JP2017100814A - Assistance system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、荷役物等の移動動作を助力する助力装置を複数配置した助力装置システムに関するものである。 The present invention relates to an assisting device system in which a plurality of assisting devices for assisting a moving operation of a cargo item or the like are arranged.
従来から工業製品の組立てを行う工場では、大きな重量を有する工具、作業用機器、製品、半完成品などの荷役物を吊り下げ及び上下動作させる荷役機械を使用している。その中でも、使用者が大きな重量の荷役物を比較的軽い操作力で任意の高さに上下動できるように助力を発生させる助力装置は、エアシリンダを用いたものと、モータを用いたものが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, factories that assemble industrial products use cargo handling machines that hang and move up and down heavy loads such as heavy tools, work equipment, products, and semi-finished products. Among them, the assist devices that generate the assist so that the user can move a heavy load handling object up and down to an arbitrary height with a relatively light operating force include those using an air cylinder and those using a motor. Are known.
エアシリンダを用いたものは、主としてアーム式で、圧力エアが必要であることからエアコンプレッサ等が別途必要であり、またエア供給が切れた際の安全装置が必要であるという難点があった。また異なる重量の荷役物を吊り下げると、その重量差によって助力の度合いが変わってしまうため、これを修正するために、都度手動でエア圧を調整するようにすると作業効率が低下し、荷役物重量をコンピュータに登録して登録呼出しで行うようにしようとすると電空レギュレータを用いるため配管なども含め構成が複雑になるという難点があった。（特許文献１） Those using an air cylinder are mainly of the arm type and require pressure air, so that an air compressor or the like is separately required, and a safety device when the air supply is cut off is required. In addition, if the cargo handling material with different weights is suspended, the degree of assistance will change due to the difference in the weight, so if you manually adjust the air pressure each time to correct this, the work efficiency will decrease and the cargo handling material will decrease. If an attempt is made to register the weight in the computer and perform the registration call, an electropneumatic regulator is used, so that the configuration including piping is complicated. (Patent Document 1)
これに対して圧力エアを不要とするモータを用いたものは回転ドラムにフック付きのワイヤロープを巻き付けてこれをモータで回転させるものである。単にモータと回転ドラムの構成では上下動だけしか行われないため、ぜんまいばねを回転ドラムに取り付けて補助動力として組み合わせたものが公知である。ぜんまいばね方式では、ワイヤロープが使用者によって長く引き出されると、ぜんまいばねは弾性変形して徐々に回転ドラムに大きな力を付与することになって使用者の感触が変わってしまうため、特許文献２のようにテーパー状の回転ドラムを用いたものが開示されている。 On the other hand, a device using a motor that does not require pressurized air is one in which a wire rope with a hook is wound around a rotating drum and this is rotated by the motor. Since only the vertical movement is performed in the configuration of the motor and the rotating drum, a combination of a mainspring spring attached to the rotating drum as auxiliary power is known. In the mainspring spring system, when the wire rope is pulled out by the user for a long time, the mainspring spring is elastically deformed and gradually applies a large force to the rotating drum, so that the user's feel changes. In this manner, a taper-shaped rotating drum is used.
しかしながら、特許文献２に開示された助力装置では、ワイヤロープを巻き付ける回転ドラムの形状がテーパー状になっていることから、これを製作することは従来の円筒形と較べてコストアップとなる。またぜんまいばねの寿命による破損時の交換作業の煩雑さが課題であった。また異なる重量の荷役物を扱う際にも、ぜんまいばねは基本１つで対応せざるを得ないため使用者の使用感に差が生じ、作業効率の低下が生じる恐れがある。 However, in the assisting device disclosed in Patent Document 2, since the shape of the rotating drum around which the wire rope is wound is tapered, manufacturing it is costly compared to the conventional cylindrical shape. Another problem is the complexity of replacement work when the mainspring spring is damaged. Also, when handling cargoes with different weights, the mainspring spring must be handled by a single basic spring, so that there is a difference in the user's feeling of use and there is a risk that work efficiency will be reduced.
そこで本発明者は、圧力エア供給を不要とし、単純な部品形状及び機構である助力装置を開発中であるが、以下のような課題が生じる場合があった。 Therefore, the present inventor is developing a helper device that does not require pressure air supply and has a simple component shape and mechanism, but the following problems may occur.
