JP2015124022A - Crane device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve both the size reduction of a motor and an increase in load capacity in a pantograph-type and hybrid crane device.SOLUTION: A crane device 10 comprises: a vertical load support device 30 supporting a vertical load generating a vertical thrust at an input point 6b and acting on the input point 6b while permitting the input point 6b to move horizontally; a first motor 41 changing rotational angles of a first arm 1 and a first link 3 by driving a first support shaft 42 fixed to the first arm 1 or the first link 2 to rotate; a second motor 51 changing rotational angles of a second arm 2 and a second link 4 by driving a second support shaft 52 fixed to the second arm 2 or the second link 4 to rotate; and a controller 60 controlling the first motor 41 and the second motor 51 to operate in a cooperative fashion.

Description

本発明は、ブームにパンタグラフ機構を採用した、所謂パンタグラフ型クレーン装置に関し、特に、ブームを駆動するモータを備え、それによりハンドクレーン機能だけでなく助力機能又は自動機能も有した、所謂ハイブリッド型クレーン装置に関する。   The present invention relates to a so-called pantograph type crane apparatus that employs a pantograph mechanism for a boom, and in particular, a so-called hybrid type crane that includes a motor for driving a boom and thereby has not only a hand crane function but also an assist function or an automatic function. Relates to the device.

特許文献1は、パンタグラフ型且つハイブリッド型のクレーン装置の一例としての平衡荷役装置を開示している。この装置では、パンタグラフ機構の支点がブームを基台に枢支するための第1支軸にあり、入力点が2つのリンクを相互連結する連結ピンにあり、且つ出力点が搬送ヘッドをブームの先端に枢着するための第3支軸にある。連結ピン及び第3支軸は各々の軸線に直交する平面内で移動可能である。   Patent Document 1 discloses a balanced cargo handling apparatus as an example of a pantograph type and hybrid type crane apparatus. In this apparatus, the fulcrum of the pantograph mechanism is on the first support shaft for pivotally supporting the boom on the base, the input point is on the connecting pin that interconnects the two links, and the output point is on the transport head. Located on a third spindle for pivotal attachment to the tip. The connecting pin and the third support shaft are movable in a plane perpendicular to each axis.

この装置は、連結ピンを昇降させるサーボモータと、連結ピンを水平移動させる第2モータとを備える。サーボモータは鉛直方向の推力を連結ピンに直接的に付与し、第2モータは水平方向の推力を連結ピンに直接的に付与する。モータが動作すると、入力点及び出力点が互いに相似の移動軌跡を描いて上記平面内で移動するように駆動され、ひいてはブームが駆動される。この装置は、第2モータに駆動指令を与えるための操作体を備えている。また、第2モータと連結ピンの間にはクラッチが介在する。   This apparatus includes a servo motor that raises and lowers the connecting pin, and a second motor that horizontally moves the connecting pin. The servo motor directly applies a thrust in the vertical direction to the connecting pin, and the second motor directly applies a thrust in the horizontal direction to the connecting pin. When the motor operates, the input point and the output point are driven so as to move in the plane while drawing similar movement trajectories, and the boom is driven. This apparatus includes an operating body for giving a drive command to the second motor. A clutch is interposed between the second motor and the connecting pin.

作業員が操作体に駆動指令を与えると、クラッチが接続されて第2モータが駆動され、搬送ヘッド及びこれに吊るされた荷物は人力に頼らずに水平移動する。操作体が操作されていないときには、クラッチが遮断され、作業員は搬送ヘッド及び荷物を手動で水平移動させることができる。作業員が荷物を手動で昇降させようとすると、これが感知されてサーボモータが動作し、荷物の手動昇降が助力される。   When the operator gives a drive command to the operating body, the clutch is connected and the second motor is driven, and the transport head and the load suspended by the transport head move horizontally without depending on human power. When the operating body is not operated, the clutch is disengaged, and the worker can manually move the transport head and the load horizontally. When an operator tries to raise or lower the load manually, this is detected and the servo motor operates to assist manual lifting of the load.

特開平8−268700号公報JP-A-8-268700

特許文献1の装置では、サーボモータが、連結ピンを移動させるための推力だけでなく、荷物の重量負荷に基づき連結ピンに作用する鉛直負荷を支持するための制動力を発生しなくてはならない。このため、サーボモータの容量ひいてはサイズを大きくせざるを得ず、サーボモータを小さくすることと可搬重量を大きくすることとの両立が困難である。しかも、支点から出力点までの距離が支点から入力点までの距離よりも長いので、搬送ヘッドの可動域は大きくなる反面、連結ピンには、荷物の重量負荷を距離比だけ倍加した鉛直負荷が作用する。このため、上記した両立が一層困難となる。   In the device of Patent Document 1, the servo motor must generate not only a thrust for moving the connecting pin but also a braking force for supporting a vertical load acting on the connecting pin based on the weight load of the load. . For this reason, the capacity and therefore the size of the servo motor must be increased, and it is difficult to reduce both the servo motor and the load capacity. In addition, since the distance from the fulcrum to the output point is longer than the distance from the fulcrum to the input point, the movable range of the transport head increases, but the connecting pin has a vertical load that doubles the weight load of the load by the distance ratio. Works. For this reason, the above-described compatibility becomes more difficult.

更に、どちらのモータも連結ピンに直線的な推力を付与するので、モータの駆動伝達機構は、回転を並進に変換する運動変換機構(特許文献1ではラック・ピニオンを例示)を必須とする。その分、駆動伝達機構の構造が複雑化する。   Furthermore, since both motors apply a linear thrust to the connecting pin, the motor drive transmission mechanism requires a motion conversion mechanism that converts rotation into translation (Patent Document 1 exemplifies a rack and pinion). Accordingly, the structure of the drive transmission mechanism is complicated.

そこで本発明は、モータを小さくすることと可搬重量を大きくすることとを両立した、パンタグラフ型且つハイブリッド型のクレーン装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a pantograph-type and hybrid-type crane apparatus that can reduce the motor and increase the transportable weight.

本発明に係るクレーン装置は、基台と、前記基台に設けられたブームと、前記ブームの先端に設けられたハンドと、を備え、前記ブームが、第1アームと、前記第1アームの先端部に基端部が枢支された第2アームと、前記第1及び前記第2アームと共にパンタグラフ機構を構成する第1及び第2リンクとを含み、前記第1リンクが前記第1アームと平行で且つ当該第1リンクの一方の端部が前記第2アームに回動自在に連結され、前記第2リンクが前記第2アームと平行で且つ当該第2リンクの一方の端部が前記第1アームに回動自在に連結され、前記第1リンクの他方の端部と前記第2リンクの他方の端部とが互いに回動自在に連結され、前記第1アームの基端部における第1点、前記第1リンクと前記第2リンクとの連結点、及び前記第2アームの先端部における第2点のうち、前記第1点及び前記連結点の一方が支点として前記基台に枢支されるとともに前記第1点及び前記連結点の他方と前記第2点とがそれぞれ前記パンタグラフ機構の入力点と出力点とを構成する、クレーン装置であって、前記入力点の水平方向移動を許容しつつ、前記入力点に作用する鉛直方向の負荷に抗する推力を発生する鉛直負荷支持装置と、前記第1アーム又は前記第1リンクに固定された第1支軸を回転駆動することで、前記第1アーム及び前記第1リンクの回転角を変化させる第1モータと、前記第2アーム又は前記第2リンクに固定された第2支軸を回転駆動することで、前記第2アーム及び前記第2リンクの回転角を変化させる第2モータと、前記第1モータ及び前記第2モータの動作を協調制御する制御装置と、を更に備える。   A crane apparatus according to the present invention includes a base, a boom provided on the base, and a hand provided at a tip of the boom, wherein the boom includes a first arm and a first arm. A second arm having a proximal end pivotally supported at a distal end portion; and first and second links forming a pantograph mechanism together with the first and second arms, wherein the first link is coupled to the first arm. Parallel and one end of the first link is pivotally connected to the second arm, the second link is parallel to the second arm and one end of the second link is the first link. The other end of the first link and the other end of the second link are rotatably connected to each other, and the first end at the base end of the first arm is connected to the first arm. A point, a connection point between the first link and the second link, and Of the second points at the tip of the two arms, one of the first point and the connection point is pivotally supported by the base as a fulcrum and the other of the first point and the connection point and the second point Each of which constitutes an input point and an output point of the pantograph mechanism, and generates a thrust against a vertical load acting on the input point while allowing the input point to move in the horizontal direction. And a first motor that changes the rotation angle of the first arm and the first link by rotationally driving the first support shaft fixed to the first arm or the first link. A second motor that changes a rotation angle of the second arm and the second link by rotationally driving the second support shaft fixed to the second arm or the second link; and the first motor; Movement of the second motor Further comprising a controller for cooperatively controlling.

前記構成によれば、第1及び第2モータが動作すると、第1及び第2アーム並びに第1及び第2リンクの姿勢が変わり、それにより入力点が移動する。第1及び第2モータが協調制御されることで入力点の位置を制御することができ、助力機能又は自動機能を発揮することができる。一方、第1及び第2モータの電源を切ることにより、ハンドクレーン機能を発揮することができる。従って、ハンドクレーン機能に加えて助力機能又は自動機能を有するクレーン装置を提供することができる。   According to the configuration, when the first and second motors are operated, the postures of the first and second arms and the first and second links are changed, thereby moving the input point. The position of the input point can be controlled by cooperatively controlling the first and second motors, and an assist function or an automatic function can be exhibited. On the other hand, the hand crane function can be exhibited by turning off the power of the first and second motors. Therefore, the crane apparatus which has an assist function or an automatic function in addition to a hand crane function can be provided.

第1及び第2モータは支軸を回転駆動するので、モータから支軸までの間にラック及びピニオンのような運動変換機構を介在させる必要がない。助力機能又は自動機能をクレーン装置に付加するに際し、モータの駆動力を入力点に伝達する機構が簡素になる。   Since the first and second motors rotate the spindle, there is no need to interpose a motion conversion mechanism such as a rack and a pinion between the motor and the spindle. When an assist function or an automatic function is added to the crane device, a mechanism for transmitting the driving force of the motor to the input point is simplified.

入力点に作用する鉛直負荷は鉛直負荷支持装置によって支えられる。ここで、ブームにパンタグラフ機構を採用しているので、ハンドの重量負荷が一定である限り、第1及び第2アームの基台に対する姿勢に関わらず入力点に作用する鉛直負荷は一定である。よって、仮に鉛直負荷支持装置の推力が一定であったとしても、第1及び第2モータは入力点に作用する鉛直負荷を負担する必要がない。鉛直負荷支持装置が大きな推力を発生することができれば、可搬重量もその分大きくすることができる。このことから、可搬重量に関わらず第1及び第2モータを小さくすることができる。鉛直負荷支持装置の推力が可変設定されなくても、すなわち、鉛直負荷支持装置の構成を簡略に保ちながらも、第1及び第2モータを小さくすることができる。   The vertical load acting on the input point is supported by the vertical load support device. Here, since the pantograph mechanism is adopted for the boom, as long as the weight load of the hand is constant, the vertical load acting on the input point is constant regardless of the posture of the first and second arms with respect to the base. Therefore, even if the thrust of the vertical load support device is constant, the first and second motors do not need to bear the vertical load acting on the input point. If the vertical load support device can generate a large thrust, the loadable weight can be increased accordingly. For this reason, the first and second motors can be made small regardless of the transportable weight. Even if the thrust of the vertical load support device is not variably set, that is, the first and second motors can be made small while keeping the configuration of the vertical load support device simple.

前記第1点が支点として前記基台に枢支されるとともに前記連結点と前記第2点とがそれぞれ前記パンタグラフ機構の入力点と出力点とを構成してもよい。   The first point may be pivotally supported on the base as a fulcrum, and the connection point and the second point may constitute an input point and an output point of the pantograph mechanism, respectively.

前記第1モータと前記第1支軸との間に介在する第1クラッチと、前記第2モータと前記第2支軸との間に介在する第2クラッチと、記第1及び第2クラッチを解放する指令を与える解除スイッチと、を更に備え、前記第1及び第2クラッチの出力要素はそれぞれ変速機を介さず前記第1及び第2支軸と接続されてもよい。   A first clutch interposed between the first motor and the first support shaft; a second clutch interposed between the second motor and the second support shaft; and the first and second clutches. A release switch for giving a release command, and the output elements of the first and second clutches may be connected to the first and second support shafts without passing through a transmission, respectively.

