JP2020059605A - 機械、コントローラー、及び制御方法 - Google Patents

機械、コントローラー、及び制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2020059605A
JP2020059605A JP2019184378A JP2019184378A JP2020059605A JP 2020059605 A JP2020059605 A JP 2020059605A JP 2019184378 A JP2019184378 A JP 2019184378A JP 2019184378 A JP2019184378 A JP 2019184378A JP 2020059605 A JP2020059605 A JP 2020059605A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
machine
handling device
controller
cargo handling
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019184378A
Other languages
English (en)
Inventor
サミュエル ジョゼフ ベル、
Josef Bell Samuel
サミュエル ジョゼフ ベル、
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JC Bamford Excavators Ltd
Original Assignee
JC Bamford Excavators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JC Bamford Excavators Ltd filed Critical JC Bamford Excavators Ltd
Publication of JP2020059605A publication Critical patent/JP2020059605A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/18Control systems or devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66FHOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F17/00Safety devices, e.g. for limiting or indicating lifting force
    • B66F17/003Safety devices, e.g. for limiting or indicating lifting force for fork-lift trucks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/16Applications of indicating, registering, or weighing devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/18Control systems or devices
    • B66C13/20Control systems or devices for non-electric drives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/04Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes with jibs the effective length of which is variable in operation, e.g. longitudinally displaceable, extensible
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/06Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes with jibs mounted for jibbing or luffing movements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/62Constructional features or details
    • B66C23/72Counterweights or supports for balancing lifting couples
    • B66C23/78Supports, e.g. outriggers, for mobile cranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/88Safety gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66FHOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F17/00Safety devices, e.g. for limiting or indicating lifting force
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66FHOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/065Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks non-masted
