控制系统及作业机的制作方法

本发明涉及控制系统及作业机。

背景技术

以往，具备臂的起重机，在从地面起吊起升载荷时，即，使起升载荷离地时，由于臂产生的挠曲使得作业半径增大，会造成起升载荷在水平方向上摆动的“载荷摆动”的问题(参照图1)。

以防止离地时的载荷摆动为目的，例如，专利文献1中记载的垂直离地控制装置被构成为：通过发动机转数传感器检测发动机转速，并按照与发动机转数对应的值对臂的仰起动作进行校正。一般认为，通过这样的结构，能够实施还考虑到发动机转数变化的精确的离地控制。

然而，包括专利文献1在内的以往的离地控制装置，同时使用2个促动器(卷扬机及起伏油缸)进行控制，以便通过以卷扬机卷上钢缆的伸展量并使臂仰起，来保持固定的作业半径。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8－188379号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

然而，以往的离地控制装置，以臂的前端位置位于起升载荷的重心位置的正上方为前提，因此臂的前端的初始位置如果从起升载荷的重心位置的正上方偏移开，效果将难以发挥。

因此，本发明的目的是提供：通过使用相机容易地使臂前端的初始位置接近起升载荷的重心位置的正上方的控制系统，以及具备该控制系统的作业机。

用于解决课题的手段

本发明所涉及的控制系统的一个方式是一种内置于作业机中的控制系统，该作业机具有臂部，该臂部包括以起伏自如的方式构成的臂，该控制系统具备：

摄像部，设置于臂部的前端，对下方进行拍摄；

显示部，显示用相机拍摄的图像；以及

控制部，将与位置相关的信息重叠在图像上，并显示于显示部，该位置是臂部的前端的正下方的位置。

本发明所涉及的作业机的一个方式，具备：

臂部，包括以起伏自如的方式构成的臂；以及

上述的控制系统。

发明效果

根据本发明，能够实现操作者能够容易地使臂前端的初始位置接近起升载荷的重心位置正上方的控制系统及作业机。

附图说明

图1是用于说明起升载荷的载荷摆动的说明图。

图2是移动式起重机的侧面图。

图3是离地控制装置的框图。

图4是表示荷重－起伏角关系的曲线图。

图5是整个离地控制装置的框线图。

图6是离地控制的框线图。

图7是离地控制的流程图。

图8是将标记重叠在拍摄的图像上而显示的监视器图像。

图9A是说明离地判定的概念的曲线图。

图9B是说明离地判定的概念的曲线图。

图9C是说明离地判定的概念的曲线图。

图10是说明离地判定方法的流程图。

具体实施方式

以下将参照附图说明本发明涉及的实施方式。然而，以下实施方式中记载的结构要素是示例，其主旨不在于限定本发明的技术范围于此。

[实施方式]

本实施方式中，对作为作业机一例的移动式起重机进行说明。作为移动式起重机，例如能举出复杂地形起重机、全地形起重机、以及卡车起重机。以下，以复杂地形起重机为例对本实施方式所涉及的移动式起重机进行说明，但其他移动式起重机也能适用本发明所涉及的控制系统。此外，本发明不仅能够适用于移动式起重机，还能够适用于使用钢缆的其他形式的起重设备。因此，作业机不限于移动式起重机。作业机可以是具有臂部的各种作业机，该臂部包括以起伏自如的方式构成的臂。

(移动式起重机的结构)

首先，用图2的侧面图说明移动式起重机的结构。本实施例的移动式起重机1，如图2所示，具备：车体10，是具有行驶功能的车辆的主体部分；外伸支腿11，设置在车体10的四角；回转台12，以能水平回转的方式安装于车体10上；以及臂部14(臂14a)，安装于回转台12的后方。

外伸支腿11能够通过伸缩滑动油缸，从车体10向宽度方向外侧滑动伸出或滑动收纳，并且能够通过伸缩千斤顶油缸，从车体10向上下方向伸出千斤顶或收纳千斤顶。

回转台12具有传递回转马达61的动力的小齿轮。回转台12通过小齿轮与车体10上设置的圆形齿轮啮合，以回转轴为中心转动。回转台12具有配置于右前方的操控席18，以及配置于后方的配重19。操控席18中配置有对相机30(后述)所拍摄的图像进行显示的监视器31。

