JP2017530273A - オートコンクリートポンプおよびその作業運転方法 - Google Patents

Abstract

複数の回動可能なブームアーム（２２，２４，２６，２８）から形成され、シャーシ（１２）上の回転装置（３２）に回転可能に配置されているコンクリート分配ブーム（１４）と、オートコンクリートポンプ（１０）の傾度を検知するための傾斜センサ（１８）とを備えたオートコンクリートポンプ（１０）において、前記傾度に依存して前記コンクリート分配ブーム（１４）の作業範囲（４８）を制限するために前記傾斜センサ（１８）と連結されているシステム（２０）を提案する。該システム（２０）は、前記回転装置（３２）での回転運動および／または少なくとも１つの前記ブームアーム（２２，２４，２６，２８）の回動運動を制限するために設置されている。

Description

本発明は、シャーシ上に、複数の回動可能なブームアームから形成されるコンクリート分配ブームが回転装置に回転可能に配置されているオートコンクリートポンプの作業運転方法に関するものである。本発明は、さらに、複数の回動可能なブームアームから形成され、シャーシ上の回転装置に回転可能に配置されているコンクリート分配ブームと、オートコンクリートポンプの傾度を検知するための傾斜センサとを備えたオートコンクリートポンプに関する。

この種のオートコンクリートポンプは、コンクリートをポンプシステムからコンクリート分配ブームを介して目的に応じた種々の処理場所へ搬送するために建築現場で使用される。その際に、ブームアームが回動駆動部を介して通常は遠隔制御で移動する。必要な安定性を保証するためには、作業運転中またはポンプ運転中にマシーンを支持せねばならない。この場合、建築現場の環境が３゜以上の傾斜を有している場合がありうる。マシーンは、最大３゜のマシーン傾斜が許容されるように設計されている。これよりも大きな傾度は、とりわけ分配ブームの回転装置を過負荷させ、事故の危険をはらんでいる。特に、安定性限界および安全性限界を超える危険がある。傾度は、傾斜センサとしてのいわゆる気泡管を介して操作者がビジュアルでコントロールすることができる。場合によっては、付加的な処置を講じねばならない。

この点から出発して、本発明の課題は、技術水準で知られている装置および方法をさらに改善して、使用可能性を拡大するとともに安全リスクを低減させることである。

この課題を解決するため、請求項１または請求項１６に記載した構成要件の組み合わせが提案される。本発明の有利な構成および更なる構成は、従属項から明らかである。

本発明は、作業場所での傾度をセンサで検知して、マシーンの作動時に作業範囲をプログラム制御方式で制限することによって操作者を支援するという思想から出発している。これに対応して、方法上の観点では、作業場所でオートコンクリートポンプの傾度を検出すること、前記傾度に依存して、回転装置での回転運動および／または少なくとも１つのブームアームの回動運動を制限することによってコンクリート分配ブームの作業範囲を制限することを提案する。これによって、土地の傾斜が比較的大きい場合でも確実な作動が可能であり、操作者が独断でシステムに介入して複雑な作動条件を考慮する必要がなくなる。

有利には、重心がオートコンクリートポンプの傾動境界内にとどまるように、コンクリート分配ブームの運動によって変化するオートコンクリートポンプの重心位置に応じて作業範囲を制限する。

更なる観点は、オートコンクリートポンプの構成要素の過大応力または構成部材の過負荷を回避するために作業範囲を制限する。この場合、特に所定の境界内での回転装置の傾度または支持脚の傾斜を考慮することができる。

更なる有利な構成によれば、シャーシを少なくとも３つの、好ましくは４つのアウトリガーを介して支持し、アウトリガーの支持編成に応じて作業範囲を制限する。その際、支持編成は、傾斜度を考慮して可変な支持脚位置または固定の支持脚位置（たとえば完全支持または狭い支持）を用いて取り入れることができ、この場合支持脚の荷重限界もたとえばスロープダウンフォースによって考慮することができる。

オートコンクリートポンプの検出した傾度を所定の制限値と比較し、たとえば３゜に設定される制限値を越えているときに作業範囲を制限することも有利である。

自動的な制御を可能にするため、オートコンクリートポンプの傾度を、車両固定の傾斜センサを用いて検知するのが好ましい。この場合、重心軸線または水平線および／または土地平面に対するオートコンクリートポンプの車両高さ方向軸線の傾斜を作業場所でセンサを用いて検知することができる。

