JP2002536274A - 荷重リフト装置を制御するためのシステムと装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、制御可能な駆動装置（２）と、前記駆動装置（２）に連結され、かつ、重力に依って少なくとも非作動位置において垂直（Ｚ−Ｚ）にアラインメントされるリフト部材（２）とを備える荷重リフト装置（１）を制御するシステムに関する。前記システムは、更に、荷重をバランスさせるための調整回路を備える。前記調整回路は、前記リフト部材（５）の実質的に垂直（Ｚ−Ｚ）な移動に対応すると共に前記駆動装置（２）の制御用の入力信号を示す経路依存信号を発生する装置を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、制御可能な駆動装置と、この制御可能装置に接続され重力によって
、少なくとも静止位置において垂直にアラインメントされる荷重支持部材と、こ
の荷重支持部材に接続された荷重受け装置と、荷重をバランスさせるための調整
回路とを備える荷重リフト装置を制御するシステムに関する。本発明はまた、特
にそのようなシステムによって実行可能な制御方法に関する。

【０００２】 上述したタイプのシステムは、電動モータ及び流体手段によって駆動される荷
重リフト装置を備えたものが知られている。これらのシステムは、荷重受け装置
上に保持されるあらゆる種類の荷重が手動で案内される移動の事例で、過度の物
理的な力が掛ることを防ぐ役目を果たす。荷重のバランスの結果、荷重は選択さ
れた高さに吊るされ、意図された位置へと最小限の力で案内することができる。
そのようなシステムで走行レール構造上で少なくとも一つの水平方向に案内され
るクレーントロリーを有するものが、たとえば、ドイツ実用新案ＤＥ２９７１９
８６５Ｕ１から知られている。これら公知の荷重リフト装置の荷重支持部材を可
撓性のものとして、これをドラムに巻き付けるように（ケーブル、チェーン）構
成したり、あるいは、それを屈曲可能で剛性のあるものとすることが可能である
。

【０００３】 屈曲可能で剛性のある荷重支持部材を備えた荷重リフト装置は、たとえば、Ｄ
Ｅ４３４２７１５Ａ１から知られている。この公開された出願には、垂直な枢支
軸の周りで揺動可能な水平に突出する荷重支持アームを備えた手動案内型のマニ
ピュレータが記載されている。

【０００４】 前記荷重支持アームの前記枢支軸から遠ざかる方向を向いた端部の底端部には
、荷重受け手段を備えるリフト装置が支持されている。前記荷重支持アームは、
互いに相前後して配置され、垂直な揺動軸心を備えたジョイントによって互いに
接続されて角度付きアームを形成する二本のサブアームを有する。前記荷重支持
アームは、二本のサブアームから形成された別の角度付きアームを有し、この別
の角度付きアームは、第１の前記角度付きアームを補足することで、水平面内に
位置する変形可能な平行四辺形を形成する。

【０００５】 荷重リフト装置のための幾つかの公知の制御システムの場合には、空荷重と受
ける荷重の大きさを、レギュレータ上にプリセットする必要がある。この欠点を
避けるために、たとえばＥＰ０７３３５７９Ａ１から知られているように、荷重
リフト装置に重力測定手段を設けることが可能である。

【０００６】 本発明の課題は、上述したタイプの制御システム及びそれに対応する方法に於
いて、重量をプリセットすることなく、制御によって直接的に荷重のバランスを
実現することに使用でき、且つ、簡単な操作を高いレベルの安全性と共に約束す
るものを提供することにある。

【０００７】 これは、本発明に依れば、荷重のバランスを目的とした調整回路が、前記負荷
支持部材の実質的に垂直な移動に対応し、前記駆動装置を制御するための入力信
号として作用する経路依存信号を発生する装置を有することによって達成される
。

【０００８】 荷重が一旦前記荷重受け装置に受けられると、前記駆動装置によって付与され
る力、又は、それに対応するトルクを、それが荷重の重量に対応するまで、自動
的に急速に増大させることが可能となる。駆動力のこの増大は、電動モータによ
って駆動される駆動装置の場合、モータ電流制御によって得られ、油圧型駆動装
置の場合、その流体圧を例えばサーボバルブによって制御することによって得ら
れる。前記重量補償が達成された時間的な地点は、ここでは、前記経路依存信号
を発生する装置によって測定できる。前記駆動装置の作用下で、前記負荷支持部
材の実質的に垂直な移動が開始される時には、バランスされた状態が確立されて
いる。ここで前記経路依存信号の大きさは、所望の値と有効に比較され、もしも
後者に到達したら、前記駆動装置によって付与それる応力又は前記トルクは、そ
の到達した値で一定に維持される。このように重量は完全に自動的にバランスさ
れる。前記所望の値の検出は、ミリ秒の範囲で行われ、非常に迅速であるので、
前記負荷支持部材の垂直移動はオペレータによって感知されず、従って、更に、
作業に対して乱すような影響がない。

【０００９】 前記駆動装置は、特に電動サーボモータの場合のように、経路依存信号を発生
する装置を有する電動モータとすることができ、その場合、前記経路依存信号は
回転角に対応し、モータから直接取り出すことが可能である。その他のタイプの
電動モータの場合には、たとえば、前記経路依存信号を発生する前記装置を、前
記モータの駆動軸と同軸に配置されたインクリメンタルエンコーダとして構成す
ることが有利である。

【００１０】 本発明は更に、駆動装置が、たとえば、空気圧ピストン／シリンダの構成、又
は、空気圧で作動する再循環型ボールネジと言った流体作動型駆動装置であるよ
うな荷重リフト装置にも有利に使用することができる。

