JP2005524593A - 知的補助器具で重いペイロードを操作する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
になる。これらの推定値は、330で電動トロリへの速度指令(「iTrolley x」および「iTrolley y」)に変換することができる。特に、これらの推定値は、それぞれ332で不感帯関数を通すことができ、その結果
になる。
を生成することができる。iTrolleyは、350で速度指令値をxおよびy方向での速度に変換し、それによってクレーンを所望の速度で所望の方向に移動させることができる。この方法により、進行方向を自動的に決定することができる。オペレータがケーブルを偏向したのと同じ方向に電動トロリが移動するからである。しかし、オペレータは、特に重いペイロードの場合にも、動作の開始および継続の両方に対して多大な力を加える必要があるかも知れない。
を設定するのではなく、x方向の速度指令値を下定のように設定することができる、これは、y方向についても同様となる。
積分項は、ケーブル角度の速度指令「メモリ」を提供することができる。その結果、角度がゼロに復帰した後も、速度指令が残ることができる。したがって、初期始動後、IADは、オペレータ側からのさらなる労力がなくても、動作し続けることができる。この方法では、荷重の停止には、積分項がない場合より多くの力がかかることに留意されたい。積分を「ドレイン」しなければならないからである。これは、例えば
の記号が変化した時に利得G2を増加させることによって対処することができる。
その結果、図6で示すような円形の不感帯が画定される。図6では、ケーブルの角度ではなくケーブルの変位を示す。この2つは次のように関連付けることができる。
|Θ|が不感帯値より大きいというケースでない場合は、実行可能な進行方向情報がなく、制御は538へと進行し、ここでアプリケーション500が終了する。したがって、オペレータは、IADを動作させるため、ケーブル角度を不感帯の外側へと動かすのに十分なだけペイロードを押さねばならない。
に対して直角の方向でケーブル角度を考慮に入れるため、速度指令を調節し続けることができる。この調節は
に比例する。したがって、ペイロードを横方向に押すか引くことにより、オペレータは進行方向を変更することができる。制御は522へと進行し、ここで制御装置は速度指令に基づいて更新した進行方向を導き出すことができる。次に、制御装置は524で速度指令値が予め決定した最大値より大きいか決定する。速度指令値が予め決定した最大値より大きい場合、制御装置は、526で速度指令値を最大値に設定することができ、制御は528へと進行し、ここでループ・カウンタをインクリメントすることができる。速度指令値が最大値より大きくない場合、制御装置は速度指令値を調節することができず、制御は528へと進行し、ここでループ・カウンタをインクリメントすることができる。
に対して直角の方向でケーブル角度を考慮に入れるため、速度指令を調節し続けることができる。この調節は
に比例する。したがって、ペイロードを横方向に押すか引くことにより、オペレータは進行方向を変更することができる。次に制御は534へと進行し、ここで制御装置は、速度指令に基づいて更新した進行方向を導き出すことができる。次に制御装置は、536で速度指令値が予め決定した最小値より小さいか決定する。速度指令値が予め決定した最小値より小さい場合、制御装置は538でアプリケーションを終了する。速度指令値が最小値より小さくない場合、制御は528へと進行し、ここでループ・カウンタをインクリメントすることができる。次に、速度が予め決定した最小値より下に低下すると、アプリケーションは終了し、制御装置は別の入力信号を待つことができる。
ここでvmeasはクレーンの速度計算値、τは選択可能な時定数である。このインプリメンテーションは、クレーンが最高速度に近づくにつれ、加速を徐々に低下させる効果を有する。
も、ペイロードの重量に従い調節することができる。
ここで
は、オペレータが生成した指令であり、
は動力付きトロリに発行した指令、cは利得、サインおよびコサインの行列は回転行列である。この式で示したキーポイントは、フレーム1010内で発信した指令からフレーム1020内で実行される指令までの回転であることを理解されたい。この式は、これらの回転した指令を係数cだけ単純に変倍しているが、積分、微分、閾値設定および飽和などのより複雑な演算を適用してもよい。これらの演算は、当技術分野でよく知られている。
は、2軸ジョイスティック、トラックボールまたは2軸ロード・セルなどの比例2軸入力装置をオペレータが起動して生成することができる。しかし、1軸比例センサ、または3本以上の軸線を有するセンサなど、他の多くの構成が可能である。入力装置は、用途に応じて様々な方法で装着することができる。例えば、1組のハンドルの基部に装置を装着する。あるいは、オペレータの親指の下に合うよう、センサは十分に小さくてよい。構成には制限がない。必要なことは、オペレータが独立した2組の指令を生成できることだけである。指令は比例である必要もない。1つの単純な代替構成は、4個で1組のモメンタリ・スイッチを有し、これはそれぞれ前方、後方、右側および左側指令用である。前方ボタンを押下すると、ボタンが押下状態で、最高速度に到達していない限り、図5aから図5bで示したものと同様の方法で、前方に加速することになる。ボタンを解放すると、ゼロの速度まで減速する。他のボタンも同様の方法で作動する。言うまでもなく、このアルゴリズムには他の多くの変形が可能であり、これは当業者には明白である。
