JP2000153999A - 高所作業車の制御装置 - Google Patents

高所作業車の制御装置

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JP2000153999A
JP2000153999A JP10329245A JP32924598A JP2000153999A JP 2000153999 A JP2000153999 A JP 2000153999A JP 10329245 A JP10329245 A JP 10329245A JP 32924598 A JP32924598 A JP 32924598A JP 2000153999 A JP2000153999 A JP 2000153999A
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彰彦 大平
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業台の姿勢調整を容易、且つ、迅速に行う
ことができ、作業効率を向上させることのできる高所作
業車の制御装置を提供する。 【解決手段】 作業台20に固定された水平面内のXY
座標系の座標値として基準点Oが設定される。演算装置
40は、首振り操作レバー33からの操作信号が入力さ
れたときには、基準点Oの空間位置を固定させたま
ま、垂直ポスト19が基準点Oを通る鉛直軸を中心と
し且つその鉛直軸と垂直ポスト19との距離を半径Lと
する円弧(円周)S上を、基準点OのXY座標値(x
1、y1)を変化させることなく移動するように、ブーム
16及び作業台20を連動作動させる制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車体上に起伏、伸
縮、旋回自在に設けられたブームの先端部に作業者搭乗
用の作業台を取り付けて構成された高所作業車の制御装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】高所作業車は一般に、車体と、車体上に
起伏、伸縮、旋回作動自在に設けられたブームと、ブー
ムの先端部に首振り(水平旋回)自在に取り付けられた
作業者搭乗用の作業台とを有して構成されている。そし
て作業台に設けられた操作ボックスには、ブームを起伏
・伸縮作動させるための起伏・伸縮操作レバーと、ブー
ムを旋回作動させるための旋回操作レバーと、作業台を
垂直ポスト(ブーム先端部において、作業台を首振り自
在に支持する部材)まわりに首振り作動させるための首
振り操作レバーとを備えている。このような構成の高所
作業車では、上記各操作レバーを操作してブームを適宜
起伏、伸縮、旋回作動させることにより作業台を所望の
位置へ移動させることができ、これにより高所での作業
を行うことができるようになっている。
【0003】このような高所作業車を用いることによ
り、構造物の壁塗り作業等も行うことができる。このよ
うな作業を行うときには、先ず作業台を作業対象の壁面
近くまで移動させ、作業台の側面が壁面にほぼ平行にな
るように整えた後、その側面を壁面にできるだけ近づけ
るように移動させる。作業台をこのような姿勢にするこ
とにより、作業者は作業現場(壁塗りをする箇所)へで
きるだけ近づくことができ、作業がし易くなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな壁塗り作業等を行う場合において、作業台を壁面に
平行にしようとして作業台の首振り作動を行うと、作業
台は垂直ポストを中心に首振り作動するため作業者自身
の位置が変化してしまい、作業台の姿勢を整えることに
手間取り、作業効率が悪いという問題があった。
【0005】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、作業台の姿勢調整を容易、且つ、迅速に行
うことができ、作業効率を向上させることのできる高所
作業車の制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【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、車体上に起伏、伸縮、旋回作動自在に
設けられたブームの先端部に水平面内で首振り作動自在
な作業者搭乗用の作業台が取り付けられた高所作業車の