【００１１】 前記システムの構成を更に操作の簡単なものとするために、前記荷重支持部材
の垂直移動のためのコントローラを提供することが可能である。この場合、前記
コントローラは、制御部材と、前記荷重受け装置のためのハンドリング装置と、
応力依存信号を発生する装置とを有し、前記応力依存信号は、ハンドリング装置
に対して垂直に作用する操作力に対応しており、前記制御部材は、前記応力依存
信号の所望の値からの偏差に基づいて、前記荷重支持部材の移動を開始すること
を目的とした前記駆動装置のための制御信号を発生し、前記移動が、前記操作力
の方向と、更に、好ましくは前記操作力の大きさにも対応するように構成されて
いる。

【００１２】 本発明の更に別の構成では、予め設定された前記所望値と、前記制御部材の送
信特性の両方を、前記荷重に対応する信号に基づいて設定部材によって変化させ
ることも可能である。このような案内制御によって、本発明のシステム内で発生
する、荷重に起因する摩擦力を補償することが可能となる。

【００１３】 本発明のもう一つの利点は、荷重支持部材の垂直移動のためのコントローラの
前記制御部材、前記コントローラの所望値の設定部材等と言った、本発明のシス
テムにおける制御又は調整作用を有する全ての部材は、単一のプログラマブルコ
ントローラを構成する部分とすることが可能であることである。

【００１４】 本発明のその他の利点は従属請求項と、以下の説明に記載されている。

【００１５】 次に、本発明を、図面に図示された好適な実施例を参照してより詳細に説明す
る。これら図面に於いて、 図１は、荷重リフト装置を制御するためのシステムの使用法の基本的な説明を
示し、 図２は、電動駆動装置を備えた本発明によるシステムのリフトサブアセンブリ
の断面を示し、 図３は、本発明によるシステムのコントローラの概略説明を示し、 図４は、本発明によるシステムのハンドリング装置の第１構成の前面図を示し
、 図５は、本発明によるシステムのハンドリング装置の第２構成の一部破断側面
図を示し、 図６は、流体作動型駆動装置を備える本発明のシステムのリフトサブアセンブ
リの簡略化された断面図を示し、 図７は、特に流体作動型駆動装置を備える本発明によるシステムのための安全
装置の長手方向断面図を示し、 図８は、屈曲可能で剛性のある荷重支持部材を備えた本発明のシステムの更に
別の構成を示している。

【００１６】 これら種々の図面に於いて、同じ部材には常に同じ符号が付与され、従って、
それらの説明は通常それぞれ一回だけなされる。

【００１７】 図１が示すように、荷重リフト装置１を制御するためのシステムは、リフトサ
ブアセンブリ３内に配置された制御可能な駆動装置２を有する。リフトサブアセ
ンブリ３は、走行レール構造４上で少なくとも一つの水平方向Ｘ−Ｘに案内され
るクレーントロリーとして構成されている。駆動装置２には、少なくとも静止位
置に於いて重力によって垂直方向Ｚ−Ｚにアラインメントされる荷重支持部材５
が接続されている。この荷重支持部材５は、リフトサブアセンブリ３の内部に配
置されたドラム６にフレキシブルに（屈曲状に緩く）巻き付けられるケーブルで
ある。

【００１８】 図２の断面図は、第１実施形態におけるリフトサブアセンブリ３を、具体的に
はどのように構成可能かを示している。リフトサブアセンブリ３は、ハウジング
３ａを有し、その内部には、電動駆動装置２としてのサーボモータと、前記ケー
ブルを巻回するためのドラム６とが配置されている。

【００１９】 荷重支持部材５には荷重受け装置７が接続されている。前記荷重受け装置は、
図示された事例では、オペレータ８によって手動操作可能な荷重受け機構、特に
、たとえばリール等、筒状の受け開口部を備える荷重９を受けるためのクランプ
グリッパを備えた装置である。

【００２０】 荷重支持部材５の自由端部には、荷重受け装置７のためのハンドリング装置１
０が固定されており、このハンドリング装置１０も移動の案内のために作用する
。

【００２１】 図３中の本発明によるシステムのコントローラの略図が示すように、前記シス
テムは、荷重バランスのための調整回路を備える。この調整回路に設けられてい
る装置１１は、荷重支持部材５の実質的に垂直な移動に対応し、駆動装置２を制
御するための入力信号として作用する経路依存信号Ｓを発生する。前記調整回路
に更に備えられた調整部材１２は、経路依存信号Ｓの所望値Ｗからの偏差ΔＳに
基づき、駆動装置２のためのアクチュエータ部材１３に対して、荷重支持部材５
の移動のための調整信号Ｒを発生可能に構成されている。アクチュエータ部材１
３は、たとえば、図２に図されている前記サーボコントローラなどの、電動モー
タのモータトルク（操作変数Ｉ）を、或いは、図６に図されたサーボバルブ等の
流体装置内の圧力Ｑを変化させるための装置とすることができる。

【００２２】 荷重９が一旦、荷重受け装置７によって受けられると、駆動装置２によって付
与されるトルクは、受けられる荷重９の重量にそれが対応するまで、自動的に急
速に増大される。この場合、荷重９の一旦達成されたバランス状態が確立されて
いることを判定するために、経路依存信号Ｓが測定される。この信号Ｓは、重量
補償に続いて始まる荷重移動の開始行程及び／又は初期行程に関する情報を含ん
でいる。経路依存信号Ｓは、所望値Ｗと比較される（偏差ΔＳの形成）。信号Ｓ
と所望値Ｗとが対応すると（ΔＳ＝０）、駆動装置２によって付与されるトルク
は、到達された値で一定に維持される。ここで、調整信号Ｒは、定数切替え目的
の為に作用する。荷重支持部材５及び／又は荷重９の移動は、かくして停止に到
る。ここで、予め設定された所望値Ｗは極めて小さいことが有利である。一定の
モータトルク又は圧力Ｑは、荷重受け装置７上に位置する荷重９の重量の測定値
を構成し、対応する信号として処理され得る。

