JP2004231335A - 高所作業車のブーム作動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業台と対象物との間の距離が所定値よりも近接する場合、この距離に応じてブームの作動速度を減速させる高所作業車のブーム作動制御装置を提供する。
【解決手段】車体２上に、旋回、起伏、伸縮等の作動が自在に設けられたブーム４と、ブーム４の先端に取り付けられた作業台８と、ブーム４の作動制御のための操作装置２０と、操作装置２０からの操作信号に基づいてブーム４の作動を制御するコントローラ８０を備える高所作業車１のブーム作動制御装置９０において、作業台８に設けられ、作業台８と対象物との間の距離を検出する距離センサ６０を備え、コントローラ８０は、距離センサ６０により検出された作業台８と対象物との間の距離が所定値よりも近接する場合、前記距離に応じてブーム４の作動速度を減速させるように構成されている。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体上に、それぞれの油圧アクチュエータによって旋回、起伏、伸縮等の作動が自在に設けられたブームと、ブームの先端に取り付けられた作業台と、ブームの作動制御をするための操作装置と、操作装置からの操作信号に基づいてブームの作動を制御するコントローラを備える高所作業車のブーム作動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような高所作業車の操作装置は作業台に設けられていることが多い。操作装置には、旋回操作レバー及び起伏・伸縮操作レバーが備えられ、旋回操作レバーを前後に傾動操作することによりブームを旋回作動させ、起伏・伸縮操作レバーを左右方向に傾動操作することによりブームを起伏作動させ、同操作レバーを左右方向に傾動操作することによりブームを伸縮作動させることができるようになっている。作業者は、このような操作レバーを操作することにより、自らが搭乗する作業台を任意の高所に移動させ、所望の高所作業を行うことができるようになっている。
【０００３】
ところが、このような高所作業車において、作業台の位置によっては操作レバーの傾動操作と感覚的に適合しにくい場合があり、ブームを旋回、起伏、伸縮作動等をさせて、作業台を所望の位置に移動させるのは技術的に難しく、熟練を要するものであった。
【０００４】
例えば、図７（ａ）に示すように作業台１００が位置した状態で、操作レバー１０１を作業者Ｍ側（矢印ａ方向）に傾動操作すると、ブーム１０２が起伏及び伸長作動して、作業台１００を作業者Ｍの後方（矢印Ａ方向）に移動できるように構成されている高所作業車では、図７（ａ）の位置に作業台１００があるときに、作業台１００が移動する方向と操作レバー１０１の傾動操作する方向が一致する。
【０００５】
ところが、図７（ｂ）に示すように図７（ａ）の位置から１８０度首振りした位置に作業台１００があるときには、作業台１００が移動する方向と操作レバー１０１の傾動操作する方向は一致しない。例えば、操作レバー１０１を作業者Ｍ側（矢印ａ方向）に傾動操作すると、ブーム１０２が起伏及び伸長作動して、作業台１００は作業者Ｍの後方（矢印Ｂ方向）ではなく作業者の前方（矢印Ａ方向）に移動する。
【０００６】
しかしながら、作業者Ｍがこのことを忘れて、図７（ｂ）の位置にある作業台１００を作業者Ｍの後方（矢印Ｂ方向）に移動させるため、作業台１００が移動する方向と同じ方向（矢印ａ方向）に操作レバー１０１を傾動操作すると、ブーム１０２は起伏及び伸長作動して、作業台１００は作業者が意図しない、対象物である壁Ｋに接近する方向（矢印Ａ方向）に移動する。
【０００７】
このように、作業台の首振り位置によっては、作業台が移動する方向と操作レバーの傾動方向が必ずしも一致しないため、未熟な作業者は操作ミスを招きやすく、作業台と対象物とを干渉させるおそれがある。
【０００８】
そこで、作業台と対象物との干渉を未然に防止するため、例えば、作業台の側面に対象物検出センサが複数取り付けられ、作業者が操作レバーを傾動操作すると、作業台の移動する方向を向いて設けられた対象物検出センサが作動して、作業台の移動方向に存在する対象物を検出するように構成されているものがある（例えば、特許文献１を参照）。この高所作業車では、対象物検出センサにより対象物が検出された場合には、作業台及びブームの作動を規制するため、作業者は作業台と対象物との干渉を心配する必要がない。
【０００９】
【特許文献１】
