JP2019073086A - Working carriage with power assist function - Google Patents

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Abstract

To provide a working carriage with a power assist function, capable of alleviating a burden on a worker and achieving easy operation.SOLUTION: A working vehicle 1 with power assist function includes: a traveling base 3 with a plurality of omnidirectional movement wheels 5 driven by a traveling motor 13; a column 6 fixed in a standing state relative to the traveling base 3; a working arm 4 installed to be lifted by driving of a lifting motor 26 relative to the column 6; operation means 7, 8 installed on the working arm 4 and controlling driving of the traveling motor 13 and the lifting motor 26; a controller 9 for controlling driving of the traveling motor 13 and the lifting motor 26 on the basis of operation signals from the operation means 7, 8; and power supply means for supplying electric power to the traveling motor 13 and the lifting motor 26.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、重量物の搬送や位置決めなどの作業に際して、作業者の負担を軽減し、且つ操作しやすいパワーアシスト機能付き作業用台車に関する。   The present invention relates to a work cart with a power assist function that reduces the burden on the operator and is easy to operate during work such as transportation and positioning of heavy objects.

工場や倉庫などでは重量物の搬送作業や重量部品の取り付け作業が行われる。そのような場所では天井クレーンなどのパワーアシスト装置が使用され、作業者の負担軽減が図られている。パワーアシスト装置の従来例としては、例えば下記特許文献1に記載のパワーアシスト機能付き全方向移動台車を挙げることができる。これはオムニホイールを使用した搬送用台車であって、重量が大きい積載物にも対応できるようにしたものである。具合的には、4個のオムニホイールが取り付けられた荷台に、更に4個の自在キャスター取り付けられたものであり、荷台にかかる積載荷重が自在キャスターによって支えられるようになっている。そして、パワーアシスト機能付きの台車には、荷台の端部に起立した操作部が設けられ、作業者がオムニホイールの回転方向や回転速度を制御するためのハンドルがロードセルを介して設けられている。   In a factory or a warehouse, work of transporting heavy goods and work of mounting heavy parts are performed. In such places, power assist devices such as overhead cranes are used to reduce the burden on workers. As a conventional example of a power assist device, there can be mentioned, for example, an omnidirectional mobile cart with a power assist function described in Patent Document 1 below. This is a carriage for transportation using an omni wheel, which can cope with a heavy load. As a matter of fact, four swivel wheels are attached to the bed with the four omni wheels attached, and the load applied to the bed can be supported by the swivel wheels. And, the truck with the power assist function is provided with the operation part which stood up at the end of the bed, and the handle is provided via the load cell for the operator to control the rotation direction and rotation speed of the omni wheel .

特開2014−46890号公報JP, 2014-46890, A

前記従来例の台車は、ハンドルを回転させるほか、ハンドルを直進や横方向に力を加えることにより移動方向をコントロールし、積載した重量物を目標とする位置に運ぶことができる。しかし、こうしたパワーアシスト機能付きの台車は、重量物の運搬について負担を軽減することにとどまっており、それ以外の作業は作業者の負担として残ったままであった。この点、フォークリフトは作業部となるフォークを備え、重量物の持ち上げや、高さのある場所への重量物の積み込みなどが可能になっている。しかし、そうしたフォークリフトであっても、前述した台車などに比べて大きく、狭い場所での作業には不向きであるなどの問題がある。特に、誰もが容易に操作できるわけではなく、さらに細かい操作ともなれば熟練した操作技術が必要になる。   In addition to rotating the steering wheel, the conventional carriage can control the moving direction by moving the steering wheel straight or in a lateral direction, and can carry the loaded heavy load to a target position. However, such a truck with a power assist function only reduces the burden on the transportation of heavy objects, and the rest of the work remains as a burden on the workers. In this respect, the forklift is provided with a fork which is a working part, and it is possible to lift a heavy load or load a heavy load to a place having a height. However, even such a forklift has problems such as being larger than the above-described truck and the like, and unsuitable for work in a narrow place. In particular, it is not easy for anyone to operate, and more sophisticated operations require skilled operation techniques.

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、作業者の負担を軽減し、且つ操作しやすいパワーアシスト機能付き作業用台車を提供することを目的とする。   Then, this invention aims at providing a working trolley with a power assist function which reduces an operator's burden and is easy to operate, in order to solve this subject.

本発明に係るパワーアシスト機能付き作業用台車は、走行用モータによって駆動する複数の全方向移動車輪を備えた走行台と、前記走行台に対して起立した状態で固定された支柱と、前記支柱に対して昇降用モータの駆動によって昇降するように取り付けられた作業用アームと、前記作業用アームに取り付けられ、前記走行用モータおよび前記昇降用モータを駆動制御するための操作手段と、前記操作手段からの操作信号を基に前記走行用モータおよび前記昇降用モータを駆動制御するため制御装置と、前記走行用モータおよび前記昇降用モータに電力を供給する電源手段とを有する。   A working carriage with a power assist function according to the present invention comprises: a traveling platform provided with a plurality of omnidirectional moving wheels driven by a traveling motor; a column fixed in a standing state with respect to the traveling platform; On the other hand, a working arm attached so as to move up and down by driving a raising and lowering motor, operating means attached to the working arm and drivingly controlling the traveling motor and the raising and lowering motor, the operation And a control device for driving and controlling the traveling motor and the elevating motor based on an operation signal from a unit, and power supply means for supplying power to the traveling motor and the elevating motor.