【００２３】 駆動装置２としてサーボモータを使用することは、それが経路依存信号Ｓ（駆
動軸の回転角αに関する）を供給するので、それ自身が既に、経路依存信号を発
生する装置１１を含む乃至は構成するという利点を有する。

【００２４】 図３からも理解されるように、本発明のシステムは、荷重支持部材５の垂直Ｚ
−Ｚ移動のためのコントローラを備えると有利である。この図示されたコントロ
ーラは、制御部材１４と、荷重受け装置７のためのハンドリング装置１０と、ハ
ンドリング装置１０に対して実質的に垂直Ｚ−Ｚに作用する操作力Ｆに対応する
応力依存信号Ｐを発生するための装置１５とを有する。ここで、制御部材１４は
、応力依存信号Ｐの所望値Ｖからの偏差ΔＰに基づいて、荷重支持部材５の移動
開始を目的とした、駆動装置２のための制御信号Ｔを発生可能に構成することが
できる。そして、この移動は、操作力Ｆの方向と、更に操作力Ｆの大きさとに対
応することが好ましい。

【００２５】 図３は、更に、本発明のシステムが、前記ハンドリング装置に対して垂直に作
用する操作力Ｆに対応する応力信号Ｐのための所望値Ｖを、荷重９に対応する信
号（たとえば、電流Ｉ、圧力Ｑ）に基づいて変化させる設定部材１６をも備え得
ることを示している。更に、設定部材１６が、応力信号Ｐの所望値Ｖからの偏差
ΔＰに基づいて前記駆動装置のための制御信号Ｔを発生する制御部材１４の送信
特性を変化させるように構成することも可能である。既に述べたように、そのよ
うな案内調整は、本発明のシステムで、たとえば、荷重支持部材５のためのドラ
ム６上に乃至はギア機構内に生じる荷重起因性の摩擦力を補償するために好適で
ある。このようにして操作力Ｆを最小化することができる。

【００２６】 荷重支持部材５の垂直Ｚ−Ｚ移動（荷重移動を含む）のための前記コントロー
ラは、前記荷重バランス調整の存在又はそのタイプと無関係に（案内調整を伴い
及び伴わず）使用可能である。従って、たとえば、荷重バランスを目的とした調
整回路が備わっていないシステムの駆動装置２を、操作力Ｆを介して直接的に速
度制御することが可能である。そのようなコントローラは、特に、たとえば、主
要な進行移動として荷重支持部材５の垂直Ｚ−Ｚ移動が上から下に生じる荷重９
をパレット積みするのに好適である。この場合、荷重支持部材５の垂直Ｚ−Ｚ移
動（下方移動）は、経路依存信号Ｓの大きさに応じて制動されることが好ましい
。これにより、たとえば、荷重９を非常に「スムース」に着地させることができ
る。何故ならば、垂直Ｚ−Ｚ搬送経路の最後の段階では、所望値Ｖ及び／又はア
クチュエータ部材１６の送信特性を、（搬送経路の残りの部分での状態と比して
）比較的大きな操作力Ｆが、荷重支持部材５及び／又はその上の前記荷重受け装
置の比較的小さな移動に対応するようにできるからである。そのような可能性は
、図３の破線で示された経路依存信号Ｓの前記信号の流れによって例示されてい
る。

【００２７】 オペレータ８の安全性を高めるために、本発明のシステムは、様々な安全機能
を備えたものにできる。すなわち、これは図３からも理解できるが、荷重受け装
置７の手動操作可能な荷重受け機構に対して、特に、図１に示されたクランプグ
リッパ等のクランプ又はグリップ機構に対して、安全コントローラを設けること
ができる。この安全コントローラは、経路依存信号Ｓを発生する装置１１と、経
路依存信号Ｐを発生する装置１５とに接続された安全制御部材１７を備えること
ができ、前記荷重受け機構の手動操作を阻止し、応力依存信号Ｐの存在下で、経
路依存信号Ｓが存在しない場合にのみ前記阻止を解除する（信号Ｂ）。後者は、
荷重９が静止状態にある場合である。特に垂直Ｚ−Ｚ方向下向きの操作力Ｆがあ
っても、荷重９は最早移動せず、従って、経路依存信号Ｓもまた最早検出されな
い。

【００２８】 経路依存信号Ｓは、荷重支持部材５の最大移動速度が超過された時に制動をも
たらすためにも使用可能である。

【００２９】 駆動装置２のために及び／又は荷重支持部材５の移動を阻止するために、本発
明のシステムに更に別の安全コントローラを組み込むことが可能である。これも
、図３に示されている。この安全コントローラは、ハンドリング装置１０の使用
を登録するためのセンサ１８特に光バリアを有し、更に、駆動装置２をスイッチ
オフし及び／又は荷重支持部材５の移動を阻止し、センサ１８がハンドリング装
置１０の使用を示した時（信号Ａ）にのみ駆動装置２をスイッチオンし及び／又
は荷重支持部材５の移動阻止を解除する（信号Ｕ）スイッチング部材１９を有す
ることができる。