実公平８−１０５９４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、作業台を対象物から遠ざける方向に移動させようとしたものの、高所作業の際に作業台の位置が変わって作業台が移動する方向と操作レバーの傾動方向が一致せず、作業者が誤って作業台を対象物に近づける方向に傾動操作してしまった場合、この操作レバーの倒伏角度が大きいほどブームの作動速度は速くなり、（倒伏角度によっては）対象物に急激に接近してしまうおそれがあった。また、このような操作の誤りに作業者が気づいて傾動操作を行っている操作レバーから急に手を離したり、中立位置に戻す操作を行った場合、作動中のブームは急停止して、作業台に搭乗している作業者の体が揺れて不安定になってしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、作業台と対象物との間の距離が所定値よりも近接する場合、この距離に応じてブームの作動速度を減速させることにより、作業台と対象物との接触を確実に且つショックなく防止できる高所作業車のブーム作動制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、車体上に、旋回、起伏、伸縮等の作動が自在に設けられたブームと、ブームの先端に取り付けられた作業台と、ブームの作動制御のための操作装置と、操作装置からの操作信号に基づいてブームの作動を制御するコントローラを備える高所作業車のブーム作動制御装置において、作業台に設けられ、作業台と対象物との間の距離を検出する距離検出手段（例えば、本実施例における距離センサ６０）を備え、コントローラは、距離検出手段により検出された作業台と対象物との間の距離が所定値よりも近接する場合、前記距離に応じてブームの作動速度を減速させるように構成されている。
【００１３】
このような構成により、簡単な構成で、作業台と対象物との間の距離が所定値よりも近接する場合、この距離に応じてブームの作動速度を減速させるため、作業台と対象物との接触を確実に防止できる。また、作業者は従来のように作業台と対象物との距離を配慮する必要がないため、作業者の負担が減って作業効率を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明は、車体上に、旋回、起伏、伸縮等の作動が自在に設けられたブームと、ブームの先端に取り付けられた作業台と、ブームの作動制御のための操作装置と、操作装置からの操作信号に基づいてブームの作動を制御するコントローラを備える高所作業車のブーム作動制御装置において、作業台に設けられ、作業台と対象物との間の距離を検出する距離検出手段（例えば、本実施例における距離センサ６０）と、車体に対するブームの先端位置を検出する位置検出手段（例えば、本実施例における旋回角度センサ６１、起伏角度センサ６２、伸長量センサ６３、首振り角度センサ６４）とを備え、コントローラは、操作装置からの操作信号及び位置検出手段で検出されたブームの先端位置に基づいて作業台の予測移動方向を算出し、予測移動方向が対象物に接近する方向である場合、距離検出手段により検出される作業台と対象物との間の距離に応じてブームの作動速度を減速させるように構成されている。
【００１５】
このような構成により、作業台と対象物との間の距離が所定値よりも近接する場合、この距離に応じてブームの作動速度を減速させて、作業台と対象物との接触を確実に防止できるため、安全に作業を行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。以下に本発明に係る点検装置を有した高所作業車の一例を図２に示している。この高所作業車１は、運転キャビン２ａを有して走行可能な車両の車体２に旋回モータ１１（油圧モータ、図２には不図示）の駆動により車体２に対して水平旋回自在に配設された旋回台３を備え、この旋回台３には起伏シリンダ１２により起伏動自在にブーム４が枢着されている。ブーム４は、基端ブーム４ａ、中間ブーム４ｂ及び先端ブーム４ｃを入れ子式に組み合わせて、内蔵の伸縮シリンダ１３により伸縮動自在に構成されている。
【００１７】
ブーム４は、ブーム受け５に載置されて格納されるように構成され、作業を行わない場合（例えば、作業開始前や作業終了後）には、ブーム４を全縮状態にした上で車体２の前方に延ばしてほぼ水平に倒伏させ、車体２に設けられたブーム受け５の上に載置して格納する。
【００１８】