前記構成によれば、全方向移動車輪を備えた走行台と、その走行台に対して昇降可能な作業用アームについて、それぞれの走行用モータや昇降用モータの駆動制御を、作業者が作業用アームに取り付けられた操作手段の操作によって行うため、モータの駆動により作業者の負担は軽減され、また、作業者の手の動きが直接走行台や作業用アームの動きになるため、微細な位置合わせなどであっても非常に操作しやすいものになっている。   According to the above configuration, the operator carries out drive control of the traveling motor and the raising and lowering motor with respect to the traveling table provided with the omnidirectional moving wheel and the working arm that can be raised and lowered with respect to the traveling table. Since the operation is performed by operating the operation means attached to the arm, the load on the operator is reduced by driving the motor, and the movement of the operator's hand directly becomes the movement of the traveling platform or the working arm, so a fine position can be obtained. It is very easy to operate even if it is a match.

パワーアシスト機能付き作業用台車の一実施形態を示した側面図である。FIG. 2 is a side view showing an embodiment of a working carriage with a power assist function. パワーアシスト機能付き作業用台車の一実施形態を示した平面図である。It is the top view which showed one Embodiment of the working trolley with a power assist function. パワーアシスト機能付き作業用台車の一実施形態を示した背面図である。FIG. 6 is a rear view showing an embodiment of a working carriage with a power assist function. パワーアシスト機能付き作業用台車の一実施形態を示した底面図である。FIG. 7 is a bottom view showing an embodiment of a working carriage with a power assist function. 走行台を前後方向から示した図である。It is a figure showing a runway from the direction of order. パワーアシスト機能付き作業用台車の作業状況を示した側面図である。It is the side view which showed the working condition of the working trolley with a power assist function. 改良を加えたパワーアシスト機能付き作業用台車の作業状況を示した側面図である。It is the side view which showed the operation | work condition of the working trolley with a power assist function which added the improvement.

次に、本発明に係るパワーアシスト機能付き作業用台車の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図1乃至図4は、本実施形態のパワーアシスト機能付き作業用台車(以下、単に「作業用台車」と記載する)を示した図であり、図1は側面図、図2は平面図、図3は背面図、そして図4は底面図である。なお、本実施形態では、作業用台車1の前後方向をX軸方向、左右の幅方向をY軸方向、そして高さ方向をZ軸方向として説明する。   Next, an embodiment of a working carriage with a power assist function according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 are views showing a working carriage with a power assist function according to this embodiment (hereinafter simply referred to as “working carriage”), FIG. 1 is a side view, and FIG. 2 is a plan view, FIG. 3 is a rear view and FIG. 4 is a bottom view. In the present embodiment, the front-rear direction of the work carriage 1 will be described as the X-axis direction, the left-right width direction as the Y-axis direction, and the height direction as the Z-axis direction.

この作業用台車1は、モータの駆動力によって走行台3が走行し、作業用アーム4を昇降させるようにしたパワーアシスト機能を備えたものである。走行台3や作業用アーム4はフレーム部材11が組まれたフレーム構造をしている。そのフレーム部材11は、軽量化のためにアルミが使用され、剛性を高めるために中央の孔や4面における溝が長手方向に沿って形成された断面形状で形成されている。走行台3は、図4に示すように正方形であって、その四隅には車輪用固定プレート18が固定され、各々に車輪が取り付けられている。   The work carriage 1 is provided with a power assist function for causing the work arm 4 to move up and down while the traveling table 3 travels by the driving force of a motor. The carriage 3 and the working arm 4 have a frame structure in which a frame member 11 is assembled. The frame member 11 is made of aluminum for weight reduction, and is formed in a cross-sectional shape in which a central hole and grooves on four sides are formed along the longitudinal direction in order to increase the rigidity. The carriage 3 is square as shown in FIG. 4, and wheel fixing plates 18 are fixed at the four corners, and wheels are attached to each.

作業用台車1には全方向移動車輪5が使用され、本実施形態ではオムニホイール(登録商標)が取り付けられている。ただし、走行台3に対して全方向の移動を可能にするものであれば、全方向移動車輪5としてメカナムホイール(登録商標)などを使用するようにしてもよい。全方向移動車輪5には、サーボモータ13と減速機14とが駆動部として車軸に連結されている。そして、走行台3に取り付けられた4つの全方向移動車輪5(5FR,5FL,5RR,5RL)は同一円周上に等間隔で配置され、各々の車軸が作業用台車1の前後左右方向(X軸方向及びY軸方向)に対して45度の傾きで取り付けられている。   An omnidirectional moving wheel 5 is used for the working carriage 1, and an omni wheel (registered trademark) is attached in this embodiment. However, Mechanum wheel (registered trademark) or the like may be used as the omnidirectional moving wheel 5 as long as movement in all directions is possible with respect to the platform 3. A servomotor 13 and a reduction gear 14 are connected to an axle as a drive unit of the omnidirectional moving wheel 5. The four omnidirectional moving wheels 5 (5FR, 5FL, 5RR, 5RL) attached to the carriage 3 are arranged at equal intervals on the same circumference, and each axle is in the front-rear and left-right It is attached at an inclination of 45 degrees with respect to the X axis direction and the Y axis direction).