前記構成によれば、第1クラッチを解放することで、作業員が自力でブームを動作させることができる。第1モータは第1支軸を回転駆動するので、前述の従来例とは異なり、第1クラッチと第1支軸との間に運動変換機構を介在させる必要がない。第1クラッチと第1支軸との間には減速機も介在しない。このため、作業者はかかる機構の摩擦抵抗を補償しなくてよく、ブームを軽快に手動操作することができる。   According to the said structure, an operator can operate a boom by oneself by releasing a 1st clutch. Since the first motor rotationally drives the first support shaft, unlike the conventional example described above, there is no need to interpose a motion conversion mechanism between the first clutch and the first support shaft. There is no speed reducer between the first clutch and the first support shaft. For this reason, the operator does not have to compensate for the frictional resistance of the mechanism, and the boom can be manually operated easily.

前記第1支軸と同軸に取り付けられた出力回転可能な第1減速機と、前記第2支軸と同軸に取り付けられた出力回転可能な第2減速機と、前記第1及び第2モータのサーボを停止する指令を与える解除スイッチと、を更に備えてもよい。   An output rotatable first reduction gear attached coaxially with the first support shaft; an output rotatable second reduction gear attached coaxially with the second support shaft; and the first and second motors. A release switch for giving a command to stop the servo may be further provided.

前記構成によれば、第1モータのサーボを停止することで、作業員が自力でブームを動作させることができる。減速機が出力回転可能であるので、クラッチがなくてもクレーン操作の軽快性を保つことができる。   According to the said structure, an operator can operate a boom by own power by stopping the servo of a 1st motor. Since the speed reducer can output and rotate, the lightness of crane operation can be maintained even without a clutch.

前記第2アームに設けられ、前記第1及び第2アームの前記基台に対する姿勢に関わらず、前記ハンドの姿勢を変えるための1以上の手首関節を有する手首部と、前記1以上の手首関節それぞれを駆動する1以上の手首モータと、を備えてもよい。   A wrist portion provided on the second arm and having one or more wrist joints for changing the posture of the hand regardless of the posture of the first and second arms with respect to the base; and the one or more wrist joints You may provide one or more wrist motors which drive each.

前記構成によれば、ハンドに微細な動きを行わせることができる。   According to the said structure, a fine movement can be made to perform a hand.

前記第1支軸と平行な第1検出軸と、前記第1支軸の回転を前記第1検出軸に伝達する第1伝動機構と、前記第1検出軸の回転角を検出する第1エンコーダと、を更に備えてもよい。   A first detection shaft parallel to the first support shaft; a first transmission mechanism that transmits rotation of the first support shaft to the first detection shaft; and a first encoder that detects a rotation angle of the first detection shaft. And may be further provided.

前記構成によれば、支軸及びモータの周辺に部品が密集するのを避けることができる。   According to the said structure, it can avoid that components are crowded around a spindle and a motor.

前記鉛直負荷支持装置は、鉛直方向に伸縮自在のロッドを有するシリンダであり、前記ロッドは、前記シリンダが発生する前記推力を前記入力点に伝達しつつ前記入力点の水平方向の移動を許容するよう構成された連結部材を介して前記入力点に連結されていてもよい。   The vertical load support device is a cylinder having a vertically extendable rod, and the rod allows the input point to move in the horizontal direction while transmitting the thrust generated by the cylinder to the input point. It may be connected to the input point through a connecting member configured as described above.

前記構成によれば、推力を発生しながら入力点の移動を許容するという構成を容易に実現することができる。また、一定推力を発生することも容易に実現することができる。
前記シリンダが発生する推力を検出する推力センサと、
前記第1支軸及び前記第2支軸の回転角をそれぞれ検出するエンコーダと、を更に備え、前記制御装置は、前記推力センサにより検出される推力と前記エンコーダにより検出される回転角とから荷物重量を検知するように構成されていてもよい。
According to the said structure, the structure of accept | permitting the movement of an input point, generating a thrust can be implement | achieved easily. In addition, it is possible to easily generate a constant thrust.
A thrust sensor for detecting a thrust generated by the cylinder;
An encoder for detecting rotation angles of the first support shaft and the second support shaft, respectively, and the control device is configured to detect a load from a thrust detected by the thrust sensor and a rotation angle detected by the encoder. It may be configured to detect weight.

前記構成によれば、様々な重量の荷物を取り扱うことができ、クレーン装置の利便性が向上する。   According to the said structure, the load of various weight can be handled and the convenience of a crane apparatus improves.

本発明によれば、モータを小さくすることと可搬重量を大きくすることとを両立した、パンタグラフ型且つハイブリッド型のクレーン装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a pantograph-type and hybrid-type crane apparatus that achieves both a reduction in the motor and an increase in the transportable weight.

第1実施形態に係るパンタグラフ機構の模式図である。It is a mimetic diagram of a pantograph mechanism concerning a 1st embodiment. 第1実施形態に係るクレーン装置を示す側面図である。It is a side view which shows the crane apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図2に示す第1モータ及びその周辺構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st motor shown in FIG. 2, and its periphery structure. 図2に示すクレーン装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the crane apparatus shown in FIG. 第2実施形態に係るクレーン装置を示す側面図である。It is a side view which shows the crane apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 図5に示すクレーン装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the crane apparatus shown in FIG.

以下、図面を参照して実施形態について説明する。同一又は対応の要素には全図を通じて同一符号を付して重複する詳細説明を省略する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. The same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals throughout the drawings, and redundant detailed description is omitted.

(第1実施形態)
[構成]
図1は第1実施形態に係るパンタグラフ機構の模式図である。図1に示すように、パンタグラフ機構は、第1アーム1、第2アーム2、第1リンク3及び第2リンク4を含む。
(First embodiment)
[Constitution]
FIG. 1 is a schematic diagram of a pantograph mechanism according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the pantograph mechanism includes a first arm 1, a second arm 2, a first link 3 and a second link 4.

第1アーム1の基端部は枢着部5aで基台に枢支される。第2アーム2の基端部は枢着部5bで第1アーム1の先端部に枢支される。第1アーム1は、枢着部5aの軸線回りに回転することでその姿勢を変えることができ、第2アーム2は、枢着部5bの軸線回りに回転することでその姿勢を変えることができる。   The base end portion of the first arm 1 is pivotally supported by the base at the pivoting portion 5a. The base end portion of the second arm 2 is pivotally supported on the distal end portion of the first arm 1 by a pivoting portion 5b. The first arm 1 can change its posture by rotating around the axis of the pivot portion 5a, and the second arm 2 can change its posture by rotating around the axis of the pivot portion 5b. it can.

リンク3,4は、アーム1,2と共にパンタグラフ機構を構成する。第1リンク3は第1アーム1と平行であり、第2リンク4は第2アーム2と平行である。第1リンク3の一端部は枢着部5cで第2アーム2に回動自在に連結される。第2リンク4の一端部は枢着部5eで第1アーム1に回動自在に連結される。第1リンク3の他端部と第2リンク4の他端部とは枢着部5dで互いに回動自在に連結される。第1リンク3は、第2リンク4よりも長い長尺リンクであり、第2リンク4は、第1リンク3よりも短い短尺リンクである。   The links 3 and 4 together with the arms 1 and 2 constitute a pantograph mechanism. The first link 3 is parallel to the first arm 1, and the second link 4 is parallel to the second arm 2. One end of the first link 3 is pivotally connected to the second arm 2 by a pivoting portion 5c. One end of the second link 4 is pivotally connected to the first arm 1 by a pivoting portion 5e. The other end portion of the first link 3 and the other end portion of the second link 4 are pivotally connected to each other by a pivoting portion 5d. The first link 3 is a long link longer than the second link 4, and the second link 4 is a short link shorter than the first link 3.

枢着部5a〜eの軸線は互いに平行である。各枢着部5a〜eは支軸及び軸受を有している。支軸は連結対象の2部材のうち一方に固定され、軸受は他方に設けられて支軸を回転可能に支持する。4部材1〜4を辺とし4枢着部5b〜eを頂点とする四角形は、アーム1,2の姿勢の変化に応じて変形するものの平行四辺形を維持し、アーム1,2の姿勢に関わらず第1リンク3は第1アーム1と平行に保たれ且つ第2リンク4は第2アーム2と平行に保たれる。   The axes of the pivot portions 5a to 5e are parallel to each other. Each pivot part 5a-e has a spindle and a bearing. The support shaft is fixed to one of the two members to be connected, and the bearing is provided on the other to rotatably support the support shaft. The quadrilateral with the four members 1 to 4 as the sides and the four pivoting portions 5b to e as the apexes is deformed according to the change in the posture of the arms 1 and 2, while maintaining the parallelogram, Regardless, the first link 3 is kept parallel to the first arm 1 and the second link 4 is kept parallel to the second arm 2.

パンタグラフ機構は支点6a、入力点6b及び出力点6cを有する。3点6a〜cは、枢着部5a〜eの軸線と直交する平面内で延在する1本の仮想直線7上に位置する。第1アーム1の基端部における第1点(例えば、枢着部5aの軸線)が、支点6aとして基台に枢支される。第1リンク3と第2リンク4との連結点(例えば、枢着部5dの軸線)が入力点6bを構成する。第2アーム2の先端部における第2点が出力点6cを構成する。入力点6bは、仮想直線7上で支点6aと出力点6cとの間に位置する。   The pantograph mechanism has a fulcrum 6a, an input point 6b, and an output point 6c. The three points 6a to 6c are located on one virtual straight line 7 extending in a plane orthogonal to the axis of the pivoting portions 5a to 5e. A first point at the base end portion of the first arm 1 (for example, the axis of the pivoting portion 5a) is pivotally supported on the base as a fulcrum 6a. A connection point between the first link 3 and the second link 4 (for example, the axis line of the pivoting portion 5d) constitutes the input point 6b. The second point at the tip of the second arm 2 constitutes the output point 6c. The input point 6b is located on the virtual straight line 7 between the fulcrum 6a and the output point 6c.

入力点6bは枢着部5a〜eの軸線と直交する平面内で移動可能であり、その移動に応じてアーム1,2の姿勢が変わる。アーム1,2の姿勢が変われば、入力点6bがこれに追従して上記平面内で移動する。入力点6bが移動すれば出力点6cも移動する。出力点6cの移動軌跡は入力点6bの移動軌跡と相似である(図1中の点線三角形を参照)。支点6aから入力点6bまでの距離L1は、支点6aから出力点6cまでの距離L2よりも短い。このため、出力点6cの移動軌跡は、2距離L1,L2の比L2/L1(以下「リンク比」)だけ、入力点6bの移動軌跡を拡大したものに相当する。入力点6b及び出力点6cは支点6aから見て同方向に移動する。   The input point 6b is movable in a plane orthogonal to the axis of the pivoting portions 5a to 5e, and the postures of the arms 1 and 2 change according to the movement. If the postures of the arms 1 and 2 change, the input point 6b moves in the above plane following this. If the input point 6b moves, the output point 6c also moves. The movement locus of the output point 6c is similar to the movement locus of the input point 6b (see the dotted line triangle in FIG. 1). The distance L1 from the fulcrum 6a to the input point 6b is shorter than the distance L2 from the fulcrum 6a to the output point 6c. For this reason, the movement locus of the output point 6c corresponds to an enlargement of the movement locus of the input point 6b by the ratio L2 / L1 of the two distances L1 and L2 (hereinafter referred to as “link ratio”). The input point 6b and the output point 6c move in the same direction as viewed from the fulcrum 6a.

ここで、枢着部5a〜eの軸線を水平とする。重量物が出力点6cに吊るされるなどして出力点6cが下向きの重量負荷Wを受けると、回転モーメントが当該重量負荷Wに基づき生じる。入力点6bは、重量負荷Wを上記リンク比だけ倍加した下向きの鉛直負荷を受けることとなり、出力点6cと共に下へ移動しようとする。このとき、出力点6cに作用する重量負荷Wとバランスする上向きの推力が入力点6bに付与され、入力点6bに作用する鉛直負荷が当該推力でもって支えられれば、入力点6b及び出力点6cの移動を阻止して4部材1〜4の姿勢を保つことができる。   Here, the axis of the pivot parts 5a to 5e is horizontal. When the output point 6c receives a downward weight load W, such as when a heavy object is suspended from the output point 6c, a rotational moment is generated based on the weight load W. The input point 6b receives a downward vertical load obtained by doubling the weight load W by the link ratio, and tends to move downward together with the output point 6c. At this time, if an upward thrust that balances with the heavy load W acting on the output point 6c is applied to the input point 6b, and the vertical load acting on the input point 6b is supported by the thrust, the input point 6b and the output point 6c. The movement of the four members 1 to 4 can be maintained by preventing the movement of the four members.