制御装置であって、作業台に設けられ、手動操作により
作業台の旋回指令を行う旋回指令手段(例えば、実施形
態における首振り操作レバー33。但し、モード切換ス
イッチ34により水平移動モードが設定されていると
き)と、ブームを車体に対して起伏、伸縮、旋回作動さ
せるブーム作動手段(例えば、実施形態における起伏シ
リンダ17、伸縮シリンダ18及び旋回モータ15)
と、作業台をブームの先端部まわりに首振り作動させる
作業台作動手段(例えば、実施形態における首振りモー
タ21)と、旋回指令があったときに、作業台が作業台
に対して任意に設定された基準点を通る鉛直軸を中心に
旋回するように、ブーム作動手段及び作業台作動手段を
作動させる制御を行う制御手段(例えば、実施形態にお
ける演算装置40、起伏シリンダ駆動装置35、伸縮シ
リンダ駆動装置36、旋回モータ駆動装置37及び首振
りモータ駆動装置38)とを有する。なお、上記基準点
は作業台に搭乗した作業者自らが設定できることが好ま
しい。
【0007】このような構成の高所作業車の制御装置で
は、作業台をブーム先端部(例えば、実施形態における
垂直ポスト19)に限らず、作業台に対して任意に設定
された軸(基準点の設定によって設定される、基準点を
通る鉛直軸)を中心に旋回させることができるので、作
業台の姿勢調整を容易、且つ、迅速に行うことができ
る。具体的には、上記基準点を作業者(旋回指令手段等
の操作を行う作業者)の位置に設定することにより、作
業者の空間位置を変化させずに作業台の方向転換を行う
ことが可能であり、また、電柱回りの作業を行うときに
は、上記基準点を電柱の中心軸上(作業対象物の位置)
に設定することにより、作業台と電柱との間隔を一定に
保ったまま作業台を電柱まわりに移動させることが可能
である。このため本発明では作業効率を向上させること
ができるとともに、従来であればブームの伸縮・旋回作
動と作業台の首振り作動とを複合させて行わなければな
らなかった作業台の移動操作であっても、旋回指令手段
の操作のみで行うことができるので、熟練を必要とせ
ず、作業台を思わぬ方向へ移動させて構造物等に衝突さ
せてしまう虞がない。
【0008】また、上記構成による制御装置に、作業台
に設けられ、手動操作により作業台の直進移動指令を行
う直進移動指令手段(例えば、実施形態における起伏・
伸縮操作レバー31及び旋回操作レバー32。但し、モ
ード切換スイッチ34により水平移動モードが設定され
ているとき)を加えるとともに、制御手段が、直進移動
指令があったときに、基準点が作業台の車体に対する首
振り角度を一定に保たせながら直進移動するように、ブ
ーム作動手段及び作業台作動手段を作動させる制御を行
うようにすることが好ましい。作業台の直進移動につい
てはブーム先端部(例えば垂直ポスト)を直進移動させ
る制御を行ってもよいが、この制御装置では、作業台の
旋回については上記基準点を基準に(基準点を通る鉛直
軸を中心に)旋回作動させる制御を行っているので、作
業台の直進移動についても上記基準点を直進移動させる
制御を行うことにより、制御のアルゴリズムを簡単化す
ることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の好
ましい実施形態について説明する。図2は、本発明に係
る制御装置を備えた高所作業車10を示している。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11の前方には運転席12が設けられ、車体11の
前後左右4箇所には走行用車輪13、13、・・・が配
設されている。車体11上には旋回台14が取り付けら
れており、車体11に内蔵された旋回モータ15によっ
て水平旋回させることができるようになっている。ま
た、旋回台14にはブーム16の基端部が枢結されてお
り、旋回台14とブーム16の両方に跨って取り付けら
れた起伏シリンダ17の伸縮作動によりブーム16を起
伏作動させることができるようになっている。また、ブ
ーム16の内部には伸縮シリンダ18が設けられてお
り、この伸縮シリンダ18の伸縮作動によりブーム16
を伸縮作動させることができるようになっている。
【0010】ブーム16の先端に設けられた垂直ポスト
19には作業台20が取り付けられており、この作業台
20は首振りモータ21により垂直ポスト19まわりに
