JP2001206694A - 高所作業車の制御装置 - Google Patents
高所作業車の制御装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】伸縮ブームの先端部に1以上のアームを介して
デッキを取付けた高所作業車において、デッキを3次元
空間内で任意の方向に任意の速度で直線的に移動させる
ことができ、この直線移動の前後においても、アームの
起伏によるデッキの軌跡を一致させることができる構成
の制御装置を提供する。 【解決手段】演算制御装置は、移動速度成分のベクトル
合成としてのアームの先端部の3次元空間内での移動方
向と移動速度とを算出する。算出結果であるアーム先端
部の移動方向と移動速度と、前記各検出手段からの検出
信号とから、アームの旋回面に対する角度を一定に保持
して変えないように駆動する。直線移動の前後におい
て、アーム起伏によるデッキの軌跡は同じになり、壁面
等に対するデッキの接触等を防ぐことができる。
デッキを取付けた高所作業車において、デッキを3次元
空間内で任意の方向に任意の速度で直線的に移動させる
ことができ、この直線移動の前後においても、アームの
起伏によるデッキの軌跡を一致させることができる構成
の制御装置を提供する。 【解決手段】演算制御装置は、移動速度成分のベクトル
合成としてのアームの先端部の3次元空間内での移動方
向と移動速度とを算出する。算出結果であるアーム先端
部の移動方向と移動速度と、前記各検出手段からの検出
信号とから、アームの旋回面に対する角度を一定に保持
して変えないように駆動する。直線移動の前後におい
て、アーム起伏によるデッキの軌跡は同じになり、壁面
等に対するデッキの接触等を防ぐことができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、伸縮ブームの先端
に1または複数本のアームを上下回動自在に設け、該ア
ームの先端にデッキを備えた高所作業車の制御装置に係
わり、特に直線制御に関する構成に関する。
に1または複数本のアームを上下回動自在に設け、該ア
ームの先端にデッキを備えた高所作業車の制御装置に係
わり、特に直線制御に関する構成に関する。
【0002】
【従来技術】高所作業車は、走行体上に旋回装置を介し
て旋回駆動手段により旋回される旋回体を設置し、該旋
回体に伸縮ブームを起伏自在に取付け、該伸縮ブームの
先端に作業者が搭乗するデッキを取付けてなる。そし
て、前記旋回体の旋回と伸縮ブームの起伏および伸縮動
作によりデッキを所定の作業位置に位置させて作業を行
うものである。このような作業を行うため、デッキ上に
基本的には旋回用操作レバーと起伏用操作レバーと伸縮
用操作レバーとを備える。そしてこれらの各操作レバー
の個別操作によって前記旋回体の旋回による伸縮ブーム
の旋回と、伸縮ブームの起伏、伸縮動作を個別に行うよ
うになっている。
て旋回駆動手段により旋回される旋回体を設置し、該旋
回体に伸縮ブームを起伏自在に取付け、該伸縮ブームの
先端に作業者が搭乗するデッキを取付けてなる。そし
て、前記旋回体の旋回と伸縮ブームの起伏および伸縮動
作によりデッキを所定の作業位置に位置させて作業を行
うものである。このような作業を行うため、デッキ上に
基本的には旋回用操作レバーと起伏用操作レバーと伸縮
用操作レバーとを備える。そしてこれらの各操作レバー
の個別操作によって前記旋回体の旋回による伸縮ブーム
の旋回と、伸縮ブームの起伏、伸縮動作を個別に行うよ
うになっている。
【0003】ところが、近年、この高所作業車の制御装
置として、特開平10−17298号公報に示されたも
のがある。この公知の制御装置は、前記伸縮ブーム先端
部を3次元空間内で任意の方向に任意の速度で直線的に
移動させることができるように構成されている。
置として、特開平10−17298号公報に示されたも
のがある。この公知の制御装置は、前記伸縮ブーム先端
部を3次元空間内で任意の方向に任意の速度で直線的に
移動させることができるように構成されている。
【0004】一方、図1に示すように、伸縮ブーム4の
先端に上下に油圧シリンダ41により回動自在にアーム
40を取付け、その先端にデッキ6を水平保持用油圧シ
リンダ7と水平旋回装置8を介して取付けた高所作業車
がある。このようなアーム40を取付けた高所作業車に
おいては、作業位置への大まかな移動は伸縮ブーム4の
伸縮、起伏で行い、その後、アーム40の駆動により目
標位置への正確な位置決めで行えるので、高所での作業
性が向上する等の利点がある。
先端に上下に油圧シリンダ41により回動自在にアーム
40を取付け、その先端にデッキ6を水平保持用油圧シ
リンダ7と水平旋回装置8を介して取付けた高所作業車
がある。このようなアーム40を取付けた高所作業車に
おいては、作業位置への大まかな移動は伸縮ブーム4の
伸縮、起伏で行い、その後、アーム40の駆動により目
標位置への正確な位置決めで行えるので、高所での作業
性が向上する等の利点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記のように伸縮ブー
ム4の先端にアーム40を介してデッキ6を取付けた高
所作業車においては、デッキ6を3次元空間内で任意の
方向に任意の速度で直線的に移動させることが可能な制
御装置がなかったため、作業効率が非常に悪かった。
ム4の先端にアーム40を介してデッキ6を取付けた高
所作業車においては、デッキ6を3次元空間内で任意の
方向に任意の速度で直線的に移動させることが可能な制
御装置がなかったため、作業効率が非常に悪かった。
【0006】そこで、前記特開平10−17298号公
報に記載の如く、デッキ6を3次元空間内で任意の方向
に任意の速度で直線的に移動させることを考えた場合、
前記公報の制御装置の制御方法に基づき、伸縮ブーム4
とアーム40のなす角度を固定するように演算すれば、