此外，回转台12的后方配置有用于将钢缆16卷上或卷下的卷扬机13。通过使卷扬机马达64向正方向或逆方向旋转，卷扬机13向卷上方向(卷取方向)或卷下方向(转出方向)2个方向旋转。

臂14a由基端臂141、(一个或多个)中间臂142、前端臂143以嵌套式构成，并且能够通过配置于内部的伸缩缸63进行伸缩。前端臂143的最前端的臂头144配置有滑轮，钢缆16卷挂在滑轮上悬吊钩17。此外，如后述，臂头144的侧面(图中为左侧面)安装有对下方进行拍摄的相机30。

基端臂141的根部以可自由转动的方式安装在支持轴上，该支持轴设置于回转台12上，以该支持轴为旋转中心，基端臂141的根部能够上下起伏。此外，回转台12和基端臂141的下表面之间架跨着起伏油缸62，通过伸缩起伏油缸62，能够使臂14a整体产生起伏。

而且，图2所示的移动式起重机1仅具有臂14a作为臂部。但是，臂部，例如，如图1及图9A～图9B所示，也可包括臂14a，以及在臂14a的前端部被支持的起重杆14b。在移动式起重机仅具备臂的情况下，臂部的前端部是指臂的前端部。另一方面，在移动式起重机具备臂14a及起重杆14b的情况下，臂部的前端部是指起重杆14b的前端部。

(控制系统的结构)

接下来，用图3的框图说明包括本实施例的控制系统S的离地控制装置D的控制系统的结构。离地控制装置D，如后述，以具有图像控制部401及臂控制部402的功能的控制器40为中心而构成。控制器40，是具有输入端口、输出端口、及演算装置等的通用的微型计算机。控制器40接收来自操作触杆即回转触杆51、起伏触杆52、伸缩触杆53、及卷扬机触杆54的操作信号，经由未图示的控制阀控制促动器即回转马达61、起伏油缸62、伸缩油缸63、及卷扬机马达64。

此外，本实施例的控制器40连接到：用于开始或停止离地控制的离地开关20；用于设定离地控制中卷扬机13的速度的卷扬机速度设定机构21；计测作用于臂14a的荷重的荷重计测机构22；用于检测臂14a的姿态的姿态检测机构23；以及计测钢缆16的钢缆长度的钢缆长度及卷上速度计测机构24。另外，控制器40的存储装置中预先存储有因臂14a的自重产生的挠曲角度信息。

离地开关20是用于指示离地控制的开始或停止的输入装置，例如能够是附加在移动式起重机1的安全装置中的结构，优选配置在操控席18。

卷扬机速度设定机构21是设定离地控制中卷扬机13的速度的输入装置，有从预设速度中选择合适速度的方式和用数字键盘输入的方式。此外，卷扬机速度设定机构21和离地开关20同样，能够是附加在移动式起重机1的安全装置中的结构，优选配置在操控席18。通过以该卷扬机速度设定机构21调整卷扬机13的速度，能够调整离地控制需要的时间。

荷重计测机构22是计测作用于臂14a的荷重的计测装置，例如，能够是计测作用于起伏油缸62的压力的压力计。用压力计计测的压力信号被传送至控制器40。

姿态检测机构23是检测臂14a的姿态的计测装置，由：计测臂14a的起伏角度的起伏角度计231；计测起伏角速度的起伏角速度计232；以及臂长度计233构成。具体而言，能够使用电位计作为起伏角度计231。另外，作为起伏角速度计232，能够使用安装在起伏油缸62上的行程传感器。此外，臂长度计233能够由安装到臂头144的钢缆与卷取卷盘构成。以起伏角度计231计测的起伏角度信号、以起伏角速度计232计测的起伏角速度信号、以及以臂长度计233计测的臂长度信号，被传送至控制器40。

钢缆长度及卷上速度计测机构24，是计测钢缆16的钢缆长度的机构，例如，能够是计测卷扬机马达64的旋转数的旋转数计(所谓的旋转编码器)。由于该旋转数计直接计测卷扬机13的旋转数，因此具备极为良好的响应性。此外，当然也能够以钢缆长度及卷上速度计测机构24检测钢缆长度的随时间的变化，因此钢缆长度及卷上速度计测机构24也能够作为卷上速度计测机构使用。