次に、走行台3は、図2や図4に示すように、複数のフレーム部材11が隅部にブラケット12を使用するなどして組み付けられ、全体の形状が正方形になるように形成されている。ただし、この走行台3は、車体前後方向(X軸方向)に2分割され、前方側走行台301と後方側走行台302とが連結されて一体になっている。前方側走行台301と後方側走行台302は、同じ形のフレーム構造であり、幅方向の長尺フレーム部材111が前後に2本配置され、それを幅方向に並べた4本の短尺フレーム部材112によって連結された梯子型構造である。   Next, as shown in FIG. 2 and FIG. 4, the traveling bed 3 is assembled by using a plurality of frame members 11 at the corners using the bracket 12 or the like so that the entire shape is square There is. However, the traveling base 3 is divided into two in the longitudinal direction of the vehicle body (X-axis direction), and the front side traveling base 301 and the rear side traveling base 302 are connected and integrated. The front side traveling stand 301 and the rear side traveling stand 302 have a frame structure of the same shape, and four short frame members, in which two long frame members 111 in the width direction are arranged in the front and back, 112 is a ladder-like structure connected by 112.

前方側走行台301および後方側走行台302は、互いの長尺フレーム部材111同士が前後に重なる走行台3の中央部分に、それぞれ2本の短尺フレーム部材112を掛け渡した連結プレート17が固定され、各々に同じピロー形の軸受ブロック15が固定されている。軸受ブロック15は、中央の盛り上がった山形部分に貫通孔が形成され、その左右両側には連結プレート17にボルト締めするための張り出した部分が形成されている。そして、一対の軸受ブロック15は、各々の貫通孔内に無給油ブッシュが嵌め込まれ、前後方向に重ねられた両方の貫通孔を1本のツバ付きの連結ロッド16が挿入され、ネジ止めされた金属ワッシャによって抜け止めされている。   In the front side traveling stand 301 and the rear side traveling stand 302, a connecting plate 17 in which two short frame members 112 are bridged is fixed to the central portion of the traveling stand 3 where the long frame members 111 overlap with each other in the front and back. The same pillow type bearing block 15 is fixed to each. In the bearing block 15, through holes are formed in a central raised chevron portion, and on the left and right sides thereof, projecting portions for bolting to the connection plate 17 are formed. Then, in the pair of bearing blocks 15, the oil-free bush is fitted in each through hole, and the connecting rod 16 with one flange is inserted and screwed to both through holes stacked in the front-rear direction It is held off by a metal washer.

前方側走行台301と後方側走行台302は、X軸方向の連結ロッド16を介して連結されて一体になり、その連結ロッド16を支点として、各々が独立して左右方向(Y軸方向)に傾くことが可能なシーソー構造となっている。ここで、図5は、走行台3を示した背面図である。そして、この図では、図面手前側に位置する後方側走行台302について右側部分を一部削除し、図面奥側に位置する前方側走行台301が見えるように記載されている。特に、前方側走行台301の右側に位置する全方向移動車輪5FRが障害物80を乗り上げた状態が表現されている。   The front side traveling stand 301 and the rear side traveling stand 302 are integrally connected via a connecting rod 16 in the X-axis direction, and each of them is independently used in the left-right direction (Y-axis direction) with the connecting rod 16 as a fulcrum. It is a seesaw structure that can be inclined to Here, FIG. 5 is a rear view showing the traveling bed 3. Then, in this drawing, the right side portion of the rear side traveling stand 302 located on the front side of the drawing is partially deleted, and the front side traveling stand 301 located on the back side of the drawing is shown to be visible. In particular, a state in which the omnidirectional moving wheel 5FR located on the right side of the front side traveling platform 301 rides on the obstacle 80 is represented.

この走行台3は、全方向移動車輪5FRが障害物80に乗り上げると、シーソー構造により、連結ロッド16を支点として前方側走行台301の右側が持ち上げられて傾く一方、後方側走行台302は水平な状態が保たれるようになっている。このとき、軸受ブロック15は、連結ロッド16に対して上下方向に多少の変位が可能になっている。このように本実施形態の走行台3がシーソー構造になっているのは、4つの全方向移動車輪5が常に適切な接地力を得られるようにするためである。   In the traveling stand 3, when the omnidirectional moving wheel 5FR rides on the obstacle 80, the right side of the front traveling stand 301 is lifted and inclined with the connecting rod 16 as a fulcrum by the seesaw structure, while the rear traveling stand 302 is horizontal. It is possible to maintain a good state. At this time, the bearing block 15 is capable of some displacement in the vertical direction with respect to the connection rod 16. As described above, the traveling platform 3 of the present embodiment has a seesaw structure so that the four omnidirectionally moving wheels 5 can always obtain an appropriate contact force.

