ８が肯定されるとステップＳ９に進み、否定されるとステップＳ１０に進む。
【００２０】
ステップＳ９では、Ｃメモリ１３に記憶されたデータ、つまり３０分毎に間引かれたデータを、さらに所定の割合で間引いてＤメモリ１４に転送し、転送したデータを新たに時刻歴順に配列してＤメモリ１４に記憶する。具体的には、Ｃメモリ１３のデータを４時間毎のデータに間引いて、Ｃメモリ１３におけるよりも時間間隔の長い時刻歴データをＤメモリ１４に記憶する。
【００２１】
ステップＳ１０では、演算装置１からのエラー信号の入力の有無、つまり検出器２，３の故障の有無を判定する。ステップＳ１０が肯定されるとステップＳ１１に進み、否定されるとリターンする。ステップＳ１１では、Ｂメモリ１２〜Ｄメモリ１４に記憶されたデータをそれぞれＥメモリ１５に転送し、Ｅメモリ１５に記憶する。
【００２２】
本実施の形態に係るデータ記憶装置の動作を図４を用いてより具体的に説明する。作業時にＡメモリ１１には、演算装置１から出力された角度データ、荷重データ、および負荷率データが記憶される（ステップＳ２）。Ａメモリ１１に所定時間Ｔ１（６時間）分のデータが記憶されると、Ａメモリ１１がフルになる。このとき、Ａメモリ１１のデータはＢメモリ１２に転送される（ステップＳ４）。Ｂメモリ１３には所定時間Ｔ２（３日）分のデータを記憶でき、このうち６時間分の古いデータが、Ａメモリ１１から転送された新しいデータに順次上書きされる。すなわちＢメモリ１２のデータは６時間毎に書き換えられ、Ｂメモリ１２には１秒毎の３日分のデータが記憶される。
【００２３】
Ｂメモリ内の３日分のデータが全て上書きされると、Ｂメモリ１２のデータは３０分毎のデータに間引かれ、Ｃメモリ１３に転送される（ステップＳ７）。Ｃメモリ１３には、３０分毎に間引きした所定時間Ｔ３（１週間）分のデータを記憶でき、このうち３日分の古いデータが、Ｂメモリ１２から転送された新しいデータに順次上書きされる。すなわちＣメモリ１３のデータは３日毎に書き換えられ、Ｃメモリ１３には３０分毎の１週間分のデータが記憶される。このようにＣメモリ１３にデータを間引きして記憶するので、Ｃメモリ１３には少ない記憶容量で時刻歴の長いデータを記憶できる。
【００２４】
Ｃメモリ内の１週間分のデータが全て上書きされると、Ｃメモリ１３のデータは４時間毎のデータに間引かれ、Ｄメモリ１４に転送される（ステップＳ９）。Ｄメモリ１４には、４時間毎に間引きした所定時間Ｔ４（例えば１ヶ月）分のデータを記憶でき、このうち１週間分の古いデータが、Ｃメモリ１３から転送された新しいデータに順次上書きされる。すなわちＤメモリ１４のデータは１週間毎に書き換えられ、Ｄメモリ１４には４時間毎の１ヶ月分のデータが記憶される。このようにデータをより長い間隔で間引きして記憶するので、Ｄメモリ１４には少ない記憶容量でより時刻歴の長いデータを記憶できる。
【００２５】
作業時に検出器２，３が故障すると、演算装置１からエラー信号が出力される。これによりＢメモリ１２〜Ｄメモリ１４内のデータがＥメモリ１５に転送され、記憶される（ステップＳ１１）。すなわちＥメモリ１５には、エラー発生前の１秒毎３日分の時刻歴データと、３０分毎１週間分の時刻歴データと、４時間毎１ヶ月分の時刻歴データがそれぞれ記憶される。Ｅメモリ１５に記憶されたデータは表示モニタ５に表示することができる。
【００２６】
このようにＥメモリ１５にエラー発生前のデータを記憶することで、エラーの発生原因の特定や各種データの解析に役立てることができる。例えばデータが時間経過により少しずつ正常値からずれていった場合、どの時点からそのような兆候が見られたのかを容易に判断できる。なお、エラー発生後もエラー発生前と同様、Ａメモリ１１〜Ｄメモリ１４には所定時間毎にデータが記憶される。したがって、各メモリ１１〜１４に記憶されたデータを用いてエラー発生後のデータの変化も把握することができる。
【００２７】
本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）Ｂメモリ１２に１秒毎３日分のデータを記憶し、Ｃメモリ１３に３０分毎１週間分のデータを記憶し、Ｄメモリ１４に４時間毎１ヶ月分のデータを記憶するようにした。つまり、エラー発生前のデータを異なる周期で各メモリ１２〜１４に記憶するようにしたので、限られた記憶容量のメモリにエラー発生前のデータを効率よく記憶することができ、エラー発生原因の解析等に役立つ必要十分なエラー情報を得ることができる。
（２）エラー信号が出力されると、各メモリ１２〜１４に記憶されたデータをＥメモリ１５に転送するようにしたので、エラー発生前のデータをＥメモリ１５にまとめて記憶できる。このため、必要なデータを探すのに時間がかからず、必要なデータを容易に取得することができる。
【００２８】