図2は第1実施形態に係るクレーン装置10を示す側面図である。図2に示すように、クレーン装置10は、基台11、基台11に設けられたブーム12、及びブーム12の先端に設けられたハンド13を備える。基台11は、荷役作業場に設置され、例えば柱状である。ハンド13は、荷物を把持し、また、把持している荷物を放すことができる。ハンド13は、ハンド本体13aと、ハンド本体13aに荷物の把持及び解放の動作を行わせるためのハンドアクチュエータ13bとを備える。把持の手法は特に限定されない。例えば、ハンド本体13aが離接可能な複数の指体を有してその指体で荷物を抱え込んでもよく、その場合、ハンドアクチュエータ13bは指体の離接に必要な動力を発生するよう構成される。ハンド本体13aは荷物を吸着してもよく、その場合、ハンドアクチュエータ13bは吸着に必要な負圧を発生するよう構成される。   FIG. 2 is a side view showing the crane apparatus 10 according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the crane apparatus 10 includes a base 11, a boom 12 provided on the base 11, and a hand 13 provided at the tip of the boom 12. The base 11 is installed in a cargo handling work place and has, for example, a column shape. The hand 13 can hold the baggage and release the held baggage. The hand 13 includes a hand main body 13a and a hand actuator 13b for causing the hand main body 13a to perform a gripping and releasing operation of a load. The gripping method is not particularly limited. For example, the hand main body 13a may have a plurality of detachable fingers and carry a load with the fingers, and in that case, the hand actuator 13b is configured to generate power necessary for detachment of the fingers. The The hand body 13a may suck a load, and in that case, the hand actuator 13b is configured to generate a negative pressure necessary for the suction.

クレーン装置10はパンタグラフ型であり、前述のパンタグラフ機構がブーム12に採用されている。ブーム12は、前述のアーム1,2及びリンク3,4を含む。枢着部5a〜5eの軸線は水平である。第1アーム1の基端部は基台11に枢支され、枢着部5a及び支点6aが基台11上に設けられる。本実施形態では、支点6aが基台11に対して移動不能である。本実施形態では、ハンド13が枢着部5fにて第2アーム2の先端部に枢支され、枢着部5fの軸線が、出力点6cを構成する第2点を成している。   The crane apparatus 10 is a pantograph type, and the above-described pantograph mechanism is employed in the boom 12. The boom 12 includes the arms 1 and 2 and the links 3 and 4 described above. The axis of the pivot parts 5a to 5e is horizontal. The base end portion of the first arm 1 is pivotally supported by the base 11, and the pivot attachment portion 5 a and the fulcrum 6 a are provided on the base 11. In the present embodiment, the fulcrum 6 a is immovable with respect to the base 11. In the present embodiment, the hand 13 is pivotally supported on the tip of the second arm 2 by the pivoting portion 5f, and the axis of the pivoting portion 5f forms the second point constituting the output point 6c.

ブーム12は、第1サイドリンク14、中間板15及び第2サイドリンク16を含む。枢着部5bは中間板15に設けられ、第1アーム1の先端及び第2アーム2の基端が中間板15に枢支される。第1サイドリンク14は、第1アーム1、基台11及び中間板15と共に平行リンク機構を構成する。第2サイドリンク16は、第2アーム2、中間板15及びハンド13と共に平行リンク機構を構成する。これら平行リンク機構をブーム12に採用することで、アーム1,2の姿勢に関わらず、ハンド13の基台11に対する姿勢が保たれる。   The boom 12 includes a first side link 14, an intermediate plate 15 and a second side link 16. The pivot portion 5 b is provided on the intermediate plate 15, and the distal end of the first arm 1 and the proximal end of the second arm 2 are pivotally supported by the intermediate plate 15. The first side link 14 constitutes a parallel link mechanism together with the first arm 1, the base 11 and the intermediate plate 15. The second side link 16 constitutes a parallel link mechanism together with the second arm 2, the intermediate plate 15 and the hand 13. By adopting these parallel link mechanisms for the boom 12, the posture of the hand 13 with respect to the base 11 is maintained regardless of the postures of the arms 1 and 2.

第1アーム1は、支点6aを形成する枢着部5aから見て枢着点5bと反対側に延在する延長部1aを有する。この延長部1aには、第1アーム1に下向きの負荷を付与するブーム自重負荷支持装置17が設けられ、これによりブーム12の自重負荷が支えらえる。本実施形態に係るブーム自重負荷支持装置17は、カウンタウェイトである。   The 1st arm 1 has the extension part 1a extended on the opposite side to the pivot point 5b seeing from the pivot point 5a which forms the fulcrum 6a. The extension portion 1 a is provided with a boom self-weight load support device 17 that applies a downward load to the first arm 1, thereby supporting the self-load of the boom 12. The boom self-weight load support device 17 according to the present embodiment is a counterweight.

ハンド13が荷物を把持し、その荷物が地面から持ち上げられると、出力点6cはその荷物の重量に基づく重量負荷を受け、入力点6bはその重量負荷に基づく鉛直負荷を受ける。クレーン装置10は、このように入力点6bに作用する鉛直負荷を支える鉛直負荷支持装置30を備える。鉛直負荷支持装置30は基台11に固定されている。鉛直負荷支持装置30は、入力点6bの鉛直方向の移動を許容しつつ、入力点6bに鉛直方向の推力を付与する。鉛直負荷はこの推力でもって支えられ、推力は出力点6cに作用する重量負荷とバランスする。   When the hand 13 grips the load and the load is lifted from the ground, the output point 6c receives a weight load based on the weight of the load and the input point 6b receives a vertical load based on the weight load. The crane apparatus 10 includes the vertical load support device 30 that supports the vertical load acting on the input point 6b as described above. The vertical load support device 30 is fixed to the base 11. The vertical load support device 30 gives a vertical thrust to the input point 6b while allowing the input point 6b to move in the vertical direction. The vertical load is supported by this thrust, and the thrust balances with the weight load acting on the output point 6c.

パンタグラフ型のクレーン装置10では、スカラ型とは違い、ある荷物を持ち上げてから当該荷物が地面に付いて垂直抗力が作用し始める又は当該荷物が空中で放されるまでの期間(以下、「荷物把持期間」)において、出力点6cに作用する重量負荷は、アーム1,2の姿勢に関わらず一定である。そこで、鉛直負荷支持装置30は、荷物把持期間と、ある荷物を放してから次の荷物を持ち上げるまでの期間(以下、「空把持期間」)において、入力点6bに一定の推力を付与するように構成される。   In the pantograph type crane device 10, unlike the SCARA type, a period from when a load is lifted to the ground when the load starts to act on the ground or when the load is released in the air (hereinafter referred to as “the load”). In the “gripping period”), the weight load acting on the output point 6 c is constant regardless of the postures of the arms 1 and 2. Therefore, the vertical load support device 30 applies a certain thrust to the input point 6b during a load gripping period and a period from when a certain load is released to when the next load is lifted (hereinafter, “empty gripping period”). Configured.

例えば、鉛直負荷支持装置30は、流体シリンダ機構で構成される。流体シリンダ機構は、鉛直方向に伸縮自在のロッド32を有するシリンダ31を備える。シリンダ31はエアシリンダでも油圧シリンダ(油圧循環式シリンダを含む)でもよい。入力点6bはロッド32に取り付けられる。ロッド32が伸縮することで、入力点6bは鉛直移動を許容され且つ案内される。鉛直負荷支持装置30は、入力点6bの水平移動を許容し且つ案内する案内部材33を有する。案内部材33はロッド32に設けられ、入力点6bは案内部材33を介してロッド32に水平移動自在に取り付けられる。   For example, the vertical load support device 30 is configured by a fluid cylinder mechanism. The fluid cylinder mechanism includes a cylinder 31 having a rod 32 that is extendable in the vertical direction. The cylinder 31 may be an air cylinder or a hydraulic cylinder (including a hydraulic circulation cylinder). The input point 6 b is attached to the rod 32. As the rod 32 expands and contracts, the input point 6b is allowed to move vertically and guided. The vertical load support device 30 includes a guide member 33 that allows and guides the horizontal movement of the input point 6b. The guide member 33 is provided on the rod 32, and the input point 6b is attached to the rod 32 through the guide member 33 so as to be horizontally movable.

本実施形態では、入力点6bに作用する鉛直負荷が下向きであるので、鉛直負荷支持装置30は上向きの推力を入力点6bに付与する。鉛直負荷支持装置30は、入力点6bの下に配置されている。推力の向きはロッド32の伸長方向と同じである。   In the present embodiment, since the vertical load acting on the input point 6b is downward, the vertical load support device 30 applies upward thrust to the input point 6b. The vertical load support device 30 is disposed below the input point 6b. The direction of the thrust is the same as the extending direction of the rod 32.

クレーン装置10はハイブリッド型であり、ブーム12を駆動する第1及び第2モータ41,51を備える。モータ41,51は例えばサーボモータである。第1モータ41は、第1アーム1又は第1リンク3に固定された第1支軸42を回転駆動し、それにより第1アーム1及び第1リンク3の回転角を変化させる。第2モータ51は、第2アーム2又は第2リンク4に固定された第2支軸52を回転駆動し、それにより第2アーム2及び第2リンク4の回転角を変化させる。   The crane apparatus 10 is a hybrid type and includes first and second motors 41 and 51 that drive the boom 12. The motors 41 and 51 are, for example, servo motors. The first motor 41 rotationally drives the first support shaft 42 fixed to the first arm 1 or the first link 3, thereby changing the rotation angles of the first arm 1 and the first link 3. The second motor 51 rotationally drives the second support shaft 52 fixed to the second arm 2 or the second link 4, thereby changing the rotation angles of the second arm 2 and the second link 4.

一例として、第1支軸42は、枢着部5aを構成する支軸であり、第1アーム1に固定され、同じく枢着部5aを構成する基台11に設けられた第1軸受43(図3及び図4参照)に回転可能に支持される。第1支軸42が回転すると、第1アーム1の姿勢が変わると共に、第1リンク3の姿勢が第1アーム1と平行を保つようにして変わる。第2支軸52は、例えば枢着部5eを構成する支軸であり、第2リンク4に固定され、同じく枢着部5eを構成する第1アーム1に設けられた第2軸受53(図4参照)に回転可能に支持される。第2支軸52が回転すると、第2リンク4の姿勢が変わると共に、第2アーム2の姿勢が第2リンク4と平行を保つようにして変わる。   As an example, the first support shaft 42 is a support shaft that constitutes the pivot attachment portion 5a, is fixed to the first arm 1, and is provided on the base 11 that also constitutes the pivot attachment portion 5a. (See FIGS. 3 and 4). When the first support shaft 42 is rotated, the posture of the first arm 1 is changed, and the posture of the first link 3 is changed so as to be parallel to the first arm 1. The second support shaft 52 is, for example, a support shaft that constitutes the pivot attachment portion 5e, is fixed to the second link 4, and is a second bearing 53 (see FIG. 5) provided on the first arm 1 that also constitutes the pivot attachment portion 5e. 4)). When the second support shaft 52 rotates, the posture of the second link 4 changes and the posture of the second arm 2 changes so as to be parallel to the second link 4.

第2支軸52の候補は他にもあるが、ここでは支点6aに近いものを第2支軸52として選択している。これにより第2モータ51が第2支軸52を回転駆動するためにブーム12(例えば、第1アーム1)に取り付けられても、ブーム12の重心位置が支点6aから離れるのを抑えることができる。よって、ブーム自重負荷支持装置17が支えるべき自重負荷を小さくすることができ、ブーム自重負荷支持装置17(本実施形態ではカウンタウェイト)の小型化及び/又は延長部1aの短縮化が図られ、クレーン装置10全体が小型化される。第1支軸42は、支点6aを形成する枢着部5aを構成しており、第1モータ41がブーム12の重量に加味されるのを避けることができる。   Although there are other candidates for the second support shaft 52, one close to the fulcrum 6 a is selected as the second support shaft 52 here. Thereby, even if the second motor 51 is attached to the boom 12 (for example, the first arm 1) to rotationally drive the second support shaft 52, the center of gravity of the boom 12 can be prevented from moving away from the fulcrum 6a. . Therefore, the self load that the boom self-weight load support device 17 should support can be reduced, and the boom self-weight load support device 17 (in this embodiment, the counterweight) can be reduced in size and / or the extension portion 1a can be shortened. The entire crane apparatus 10 is reduced in size. The first support shaft 42 constitutes a pivoting portion 5 a that forms the fulcrum 6 a, and the first motor 41 can be avoided from being added to the weight of the boom 12.

