JPH0867500A - 作業装置の検出器診断装置 - Google Patents

作業装置の検出器診断装置

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JPH0867500A
JPH0867500A JP22729994A JP22729994A JPH0867500A JP H0867500 A JPH0867500 A JP H0867500A JP 22729994 A JP22729994 A JP 22729994A JP 22729994 A JP22729994 A JP 22729994A JP H0867500 A JPH0867500 A JP H0867500A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業装置において検出器の異常を確実に判定
できるようにする。 【構成】 検出器診断装置は、所定速度で作動する作動
手段4を備えた作業装置10に用いられる。この診断装
置4は、検出器11〜13の診断開始を指示するため操
作される診断指示手段と、判定手段とを有している。判
定手段は、作動手段4が作動し、且つ診断指示手段が操
作されたときに、この操作後検出器11〜13により検
出される対象値θ,Lが所定量変化するまでの時間を測
定し、この測定時間と作動手段4が所定速度で作動した
ときに対象値が所定量変化するのに要する時間である規
定時間とが不一致のときは、検出器11〜13が異常で
あると判定する。なお、診断指示手段の操作に基づいて
作動手段を所定速度で作動させる自動診断開始手段を設
けてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、起伏、伸縮および水平
旋回が自在なブーム等の作動手段を備えた作業装置に関
し、さらに詳しくは、作動手段の作動に伴って変化する
対象値を検出するための検出器の診断装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】高所作業車やクレーン車等に用いられる
ブームは、車体に対して起伏作動や水平旋回作動した
り、またそれ自体が伸縮作動したりする。ブームの作動
速度は、作動させようとする量の大きさ(大きな作動量
かインチングか等)に応じて高低2種類の所定速度に設
定することができるようになっていることが多い。この
ようなブームの先端には作業者搭乗用の作業台が取り付
けられたり重量物が吊り下げられたりし、これら先端荷
重とブームの位置との関係により定まる大きさのモーメ
ント(転倒方向モーメント)が車体にこれを転倒させる
方向に作用する。
【0003】最近のブームには、ブームの各作動に伴っ
て変化する起伏角度,伸長長さ,旋回位置および転倒方
向モーメントといった対象値を検出する検出器(セン
サ)が取り付けられており、これら検出器による検出値
は、車体が不安定になるのを防止するためブームの作動
を自動的に規制する安全装置等にて演算用データとして
用いられる。したがって、このような検出器が正常であ
るか否かは重大な問題であり、従来検出器の異常を判定
するための種々の方法・装置が提案されている。例え
ば、正常な検出器が検出値として示し得る値の範囲(正
常範囲)と、実際の検出値とを比較して、実際の検出値
が上記正常範囲外であるときは検出器を異常と判定する
ものがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例示し
たような方法では、検出器が各対象値を正確に検出して
いなくても、検出値が正常範囲内に入っていれば異常判
定は行われないという問題がある。そして、このような
見かけ上正常な検出器が安全装置に使用されたのでは、
安全に対する信頼性に欠けることになる。本発明は、こ
のような問題に鑑みてなされたものであり、作業装置に
おいて検出器の異常を確実に判定できるようにした検出
器診断装置を提供することを目的としている。
【0005】
【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、本発明の検出器診断装置は、所定速度で作動する
作動手段を備えた作業装置に用いられる。この診断装置
は、検出器の診断開始を指示するため操作される診断指