つまり、走行台3の移動速度や方向などは、オムニホイール(登録商標)である4つの全方向移動車輪5について、それぞれのX軸方向の駆動力とY軸方向の駆動力との合成によって決定される。そのため、仮に走行台3が正方形の一体型フレーム構造であったならば、全方向移動車輪5FRとその対角線上にある全方向移動車輪5RLは接地していたとしても、他の全方向移動車輪5FL,5RRのいずれか一つが浮き上がってしまう。そして、一つでも全方向移動車輪5が確実に接地していなければ、走行台3の移動方向を正確にコントロールすることができなくなってしまう。この点、本実施形態では、走行面の状況に応じて前方側走行台301と後方側走行台302とが異なる姿勢をとることにより、全ての全方向移動車輪5が適切な接地状態を維持できるようになっている。   That is, the moving speed, direction, etc. of the platform 3 are determined by combining the driving force in the X-axis direction and the driving force in the Y-axis direction for the four omnidirectional moving wheels 5 which are omni wheels (registered trademark). Be done. Therefore, if the traveling platform 3 has a square integrated frame structure, the omnidirectional moving wheel 5FR and the omnidirectional moving wheel 5RL on the diagonal thereof are grounded, the other omnidirectional moving wheel 5FL , Or 5 RR is lifted. If the omnidirectionally moving wheel 5 is not completely in contact with the ground, the moving direction of the platform 3 can not be accurately controlled. In this respect, in the present embodiment, all the omnidirectionally moving wheels 5 can maintain an appropriate grounding state by the front side traveling stand 301 and the rear side traveling stand 302 having different postures according to the condition of the traveling surface. It is supposed to be.

続いて、走行台3には、後方側走行台302に対して直立した支柱6が固定され、作業用アーム4が昇降可能な状態で組み付けられている。支柱6は、固定用ブラケット21,22によって前後から挟み込まれ、ボルトによって短尺フレーム部材112に締結されている。そして、この作業用アーム4も走行台3と同じくフレーム部材11によって構成されている。具体的には、左右2本の長尺フレーム部材113が4本の短尺フレーム部材114によって連結された梯子型構造で構成されている。支柱6は、そうした作業用アーム4よりも幅が狭く、2本の長尺フレーム部材113の間を通すように構成されている。   Subsequently, a support 6 which is erected with respect to the rear side traveling stand 302 is fixed to the traveling stand 3, and the working arm 4 is assembled in a state in which the working arm 4 can move up and down. The support 6 is sandwiched from the front and back by fixing brackets 21 and 22 and is fastened to the short frame member 112 by a bolt. Further, this working arm 4 is also constituted by the frame member 11 like the traveling table 3. Specifically, it has a ladder-like structure in which two left and right long frame members 113 are connected by four short frame members 114. The support 6 is narrower than the working arm 4 and is configured to pass between the two long frame members 113.

作業用アーム4と支柱6との間には、支柱6に沿って作業用アーム4が移動するようにした昇降機構が構成されている。先ず、支柱6の前面にはその幅間隔で2本のガイドレール23が鉛直方向(Z軸方向)に固定され、作業用アーム4には複数のスライドブロック25を備えた支持用ブラケット24が固定されている。従って、作業用アーム4は、このガイドレール23とスライドブロック25とからなるリニアガイドによって鉛直方向に昇降自在となっている。   Between the working arm 4 and the support 6, an elevating mechanism configured to move the working arm 4 along the support 6 is configured. First, two guide rails 23 are fixed in the vertical direction (Z-axis direction) at the width interval to the front surface of the support 6, and a support bracket 24 having a plurality of slide blocks 25 is fixed to the working arm 4 It is done. Accordingly, the working arm 4 is vertically movable in the vertical direction by the linear guide including the guide rail 23 and the slide block 25.

そして、作業用アーム4に対して鉛直方向の推進力を与えるため、サーボモータ26及びボールネジ機構が設けられている。そのため、2本のガイドレール23に挟まれる位置には、支柱6に固定した軸受を介して鉛直方向にネジ軸27が回転自在に取り付けられている。また、支柱6の頂部にはサーボモータ26が固定され、その回転軸がカップリングを介してネジ軸27に連結されている。そして、支持用ブラケット24には不図示のナットが保持され、そのナットにはネジ軸27が貫通するようにして螺合している。   A servomotor 26 and a ball screw mechanism are provided to apply a driving force in the vertical direction to the working arm 4. Therefore, a screw shaft 27 is rotatably mounted in the vertical direction via a bearing fixed to the support 6 at a position between the two guide rails 23. Further, a servomotor 26 is fixed to the top of the support 6, and its rotation axis is connected to the screw shaft 27 via a coupling. A nut (not shown) is held by the support bracket 24, and a screw shaft 27 is screwed to the nut so as to penetrate the nut.

次に、作業用台車1には、走行台3の移動や作業用アーム4の昇降を操作するための操作レバー7が作業用アーム4に取り付けられている。作業用アーム4の後方側端部に取り付け枠28が固定され、その上に操作レバー7がり力覚センサ8と一体になって取り付けられている。よって、作業用台車1は、操作レバー7に作業者の力が作用することにより、サーボモータ13,26のパワーアシストを受けた走行台3の移動と作業用アーム4の昇降が行われるようになっている。   Next, in the work carriage 1, an operation lever 7 for operating the movement of the traveling table 3 and the elevation of the work arm 4 is attached to the work arm 4. A mounting frame 28 is fixed to the rear end of the working arm 4, and a control lever 7 is mounted on the mounting frame 28 integrally with the force sensor 8. Accordingly, in the working carriage 1, the movement of the traveling table 3 and the raising and lowering of the working arm 4 which receive the power assist of the servomotors 13 and 26 are performed by the force of the worker acting on the operation lever 7. It has become.