可能な限り少ない装置コストで制御プログラムを検知するには、個々の傾斜センサを用いてコンクリートポンプの傾斜角を支持前後に作業場所で検知するのが有利である。これにより、土地の傾斜および支持位置に応じてこれとは異なるマシーンの空間内傾度を、許容作業範囲の算出に取り込むことができる。

一般的な制御原理としては、コンクリート分配ブームの水平到達距離を、オートコンクリートポンプの傾度が増すにつれて制限量を増大させ、その結果必要な安定性の保証を常に維持し、或いは、構成部材に過負荷を与えないようにするのが有利である。

特に簡潔で、操作者にとっても簡単な実施態様によれば、回転装置での第１のブームアームの回動位置を所定の角度に設定することで、コンクリート分配ブームの作業範囲を制限する。これとは択一的に、第１のブームアームの回動範囲を水平方向で制限することで、コンクリート分配ブームの作業範囲を制限するのも可能である。

更なる有利な構成によれば、空間内での重心軸線に対するオートコンクリートポンプの配向、または、空間内でのオートコンクリートポンプの傾度を検知し、コンクリート分配ブームの作業範囲を、前記配向に依存して、または、空間内での傾度に依存して、特に回転装置での回転範囲を限定することによって制限する。

人間とマシーンとの相互作用に対しては、現時点でのコンクリート分配ブームの可能な到達距離を操作者に表示器を介して表示するのも好ましい。

付加的な安全上の構成としては、作業範囲の境界に到達したときにコンクリート分配ブームの運動を自動的に停止させるのが有利である。

回転装置またはブームアームの運動の際の速度および／または加速度を前記傾度に依存して制限し、よって過大応力または付加的な傾動モーメントを回避することも考えられる。

以上の利点は、以下のオートコンクリートポンプに対しても達成され、すなわち複数の回動可能なブームアームから形成され、シャーシ上の回転装置に回転可能に配置されているコンクリート分配ブームと、オートコンクリートポンプの傾度を検知するための傾斜センサとが設けられているオートコンクリートポンプにおいて、前記傾斜センサと連結されているシステムが、特に前記傾度に依存して前記コンクリート分配ブームの作業範囲を制限するための安全装置として形成され、該システムまたは安全装置は、前記回転装置での回転運動および／または少なくとも１つの前記ブームアームの回動運動を制限するために設置されているようなオートコンクリートポンプに対しても達成される。

次に、図面に図示した実施形態を用いて本発明を詳細に説明する。
傾斜位置にあるオートコンクリートポンプを、コンクリート分配ブームの制限作業範囲とともに示した斜視図である。 オートコンクリートポンプの支持編成の図である。 傾斜した土地にあるオートコンクリートポンプを走行位置で示した側面図である。 傾斜した土地にあるオートコンクリートポンプを作業位置で示した側面図である。

図１に示したオートコンクリートポンプ１０は、シャーシ１２を備えた車両と、その上に配置され、コンクリート搬送管のための担持体として用いられる４アームのコンクリート分配ブーム１４と、側方へ突き出し可能で、作業運転時に支持するための４つのアウトリガー１６と、少なくとも１つの傾斜センサ１８と連結され、車両傾度に依存してコンクリート分配ブーム１４の作業範囲を制限するコンピュータ制御型安全装置２０とを含んでいる。

コンクリート分配ブーム１４は、屈曲枢着型ブームアームとして、図示した実施形態では４つのブームアーム２２，２４，２６，２８を有している。第１のブームアーム２２は、一端でもって、回転駆動部の制御によりシャーシ１２の高さ方向軸線３０のまわりに回転可能なブームブロックまたは回転装置３２に枢着されている。その他の点では、ブームアーム２２，２４，２６，２８は、付設の回動駆動部により、回転装置３２に対して、およびそれぞれ隣接のブームアームに対して、水平軸線のまわりに回動可能である。最後のブームアーム２８は、その自由端に、特に図示していないコンクリート搬送管のエンドホースを担持している。

前部アウトリガー１６は、引き込み走行位置から、前方斜め方向の繰り出し支持位置へ伸縮可能である。２つの後部アウトリガーは、シャーシに対し平行に指向している走行位置から、斜め後方の支持位置へ回動可能である。すべてのアウトリガー１６は伸縮可能な支持脚３４を有しており、これら支持脚を用いて、シャーシ１２を持ち上げた状態ですべてのアウトリガーを地面で支持可能である。アウトリガー１６は、必要スペースに応じて、作業場または建設現場で、選択的に種々の突き出し編成の形成のもとに、シャーシ付近の内側支持位置またはシャーシから離間した外側支持位置で、その支持脚３４でもって地面で支持させることができる。