首振り作動自在になっている。ここで、垂直ポスト19
はレベリング装置(図示せず)を介してブーム16に取
り付けられているため常に垂直状態が保たれるようにな
っており、このため作業台20の首振り作動はブーム1
6の起伏角度の如何によらず常に水平面内で行われる。
【0011】車体11の前後左右4箇所それぞれには油
圧で作動するジャッキ22、22、・・・が設けられて
おり、これらジャッキ22、22、・・・を下方へ張り
出して走行用車輪13、13、・・・を地面から浮かせ
るように車体11を持ち上げ支持することにより、車体
11の安定を図ることができる。
【0012】図3に示すように、作業台20上に設けら
れた操作ボックス23には、起伏・伸縮操作レバー31
と、旋回操作レバー32と、首振り操作レバー33とが
それぞれ立設されている。起伏・伸縮操作レバー31は
手動操作により中立位置(立設状態の位置)から前後左
右及びその中間方向を含む360度いずれの方向へも傾
動させることが可能なように構成されている。起伏・伸
縮操作レバー31の基部(操作ボックス23の内部)に
は、起伏・伸縮操作レバー31の前後方向傾動量を検出
する第1ポテンショメータと、操作レバー31の左右方
向傾動量を検出する第2ポテンショメータとが設けられ
ており、第1ポテンショメータにおいて検出された情報
は第1操作信号として出力され、第2ポテンショメータ
において検出された情報は第2操作信号として出力され
る。旋回操作レバー32は手動操作により中立位置から
前後方向に傾動させることが可能なように構成されてい
る。旋回操作レバー32の基部には、操作レバー32の
前後方向傾動量を検出する第3ポテンショメータが設け
られており、この第3ポテンショメータにおいて検出さ
れた情報は第3操作信号として出力される。首振り操作
レバー33は手動操作により中立位置から前後方向へ傾
動させることが可能なように構成されている。首振り操
作レバー33の基部には、操作レバー33の前後方向傾
動量を検出する第4ポテンショメータが設けられてお
り、この第4ポテンショメータにおいて検出された情報
は第4操作信号として出力される。また、操作ボックス
23にはモード切換スイッチ34が設けられており、前
方若しくは後方へ位置させることにより、通常モードと
水平移動モードの切換を行うことができるようになって
いる(これら両モードの詳細については後述)。
【0013】図1に示すように、操作レバー31〜33
の操作により出力される第1〜第4操作信号はいずれも
演算装置40に入力される。また、演算装置40には、
ブーム16の起伏角度を検出する起伏角度検出器41、
ブームの長さを検出する長さ検出器42、旋回台14の
旋回角度(すなわちブーム16の旋回角度)を検出する
旋回角度検出器43及び作業台20の垂直ポスト19に
対する首振り角度を検出する首振り角度検出器44から
の検出情報が入力されており、これにより垂直ポスト1
9の現在の位置や作業台20の車体11に対する首振り
角度等が常時算出されている。なお、図示しないが、起
伏角度検出器41及び長さ検出器42はブーム16に設
けられており、旋回角度検出器43は旋回モータ15の
近傍に、首振り角度検出器44は首振りモータ21の近
傍に設けられている。また、モード切換スイッチ34か
らのモード信号(通常モード信号と水平移動モード信号
のいずれか)も演算装置40に入力される。
【0014】また、起伏シリンダ17は起伏シリンダ駆
動装置35により、伸縮シリンダ18は伸縮シリンダ駆
動装置36により、旋回モータ15は旋回モータ駆動装
置37により、首振りモータ21は首振りモータ駆動装
置38によりそれぞれ駆動されるようになっている。こ
れら駆動装置35〜38はいずれも電磁駆動式の方向制
御弁から構成されており、演算装置40からの信号によ
り作動するようになっている。
【0015】先ず、モード切換スイッチ34により通常
モードが設定されている場合について説明する。通常モ
ードが設定されている場合には、演算装置40は、出力
された第1操作信号を起伏シリンダ駆動装置35を作動
させる信号として認識し、第2操作信号を伸縮シリンダ
駆動装置36を作動させる信号として認識し、また第3
操作信号を旋回モータ駆動装置37を作動させる信号と
して認識する。このため、通常モードにおいては、起伏
・伸縮操作レバー31の前後方向の傾動操作はブーム1