【００３０】 荷重バランスを目的とした前記調整回路の調整部材１２、及び／又は、荷重支
持部材５の垂直移動のための前記制御手段の制御部材１４、及び／又は、前記コ
ントローラの所望値Ｖのための設定部材１６、及び／又は、駆動装置２のための
および／或いは荷重支持部材５を阻止するための前記安全コントローラのスイッ
チング部材１９、及び／又は、荷重受け装置１０のための前記安全コントローラ
の安全制御部材１７は、別々に又は共に、一つのプログラマブルコントローラＳ
ＰＳを構成する要素であることが有利である。これは、図３に上述した各コンポ
ーネントを囲む線で示されている。特に、プログラマブルコントローラＳＰＳを
用いた種々の操作タスクの広範囲に渡る個々の適用の可能性に加えて、デジタル
化された信号処理により、前記制御システムの動的な挙動を、非常に好都合で且
つ柔軟な要領で変化させることも可能である。

【００３１】 プログラマブルコントローラＳＰＳは、既に図２に示したように、駆動装置２
の近傍、特に、駆動装置２を収納するリフトサブアセンブリ３内に配置すると有
利である。

【００３２】 図４は、図１に１０で示された本発明のシステムのハンドリング装置をいかに
構成可能かを例示している。ハンドリング装置１０は、オペレータ９が両手で操
作するように構成されており、フレーム状を呈する。図示された構造の重要な特
徴は、ハンドリング装置１０が少なくとも二つの主部分１０１，１０２を有し、
これらの内の第１部分１０１が、一方では、上クロス支柱１０３上で荷重支持部
材５（固定位置５ａ）に固定接続されており、かつ、他方では、下クロス支柱１
０４上で荷重受け装置７（クランプグリッパ）に接続されていることである。第
１部分１０１の二つのクロス支柱１０３，１０４は、側方に配置された筒状コネ
クタ１０５を介して互いに接続され、その結果、前述したフレーム状の基本形状
が形成されている。

【００３３】 操作力Ｆが作用する第２部分１０２は、第１部分１０１に対して移動可能で、
且つ、第１部分１０１より短い全長を備えて構成されている。これも同様に、二
つのクロス支柱１０３，１０４の間、具体的には、第１部分１０１の上クロス支
柱１０３の近傍に配置されたクロス支柱１０６を有する。側方に配置された複数
の筒状コネクタ１０７も同様に、第１部分１０２のクロス支柱１０６に固定され
ており、これらは各々、手動操作用のハンドルを形成し、第１部分１０１の筒状
コネクタ１０５を同心状に包囲し、下方側にて第１部分１０１上に弾性的に支持
されている。運転中は、前記操作力の約半分Ｆ／２が各ハンドルに作用する。

【００３４】 図４を参照して既に説明したように、応力依存信号Ｐを提供するための装置１
５としてハンドリング装置１０に対して設けられているのは、操作力Ｆの作用下
で発生する二つの部分１０１，１０２の相対的な位置の変化を感知する少なくと
も一つの特に誘導型の変位センサである。この変位センサは、特に、ハンドリン
グ装置１０の、第１部分１０１の上クロス支柱１０３と、第２部分１０２のクロ
ス支柱１０６との間の距離Ｈの変化ΔＨ（図４も参照のこと）の信号を出す。

【００３５】 図４は、更に、荷重受け装置７の圧縮空気供給部と動力供給部への接続部１０
８，１０９をも示しており、これらは、第１部分１０１の上クロス支柱１０３に
配置されている。前記第２部分のクロス支柱１０６には、更に、荷重支持部材５
の垂直方向Ｚ−Ｚの移動のコントローラのためのオンスイッチ１１０とオフスイ
ッチ１１１とが配置されている。手動操作（両手を用いた操作）用の更に別のス
イッチ１１２，１１３が、第２部分１０２の、ハンドルとして構成された二つの
筒状コネクタ１０７上に取り付けられている。これらは、前記クランプグリッパ
の揺動作用および／又は解除作用を作動させる役目を果たす。既に述べたように
、安全制御部材１７によって前記安全コントローラを使用することによって、前
記荷重受け機構の手動操作、特に解除作用を阻止し、且つ、応力依存信号Ｐの存
在下で、経路依存信号Ｓが存在しない時にのみ、前記阻止を解除することができ
る。

【００３６】 図５は、本発明のシステムのハンドリング装置１０の更に別の構成を示す。こ
のハンドリング装置１０は、オペレータ８が片手で操作するように構成され、こ
れは長尺状である。この構成で重要なことは、ハンドリング装置１０は少なくと
も二つの主部分１０１，１０２を有し、これらの内の第１部分１０１は、一方で
、その上方側で荷重支持部材５に強固に連結され、他方で、その下方側で荷重受
け装置７に固定されている点である。この実施形態では、第２部分１０２は、特
に誘導型の変位センサのような、応力依存信号Ｐを提供するための装置１５に接
続されたハンドレバーとして構成されている。前記変位センサは、第１部分１０
１の内部に配置され、前記ハンドレバーに加えられる操作力Ｆによって変化し得
る二つの主部分１０１，１０２の間の距離（図５では具体的に示されていない）
に関する信号Ｐを提供する。ハンドリング装置１０の移動案内のために、第１部
分１０１に固定されたハンドル１１４が設けられている。

【００３７】 このセンサの構成及び選択により、ハンドリング装置１０の前記二つの実施形
態（図４，５）の場合、操作力Ｆを極めて正確に感知することができる。これら
二つのハンドリング装置１０の構成は、電動及び流体型駆動装置２の双方と組み
合わせて使用することが可能である。