示手段と、判定手段とを有している。判定手段は、作動
手段が作動し、且つ診断指示手段が操作されたときに、
この操作後検出器により検出される対象値が所定量変化
するまでの時間を測定し、この測定時間と作動手段が所
定速度で作動したときに対象値が所定量変化するのに要
する時間である規定時間とが不一致のときは、検出器が
異常であると判定する。また、判定器を、診断指示手段
の操作後前記検出器により検出される対象値が所定量変
化するまでの作動手段の作動速度を算出し、この算出速
度と所定速度とが不一致のときに検出器の異常判定をす
るものとしたり、診断指示手段の操作後検出器により検
出される対象値が所定時間内に変化した量を算出し、こ
の算出変化量と作動手段が所定速度で所定時間作動した
ときの対象値の変化量である規定変化量とが不一致のと
きに検出器の異常判定をするものとしたりしてもよい。
なお、診断指示手段の操作に基づいて作動手段を所定速
度で作動させる自動診断開始手段を設けてもよい。
【0006】
【作用】このような検出器診断装置では、作動速度は所
定速度に設定されているため、変化量(所定変化量)が
決められたときは作動手段が所定変化量作動するのに要
する時間(規定時間)又はこの間の作動速度(所定速
度)が検出器診断の指標として用いられる。これら規定
時間および所定速度は予め計算等されて判定手段に記憶
される。そして判定手段では、作動手段が作動し、且つ
診断指示手段が操作されたときは、この操作時点から作
動手段が所定変化量作動したことが検出器により検出さ
れるまでの時間(測定時間)又はこの間の作動速度(算
出速度)が測定又は算出され、この結果が規定時間又は
所定速度と比較される。両者が一致する場合は検出器は
正常と判定されるが、両者が不一致の場合は検出器が正
確に対象値を検出しない異常状態であると判定される。
また、診断に要する時間(所定時間)が決められたとき
は、この間に変化し得る対象値の変化量(規定変化量)
が検出器診断の指標として用いられ、実際の変化量(算
出変化量)との比較により検出器の診断が行われる。こ
のような指標を用いて検出器の診断を行うことにより、
検出器による検出値が正常範囲の内外であるにかかわら
ず、検出器の異常判定を確実に行える。なお、診断指示
手段の操作に基づいて作動手段を所定速度で作動させる
自動診断開始手段を用いれば、検出器診断を行う場合に
必要な操作を簡略化することができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について図面
を参照しながら説明する。図1には、本発明に係るセン
サ診断装置を備えた高所作業車(作業装置)を示してい
る。この高所作業車10は、トラックをベースとして構
成されており、車体1の後部にはこの車体1に対して水
平旋回が自在な旋回台2が取り付けられている。この旋
回台2は、車体1に取り付けられた油圧旋回モータ(図
示せず)の作動によって旋回駆動される。旋回台2の上
部には、ブーム(作動手段)4が起伏自在に取り付けら
れている。ブーム4の基端部下側と旋回台2の下部の間
には油圧起伏シリンダ5が取り付けられている。起伏シ
リンダ5の下端は、旋回台2の2枚の側板2a,2a間
に掛け渡された枢支ピン2bにより上下方向に回動自在
に取り付けられている。
【0008】ブーム4は、旋回台2に取り付けられた基
端ブーム4aと、この基端ブーム4aに長手方向に移動
自在に挿入された中間ブーム4bと、さらにこの中間ブ
ーム4bに長手方向に移動自在に挿入された先端ブーム
4cとからテレスコープ状に伸縮自在に構成されてい
る。ブーム4の内部には、油圧伸縮シリンダ(図示せ
ず)とこの伸縮シリンダの伸縮作動とともに動いてブー
ム4を伸縮駆動するチェーン機構(図示せず)が取り付
けられている。ブーム4(先端ブーム4c)の先端に
は、作業台7が上下に揺動自在に取り付けられている。
作業台7は、図示しないレベリング装置によって、ブー
ム4の起伏状態にかかわらず常にほぼ水平に維持され
る。
【0009】作業台7には、旋回台2およびブーム4の
各作動を制御するための操作装置8が取り付けられてい
る。この操作装置8には、各作動に対応する複数の操作
レバー8aが設けられている。作業台7に搭乗した作業
者(図示せず)がこれら操作レバー8aを操作すると、
旋回台2の側板2aに取り付けられた油圧バルブユニッ