図3は図2に示す第1モータ41及びその周辺構成を示す断面図である。図3に示すように、クレーン装置10は、第1モータ41により発生された駆動力を第1支軸42に伝達する第1駆動力伝達部44を有する。第1駆動力伝達部44は、第1減速機45及び第1クラッチ46を有する。第1減速機45は、第1モータ41と第1クラッチ46との間に介在する。第1クラッチ46は電磁式であり、繋合状態及び解放状態の間での切換えは電子的に制御される。第1クラッチ46の出力要素は変速機を介さず第1支軸41と接続される。ただし、第1駆動力伝達部44は、第1クラッチ46と第1支軸42との間に介在する継手を有してもよい。   FIG. 3 is a sectional view showing the first motor 41 shown in FIG. 2 and its peripheral configuration. As illustrated in FIG. 3, the crane apparatus 10 includes a first driving force transmission unit 44 that transmits the driving force generated by the first motor 41 to the first support shaft 42. The first driving force transmission unit 44 includes a first speed reducer 45 and a first clutch 46. The first speed reducer 45 is interposed between the first motor 41 and the first clutch 46. The first clutch 46 is electromagnetic, and switching between the engaged state and the released state is electronically controlled. The output element of the first clutch 46 is connected to the first support shaft 41 without passing through the transmission. However, the first driving force transmission unit 44 may have a joint interposed between the first clutch 46 and the first support shaft 42.

第1減速機45の入力軸及び出力軸は互いに同軸状に配置される。第1減速機45は、例えば遊星歯車又は波動歯車で構成される。第1支軸42は、第1クラッチ46、第1減速機45及び第1モータ41と同軸状に配置される。   The input shaft and the output shaft of the first reduction gear 45 are arranged coaxially with each other. The first reduction gear 45 is constituted by, for example, a planetary gear or a wave gear. The first support shaft 42 is arranged coaxially with the first clutch 46, the first speed reducer 45, and the first motor 41.

クレーン装置10は、第1支軸41と平行の第1検出軸47、第1支軸41の回転を第1検出軸47に伝達する第1伝達機構48、及び第1検出軸47の回転角を検出する第1エンコーダ49を備える。第1伝達機構48は、第1支軸41(又はこれと一体になって回転する継手部)に固定された駆動要素48aと、第1検出軸47に固定された従動要素48bとを有する。第1伝達機構48は、第1駆動力伝達部44に規定される伝達経路において第1クラッチ46よりも下流で動力を取り出す。第1伝達機構48は、ベルト伝動機構又はチェーン伝動機構で構成される場合に、駆動要素48aの回転を従動要素48bに伝達する伝達要素48cを更に含む。第1伝達機構48は平行軸式歯車列で構成されてもよい。第1エンコーダ49は第1モータ41及び第1駆動力伝達部44から半径方向に離れて配置される。よって、第1モータ41及び第1支軸42の周辺に部品が密集するのを避けることができる。   The crane apparatus 10 includes a first detection shaft 47 parallel to the first support shaft 41, a first transmission mechanism 48 that transmits the rotation of the first support shaft 41 to the first detection shaft 47, and a rotation angle of the first detection shaft 47. The first encoder 49 is provided. The first transmission mechanism 48 includes a drive element 48 a fixed to the first support shaft 41 (or a joint portion that rotates integrally therewith) and a driven element 48 b fixed to the first detection shaft 47. The first transmission mechanism 48 extracts power downstream of the first clutch 46 in the transmission path defined by the first driving force transmission unit 44. When the first transmission mechanism 48 includes a belt transmission mechanism or a chain transmission mechanism, the first transmission mechanism 48 further includes a transmission element 48c that transmits the rotation of the driving element 48a to the driven element 48b. The first transmission mechanism 48 may be configured by a parallel shaft gear train. The first encoder 49 is disposed away from the first motor 41 and the first driving force transmission unit 44 in the radial direction. Therefore, it is possible to avoid parts from being concentrated around the first motor 41 and the first support shaft 42.

第1伝達機構48は、第1支軸41の回転を増速して第1検出軸47に伝達する。一例として、第1伝達機構48の変速比は第1減速機62の変速比の逆数であり、第1クラッチ46が繋合状態にあれば、第1検出軸47は第1モータ41と同速で回転する。   The first transmission mechanism 48 increases the rotation of the first support shaft 41 and transmits it to the first detection shaft 47. As an example, the speed ratio of the first transmission mechanism 48 is the reciprocal of the speed ratio of the first speed reducer 62, and the first detection shaft 47 has the same speed as the first motor 41 when the first clutch 46 is in the engaged state. Rotate with.

第1モータ41及び第1減速機46はモータホルダ18に保持される。モータホルダ18は突出部18aを有し、第1エンコーダ49は突出部18aに取り付けられている。第1モータ41、第1駆動力伝達部44、第1検出軸47、第1伝動機構48及び第1エンコーダ49はモータホルダ18を仲介してユニット化される。   The first motor 41 and the first reduction gear 46 are held by the motor holder 18. The motor holder 18 has a protrusion 18a, and the first encoder 49 is attached to the protrusion 18a. The first motor 41, the first driving force transmission unit 44, the first detection shaft 47, the first transmission mechanism 48 and the first encoder 49 are unitized through the motor holder 18.

図4は図2に示すクレーン装置10の構成を示すブロック図である。図4に示すように、第2モータ51及びその周辺構成は、第1モータ41と同様である。第2駆動力伝達部54、第2減速機55、第2クラッチ56、第2検出軸57、第2伝達機構58及び第2エンコーダ59は、前述の要素44〜49と同様にして構成され、これら要素44〜49は第2モータ51と共にモータホルダ(図示せず)を介してユニット化される。   FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the crane apparatus 10 shown in FIG. As shown in FIG. 4, the second motor 51 and its peripheral configuration are the same as those of the first motor 41. The second driving force transmission unit 54, the second reduction gear 55, the second clutch 56, the second detection shaft 57, the second transmission mechanism 58, and the second encoder 59 are configured in the same manner as the elements 44 to 49 described above, These elements 44 to 49 are unitized together with the second motor 51 via a motor holder (not shown).

クレーン装置10は、鉛直負荷支持装置30が発生する推力を調整する推力調整装置35を備える。推力調整装置35は、前述した荷物把持期間及び空把持期間において、入力点6bの鉛直方向の移動を許容しつつ入力点6bに付与する推力を一定に維持する。   The crane device 10 includes a thrust adjustment device 35 that adjusts the thrust generated by the vertical load support device 30. The thrust adjustment device 35 keeps the thrust applied to the input point 6b constant while allowing the input point 6b to move in the vertical direction during the above-described luggage gripping period and idle gripping period.

鉛直負荷支持装置30がシリンダ31である場合、推力調整装置35は、シリンダ31の作動流体を圧送するポンプ36と、シリンダ31に供給される作動流体の圧力及びシリンダ31に対する作動流体の給排を制御するサーボ弁37とを含む。サーボ弁37は電磁式である。鉛直負荷支持装置30が発生する推力は、推力センサ39によって検出される。例えば、推力センサ39は、推力と比例するシリンダ31の内圧を検出する圧力センサで構成される。   When the vertical load support device 30 is the cylinder 31, the thrust adjustment device 35 pumps the working fluid in the cylinder 31, and the pressure of the working fluid supplied to the cylinder 31 and supply / discharge of the working fluid to the cylinder 31. And a servo valve 37 to be controlled. The servo valve 37 is an electromagnetic type. The thrust generated by the vertical load support device 30 is detected by a thrust sensor 39. For example, the thrust sensor 39 is configured by a pressure sensor that detects an internal pressure of the cylinder 31 that is proportional to the thrust.

クレーン装置10は、制御装置60を備える。制御装置60は、前述の第1エンコーダ49、第2エンコーダ59及び推力センサ39と接続され、第1検出軸47の回転角、第2検出軸57の回転角及びシリンダ31の内圧の検出値を入力する。制御装置60は、前述の第1モータ41及び第2モータ51と接続されており、モータ41,51に駆動指令を与えてモータ41,51の動作を制御する。それにより、アーム1,2の回転角並びに入力点6b及び出力点6c(すなわち、ハンド13及びこれに把持された荷物)の位置が制御される。   The crane device 10 includes a control device 60. The control device 60 is connected to the first encoder 49, the second encoder 59, and the thrust sensor 39 described above, and detects the rotation angle of the first detection shaft 47, the rotation angle of the second detection shaft 57, and the detected values of the internal pressure of the cylinder 31. input. The control device 60 is connected to the first motor 41 and the second motor 51 described above, and gives a drive command to the motors 41 and 51 to control the operation of the motors 41 and 51. As a result, the rotation angles of the arms 1 and 2 and the positions of the input point 6b and the output point 6c (that is, the hand 13 and the load held by the hand 13) are controlled.

制御装置60は、ハンドアクチュエータ13bと接続されており、ハンド13の動作を制御する。制御装置60は、前述の第1及び第2クラッチ46,56と接続されており、クラッチ46,56の動作又は状態を制御する。制御装置60は、サーボ弁37と接続されており、サーボ弁37の動作を制御することにより鉛直負荷支持装置30から入力点6bに付与される推力を制御する。   The control device 60 is connected to the hand actuator 13 b and controls the operation of the hand 13. The control device 60 is connected to the first and second clutches 46 and 56 described above, and controls the operation or state of the clutches 46 and 56. The control device 60 is connected to the servo valve 37, and controls the thrust applied from the vertical load support device 30 to the input point 6b by controlling the operation of the servo valve 37.

制御装置60は、操作装置70と接続されており、作業者によって操作装置70に入力された指令を入力する。操作装置70は、一例として、切換スイッチ71、操縦レバー72、荷物解放ボタン73、重量計測ボタン74及び連続搬送ボタン75を含む。これら操作用の部材71〜75は、単一部材に纏まって取り付けられていてもよいし、複数の部材(例えば、基台11、ハンド13、専用の操作体など)に分散して配置されていてもよい。   The control device 60 is connected to the operation device 70 and inputs a command input to the operation device 70 by an operator. As an example, the operation device 70 includes a changeover switch 71, a control lever 72, a load release button 73, a weight measurement button 74, and a continuous conveyance button 75. These operation members 71 to 75 may be attached together as a single member, or are distributed and arranged in a plurality of members (for example, the base 11, the hand 13, a dedicated operation body, etc.). May be.

切換スイッチ71は、クレーン装置10の動作モードを切り換えて指定する操作を行うための部材であり、作業者は切換スイッチ71を操作することで所望の動作モードを選択することができる。切換スイッチ71は例えばハンド本体13aに設置される(図2参照)。制御装置60は、切換スイッチ71で指定された動作モードに応じて、第1モータ41、第2モータ51、第1クラッチ46及び第2クラッチ56等の動作を制御する。   The changeover switch 71 is a member for performing an operation of switching and specifying the operation mode of the crane apparatus 10, and the operator can select a desired operation mode by operating the changeover switch 71. The changeover switch 71 is installed in the hand body 13a, for example (see FIG. 2). The control device 60 controls the operations of the first motor 41, the second motor 51, the first clutch 46, the second clutch 56, and the like according to the operation mode specified by the changeover switch 71.

動作モードには、例えば、作業者がブーム12を手動で動かすことでハンド13に把持された荷物を手動で移動させるハンドクレーンモード、作業者がブーム12を遠隔操作してハンド13に把持された荷物を自力によらず移動させる操縦モードが含まれる。動作モードには、予め教示されたプログラムに従ってブーム12及びハンド13を動作させることで荷役作業を自動的に行う自動モードや、そのプログラムの作成のためブーム12及びハンド13を動作させる教示モードが含まれてもよい。   In the operation mode, for example, a hand crane mode in which the operator manually moves the load held by the hand 13 by manually moving the boom 12, and the operator is gripped by the hand 13 by remotely operating the boom 12. It includes a maneuvering mode that moves the luggage without having to do it yourself. The operation mode includes an automatic mode in which the handling work is automatically performed by operating the boom 12 and the hand 13 according to a program taught in advance, and a teaching mode in which the boom 12 and the hand 13 are operated to create the program. May be.