    • B66F9/0655Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks non-masted with a telescopic boom
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66FHOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075Constructional features or details
    • B66F9/07559Stabilizing means
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/283Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a single arm pivoted directly on the chassis
    • E02F3/286Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a single arm pivoted directly on the chassis telescopic or slidable
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2025Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E02F9/2033Limiting the movement of frames or implements, e.g. to avoid collision between implements and the cabin
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26Indicating devices
    • E02F9/264Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • E02F9/265Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool with follow-up actions (e.g. control signals sent to actuate the work tool)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

【課題】荷役装置の昇降アーム移動による転倒の危険を防ぐ方法を提供する。【解決手段】機械本体2と、前記機械本体に連結され、前記機械本体に対して移動アクチュエーター10によって移動可能な荷役装置6、7とを含む機械で使用するためのコントローラー12であって、前記コントローラーは、基準方向H、Gに対する前記荷役装置の方向を表す信号と、前記機械の傾斜モーメントを表す信号14とを受信するように構成され、前記コントローラーは、前記移動アクチュエーターを含む前記機械の要素によって使用される信号を発するようにさらに構成され、前記移動アクチュエーターは、前記コントローラーによって発せられた信号に応答して、前記傾斜モーメントを表す信号の値が閾値に達したとき、前記荷役装置の移動を制限又は実質的に防止するように構成され、前記閾値は、前記基準方向に対する前記荷役装置の方向を表す信号に依存するコントローラー。【選択図】図1

Description

本教示は、荷役装置を含む機械用のコントローラー、このようなコントローラーを含む機械、及び制御方法に関する。
荷役装置を含む機械は、一般に、荷役装置が取り付けられる機械本体を支持する前車軸及び後車軸を含む。車輪は通常、前車軸と後車軸に連結されており、車輪は地面に係合し、地面を横切る機械の移動を可能にするように構成されている。
荷役装置は、例えば、1つ以上のアクチュエーターによって機械本体に対して移動可能である、伸縮可能な昇降アームを含む。昇降アームは、荷を運ぶための荷運搬具を含み、荷運搬具によって運ばれる荷は、昇降アームによって機械本体に対して移動させることができる。
荷の移動により、前車軸又は後車軸のいずれかの回転軸を中心に傾斜モーメントが生じる。代わりに、例えば、荷役作業中に地面に対して本体を安定させるためにスタビライザーが使用される場合、別の軸の周りに傾斜モーメントが誘発される場合がある。
昇降アームを前方に伸ばすと、特に荷を運ぶとき、前車軸の回転軸を中心に傾斜モーメントが発生する。その結果、機械(及び荷)の重量の後車軸によって支えられる部分が減少する。
後車軸に連結された車輪が地面から持ち上がる程度に機械が前車軸を中心に回転しないようにするため(すなわち、機械が転倒しないようにするため)、後車軸の負荷が閾値レベルまで減少すると、安全制御装置は昇降アームのさらなる移動を防止又は移動の速度を制限する。このような機械の例は、特許文献1に見られる。
安全限界内にとどまるために、安全制御で使用するために選択された閾値レベルが特定の昇降アームの位置に対して過度に制限され、昇降アームが実際には機械の転倒の危険性のない位置に移動するのを防ぐため、問題が生じている。
機械が不整地を移動することが予想されるタイプであるため、安全限界を決定するために機械の本体が実質的に水平であると想定できない場合、これは、この可能性を考慮するために安全限界の閾値をさらに制限する必要があることを意味する場合がある。これにより、サイクル時間を遅くするか、又は荷役作業を完了するのに必要なサイクル数を増やすことにより、荷役機械の生産性が低下する可能性がある。
この問題及び同様の問題は他の機械にも当てはまることが理解されるであろう。
欧州特許第1532065号明細書