6の起伏作動指令に対応し、左右方向の傾動操作はブー
ム16の伸縮作動指令に対応し、旋回操作レバー32の
前後方向の傾動操作はブーム16の旋回作動指令に対応
する。
【0016】演算装置40は、上記第1〜第3操作信号
に従って、起伏シリンダ駆動装置35、伸縮シリンダ駆
動装置36及び旋回モータ駆動装置37をそれぞれ単独
に作動させる。このため、起伏・伸縮操作レバー31を
前後方向に傾動操作することによりブーム16を起伏作
動させることが可能であり、左右方向に傾動操作するこ
とによりブーム16を伸縮作動させることが可能であ
り、また旋回操作レバー32を前後方向に傾動操作する
ことによりブーム16を旋回作動させることが可能であ
る。ここで、起伏・伸縮操作レバー31を斜め方向(前
後方向と左右方向の中間方向)に傾動操作した場合に
は、ブーム16の起伏作動と伸縮作動とが同時に行われ
る。また、演算装置40は、出力された第4操作信号に
基づいて首振りモータ駆動装置38を作動させる。この
ため首振り操作レバー33を傾動操作することにより作
業台20を垂直ポスト19まわりに首振り作動させるこ
とが可能である。このように、作業台20に搭乗した作
業者M(図3参照)は起伏・伸縮操作レバー31、旋回
操作レバー32及び首振り操作レバー33を操作するこ
とにより、作業台20を所望の高所に所望の姿勢で位置
させることが可能である。
【0017】次に、モード切換スイッチ34により水平
移動モードが設定されている場合について説明する。水
平移動モードが設定されている場合には、演算装置40
は、出力された第1操作信号を作業台20の位置を水平
面内で前後方向に移動させる信号として認識し、第2操
作信号を作業台20の位置を水平面内で左右方向に移動
させる信号として認識し、第3操作信号を作業台20の
位置を上下方向に移動させる信号として認識する。すな
わち、起伏・伸縮操作レバー31の前後方向の傾動操作
は作業台20の前後方向移動指令に対応し、左右方向の
傾動操作は作業台20の左右方向移動指令に対応し、旋
回操作レバー32の前後方向の傾動操作は作業台20の
上下方向移動指令に対応する。
【0018】演算装置40は、第1〜第3操作信号が入
力されたときには、作業台20に固定された水平面内の
XY座標系の座標値として設定された基準点O(図4、
5参照)を第1〜第3操作信号に従って前後、左右、上
下方向移動させるために必要なブーム16の起伏、伸
縮、旋回作動量を演算するとともに、これらブーム16
の作動量に対応する起伏シリンダ駆動装置35、伸縮シ
リンダ駆動装置36、旋回モータ駆動装置37の作動量
を算出したうえで、上記駆動装置35〜37を連動作動
させる。また、この駆動装置35〜37の連動作動に合
わせて、作業台20が車体11に対する首振り角度を維
持した状態で移動するように首振りモータ駆動装置38
も連動作動させる。このため、起伏・伸縮操作レバー3
1を前後方向に傾動操作することにより作業台20を水
平面内で前後方向に直進移動させることが可能であり、
左右方向に傾動操作することにより作業台20を水平面
内で左右方向に直進移動させることが可能であり、また
旋回操作レバー32を前後方向に傾動操作することによ
り作業台20を上下方向に直進移動させることが可能で
ある。ここで、起伏・伸縮操作レバー31を斜め方向
(前後方向と左右方向の中間方向)に傾動操作した場合
には、水平面内での前後方向移動と左右方向移動とが合
成された斜め方向への直進移動が行われる。なお、上記
基準点Oは作業台20に設けられた基準点設定装置(図
示せず)において、作業者Mが任意に設定することが可
能である。なお、この基準点Oは作業台20の内部であ
ると外部であるとを問わないが、作業台20の直進移動
時には作業者Mの位置等、作業台20の内部に設定して
おくことが好ましい。
【0019】また、演算装置40は、第4操作信号が入
力されたときには、作業台20を上記基準点Oを通る鉛
直軸を中心として水平旋回させるために必要なブーム1
6の伸縮、旋回作動量及び作業台20の首振り作動量を
演算するとともに、これらブーム16及び作業台20の
作動量に対応する起伏シリンダ駆動装置35、伸縮シリ
ンダ駆動装置36、旋回モータ駆動装置37及び首振り
モータ駆動装置38の作動量を算出したうえで、上記駆
動装置35〜38を連動作動させる。このため水平移動