操縦レバー72は、操縦モードや教示モードにおいて、作業者がブーム12の動作指令を与えるための部材である。動作指令は、アーム1,2に対する回転指令でもよいし、出力点6c(すなわちハンド13及びこれに把持された荷物)に対する鉛直移動指令及び水平移動指令でもよい。制御装置60は、作業者からの動作指令に応じて、モータ41,51の動作目標値を求め、モータ41,51を協調制御する。その他の操作部材73〜75については後述する。   The control lever 72 is a member for an operator to give an operation command of the boom 12 in the control mode or the teaching mode. The operation command may be a rotation command for the arms 1 and 2, or a vertical movement command and a horizontal movement command for the output point 6c (that is, the hand 13 and the baggage held by the hand 13). The control device 60 obtains an operation target value of the motors 41 and 51 in accordance with an operation command from the worker, and cooperatively controls the motors 41 and 51. The other operation members 73 to 75 will be described later.

制御装置60は、人感センサ65及び警報装置66と接続されている。人感センサ65は、赤外線及び/又は超音波を用いて当該センサの付近に人間が存在するか否かを検知する。例えば、人感センサ65はハンド本体13aに設置される(図2参照)。人感センサ65は、ハンド本体13a又は第2アーム2の先端部が人間に近づくと、その旨示す検出信号を制御装置60に出力する。制御装置60は、操縦モード、自動モード及び教示モードの実行中に人感センサ65からの検出信号を入力すると、警報装置66を作動させる。   The control device 60 is connected to the human sensor 65 and the alarm device 66. The human sensor 65 detects whether a human is present near the sensor using infrared rays and / or ultrasonic waves. For example, the human sensor 65 is installed in the hand main body 13a (see FIG. 2). When the hand main body 13a or the tip of the second arm 2 approaches a human, the human sensor 65 outputs a detection signal indicating that to the control device 60. When the control device 60 receives a detection signal from the human sensor 65 during execution of the steering mode, the automatic mode, and the teaching mode, the control device 60 activates the alarm device 66.

警報装置66には、回転灯66aやスピーカ66bが含まれる。回転等66aは例えば基台11に設置され、スピーカ66bは例えばハンド本体13aに設置される(図2参照)。これにより、自動的に移動するブーム12、ハンド13又は荷物から作業者を保護することができる。なお、警報装置66の作動と併せて、ブーム12の動作速度が通常よりも遅くなるようにモータ41,51の動作目標値を補正し、又はブーム12を停止させるようにモータ41,51を制御してもよい。   The alarm device 66 includes a rotating lamp 66a and a speaker 66b. For example, the rotation 66a is installed on the base 11, and the speaker 66b is installed on the hand body 13a (see FIG. 2). Thereby, an operator can be protected from the boom 12, the hand 13, or a load which moves automatically. In conjunction with the operation of the alarm device 66, the operation target values of the motors 41 and 51 are corrected so that the operation speed of the boom 12 is slower than usual, or the motors 41 and 51 are controlled so as to stop the boom 12. May be.

[作用]
以下、上記のように構成されるクレーン装置10の動作及び作用について説明する。クレーン装置10を用いると、ブーム12の可動域内において複数の荷物を一つずつ搬送するという荷役作業を行うことができる。
[Action]
Hereinafter, operation | movement and an effect | action of the crane apparatus 10 comprised as mentioned above are demonstrated. When the crane apparatus 10 is used, a cargo handling operation of transporting a plurality of loads one by one within the movable range of the boom 12 can be performed.

先ず、クレーン装置10の自動機能について説明する。切換スイッチ71での操作により操縦モードが選択されると、クラッチ46,56が繋合状態になり且つ操縦レバー72からの動作指令が有効となり、作業者はブーム12の遠隔操作を許容される。操縦レバー72が操作されると、モータ41,51が協調制御されて動作する。モータ41,51により発生された駆動力は、繋合状態にあるクラッチ46,56を介して支軸42,52に伝達される。これによりアーム1,2の姿勢及びハンド13の位置が、作業者からの動作指令に応じて制御される。出力点6cの移動方向が水平成分を含む場合、入力点6bは案内部材33によって水平移動を案内され、円滑に水平方向に移動する。   First, the automatic function of the crane apparatus 10 will be described. When the control mode is selected by the operation of the changeover switch 71, the clutches 46 and 56 are engaged and the operation command from the control lever 72 becomes valid, and the operator is allowed to remotely operate the boom 12. When the control lever 72 is operated, the motors 41 and 51 operate under coordinated control. The driving force generated by the motors 41 and 51 is transmitted to the support shafts 42 and 52 via the clutches 46 and 56 in the connected state. Thereby, the postures of the arms 1 and 2 and the position of the hand 13 are controlled in accordance with an operation command from the operator. When the moving direction of the output point 6c includes a horizontal component, the input point 6b is guided in the horizontal movement by the guide member 33 and smoothly moves in the horizontal direction.

出力点6cの移動方向が鉛直成分を含む場合、モータ41,51により発生される駆動力に基づく鉛直方向の負荷が、入力点6bを介してロッド32に作用し、シリンダ31の内圧が変動しようとする。制御装置60は、このような負荷の作用に関わらず、シリンダ31の推力(内圧)が一定の値に維持されるように推力調整装置35のサーボ弁37を制御する。より具体的には、制御装置60は、推力センサ39の検出値を監視し、シリンダ31の内圧が当該推力に対応した値に維持されるようにサーボ弁37を制御する。これにより、シリンダ31が必要な推力を入力点6bに付与し続ける一方、ロッド32はシリンダ31の抵抗を受けずに円滑に伸縮可能となる。よって、入力点6bは円滑に鉛直方向に移動する。   When the moving direction of the output point 6c includes a vertical component, a vertical load based on the driving force generated by the motors 41 and 51 will act on the rod 32 via the input point 6b, and the internal pressure of the cylinder 31 will fluctuate. And The control device 60 controls the servo valve 37 of the thrust adjusting device 35 so that the thrust (internal pressure) of the cylinder 31 is maintained at a constant value regardless of the action of such a load. More specifically, the control device 60 monitors the detection value of the thrust sensor 39 and controls the servo valve 37 so that the internal pressure of the cylinder 31 is maintained at a value corresponding to the thrust. As a result, the cylinder 31 continues to apply the necessary thrust to the input point 6b, while the rod 32 can smoothly expand and contract without receiving the resistance of the cylinder 31. Therefore, the input point 6b moves smoothly in the vertical direction.

ハンド13が荷物を把持していないときには、制御装置60は、予め記憶された最低推力値(又はこれに対応する最低内圧値)を読み出し、シリンダ31の推力がこの最低推力値に維持されるようにサーボ弁37を制御する。最低推力値は、ハンド13及びこれに設置される各種部品(例えば、人感センサ65及びスピーカ66b)の重量のみに基づいて出力点6cに作用する重量負荷を支えるために必要な推力値であり、ハンド13の設計段階で把握可能である。   When the hand 13 is not gripping a load, the control device 60 reads the previously stored minimum thrust value (or the minimum internal pressure value corresponding thereto) so that the thrust of the cylinder 31 is maintained at this minimum thrust value. The servo valve 37 is controlled. The minimum thrust value is a thrust value necessary to support a weight load acting on the output point 6c based only on the weight of the hand 13 and various components (for example, the human sensor 65 and the speaker 66b) installed on the hand 13. It can be grasped at the design stage of the hand 13.

ハンド13が次に搬送対象とされる荷物に十分に近付いた後、重量計測ボタン73が操作される。重量計測ボタン73が操作されると、制御装置60は、推力センサ39により検出される推力とエンコーダ49,59により検出される回転角とから、当該荷物の重量を検出する検出動作を行う。重量計測ボタン73は当該検出動作を開始させるよう指令を与えるための部材である。   After the hand 13 is sufficiently close to the next package to be transported, the weight measurement button 73 is operated. When the weight measurement button 73 is operated, the control device 60 performs a detection operation for detecting the weight of the load based on the thrust detected by the thrust sensor 39 and the rotation angle detected by the encoders 49 and 59. The weight measurement button 73 is a member for giving a command to start the detection operation.

検出動作の一例として、制御装置60は、ハンドアクチュエータ13bを駆動してハンド本体13aに当該荷物を把持させる。次に、サーボ弁37を駆動してシリンダ31の推力を増大させるべくシリンダ31の内圧を変化させていくと共に、エンコーダ49,59からの入力を監視する。エンコーダ49,59の検出値が変化すると、制御装置60は、その時点での推力センサ39の検出値を記憶する。入力点6b及び出力点6cが上に移動し荷物が持ち上がると、第1支軸42及び第2支軸52が回転し、エンコーダ49,59の検出値が変化する。よって、その時点における推力センサ39の検出値は、当該荷物を把持したハンド13の総重量に基づいて出力点6cに作用する重量負荷とバランスする推力値に相当する。このように、検出動作では、当該荷物の重量そのものではなく、当該重量に応じて必要とされる推力値又はこれに対応する内圧値を検出してもよい。   As an example of the detection operation, the control device 60 drives the hand actuator 13b to cause the hand body 13a to grip the load. Next, the servo valve 37 is driven to change the internal pressure of the cylinder 31 so as to increase the thrust of the cylinder 31, and the inputs from the encoders 49 and 59 are monitored. When the detection values of the encoders 49 and 59 change, the control device 60 stores the detection value of the thrust sensor 39 at that time. When the input point 6b and the output point 6c move upward and the load is lifted, the first support shaft 42 and the second support shaft 52 rotate, and the detection values of the encoders 49 and 59 change. Therefore, the detected value of the thrust sensor 39 at that time corresponds to a thrust value that balances with the weight load acting on the output point 6c based on the total weight of the hand 13 holding the load. Thus, in the detection operation, not the weight of the load itself but a thrust value required according to the weight or an internal pressure value corresponding to the thrust value may be detected.

検出動作を行うときに、制御装置60はクラッチ46,56を解放状態にしてもよい。これにより、シリンダ31は駆動力伝達部44,54の摩擦やモータ41,51の制動力を補償しなくて済むので、重量検出精度が向上する。また、伝達機構48,58はクラッチ46,56と支軸42,52との間から動力を取り出して検出軸47,57を回転駆動するので、エンコーダ49,59はクラッチ46,56が解放状態となっていても支軸42,52が回転したときにこれを検出することができる。   When performing the detection operation, the control device 60 may release the clutches 46 and 56. As a result, the cylinder 31 does not have to compensate for the friction of the driving force transmission units 44 and 54 and the braking force of the motors 41 and 51, so that the weight detection accuracy is improved. Further, since the transmission mechanisms 48 and 58 take out power from the clutches 46 and 56 and the support shafts 42 and 52 to rotationally drive the detection shafts 47 and 57, the encoders 49 and 59 have the clutches 46 and 56 in the released state. Even if this is the case, this can be detected when the support shafts 42 and 52 rotate.

検出動作が終了すると、操縦レバー72を用いてブーム12を遠隔操作することで、荷物を人力によらずに搬送することができる。荷物を把持しているとき、制御装置60は、シリンダ31の推力が、検出動作において記憶された推力値に維持されるようにサーボ弁37を制御する。   When the detection operation is finished, the boom 12 can be remotely controlled by using the control lever 72, so that the luggage can be transported without human power. When gripping a load, the control device 60 controls the servo valve 37 so that the thrust of the cylinder 31 is maintained at the thrust value stored in the detection operation.

荷物を所望位置まで搬送した後、荷物解放ボタン74が操作される。荷物解放ボタン74は、作業者が荷物を放す指令を与えるための部材である。荷物解放ボタン74が操作されると、制御装置60は、ハンド13に把持されている荷物が放されるように、ハンドアクチュエータ13bを制御する。制御装置60は、エンコーダ49,59からの入力を監視する。エンコーダ49,59の検出値が変化すると、制御装置60は、シリンダ31の推力の目標値を最低推力値に切り換え、シリンダ31の推力が最低推力値で維持されるようにサーボ弁37を制御する。シリンダ31の推力が検出値に維持されている状態で荷物13がハンド13から離れると、シリンダ31の推力が出力点6cに作用する重量負荷に対して過剰になり、入力点6bが上に移動して支軸42,52が回転する。よって、この時点にて推力の目標値を最低推力値に切り換えることで、出力点6cの重量負荷が急激に小さくなってもブーム12の不要な挙動を抑えることができる。   After the package is conveyed to a desired position, the package release button 74 is operated. The baggage release button 74 is a member for giving a command for the operator to release the baggage. When the load release button 74 is operated, the control device 60 controls the hand actuator 13b so that the load held by the hand 13 is released. The control device 60 monitors inputs from the encoders 49 and 59. When the detection values of the encoders 49 and 59 change, the control device 60 switches the target value of the thrust of the cylinder 31 to the minimum thrust value and controls the servo valve 37 so that the thrust of the cylinder 31 is maintained at the minimum thrust value. . If the load 13 moves away from the hand 13 while the thrust of the cylinder 31 is maintained at the detected value, the thrust of the cylinder 31 becomes excessive with respect to the weight load acting on the output point 6c, and the input point 6b moves upward. Thus, the support shafts 42 and 52 rotate. Therefore, by switching the target value of the thrust to the minimum thrust value at this time, it is possible to suppress the unnecessary behavior of the boom 12 even if the weight load at the output point 6c is rapidly reduced.

