JP2009155018A - 荷役機械 - Google Patents
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Abstract
【課題】低コストで飛び跳ね動作の検出精度が高く、さらに種々の荷役機械に柔軟に取り付け可能な飛び跳ね対策技術を提供する。
【解決手段】本発明の荷役機械1は、上下方向に移動自在に構成され荷役物7をクランプ機構8によって保持して昇降させるアーム4を有する昇降機構5と、エアー源22から供給されるエアーの圧力によって昇降機構5を駆動するシリンダ20とを有し、シリンダ20に対して給排気するエアーの流量及び圧力を操作ボックス9からの命令に基づき圧力比例制御弁21を用いて制御する荷役機械である。アーム4先端部の動作加速度を検出するMEMS技術による加速度センサ30が設けられ、加速度センサ30にて得られた結果に基づき、電子制御回路25から圧力比例制御弁21への命令によってシリンダ20に対するエアーの流量及び圧力を制御する。
【選択図】 図2
Description
図9に示すように、荷役機械101の本体103の内部には空気圧シリンダ120が配設され、空気圧シリンダ120のピストンロッド120aの先端部には昇降機構105のアーム104がリンク機構で連結されている。
さらにアーム104の先端には、操作グリップ109aを備えた操作ボックス109とクランプ機構108が設けられ、これにより荷役物107を保持して移動できるようになっている。なお、操作ボックス109には、負荷バランスボタン111と無負荷バランスボタン112が設けられている。
このバランスモードにおいて重要な役目を果たすのが、圧力比例制御弁121である。圧力比例制御弁121は、空気圧シリンダ120内のエアー圧が一定になるようにシリンダ内のエアー圧を制御している。
この状態では作業者110が吊り上げた荷役物107に力を加えると、この加えた力によって空気圧シリンダ120のピストンロッド120aが動きシリンダ内のエアー圧が少し変化する。
荷役物107をクランプした状態では、支点に対するアーム104の重量及びクランプされた荷役物107の重量による反時計回り方向のモーメントと、空気圧シリンダ120のピストンロッド120aに支持された時計回り方向のモーメントとの大きさが一致しているためバランス状態を維持していたが、荷役物107が落下すると支点に対して反時計回り方向のモーメントが小さくなるため、相対的に空気圧シリンダ120内のエアー圧による時計回り方向のモーメントの方が大きくなり、荷役機械101のアーム104は急激に上昇していく。
(1)シリンダにオイルダンパーを取り付けた飛び跳ね対策機構の場合、このオイルダンパーによる作動力が抵抗となり、上下動作時の操作性を悪化させるという問題がある。
(2)従来の機械式の飛び跳ね対策機構では、荷役機械の構造(例えばアーム式、ベルト式など)によっては、構造が違うため取り付けできなかったり、また、空きスペースなど物理的な制約によりうまく取り付けできない場合がある。例えば、シートベルトを使った飛び跳ね対策機構の場合、ベルト式の荷役機械には適用することができるが、アーム式の荷役機械にはそのままでは適用することはできない。
(3)従来の機械式の過速度・過加速度検出機構では、検出する過速度・過加速度を変更する場合、検出部の構成部品の一部を変更する必要があるため、可搬重量、または作業内容に合わせて同検出値を変更することは極めて困難である。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記圧力比例制御弁と前記エアー式駆動部との間に、前記電子制御回路によって制御される電磁弁が設けられているものである。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2のいずれか1項記載の発明において、前記加速度センサが、MEMS技術によるセンサから構成されているものである。
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項記載の発明において、前記エアー式駆動部を停止させるエアー式のブレーキユニットと、当該ブレーキユニットのオン/オフを制御するブレーキ用電磁弁とを有し、当該ブレーキ用電磁弁が前記電子制御回路によって制御されるように構成されているものである。
図1は、本発明に係る荷役機械の実施の形態の外観構成を示す概略図、図2は、同荷役機械のエアー制御系の構成を示すブロック図である。