図２に示したように、支持脚３４の位置によってオートコンクリートポンプ１０の傾動エッジ３６が決定される。マシーンが確実に直立するには、コンクリート分配ブーム１４が３６０゜回転したときの可能な重心線３８に対し示したように、重心は常に傾動エッジ３６の内側になければならない。

したがって、たとえば最大３゜の傾度範囲外に車両傾度があると、安定性が危険になる。その結果、傾度で方向に依存して発生する荷重により、支持脚３４と回転装置３２とが過負荷されることになる。

図１は、作業場所の土地４０が水平線４４に対し土地傾斜４２を有し、その結果作業運転時に高さ方向軸線３０が重力軸線４６（水平線に対する法線）から角度βだけ（たとえば５゜）ずれているケースを示している。このケースでは、コンクリート分配ブーム１４の作業範囲が電子安全装置２０によって適当に制限されて、必要な安定性を保証し、過負荷を回避する。これは、オートコンクリートポンプ１０の傾度に依存して、回転装置３２での回転運動および／または少なくとも１つのブームアームの回動運動を制限することによって行われる。

合目的には、傾度は車両固定の傾斜センサ１８を用いて方向に依存して空間内で検知され、その結果絶対傾斜角βばかりでなく、たとえば車両長手方向における回転装置３２のゼロ位置に対する最大車両傾斜の水平角も既知となる。

必要な安定性を保証するため、安全装置２０のソフトウェアを用いてブーム運動の種々の戦略を特定してよい。合目的には、オートコンクリートポンプ１０の傾度が増すにつれてオートコンクリートポンプ１４の水平到達距離の制限量を増すべきである。基本的には、加速度またはジャーク（加速度の時間的導出）を制限すれば十分である。

特に簡単な制御ルーチンによれば、回転装置３２での第１のブームアーム２２の回動位置を所定の角度（たとえば図１に示したように９０゜）に設定し、他方残りのブームアーム２４，２６，２８は可動自在な状態を維持することで、作業範囲４８を制限する。これには、操作者がアームパックの到達距離を視覚で簡単に確認できるという利点がある。

これとは択一的に、水平方向での第１のブームアーム２２の回動範囲を制限し（たとえば９０゜と４５゜の間）、その結果傾度および支持編成に依存して設定される制限角を越えないようにすることも可能である。

安全装置２０の更なる構成によれば、回転装置３２におけるコンクリート分配ブーム１４の回転範囲を制限する。すでに述べたように、多軸の傾斜センサ１８は空間内での重心軸線に対するマシーンの傾度を検知することができる。対応的に、ブーム１４の回転範囲を制限することができ、たとえば傾斜地が長い場合、角度範囲セグメントを傾斜地下方において限定する（傾斜面に対する、または、スロープダウンフォース軸線に対する最大角度の制限）。この特殊な構成は、他の可能性と組み合わせて使用してもよい。

次に、図４を用いて１つの可能な方法の経過を説明する。操作者は、オートコンクリートポンプ１０を、土地が３゜以上の傾斜を有する作業場所に設置する。支持脚１６がまだ引き込まれているときに、土地傾斜αをシャーシ固定の傾斜センサ１８を介して検知する（図３）。その後、支持編成を占め、その際傾斜を少なくさせるために複数の支持脚３４を異なる距離で引き出す。傾度角βが土地傾斜角αよりも小さくても、マシーンを３゜傾度範囲で支持することはこれによっても不可能である。

大きくなった傾度は、操作者に表示システムを介してたとえば分配ブーム１４用遠隔制御で表示させることができる。安全装置２０は、傾度の大きさに応じて、分配ブーム１４の作動のために操作者にどのような可能性があるかを決定する。たとえば、支持編成から出発して作業範囲４８を適合させることができる。完全支持の場合には、回転装置の回転範囲全体が許容されていてよく、他方狭い支持の場合には、回動範囲が限定される。アームパックの水平到達距離は、たとえば傾度に依存して制限される（マシーン／オートコンクリートポンプ１０の傾動モーメントの低減、または、構成部材への荷重軽減）。傾度が大きければ大きいほど、水平到達距離が制限される。