相机30对应于摄像部的一例，是能够实时拍摄动态图像的摄像机。相机30所拍摄的图像，经由图像控制部401，显示在监视器31上。相机30是所谓的主动控制型摄像机，以自动朝向下方的方式被控制。此外，相机30上安装有相机角度计25，计测相机30相对于臂头144(臂部的前端部)的角度(朝向)，并传送至控制器40。

控制器40对应控制部的一例，如前所述，具有控制显示于监视器31的图像的图像控制部401的功能。如图8所述，该控制器40的图像控制部401将交差的十字线重叠在拍摄的图像上并显示于监视器31，其中，该交差的十字线为标记M，其表示臂14a的前端即臂头144的正下方位置。即，十字线中横向延伸的线L1表示在被拍摄的区域内的臂头144的正下方位置在前后方向(臂部14a的伸缩方向朝向地面的投影方向)上的位置；十字线中纵向延伸的线L2表示在被拍摄的区域中的臂头144的正下方位置在左右方向(与臂部14a的伸缩方向朝向地面的投影方向正交的方向)上的位置。在本实施方式的情况下，该十字线对应与臂部的前端正下方的位置相关的信息的一例。

这里，对将十字线作为标记M来显示的显示方式进行说明。但是，标记的显示方式不限于十字线。标记的显示方式例如可以是在臂14a的前端正下方的位置显示圆形、四边形、或三角形等的方法，也可以是组合并显示这些标记的方法。此外，还能够显示与标记M(即，臂14a的前端位置)隔开预定距离(例如，50cm)的圆形。换言之，与臂部的前端正下方的位置相关的信息，不限于十字线。

关于相机30拍摄的图像，相机30自身的位置是基于臂14a的姿态来计算，此外监视器31上显示的图像范围的坐标位置是结合相机30的旋转角度被指定。此外，臂14a的前端的坐标位置基于臂14a的姿态被计算。因此，能够在监视器31的图像范围中表示臂14a的前端正下方的位置。

这里，作为移动式起重机所特有的课题，存在相机30的角度容易改变的课题，这是因为相机30安装在长尺寸的臂14a的前端。因此，本实施例的控制系统S的图像控制部401，基于相机角度计25计测的相机角度(关于相机角度的信息)、臂长度计233计测的臂长度(关于臂部长度的信息)、起伏角度计231计测的起伏角度(关于臂部起伏角度的信息)、以及预先存储在控制器40中的臂14a自重导致的前端的挠曲角度信息(关于挠曲角度的信息)，能够校正图像数据并精准估计和显示臂14a前端正下方的真实位置。而且，在移动式起重机具备起重杆14b的情况下，与臂部长度相关的信息、与臂部的起伏角度相关的信息、以及与挠曲角度相关的信息，包含与起重杆14b相关的信息。

如后所述，能够构成为，在起升载荷离地时，操作者确认臂14a的位置(即标记M的位置)移动到距起升载荷的重心位置为规定距离的范围内，并按下确认按钮(未图示，能够附加到安全装置)，使实际的卷上动作开始。

作为另一种方法，可以将安装到起升载荷的钩17的位置识别(假定)为起升载荷的重心位置，在标记M的中心位置和钩17的位置间的距离变为规定的距离范围内(例如，50cm以下)时(换言之，在满足规定条件的情况下)，自动开始卷上动作。在这种情况下，为了自动识别钩17的位置，优选在钩17一侧搭载电子标签(RFID)等。

于是，上述的臂14a、相机30、监视器31、以及图像控制部401构成了本实施例的控制系统S。

另一方面，控制器40，如前所述，还具有控制臂14a及卷扬机13的动作的臂控制部402的功能。即，控制器40的臂控制部402，在因离地开关20处于“开启”而使卷扬机13卷上并使起升载荷离地时，基于荷重计测机构22计测的荷重的随时间的变化，预测臂14a的起伏角度的变化量，并以补加仰起预测出的变化量的方式进行臂14a的仰起。像这样，控制器40维持起升载荷的重心的位置(钩17的位置)与标记M的中心位置(与位置相关的信息所表示的臂部14的前端部的正下方的位置)满足规定条件的状态。