この課題は、長尺の荷役物を扱う場合であって、特に荷役物の重心位置が偏っている場合である。長尺であるが故に荷役物の重心位置の偏りと相まって、荷役物の姿勢が定まらない状態になる。特許文献３では荷役物の２点間に架設されるチェーンの長さを可変にする改善を開示している。また特許文献４ではバランスシリンダによる改善を開示している。本発明者は、開発中の助力装置を複数台使用して、非常に長い長尺の荷役物、それも重心位置が偏っているものに対しても安全に助力することができる助力装置システムを提供することを目的としている。 This problem is a case where a long cargo handling object is handled, and in particular, a case where the center of gravity of the cargo handling object is biased. Because of the long length, coupled with the bias of the center of gravity position of the cargo handling object, the attitude of the cargo handling object becomes undefined. Patent Document 3 discloses an improvement in which the length of a chain constructed between two points of a cargo item is variable. Further, Patent Document 4 discloses an improvement using a balance cylinder. The present inventor uses a plurality of assisting devices under development to develop an assisting device system capable of safely assisting even a very long and long cargo handling object, or one having a biased center of gravity. It is intended to provide.
請求項１に係る助力装置システムは、上記の目的を達成するため、
対象物の動作を助力する複数のモータと、
各モータと繋がっている対象物の各位置を検出して位置情報を出力する複数の位置検出手段と、
各モータに対応して、対象物に働く力を計測して力計測値を出力する複数の力計測手段と、
各モータ、各位置検出手段及び各力計測手段と電気的に繋がって各モータの駆動を制御する制御部と、を有し、
制御部は、
対象物が各力計測手段に及ぼす力の総和を基に力目標値を演算する力目標演算手段と、
力目標値と各力計測値から第１制御参照値を演算する力制御手段と、
位置目標値を演算する位置目標演算手段と、
位置目標値と各位置情報から第２制御参照値を演算する位置制御手段と、
第１制御参照値及び第２制御参照値から各モータを制御するための制御指令信号をそれぞれ出力する制御指令出力手段と、
制御指令信号を受けて各モータの駆動を行う駆動手段と、
を備え構成されている。
In order to achieve the above object, the assisting device system according to claim 1 provides:
A plurality of motors to assist the movement of the object;
A plurality of position detecting means for detecting each position of an object connected to each motor and outputting position information;
Corresponding to each motor, a plurality of force measuring means for measuring the force acting on the object and outputting a force measurement value,
Each motor, each position detection means and each force measurement means, and a control unit that controls the driving of each motor,
The control unit
Force target calculation means for calculating a force target value based on the total force exerted by the object on each force measurement means;
Force control means for calculating a first control reference value from the force target value and each force measurement value;
Position target calculation means for calculating a position target value;
Position control means for calculating a second control reference value from the position target value and each position information;
Control command output means for outputting a control command signal for controlling each motor from the first control reference value and the second control reference value;
Drive means for receiving a control command signal and driving each motor;
It is configured with.
請求項２に係る助力装置システムは、上記の目的を達成するため、
第１制御参照値が、力目標値と、各力計測値の総和と、の差を所望の値とするように演算されるように構成されている。
In order to achieve the above object, the assisting device system according to claim 2 provides:
The first control reference value is configured to be calculated so that the difference between the force target value and the total sum of the force measurement values is a desired value.
請求項３に係る助力装置システムは、上記の目的を達成するため、
第１制御参照値及び第２制御参照値が、加速度値で構成されている。
In order to achieve the above object, the assisting device system according to claim 3 provides:
The first control reference value and the second control reference value are composed of acceleration values.
請求項４に係る助力装置システムは、上記の目的を達成するため、
位置目標演算手段が、対象物に対する各モータの制御位置に所望の差を生じるように位置目標値を演算することで構成されている。
In order to achieve the above object, the assisting device system according to claim 4 provides:
The position target calculation means is configured by calculating a position target value so as to produce a desired difference in the control position of each motor with respect to the object.
請求項５に係る助力装置システムは、上記の目的を達成するため、
位置目標値を変化させる位置目標可変手段を有して構成されている。
In order to achieve the above object, the assisting device system according to claim 5 provides:
It has position target variable means for changing the position target value.
請求項１から２に係る助力装置システムによれば、例えば長尺の荷役物、特に重心位置が偏っている長尺の荷役物であっても、バランスを保ちつつ荷役物の移動の助力を可能としている。 According to the assisting device system according to claims 1 and 2, for example, even a long cargo item, particularly a long cargo item whose center of gravity is biased, can assist the movement of the cargo item while maintaining a balance. It is said.