デッキ6の直線移動制御は可能である。
報に記載の如く、デッキ6を3次元空間内で任意の方向
に任意の速度で直線的に移動させることを考えた場合、
前記公報の制御装置の制御方法に基づき、伸縮ブーム4
とアーム40のなす角度を固定するように演算すれば、
デッキ6の直線移動制御は可能である。
【0007】図9は前記のように伸縮ブーム4に対する
アーム40の角度を固定して水平直線移動を行うと仮定
した場合の伸縮ブーム4をアーム40姿勢を描いた略図
である。図9においては、伸縮ブーム4の起伏平面を
(XY)平面とし、デッキ6の直線移動の方向をX軸方
向に水平直線移動させた場合について示しており、Aが
移動前、Bが移動後である。
アーム40の角度を固定して水平直線移動を行うと仮定
した場合の伸縮ブーム4をアーム40姿勢を描いた略図
である。図9においては、伸縮ブーム4の起伏平面を
(XY)平面とし、デッキ6の直線移動の方向をX軸方
向に水平直線移動させた場合について示しており、Aが
移動前、Bが移動後である。
【0008】図9において、移動前のAの状態と移動後
のBの状態ではアーム40のX軸に対する角度が大きく
異なる。このため、移動前のAの状態からアーム40の
みを起伏駆動した場合のアーム40の先端の軌跡ra
と、移動後のBの状態からアーム40のみを起伏駆動し
た場合のアーム40の先端の軌跡rbとは大きくずれた
軌跡となる。
のBの状態ではアーム40のX軸に対する角度が大きく
異なる。このため、移動前のAの状態からアーム40の
みを起伏駆動した場合のアーム40の先端の軌跡ra
と、移動後のBの状態からアーム40のみを起伏駆動し
た場合のアーム40の先端の軌跡rbとは大きくずれた
軌跡となる。
【0009】さて、状態Aにおいて、アーム40の起伏
を伴った作業を行っていた作業者が直線制御により状態
Bへ作業場所を移動して、状態Bでアーム40の起伏操
作をした場合、作業者が状態Aでのアーム40の先端軌
跡ra、すなわちデッキ6の軌跡を想定していると、予
想外の軌跡を描くことになり、軌跡rb上に壁面等が存
在すると、衝突の危険性がある。また、作業者が前記の
ような想定をしていないにしても、アーム40を起伏操
作したときのアーム40の動作が状態AとBで同じであ
る方が作業勝手がよい。
を伴った作業を行っていた作業者が直線制御により状態
Bへ作業場所を移動して、状態Bでアーム40の起伏操
作をした場合、作業者が状態Aでのアーム40の先端軌
跡ra、すなわちデッキ6の軌跡を想定していると、予
想外の軌跡を描くことになり、軌跡rb上に壁面等が存
在すると、衝突の危険性がある。また、作業者が前記の
ような想定をしていないにしても、アーム40を起伏操
作したときのアーム40の動作が状態AとBで同じであ
る方が作業勝手がよい。
【0010】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、伸縮ブームの先端部に1以上のアームを介し
てデッキを取付けた高所作業車において、デッキを3次
元空間内で任意の方向に任意の速度で直線的に移動させ
ることができ、この直線移動の前後においても、アーム
の起伏によるデッキの軌跡を一致させることができる構
成の制御装置を提供することにある。
のであり、伸縮ブームの先端部に1以上のアームを介し
てデッキを取付けた高所作業車において、デッキを3次
元空間内で任意の方向に任意の速度で直線的に移動させ
ることができ、この直線移動の前後においても、アーム
の起伏によるデッキの軌跡を一致させることができる構
成の制御装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の高所作業車の制
御装置は、走行体上に旋回装置を介して旋回駆動手段に
より旋回される旋回体を設置し、該旋回体に起伏駆動手
段により起伏され、かつ伸縮駆動手段により伸縮される
伸縮ブームを取付け、該伸縮ブームの先端に1または相
対上下回動自在な複数本のアームを上下回動自在に取付
け、該アームの先端に水平保持手段により水平に、かつ
旋回駆動手段により水平旋回自在にデッキを取付け、前
記ブームの旋回角度検出手段、前記伸縮ブームの起伏角
度検出手段、前記伸縮ブームの長さ検出手段、前記ブー
ムとアームとの角度検出手段または/およびアームを複
数本備える場合のアームどうしの角度検出手段を備え、
前記デッキにデッキを任意の方向に移動させるための移
動方向と移動速度とを指示する操作装置を設け、該操作
装置からの操作信号と前記各検出手段からの検出信号と
を受けて前記デッキを前記操作装置の指示に基づいて直
線的に移動させるように前記駆動手段を駆動制御する演
算制御装置を備えた高所作業車の制御装置であって、前
記操作装置は、前記旋回体の旋回面を含む平面内におけ
るデッキの特定の第1直線の方向の移動速度成分を指令
出力する第1操作手段と、前記旋回面を含む平面内で前
記第1直線に直交する第2直線の方向の移動速度成分を
指令出力する第2操作手段と、前記旋回面を含む平面に
直交する第3直線の方向の移動速度成分を指令出力する
第3操作手段とを備え、前記演算制御装置は、前記第1
ないし第3操作手段からの各移動速度成分のベクトル合
成としてのアーム先端部の3次元空間内での移動方向と
移動速度とを算出し、前記算出結果であるアーム先端部
の移動方向と移動速度と、前記各検出手段からの検出信
号とから、前記アームの旋回面に対する角度を一定に保
持して変えないように駆動しながら、前記移動方向と移
動速度に係る移動方向と移動速度で3次元空間内を移動
するに必要な前記各駆動手段の各制御信号を出力するこ
とを特徴とする。
御装置は、走行体上に旋回装置を介して旋回駆動手段に
より旋回される旋回体を設置し、該旋回体に起伏駆動手
段により起伏され、かつ伸縮駆動手段により伸縮される
伸縮ブームを取付け、該伸縮ブームの先端に1または相
対上下回動自在な複数本のアームを上下回動自在に取付