ト9が切換作動し、車体1に搭載された油圧ポンプPか
ら上記操作に対応する油圧アクチュエータ(旋回モー
タ,起伏シリンダ5又は伸縮シリンダ)に作動油が供給
され、旋回台2やブーム4を作動させることができる。
なお、油圧バルブユニット9は電磁切換弁が組み合わさ
れたものである。
【0010】また、油圧ポンプPはパワーテイクオフ機
構(図示せず)を介して車体1に取り付けられたエンジ
ンEにより駆動される。油圧ポンプPからの吐出流量は
エンジンEの回転数に対応し、エンジンEの回転数は操
作装置8に取り付けられたアクセルスイッチ8bの操作
により高低2段階に切換えることができるようになって
いる。このため、旋回台2やブーム4の作動速度も所定
の高速度と低速度に切り換えることができる。こうして
ブーム4等が作動することにより、作業者は作業台7と
ともに任意の高所に移動することができる。
【0011】図1に示すように、車体1における旋回台
2の下側には、旋回角センサ11が取り付けられてい
る。この旋回角センサ11は、旋回台2の車体1に対す
る旋回位置(対象値)に対応する検出信号(電気信号)
を出力するものであり、旋回台2の旋回軸に回転軸が連
結された回転式ポテンショメータからなる。また、基端
ブーム4aの側面には、起伏角センサ12が取り付けら
れている。この起伏角センサ12は、図2に示すよう
に、回転軸から吊下げたおもり12aを利用する重垂式
のポテンショメータ12pからなり、ブーム4の水平レ
ベルに対する起伏角度θ(対象値)に対応する検出信号
を出力する。
【0012】基端ブーム4aの最基端部には、伸長量セ
ンサ13が取り付けられている。この伸長量センサ13
は、図1および図3に示すように、先端ブーム4cの先
端に取り付けられたワイヤ13aの繰出・巻取を行う巻
取ドラム13bと、このドラム13bと一体回転する回
転軸を有した回転式ポテンショメータ13pとからな
る。伸長量センサ13は巻取ドラム13bからのワイヤ
13aの繰出し長さ、即ち、ブーム4の伸長量(対象
値)に応じた検出信号を出力する。
【0013】さらに、図4に示すように、枢支ピン2b
に負荷センサ14が取り付けられている。この負荷セン
サ14はロードセルからなる。枢支ピン2bは、転倒方
向モーメントを支える起伏シリンダ5から軸力を受けて
たわむので、このたわみ量、つまりは転倒モーメントに
より生ずる負荷(対象値)に対応する検出信号が負荷セ
ンサ14から出力される。なお、これらセンサから出力
された検出信号はモーメントリミッタ(図示せず)に入
力される。モーメントリミッタは、これら検出信号によ
り示されるブーム4の旋回位置,起伏角度,伸長量およ
び負荷を演算用データとして用い、車体1が不安定状態
に陥る前にブーム4等の作動を規制する。
【0014】次に、本発明に係るセンサ診断装置の構成
について図5を用いて説明する。このセンサ診断装置2
0は、操作検出器21と、診断スイッチ22と、判定器
23と、タイマー24と、異常表示器25とから構成さ
れている。操作検出器(作動検出手段)21は、操作装
置8の内部に各操作レバー8aごとに取り付けられてい
る。例えば、起伏作動用操作レバー8aには起仰側に操
作検出器21が取り付けられており、伸縮作動用操作レ
バー8aには伸長側に操作検出器21が取り付けられて
いる。このため、起伏作動用操作レバー8aを起仰側に
投入したり、伸縮作動用操作レバー8aを伸長側に投入
したりすれば、対応する操作検出器21から検出信号
(電気信号)が出力される。
【0015】診断スイッチ(診断指示手段)22は操作
装置8上に取り付けられており、作業者がオン操作する
ことによって各センサの異常診断を開始させるための開
始信号(電気信号)を出力する。この開始信号は判定器
23のほかに、アクセルスイッチ8bにも送出される。
アクセルスイッチ8bはこの開始信号を受けると、自動
的に高回転側に切り換わり、エンジンEを高回転作動さ
せる。
【0016】判定器23には、上記各センサ11〜14
から出力された検出信号が入力される。また、各操作検
出器21から操作信号が入力され、診断スイッチ22か
ら開始信号が入力される。さらに、判定器23は、予め
上記各センサ11〜14の診断を行うために必要なブー
ム4(旋回台2)の旋回,起仰および伸長作動(以下、