請求項３に係る助力装置システムによれば、加速度による制御を行うことで負荷やモータの慣性モーメントの変化に対するロバスト性の向上や振動の抑制が容易になることから、例えば長尺の荷役物、特に重心位置が偏っている長尺の荷役物であっても、バランスを保ちつつ荷役物の移動の助力性能の向上を図ることができる。 According to the assisting device system according to claim 3, since it is easy to improve the robustness against the change of the load and the moment of inertia of the motor and to suppress the vibration by performing the control based on the acceleration, for example, a long cargo item, In particular, even a long cargo handling object whose center of gravity is biased can improve the performance of assisting the movement of the cargo handling article while maintaining a balance.
請求項４に係る助力装置システムによれば、例えば長尺の荷役物、特に重心位置が偏っている長尺の荷役物であっても、バランスを保ちつつ荷役物姿勢を変えることを可能としている。 According to the assisting device system according to claim 4, for example, even a long cargo handling object, particularly a long cargo handling object whose center of gravity is biased, can change the cargo handling attitude while maintaining a balance. .
請求項５に係る助力装置システムによれば、例えば長尺の荷役物、特に重心位置が偏っている長尺の荷役物であっても、バランスを保ちつつ作業中に自在に荷役物姿勢を変える動作を行うことを可能としている。
According to the assisting device system according to the fifth aspect, for example, even a long cargo item, particularly a long cargo item whose center of gravity is biased, can freely change the posture of the cargo item during work while maintaining balance. It is possible to perform the operation.
以下、本発明の実施形態に係る助力装置システムについて、図面を基に詳細な説明を行う。図１は本発明の実施形態を示す助力装置システムの構成を示す図である。 Hereinafter, an assisting device system according to an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an assisting device system according to an embodiment of the present invention.
モータ１は対象物の移動動作の助力を行うものであって、対象物の位置を検出して位置情報を出力するために各モータ１に対応して位置検出手段２が取り付けられている。位置検出手段２は、例えばモータ１に取り付けられたスリット板と発光受光素子から構成される光学式のエンコーダである。一方対象物とワイヤロープで繋がった回転ドラム４があり、モータ１と回転ドラム４との間に回転軸に加わる力を計測する力計測手段３が設けられている。 The motor 1 assists the movement of the object, and a position detection means 2 is attached to each motor 1 in order to detect the position of the object and output position information. The position detection means 2 is an optical encoder composed of, for example, a slit plate attached to the motor 1 and a light emitting / receiving element. On the other hand, there is a rotating drum 4 connected to an object by a wire rope, and force measuring means 3 for measuring the force applied to the rotating shaft is provided between the motor 1 and the rotating drum 4.
力計測手段３はモータ１の対象物側の出力軸に直列に連結されている回転軸を有していて、この回転軸に歪みゲージが貼付されていてこの回転軸のねじれから回転軸に加わる力を計測するものを使用している。 The force measuring means 3 has a rotating shaft connected in series to the output shaft on the object side of the motor 1, and a strain gauge is attached to the rotating shaft so that the rotating shaft is twisted and applied to the rotating shaft. The one that measures force is used.
回転ドラム４は力計測手段３の回転軸の対象物側と直列に連結されていて、回転自在に支持された円筒状の形状であって、ワイヤロープの一端が固定されていて、回転ドラム４が回転するとワイヤロープを巻き付ける若しくは送り出すことができるように胴部を有している。回転ドラム４はモータ１を動力源として回転駆動が可能であり、対象物の重力や、対象物に外力を加えて生じる回転ドラム４に発生する力、すなわち対象物に働く力は、力計測手段３によって計測できる。 The rotating drum 4 is connected in series with the object side of the rotating shaft of the force measuring means 3 and has a cylindrical shape that is rotatably supported. One end of the wire rope is fixed to the rotating drum 4. Has a barrel so that the wire rope can be wound or sent out as the wire rotates. The rotating drum 4 can be driven to rotate using the motor 1 as a power source, and the force generated on the rotating drum 4 generated by applying an external force to the object, that is, the force acting on the object, is a force measuring unit. 3 can be measured.