け、該アームの先端に水平保持手段により水平に、かつ
旋回駆動手段により水平旋回自在にデッキを取付け、前
記ブームの旋回角度検出手段、前記伸縮ブームの起伏角
度検出手段、前記伸縮ブームの長さ検出手段、前記ブー
ムとアームとの角度検出手段または/およびアームを複
数本備える場合のアームどうしの角度検出手段を備え、
前記デッキにデッキを任意の方向に移動させるための移
動方向と移動速度とを指示する操作装置を設け、該操作
装置からの操作信号と前記各検出手段からの検出信号と
を受けて前記デッキを前記操作装置の指示に基づいて直
線的に移動させるように前記駆動手段を駆動制御する演
算制御装置を備えた高所作業車の制御装置であって、前
記操作装置は、前記旋回体の旋回面を含む平面内におけ
るデッキの特定の第1直線の方向の移動速度成分を指令
出力する第1操作手段と、前記旋回面を含む平面内で前
記第1直線に直交する第2直線の方向の移動速度成分を
指令出力する第2操作手段と、前記旋回面を含む平面に
直交する第3直線の方向の移動速度成分を指令出力する
第3操作手段とを備え、前記演算制御装置は、前記第1
ないし第3操作手段からの各移動速度成分のベクトル合
成としてのアーム先端部の3次元空間内での移動方向と
移動速度とを算出し、前記算出結果であるアーム先端部
の移動方向と移動速度と、前記各検出手段からの検出信
号とから、前記アームの旋回面に対する角度を一定に保
持して変えないように駆動しながら、前記移動方向と移
動速度に係る移動方向と移動速度で3次元空間内を移動
するに必要な前記各駆動手段の各制御信号を出力するこ
とを特徴とする。
【0012】このように、演算制御装置は、第1ないし
第3操作手段の操作信号による移動方向と移動速度と、
前記各検出手段による出力信号とから、デッキが3次元
空間内を移動するに必要な各駆動手段の各制御信号を演
算出力することにより、デッキを任意の方向に任意の速
度で直線移動させることができる。
第3操作手段の操作信号による移動方向と移動速度と、
前記各検出手段による出力信号とから、デッキが3次元
空間内を移動するに必要な各駆動手段の各制御信号を演
算出力することにより、デッキを任意の方向に任意の速
度で直線移動させることができる。
【0013】また、直線移動のための伸縮ブームの伸
縮、起伏時には、アームの旋回面に対する角度を一定と
するようにしたので、任意の位置でアームを単独操作し
たときのアームを起伏動作したときの軌跡はどの位置で
も同じとなるので、作業者にとって動作が予め認識でき
ており、安全性が向上し、かつ使い勝手が向上する。
縮、起伏時には、アームの旋回面に対する角度を一定と
するようにしたので、任意の位置でアームを単独操作し
たときのアームを起伏動作したときの軌跡はどの位置で
も同じとなるので、作業者にとって動作が予め認識でき
ており、安全性が向上し、かつ使い勝手が向上する。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は本発明を適用する高所作業
車の一実施の形態を示す斜視図である。1は走行モータ
を有する走行体、2は走行体1上に設置した旋回装置で
あり、該旋回装置2は旋回駆動手段である旋回モータを
有する。3は旋回装置2上に搭載した旋回体、4は関節
部4aを中心として前記旋回体2に起伏駆動手段である
油圧シリンダ5により起伏される伸縮ブームである。該
伸縮ブーム4は伸縮駆動手段である油圧シリンダを内蔵
するが、油圧モータによる伸縮駆動手段も採用しうる。
車の一実施の形態を示す斜視図である。1は走行モータ
を有する走行体、2は走行体1上に設置した旋回装置で
あり、該旋回装置2は旋回駆動手段である旋回モータを
有する。3は旋回装置2上に搭載した旋回体、4は関節
部4aを中心として前記旋回体2に起伏駆動手段である
油圧シリンダ5により起伏される伸縮ブームである。該
伸縮ブーム4は伸縮駆動手段である油圧シリンダを内蔵
するが、油圧モータによる伸縮駆動手段も採用しうる。
【0015】40は伸縮ブーム4の先端に関節部40a
を中心として上下に回動自在に取付けられたアーム、4
1はアーム40を上下に回動させる駆動手段として設け
た油圧シリンダである。アーム40の先端に旋回モータ
等を有する水平旋回装置8を介してデッキ6が取付けら
れる。アーム40と水平旋回装置8との間には、伸縮ブ
ーム4やアーム40の起伏に係らず水平姿勢を保つ油圧
シリンダ7が設けられる。デッキ6のアーム40側には
操作装置9が設置される。
を中心として上下に回動自在に取付けられたアーム、4
1はアーム40を上下に回動させる駆動手段として設け
た油圧シリンダである。アーム40の先端に旋回モータ
等を有する水平旋回装置8を介してデッキ6が取付けら
れる。アーム40と水平旋回装置8との間には、伸縮ブ
ーム4やアーム40の起伏に係らず水平姿勢を保つ油圧
シリンダ7が設けられる。デッキ6のアーム40側には
操作装置9が設置される。
【0016】また、図1においては図示していないが、
旋回装置2や各伸縮ブーム4あるいは各関節部4a、4
0a、水平旋回装置8等には、旋回体3の旋回角検出手
段、伸縮ブーム4の起伏角度検出手段、伸縮ブーム4の
長さ検出手段、伸縮ブーム4とアーム40とのなす起伏
角度検出手段、デッキ6の旋回角すなわち首振り角の検
出手段が配設されている。なお、前記各角度検出手段は
例えばポテンショメータにより構成され、また、伸縮ブ
ーム4の長さ検出手段は伸縮ブーム4に内蔵する油圧シ
リンダのストロークで検出することができる。また、伸
縮ブーム4の起伏角は起伏シリンダ5のストロークで検
出することができる。なお、各検出手段は他の検出原理
を用いたものであってもよい。
旋回装置2や各伸縮ブーム4あるいは各関節部4a、4
0a、水平旋回装置8等には、旋回体3の旋回角検出手
段、伸縮ブーム4の起伏角度検出手段、伸縮ブーム4の
長さ検出手段、伸縮ブーム4とアーム40とのなす起伏