本教示は、先行技術のこれらの問題を克服又は少なくとも軽減しようとするものである。
教示の一態様によれば、機械本体と、機械本体に連結され、機械本体に対して移動アクチュエーターによって移動可能な荷役装置とを含む機械で使用するためのコントローラーであって、コントローラーは、基準方向に対する荷役装置の方向を表す信号と、機械の傾斜モーメントを表す信号とを受信するように構成され、コントローラーは、移動アクチュエーターを含む機械の要素によって使用される信号を発するようにさらに構成され、移動アクチュエーターは、コントローラーによって発せられた信号に応答して、傾斜モーメントを表す信号の値が閾値に達したとき、荷役装置の移動を制限又は実質的に防止するように構成され、閾値は、基準方向に対する荷役装置の方向を表す信号に依存する、コントローラーが提供される。
基準方向とは、機械自体の方向に関係なく、空間内で固定された方向を意味する。従って、荷役装置の方向は絶対的な方向であると考えることができる。
有利には、コントローラーは、それが制御する機械の縦方向の傾きに関係なく安定性を確保するが、機械の生産性を不必要に制限しない。
機械の要素は、コントローラーによって発せられた信号に応答して、荷役装置の移動を制限又は実質的に防止するように構成された移動アクチュエーターを含むことができる。
機械の要素は、コントローラーによって発せられた信号に応答して、警告を表示しかつ/又は警告を鳴らすように構成された機械のインジケーターを含むことができる。
これにより、潜在的に危険な方法で機械を操作するときにオペレーターに通知される。
コントローラーは、機械の1つ以上のスタビライザーが展開されているか否かを表す信号を受信するようにさらに構成されることができ、閾値は、機械の1つ以上のスタビライザーが展開されているか否かを表す信号にさらに依存することができる。
機械がスタビライザーを有する場合、スタビライザーの展開には閾値の変更が必要になる可能性があるため、これをコントローラーに信号で通知することが望ましい。
荷役装置の方向を表す信号は、基準方向に対する荷役装置の角度を表す信号であることができる。
閾値は、基準方向に対する荷役装置の第1の方向に対応する第1の値を有することができ、閾値は、基準方向に対する荷役装置の第2の方向に対応する第2の値を有することができ、第1の値は第2の値よりも小さく、第1の方向は第2の方向よりも低い。
典型的な機械の形状では、通常、より高い方向(例えば、水平レベルに対するより大きな角度)で、より高い閾値が必要である。
機械の傾斜モーメントを表す信号は、機械の車軸への負荷を表す信号であることができる。
これは、傾斜モーメントを導き出す信頼性が高く費用効果の高い方法である。
閾値は、荷役装置の1つ以上の所定の方向に関連付けられた第1の閾値と、荷役装置の1つ以上の他の所定の方向に関連付けられた第2の閾値とを含むことができる。
閾値は、荷役装置の方向のある範囲にわたって荷役装置の方向を表す信号に比例又は実質的に比例することができる。
荷役装置の方向の範囲は、荷役装置の第1の方向と第2の方向との間であり、荷役装置の位置が範囲外にある場合、少なくとも1つの異なる閾値が使用される。
基準方向は重力又は水平レベルである。
これらの基準方向に関して測定できるセンサーは信頼性が高く、比較的低コストである。
コントローラーは、機械本体に対する荷役装置の位置を表す信号を受信するようにさらに構成されることができる。
コントローラーは、機械本体に対する荷役装置の位置に基づいてインターロックを設定する信号を発するように構成されることができる。
機械本体に対する位置に関してインターロックを設定することは、操作中の機械オペレーターにとってより明確になる可能性があるため、特定の状況では好ましい場合がある。
別の態様は、第1の態様によるコントローラーを組み込んだ制御システムを提供する。
制御システムは、基準方向に対する荷役装置の方向を表す信号を送信するように構成された、例えば加速度計又はジャイロスコープなどの絶対方向センサーをさらに含むことができる。
別の態様は、上記のコントローラー又は制御システムを含む機械を提供する。
機械は、荷役装置及び機械本体をさらに含むことができる。
荷役装置は、直立軸の周りの移動に対して固定されることができる。
このように固定されることにより、荷役装置は機械本体に対して回転することができない。このように回転する機能を有する機械は、一般に機械から横方向にオフセットされるだけでなく、前方にオフセットされる負荷を考慮した異なる負荷監視システムを必要とする。
荷役装置は昇降アームを含むことができ、昇降アームは任意選択で、機械本体に対して少なくとも旋回可能である。
昇降アームは、機械の実質的に横方向の軸を中心に旋回可能であることができ、及び/又は、昇降アームは、機械の縦方向の軸に実質的に平行に延びることができる。
昇降アームは任意選択で、機械本体の縦方向の中間点と機械本体の後部との間の位置を中心に任意に旋回可能である。
昇降アームは、実質的に横方向の軸を中心にのみ機械本体に対して旋回可能であることができる。
機械本体の前方の昇降アームに荷役用具が取り付け可能であることができる。
機械は、地面の上での機械の移動を可能にするための地面係合推進構造体をさらに含むことができる。
地面係合推進構造体は、少なくとも4つの車輪を含むことができる。
少なくとも4つの車輪のうちの2つは、機械の縦方向の中間点と機械の前部との間に位置する前車軸に取り付けられることができる。
少なくとも4つの車輪のうちの2つは、機械の縦方向の中間点と機械の後部との間に位置する後車軸に取り付けられることができる。
機械は、少なくとも1つのスタビライザーをさらに含むことができる。
少なくとも1つのスタビライザーは、地面と接触していない収縮位置と、地面と接触して機械の重量の少なくとも一部を支持する展開位置とを取ることができる。
少なくとも1つのスタビライザーは、前車軸の前方の地面への展開のために機械に取り付けられることができる。