なお位置検出手段２は、磁気によるものであっても良いし、また設置場所は回転ドラム４側にあっても良い。さらにモータ１と力計測手段３の間には必要に応じて減速機が設けられる場合がある。 The position detecting means 2 may be magnetic, and the installation location may be on the rotating drum 4 side. Further, a reduction gear may be provided between the motor 1 and the force measuring means 3 as necessary.
本発明の実施形態に係る助力装置システムにおいては、このモータ１、位置検出手段２、力計測手段３及び回転ドラム４等からなる助力装置が複数設けられ、制御部５がこの複数の各助力装置１８ａ、１８ｂを制御して動作の助力を行うものである。 In the assisting device system according to the embodiment of the present invention, a plurality of assisting devices including the motor 1, the position detecting unit 2, the force measuring unit 3, the rotating drum 4, and the like are provided, and the control unit 5 includes the plurality of assisting devices. 18a and 18b are controlled to assist the operation.
制御部５はこのモータ１、位置検出手段２、力計測手段３と電気的にケーブル等で接続されて、これらの機器からのデータ収集、データの記憶、データの演算、制御指令の送信などの制御を行うものである。 The control unit 5 is electrically connected to the motor 1, the position detection unit 2, and the force measurement unit 3 with a cable or the like, and collects data from these devices, stores data, calculates data, transmits a control command, etc. Control is performed.
各助力装置１８ａ、１８ｂの制御は以下のように行われる。各助力装置１８ａ、１８ｂの力計測手段３から出力される力計測値は和として集められる。一方力目標演算手段６は対象物の荷重の総和を基に力目標値を演算する。すなわち対象物と繋がって動作の助力を行う各助力装置１８ａ、１８ｂに加わる荷重の総和を予め記憶させて力目標値を演算する。次いで各助力装置１８ａ、１８ｂの力計測手段３から出力される力計測値の和と、力目標演算手段６にて演算出力される力目標値との差が、力制御手段７へ入力される。 Control of each assisting device 18a, 18b is performed as follows. The force measurement values output from the force measuring means 3 of each assisting device 18a, 18b are collected as a sum. On the other hand, the force target calculation means 6 calculates a force target value based on the total load of the object. That is, the force target value is calculated by preliminarily storing the sum of the loads applied to the assisting devices 18a and 18b that are connected to the object and assist the operation. Next, the difference between the sum of the force measurement values output from the force measurement means 3 of each of the assisting devices 18 a and 18 b and the force target value calculated and output by the force target calculation means 6 is input to the force control means 7. .
力制御手段７ではこれらの入力を加減演算して力ゲインを乗算して助力装置１８ａ側を対象とした第１制御参照値ａｆａ、助力装置１８ｂ側を対象とした第１制御参照値ａｆｂ、をそれぞれ生成する。この力ゲインは仮想慣性の逆数であって適切な任意の値にて設定される。ここで力制御手段７では、力計測手段３から出力される力計測値の和を、力目標演算手段６にて演算出力される力目標値とするように、第１制御参照値ａｆａ、第１制御参照値ａｆｂを生成する。例えば所望の値をゼロ近傍にすることで非常に小さな力で対象物を移動させることができる。またある程度の外力を必要とした方が、組立て等適用した際には容易となる場合もあり、力目標演算手段６ではこれを所望の値に設定して演算する機能も有している。 The force control means 7 adds and subtracts these inputs and multiplies the force gain to multiply the force control device 18a by the first control reference value a fa and the assist device 18b by the first control reference value a fb. , Respectively. This force gain is a reciprocal of the virtual inertia and is set to an appropriate arbitrary value. Here, in the force control means 7, the first control reference value a fa , so that the sum of the force measurement values output from the force measurement means 3 becomes the force target value calculated and output by the force target calculation means 6. A first control reference value a fb is generated. For example, the object can be moved with a very small force by setting the desired value close to zero. In addition, it may be easier to apply a certain amount of external force when assembly or the like is applied, and the force target calculation means 6 has a function of setting this to a desired value.