角度検出手段、デッキ6の旋回角すなわち首振り角の検
出手段が配設されている。なお、前記各角度検出手段は
例えばポテンショメータにより構成され、また、伸縮ブ
ーム4の長さ検出手段は伸縮ブーム4に内蔵する油圧シ
リンダのストロークで検出することができる。また、伸
縮ブーム4の起伏角は起伏シリンダ5のストロークで検
出することができる。なお、各検出手段は他の検出原理
を用いたものであってもよい。
【0017】図2は前記デッキ6上に搭載される操作装
置9の一部を示し、図3は各部の角度等の位置関係を示
す平面図、図4は各部の長さや角度等の位置関係を示す
斜視図である。図2において、10は全方位について傾
動可能に構成された操作レバーである。該操作レバー1
0は、第1水平直線Txに沿う方向への傾動により作動
するポテンショメータ10xを付帯し、操作レバー10
と該ポテンショメータ10xが第1操作手段を構成す
る。該第1操作手段10xは、図3において、旋回体3
の旋回面に平行な平面上の特定の第1直線Sxの方向の
指令移動速度成分Vxを出力するものである。
置9の一部を示し、図3は各部の角度等の位置関係を示
す平面図、図4は各部の長さや角度等の位置関係を示す
斜視図である。図2において、10は全方位について傾
動可能に構成された操作レバーである。該操作レバー1
0は、第1水平直線Txに沿う方向への傾動により作動
するポテンショメータ10xを付帯し、操作レバー10
と該ポテンショメータ10xが第1操作手段を構成す
る。該第1操作手段10xは、図3において、旋回体3
の旋回面に平行な平面上の特定の第1直線Sxの方向の
指令移動速度成分Vxを出力するものである。
【0018】前記操作レバー10はまた、前記第1水平
直線Txに直交する第2水平直線Tyに沿う方向への傾動
により作動するポテンショメータ10yを付帯してお
り、操作レバー10と該ポテンショメータ10yが第2
操作手段を構成する。該ポテンショメータ10yは、操
作レバー10が中立位置から第2水平直線Tyに沿う傾
動量に対応して、図3における前記旋回体3の旋回面に
平行な平面上の特定の第1直線Sxに対して直交する方
向Syの指令移動速度成分Vyを出力するものである。
直線Txに直交する第2水平直線Tyに沿う方向への傾動
により作動するポテンショメータ10yを付帯してお
り、操作レバー10と該ポテンショメータ10yが第2
操作手段を構成する。該ポテンショメータ10yは、操
作レバー10が中立位置から第2水平直線Tyに沿う傾
動量に対応して、図3における前記旋回体3の旋回面に
平行な平面上の特定の第1直線Sxに対して直交する方
向Syの指令移動速度成分Vyを出力するものである。
【0019】また、操作レバー11は、中立位置から第
3直線Tzへの傾動に対応して作動するポテンショメー
タ11zを有し、該操作レバー11とポテンショメータ
11zとが第3の操作手段を構成する。該ポテンショメ
ータ11zは、図3における前記直線Sx、Syに直交す
る垂直方向の第3直線Sz(図4参照)方向への指令移
動速度成分Vzを出力するようになっている。
3直線Tzへの傾動に対応して作動するポテンショメー
タ11zを有し、該操作レバー11とポテンショメータ
11zとが第3の操作手段を構成する。該ポテンショメ
ータ11zは、図3における前記直線Sx、Syに直交す
る垂直方向の第3直線Sz(図4参照)方向への指令移
動速度成分Vzを出力するようになっている。
【0020】また、操作レバー12は、中立位置から第
4直線Tkへの傾動に対応して作動するポテンショメー
タ12kを有し、該操作レバー12とポテンショメータ
12kとが第4の操作手段を構成する。該ポテンショメ
ータ12kは、図3におけるデッキ6の水平旋回(首振
り)方向の指令首振り各速度成分ω6を出力するように
なっている。
4直線Tkへの傾動に対応して作動するポテンショメー
タ12kを有し、該操作レバー12とポテンショメータ
12kとが第4の操作手段を構成する。該ポテンショメ
ータ12kは、図3におけるデッキ6の水平旋回(首振
り)方向の指令首振り各速度成分ω6を出力するように
なっている。
【0021】なお、図2の例では第1、第2の操作手段
を構成するポテンショメータ10x、10yを共通の操
作レバー10で操作するようにしているが、これらはそ
れぞれ別々の操作レバーで操作するようにしてもよい。
また、第1、第2、第3の操作手段すべてを3つの信号
が取り出せる1つの操作レバーで操作するようにしても
よい。また、第3、第4の操作手段を1つの操作レバー
で構成するようにしてもよい。そのた、種々の構成が採
用可能である。
を構成するポテンショメータ10x、10yを共通の操
作レバー10で操作するようにしているが、これらはそ
れぞれ別々の操作レバーで操作するようにしてもよい。
また、第1、第2、第3の操作手段すべてを3つの信号
が取り出せる1つの操作レバーで操作するようにしても
よい。また、第3、第4の操作手段を1つの操作レバー
で構成するようにしてもよい。そのた、種々の構成が採
用可能である。
【0022】また、旋回装置2、伸縮ブーム4の内蔵シ
リンダ、起伏シリンダ5、アーム40の回動用油圧シリ
ンダ41、水平旋回装置8の旋回モータ等の各駆動手段
は、前記操作レバー10〜12の他にそれぞれ独立操作
用の操作手段を備えてもよいし、直線制御用と、独立操
作用をスイッチにより切換えるように構成してもよい。
リンダ、起伏シリンダ5、アーム40の回動用油圧シリ
ンダ41、水平旋回装置8の旋回モータ等の各駆動手段
は、前記操作レバー10〜12の他にそれぞれ独立操作
用の操作手段を備えてもよいし、直線制御用と、独立操
作用をスイッチにより切換えるように構成してもよい。
【0023】図5は本発明による制御装置の一実施の形
態を示す構成図である。図5に示すように、演算制御装
置13には、前記操作装置9の前記各ポテンショメータ