（３）エラー発生直前の３日分のデータを短い周期（１秒毎）で記憶するので、エラー発生原因を容易に特定できる。
（４）Ａメモリ内のデータがフルになるとＡメモリ１１からＢメモリ１２にデータを転送し、Ｂメモリ内のデータがフルになるとＢメモリ１２からＣメモリ１３にデータを間引いて転送し、Ｃメモリ内のデータがフルになるとＣメモリ１３からＤメモリ１４にさらにデータを間引いて転送するようにした。これにより各メモリ１１〜１４に二重にデータを記憶する必要がなく、記憶容量を効率的に使用できる。
（５）Ｂメモリ１２に記憶されたデータおよびＣメモリ１３に記憶されたデータがフルの場合、データ転送後、各メモリ１２，１３に所定時間Ｔ２，Ｔ３分の新たな作業データが記憶されるまで、順次古い作業データを新しい作業データに書き換えるようにした。これによりメモリ１２，１３には最新の作業データが記憶され、エラー発生直前のデータを取得することができる。
【００２９】
なお、上記実施の形態では、演算装置１からエラー信号が出力されたときに、データ記憶指令を出力してＢメモリ１２〜Ｄメモリ１４のデータをデータ記憶手段としてのＥメモリ１５に記憶するようにしたが、例えば通信手段を用いて基地局にデータを送信するようにしてもよく、データ記憶手段の構成は上述したものに限らない。エラー信号が出力されたときだけでなく、運転室内の手動スイッチが押されたときや、遠隔地等から記録指令が出力されたときに、データ記憶指令を出力するようにしてもよく、指令出力手段の構成は上述したものに限らない。
【００３０】
Ｂメモリ１２，Ｃメモリ１３からそれぞれＣメモリ１３，Ｄメモリ１４に３０分毎および４時間毎にデータを間引いて転送するようにしたが、オペレータがデータを間引く間隔を任意に設定するようにしてもよい。エラー信号が出力される頻度に応じてデータを間引く間隔を自動的に変更してもよい。例えばエラー信号が長時間にわたって出力されないときは、データを間引く間隔を長く設定し直してもよい。メモリ１２〜１４にそれぞれ３日分、１週間分、１ヶ月分のデータを記憶するようにしたが、これらの時間をデータを間引く頻度に応じて変更してもよい。
【００３１】
第１の記憶手段としてのＢメモリ１２，Ｃメモリ１３の構成、第２の記憶手段としてのＣメモリ１３，Ｄメモリ１４の構成は上述したものに限らない。Ｂメモリ１２（第１の記憶手段）に１秒毎（第１の周期）に３日分（第１の所定時間分）のデータを記憶し、Ｃメモリ１３（第２の記憶手段）に３０分毎（第２の周期）に１週間分（第２の所定時間分）のデータを記憶し、Ｄメモリ１４（第３の記憶手段）に４時間毎（第３の周期）に１ヶ月分（第３の所定時間分）のデータを記憶したが、少なくともＢメモリ１２よりも長い周期でＣメモリ１３に作業データを記憶し、あるいはＣメモリ１３よりも長い周期でＤメモリ１４に作業データを記憶するのであれば、データの記憶時間および記憶時間の間隔はいかなるものでもよい。
【００３２】
各メモリ１１〜１３にデータがフルに記憶されると、メモリ１２〜１４にそれぞれデータを転送するようにしたが、データがフルになる前に転送してもよい。制御手段としてのＣＰＵ１６における処理は図３のものに限らない。演算装置１で作業データの異常の有無を判定し、エラー発生時にエラー信号を出力するようにしたが、異常判定手段はこれに限らない。角度検出器２と荷重検出器３により作業データを取得するようしたが、データ取得手段はこれに限らない。
【００３３】
上記実施の形態では、クレーンの過負荷防止装置から角度データ、荷重データ、および負荷率データを取得する場合について説明したが、ポンプ負荷圧等、他の作業データを取得するものであってもよい。例えば基礎機械の施工管理装置からデータを取得するものでもよい。以上では、クレーンのデータ記憶装置について説明したが、作業データを記憶する他の作業機械にも本発明は同様に適用可能である。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施のデータ記憶装置に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係るデータ記憶装置を備えた作業機械の一例であるクレーンの側面図。
【図２】本実施の形態に係るデータ記憶装置の構成を示すブロック図。
【図３】図２のＣＰＵで実行される処理の一例を示すフローチャート。
【図４】本実施の形態に係るデータ記憶装置の動作を示す図。
【符号の説明】
【００３５】
１  演算装置
２  角度検出器
３  荷重検出器
１０  記憶装置
１１  Ａメモリ
１２  Ｂメモリ
１３  Ｃメモリ
１４  Ｄメモリ
１５  Ｅメモリ
１６  ＣＰＵ
【図１】
2009091109.tif 000003
【図２】
2009091109.tif 000004
【図３】
2009091109.tif 000005
【図４】
2009091109.tif 000006