診断用作動という)に対応する規定時間を記憶してい
る。ここで、規定時間とは、ブーム4が所定速度で作動
した場合に、対象値が所定量だけ変化するのに要する理
論時間又は実測時間である。例えば、図6に示すように
ブーム4の伸長作動で考えると、上記理論時間は、所定
速度vで伸長作動するブーム4の伸長量が所定量ΔLだ
け変化するのに要する時間(=ΔL/v)として計算さ
れる。なお、伸長作動における所定速度vは、伸縮シリ
ンダのボアとこれに供給される作動油流量(高回転作動
する油圧ポンプPの吐出流量)との関係から計算され
る。また、負荷センサ14に関しては、全縮状態にある
ブーム4が第1起伏角度からこれより大きな第2起伏角
度に起仰作動するのに要する理論時間又は実測時間が規
定時間として記憶される。
【0017】判定器23は、操作検出器21からの信号
によりブーム4のどの診断用作動が行われるかを判断
し、行われる診断用作動に対応する規定時間を選択す
る。また、診断スイッチ22からの開始信号を受けたと
きは、診断用作動によって変化する対象値(例えば、診
断用作動が伸長作動であるときは伸長長さ)のセンサ1
1〜14による検出値(原検出値)を記憶する。これと
同時にタイマー24による時間のカウントも開始する。
そして、センサ11〜14による実検出値が原検出値と
所定量との和に一致したときに、タイマー24のカウン
ト数(測定時間)を記憶する。さらに、この測定時間と
規定時間とを比較して、測定時間が規定時間に対して、
検出誤差を考慮して設定される所定幅以上大きいか又は
小さいとき(以下、単に不一致のときという)は異常信
号(電気信号)を出力する。
【0018】異常表示器25は、ランプ又はブザーを有
し、操作装置8に取り付けられている(ただし、図1に
は示さず)。そして、判定器23からの異常信号を受け
たときは、ランプを点滅作動させたりブザーを鳴らした
りする。
【0019】次に、このセンサ検出器診断装置20によ
るセンサ11〜14の診断について説明する。なお、こ
こでは伸長量センサ13の診断を例として図6を用いて
説明する。伸縮作動用操作レバー8aが伸長側に投入さ
れると、ブーム4の伸長作動(診断用作動)が開始され
る。これとともに、判定器23は伸長側に設けられた操
作検出器8aから操作信号を受け、記憶した規定信号の
中から伸長作動に対応するものを選択する。診断スイッ
チ22がオン操作されると、判定器23はその時に伸長
量センサ13により検出された伸長長さL1 (原伸長長
さ)を記憶するとともに、タイマー24をリセットす
る。これと同時に開始信号を受けたアクセルスイッチ8
bの切換作動によってブーム4の伸長作動は高速作動に
なる(当初から高速作動である場合はそのまま)。
【0020】その後、伸長量センサ13により検出され
た伸長長さが原伸長長さL1と所定量ΔLとの和である
診断目標長さL2 になるまでの時間がタイマー24によ
りカウントされ、判定器23はこれを記憶する。そし
て、この測定時間と選択された規定時間とを比較して、
測定時間と規定時間とが不一致のときは、異常表示器2
5に異常信号を送出しこれを作動させる。なお、タイマ
ー24によるカウントは、伸伸長長さが診断目標長さL
2 に達する前に伸縮作動用操作レバー8aが中立に戻さ
れたときは中断され、再び伸縮作動用操作レバー8aが
伸長側に投入されたときから続行される。
【0021】ここで、伸長量センサ13が正常な場合に
おいて、ブーム4の伸長量が零〜最大LMAX まで変化す
るときに出力し得る検出信号の値Dは、図7に実線グラ
フで示すように、D0 〜DMAX である。このため、伸長
量センサ13内でショート等が起こって検出信号がDMA
X を超えた様な場合(異常パターンI)であれば、従来
の診断装置(実際の検出値が上記正常範囲外であるとき
に異常判定するタイプのもの)でも異常判定を行える
し、また、本検出器診断装置20においても伸長量セン
サ13により検出される伸長長さがいつまでたっても増
加せず、当然に測定時間が規定時間より大きくなるので
異常判定がなされる。
【0022】一方、検出信号がD0 〜DMAX の範囲にあ
るが伸長量センサ13の劣化等により実際の伸長長さよ
りも短い伸長長さに対応した検出信号しか出力していな
いような場合(異常パターンII)は、伸長量センサ1