换言之，起升载荷离地时，控制器40为了能够维持起升载荷的重心的位置(钩17的位置)与标记M的中心位置(与位置相关的信息所表示的臂部14的前端部的正下方的位置)满足规定条件的状态，而仰起臂部14。这里，满足规定条件的状态是指，起升载荷的重心位置(钩17的位置)与标记M的中心位置(与位置相关的信息所表示的臂部14的前端部的正下方的位置)在水平方向上的距离在规定的距离范围之内的状态。

更具体而言，臂控制部402作为功能部，由特性表或传递函数的选择功能部40a、以及通过判定是否已经实际离地来停止离地控制的离地判定功能部40b构成。

特性表或传递函数的选择功能部40a接收来自荷重计测机构22(压力计)的压力初始值的输入、以及来自作为姿态计测机构23的起伏角度计231的起伏角度初始值的输入，来决定适合的特性表或传递函数。这里，作为传递函数，如下所示，能够适用使用线性系数a的关系。

首先，如图4中荷重-起伏角的曲线图所示，已知：为防止产生载荷摆动而调整臂前端位置，使其始终位于起升载荷的正上方时，荷重与起伏角(前端对地角度)为线性关系。离地过程中，假设荷重Load1在时刻t1和时刻t2之间变为Load2，则：

[数学式1]

近似式 θ＝a·Load b

t1 θ1＝a·Load1 b

t2 θ2＝a·Load2 b

从2式之差，求出差分方程式为

[数学式2]

θ2-θ1＝a(Load2-Load1)

Δθ＝a·ΔLoad

为了控制起伏角，需要给出起伏角速度。

[数学式3]

此处，a为常数(线性系数)。

即，在起伏角控制中，荷重随时间的变化(微分)是输入。

离地判定功能部40b监视根据来自荷重计测机构22(压力计)的压力信号计算的荷重的值的时间序列数据，以判定是否离地。关于离地判定的方法，随后将参照图9A～图9C说明。

(整体框线图)

接下来，用图5的框线图来详细说明包括本实施例的离地控制的全体要素间的输入和输出关系。首先，在荷重变化计算部71中，基于由荷重计测机构22计测的荷重的时间序列数据来计算荷重变化。计算出的荷重变化被输入目标轴速度计算部72。关于该目标轴速度计算部72中的输入和输出关系，随后将参照图6说明。

在目标轴速度计算部72中，基于起伏角的初始值、设定卷扬机速度、以及输入的荷重变化，计算出目标轴速度。目标轴速度在此处是目标起伏角速度(以及并非必须的目标卷扬机速度)。计算出的目标轴速度被输入轴速度控制器73。到此为止前半部分的控制，是关于本实施例的离地控制的处理。

之后，操作量经由轴速度控制器73以及轴速度的操作量转换处理部74被输入至控制对象75。该后半部分的控制是与通常的控制相关的处理，基于计测出的起伏角速度进行反馈控制。

(离地控制的框线图)

接下来，使用图6的框线图，对离地控制的目标轴速度计算部72中的要素的输入和输出关系进行特别说明。首先，起伏角度的初始值被输入至特性表或传递函数的选择功能部81(40a)。在选择功能部81中，使用特性表(Lookup Table)或传递函数，选择最为合适的常数(线性系数)a。

然后，在数值微分部82中，实施荷重变化的数值微分(与时间相关的微分)，通过将该数值微分的结果乘以常数a，来计算目标起伏角速度。即，通过执行前述(式3)的计算，来计算目标起伏角速度。像这样，目标起伏角速度的控制，是使用特性表(或传递函数)进行前馈控制。

(流程图)

接下来，参照图7的流程图，对本实施例的离地控制的整体流程进行说明。

首先，操作者按下离地开关20开始离地控制(开始)。并且，以下的说明参照图9A～图9C所示的移动式起重机1，对臂部14具备臂14a及起重杆14b的情况进行说明。因此，相机30被设置于起重杆14b的前端部。以下的说明也能够适当地适用于移动式起重机1仅具备臂14a作为臂部14的情况。