【００３８】 既に述べた第２の駆動装置の実施形態、すなわち、流体で作動する駆動装置２
を備えた本発明のシステムが、図２と同様に記された図６に示されている。ここ
でも、リフトサブアセンブリ３はハウジング３ａを備え、このハウジング３ａ内
に、ケーブル（荷重支持部材５）を巻き取るためのドラム６と、最も単純な事例
における流体作動駆動装置２としての空気圧シリンダとを配置可能である。しか
し図面には、それ自身公知の別の空気圧装置２が示されている。このような駆動
装置２は、たとえば、側方を閉鎖された筒状ジャケットと、それらの間に固定取
り付けされたボールネジとを備えたものとできる。前記ボールネジにより、筒状
ジャケット内に配置されたピストンが圧縮空気を受けた時に発生する直動移動を
、ドラム６を駆動するための回転移動に変換することができる。この構成では、
経路依存信号Ｓを発生する装置１１は、ドラム６と同軸状に好ましく配置された
、あるいは、図示されているように、荷重支持部材５のための偏向ローラ６ａ上
に配置可能なインクリメンタルエンコーダである。すなわち、経路依存信号Ｓは
ドラム６の回転角αに対応する。流体作動式の駆動装置２を備えた本発明のシス
テムでは、図示されているように、更に別の安全装置を設けることが可能である
。これは、流体、特に空気によって作動し、可撓性の荷重支持部材５、特にケー
ブルに作用するブレーキ２０である。

【００３９】 このブレーキ２０自身が、図９に図されている。それは、ハウジング２１の上
部を閉じるカバー２２と、ハウジング２１の下部側を閉じるベースプレート２３
とを備えた筒状ハウジング２１を有する。ピストン２４が、ハウジング２１内を
長手方向に移動可能に案内され、このピストンはハウジング２１を、圧力発生流
体用の封止された圧力チャンバ２５と、発条チャンバ２６とに分割している。カ
バー２３，ベースプレート２３及びピストン２４の各々は、荷重支持部材５用の
導入開口部（具体的に図示せず）を備えている。発条チャンバ２６内には、荷重
支持部材５の周りに、少なくとも二つのブロック部材２７が配置され、これらは
図示された構成では具体的にはボールである。これらブロック部材２７は、一方
では発条２８の作用を受け、他方では流体作用下でのピストン２４の作用を受け
る。発条チャンバ２６は、ピストン２４の方向にテーパした領域２９を有するの
で、ブロック部材２７は、流体圧作用の存在下で領域２９の発条側部分に位置す
る時には、荷重支持部材５を解放し、流体圧作用の不在下で発条２８の作用によ
って領域２９のピストン側部分に移動した時には、ハウジング２１内の荷重支持
部材５を捕捉する。この安全装置によって、流体の作用圧が弱まった時に、荷重
９が落下して破壊されることが防止される。

【００４０】 流体型駆動装置２の大きな欠点は、荷重９が荷重受け装置７から不用意に解放
された時のリスクにある。荷重９の突然の不在の結果、駆動装置２の爆発的な反
動として表われ、この場合、荷重支持部材５が上方に割ける。上述したブレーキ
２０は、そのような状況を安全の観点から防止するためにも使用することができ
る。この目的の為に、ブレーキ２０は、リフトサブアセンブリ３内における、図
６及び図７に示された位置に対して１８０°回転させた位置に設置することがで
きる。従って、荷重支持部材５の実質的に垂直方向Ｚ−Ｚの移動（この場合は上
向きの移動）に対応する経路依存信号Ｓを、ブレーキ２０を制御するための、よ
り正確には圧力チャンバ２５用の圧力開放弁を開放するための入力信号として付
加的に使用することが可能である。かくして、荷重支持部材５の急激な上向きの
移動が防止され、流体型駆動装置２の力と対抗する力がブレーキ２０内で増大し
、駆動装置２が破壊されて危険な状況が発生することが防止される。図６及び７
に示された設置位置のブレーキ２０は、１８０°回転した位置のブレーキ２０と
好適に組み合わせることができる。

【００４１】 特に、流体型駆動装置が存在する場合には、荷重バランスを目的とした調整回
路用の、荷重支持部材５の垂直Ｚ−Ｚ移動のためのコントローラ用の、一つ又は
複数の安全コントローラ用、及び／又は、前記プログラマブルコントローラ（Ｓ
ＰＳ）用の動力供給のための、特に交換可能な充電池を設けると有利である。こ
れにより、主動力源を設ける必要がなくなる。そのような蓄電池は、たとえば、
ハンドリング装置１０上又はハンドリング装置１０内に配置することができ、そ
の結果、それをシステムから容易に取り外し、充電されたら再び接続することが
できる。

【００４２】 上述した各構成とは対照的に、荷重支持部材５を剛性体として構成し、たとえ
ば、ラック等として構成することも可能である。もしもそのようなラックが使用
される場合には、このラックの歯と係合する対応のピニオンを、移動開始目的の
ために駆動装置２に設けることができる。そして、経路依存信号Ｓを発生するた
めの装置１１も、そのようなラックの実質的に垂直Ｚ−Ｚな移動を感知するよう
に構成できる。この目的の為に、経路依存信号Ｓを提供するために、荷重支持部
材５の直線的な移動を直接に感知するセンサを使用することも可能である。