一方、各助力装置１８ａ、１８ｂの位置検出手段２から出力される位置情報は差として集められる。一方位置目標演算手段８は各助力装置１８ａ、１８ｂの位置目標値を演算する。位置目標値をゼロにすると。各助力装置１８ａ、１８ｂは平行に対象物を移動させることになる。位置目標可変手段１９は位置目標演算手段８の目標値を変化させる可変手段であって、スイッチ、操作レバー、操作ハンドルなどで構成され、位置目標値を故意に変化させるものである。これによって生ずる効果については後述する。次いで各助力装置１８ａ、１８ｂの位置検出手段２から出力される対象物の位置の差と、位置目標演算手段８にて演算出力される位置目標値との差が、位置制御手段９へ入力される。 On the other hand, the position information output from the position detection means 2 of each assisting device 18a, 18b is collected as a difference. On the other hand, the position target calculation means 8 calculates the position target value of each assisting device 18a, 18b. When the position target value is set to zero. Each assisting device 18a, 18b moves the object in parallel. The position target variable means 19 is a variable means for changing the target value of the position target calculation means 8 and is composed of a switch, an operation lever, an operation handle, etc., and intentionally changes the position target value. The effect produced by this will be described later. Next, the difference between the position of the object output from the position detection means 2 of each assisting device 18a, 18b and the position target value calculated and output by the position target calculation means 8 is input to the position control means 9. The
位置制御手段９ではこれらの入力を加減演算してゲインを乗算して第２制御参照値ａｐａ、第２制御参照値ａｐｂを生成する。このゲインは比例ゲインや微分ゲイン等からなり、適切な任意の値にて設定される。 The position control means 9 adds and subtracts these inputs and multiplies the gains to generate the second control reference value a pa and the second control reference value a pb . This gain includes a proportional gain, a differential gain, and the like, and is set to an appropriate arbitrary value.
なお本実施形態では、第１制御参照値ａｆａ、第１制御参照値ａｆｂ、第２制御参照値ａｐａ、第２制御参照値ａｐｂには、加速度値を用いている。加速度を用いて制御することで、モータの制御性能の向上を図ることができ、負荷やモータの慣性モーメントの変化に対するロバスト性の向上や振動の抑制が容易になる場合がある。 In the present embodiment, acceleration values are used for the first control reference value a fa , the first control reference value a fb , the second control reference value a pa , and the second control reference value a pb . By controlling using acceleration, the motor control performance can be improved, and it may be easy to improve robustness and suppress vibration against changes in the load and the moment of inertia of the motor.
制御指令出力手段１０は、力制御手段７から出力される、助力装置１８ａ側の第１制御参照値ａｆａと、位置制御手段９から出力される第２制御参照値ａｐａを加算し、定数を乗算して、駆動手段１１ａへ制御指令信号をそれぞれ出力する。同様に、力制御手段７から出力される、助力装置１８ｂ側の第１制御参照値ａｆｂと、位置制御手段９から出力される第２制御参照値ａｐｂを加算し、定数を乗算して、駆動手段１１ｂへ制御指令信号をそれぞれ出力する。駆動手段１１ａ、１１ｂは各モータ１に対して、制御指令信号を基に電流制御により駆動を行う。 The control command output means 10 adds the first control reference value a fa output from the force control means 7 on the assisting device 18a side and the second control reference value a pa output from the position control means 9, and adds a constant. And a control command signal is output to the driving means 11a. Similarly, the first control reference value a fb output from the force control means 7 on the side of the assisting device 18b and the second control reference value a pb output from the position control means 9 are added and multiplied by a constant. The control command signal is output to the driving means 11b. The driving means 11a and 11b drive each motor 1 by current control based on the control command signal.
図２は本発明の実施形態を示す助力装置システムにて、助力の対象物として荷役物１６を吊るした時の外観図である。図２では制御部５及び各助力装置１８ａ、１８ｂの配線等は省略している。本実施形態では２つのモータにて構成しているが、３個以上のモータでも同様に実現可能である。 FIG. 2 is an external view when a cargo handling object 16 is suspended as an assisting object in the assisting device system according to the embodiment of the present invention. In FIG. 2, the control unit 5 and the wirings of the assisting devices 18a and 18b are omitted. In this embodiment, two motors are used. However, three or more motors can be similarly realized.
各助力装置１８ａ、１８ｂはフック１３によって固定部材１２に吊り下げられている。また各助力装置１８ａ、１８ｂからはワイヤロープが吊り下げてあって、その先端部には荷役用フック１４ａ、荷役用フック１４ｂが取り付けられている。荷役物１６はベルト１５ａ、ベルト１５ｂによって荷役用フック１４ａ、荷役用フック１４ｂに吊り下げられている。 Each assisting device 18 a, 18 b is suspended from the fixing member 12 by a hook 13. Further, a wire rope is suspended from each of the assisting devices 18a and 18b, and a cargo handling hook 14a and a cargo handling hook 14b are attached to the distal ends thereof. The cargo handling object 16 is suspended from the cargo handling hook 14a and the cargo handling hook 14b by the belt 15a and the belt 15b.