然后，由相机30拍摄的图像显示在操控席18的监视器31内，如图8所示，表示臂部14(起重杆14b)的前端正下方位置的标记M，即十字线，被重叠在拍摄的图像上显示。操作者一边看监视器31内的图像一边调整臀部14(起重杆14b)的位置，以使臂部14(起重杆14b)前端的位置靠近起升载荷的重心位置(可大致视为钩17的位置)(步骤S0)。

然后，操作者确认臂部14(起重杆14b)的位置(即标记M的位置)移动到距起升载荷的重心位置为规定距离的范围内，并按下确认按钮(未图示)，使实际的卷上动作开始。或者，当钩17的位置(视为起升载荷的重心位置)和标记M的中心位置间的距离为规定距离以下时，控制器40自动开始卷上动作(步骤S0)。

此时，在离地控制开始前或开始后，通过卷扬机速度设定机构21，预先设定卷扬机13的目标速度。然后，控制器40以目标速度开始卷扬机控制(步骤S1)。

接下来，在卷扬机13被卷上的同时，荷重计测机构22开始起升载荷荷重计测，荷重值被输入到控制器40(步骤S2)。然后，选择功能部40a接收荷重初始值的输入，以及来自作为姿态计测机构23的起伏角度计231的起伏角度初始值的输入，来决定适合的特性表或传递函数(步骤S3)。

接下来，控制器40基于适合的特性表或传递函数、以及荷重变化，计算出起伏角速度(步骤S4)。即，起伏角速度控制由前馈控制来执行。

然后，基于计测出的荷重的时间序列数据，判定是否离地(步骤S5)。另外，判定方法随后将被说明。判定的结果为未离地的情况下(步骤S5为“否”)，返回步骤S2，重复基于荷重的前馈控制(步骤S2～步骤S5)。

判定结果为已离地的情况下(步骤S5为“是”)，缓慢停止离地控制(步骤S6)。即，卷扬机马达对卷扬机13的旋转驱动被减速并停止，并且起伏油缸62的起伏驱动被减速并停止。

(离地判定)

接下来，参照图9A～图9C及图10，对本实施例的离地判定装置C及离地判定方法进行详细说明。离地判定装置C，由：臂部14(臂14a及起重杆14b)；卷扬机13；荷重计测机构22；钢缆长度及卷上速度计测机构24；以及作为控制臂部14(臂14a及起重杆14b)和卷扬机13的控制部的控制器40构成。

然后，本实施例的控制器40在离地控制中，当使卷扬机13卷上，使起升载荷离地时，基于计测出的荷重的随时间的变化和计测出的钢缆长度的随时间的变化，来判定离地。

具体而言，作为控制部的控制器40，在使卷扬机13卷上，使起升载荷离地时，将计测出的荷重开始变化的时刻的钢缆长度作为初始钢缆长度，当钢缆长度短于根据初始钢缆长度设定的阈值时，判定起升载荷已离地。

或者，作为控制部的控制器40，在使卷扬机13卷上，使起升载荷离地时，将计测出的荷重开始变化的时刻的钢缆长度的随时间的变化作为初始卷上速度，当钢缆长度的随时间的变化即卷上速度快于根据初始卷上速度设定的阈值时，判定起升载荷已离地。

即，如图9A所示，离地开始时，即使使卷扬机13卷上，钢缆16也松弛，因此荷重几乎不起作用，如果直接卷上，钢缆16和钩17的自重会起作用。之后，如果进一步卷上卷扬机13，则如图9B所示，臂部14(臂14a)会发生弯曲，并且荷重会增加(变化)。然后，如荷重变化超过规定的阈值，则初始化钢缆长度。之后，如果进一步使卷扬机13卷上，则如图9C所示，在臂部14(臂14a)发生最大弯曲后，钢缆长度会急剧变短。这样，掌握钢缆长度像这样急剧变化的时间点，能够判定为离地时刻。

或者，如荷重变化超过规定的阈值，则初始化钢缆长度的随时间的变化，即卷上速度。之后，如果进一步使卷扬机13卷上，则如图9C所示，在臂部14(臂14a)发生最大弯曲后，卷上速度会急剧变快。这样，掌握卷上速度像这样急剧变化的时间点，能够判定为离地时刻。

即，本实施例的离地判定方法，由：使卷扬机13卷上的步骤；计测荷重的步骤；计测钢缆16的钢缆长度的步骤；将荷重开始变化的时间点的钢缆长度作为初始钢缆长度存储的步骤；以及当钢缆长度短于根据初始钢缆长度设定的阈值时，判定起升载荷已离地的步骤构成。