【００４３】 前記荷重支持部材の屈曲可能な剛性の構成に関する更に別の可能性については
導入部に既に示した。ＤＥ４３４２７１５Ａ１から知られているマニピュレータ
に類似したそのような構成（図８も参照のこと）は、荷重支持部材５を、複数の
サブアーム３０が水平な揺動軸心を有するジョイント３１で互いに接続されてお
り、垂直平面内に位置するこれらサブアーム３０の角度位置と長さとを変化させ
ることが可能な荷重支持用平行四辺形構造として構成することが可能である（破
線で図示）。このような構成では、経路依存信号Ｓは、回転角度α、正確には、
ジョイント３１で互いに接続された前記荷重支持用平行四辺形構造体の二つのサ
ブアーム３０が各状態で互いに相対移動する角度に対応すれば良い。そして、経
路依存信号Ｓを発生する装置１１は、ここでも、前記ジョイントの揺動軸心と同
軸に配置されたインクリメンタルエンコーダであれば有利である。図８に示され
ているシステムは、ここでも、流体型駆動装置２（空気圧ユニット又は油圧シリ
ンダ）を備えたシステムである。このようなシステムの場合、経路依存信号Ｓを
発生する装置１１は、ピストンロッド上に取り付けられ、直線的な移動を感知す
るセンサであっても良い。この場合、荷重受け装置１０は、単純に荷重フックと
して構成される。

【００４４】 本発明が、示された実施形態に限定されるのではなく、ここでは記載されなか
った駆動装置２の構成のように、本発明の文脈と同様に作用する他の手段と方法
をもカバーすることが、上記各構成から理解されたであろう。たとえば、移動／
偏向目的のために、ブロックと索具の形で構成された、直線状に作動する流体ピ
ストン／シリンダのアセンブリとローラ構造との組み合わせを、駆動装置２とす
ることも可能であり、経路依存信号Ｓを発生する装置１１として、前記ローラと
同軸にインクリメンタルエンコーダを配置することも可能である。

【００４５】 操作力Ｆを感知するため、或いは、経路依存信号Ｓを提供するためのセンサと
して、ここに記載した以外のセンサを使用することも可能である。

【００４６】 当業者であれば、本発明を更に別の様々な構成とすることが可能である。たと
えば、水平方向Ｘ−Ｘ及び／又はＹ−Ｙでの移動のために、荷重リフト装置１に
対して、荷重支持部材５の強制的な偏向（静止位置における重力の結果として自
動的に確立される垂直方向のアラインメントＺ−Ｚに基づく偏向）に基づいて作
動可能であり、この目的の為の専用の制御システムを備えた少なくとも一つの駆
動装置を割り当てることも可能である。これに関しては、導入部で記載したドイ
ツ実用新案ＤＥ２９７１９８６５Ｕ１の全文を参照されたい。

【００４７】 更に、請求項１の定義された特徴の組み合わせに限定されることなく、本発明
は、又、その全体が開示された個々のすべての特徴構成の内の具体的特徴のその
他すべての組み合わせによっても定義可能である。これは、請求項１の個々の特
徴の基本的にいずれも削除し、これを、この出願のいずれかの箇所に開示された
少なくとも一つの個々の特徴によって置き換えることが可能であるということを
意味する。この範囲に於いて、請求項１は、本発明を記載する一つの試みにすぎ
ないと理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 荷重リフト装置を制御するためのシステムの使用法の基本的な説明図