次の荷物を搬送するにあたっては、上記同様の操作を繰り返せばよい。荷物の重量にバラつきがある場合、検出動作を都度行う。検出動作を行うたび、制御装置60は検出された荷物の重量、当該重量に応じて必要とされる推力値又はこれに対応する内圧値を更新して記憶する。検出動作を行うことで、様々な重量の荷物を搬送することができ、クレーン装置10の利便性が高くなる。検出動作では、モータを動作させてブーム12を駆動するときに必要なセンサを流用している。このため、クレーン装置10の制御系の構成を簡略に保つことができる。   In carrying the next package, the same operation as described above may be repeated. When the weight of the load varies, the detection operation is performed each time. Each time the detection operation is performed, the control device 60 updates and stores the detected weight of the load, the thrust value required according to the weight, or the internal pressure value corresponding thereto. By performing the detection operation, loads with various weights can be transported, and the convenience of the crane apparatus 10 is enhanced. In the detection operation, a sensor necessary for operating the motor to drive the boom 12 is used. For this reason, the structure of the control system of the crane apparatus 10 can be kept simple.

荷物の重量が均一であれば、検出動作は最初の荷物を搬送する前に行えば足りる。2つ目以降の荷物の搬送を開始する際には、重量検出ボタン73に替えて、連続搬送ボタン75が操作される。連続搬送ボタン75が操作されると、制御装置60は、ハンドアクチュエータ13bを駆動してハンド本体13aに当該荷物を把持させる。次に、シリンダ31の推力の目標値を記憶している検出値に切り換え、シリンダ31の推力が検出値で維持されるようにサーボ弁37を制御する。これにより、荷物がパレット等から垂直抗力を受けなくなるまで上昇する。   If the weight of the package is uniform, the detection operation may be performed before the first package is transported. When transporting the second and subsequent packages is started, the continuous transport button 75 is operated instead of the weight detection button 73. When the continuous conveyance button 75 is operated, the control device 60 drives the hand actuator 13b to cause the hand main body 13a to grip the load. Next, the servo valve 37 is controlled so that the thrust of the cylinder 31 is maintained at the detected value by switching to the detected value storing the target value of the thrust of the cylinder 31. As a result, the luggage is raised until it no longer receives vertical drag from the pallet or the like.

教示モードでは、教示点を適宜設定しつつ、操縦モードと同様にしてブーム12及びハンド13を操作すればよい。切換スイッチ71で自動モードが選択されると、制御装置60は、教示モードで作成されたプログラムに従ってブーム12及びハンド13を制御し、それにより荷役作業が自動的に行われる。   In the teaching mode, the boom 12 and the hand 13 may be operated in the same manner as in the steering mode while appropriately setting teaching points. When the automatic mode is selected by the changeover switch 71, the control device 60 controls the boom 12 and the hand 13 in accordance with the program created in the teaching mode, whereby the cargo handling operation is automatically performed.

本実施形態によれば、入力点6bに作用する鉛直負荷が鉛直負荷支持装置30によって支えられる。そのため、第1及び第2モータ41,51は、出力点6cに作用する重量負荷を補償する必要がない。なお、ブーム12の自重負荷はブーム自重負荷支持装置17で支えられるので、第1及び第2モータ41,51は、ブーム12の自重負荷を補償する必要もない。第1及び第2モータ41,51は、第1及び第2アーム1,2を加速又は減速させるため、駆動力伝達部44,54及び枢着部で生じる摩擦力(例えば、軸受の転がり摩擦など)を補償するために必要なトルクを負担する。可搬重量を大きくしたい場合には、鉛直負荷支持装置30がその分大きな推力を発生可能に構成すればよく、第1及び第2モータ41,51の容量を大きくしなくてもよい。したがって、第1及び第2モータ41,51の容量を小さくすることと、可搬重量を大きくすることとを両立することができる。   According to the present embodiment, the vertical load acting on the input point 6 b is supported by the vertical load support device 30. Therefore, the first and second motors 41 and 51 do not need to compensate for the heavy load acting on the output point 6c. In addition, since the self-load of the boom 12 is supported by the boom self-weight load support device 17, the first and second motors 41 and 51 do not need to compensate the self-load of the boom 12. The first and second motors 41, 51 accelerate or decelerate the first and second arms 1, 2, so that frictional forces generated at the driving force transmission parts 44, 54 and the pivot part (for example, rolling friction of bearings, etc.) ) To bear the torque necessary to compensate. When it is desired to increase the transportable weight, the vertical load support device 30 may be configured so as to be able to generate a larger thrust, and the capacities of the first and second motors 41 and 51 need not be increased. Accordingly, it is possible to achieve both reduction in the capacity of the first and second motors 41 and 51 and increase in the loadable weight.

ブーム12にパンタグラフ機構を採用しているので、鉛直負荷支持装置30の推力が一定であっても、第1及び第2モータ41,51は入力点6bに作用する鉛直負荷を負担しなくて済む。このため、鉛直負荷支持装置30の推力を第1及び第2アーム1,2の姿勢に応じて変えるような複雑な制御を行わなくても、第1及び第2モータ1,2を小型化することができる。したがって、推力制御を簡略化することと、第1及び第2モータ1,2を小さくすることとを両立することができる。   Since the pantograph mechanism is adopted for the boom 12, even if the thrust of the vertical load support device 30 is constant, the first and second motors 41 and 51 do not have to bear the vertical load acting on the input point 6b. . For this reason, the first and second motors 1 and 2 are reduced in size without performing complicated control in which the thrust of the vertical load support device 30 is changed according to the postures of the first and second arms 1 and 2. be able to. Therefore, both simplification of thrust control and reduction of the first and second motors 1 and 2 can be achieved.

第1及び第2モータ41,51は第1及び第2支軸42,52を回転駆動するので、駆動力伝達部44,54に、ラック及びピニオンのような運動変換機構は不要である。したがって、ハイブリッド型のクレーン装置を提供するに際し、駆動力伝達部44,54の構造を簡素化することができる。   Since the first and second motors 41 and 51 rotationally drive the first and second support shafts 42 and 52, the driving force transmission units 44 and 54 do not require a motion conversion mechanism such as a rack and a pinion. Therefore, when providing a hybrid crane apparatus, the structure of the driving force transmission units 44 and 54 can be simplified.

次に、クレーン装置10のハンドクレーン機能について説明する。切換スイッチ71での操作によりハンドクレーンモードが選択されると、第1及び第2クラッチ46,56が解放状態になり且つ操縦レバー72からの動作指令が無効となる。このように、切換スイッチ71は、第1クラッチ46及び第2クラッチ56を解放する指令を与える解除スイッチとして機能する。   Next, the hand crane function of the crane apparatus 10 will be described. When the hand crane mode is selected by the operation of the changeover switch 71, the first and second clutches 46 and 56 are released and the operation command from the control lever 72 becomes invalid. Thus, the changeover switch 71 functions as a release switch that gives a command to release the first clutch 46 and the second clutch 56.

クラッチ46,56が解放されることで、第1及び第2支軸42,52はモータ41,51からの制動力を受けなくなる。このため、作業者は、アーム1,2を自力で揺動させることができ、それによりハンド13及びこれに把持された荷物を移動させることができるようになる。クラッチ46,56の出力要素は変速機を介さず支軸42,52と接続されている。このため、作業者は、駆動力伝達部44,54の摩擦抵抗を補償しなくてよく、ブーム12を軽快に手動操作することができる。   When the clutches 46 and 56 are released, the first and second support shafts 42 and 52 do not receive the braking force from the motors 41 and 51. For this reason, the operator can swing the arms 1 and 2 by his / her own force, thereby moving the hand 13 and the load held by the hand 13. The output elements of the clutches 46 and 56 are connected to the support shafts 42 and 52 without passing through the transmission. For this reason, the operator does not need to compensate for the frictional resistance of the driving force transmission units 44 and 54, and can manually operate the boom 12 easily.

ハンド13に荷物を把持させる際には、上記同様に重量検出ボタン73又は連続搬送ボタン75が操作される。ハンド13から荷物を放す際には、上記同様に荷物解放ボタン74が操作される。作業者が鉛直成分を含む方向に出力点6cを移動させようとすると、制御装置60は、上記同様に、シリンダ31の推力が一定の値(空把持期間においては最小推力値、荷物把持期間においては記憶されている検出値)に維持されるように推力調整装置35のサーボ弁37を制御する。これにより、ハンドクレーンモードにおいても、鉛直負荷支持装置30が出力点6cに作用する重量負荷とバランスする推力を発生し、それにより入力点6bの鉛直負荷が支えられる。   When causing the hand 13 to hold the load, the weight detection button 73 or the continuous conveyance button 75 is operated as described above. When releasing the load from the hand 13, the load release button 74 is operated as described above. When the operator tries to move the output point 6c in the direction including the vertical component, the control device 60 determines that the thrust of the cylinder 31 is a constant value (minimum thrust value during the idle gripping period, The servo valve 37 of the thrust adjustment device 35 is controlled so as to be maintained at the stored detection value. Thereby, also in the hand crane mode, the vertical load support device 30 generates a thrust that balances the heavy load acting on the output point 6c, thereby supporting the vertical load at the input point 6b.

[第2実施形態]
図5は第2実施形態に係るクレーン装置110の側面図である。第1実施形態と同様の構成については詳細説明を省略し、第1実施形態との相違を中心に説明する。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a side view of the crane apparatus 110 according to the second embodiment. Detailed description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted, and differences from the first embodiment will be mainly described.

第2実施形態に係るクレーン装置110は、二つ溝式のパンタグラフ型である。基台111は、鉛直ガイド溝111a及び水平ガイド溝111bの2つのガイド溝を有する。第1アーム1の基端は基台111に直接枢支されていない。替わりに、第1アーム1の基端は枢着部105aで下リンク119の一端と枢支され、下リンク119の他端は枢着部105gで第1サイドリンク14の下端と枢支される。枢着部105a,105gは鉛直ガイド溝111aに受容され、そのため下リンク119は鉛直に延在した状態で保持される。下リンク119は、第1アーム1、第1サイドリンク14及び中間板15と平行リンク機構を構成する。枢着部5eは、水平ガイド溝111bに受容されている。   The crane apparatus 110 according to the second embodiment is a two-groove pantograph type. The base 111 has two guide grooves, a vertical guide groove 111a and a horizontal guide groove 111b. The base end of the first arm 1 is not directly supported by the base 111. Instead, the base end of the first arm 1 is pivotally supported by one end of the lower link 119 at the pivoting portion 105a, and the other end of the lower link 119 is pivotally supported by the lower end of the first side link 14 by the pivoting portion 105g. . The pivot portions 105a and 105g are received in the vertical guide groove 111a, and therefore the lower link 119 is held in a state of extending vertically. The lower link 119 forms a parallel link mechanism with the first arm 1, the first side link 14, and the intermediate plate 15. The pivot portion 5e is received in the horizontal guide groove 111b.

本実施形態に係るブーム自重負荷支持装置117は、シリンダ117aである。シリンダ117aは、第1アーム1の枢着部105aからの延長部1aに下向きの推力を付与し、その推力でブーム112の自重負荷とバランスをとる。自重負荷は一定であるので、シリンダ117aは、第1アーム1の姿勢に応じてロッド117bを伸縮させつつ、自重負荷とバランスするために必要な一定の推力を発生する。このように、カウンタウェイトでなくともブーム12の自重負荷を支えることは可能である。   The boom self-weight load support device 117 according to the present embodiment is a cylinder 117a. The cylinder 117a applies a downward thrust to the extension portion 1a from the pivoting portion 105a of the first arm 1, and balances the self-load of the boom 112 with the thrust. Since the self-weight load is constant, the cylinder 117a generates a certain thrust necessary to balance the self-weight load while expanding and contracting the rod 117b according to the posture of the first arm 1. Thus, it is possible to support the self-load of the boom 12 without using the counterweight.