或者，本实施例的离地判定方法，由：使卷扬机13卷上的步骤；计测荷重的步骤；计测钢缆16的卷上速度的步骤；将荷重开始变化的时间点的卷上速度作为初始卷上速度存储的步骤；以及当卷上速度快于根据初始卷上速度设定的阈值时，判定起升载荷已离地的步骤构成。

以下将用图10中的流程图说明离地判定方法。并且，此处仅用图10中的流程图说明离地判定方法。离地控制方法整体如图7中说明。即，此处，说明图7的流程图中的步骤S5的离地判定的内容。

如图10的流程图所示，该离地判定方法分为：前半部分的掌握荷重变化的处理(步骤S51～S52)，以及后半部分的掌握钢缆长度(或卷上速度)变化的处理(步骤S53～S55)。以下为了便于说明，假设是在步骤S51中计测了荷重。

在前半部分，首先，通过荷重计测机构22计测荷重，控制器40监视荷重的时间序列数据(步骤S51)。然后，如果荷重的变化超过阈值(步骤S52为“是”)，则控制器40初始化钢缆长度(步骤S53)。即，存储超过阈值的时刻的钢缆长度R0。另一方面，如果荷重的变化未超过阈值(步骤S52为“否”)，控制器40将继续进行荷重的计测(步骤S51～步骤S52)。

在后半部分，首先，通过钢缆长度及卷上速度计测机构24计测钢缆长度，控制器40监视钢缆长度的时间序列数据(步骤S54)。然后，如果钢缆长度比初始钢缆长度R0短的程度超过阈值(步骤S55为“是”)，则控制器40判定起升载荷已离地(步骤S56)。另一方面，如果钢缆长度比初始钢缆长度R0短的程度未超过阈值(步骤S55为“否”)，控制器40将继续进行钢缆长度的计测(步骤S54～步骤S55)。

或者，虽然未图示，如果钢缆长度的随时间的变化－即卷上速度－比初始卷上速度V0快的程度超过阈值(相当于步骤S55为“是”)，则控制器40判定起升载荷已离地(相当于步骤S56)。另一方面，如果卷上速度比初始卷上速度V0快的程度未超过阈值(相当于步骤S55为“否)，则控制器40将继续进行钢缆长度(卷上速度)的计测(相当于步骤S54～步骤S55)。

像这样，通过掌握荷重变化的处理和判断(步骤S51～S52)，以及掌握钢缆长度(或卷上速度)变化的处理和判断(S53～S55)，判定离地的情况。

(效果)

接下来，将对本实施例的控制系统S、离地判定装置C、离地控制装置D、以及移动式起重机1产生的效果进行列举说明。

(1)如上所述，本实施例的控制系统S具备：臂部14(臂14a及起重杆14b)，被构成为起伏自如；相机30，安装在臂部14(起重杆14b)的前端对下方进行拍摄；监视器31，显示拍摄的图像；以及图像控制部401，控制显示在监视器31上的图像，其中，图像控制部401将表示臂部14(起重杆14b)的前端正下方位置的标记M与拍摄的图像重叠，并显示在监视器31上。通过这样的构成，操作者可以通过使用相机30容易地使臂前端的初始位置接近起升载荷的重心位置的正上方。

即，通过在实时观察监视器31上显示的标记M的位置的同时，调整臂部14(臂14a及起重杆14b)的位置，能够容易地使臂部14(起重杆14b)的前端的初始位置向起升载荷的大致正上方移动。特别是在因途中有障碍物等，导致无法从操控席18直接观察起升载荷附近等情况下，非常有效。另外，通过将控制系统S应用于前馈控制，能够防止由初始位置的偏移引起的载荷摆动。

(2)此外，优选的是，控制系统S还具备对臂部14(臂14a)的动作进行控制的臂控制部402，其中，在使起升载荷离地时，且标记M移动到距起升载荷的重心位置规定距离的范围内的情况下，臂控制部402开始臂部14(臂14a及起重杆14b)的离地动作。通过这样的构成，操作者在识别了臂部14(起重杆14b)的前端的初始位置之后，起升载荷离地，因此，易于防止臂部14(起重杆14b)的前端的初始位置的偏移。