10x、10y、11z、12xからの各速度指令
Vx、Vy、Vz、ω6の操作信号が入力され、同時に、旋
回装置2に設けたブーム旋回角度θ3(図3、図4参
照)検出手段14、伸縮ブーム4の起伏角度θ4(図4
参照)検出手段15、伸縮ブーム4の長さl4検出手段
16、アーム角度θ5検出手段17、デッキ旋回角度θ6
検出手段18の各検出信号が入力される。演算制御装置
13は、コンピュータとその出力信号により各アクチュ
エータのコントロール弁等の制御を行うドライバ回路と
ならなる。
態を示す構成図である。図5に示すように、演算制御装
置13には、前記操作装置9の前記各ポテンショメータ
10x、10y、11z、12xからの各速度指令
Vx、Vy、Vz、ω6の操作信号が入力され、同時に、旋
回装置2に設けたブーム旋回角度θ3(図3、図4参
照)検出手段14、伸縮ブーム4の起伏角度θ4(図4
参照)検出手段15、伸縮ブーム4の長さl4検出手段
16、アーム角度θ5検出手段17、デッキ旋回角度θ6
検出手段18の各検出信号が入力される。演算制御装置
13は、コンピュータとその出力信号により各アクチュ
エータのコントロール弁等の制御を行うドライバ回路と
ならなる。
【0024】演算制御装置13は、前記各ポテンショメ
ータ10x、10y、11z、12xからの操作信号
と、前記各検出手段14〜18からの検出信号に基づい
て、ブーム旋回駆動手段2aとしての旋回装置2の旋回
モータへの制御信号、ブーム起伏駆動手段としての前記
起伏シリンダ5、ブーム伸縮駆動手段4bである伸縮用
油圧シリンダ、アーム起伏駆動手段である油圧シリンダ
41、デッキ旋回駆動手段8aである水平旋回装置8の
旋回モータに対する駆動信号P1〜P5を発生させる。
ータ10x、10y、11z、12xからの操作信号
と、前記各検出手段14〜18からの検出信号に基づい
て、ブーム旋回駆動手段2aとしての旋回装置2の旋回
モータへの制御信号、ブーム起伏駆動手段としての前記
起伏シリンダ5、ブーム伸縮駆動手段4bである伸縮用
油圧シリンダ、アーム起伏駆動手段である油圧シリンダ
41、デッキ旋回駆動手段8aである水平旋回装置8の
旋回モータに対する駆動信号P1〜P5を発生させる。
【0025】演算制御装置13は、図6に示すように、
指令移動速度座標変換部20、駆動手段速度演算部2
1、駆動手段演算部22で構成される。なお、指令首振
り角度速度成分ω6からデッキ首振り駆動信号P5を算出
するまでの首振り駆動制御は、高所作業車の構成上必要
であるが、本例では本発明に係る制御装置は、前記首振
り駆動制御とは独立しているので、図6には示していな
い。
指令移動速度座標変換部20、駆動手段速度演算部2
1、駆動手段演算部22で構成される。なお、指令首振
り角度速度成分ω6からデッキ首振り駆動信号P5を算出
するまでの首振り駆動制御は、高所作業車の構成上必要
であるが、本例では本発明に係る制御装置は、前記首振
り駆動制御とは独立しているので、図6には示していな
い。
【0026】図6において、指令移動速度座標変換部2
0は、まず前記第1操作手段を構成するポテンショメー
タ10xが出力する第1直線Sxに沿う指令移動速度成
分Vx、第2操作手段を構成するポテンショメータ10
yが出力する指令移動速度成分Vy、第3操作手段であ
るポテンショメータ11zが出力する第3直線Szに
0は、まず前記第1操作手段を構成するポテンショメー
タ10xが出力する第1直線Sxに沿う指令移動速度成
分Vx、第2操作手段を構成するポテンショメータ10
yが出力する指令移動速度成分Vy、第3操作手段であ
るポテンショメータ11zが出力する第3直線Szに
【0027】この手順についてより詳しく説明する。図
3に示すように、走行体1に固定して(Xo,Yo,
Zo)座標系を設置する。また、別に、デッキ6に固定
して(Sx、Sy、Sz)座標系を設置する。ただしZo方
向とSz方向とは同一とする。ここで、旋回体3の旋回
角度θ3を旋回体3の(XoYo)平面におけるXo軸から
の回転角度とし、図5のごとくXo軸と伸縮ブーム4と
の(XoYo)面内旋回角度とし、首振り角度θ6を伸縮
ブーム4の長手方向からの(XoYo)面内首振り角度と
すると、デッキ6に固定設置した(Sx、Sy、Sz)座
標系は、走行体1に固定設置した(Xo,Yo,Zo)座
標系を、旋回角度θ3と首振り角度θ6の算術和である
(θ3+θ6)の分、(XoYo)面上で回転した座標系で
ある。逆に言い換えると、(Xo,Yo,Zo)座標系は
(Sx、Sy、Sz)座標系を、角度(−1)×(θ3+θ
6)の分、(XoYo)面上で回転した座標系であると言
える。
3に示すように、走行体1に固定して(Xo,Yo,
Zo)座標系を設置する。また、別に、デッキ6に固定
して(Sx、Sy、Sz)座標系を設置する。ただしZo方
向とSz方向とは同一とする。ここで、旋回体3の旋回
角度θ3を旋回体3の(XoYo)平面におけるXo軸から
の回転角度とし、図5のごとくXo軸と伸縮ブーム4と
の(XoYo)面内旋回角度とし、首振り角度θ6を伸縮
ブーム4の長手方向からの(XoYo)面内首振り角度と
すると、デッキ6に固定設置した(Sx、Sy、Sz)座
標系は、走行体1に固定設置した(Xo,Yo,Zo)座
標系を、旋回角度θ3と首振り角度θ6の算術和である
(θ3+θ6)の分、(XoYo)面上で回転した座標系で
ある。逆に言い換えると、(Xo,Yo,Zo)座標系は
(Sx、Sy、Sz)座標系を、角度(−1)×(θ3+θ
6)の分、(XoYo)面上で回転した座標系であると言
える。
【0028】
【数1】
【0029】
【0030】前記駆動手段速度演算部21における演算
について、図4を参照しながら以下詳細に説明する。図
4の座標系は、旋回体3の旋回中心Oを(XoYo)面に
おける座標(O,O)とし、伸縮ブーム4の起伏動関節
軸4aをZo軸方向の座標値(O)となるように設定す