Claims (21)
- 知的補助方法で、
懸垂した物体に手の力を加えることと、
懸垂した物体に手の力を加えた角度を決定することと、
懸垂した物体に力を加えた角度に従い、物体を移動させる電動力を生成することと、
電動力を継続し、懸垂した物体に手の力を加えた角度に従い、物体を移動し続けることができるよう、信号を入力することとを含む知的補助方法。 - さらに、
懸垂した物体に手の力を加えた角度の変化を感知することと、
感知に基づいて電動力が物体を移動させる方向を変化させることとを含む、請求項1に記載の知的補助方法。 - 信号の入力が連続的である、請求項1に記載の知的補助方法。
- 信号の入力が1回発生する、請求項1に記載の知的補助方法。
- さらに、最高速度に到達するまで信号の入力が連続している限り、速度を増加させることを含む、請求項1に記載の知的補助方法。
- 知的補助方法で、
制御装置で入力補助要求信号を受信することと、
ケーブル角度を測定することと、
ケーブル角度に基づいて初期進行方向を決定することと、
少なくとも1つの動力付きトロリに関して速度指令値を決定することとを含み、速度指令値がケーブル角度に基づき、さらに、
入力補助要求信号に基づいて速度指令値を調節することと、
速度指令値に基づいて更新した進行方向を導き出すことと、
少なくとも1つの動力付きトロリに速度指令値を出力することとを含む知的補助方法。 - さらに、進行方向に対して直角のケーブル角度があれば、それを考慮するために速度指令値を調節することを含む、請求項6に記載の知的補助方法。
- さらに、速度指令値の大きさを予め決定した速度閾値と比較することを含む、請求項6に記載の知的補助方法。
- 速度指令を調節することは、入力補助要求信号が存在する場合は、速度指令値を増加させることを含み、入力補助要求信号が存在しない場合は、速度指令値を減少させることを含む、請求項6に記載の知的補助方法。
- 速度指令値の調節が、さらに加速値に基づく、請求項6に記載の知的補助方法。
- 知的補助方法で、
予め決定した軌道に従って懸垂した物体を移動するため、電動力を生成する信号を入力することを含み、予め決定した軌道は、懸垂した物体の初期位置および予め決定した目標位置に基づき、さらに、
軌道を変更するために、懸垂した物体に手の力を加えることと、
懸垂した物体に手の力を加えた角度を感知することと、
感知に基づき、電動力が懸垂した物体を移動させる方向を変更することとを含む知的補助方法。 - 知的補助システムで、
ケーブル付きのクレーンと、
ケーブル角度を測定する角度センサと、
少なくとも1つの動力付きトロリと、
センサおよび少なくとも1つの動力付きトロリに結合された制御装置と、
制御装置に対して入力信号を生成する入力手段とを有し、
制御装置は、少なくとも1つの動力付きトロリの速度指令値を決定するよう制御装置を構成するために、速度決定アプリケーションを含み、制御装置が、ケーブル角度および入力信号に基づいて速度指令値を決定する知的補助システム。 - 入力手段が押しボタン装置を含む、請求項12に記載の知的補助システム。
- 入力手段が誘導装置を含む、請求項12に記載の知的補助システム。
- 入力手段が連続信号を生成する装置を含む、請求項12に記載の知的補助システム。
- 入力信号が信号パルスを生成する装置を含む、請求項12に記載の知的補助システム。
- 知的補助システムで、
ケーブル付きのクレーンと、
ケーブル角度を測定する角度センサと、
少なくとも1つの動力付きトロリと、
センサおよび少なくとも1つの動力付きトロリに結合された制御装置と、
制御装置に結合されたオペレータ入力装置とを有し、
制御装置は、少なくとも1つの動力付きトロリの速度指令値を決定するよう制御装置を構成するために、速度決定アプリケーションを含み、制御装置が、ケーブル角度および入力装置によって生成された入力信号に基づいて速度指令値を決定する知的補助システム。 - オペレータ入力装置が少なくとも1つの押しボタンを含む、請求項17に記載の知的補助システム。
- オペレータ入力装置がジョイスティックを含む、請求項17に記載の知的補助システム。
- オペレータ入力装置がステアリング・ホィールを含む、請求項17に記載の知的補助システム。
- 一連のプログラムされた命令でコード化されたコンピュータで読み出し可能な媒体で、プロセッサによって実行されると、
制御装置で入力補助要求信号を受信し、
ケーブル角度を測定し、
ケーブル角度に基づいて初期進行方向を決定し、
少なくとも1つの動力付きトロリに関して、速度指令値を決定するよう動作可能であり、速度指令値はケーブル角度に基づき、さらに、
入力補助要求信号の状態に基づいて速度指令値を調節し、
速度指令値に基づいて、更新した進行方向を導き出し、
速度指令値の大きさを、予め決定した速度閾値と比較し、
少なくとも1つの動力付きトロリに対して速度指令値を出力するよう動作可能である媒体。
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