力覚センサ8は、操作レバー7に加えられる作業者の力の6成分つまり、X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向の3軸方向の力成分と、そうした3軸の回りに作用するトルク(モーメント)成分を検出することができる6軸センサである。ただし、本実施形態では、トルク成分に関してはZ軸回りのトルク成分のみが利用される。従って、作業者の操作レバー7に対する操作は、力覚センサ8において3軸方向の力成分やトルク成分に分解され、各軸の操作情報として検知される。そして、その検知信号(操作信号)が制御部に送られ、サーボモータ13,26の駆動制御が行われるようになっている。   The force sensor 8 is composed of six components of the force of the operator applied to the operation lever 7, that is, force components in three axial directions in the X-, Y- and Z-axis directions, and the torque acting around these three axes. It is a six-axis sensor that can detect the (moment) component. However, in the present embodiment, only the torque component around the Z axis is used as the torque component. Therefore, the operation of the operator on the operation lever 7 is decomposed into force components and torque components in three axial directions in the force sensor 8 and detected as operation information of each axis. Then, the detection signal (operation signal) is sent to the control unit, and drive control of the servomotors 13 and 26 is performed.

走行台3には、前方側走行台301に制御ボックス9が搭載され、そこには力覚センサ8からの操作情報に基づき、移動や昇降に必要な駆動力を算出するコンピュータなどが収納されている。制御ボックス9には、コンピュータの他にも演算結果に基づき全方向移動車輪5のサーボモータ13や昇降用のサーボモータ26を駆動するモータドライバ、更にサーボモータ13,26の各々の回転数を検出するエンコーダ、そしてサーボモータ13,26を駆動させるための電源としてバッテリなども収納されている。ただし、制御ボックス9内にバッテリを収めるスペースがない場合には、後方側走行台302に直接搭載するようにしてもよい。また、狭い範囲での作業に使用するような場合には、作業用台車1に電源コードを接続するようにしてもよい。   The control box 9 is mounted on the front side traveling stand 301 in the traveling stand 3, and a computer etc. for calculating the driving force necessary for movement or elevation based on the operation information from the force sensor 8 is stored therein. There is. In addition to the computer, the control box 9 detects the number of rotations of each of the servomotors 13 and 26 as well as the motor driver for driving the servomotor 13 and the servomotor 26 for lifting and lowering of the omnidirectional moving wheel 5 based on the calculation result. An encoder and a battery as a power source for driving the servomotors 13 and 26 are also accommodated. However, when there is no space for storing the battery in the control box 9, it may be mounted directly on the rear side traveling stand 302. In addition, when used for work in a narrow range, a power cord may be connected to the work carriage 1.

操作レバー7には、頂部に安全ボタン701が設けられ、その安全ボタン701が押された場合に制御部に対して操作信号が送信可能になっている。そのため、操作レバー7に対して作業者の力が作用していたとしても、安全ボタン701が押されていなければ作業用台車1は作動せず、また、作動中の場合には安全ボタン701が解除されることで停止することとなる。作業用台車1は、この操作レバー7を作業者が片手で操作することで、パワーアシストを受けて動かすことが可能になっている。そして、その操作レバー7が作業用アーム4に取り付けられているため、作業者の手の動きの方向や移動量に従って作業用アーム4も移動するようになっている。この点、例えばフォークリフトのフォークとそれを操作するレバーとの関係とは異なっている。   A safety button 701 is provided on the top of the operation lever 7, and when the safety button 701 is pressed, an operation signal can be transmitted to the control unit. Therefore, even if the force of the operator is applied to the control lever 7, the work carriage 1 does not operate unless the safety button 701 is pressed, and the safety button 701 is in the operating state. It will stop by being canceled. When the operator operates this operation lever 7 with one hand, the work carriage 1 can be moved by receiving power assist. And since the control lever 7 is attached to the working arm 4, the working arm 4 is also moved according to the direction and amount of movement of the operator's hand. This point, for example, the relationship between the fork of the forklift and the lever that operates it is different.

更に、作業用台車1では、サーボモータ13,26に印加される電流の制御によって駆動トルクを可変させ、作業者が操作レバー7を操作する際の反力が調整されるようになっている。すなわち、作業用アーム4に加わる荷重や走行台3に対する走行抵抗などが、例えばトルクセンサによって検出され、その検出値に基づきサーボモータ13,26に対する重み付けをしたトルク制御が行われる。このことにより、作業者に重さや抵抗を感じさせることができるようになっている。作業用台車1は、パワーアシスト機能によって重量物に対する運搬などの作業が軽減される。しかし、本実施形態では、操作感覚を敏感にさせるため、あえて作業者にある程度の重さなどを感じさせる構成となっている。   Furthermore, in the working carriage 1, the drive torque is varied by controlling the current applied to the servomotors 13, 26, and the reaction force when the operator operates the operation lever 7 is adjusted. That is, the load applied to the working arm 4 and the running resistance to the run base 3 are detected by, for example, a torque sensor, and the torque control with weighting for the servomotors 13 and 26 is performed based on the detected value. This makes it possible for workers to feel weight and resistance. The work cart 1 is reduced in work such as transportation of heavy objects by the power assist function. However, in the present embodiment, in order to sensitize the operation sense, it is configured to cause the operator to feel a certain weight or the like.