荷役物１６は例えば長尺の円錐形の一部の形状であって、円錐軸方向での重量分布は均等では無いため、ベルト１５ａに加わる重量はベルト１５ｂに加わるものより大きくなることから、これをバランスするように制御することで、荷役物１６は略水平の姿勢が保たれる。ここで荷役物１６の任意の位置において上下方向の外力を加えると、荷役物１６を水平の姿勢を保ったまま移動することができる。すなわち、力目標演算手段６にて荷役物１６全体の重量を目標値として演算し、実際に各力計測手段３にて計測されている力値との差から力制御手段７にて第１制御参照値ａｆａ、ａｆｂを演算し、制御指令出力手段１０にて制御指令信号を出力し、これを駆動手段１１ａ、１１ｂにて受けて各モータ１を駆動して、小さな外力印加により荷役物１６の移動が可能となる。一方、位置目標演算手段８にて各助力装置１８ａ、１８ｂのワイヤロープの繰り出し位置の差をゼロに設定すると、各位置検出手段２にて検出されている対象物に対する各モータ１の制御位置の差をゼロにするように位置制御手段９が第２制御参照値ａｐａ、ａｐｂを演算し、制御指令出力手段１０にて制御指令信号を出力し、駆動手段１１ａ、１１ｂにて各モータ１を駆動することから、荷役物１６を水平の姿勢を保ったまま移動することができる。 The cargo handling object 16 is, for example, a part of a long conical shape, and the weight distribution in the direction of the conical axis is not uniform, so that the weight applied to the belt 15a is larger than that applied to the belt 15b. By controlling so as to balance the cargo handling object 16, the substantially horizontal posture is maintained. Here, when an external force in the vertical direction is applied at an arbitrary position of the cargo handling article 16, the cargo handling article 16 can be moved while maintaining a horizontal posture. That is, the force target calculating means 6 calculates the weight of the entire cargo handling object 16 as a target value, and the force control means 7 performs the first control based on the difference from the force value actually measured by each force measuring means 3. The reference values a fa and a fb are calculated, the control command output means 10 outputs a control command signal, this is received by the driving means 11a and 11b, the motors 1 are driven, and a small external force is applied to the cargo item. 16 movements are possible. On the other hand, if the position target calculation means 8 sets the difference in the wire rope extension position of each assisting device 18a, 18b to zero, the control position of each motor 1 relative to the object detected by each position detection means 2 will be described. The position control means 9 calculates the second control reference values a pa and a pb so as to make the difference zero, the control command output means 10 outputs a control command signal, and the driving means 11a and 11b output each motor 1 , The cargo handling object 16 can be moved while maintaining a horizontal posture.
図３は本発明の実施形態を示す助力装置システムにて斜めに荷役物１６を吊るした時の外観図である。ここでは位置目標可変手段１９により位置目標演算手段８の目標値を高さの差ｈだけ変化させるようにしているので、荷役物１６はその分姿勢を斜めにしてバランスしている。 FIG. 3 is an external view when the cargo handling object 16 is slanted in the assisting device system according to the embodiment of the present invention. Here, since the target value of the position target calculation means 8 is changed by the height difference h by the position target variable means 19, the cargo handling object 16 is balanced with the posture inclined accordingly.
この状態で例えば、荷役物１６の任意の位置に上下方向の外力を加えると、この高さの差ｈを保ちつつ荷役物１６は移動することになる。もちろん荷役物１６の移動中に位置目標可変手段１９によりこの高さの差ｈを可変することも可能である。その際は荷役物１６が移動しつつ姿勢が変化することになる。位置目標可変手段１９によって高さの差ｈを可変しない限り、荷役物１６はこの姿勢を保ちつつ、力目標演算手段６、力制御手段７及び制御指令出力手段１０、駆動手段１１ａ、１１ｂによって外力で上下方向に移動させることができる。 In this state, for example, when an external force in the vertical direction is applied to an arbitrary position of the cargo handling article 16, the cargo handling article 16 moves while maintaining the height difference h. Of course, the height difference h can be varied by the position target varying means 19 during the movement of the cargo handling article 16. At that time, the posture changes while the cargo handling material 16 moves. Unless the height difference h is varied by the position target varying means 19, the cargo handling object 16 maintains this posture, while the force target calculating means 6, the force control means 7, the control command output means 10, and the driving means 11a and 11b are used to apply external force. Can be moved up and down.