る。旋回体3の旋回中心Oを通るZo軸と起伏関節軸4
aとの距離を(−1)×l0(ただしl0 ≦0)とし、
伸縮ブーム4を(XoYo)面に投影した直線のXo軸か
ら回転角度を旋回体3の旋回角度θ3とし、伸縮ブーム
起伏角度θ4、伸縮ブーム4長さをl4 、アーム40の
長さをl5 、伸縮ブーム4とアーム40のなす角度をθ
5とすると、(Xo,Yo,Z0)座標系におけるアーム4
0の先端部の座標(Xa,Ya,Za)は数2の(2)式
で表すことができる。
について、図4を参照しながら以下詳細に説明する。図
4の座標系は、旋回体3の旋回中心Oを(XoYo)面に
おける座標(O,O)とし、伸縮ブーム4の起伏動関節
軸4aをZo軸方向の座標値(O)となるように設定す
る。旋回体3の旋回中心Oを通るZo軸と起伏関節軸4
aとの距離を(−1)×l0(ただしl0 ≦0)とし、
伸縮ブーム4を(XoYo)面に投影した直線のXo軸か
ら回転角度を旋回体3の旋回角度θ3とし、伸縮ブーム
起伏角度θ4、伸縮ブーム4長さをl4 、アーム40の
長さをl5 、伸縮ブーム4とアーム40のなす角度をθ
5とすると、(Xo,Yo,Z0)座標系におけるアーム4
0の先端部の座標(Xa,Ya,Za)は数2の(2)式
で表すことができる。
【0031】
【数2】
【0032】(2)式を時間微分し、dθ3/dt、d
θ4/dt、dθ5/dt、dl4/dtについて解く。
ここで、角度については、ω3=dθ3/dt、ω4=d
θ4/dt、ω5=dθ5/dtを用いて書き換え、ω3〜
ω5、l4について表す。さらに、アーム40の対地角
(旋回体3の旋回面に対する角度)を一定に保持して変
えないように駆動するという条件より、アーム起伏角速
度ω5は伸縮ブーム4角速度ω4と大きさが同じで向きが
反対になるので、 ω5=−ω4 (3)
θ4/dt、dθ5/dt、dl4/dtについて解く。
ここで、角度については、ω3=dθ3/dt、ω4=d
θ4/dt、ω5=dθ5/dtを用いて書き換え、ω3〜
ω5、l4について表す。さらに、アーム40の対地角
(旋回体3の旋回面に対する角度)を一定に保持して変
えないように駆動するという条件より、アーム起伏角速
度ω5は伸縮ブーム4角速度ω4と大きさが同じで向きが
反対になるので、 ω5=−ω4 (3)
【0033】
【数3】
【0034】次いで、前記演算で旋回体3の旋回角速度
ω3、伸縮ブーム4の起伏角速度ω4、伸縮ブーム4の伸
縮速度l4、アーム40の起伏角速度ω5から、各駆動手
段の駆動速度、すなわち旋回装置2の旋回駆動手段の駆
動速度V1、伸縮ブーム4の起伏駆動手段の駆動速度V2
伸縮ブーム4伸縮駆動手段の駆動速度V3、アーム起伏
駆動手段41の駆動速度V4を算出する。
ω3、伸縮ブーム4の起伏角速度ω4、伸縮ブーム4の伸
縮速度l4、アーム40の起伏角速度ω5から、各駆動手
段の駆動速度、すなわち旋回装置2の旋回駆動手段の駆
動速度V1、伸縮ブーム4の起伏駆動手段の駆動速度V2
伸縮ブーム4伸縮駆動手段の駆動速度V3、アーム起伏
駆動手段41の駆動速度V4を算出する。
【0035】次いで、駆動信号演算部22において、前
記駆動手段速度演算部22で算出された各駆動速度V1
〜V4で、対応する各駆動手段を駆動するための制御信
号P1〜P4を算出して出力する。
記駆動手段速度演算部22で算出された各駆動速度V1
〜V4で、対応する各駆動手段を駆動するための制御信
号P1〜P4を算出して出力する。
【0036】以上のごとく構成した本発明の制御装置に
より、デッキ6は、操作装置9の第1〜第3操作手段を
構成する操作レバー10、11を操作して、これにより
指令される移動速度成分V(Vx,Vy,Vz)のベクト
ル合成の方向と速度で移動する。
より、デッキ6は、操作装置9の第1〜第3操作手段を
構成する操作レバー10、11を操作して、これにより
指令される移動速度成分V(Vx,Vy,Vz)のベクト
ル合成の方向と速度で移動する。
【0037】このように、直線移動のための伸縮ブーム
4の伸縮、起伏時には、アーム40の旋回面に対する角
度を一定とするようにしたので、例えば図7に示すよう
に、Aの状態からBの状態にデッキ6を水平移動させた
場合、この直線移動にも係らず、アーム40の対地角は
一定になるようにしたので、デッキ6を移動した後にア
ーム40を単独操作したときの軌跡rbは、デッキ6を
移動する前のアームの回動軌跡raと同じとなるので、
アーム40を上下回動させるときに作業者にとって動作
が予め認識できており、安全性が向上し、かつ使い勝手
が向上する。このような回動軌跡の同一化は、デッキ6
をどのように直線移動させる場合にも達成される。
4の伸縮、起伏時には、アーム40の旋回面に対する角
度を一定とするようにしたので、例えば図7に示すよう
に、Aの状態からBの状態にデッキ6を水平移動させた
場合、この直線移動にも係らず、アーム40の対地角は
一定になるようにしたので、デッキ6を移動した後にア
ーム40を単独操作したときの軌跡rbは、デッキ6を
移動する前のアームの回動軌跡raと同じとなるので、
アーム40を上下回動させるときに作業者にとって動作
が予め認識できており、安全性が向上し、かつ使い勝手
が向上する。このような回動軌跡の同一化は、デッキ6
をどのように直線移動させる場合にも達成される。
【0038】なお、上記実施の形態においては、伸縮ブ
ーム4とアーム40のなす角度θ5はアーム角度検出手
段を用いて検出したが、例えば、アーム起伏シリンダ4
1によるアーム40の駆動が常に、伸縮ブーム4の起伏
角度増分がΔθ4の場合にはアーム40の起伏角度増分
Δθ5が(−θ4)となるように、アーム起伏シリンダ4
1を伸縮ブーム起伏シリンダ5に制御信号により、ある
いは油圧回路で直接的に連動するように構成し、かつ伸
縮ブーム4とアーム40がある特定の姿勢を形成したと
きに伸縮ブーム4とアーム40のなす角度が予め演算制