このような構成の作業用台車1は、図6に示すようにしてタイヤ70の取り付け作業などに使用することができる。工場でのタイヤ70の取り付けは、例えばリフタやクレーン装置によって作業者の目線程の高さで行われる。そのような場合、タイヤ70の移動は、ストック位置から自動車の組み付け位置までの距離だけではなく、取り付け位置までの高さもある。そこで、作業者は、作業用台車1にタイヤ70を載せて移動させ、取り付け位置まで上昇させて位置合わせした後、その状態でタイヤ70を維持させてハブボルトに対しナットによって締め付け固定する。   The work carriage 1 having such a configuration can be used for the attachment work of the tire 70 as shown in FIG. The installation of the tire 70 at the factory is carried out, for example, by a lifter or a crane device at a height at the sight of the worker. In such a case, the movement of the tire 70 is not only the distance from the stock position to the mounting position of the vehicle, but also the height to the mounting position. Therefore, the worker places the tire 70 on the work carriage 1 and moves it, raises it to the mounting position and aligns it, then maintains the tire 70 in that state and clamps and fixes it to the hub bolt with a nut.

その際、作業者は、先ずストック位置に作業用台車1を移動させ、作業用アーム4にタイヤ70を載せる。そして、安全ボタン701を押した状態で操作レバー7を握り、操作しやすい高さまで作業用アーム4を上昇させる。つまり握った手に上向きの力を加えることにより、Z軸方向の力を力覚センサ8が検出し、その操作信号が制御部に送られ、所定の演算処理によりサーボモータ26の駆動制御が行われる。そして、サーボモータ26の回転がボールネジ機構を介して直進運動に変換され、作業用アーム4の高さ調整が可能になる。   At this time, the operator first moves the work carriage 1 to the stock position and places the tire 70 on the work arm 4. Then, in a state where the safety button 701 is pressed, the operation lever 7 is grasped, and the working arm 4 is raised to a height at which it can be easily operated. That is, the force sensor 8 detects a force in the Z-axis direction by applying an upward force to the gripped hand, and the operation signal is sent to the control unit, and the drive control of the servomotor 26 is performed by predetermined arithmetic processing. It will be. Then, the rotation of the servomotor 26 is converted into a linear movement through the ball screw mechanism, and the height adjustment of the working arm 4 becomes possible.

図6において一点鎖線で示すように、作業用アーム4が上昇した位置では、操作レバー7の位置も高くなり、作業者の歩行しながらの操作が行い易くなる。つまり、作業者が自然な歩行姿勢で操作レバー7を握り、その操作レバー7に対して進行方向に力を与えたり捻じりを加えた走行台3の走行操作が行われる。このとき、力覚センサ8では操作レバー7に作用した力の検出が行われ、その操作信号が制御部に送られる。制御部では演算処理によって4つの全方向移動車輪5についてサーボモータ13の駆動制御が行われ、それぞれのX軸方向およびY軸方向の駆動力の合成によって、作業者の操作に従った走行台3の走行や旋回が行われる。そのため、作業用アーム4に搭載されたタイヤ70が作業位置へと運ばれることとなる。   As indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 6, at the position where the working arm 4 is raised, the position of the operation lever 7 is also high, and the operator can easily perform the operation while walking. That is, the operator holds the operation lever 7 in a natural walking posture, and the traveling operation of the traveling table 3 is performed by applying a force or twisting to the operation lever 7 in the traveling direction. At this time, the force sensor 8 detects the force acting on the operation lever 7, and the operation signal is sent to the control unit. In the control unit, drive control of the servomotor 13 is performed for the four omnidirectionally moving wheels 5 by arithmetic processing, and the traveling bed 3 according to the operation of the operator by combining the driving forces in the X axis direction and Y axis direction. Running and turning are performed. Therefore, the tire 70 mounted on the working arm 4 is transported to the working position.

作業位置へと運ばれたタイヤ70は、作業者が操作レバー7に上下左右の力を与えることにより微調整が行われ、自動車側のハブボルトに対してタイヤホイールのボルト孔の位置合わせが行われる。このとき、操作レバー7を握った手の上下左右の動きがそのまま作業用アーム4の移動となる。すなわち、フォークリフトのようにレバーを微調整することで作業部分の動きを間接的にコントロールすることとは異なり、作業者の手の動きが直接走行台3や作業用アーム4の動きになっている。そのため、作業用アーム4に搭載したタイヤ70のボルト孔をハブボルトに位置合わせする微細な操作も容易に行うことができる。   The tire 70 transported to the working position is finely adjusted by the operator applying the vertical and horizontal forces to the operation lever 7, and the bolt holes of the tire wheel are aligned with the hub bolt on the automobile side. . At this time, the vertical and horizontal movements of the hand holding the operation lever 7 become the movement of the working arm 4 as it is. That is, unlike controlling the movement of the working part indirectly by finely adjusting the lever like a forklift, the movement of the hand of the worker is directly the movement of the traveling stand 3 or the working arm 4 . Therefore, it is possible to easily perform a fine operation of aligning the bolt holes of the tire 70 mounted on the working arm 4 with the hub bolt.