【図２】 電動駆動装置を備えた本発明によるシステムのリフトサブアセンブリの断面図

【図３】 本発明によるシステムのコントローラの概略説明図

【図４】 本発明によるシステムのハンドリング装置の第１構成の前面図

【図５】 本発明によるシステムのハンドリング装置の第２構成の一部破断側面図

【図６】 流体作動型駆動装置を備える本発明のシステムのリフトサブアセンブリの簡略化
された断面図

【図７】 特に流体作動型駆動装置を備える本発明によるシステムのための安全装置の長手
方向断面図

【図８】 屈曲可能で剛性のある荷重支持部材を備えた本発明のシステムの更に別の構成の
図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御可能な駆動装置（２）と、前記駆動装置（２）に接続さ
   れるとともに、少なくとも静止位置に於いて重力に基づいて垂直（Ｚ−Ｚ）にア
   ラインメントされる荷重支持部材（５）と、前記荷重支持部材（５）に接続され
   た荷重受け装置（７）と、荷重をバランスさせるための荷重バランス用調整回路
   とを備えた荷重リフト装置を制御するためのシステムであって、 前記荷重バランス用調整回路は、前記荷重支持部材（５）の実質的に垂直（Ｚ
   −Ｚ）な移動に対応し、かつ、前記駆動装置（２）を制御するための入力信号と
   して作用する経路依存信号（Ｓ）を発生するための装置（１１）を有することを
   特徴とするシステム。
2. 【請求項２】 前記駆動装置（２）は、電動モータであり、且つ、前記経路
   依存信号（Ｓ）を発生するための前記装置（１１）を備え、特に電動サーボモー
   タとして構成されていることを特徴とする請求項１のシステム。
3. 【請求項３】 前記駆動装置（２）は、空気圧ピストン／シリンダ構造又は
   空気圧作動再循環ボールネジ等の、流体作動駆動装置であることを特徴とする請
   求項１のシステム。
4. 【請求項４】 前記荷重支持部材（５）は、たとえばラックとして、少なく
   とも部分的に剛体状に構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
   １項のシステム。
5. 【請求項５】 前記荷重支持部材（５）は、４つのサブアームが水平揺動軸
   心を備えたジョイントを介して互いに接続された荷重支持平行四辺形構造体から
   成り、好ましくは、垂直平面に位置する前記荷重支持平行四辺形構造体の前記サ
   ブアームの角度位置と長さとを変更することが可能であることを特徴とする請求
   項１〜４のいずれか１項のシステム。
6. 【請求項６】 前記荷重支持部材（５）は、フレキシブルにドラム（６）に
   巻き付けることが可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項のシ
   ステム。
7. 【請求項７】 前記経路依存信号（Ｓ）は、回転角（α）、特に、前記ドラ
   ム（６）の回転角、又は、各事例に於いて、ジョイントを介して互いに接続され
   た前記荷重支持平行四辺形構造体の二つのサブアームが互いに相対移動する角度
   に対応していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項のシステム。
8. 【請求項８】 前記経路依存信号（Ｓ）を発生する前記装置（１１）は、前
   記ドラム（６）、電動モータの駆動軸等の前記駆動装置（２）の駆動軸、又は、
   偏向ディスク、又は、荷重支持平行四辺形構造体のジョイントの揺動軸心と同軸
   に配置されたインクリメンタルエンコーダであることを特徴とする請求項１〜７
   のいずれか１項のシステム。
9. 【請求項９】 前記調整回路は、所望値（Ｗ）からの前記経路依存信号（Ｓ
   ）の偏差（ΔＳ）に基づき、前記駆動装置（２）のアクチュエータ部材（１３）
   に対して、前記荷重支持部材（５）の前記垂直（Ｚ−Ｚ）移動のための調整信号
   （Ｒ）を発生するように構成された調整部材（１２）を有することを特徴とする
   請求項１〜８のいずれか１項のシステム。
10. 【請求項１０】 制御部材（１４）と、前記荷重受け装置（７）用のハンド
    リング装置（１０）と、前記ハンドリング装置（１０）に対して実質的に垂直（
    Ｚ−Ｚ）に作用する操作力（Ｆ）に対応した応力依存信号（Ｐ）を発生する装置
    （１５）とを有する、前記荷重支持部材（５）の前記垂直（Ｚ−Ｚ）移動用のコ
    ントローラを特徴としており、前記制御部材（１４）は、前記応力依存信号（Ｐ
    ）の所望値（Ｖ）からの偏差（ΔＰ）に基づき、前記荷重支持部材（５）の垂直
    （Ｚ−Ｚ）移動を開始させる目的で前記駆動装置（２）に対して制御信号（Ｔ）
    を発生するように構成されており、前記移動は、前記操作力（Ｆ）の方向と、好
    ましくは、更にその大きさにも対応していることを特徴とする請求項１〜９のい
    ずれか１項のシステム。
11. 【請求項１１】 前記ハンドリング装置（１０）は、少なくとも二つの主部
    分（１０１，１０２）を有し、これらの内の第１部分（１０１）は、一方側に於
    いては、前記荷重支持部材（５）に接続され、他方側に於いては前記荷重受け装
    置（７）に接続され、前記操作力（Ｆ）が作用する前記第２部分（１０２）は、
    前記第１部分（１０１）に対して相対移動可能に構成され、前記応力依存信号（
    Ｐ）を発生する前記装置（１５）として、前記ハンドリング装置（１０）内また
    は前記ハンドリング装置（１０）上に、前記操作力（Ｆ）の作用下で発生する前
    記二つの部分（１０１，１０２）の相対位置変化（ΔＨ）を感知するための、好
    ましくは誘導型の変位センサが少なくとも一つ設けられていることを特徴とする
    請求項１０のシステム。
12. 【請求項１２】 前記駆動装置（２）又はその前記アクチュエータ部材（１
    ３）に接続された設定部材（１６）を特徴としており、この設定部材（１６）は
    、荷重（９）に対応する信号（Ｉ，Ｑ）及び／又は前記荷重支持部材（５）の実
    質的に垂直（Ｚ−Ｚ）な移動に対応する前記経路依存信号（Ｓ）に基づき、前記
    ハンドリング装置（１０）に垂直（Ｚ−Ｚ）に作用する前記操作力（Ｆ）に対応
    する前記力信号（Ｆ）の所望値（Ｖ）を変化させ、更に／又は、前記力信号（Ｐ
    ）の前記所望値（Ｖ）からの偏差（ΔＰ）に基づき、前記荷重支持部材（５）の
    垂直（Ｚ−Ｚ）移動を開始させる目的で、前記駆動装置（２）のための制御信号
    （Ｔ）を発生する前記制御部材（１４）の送信特性を変化させる請求項１０のシ
    ステム。