3により診断目標長さL2が検出されたときは既に実際
のブーム4の伸長長さはL2 よりも長いL2 ′になって
いる。このため、測定時間は規定時間より長くなり、伸
長量センサ13の異常判定がなされる。なお、検出信号
がD0 〜DMAX の範囲にある以上、異常パターンIIに
関しては上記従来の診断装置では異常判定することはで
きない。
【0023】なお、ここでは伸長量センサ13の診断に
ついて説明したが、旋回角センサ11および起伏角セン
サ12の診断も同様にして行われる。また、負荷センサ
14の診断については図8を用いて、ブーム4の起仰作
動を通じて行う場合について説明する。まず、ブーム4
は前述した第1起伏角度θ1に起伏角度が設定される。
ここで起伏作動用操作レバー8aが起仰側に投入される
と起仰作動が開始され、同時に診断スイッチ22がオン
操作されると、判定器23はその時に負荷センサ14に
より検出された負荷(原負荷)F1 を記憶する。なお、
アクセルスイッチ8bの自動切換によって、ブーム4は
高速で起仰作動する。その後、負荷センサ14により検
出された負荷が原負荷F1 と所定量ΔFとの和である診
断目標負荷F2 (第2起伏角度θ2 に対応する負荷)に
なるまでの時間がタイマー24によりカウントされ、判
定器23はこれを記憶する。さらに、この測定時間と選
択された規定時間とを比較し、測定時間と規定時間とが
不一致のときは、異常表示器25を作動させる。ただ
し、この負荷センサ14の診断を行う場合は起伏角セン
サ11が正常であることが前提となるため、起伏角セン
サ11の正常を確認した上で行う必要がある。
【0024】ここまでの実施例では、操作レバー8aの
投入(操作検出器21による検出)および診断スイッチ
22のオン操作を経て各センサ11〜14の診断を行え
るようにした検出器診断装置について説明したが、本発
明に係る検出器診断装置はこれに限られるものではな
い。例えば、図9に示すように、診断スイッチ22′の
オン操作のみにより即各センサ11〜14の診断を行え
るようにしてもよい。
【0025】図9に示す検出器診断装置20′は、診断
スイッチ22′と、判定器23′と、タイマー24と、
異常表示器25と、バルブコントローラ(自動診断開始
手段)91とから構成されている。診断スイッチ22′
は、操作装置8にセンサ11〜14ごとに取り付けられ
る。各診断スイッチ22′はそれぞれオン操作される
と、判定器23′に開始信号を出力する。判定器23′
はこの開始信号から診断するセンサを判断し、このセン
サの診断用作動(例えば、起伏角センサ11の場合は起
仰作動であり、伸長量センサ13の場合は伸長作動であ
る。)に対応する規定時間を選択する。また、開始信号
はバルブコントローラ91にも送出される。バルブコン
トローラ91はは開始信号を受けると、バルブユニット
9′の切換制御を行い、上記診断用作動を行わせる油圧
アクチュエータ(起仰作動であれば起伏シリンダ5であ
り、伸長作動であれば伸縮シリンダである。)に所定流
量の作動油を供給させる。これにより、診断スイッチ2
2′のオン操作のみでブーム4が所定速度で診断用作動
を開始し、検出器診断装置20′では上記実施例と同様
にして各センサ11〜14の診断が行われる。
【0026】なお、上記いずれの実施例でも規定時間を
指標としてセンサの異常判定を行う検出器診断装置につ
いて説明したが、指標を他の要素にすることもできる。
例えば、伸長量センサ13の診断を行う場合においてブ
ーム4の所定伸長速度を指標とするのであれば、伸長量
が所定量ΔL変化するまでに要した時間を測定し、さら
にこの間の作動速度(=ΔL/測定時間)を算出する。
そして、この算出速度と所定伸長速度(=ΔL/所定時
間)とを比較して両者が不一致のときは、伸長センサ1
4を異常と診断することができる。また、伸長量センサ
13の診断を行う場合において、ブーム4が所定時間内
に伸長すべき所定伸長量ΔLを指標とするのであれば、
所定時間内に実際に変化した伸長量(L2 −L1 )を伸
長量センサ13の検出信号から算出し、この算出伸長量
と所定伸長量ΔLとを比較して両者が不一致のときは、
伸長センサ13を異常と診断することができる。さら
に、上記いずれの実施例でも高所作業車のブームに適用
した場合について説明したものであるが、本発明の検出
器診断装置はこれに限られるものではなく、クレーン車