(3)进而，优选的是，控制系统S还具备从臂部14(起重杆14b)的前端通过钢缆16悬挂的钩17，臂控制部402将钩17的位置识别为起升载荷的重心位置。通过这样的构成，能够以图像识别或电子标签等识别钩17的位置，因此能够全自动地调整臂部14(起重杆14b)的前端的初始位置。

(4)此外，也优选的是，控制系统S还具备计测作用于臂部14(臂14a)的荷重的荷重计测机构22，在使起升载荷离地时，臂控制部402基于计测出的荷重的随时间的变化求得臂部14(臂14a)的起伏角度的变化量，并以补加该变化量的方式进行臂部14(臂14a)的仰起。像这样，通过将控制系统S应用于前馈控制，能够防止由初始位置的偏移引起的载荷摆动。

(5)进而，控制系统S还具备：相机角度计25，计测相机30相对于臂部14(起重杆14b)的角度；臂长度计233，计测臂部14(臂14a和/或起重杆14b)的长度；以及起伏角度计231，计测臂部14(臂14a和/或起重杆14b)的起伏角度，其中，图像控制部401基于计测出的相机角度、计测出的臂长度、计测出的起伏角度、预先存储的因臂部14(臂14a和/或起重杆14b)的自重导致的挠曲角度信息，来估计臂部14(臂14a和/或起重杆14b)的前端的正下方的位置。通过这样的构成，能够精确地估计臂部(臂14a和/或起重杆14b)的前端的正下方的位置并显示在监视器31上。也就是说，作为移动式起重机所特有的课题，由于相机30被安装在长尺寸的臂部14(臂14a和/或起重杆14b)的前端，相机30的角度容易变化。因此，通过上述构成，能够在实时追踪相机30的角度变化的同时，高精度地估计臂部14(臂14a和/或起重杆14b)的前端的正下方的位置。

(6)此外，离地判定装置C具备：臂部14，被构成为起伏自如；卷扬机13，通过钢缆16卷上或卷下起升载荷；荷重计测机构22，计测作用于臂部14的荷重；钢缆长度及卷上速度计测机构24，计测钢缆16的钢缆长度；以及控制器40，控制臂部14及卷扬机13，其中，使卷扬机13卷上而使起升载荷离地时，控制器40基于计测出的荷重的随时间的变化以及钢缆长度的随时间的变化，判定离地。通过这样的结构，能够在抑制载荷摆动的同时，以简易方法迅速进行离地判定。

也就是说，由于荷重计测机构22的特性，从掌握荷重变化到实际离地会产生若干时间差，在此期间启动离地的监视器，离地自身通过响应性良好的钢缆长度及卷上速度计测机构24被掌握。由此，可以用简易的结构得到响应性良好的离地判定装置C。进而，基于钢缆长度与起升载荷的高度的关系，离地判定装置C也能够用于路径控制的坐标设定。

(7)具体而言，在使卷扬机13卷上而使起升载荷离地时，控制器40将计测出的荷重开始变化的时刻的上述钢缆长度作为初始钢缆长度R0，当钢缆长度短于根据初始钢缆长度R0设定的阈值时，判定起升载荷已离地。

(8)或者，在使卷扬机13卷上而使起升载荷离地时，控制器40将计测出的荷重开始变化的时刻的钢缆长度的随时间的变化作为初始卷上速度V0，当钢缆长度的随时间的变化即卷上速度快于根据初始卷上速度V0设定的阈值时，判定起升载荷已离地。

(9)进而，本实施例的离地控制装置D还具备臂部14(臂14a)、卷扬机13、荷重计测机构22、以及控制器40，该控制器40作为控制臂部14及卷扬机13的控制部，在使卷扬机13卷上而使起升载荷离地时，该控制器40基于计测出的荷重的随时间的变化求得臂部14(臂14a)的起伏角度的变化量，并以补加该变化量的方式使臂部14(臂14a)起伏。通过这样的结构，离地控制装置D能够在抑制载荷摆动的同时，迅速使起升载荷离地。

也就是说，在本实施例的离地控制装置D中，通过着眼于荷重与起伏角补加量的关系为线性关系，并仅基于荷重值的随时间的变化实施前馈控制，能够迅速使起升载荷离地，而无需像过去那样实施复杂的反馈控制。