図2に示すように、この本体3内には、従来技術と同様の空気圧シリンダ(エアー式駆動部)20が設けられている。この空気圧シリンダ20(以下、シリンダ20という。)は、消音器23付きの圧力比例制御弁21を介してエアー源22に接続されている。
また、第1のアーム4aは、支柱2の中心軸を中心にして水平方向に旋回するように支持されている。
本実施の形態においては、操作ボックス9内に、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術による加速度センサ30を内蔵して構成された制御ボックスが設けられている。
さらに、電子制御回路25は、過加速度検出値設定回路28と、負荷/無負荷バランス圧データ記憶・設定回路29とに接続されている。
図3は、本実施の形態における飛び跳ね対策処理方法の一例を示すフローチャート、図4は、同飛び跳ね対策処理方法の説明をするための図である。
この場合、加速度センサ30からの出力される加速度出力信号は、A/D変換器26によってアナログ/デジタル変換され、電子制御回路25において所定のサンプリング周期で読み込み処理を行う。
図4において、加速度センサ30からの加速度データaをサンプリング周期ΔTでサンプリングし、さらにサンプリングした結果を下式(1)によって積算することによりアーム4先端の速度vを求める。
v =Σ(a×ΔT) …式(1)
飛び跳ね動作検出前において、加速度=0(停止状態)では、v=0に設定する。
さらに、この加速度の累積加算の結果、すなわち、速度が0以下であるか否かを判断し(ステップS5)、その結果に応じて以下の処理を実行する。
この排気処理を実行すると、シリンダ20内のエアー圧は急速に低下していくため、アーム4を上昇方向に押し上げる力は急速に弱まる。
これにより、アーム4の動作が停止する。
図5は、荷役機械に飛び跳ね対策機構を全く有していない場合において、バランスモードの状態から荷役物を落下させた場合の加速度及び速度の変化を示すグラフである。
図6に示すように、荷役物7の落下後、落下による上昇過加速度を上記方法によって検出し、飛び跳ね対策処理を実行すると、検出される加速度は上昇加速状態から上昇減速→下降加速状態に変化し停止する。
ここで、ブレーキ用電磁弁41は、上述したエアー源22に接続されており、また上述した電子制御回路25からの命令によってオン/オフ制御されるようになっている。
これにより、アーム4の急激な上昇を停止させる。
その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
例えば、上述の実施の形態においては、加速度センサ30をアーム4の先端部の操作ボックス9内に設けるようにしたが、本発明はこれに限られず、例えば、アーム4の中腹部やシリンダ20のピストンロッド20aに加速度センサ30を設けることもできる。
ただし、跳び跳ね状態を感度良く検出する観点からは、上記実施の形態のように、アーム4の先端部に設けることが好ましい。
Claims (4)
- 上下方向に移動自在に構成され、所定の荷役物をクランプ機構によって保持して昇降させるアームを有する昇降機構と、
所定のエアー源から供給されるエアーの圧力によって前記昇降機構を駆動するエアー式駆動部とを有し、
前記エアー式駆動部に対して給排気するエアーの流量及び圧力を所定の操作部からの命令に基づき圧力比例制御弁を用いて制御する荷役機械であって、
前記昇降機構の動作加速度を検出する加速度センサと、
前記圧力比例制御弁の動作を制御する電子制御回路とを備え、
前記加速度センサにて得られた結果に基づき、前記電子制御回路から前記圧力比例制御弁への命令によって前記エアー式駆動部に対するエアーの流量及び圧力を制御するように構成されている荷役機械。 - 前記圧力比例制御弁と前記エアー式駆動部との間に、前記電子制御回路によって制御される電磁弁が設けられている請求項1記載の荷役機械。
- 前記加速度センサが、MEMS技術によるセンサから構成されている請求項1又は2のいずれか1項記載の荷役機械。
- 前記エアー式駆動部を停止させるエアー式のブレーキユニットと、当該ブレーキユニットのオン/オフを制御するブレーキ用電磁弁とを有し、当該ブレーキ用電磁弁が前記電子制御回路によって制御されるように構成されている請求項1乃至3のいずれか1項記載の荷役機械。
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