以上本実施形態によれば、複数の助力装置を用いて、荷重分布が一様でない長尺の荷役物等に対しても安全に動作を助力することができる。また荷役物の姿勢を途中で変えつつ移動させることも可能であり、組立て作業の効率化にも有用である。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to safely assist the operation of a long cargo handling object or the like whose load distribution is not uniform using a plurality of assisting devices. Further, it is possible to move the cargo handling object while changing its posture, which is useful for improving the efficiency of the assembly work.
以上、本発明を好ましい実施形態に基づいて説明したが、本発明は上述した荷役を扱う実施形態に限定されるものでは無く、複数の各助力装置に異なる力が加わる際、これらを同時に制御する場合において有用であって、本発明の要旨の範囲内において種々の変形にて実施することが可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on preferable embodiment, this invention is not limited to embodiment which handles the cargo handling mentioned above, When different force is added to several each assisting device, these are controlled simultaneously. It is useful in some cases, and can be implemented in various modifications within the scope of the present invention.
本発明の活用例として、荷役助力装置及び長尺の重量物組立て装置等への適用が可能である。 As an application example of the present invention, the present invention can be applied to a cargo handling assistance device, a long heavy material assembly device, and the like.
１ ：モータ
２ ：位置検出手段
３ ：力計測手段
４ ：回転ドラム
５ ：制御部
６ ：力目標演算手段
７ ：力制御手段
８ ：位置目標演算手段
９ ：位置制御手段
１０ ：制御指令出力手段
１１ａ、１１ｂ ：駆動手段
１２ ：固定部材
１３ ：フック
１４ａ、１４ｂ ：荷役用フック
１５ａ、１５ｂ ：ベルト
１６ ：荷役物
１７ ：助力装置システム
１８ ：助力装置
１９ ：位置目標可変手段
1: Motor 2: Position detecting means 3: Force measuring means 4: Rotating drum 5: Control unit
6: force target calculation means 7: force control means 8: position target calculation means 9: position control means 10: control command output means 11a, 11b: drive means 12: fixing member 13: hooks 14a, 14b: cargo handling hook 15a, 15b: belt 16: cargo handling 17: assisting device system 18: assisting device 19: position target variable means
Claims (5)
前記各モータと繋がっている前記対象物の各位置を検出して位置情報を出力する複数の位置検出手段と、
前記各モータに対応して、前記対象物に働く力を計測して力計測値を出力する複数の力計測手段と、
前記各モータ、前記各位置検出手段及び前記各力計測手段と電気的に繋がって前記各モータの駆動を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記対象物が前記各力計測手段に及ぼす力の総和を基に力目標値を演算する力目標演算手段と、
前記力目標値と前記各力計測値から第１制御参照値を演算する力制御手段と、
位置目標値を演算する位置目標演算手段と、
前記位置目標値と前記各位置情報から第２制御参照値を演算する位置制御手段と、
前記第１制御参照値及び前記第２制御参照値から前記各モータを制御するための制御指令信号をそれぞれ出力する制御指令出力手段と、
前記制御指令信号を受けて前記各モータの駆動を行う駆動手段と、
を備えたことを特徴とする助力装置システム。 A plurality of motors to assist the movement of the object;
A plurality of position detecting means for detecting each position of the object connected to each motor and outputting position information;
A plurality of force measuring means for measuring the force acting on the object and outputting a force measurement value corresponding to each motor;
A control unit that is electrically connected to each motor, each position detection unit, and each force measurement unit to control driving of each motor;
The controller is
Force target calculation means for calculating a force target value based on the sum of forces exerted on the force measurement means by the object;
Force control means for calculating a first control reference value from the force target value and the force measurement values;
Position target calculation means for calculating a position target value;
Position control means for calculating a second control reference value from the position target value and each position information;
Control command output means for outputting a control command signal for controlling each motor from the first control reference value and the second control reference value;
Driving means for receiving the control command signal and driving the motors;
An assisting device system comprising:
The assisting device system according to any one of claims 1 to 4, further comprising a position target changing unit that changes the position target value.
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