先端ブーム４ｃの先端には、垂直ポスト６がブーム４の軸先を含む垂直面内で揺動自在に取り付けられており、この垂直ポスト６に作業者搭乗用の作業台８が首振りモータ１４（油圧モータ、図２には図示せず）により首振り（水平旋回）自在に取り付けられている。
【００１９】
車体２の前後左右の４ヵ所には、車体２の幅方向に拡幅自在で上下方向に伸縮自在なアウトリガジャッキ１８が設けられ、高所作業時には図示しないジャッキシリンダによりアウトリガジャッキ１８を車体幅方向に拡幅伸長させ、下方に張り出させて車体２を持ち上げ支持する。
【００２０】
作業台８には、操作装置２０が設けられている。この操作装置２０には、旋回台３の旋回作動、ブーム４の起伏及び伸縮作動、作業台８の首振り作動等の作動指令を行う操作レバーが設けられており、傾動操作されると傾動方向に対応し且つ傾動角度に比例する操作信号がコントローラ３０に出力される。また、車体２の後部には、アウトリガジャッキ１８の作動操作を行うためのジャッキ操作装置２１が設けられている。
【００２１】
このような構成の高所作業車１には、本発明のブーム作動制御装置が備えられている。第１実施例のブーム作動制御装置７０は、図１に示すように、操作装置２０と、コントローラ３０と、距離センサ６０と、旋回角度センサ６１と、起伏角度センサ６２と、伸長量センサ６３と、首振り角度センサ６４と、旋回モータ１１と、起伏シリンダ１２と、伸縮シリンダ１３と、首振りモータ１４を有して構成されている。なお、以下において、操作装置２０と、旋回モータ１１と、起伏シリンダ１２と、伸縮シリンダ１３と、首振りモータ１４については、前述したのでその説明を省略する。
【００２２】
距離センサ６０は、レーザ光、赤外線、超音波等を用いて、作業台８と対象物との間の距離を検出するためのものであり、本実施例では、作業台８の側面、操作装置２０の近傍（作業台８の上面）及び底面に取り付けられている。旋回角度センサ６１は、旋回台３の旋回角度を検出するためのものである。起伏角度センサ６２は、車体２に対するブーム４の起伏角度を検出するためのものである。伸長量センサ６３は、ブーム４の伸長量を検出するためのものである。首振り角度センサ６４は、ブーム４に対する作業台８の首振り角度を検出するためのものである。なお、各センサ６０〜６４により検出された検出値は、コントローラ３０に送信される。
【００２３】
コントローラ３０は、作動制御部３１と、演算処理部３２と、作業台８と対象物との間の許容近接距離を記憶するメモリ３３とを備えて構成されている。なお、図１では、電気的または光学的信号回路を実線で示し、油圧回路を点線で表示している。
【００２４】
作動制御部３１は、操作装置２０から操作信号を受け取ると、操作信号（操作レバーの傾動方向及び傾動角度）に基づいた指令信号を油圧ユニット４０に出力する。油圧ユニット４０は、コントローラ３０からの指令信号に応じて各油圧アクチュエータ５０に供給する作動油の流れを制御して各油圧アクチュエータ５０の作動を制御するユニットであり、作動油を貯めるタンク４１、エンジンまたは電動モータにより駆動されて所定油圧・流量の作動油を吐出する油圧ポンプ４２、油圧ポンプ４２から吐出される作動油を指令信号に基づいた供給方向及び供給量で旋回モータ１１や起伏シリンダ１２、伸縮シリンダ１３等の油圧アクチュエータ５０に供給制御する電磁比例弁ＳＶ_１〜ＳＶ_４、温度上昇した作動油を冷却するオイルクーラ（図示せず）などから構成されている。
【００２５】
演算処理部３２では、旋回角度センサ６１、起伏角度センサ６２、伸長量センサ６３及び首振り角度センサ６４の各センサから入力される検出値（ブーム４の先端位置）及び操作信号に基づいて作業台８の予測移動軌跡と、この予測移動軌跡と距離センサ６０から入力される検出値（現時点における作業台８と対象物との間の距離）に基づいて作業台８が移動したときにおける作業台８と対象物との間の予測距離とを算出し、この予測距離がメモリ３３に記憶された許容近接距離よりも近接する場合、ブーム４の作動速度を距離センサ６０により検出される作業台８と対象物との間の距離に応じて減速するように、補正信号を作動制御部３１に送信する。
【００２６】