13. 【請求項１３】 更に、前記荷重支持部材（５）用の流体とりわけ空気圧に
    よって作動する少なくとも一つのブレーキ（２０）を特徴としており、このブレ
    ーキ（２０）は、筒状のハウジング（２１）と、ハウジング（２１）の上側を閉
    じるカバー（２２）と、ハウジング（２１）の下側を閉じるベースプレート（２
    ３）と、前記ハウジング（２１）内を長手方向に移動可能で、かつ、このハウジ
    ング（２１）を、圧力発生流体用の封止された圧力チャンバ（２５）と発条チャ
    ンバ（２６）とに分割するように案内されるピストン（２４）とを有し、前記カ
    バー（２２）、前記ベースプレート（２３）及び前記ピストン（２４）の各々は
    、前記荷重支持部材（５）のための導入開口部を備え、前記発条チャンバ（２６
    ）内の前記荷重支持部材（５）の周りには、一方では発条（２８）の作用を受け
    、他方では流体圧作用下で前記ピストン（２４）の作用を受けるブロック部材（
    ２７）とりわけボールが少なくとも二つ配置されており、前記ブロック部材（２
    ７）が、前記流体圧の作用下で前記領域（２９）の発条側部分に位置する時、前
    記荷重支持部材（５）を解除し、前記発条（２８）の作用下、前記流体圧作用の
    不在下で、前記領域（２９）のピストン側部分に移動した時、前記ハウジング（
    ２１）内の前記荷重支持部材（５）を捕捉するように、前記発条チャンバ（２６
    ）は前記ピストン（２４）の方向にテーパした領域（２９）を備えている請求項
    １〜１２のいずれか１項のシステム。
14. 【請求項１４】 前記荷重支持部材（５）の実質的に垂直（Ｚ−Ｚ）な移動
    に対応する前記経路依存信号（Ｓ）は、前記ブレーキ（２０）の制御、特に、前
    記圧力チャンバ（２５）の圧力開放弁の開放のための入力信号として作用するこ
    とを特徴とする請求項１３のシステム。
15. 【請求項１５】 互いに１８０°回転された位置に設置された二つのブレー
    キ（２０）を特徴とする請求項１３又は１４のシステム。
16. 【請求項１６】 前記駆動装置（２）の為の及び／又は前記荷重支持部材（
    ５）の前記垂直（Ｚ−Ｚ）移動を阻止するための安全コントローラを特徴として
    おり、このコントローラは、前記ハンドリング装置（１０）の使用を登録するた
    めのセンサ（１８）特に光バリアと、前記駆動装置（２）をスイッチオフし及び
    ／又は前記負荷支持部材（５）の前記垂直（Ｚ−Ｚ）移動を阻止し、前記センサ
    （１９）が前記ハンドリング装置（１０）の使用を示した時（信号Ａ）にのみこ
    れらをスイッチオン（信号Ｕ）するスイッチング部材（１９）とを備える請求項
    １〜１５の少なくとも１項のシステム。
17. 【請求項１７】 前記荷重受け装置（１０）の、手動操作可能な荷重受け機
    構、特に、クランプ又はグリップ機構のための安全コントローラを特徴としてお
    り、前記安全コントローラは、前記経路依存信号（Ｓ）を発生する前記装置（１
    １）と、前記応力依存信号（Ｆ）を発生する前記装置（１５）とに接続された安
    全制御部材（１７）を備え、この安全制御部材（１７）は、前記荷重受け機構の
    手動操作を阻止し、前記応力依存信号（Ｐ）の存在下に於いて、経路依存信号（
    Ｓ）が存在しない時にのみそれ（Ｂ）を解除することを特徴とする請求項１０〜
    １６の少なくとも１項のシステム。
18. 【請求項１８】 前記荷重バランスを目的とした前記調整回路の前記調整部
    材（１２）、及び／又は、前記荷重支持部材（５）の前記垂直（Ｚ−Ｚ）移動用
    の前記コントローラの前記制御部材（１４）、及び／又は、前記コントローラの
    前記所望値（Ｖ）用の前記設定部材（１６）、及び／又は、前記駆動装置（２）
    のための及び／乃至は前記荷重支持部材（５）の阻止のための前記安全コントロ
    ーラの前記スイッチング部材（１９）、及び／又は、前記安全コントローラの前
    記安全制御部材（１７）は、一つのプログラマブルコントローラ（ＳＰＳ）の一
    つ又は複数の構成要素であることを特徴とする請求項９〜１７の少なくとも１項
    のシステム。
19. 【請求項１９】 前記プログラマブルコントローラ（ＳＰＳ）は、前記駆動
    装置（２）の近傍、特に、駆動装置（２）を収納するリフトサブアセンブリ（３
    ）内に配置されていることを特徴とする請求項１８のシステム。
20. 【請求項２０】 特に流体作動駆動装置が存在している場合に於いて、荷重
    バランスを目的とした前記調整回路、前記荷重支持部材（５）の前記垂直（Ｚ−
    Ｚ）移動用の前記コントローラ、前記各安全コントローラ、及び／又は、前記プ
    ログラマブルコントローラ（ＳＰＳ）に電力を供給するための交換可能な蓄電池
    を特徴とする請求項１〜１９の少なくとも１項のシステム。
21. 【請求項２１】 前記蓄電池は、前記ハンドリング装置（１０）上又は前記
    ハンドリング装置（１０）内に配置されていることを特徴とする請求項２０のシ
    ステム。
22. 【請求項２２】 少なくとも一つの水平（Ｘ−Ｘ）方向に走行レール構造（
    ４）上を案内されるクレーントロリーを特徴とする請求項１〜２１の少なくとも
    １項のシステム。
23. 【請求項２３】 水平方向（Ｘ−Ｘ及びＹ−Ｙ）の移動の為に、前記荷重リ
    フト装置（１）は、前記荷重支持部材（５）の強制的偏向に基づいて作動可能な
    少なくとも一つの駆動装置が割り当てられており、前記偏向は、静止位置におけ
    る重力の結果として自動的に確立される垂直なアラインメント（Ｚ−Ｚ）に基づ
    くことを特徴とする請求項１〜２２の少なくとも１項のシステム。
24. 【請求項２４】 特に請求項１〜２３のいずれか１項のシステムによって荷
    重リフト装置を制御する方法であって、荷重（９）が一旦受けられると、前記駆
    動装置（２）によって付与される応力、又は、それに対応するトルクが、それが
    前記荷重（９）の重量に対応するまで自動的に急速に増大され、一旦達成された
    前記荷重（９）のバランスした状態が確立されていることを判定するために、前
    記荷重支持部材（５）の実質的に垂直（Ｚ−Ｚ）な移動に関する経路依存信号（
    Ｓ）が測定されることを特徴とする方法。
25. 【請求項２５】 前記経路依存信号（Ｓ）は所望値（Ｗ）と比較され、前記
    信号（Ｓ）と前記所望値（Ｗ）とが対応する時（ΔＳ＝０）に、前記駆動装置（
    ２）によって付与される前記応力又はそのトルクが前記到達された値で一定に維
    持されることを特徴とする請求項２４の方法。