枢着部105aは鉛直ガイド溝111aにより鉛直方向の移動を許容且つ案内される。枢着部5dは水平ガイド溝111bにより水平移動を許容且つ案内される。出力点6cに鉛直下向きの重量負荷が作用すると、枢着部105a並びにこれに連結された下リンク119及び枢着部105gが上向きに移動しようとする。鉛直負荷支持装置130は枢着部105aに下向きの推力を付与し、その推力で出力点6cに作用する重量負荷とバランスをとる。本実施形態でも鉛直負荷支持装置130はシリンダ131で構成され、シリンダ131は枢着部105aの上に配置されており、推力の向きはシリンダ131のロッド132の伸長方向と同じである。本実施形態でも、ブーム112を駆動するモータ141,151が出力点6cに作用する重量負荷を負担しなくてもよいので、モータ141,151を小型化することとクレーン装置110の可搬重量を大きくすることとを両立することができる。   The pivot portion 105a is allowed and guided to move in the vertical direction by the vertical guide groove 111a. The pivoting portion 5d is allowed and guided to move horizontally by the horizontal guide groove 111b. When a vertically downward weight load acts on the output point 6c, the pivoting portion 105a and the lower link 119 and pivoting portion 105g connected to the pivoting portion 105a tend to move upward. The vertical load support device 130 applies a downward thrust to the pivot portion 105a, and balances the weight load acting on the output point 6c with the thrust. Also in this embodiment, the vertical load support device 130 includes a cylinder 131, and the cylinder 131 is disposed on the pivoting portion 105 a, and the thrust direction is the same as the extension direction of the rod 132 of the cylinder 131. Also in this embodiment, since the motors 141 and 151 that drive the boom 112 do not have to bear the heavy load acting on the output point 6c, the motors 141 and 151 can be downsized and the load capacity of the crane apparatus 110 can be reduced. Enlarging can be compatible.

第1支軸142は枢着部105aを構成し、第1アーム1に固定され、同じく枢着部105aを構成する下リンクに設けられた第1軸受143(図6参照)に回転可能に支持される。第1モータ141が動作すると第1支軸142が回転駆動され、それにより第1アーム1及び第1リンク3の姿勢が変わる。第2支軸152は枢着部5dを構成し、第2リンク4に固定され、同じく枢着部5dを構成する第1リンク3の基端に設けられた第2軸受153(図6参照)に回転可能に支持される。第2モータ151が動作すると第2支軸152が回転し、それにより第2リンク4及び第2アーム2の姿勢が変わる。   The first support shaft 142 constitutes a pivot portion 105a, is fixed to the first arm 1, and is rotatably supported by a first bearing 143 (see FIG. 6) provided on a lower link that also constitutes the pivot portion 105a. Is done. When the first motor 141 is operated, the first support shaft 142 is rotationally driven, whereby the postures of the first arm 1 and the first link 3 are changed. The second support shaft 152 constitutes a pivot portion 5d, is fixed to the second link 4, and is a second bearing 153 provided at the base end of the first link 3 that also constitutes the pivot portion 5d (see FIG. 6). Is rotatably supported. When the second motor 151 operates, the second support shaft 152 rotates, whereby the postures of the second link 4 and the second arm 2 change.

基台111は、荷役作業場に設置される土台部121と、土台部121に対して鉛直の軸線周りに回転可能な旋回部122とを有する。前述のガイド溝111a,111b、ブーム自重負荷支持装置118及び鉛直負荷支持装置130は旋回部122に設けられる。   The base 111 includes a base part 121 installed in the cargo handling work place, and a turning part 122 that can rotate around a vertical axis with respect to the base part 121. The guide grooves 111a and 111b, the boom self-weight load support device 118, and the vertical load support device 130 are provided in the turning portion 122.

ブーム112は、第2アーム2の先端に設けられてブーム112の先端部を形成する手首部180を有し、ハンド13は手首部180に設けられる。第2アーム2の先端は枢着部105fで第1手首部材181に枢支される。この枢着部105fの軸線が、パンタグラフ機構の出力点6cを構成する第2点を成している。第2サイドリンク16の下端は第1手首部材181に枢支されており、第1手首部材181は、第2アーム2、第2サイドリンク16及びクランク板15と共に平行リンク機構を構成する。第2手首部材182は第1手首関節184を介して第1手首部材181に対して第1手首軸線S周りに回転可能に連結される。第3手首部材183は第2手首関節185を介して第2手首部材182に対して第2手首軸線B周りに回転可能に連結される。ハンド13は、第3手首関節186を介して第3手首部材182に対して第3手首軸線T周りに回転可能に連結される。第1手首軸線Sは平行リンク機構の作用によりアーム1,2の姿勢に関わらず鉛直に保たれる。第2手首軸線Bは、第1手首軸線Sと直交しておりアーム1,2の姿勢に関わらず水平に保たれる。第3手首軸線Tは第2手首軸線Bと直交する。   The boom 112 has a wrist 180 that is provided at the tip of the second arm 2 and forms the tip of the boom 112, and the hand 13 is provided at the wrist 180. The distal end of the second arm 2 is pivotally supported by the first wrist member 181 at the pivoting portion 105f. The axis of this pivoting portion 105f forms the second point constituting the output point 6c of the pantograph mechanism. The lower end of the second side link 16 is pivotally supported by the first wrist member 181, and the first wrist member 181 constitutes a parallel link mechanism together with the second arm 2, the second side link 16 and the crank plate 15. The second wrist member 182 is coupled to the first wrist member 181 via the first wrist joint 184 so as to be rotatable around the first wrist axis S. The third wrist member 183 is connected to the second wrist member 182 via the second wrist joint 185 so as to be rotatable around the second wrist axis B. The hand 13 is connected to the third wrist member 182 via the third wrist joint 186 so as to be rotatable around the third wrist axis T. The first wrist axis S is kept vertical regardless of the postures of the arms 1 and 2 by the action of the parallel link mechanism. The second wrist axis B is orthogonal to the first wrist axis S and is kept horizontal regardless of the postures of the arms 1 and 2. The third wrist axis T is orthogonal to the second wrist axis B.

クレーン装置110は、ブーム旋回モータ191と、手首関節184〜186それぞれに対応する手首モータ192〜194とを備える。ブーム旋回モータ191は、旋回部122を土台部121に対して回転駆動する。手首旋回モータ192は、第2手首部材182を第1手首部材181に対して第1手首軸線S周りに旋回駆動する。手首屈曲モータ193は、第3手首部材183を第2手首部材182に対して第2手首軸線B周りに屈曲駆動する。手首捻転モータ194は、ハンド13を第3手首部材183に対して第3手首軸線T周りに捻転駆動する。本実施形態では、手首部180が3つの手首関節184〜186を有するが、手首関節の個数は特に限定されない。   The crane apparatus 110 includes a boom turning motor 191 and wrist motors 192 to 194 corresponding to the wrist joints 184 to 186, respectively. The boom turning motor 191 rotationally drives the turning part 122 with respect to the base part 121. The wrist turning motor 192 rotates the second wrist member 182 around the first wrist axis S with respect to the first wrist member 181. The wrist bending motor 193 drives the third wrist member 183 to bend around the second wrist axis B with respect to the second wrist member 182. The wrist twisting motor 194 twists and drives the hand 13 around the third wrist axis T with respect to the third wrist member 183. In the present embodiment, the wrist 180 has three wrist joints 184 to 186, but the number of wrist joints is not particularly limited.

旋回部122が回転すると、ブーム122全体及びハンド13が水平旋回する。よって、ハンド13の可動域が大きく拡がり、荷役作業の利便性が向上する。また、ハンド13が3つの手首関節184〜186を有する手首部180に設けられるので、ハンド13の位置及び姿勢を微細に調整することができ、荷役作業の利便性が向上する。   When the turning unit 122 rotates, the entire boom 122 and the hand 13 turn horizontally. Therefore, the movable range of the hand 13 is greatly expanded, and the convenience of the cargo handling work is improved. Moreover, since the hand 13 is provided in the wrist part 180 having the three wrist joints 184 to 186, the position and posture of the hand 13 can be finely adjusted, and the convenience of the cargo handling work is improved.

クレーン装置110は、手首部180の自重負荷を支えるための手首負荷支持装置187を備える。手首負荷支持装置187は、手首部180のうちモータ141,151,191〜194の動作に関わらず水平姿勢に保たれる水平部188に設けられる。ここで「水平姿勢に保たれる」は、水平面を成す直交2軸周りの姿勢が一定であることをいう。本実施形態では、第1及び第2手首部材181,182が水平部188を構成する。   The crane device 110 includes a wrist load support device 187 for supporting the own weight load of the wrist portion 180. The wrist load support device 187 is provided in the horizontal portion 188 of the wrist portion 180 that is maintained in a horizontal posture regardless of the operation of the motors 141, 151, 191 to 194. Here, “maintained in a horizontal posture” means that the posture around two orthogonal axes forming a horizontal plane is constant. In the present embodiment, the first and second wrist members 181 and 182 constitute the horizontal portion 188.

本実施形態に係る手首負荷支持装置187は、シリンダ187aである。シリンダ187aは、水平部188に下向きの推力を付与し、その推力で手首部180の自重負荷とバランスをとる。自重負荷は一定であり水平部188は水平姿勢に保たれるので、シリンダ187aは自重負荷とバランスするために必要な一定の推力を発生する。手首負荷支持装置187を設けることで、手首部180を駆動するモータ192〜194が手首部180の自重負荷を負担しなくてもよくなり、これらモータ192〜194を小さくすることができる。   The wrist load support device 187 according to the present embodiment is a cylinder 187a. The cylinder 187a applies a downward thrust to the horizontal portion 188, and balances with the self-weight load of the wrist portion 180 by the thrust. Since the self-weight load is constant and the horizontal portion 188 is maintained in a horizontal posture, the cylinder 187a generates a constant thrust necessary for balancing with the self-weight load. By providing the wrist load support device 187, the motors 192 to 194 that drive the wrist part 180 do not have to bear the weight load of the wrist part 180, and the motors 192 to 194 can be made smaller.

図6は図5に示すクレーン装置110の構成を示すブロック図である。図6に示すように、制御装置160はモータ191〜194の動作を制御する。操縦レバー172は、これらモータ191〜194の動作指令を与えることができるように構成される。推力調整装置135は、鉛直負荷支持装置130のシリンダ131、ブーム自重負荷支持装置117のシリンダ117a及び手首負荷支持装置187のシリンダ187aの推力を調整するように構成され、制御装置160はこれら支持部117,130,187の推力が一定に維持されるように推力調整装置135を制御する。なお、図6には図示省略するが、各シリンダ117a,131,187aに対応して推力センサが設けられている。   FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the crane apparatus 110 shown in FIG. As shown in FIG. 6, the control device 160 controls the operation of the motors 191 to 194. The control lever 172 is configured to be able to give operation commands for these motors 191 to 194. The thrust adjustment device 135 is configured to adjust the thrust of the cylinder 131 of the vertical load support device 130, the cylinder 117a of the boom self-weight load support device 117, and the cylinder 187a of the wrist load support device 187. The thrust adjusting device 135 is controlled so that the thrusts 117, 130, and 187 are maintained constant. Although not shown in FIG. 6, thrust sensors are provided corresponding to the cylinders 117a, 131, and 187a.

第1駆動力伝達部144は第1クラッチ46(図1参照)を有しない。第1駆動力伝達部144は第1減速機145を備え、第1減速機145の出力はクラッチを介さず第1支軸142に入力される。第1減速機145は第1実施形態と同様に第1支軸142と同軸状に配置されている。第1減速機145は出力回転可能である。なお、第1伝達機構48は、第1減速機145よりも下流で動力を取り出す。第2駆動力伝達部154及び第2減速機155も第1駆動力伝達部144及び第1減速機145と同様である。ブーム旋回モータ191の動力を伝達する駆動力伝達部についても同様に構成される。   The first driving force transmission unit 144 does not have the first clutch 46 (see FIG. 1). The first driving force transmission unit 144 includes a first speed reducer 145, and the output of the first speed reducer 145 is input to the first support shaft 142 without a clutch. The first reduction gear 145 is arranged coaxially with the first support shaft 142 as in the first embodiment. The first reduction gear 145 is capable of output rotation. The first transmission mechanism 48 takes out power downstream of the first speed reducer 145. The second driving force transmission unit 154 and the second reduction device 155 are the same as the first driving force transmission unit 144 and the first reduction device 145. The driving force transmission unit that transmits the power of the boom turning motor 191 is similarly configured.