このような構成のブーム作動制御装置７０の制御内容について、図３のフローチャートを参照して説明する。まず、距離センサ６０から入力される検出値に基づいて、作業台８と対象物との間の距離を検出する（ステップＳ１１）。次に、旋回角度センサ６１、起伏角度センサ６２、伸長量センサ６３及び首振り角度センサ６４から入力される検出値に基づいて、ブーム４の先端位置を算出する（ステップＳ１２）。次に、ステップＳ１２で算出されたブーム４の先端位置と操作装置２０から入力された操作信号に基づいて作業台８の予測移動軌跡を算出する（ステップＳ１３）。そして、ステップＳ１１で検出された距離とステップＳ１３で算出された予測移動軌跡に基づいて移動したときの作業台８と対象物との間の予測距離を算出し（ステップＳ１４）、ステップＳ１４で算出した予測距離が予め設定されている許容近接距離よりも近接するか否かを判断する（ステップＳ１５）。ここで、予測距離が許容近接距離よりも近接すると判断された場合は、操作信号ではなく予測距離に応じてブーム４の作動速度が設定される（ステップＳ１６）。また、ステップＳ１５において予測距離が許容近接距離よりも近接しない（例えば、遠ざかるとき）と判断された場合は、操作信号に応じてブーム４の作動速度が設定される（ステップＳ１７）。
【００２７】
例えば、図４に示すように、作業台８に搭乗している作業者の操作によって、作業台８を許容近接距離ｄ_ＭＡＸよりも対象物である壁Ｋに近接させる場合（図中の矢印Ｒ方向への移動）は、作業台８と壁Ｋとの距離に応じて（すなわち、作業台８が対象物に近づけば近づくほど）壁Ｋに近接する方向へのブーム４の作動速度を減速させる。さらに、作業者により作業台８を許容近接距離ｄ_ＭＩＮ（＜ｄ_ＭＡＸ）よりも対象物に近接させる場合は、ブーム４の移動を停止させる。また、作業台８に搭乗している作業者によって、作業台８を許容近接距離ｄ_ＭＡＸよりも壁Ｋに近接させない場合及び作業台８は許容近接距離ｄ_ＭＡＸよりも壁Ｋに近接しているが対象物から遠ざける場合は（図中矢印Ｌ方向への移動）、操作レバーの傾動角度に応じてブーム４の作動速度が設定される。
【００２８】
次に、本発明のブーム作動制御装置の第２実施例について、図５及び図６を用いて説明する。このブーム作動制御装置９０は、図５に示すように、コントローラ８０と、上述した操作装置２０、距離センサ６０と、旋回モータ１１と、起伏シリンダ１２と、伸縮シリンダ１３と、首振りモータ１４とを備えて構成されている。なお、以下において、第１実施例と同じものを用いている場合は、同一付番してその説明を省略する。
【００２９】
コントローラ８０は、作動制御部８１と、演算処理部８２と、作業台８と対象物との間の許容近接距離を記憶するメモリ８３とを備えて構成されている。なお、図５では、電気的または光学的信号回路を実線で示し、油圧回路を点線で表示している。
【００３０】
作動制御部８１は、操作装置２０から操作信号を受け取ると、操作信号（操作レバーの傾動方向及び傾動角度）に基づいた指令信号を油圧ユニット４０に出力する。
【００３１】
演算処理部８２では、まず、距離センサ６０から入力される検出値より作業台８と対象物との間の距離の変化量を求め、この距離の変化量に基づいて作業台８の移動方向を算出する。また、距離センサ６０から入力される検出値がメモリ８３に記憶された許容近接距離より近接するか否かを求め、許容近接距離よりも近接する場合、ブーム４の作動速度を距離センサ６０により検出される検出値に応じて減速するように、補正信号を作動制御部８１に送信する。
【００３２】
この第２実施例のブーム作動制御装置９０の制御内容について、図６のフローチャートを参照して説明する。まず、操作装置２０が傾動操作されると、操作信号に応じた速度でブーム４が作動する（ステップＳ２１）。次に、作業台８の六方（すなわち側面、上面及び下面）に設けられている距離センサ６０は各方向において作業台８と対象物との間の距離を検出し（ステップＳ２２）、この検出された距離の変化量より作業台８の移動方向を算出する（ステップＳ２３）。そして、ステップＳ２２で検出された作業台８と対象物との間の距離が許容近接距離よりも近接するか否かを判断する（ステップＳ２４）。ここで、許容近接距離よりも近接すると判断された場合は、この検出値（作業台８と対象物との間の距離）に応じて、ステップＳ２３で算出された作業台８の移動方向へのブーム４の作動速度を補正（減速）する（ステップＳ２５）。また、ステップＳ２２の検出値が許容近接距離よりも近接しない場合は、このままフローを終了する。すなわち、ステップＳ２１で入力された操作信号に応じてブーム４の作動速度を設定する。
【００３３】