このような作業では、作業用アーム4に加わるタイヤ70の荷重に応じてサーボモータ13に対する重み付けをしたトルク制御が行われるため、作業者はタイヤ70の重みを間接的に感じながら操作を行うこととなる。つまり、荷重に応じて作業用アーム4の昇降や走行台3の移動が鈍くなる。よって、作業用台車1によれば、作業者が自分の手の動きに従ってタイヤ70などの重量物を動かし、しかもその重さを敏感に感じながら操作することができる。そのため、重量物を扱いながらでも細かい位置合わせを精度よく行うことが可能となる。また、走行時に走行台3が何かに衝突した場合にも、その抵抗を受けて全方向移動車輪5の回転が重くなるため、その重さを感じた作業者が走行を停止させるなどして危険を回避した安全な操作が可能になる。   In such an operation, torque control is performed in which weighting is applied to the servomotor 13 according to the load of the tire 70 applied to the working arm 4. Therefore, the operator performs the operation while indirectly feeling the weight of the tire 70. It becomes. That is, according to the load, the elevation of the working arm 4 and the movement of the traveling stand 3 become dull. Therefore, according to the working cart 1, the worker can operate the heavy object such as the tire 70 in accordance with the movement of his / her hand and operate while feeling the weight sensitively. Therefore, it is possible to perform fine alignment with high precision while handling heavy objects. Also, even if the traveling platform 3 collides with something during traveling, the rotation of the omnidirectional moving wheel 5 becomes heavy due to the resistance, so that the worker who felt the weight stops traveling etc. It enables safe operation without danger.

更に、図5に示すように走行時に一つの全方向移動車輪5が障害物80に乗り上げたとしても、シーソー構造により前方側走行台301および後方側走行台302の全ての全方向移動車輪5が接地し状態を保つ。そのため、作業用台車1は、4つの全方向移動車輪5が常に適切な接地力を得て正確な走行操作が可能になる。また、作業用台車1は、走行台3や作業用アーム4がフレーム構造であり、アルミのフレーム部材11によって構成されているため、十分な剛性を確保しながら台車全体の軽量化が図られている。   Furthermore, as shown in FIG. 5, even if one omnidirectional mobile wheel 5 rides on the obstacle 80 during traveling, all omnidirectional mobile wheels 5 of the front side traveling platform 301 and the rear side traveling platform 302 have a seesaw structure. Keep grounded. Therefore, in the working carriage 1, the four omnidirectional moving wheels 5 always obtain an appropriate contact force, and accurate traveling operation becomes possible. Further, since the work carriage 1 and the work carriage 3 and the work arm 4 have a frame structure and are constituted by the aluminum frame member 11, weight reduction of the whole carriage is achieved while securing sufficient rigidity. There is.

ところで、前述したように、作業用アーム4にタイヤ70を載せた取り付け作業の場合、複数のボルト孔を自動車側のハブボルトに位置合わせする必要がある。そのため、作業用アーム4にローラを設け、その上に載せたタイヤ70を回転可能にし、回転方向の位置合わせを可能にするようにしてもよい。このように、作業用台車1は、対象物に応じて作業用アーム4を様々な形態に変更することにより、作業性能を向上させることができる。例えば、図7に示すように、作業用台車1に改良を加えて、作業用アーム4にフック29を取り付け、重量物の吊下げ搬送が可能な構造にするようにしてもよい。   By the way, as mentioned above, in the case of the attachment work which mounted the tire 70 on the working arm 4, it is necessary to align several bolt holes with the hub bolt by the side of a car. Therefore, the working arm 4 may be provided with a roller, and the tire 70 placed thereon may be made rotatable to enable alignment in the rotational direction. As described above, the work carriage 1 can improve the work performance by changing the work arm 4 to various forms according to the object. For example, as shown in FIG. 7, the working carriage 1 may be improved to attach a hook 29 to the working arm 4 so that a heavy load can be suspended and conveyed.

この場合、フック29を取り付けた作業を可能にするため、走行台3の前後を逆にして前方側走行台301が後方側になり、後方側走行台302が前方側になる。そして、後方側走行台302には前後反転した支柱6が固定用ブラケット21,22によって固定され、その支柱6に対して作業用アーム4がリニアガイドやボールネジ機構などによって昇降可能に組み付けられる。作業用アーム4は、支持用ブラケット24の固定位置が長手方向の中央部分に移され、先端部分が走行台3から突き出す量が調整される。そして、その突き出した作業用アーム4の先端部分にフック29が取り付けられる。   In this case, in order to enable work with the hooks 29 attached, the front side traveling table 301 is on the rear side and the rear side traveling table 302 is on the front side. Then, a support 6 with its front and rear inverted is fixed to the rear side traveling stand 302 by fixing brackets 21 and 22, and a working arm 4 is assembled to the support 6 so as to be vertically movable by a linear guide or a ball screw mechanism. In the working arm 4, the fixed position of the support bracket 24 is moved to the central portion in the longitudinal direction, and the amount by which the tip portion protrudes from the carriage 3 is adjusted. Then, the hook 29 is attached to the tip end portion of the protruding working arm 4.