モードでは、首振り操作レバー33を前後方向に傾動操
作することにより、作業台20を任意に設定した軸(基
準点Oの設定により設定される、基準点Oを通る鉛直
軸)を中心として水平面内で旋回させることが可能であ
る。
【0020】基準点Oは前述したように任意に設定する
ことが可能であり、例えば図4に示すように、基準点O
を作業者Mの位置に設定(座標(x1、y1)で指定)し
た場合には、作業者Mの空間的な位置を変化させずに作
業台20の方向転換を行うことが可能である。このた
め、作業台20の側面を構造物の壁面に平行に横付けさ
せる姿勢調整(例えば壁塗り作業等)が容易となる。な
お図4において、実線は旋回前の位置を、また鎖線は旋
回後の位置を示している。また、電柱まわりの作業を行
うような場合には、図5に示すように、基準点Oを電柱
Dの中心軸上に設定することが好ましい(座標(x2
2)で指定)。この場合には、基準点Oを通る鉛直軸
と電柱Dの軸とが一致するので、作業台20と電柱Dと
の間隔を一定に保ったまま、作業台20を電柱Dまわり
に移動させることが可能である。なお図5において、実
線は旋回前の位置を、また鎖線は旋回後の位置を示して
いる。上記図4は基準点Oが作業台20の内部に設定さ
れた場合の例であり、また図5は基準点Oが作業台20
の外部に設定された場合の例であるが、いずれの場合に
おいても演算装置40は、第4操作信号が入力されたと
きには、基準点Oの空間位置を固定させたまま、垂直
ポスト19が基準点Oを通る鉛直軸を中心とし且つそ
の鉛直軸と垂直ポスト19との距離を半径L(図4及び
図5参照)とする円弧(円周)S上を、基準点OのX
Y座標値(例えば、上記(x1、y1))を変化させるこ
となく移動するように、ブーム16及び作業台20を連
動作動させる(駆動装置35〜38を連動作動させる)
制御を行う。
【0021】このように、本発明に係る高所作業車の制
御装置においては、作業台20を垂直ポスト19に限ら
ず、作業台20に対して任意に設定された軸(基準点O
の設定によって設定される、基準点Oを通る鉛直軸)を
中心に旋回させることができるので、作業台20の姿勢
調整を容易、且つ、迅速に行うことができる。このため
本発明では、作業効率を向上させることができるととも
に、従来であればブームの伸縮・旋回作動と作業台の首
振り作動とを複合させて行わなければならなかった作業
台の移動操作であっても、首振り操作レバー33の操作
にのみで行うことができるので、熟練を必要とせず、作
業台20を思わぬ方向へ移動させて構造物等に衝突させ
てしまう虞がない。
【0022】また、水平モードにおける作業台20の旋
回は作業台の直進移動中にも行うことができるので、作
業台20を直進移動させながら方向転換させることも可
能である。また、基準点Oを作業者Mの位置に設定し、
起伏・伸縮操作レバー31及び首振り操作レバー33を
同時に操作することにより、作業者Mの位置が水平面内
で曲線軌道を描くように作業台20を移動させることも
可能である。また、作業台20の旋回において、基準点
Oの位置を作業台20の遠方(無限遠)に設定すること
により、作業台20の軌道を近似的に直線にすることが
できるので、起伏・伸縮操作レバー31を用いずに首振
り操作レバー33のみで(前述の基準点設定装置の操作
は必要である)作業台20を直進移動させることも可能
である。
【0023】なお、水平移動モードにおける作業台20
の直進移動については垂直ポスト19を前後、左右、上
下方向に直進移動させる制御を行ってもよいが、この制
御装置では作業台20の旋回については基準点Oを基準
に(基準点Oを通る鉛直軸を中心に)旋回作動させる制
御を行っているので、作業台20の直進移動についても
基準点Oを直進移動させる制御を行うことにより、制御
のアルゴリズムを簡単化することができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る高所
作業車の制御装置においては、旋回指令手段と、ブーム
作動手段と、作業台作動手段と、制御手段とを有し、制
御手段が、旋回指令があったときに、作業台が作業台に
対して任意に設定された基準点を通る鉛直軸を中心に旋
回するように、ブーム作動手段及び作業台作動手段を作
動させる制御を行う。このため、作業台をブーム先端部
に限らず、作業台に対して任意に設定された軸(基準点