このような構成により、ブーム作動制御装置９０は、作業台８に搭乗している作業者の操作によって、作業台８を許容近接距離よりも対象物に近接させる場合は、作業台８と対象物の距離に応じて（すなわち、作業台８が対象物に近づけば近づくほど）、対象物へ近接する方向のブーム４の作動速度を減速（及び停止）させる。また、作業台８に搭乗している作業者によって、作業台８を許容近接距離よりも対象物に近接させない場合及び許容近接距離よりも対象物に近接しているが作業台８を対象物から遠ざける場合は、操作レバーの傾動角度に応じてブーム４の作動速度を設定する。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、車体上に、旋回、起伏、伸縮等の作動が自在に設けられたブームと、ブームの先端に取り付けられた作業台と、ブームの作動制御のための操作装置と、操作装置からの操作信号に基づいてブームの作動を制御するコントローラを備える高所作業車のブーム作動制御装置において、作業台に設けられ、作業台と対象物との間の距離を検出する距離検出手段を備え、コントローラは、距離検出手段により検出された作業台と対象物との間の距離が所定値よりも近接する場合、前記距離に応じてブームの作動速度を減速させるように構成されている。
【００３５】
このような構成により、簡単な構成で、作業台と対象物との間の距離が所定値よりも近接する場合、この距離に応じてブームの作動速度を減速させるため、作業台と対象物との接触を確実に防止できる。また、作業者は従来のように作業台と対象物との距離を配慮する必要がないため、作業者の負担が減って作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるブーム作動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明におけるブーム作動制御装置を備えた高所作業車の側面図である。
【図３】本発明におけるブーム作動制御装置の制御内容を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係るブーム作動制御装置を用いた具体例を説明する図である。
【図５】本発明におけるブーム作動制御装置の第２実施例の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明におけるブーム作動制御装置の第２実施例の制御内容を示すフローチャートである。
【図７】従来における作業台の操作を説明する平面図である。
【符号の説明】
１ 高所作業車
２ 車体
３ 旋回台
４ ブーム
８ 作業台
１１ 旋回モータ
１２ 起伏シリンダ
１３ 伸縮シリンダ
１４ 首振りモータ
２０ 操作装置
３０、８０ コントローラ
３１、８１ 作動制御部 （コントローラ）
３２、８２ 演算処理部 （コントローラ）
３３、９３ メモリ （コントローラ）
６０ 距離センサ （距離検出手段）
６１ 旋回角度センサ （位置検出手段）
６２ 起伏角度センサ （位置検出手段）
６３ 伸長量センサ （位置検出手段）
６４ 首振り角度センサ（位置検出手段）
７０、９０ ブーム作動制御装置

Claims (2)

1. 車体上に、旋回、起伏、伸縮等の作動が自在に設けられたブームと、前記ブームの先端に取り付けられた作業台と、前記ブームの作動制御のための操作装置と、前記操作装置からの操作信号に基づいて前記ブームの作動を制御するコントローラを備える高所作業車のブーム作動制御装置において、
   前記作業台に設けられ、前記作業台と対象物との間の距離を検出する距離検出手段を備え、
   前記コントローラは、前記距離検出手段により検出された前記作業台と前記対象物との間の距離が所定値よりも近接する場合、前記距離に応じて前記ブームの作動速度を減速させることを特徴とする高所作業車のブーム作動制御装置。
2. 車体上に、旋回、起伏、伸縮等の作動が自在に設けられたブームと、前記ブームの先端に取り付けられた作業台と、前記ブームの作動制御のための操作装置と、前記操作装置からの操作信号に基づいて前記ブームの作動を制御するコントローラを備える高所作業車のブーム作動制御装置において、
   前記作業台に設けられ、前記作業台と対象物との間の距離を検出する距離検出手段と、
   前記車体に対する前記ブームの先端位置を検出する位置検出手段とを備え、
   前記コントローラは、前記操作装置からの操作信号及び前記位置検出手段で検出された前記ブームの先端位置に基づいて前記作業台の予測移動方向を算出し、前記予測移動方向が前記対象物に接近する方向である場合、前記距離検出手段により検出される前記作業台と前記対象物との間の距離に応じて前記ブームの作動速度を減速させることを特徴とする高所作業車のブーム作動制御装置。

Images