御装置13内に記憶しておいた値となるようにしておけ
ば、その後の伸縮ブーム4の起伏動に対するアーム40
の起伏角は把握できるので、アーム角度検出手段がなく
とも支障なく所望の作動制御は可能である。
ーム4とアーム40のなす角度θ5はアーム角度検出手
段を用いて検出したが、例えば、アーム起伏シリンダ4
1によるアーム40の駆動が常に、伸縮ブーム4の起伏
角度増分がΔθ4の場合にはアーム40の起伏角度増分
Δθ5が(−θ4)となるように、アーム起伏シリンダ4
1を伸縮ブーム起伏シリンダ5に制御信号により、ある
いは油圧回路で直接的に連動するように構成し、かつ伸
縮ブーム4とアーム40がある特定の姿勢を形成したと
きに伸縮ブーム4とアーム40のなす角度が予め演算制
御装置13内に記憶しておいた値となるようにしておけ
ば、その後の伸縮ブーム4の起伏動に対するアーム40
の起伏角は把握できるので、アーム角度検出手段がなく
とも支障なく所望の作動制御は可能である。
【0039】図8は本発明の高所作業車の他の実施の形
態を示す側面図であり、伸縮ブーム40の先端にさらに
起伏シリンダ44により関節部45aを中心に上下に回
動自在に別のアーム45を取付け、該アーム45の先端
に、デッキ6を水平保持用シリンダ7および水平旋回装
置8を介して取付けたものである。
態を示す側面図であり、伸縮ブーム40の先端にさらに
起伏シリンダ44により関節部45aを中心に上下に回
動自在に別のアーム45を取付け、該アーム45の先端
に、デッキ6を水平保持用シリンダ7および水平旋回装
置8を介して取付けたものである。
【0040】図8のように伸縮ブーム4の先端に複数本
のアームを互いに上下に回動可能に連結して取付けたも
のにおいても、伸縮ブーム4の各アーム40、45の対
地角を一定に制御することにより、前記のようにデッキ
6の直線移動における任意の位置において、デッキ6の
上下回動軌跡を同一にすることができ、ア−ム40また
は45の操作時における壁面等へのデッキ6の接触を防
止することができる。
のアームを互いに上下に回動可能に連結して取付けたも
のにおいても、伸縮ブーム4の各アーム40、45の対
地角を一定に制御することにより、前記のようにデッキ
6の直線移動における任意の位置において、デッキ6の
上下回動軌跡を同一にすることができ、ア−ム40また
は45の操作時における壁面等へのデッキ6の接触を防
止することができる。
【0041】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、伸
縮ブームの先端に起伏自在なアームを介してデッキを取
付けた高所作業車において、デッキを任意の方向に任意
の速度で直線移動させることができる。また、直線移動
のための伸縮ブームの伸縮、起伏時には、アームの旋回
面に対する角度を一定とするようにしたので、任意の位
置でアームを単独操作したときのアームの起伏動作した
ときの軌跡は同じとなるので、作業者にとって動作が予
め認識できており、安全性が向上し、かつ使い勝手が向
上する。
縮ブームの先端に起伏自在なアームを介してデッキを取
付けた高所作業車において、デッキを任意の方向に任意
の速度で直線移動させることができる。また、直線移動
のための伸縮ブームの伸縮、起伏時には、アームの旋回
面に対する角度を一定とするようにしたので、任意の位
置でアームを単独操作したときのアームの起伏動作した
ときの軌跡は同じとなるので、作業者にとって動作が予
め認識できており、安全性が向上し、かつ使い勝手が向
上する。
【図1】本発明の制御装置を適用する高所作業車の一実
施の形態を示す側面図である。
施の形態を示す側面図である。
【図2】図1の高所作業車のデッキに設置される操作装
置の一部を示す斜視図である。
置の一部を示す斜視図である。
【図3】図1の高所作業車における各部の相対角度等の
位置関係を説明する平面図である。
位置関係を説明する平面図である。
【図4】図1の高所作業車における各部の相対角度等の
位置関係を説明する斜視図である。
位置関係を説明する斜視図である。
【図5】本発明の制御装置の一実施の形態を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図6】図5の制御装置の構成の一例を示すブロック図
である。
である。
【図7】本発明による場合の高所作業車の動作を説明す
る側面図である。
る側面図である。
【図8】本発明の制御装置を適用する高所作業車の他の
実施の形態を示す側面図である。
実施の形態を示す側面図である。
【図9】従来の制御装置による場合の高所作業車の動作
を説明する側面図である。
を説明する側面図である。
1:走行体、2:旋回装置、3:旋回体、4:伸縮ブー
ム、5:起伏用油圧シリンダ、6:デッキ、8:水平旋
回装置、9:操作装置、10〜12:操作レバー10
x:第1操作手段を構成するポテンショメータ、10
y:第2操作手段を構成するポテンショメータ、11
z:第3操作手段を構成するポテンショメータ、12
k:第4操作手段を構成するポテンショメータ、13:
演算制御装置、40、45:アーム、41、44:油圧
シリンダ
ム、5:起伏用油圧シリンダ、6:デッキ、8:水平旋
回装置、9:操作装置、10〜12:操作レバー10
x:第1操作手段を構成するポテンショメータ、10
y:第2操作手段を構成するポテンショメータ、11
z:第3操作手段を構成するポテンショメータ、12
k:第4操作手段を構成するポテンショメータ、13:
演算制御装置、40、45:アーム、41、44:油圧
シリンダ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年1月27日(2000.1.2
7)
7)
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図6
【補正方法】変更