切換スイッチ71が操作されてハンドクレーンモードが選択されると、制御装置160は、第1モータ141、第2モータ151及びブーム旋回モータ191のサーボを停止する。このように切換スイッチ71は、モータ141,151,191のサーボを停止する指令を与える解除スイッチとして機能する。このサーボの停止により、作業者は軽快にブーム112を操作することができる。   When the changeover switch 71 is operated and the hand crane mode is selected, the control device 160 stops the servos of the first motor 141, the second motor 151, and the boom turning motor 191. Thus, the changeover switch 71 functions as a release switch that gives a command to stop the servos of the motors 141, 151, and 191. By stopping the servo, the operator can easily operate the boom 112.

[変形例]
上記実施形態は一例であり、上記構成は本発明の範囲内で適宜変更可能である。例えば、第1及び第2実施形態では、入力点6bが支点6bと出力点6cの間に位置するパンタグラフ機構をブームに採用したが、支点6bが入力点6bと出力点6cとの間に位置して入力点6bの移動方向と出力点6cの移動方向とが基台2から見て反対方向となる、所謂逆パンタグラフ機構をブームに採用してもよい。詳細図示を省略するが、この場合、第1リンクと第2リンクとの連結点が支点として基台に枢軸され、第1アームの基端部における第1点が入力点を構成し、第2アームの先端部における第2点が出力点を構成する。
[Modification]
The above embodiment is an example, and the above configuration can be appropriately changed within the scope of the present invention. For example, in the first and second embodiments, the pantograph mechanism in which the input point 6b is located between the fulcrum 6b and the output point 6c is employed in the boom, but the fulcrum 6b is located between the input point 6b and the output point 6c. A so-called reverse pantograph mechanism in which the moving direction of the input point 6b and the moving direction of the output point 6c are opposite to each other when viewed from the base 2 may be adopted for the boom. Although detailed illustration is omitted, in this case, the connection point between the first link and the second link is pivoted to the base as a fulcrum, the first point at the base end of the first arm constitutes the input point, and the second point The second point at the tip of the arm constitutes the output point.

第2アーム2は、枢着部5c,5f間に関節を有していてもよい。このとき、関節の軸線が枢着部5c,5fを結ぶ直線上に位置させれば、パンタグラフ機構は崩されない。   The second arm 2 may have a joint between the pivot portions 5c and 5f. At this time, if the axis of the joint is positioned on a straight line connecting the pivot portions 5c and 5f, the pantograph mechanism is not destroyed.

鉛直負荷支持装置30,130が流体シリンダ機構で構成されるとしたが、ボールねじを回転駆動する負荷支持モータで構成されてもよい。この場合、ボールねじに螺合するナット又はこれを入力点6bに連結する連結部材に鉛直方向の負荷を検出するロードセルを設け、このロードセルの入力を利用することで、上記実施形態と同様にして検出動作及び推力調整の制御を実行することができる。   Although the vertical load support devices 30 and 130 are configured by the fluid cylinder mechanism, they may be configured by a load support motor that rotationally drives the ball screw. In this case, a load cell that detects a load in the vertical direction is provided on a nut that is screwed to the ball screw or a connecting member that connects the nut to the input point 6b, and the input of the load cell is used to perform the same as in the above embodiment. Control of detection operation and thrust adjustment can be executed.

本発明は、パンタグラフ型且つハイブリッド型のクレーン装置に用いると有益である。   The present invention is useful when used in a pantograph-type and hybrid-type crane apparatus.

1 第1アーム
2 第2アーム
3 第1リンク
4 第2リンク
5a〜f,105a,105f,105g 枢着部
6a 支点 6b 入力点 6c 出力点
10,110 クレーン装置
11,111 基台
12,112 ブーム
13 ハンド
18,118 ブーム自重負荷支持装置
30,130 鉛直負荷支持装置
31,131 シリンダ
32,132 ロッド
39 推力センサ
41,141 第1モータ 51,151 第2モータ
42,142 第1支軸 52,152 第2支軸
44,144 第1駆動力伝達部 54,154 第2駆動力伝達部
45,145 第1減速機 55,145 第2減速機
46 第1クラッチ 56 第2クラッチ
47 第1検出軸 57 第2検出軸
48 第1伝達機構 58 第2伝達機構
49 第1エンコーダ 59 第2エンコーダ
60,160 制御装置
65 警報装置
70,170 操作装置
71 切換スイッチ(解除スイッチ)
180 手首部
184〜186 手首関節
187 手首負荷支持装置
188 水平部
192〜194 手首モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st arm 2 2nd arm 3 1st link 4 2nd links 5a-f, 105a, 105f, 105g Pivoting part 6a Support point 6b Input point 6c Output point 10,110 Crane apparatus 11,111 Base 12,112 Boom 13 Hands 18, 118 Boom self-weight load support device 30, 130 Vertical load support device 31, 131 Cylinder 32, 132 Rod 39 Thrust sensor 41, 141 First motor 51, 151 Second motor 42, 142 First support shaft 52, 152 Second support shafts 44 and 144 First drive force transmission portions 54 and 154 Second drive force transmission portions 45 and 145 First reduction gears 55 and 145 Second reduction gear 46 First clutch 56 Second clutch 47 First detection shaft 57 Second detection shaft 48 First transmission mechanism 58 Second transmission mechanism 49 First encoder 59 Second encoder 60, 160 Control device 6 Warning device 70, 170 the operating device 71 the change-over switch (release switch)
180 Wrist part 184 to 186 Wrist joint 187 Wrist load support device 188 Horizontal part 192 to 194 Wrist motor

Claims (8)

基台と、前記基台に設けられたブームと、前記ブームの先端に設けられたハンドと、を備え、
前記ブームが、第1アームと、前記第1アームの先端部に基端部が枢支された第2アームと、前記第1及び前記第2アームと共にパンタグラフ機構を構成する第1及び第2リンクとを含み、前記第1リンクが前記第1アームと平行で且つ当該第1リンクの一方の端部が前記第2アームに回動自在に連結され、前記第2リンクが前記第2アームと平行で且つ当該第2リンクの一方の端部が前記第1アームに回動自在に連結され、前記第1リンクの他方の端部と前記第2リンクの他方の端部とが互いに回動自在に連結され、前記第1アームの基端部における第1点、前記第1リンクと前記第2リンクとの連結点、及び前記第2アームの先端部における第2点のうち、前記第1点及び前記連結点の一方が支点として前記基台に枢支されるとともに前記第1点及び前記連結点の他方と前記第2点とがそれぞれ前記パンタグラフ機構の入力点と出力点とを構成する、クレーン装置であって、
前記入力点の水平方向移動を許容しつつ、前記入力点に作用する鉛直方向の負荷に抗する推力を発生する鉛直負荷支持装置と、
前記第1アーム又は前記第1リンクに固定された第1支軸を回転駆動することで、前記第1アーム及び前記第1リンクの回転角を変化させる第1モータと、
前記第2アーム又は前記第2リンクに固定された第2支軸を回転駆動することで、前記第2アーム及び前記第2リンクの回転角を変化させる第2モータと、
前記第1モータ及び前記第2モータの動作を協調制御する制御装置と、を更に備える、クレーン装置。
A base, a boom provided on the base, and a hand provided at the tip of the boom;
The boom includes a first arm, a second arm having a base end pivotally supported at a distal end portion of the first arm, and first and second links constituting a pantograph mechanism together with the first and second arms. The first link is parallel to the first arm, one end of the first link is pivotally connected to the second arm, and the second link is parallel to the second arm. In addition, one end of the second link is rotatably connected to the first arm, and the other end of the first link and the other end of the second link are rotatable with respect to each other. Of the first point at the proximal end of the first arm, the connection point between the first link and the second link, and the second point at the distal end of the second arm, the first point and One of the connecting points is pivotally supported by the base as a fulcrum And the other to the second point of the first point and the connection point constitutes the input point and an output point of the pantograph mechanism, respectively, a crane apparatus,
A vertical load support device that generates a thrust against a vertical load acting on the input point while allowing the input point to move in the horizontal direction;
A first motor that changes a rotation angle of the first arm and the first link by rotationally driving a first support shaft fixed to the first arm or the first link;
A second motor that changes a rotation angle of the second arm and the second link by rotationally driving a second support shaft fixed to the second arm or the second link;
A crane apparatus further comprising: a control device that cooperatively controls operations of the first motor and the second motor.
前記第1点が支点として前記基台に枢支されるとともに前記連結点と前記第2点とがそれぞれ前記パンタグラフ機構の入力点と出力点とを構成する、請求項1に記載のクレーン装置。   The crane apparatus according to claim 1, wherein the first point is pivotally supported on the base as a fulcrum, and the connection point and the second point constitute an input point and an output point of the pantograph mechanism, respectively. 前記第1モータと前記第1支軸との間に介在する第1クラッチと、
前記第2モータと前記第2支軸との間に介在する第2クラッチと、
前記第1及び第2クラッチを解放する指令を与える解除スイッチと、を更に備え、
前記第1及び第2クラッチの出力要素はそれぞれ変速機を介さず前記第1及び第2支軸と接続される、請求項1又は2に記載のクレーン装置。
A first clutch interposed between the first motor and the first support shaft;
A second clutch interposed between the second motor and the second support shaft;
A release switch for giving a command to release the first and second clutches;
The crane apparatus according to claim 1 or 2, wherein output elements of the first and second clutches are connected to the first and second support shafts without passing through a transmission, respectively.
前記第1支軸と同軸に取り付けられた出力回転可能な第1減速機と、
前記第2支軸と同軸に取り付けられた出力回転可能な第2減速機と、
前記第1及び第2モータのサーボを停止する指令を与える解除スイッチと、を更に備える、請求項1又は2に記載のクレーン装置。
A first speed reducer that is mounted coaxially with the first support shaft and capable of rotating output;
A second speed reducer mounted on the same axis as the second support shaft and capable of rotating the output;
The crane apparatus according to claim 1, further comprising a release switch that gives a command to stop the servo of the first and second motors.
前記第2アームに設けられ、前記第1及び第2アームの前記基台に対する姿勢に関わらず、前記ハンドの姿勢を変えるための1以上の手首関節を有する手首部と、
前記1以上の手首関節それぞれを駆動する1以上の手首モータと、を備える、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のクレーン装置。
A wrist portion provided on the second arm and having one or more wrist joints for changing the posture of the hand regardless of the posture of the first and second arms with respect to the base;
The crane apparatus of any one of Claims 1 thru | or 4 provided with the 1 or more wrist motor which drives each of the said 1 or more wrist joint.
前記第1支軸と平行な第1検出軸と、
前記第1支軸の回転を前記第1検出軸に伝達する第1伝動機構と、
前記第1検出軸の回転角を検出する第1エンコーダと、を更に備える、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のクレーン装置。
A first detection axis parallel to the first support shaft;
A first transmission mechanism for transmitting rotation of the first support shaft to the first detection shaft;
The crane apparatus according to claim 1, further comprising: a first encoder that detects a rotation angle of the first detection shaft.
前記鉛直負荷支持装置は、鉛直方向に伸縮自在のロッドを有するシリンダであり、前記ロッドは、前記シリンダが発生する前記推力を前記入力点に伝達しつつ前記入力点の水平方向の移動を許容するよう構成された連結部材を介して前記入力点に連結されている、請求項1乃至6のいずれか1項に記載のクレーン装置。   The vertical load support device is a cylinder having a vertically extendable rod, and the rod allows the input point to move in the horizontal direction while transmitting the thrust generated by the cylinder to the input point. The crane apparatus of any one of Claims 1 thru | or 6 connected with the said input point via the connection member comprised in this way. 前記シリンダが発生する推力を検出する推力センサと、
前記第1支軸及び前記第2支軸の回転角をそれぞれ検出するエンコーダと、を更に備え、
前記制御装置は、前記推力センサにより検出される推力と前記エンコーダにより検出される回転角とから荷物重量を検知するように構成されている、請求項7に記載のクレーン装置。
A thrust sensor for detecting a thrust generated by the cylinder;
An encoder that respectively detects rotation angles of the first support shaft and the second support shaft;
The crane device according to claim 7, wherein the control device is configured to detect a load weight from a thrust detected by the thrust sensor and a rotation angle detected by the encoder.
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