この作業用台車1Bによれば、フック29によって重量物の吊下げ搬送が行われ、重心が前方側に偏ってしまうが、制御ボックス9が錘になっている。ただ、制御ボックス9だけで十分でない場合は、走行台3上にバランスウエイトを搭載するようにする。そして、この作業用台車1Bでは、作業者は、前記作業用台車1と同じく安全ボタン701を押した状態で操作レバー7を握り、上下左右の力あるいは捻じりを作用することによりフック29を被搬送物に引掛け、所定の位置へ吊下げ搬送することができる。その際、作業者の手の動きが直接作業用アーム4の動きであるため、フック29の微細な操作を行うことができる。そして、フック29による持ち上げ作業および、持ち上げ後の重量物の搬送をパワーアシストによって容易に行うことができる。   According to the operation carriage 1B, the hook 29 carries a heavy object for suspension and conveyance, and the center of gravity is biased to the front side, but the control box 9 is a weight. However, when the control box 9 alone is not enough, the balance weight is mounted on the traveling bed 3. Then, in this working carriage 1B, the operator holds the operating lever 7 while pressing the safety button 701 in the same manner as the working carriage 1, and applies the force or twisting force to the hook 29 The object to be conveyed can be hung and conveyed to a predetermined position. At this time, since the movement of the worker's hand is the movement of the working arm 4 directly, the hook 29 can be finely operated. The lifting operation by the hooks 29 and the transport of heavy objects after lifting can be easily performed by power assist.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、フック29を取り付けた場合を説明したが、作業用アーム4にはその他の作業用アタッチメントを取り付けるようにしてもよい。また、作業用アーム4の形態も作業に応じて変更するようにしてもよい。このようなことにより作業用台車1及びその改良を加えた作業用台車については幅広い作業への対応を可能とする。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning.
For example, although the case where hook 29 was attached was explained in the above-mentioned embodiment, it may be made to attach other work attachments to work arm 4. Also, the form of the working arm 4 may be changed according to the work. As a result, the working carriage 1 and the working carriage to which the improvement is applied can be adapted to a wide range of operations.

1…作業用台車 3…走行台 4…作業用アーム 5(5FR,5FL,5RR,5RL)…全方向移動車輪 6…支柱 7…操作レバー 8…力覚センサ 9…制御ボックス 11…フレーム部材 13…サーボモータ 14…減速機 16…連結ロッド 23…ガイドレール 25…スライドブロック 26…サーボモータ 27…ネジ軸 301…前方側走行台 302…後方側走行台

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Work trolley 3 ... Traveling stand 4 ... Work arm 5 (5FR, 5FL, 5RR, 5RL) ... Omnidirectional movement wheel 6 ... Support pole 7 ... Control lever 8 ... Force sensor 9 ... Control box 11 ... Frame member 13 ... Servo motor 14 ... Decelerator 16 ... Coupling rod 23 ... Guide rail 25 ... Slide block 26 ... Servo motor 27 ... Screw shaft 301 ... Forward side run table 302 ... Rear side run table

Claims (4)

走行用モータによって駆動する複数の全方向移動車輪を備えた走行台と、
前記走行台に対して起立した状態で固定された支柱と、
前記支柱に対して昇降用モータの駆動によって昇降するように取り付けられた作業用アームと、
前記作業用アームに取り付けられ、前記走行用モータおよび前記昇降用モータを駆動制御するための操作手段と、
前記操作手段からの操作信号を基に前記走行用モータおよび前記昇降用モータを駆動制御するため制御装置と、
前記走行用モータおよび前記昇降用モータに電力を供給する電源手段とを有するパワーアシスト機能付き作業用台車。
A platform having a plurality of omnidirectional wheels driven by a traction motor;
A post fixed in a standing state with respect to the carriage,
A working arm attached to the column so as to move up and down by driving a raising and lowering motor;
Operation means attached to the working arm for driving and controlling the traveling motor and the elevating motor;
A control device for driving and controlling the traveling motor and the elevating motor based on an operation signal from the operation means;
A power cart with a power assist function, comprising: power supply means for supplying electric power to the traveling motor and the lifting motor.
前記走行台と前記作業用アームはフレーム部材により形成されたものである請求項1に記載のパワーアシスト機能付き作業用台車。   The work cart with a power assist function according to claim 1, wherein the carriage and the working arm are formed by a frame member. 前記作業用アームは、対象物の搭載が可能な形状なもの、又は所定の作業用アタッチメントの着脱が可能なものである請求項1又は請求項2に記載のパワーアシスト機能付き作業用台車。   3. A working carriage with a power assist function according to claim 1, wherein said working arm is of a shape capable of mounting an object, or of a predetermined working attachment. 前記走行台は、前後方向に2分割された前方側走行台と後方側走行台によって構成され、前方側走行台と後方側走行台にはそれぞれ左右に前記全方向移動車輪が配置され、前記前方側走行台と後方側走行台とが、前後方向に配置された回転軸に対してそれぞれが揺動可能に連結されたものである請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のパワーアシスト機能付き作業用台車。



The carriage comprises a front carriage and a rear carriage divided into two in the front and rear direction, and the omnidirectional mobile wheels are disposed on the left and right sides of the front carriage and the rear carriage respectively The power assist function according to any one of claims 1 to 3, wherein the side carriage and the rear carriage are connected swingably with respect to a rotation shaft disposed in the front-rear direction. Working trolley.



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