【補正内容】
【図6】
Claims (1)
- 【請求項1】走行体上に旋回装置を介して旋回駆動手段
により旋回される旋回体を設置し、 該旋回体に起伏駆動手段により起伏され、かつ伸縮駆動
手段により伸縮される伸縮ブームを取付け、 該伸縮ブームの先端に1または相対上下回動自在な複数
本のアームを上下回動自在に取付け、 該アームの先端に水平保持手段により水平に、かつ旋回
駆動手段により水平旋回自在にデッキを取付け、 前記ブームの旋回角度検出手段、前記伸縮ブームの起伏
角度検出手段、前記伸縮ブームの長さ検出手段、前記ブ
ームとアームとの角度検出手段または/およびアームを
複数本備える場合のアームどうしの角度検出手段を備
え、 前記デッキにデッキを任意の方向に移動させるための移
動方向と移動速度とを指示する操作装置を設け、 該操作装置からの操作信号と前記各検出手段からの検出
信号とを受けて前記デッキを前記操作装置の指示に基づ
いて直線的に移動させるように前記駆動手段を駆動制御
する演算制御装置を備えた高所作業車の制御装置であっ
て、 前記操作装置は、前記旋回体の旋回面を含む平面内にお
けるデッキの特定の第1直線の方向の移動速度成分を指
令出力する第1操作手段と、前記旋回面を含む平面内で
前記第1直線に直交する第2直線の方向の移動速度成分
を指令出力する第2操作手段と、前記旋回面を含む平面
に直交する第3直線の方向の移動速度成分を指令出力す
る第3操作手段とを備え、 前記演算制御装置は、前記第1ないし第3操作手段から
の各移動速度成分のベクトル合成としてのアーム先端部
の3次元空間内での移動方向と移動速度とを算出し、前
記算出結果であるアーム先端部の移動方向と移動速度
と、前記各検出手段からの検出信号とから、前記アーム
の旋回面に対する角度を一定に保持して変えないように
駆動しながら、前記移動方向と移動速度に係る移動方向
と移動速度で3次元空間内を移動するに必要な前記各駆
動手段の各制御信号を出力することを特徴とする高所作
業車の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000021862A JP2001206694A (ja) | 2000-01-26 | 2000-01-26 | 高所作業車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000021862A JP2001206694A (ja) | 2000-01-26 | 2000-01-26 | 高所作業車の制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001206694A true JP2001206694A (ja) | 2001-07-31 |
Family
ID=18548222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000021862A Pending JP2001206694A (ja) | 2000-01-26 | 2000-01-26 | 高所作業車の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001206694A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102311075A (zh) * | 2010-07-05 | 2012-01-11 | 爱知株式会社公司 | 高空作业车 |
CN113969909A (zh) * | 2021-09-27 | 2022-01-25 | 中联重科股份有限公司 | 用于臂架的展收装置、展收方法及工程机械 |
CN114753640A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-07-15 | 中联重科股份有限公司 | 臂架末端运动规划方法、装置、控制系统及工程机械 |
CN115321445A (zh) * | 2022-09-05 | 2022-11-11 | 杭州爱知工程车辆有限公司 | 一种电力机器人专用绝缘斗臂车的控制方法 |
-
2000
- 2000-01-26 JP JP2000021862A patent/JP2001206694A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102311075A (zh) * | 2010-07-05 | 2012-01-11 | 爱知株式会社公司 | 高空作业车 |
EP2404862A1 (en) | 2010-07-05 | 2012-01-11 | Kabushiki Kaisha Aichi Corporation | Aerial lift vehicle |
JP2012012212A (ja) * | 2010-07-05 | 2012-01-19 | Aichi Corp | 高所作業車 |
CN113969909A (zh) * | 2021-09-27 | 2022-01-25 | 中联重科股份有限公司 | 用于臂架的展收装置、展收方法及工程机械 |
CN114753640A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-07-15 | 中联重科股份有限公司 | 臂架末端运动规划方法、装置、控制系统及工程机械 |
CN115321445A (zh) * | 2022-09-05 | 2022-11-11 | 杭州爱知工程车辆有限公司 | 一种电力机器人专用绝缘斗臂车的控制方法 |
CN115321445B (zh) * | 2022-09-05 | 2023-09-05 | 杭州爱知工程车辆有限公司 | 一种电力机器人绝缘斗臂车的控制方法 |
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