のブーム等にも適用が可能である。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の検出器診
断装置では、検出器による検出値に基づいて測定・算出
した作動手段の作動時間、作動速度又は作動量(変化
量)を、予め計算等された規定時間、所定速度又は所定
変化量と比較して、これらが不一致の場合に検出器の異
常判定を行う。このため、本検出器診断装置を用いれ
ば、検出器による検出値が正常範囲の内外であるにかか
わらず、検出器の異常を確実に発見することができる。
なお、診断開始操作に基づいて作動手段の作動が開始さ
れるようにすれば、検出器診断を行おうとするときに操
作者が行うべき操作を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る検出器診断装置を備えた高所作業
車の側面図である。
【図2】上記高所作業車に取り付けられた起伏角センサ
の概念図である。
【図3】上記高所作業車に取り付けられた伸縮センサの
概念図である。
【図4】上記高所作業車に取り付けられた負荷センサの
概念図である。
【図5】上記検出器診断装置の構成図である。
【図6】上記検出器診断装置の作動説明図である。
【図7】上記検出器診断装置の作動説明用グラフ図であ
る。
【図8】上記検出器診断装置の作動説明用グラフ図であ
る。
【図9】上記検出器診断装置の第2実施例の構成図であ
る。
【符号の説明】
10 高所作業車 4ブーム 11〜14 センサ(検出器) 20,20′ 検出器診断装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定速度で作動する作動手段と、この作
    動手段の作動に伴って変化する対象値を検出する検出器
    とを備えてなる作業装置の検出器診断装置であって、 前記検出器の診断開始を指示するため操作される診断指
    示手段と、 前記作動手段が作動し、且つ前記診断指示手段が操作さ
    れたときに、この操作後前記検出器により検出される前
    記対象値が所定量変化するまでの時間を測定し、この測
    定時間と前記作動手段が前記所定速度で作動したときに
    前記対象値が前記所定量変化するのに要する時間である
    規定時間とが不一致のときは、前記検出器が異常である
    と判定する判定手段とから構成されることを特徴する作
    業装置の検出器診断装置。
  2. 【請求項2】 所定速度で作動する作動手段と、この作
    動手段の作動に伴って変化する対象値を検出する検出器
    とを備えてなる作業装置の検出器診断装置であって、 前記検出器の診断開始を指示するため操作される診断指
    示手段と、 前記作動手段が作動し、且つ前記診断指示手段が操作さ
    れたときに、この操作後前記検出器により検出される前
    記対象値が所定量変化するまでの前記作動手段の作動速
    度を算出し、この算出速度と前記所定速度とが不一致の
    ときは、前記検出器が異常であると判定する判定手段と
    から構成されることを特徴する作業装置の検出器診断装
    置。
  3. 【請求項3】 所定速度で作動する作動手段と、この作
    動手段の作動に伴って変化する対象値を検出する検出器
    とを備えてなる作業装置の検出器診断装置であって、 前記検出器の診断開始を指示するため操作される診断指
    示手段と、 前記作動手段が作動し、且つ前記診断指示手段の操作さ
    れたときに、この操作後前記検出器により検出された前
    記対象値が所定時間内に変化した量を算出し、この算出
    変化量と前記作動手段が前記所定速度で前記所定時間作
    動したときの前記対象値の変化量である規定変化量とが
    不一致のときは、前記検出器が異常であると判定する判
    定手段とから構成されることを特徴する作業装置の検出
    器診断装置。
  4. 【請求項4】 前記診断指示手段の操作に基づいて前記
    作動手段を前記所定速度で作動させる自動診断開始手段
    を備えたことを特徴とする請求項1,2又は3に記載の
    作業装置の検出器診断装置。
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