個々のブームアームに設けたたとえば傾斜センサまたは角度センサを用いて、エンドホースの水平位置を安全装置２０によって検出することができる。可能な到達距離は表示器を介して操作者に表示させることができる。操作者が、安全装置２０によって検出された制限範囲内ヘ分配ブーム１４を移動させると、ブーム運動は自動的に停止される。操作者に対する指示は表示器で行うことができる。操作者は、アームパックを制限範囲から外へ移動させることができる。オプションでは、操作者は制限範囲到達前にすでに指示によって情報を受けることができる。この指示は視覚的に、触覚方式で、または音で行うことができる。

Claims (16)

1. シャーシ（１２）上に、複数の回動可能なブームアーム（２２，２４，２６，２８）から形成されるコンクリート分配ブーム（１４）が回転装置（３２）に回転可能に配置されているオートコンクリートポンプ（１０）の作業運転方法において、
   ａ）作業場所で前記オートコンクリートポンプ（１０）の傾度を検出するステップと、
   ｂ）前記傾度に依存して、前記回転装置（３２）での回転運動および／または少なくとも１つの前記ブームアーム（２２，２４，２６，２８）の回動運動を制限することによって前記コンクリート分配ブーム（１４）の作業範囲（４８）を制限するステップと、
   を含んでいる前記方法。
2. 前記コンクリート分配ブーム（１４）の運動によって変化する前記オートコンクリートポンプ（１０）の重心位置に応じて前記作業範囲（４８）を制限し、その結果前記重心が前記オートコンクリートポンプ（１０）の傾動境界（３６）内にとどまることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記オートコンクリートポンプの構成要素の過大応力を回避するために前記作業範囲（４８）を制限することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記シャーシ（１２）を少なくとも３つの、好ましくは４つのアウトリガー（１６）を介して支持すること、前記アウトリガー（１６）の支持編成に応じて前記作業範囲（４８）を制限することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
5. 前記オートコンクリートポンプ（１０）の検出した前記傾度を所定の制限値と比較すること、前記制限値を越えているときに前記作業範囲（４８）を制限することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
6. 前記オートコンクリートポンプ（１０）の前記傾度を、車両固定の傾斜センサ（１８）を用いて検知することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法。
7. 重心軸線（４６）および／または土地平面（４０）に対する前記オートコンクリートポンプ（１０）の車両高さ方向軸線の傾斜を作業場所で検知することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の方法。
8. 個々の傾斜センサ（１８）を用いて前記コンクリートポンプ（１０）の傾斜角を支持前後に作業場所で検知することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載の方法。
9. 前記コンクリート分配ブーム（１４）の水平到達距離を、前記オートコンクリートポンプ（１０）の前記傾度が増すにつれて制限量を増大させることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の方法。
10. 前記回転装置（３２）での第１のブームアーム（２２）の回動位置を所定の角度に設定することで、前記コンクリート分配ブーム（１４）の前記作業範囲（４８）を制限することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載の方法。
11. 前記第１のブームアーム（２２）の回動範囲を水平方向で制限することで、前記コンクリート分配ブーム（１４）の前記作業範囲（４８）を制限することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載の方法。
12. 空間内での前記オートコンクリートポンプ（１０）の配向を検知すること、前記コンクリート分配ブーム（１４）の前記作業範囲（４８）を前記配向に依存して、特に前記回転装置（３２）での回転範囲を限定することによって制限することを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか一つに記載の方法。
13. 現時点での前記コンクリート分配ブーム（１４）の可能な到達距離を操作者に表示器を介して表示することを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか一つに記載の方法。
14. 前記作業範囲（４８）の境界に到達したときに前記コンクリート分配ブーム（１４）の運動を自動的に停止させることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか一つに記載の方法。
15. 前記回転装置（３２）またはブームアーム（２２，２４，２６，２８）の運動の際の速度および／または加速度を前記傾度に依存して制限することを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか一つに記載の方法。
16. 複数の回動可能なブームアーム（２２，２４，２６，２８）から形成され、シャーシ（１２）上の回転装置（３２）に回転可能に配置されているコンクリート分配ブーム（１４）と、オートコンクリートポンプ（１０）の傾度を検知するための傾斜センサ（１８）とを備えたオートコンクリートポンプ（１０）において、
    前記傾度に依存して前記コンクリート分配ブーム（１４）の作業範囲（４８）を制限するために前記傾斜センサ（１８）と連結されているシステム（２０）が設けられ、該システム（２０）は、前記回転装置（３２）での回転運動および／または少なくとも１つの前記ブームアーム（２２，２４，２６，２８）の回動運動を制限するために設置されていることを特徴とするオートコンクリートポンプ。

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