の設定によって設定される、基準点を通る鉛直軸)を中
心に旋回させることができるので、作業台の姿勢調整を
容易、且つ、迅速に行うことができる。このため本発明
では作業効率を向上させることができるとともに、従来
であればブームの伸縮・旋回作動と作業台の首振り作動
とを複合させて行わなければならなかった作業台の移動
操作であっても、旋回指令手段の操作のみで行うことが
できるので、熟練を必要とせず、作業台を思わぬ方向へ
移動させて構造物等に衝突させてしまう虞がない。
【0025】また、上記構成による高所作業車の制御装
置に、作業台に設けられ、手動操作により作業台の直進
移動指令を行う直進移動指令手段を加えるとともに、制
御手段が、直進移動指令があったときに、基準点が作業
台の車体に対する首振り角度を一定に保たせながら直進
移動するように、ブーム作動手段及び作業台作動手段を
作動させる制御を行うようにすることが好ましく、この
ような構成とすることにより、制御のアルゴリズムを簡
単化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る高所作業車の制御装置の構成を示
すブロック図である。
【図2】上記制御装置を備えた高所作業車の構成を示す
斜視図である。
【図3】上記高所作業車の作業台を示す斜視図である。
【図4】基準点を作業者の位置に設定して作業台を旋回
させたときの作業台及びブームの位置変化を示す平面図
である。
【図5】基準点を電柱の中心軸上に設定して作業台を旋
回させたときの作業台及びブームの位置変化を示す平面
図である。
【符号の説明】
10 高所作業車 16 ブーム 20 作業台 31 起伏・伸縮操作レバー(直進移動指令手段) 32 旋回操作レバー(直進移動指令手段) 33 首振り操作レバー(旋回指令手段) 15 旋回モータ(ブーム作動手段) 17 起伏シリンダ(ブーム作動手段) 18 伸縮シリンダ(ブーム作動手段) 21 首振りモータ(作業台作動手段) 35 起伏シリンダ駆動装置(制御手段) 36 伸縮シリンダ駆動装置(制御手段) 37 旋回モータ駆動装置(制御手段) 38 首振りモータ駆動装置(制御手段) 40 演算装置(制御手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3F333 AA08 AB04 AC01 BA26 BB26 BD02 BE01 CA19 CA21 DA06 DA07 DB10 FD02 FD03 FD04 FD07 FD09 FE04 FE08 FE09

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車体上に起伏、伸縮、旋回作動自在に設
    けられたブームの先端部に水平面内で首振り作動自在な
    作業者搭乗用の作業台が取り付けられた高所作業車の制
    御装置であって、 前記作業台に設けられ、手動操作により前記作業台の旋
    回指令を行う旋回指令手段と、 前記ブームを前記車体に対して起伏、伸縮、旋回作動さ
    せるブーム作動手段と、 前記作業台を前記ブームの先端部まわりに首振り作動さ
    せる作業台作動手段と、 前記旋回指令があったときに、前記作業台が前記作業台
    に対して任意に設定された基準点を通る鉛直軸を中心に
    旋回するように、前記ブーム作動手段及び前記作業台作
    動手段を作動させる制御を行う制御手段とを有すること
    を特徴とする高所作業車の制御装置。
  2. 【請求項2】 前記基準点が前記旋回指令手段を操作す
    る作業者の位置又は作業対象物の位置に設定されたこと
    を特徴とする請求項1記載の高所作業車の制御装置。
  3. 【請求項3】 前記作業台に設けられ、手動操作により
    前記作業台の直進移動指令を行う直進移動指令手段を有
    し、 前記制御手段が、前記直進移動指令があったときに、前
    記基準点が前記作業台の前記車体に対する首振り角度を
    一定に保たせながら直進移動するように、前記ブーム作
    動手段及び前記作業台作動手段を作動させる制御を行う
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の高所作業
    車の制御装置。
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