(10)此外，优选离地控制装置D还具备计测臂部14(臂14a)姿态的姿态计测机构23，其中，控制器40基于计测出的臂部14(臂14a)的姿态的初始值以及计测出的荷重的初始值选择对应的特性表或传递函数，并使用特性表或传递函数，根据计测出的荷重的随时间的变化求出臂部14(臂14a)的起伏角度的变化量。

这样的构成，通过在离地控制开始时以一定速度使卷扬机13卷上，并参照荷重变化根据特性表(或传递函数)计算出起伏角控制量来实施前馈控制，能够在无载荷摆动的情况下使起升载荷迅速离地。此外，通过减少要调整的参数，能够迅速且容易地实施出厂时的调整。

(11)进而，优选将控制器40设置为，在使卷扬机13卷上而使起升载荷离地时，以恒定速度使卷扬机13卷上。这样的构成，通过抑制惯性力等干扰的影响并稳定响应(计测出的荷重值)，能够容易地进行离地判定。

(12)此外，本实施例的移动式起重机1，通过具备上述的控制系统S、离地判定装置C或离地控制装置D中的任一种，能够在抑制因初始位置的偏移引起的载荷摆动的同时，使起升载荷迅速离地。

(13)此外，本实施例的离地判定方法，由：卷上卷扬机13的步骤；计测荷重的步骤；计测钢缆16的钢缆长度的步骤；将荷重开始变化的时间点的钢缆长度作为初始钢缆长度R0存储的步骤；以及当钢缆长度短于根据初始钢缆长度R0设定的阈值时，判定起升载荷已离地的步骤构成。因此，能够在抑制载荷摆动的同时，以简易方法迅速进行离地判定。

(14)此外，本实施例的其他离地方法，由以下步骤构成：使卷扬机13卷上的步骤；计测荷重的步骤；计测钢缆16的卷上速度的步骤；将荷重开始变化的时间点的卷上速度作为初始卷上速度V0存储的步骤；以及当卷上速度快于根据初始卷上速度V0设定的阈值时，判定起升载荷已离地。因此，能够在抑制载荷摆动的同时，以简易方法迅速进行离地判定。

以上，参照附图详细说明了本发明的实施例，但具体的结构并不限定于本实施例，在不偏离本发明的主旨的范围内进行的设计变更也包含在本发明中。

例如，虽然在实施例中没有特别说明，但无论是将主卷扬机还是将副卷扬机用作卷扬机13使起升载荷离地，均能够应用本发明的控制系统S或离地控制装置D。

此外，在实施例中说明了将控制系统S应用于前馈控制的情况，但本发明不限于此，当然也能将本实施例的控制系统S应用于以往的离地方法。

2019年9月25日申请的日本特愿2019－174638的日本申请中包含的说明书、附图及说明书摘要的公开内容全部被引用至本申请。

工业实用性

本发明能够适用于具有臂部的各种作业机，该臂部以起伏自如的方式构成。

附图标记说明

C 离地判定装置

D 离地控制装置

S 控制系统

a 线性系数

1 复杂地形起重机

10 车体

11 外伸支腿

12 回转台

13 卷扬机

14 臂部

14a 臂

14b 起重杆

15 起伏油缸

16 钢缆

17 钩

18 操控席

19 配重

20 离地开关

21 卷扬机速度设定机构

22 荷重计测机构

23 姿态检测机构

231 起伏角度计

232 起伏角速度计

233 臂长度计

24 钢缆长度及卷上速度计测机构

25 相机角度计

30 相机

31 监视器

40 控制器

40a 选择功能部

40b 离地判定功能部

401 图像控制部

402 臂控制部

40a 选择功能部

40b 离地判定功能部

51 回转触杆

52 起伏触杆

53 伸缩触杆

54 卷扬机触杆

61 回转马达

62 起伏油缸

63 伸缩油缸

64 卷扬机马达

71 荷重变化计算部

72 目标轴速度计算部

73 轴速度控制器

74 轴速度的操作量转换处理部

75 控制对象

81 选择功能部

82 数值微分部

141 基端臂

142 中间臂

143 前端臂

144 臂头