少なくとも1つのスタビライザーは、展開位置にあるとき、前車軸に取り付けられた2つの車輪を地面から持ち上げることができる。
機械は、後車軸の後方の地面に展開するための機械に取り付けられたスタビライザーを有さいないことができる。
機械に取り付けられている1つのスタビライザー又は複数のスタビライザーは、前車軸の前方の地面に展開するために取り付けられていることができる。
別の態様は、機械本体と、機械本体に連結され、機械本体に対して移動可能な荷役装置とを含む機械を制御する方法であって、基準方向に対する荷役装置の方向を表す信号と、機械の傾斜モーメントを表す信号とを受信することと、傾斜モーメントを表す信号を、基準方向に対する荷役装置の方向を表す信号に依存する閾値と比較することと、傾斜モーメントを表す信号が閾値に達したときに、発せられた信号に応答して荷役装置の移動を制限又は実質的に防止するように、機械の要素によって使用される信号を発することとを含む方法を提供する。
有利には、この方法は、それが制御する機械の縦方向の傾きに関係なく安定性を確保するが、機械の生産性を不必要に制限しない。
この方法は、発せられた信号に応じて荷役装置の移動を制限又は実質的に防止することをさらに含むことができる。
この方法は、コントローラーによって発せられた信号に応答して警告を表示しかつ/又は警告を鳴らすことをさらに含むことができる。
この方法は、機械の1つ以上のスタビライザーが展開されているか否かを表す信号を受信することをさらに含み、閾値は、機械の1つ以上のスタビライザーが展開されているか否かを表す信号にさらに依存することができる。
荷役装置の方向を表す信号は、基準方向に対する荷役装置の昇降アームの回転角度を表す信号であることができる。
機械の傾斜モーメントを表す信号は、機械の車軸への負荷を表す信号であることができる。
閾値は、荷役装置の1つ以上の所定の方向に関連付けられた第1の閾値と、荷役装置の1つ以上の他の所定の方向に関連付けられた第2の閾値とを含むことができる。
閾値は、荷役装置の位置のある範囲にわたって荷役装置の方向を表す信号に比例又は実質的に比例することができる。
荷役装置の方向の範囲は、荷役装置の第1の方向と第2の方向との間であり、荷役装置の方向が範囲外にある場合、少なくとも1つの異なる閾値が使用される。
ここで、添付の図面を参照して実施形態を単なる例として説明する。
水平な地面にある機械の側面図である。 傾斜面にある同じ機械の側面図である。 制御システムである。 インジケーターである。 荷役装置の方向と閾値との間の関係を示すチャートである。 荷役装置の方向と閾値との間の関係を示すチャートである。 荷役装置の方向と閾値との間の関係を示すチャートである。 図7のチャートの荷役装置の方向と閾値との関係を示す図である。
図1を参照すると、本教示の実施形態は、荷役機械であることができる機械1を含む。この実施形態において、荷役機械はテレスコピックハンドラーである。他の実施形態において、荷役機械は、例えば、スキッドステアローダー、コンパクトトラックローダー、ホイールローダー、又はテレスコピックホイールローダーであることができる。このような機械は、オフハイウェイ作業機械と呼ばれることがある。機械1は機械本体2を含み、機械本体2は、例えば、運転室3を含むことができ、運転室3からオペレーターが機械1を操作することができる。
一実施形態において、機械1は、各車軸が一対の車輪に連結された第1車軸A1及び第2車軸A2を含む地面係合推進構造体を有する(1つの車輪4が第1車軸A1に接続され、1つの車輪5が第2車軸A2に接続された2つの車輪4、5が図1に示されている)。第1車軸A1は前車軸であることができ、第2車軸A2は後車軸であることができる。車軸A1、A2の一方又は両方は、車輪4、5の一方又は両方の対の動きを駆動するように構成されたエンジンEに連結されることができる。したがって、車輪は地面Hに接触することができ、車輪4、5の回転は地面に対する機械の移動を引き起こすことができる。他の実施形態において、地面係合推進構造体は無限軌道を含む。
一実施形態において、第1及び第2車軸A1、A2の少なくとも一方は、車軸が機械1の縦方向軸の周りを揺動できるように、車軸のほぼ中心に位置するピボットジョイント(図示せず)によって機械本体2に連結され、したがって、不整地を移動するときの機械1の安定性を向上させる。この効果は他の既知の方法で達成できることが理解されるであろう。
荷役装置6、7が機械本体2に連結されている。荷役装置6、7は、マウント9によって機械本体2に取り付けられることができる。一実施形態において、荷役装置6、7は、昇降アーム6、7を含む。
昇降アーム6、7は、マウント9に接続された第1セクション6と、第1セクション6に伸縮自在に(入れ子状に)取り付けられた第2セクション7とを有する伸縮アームであることができる。この実施形態において、昇降アーム6、7の第2のセクション7は、昇降アーム6、7を伸縮できるように、第1のセクション6に対して伸縮自在に(入れ子状に)移動可能である。昇降アーム6、7の第2のセクション7に対する第1のセクション6の移動は、複動油圧リニアアクチュエータであることができる伸縮アクチュエーター8の使用により行われることができる。伸縮アクチュエーター8の伸長により昇降アーム6、7が伸長し、伸縮アクチュエーター8の収縮により昇降アーム6、7が収縮するように、伸縮アクチュエーター8の一端は、昇降アーム6、7の第1セクション6に連結され、伸縮アクチュエーター8の他端は、昇降アーム6、7の第2セクション7に連結されている。理解されるように、昇降アーム6、7は複数のセクションを含むことができ、例えば、昇降アーム6、7は2、3、4又はそれ以上のセクションを含むことができる。各アームセクションは、少なくとも1つの他のセクションに伸縮自在に(入れ子状に)取り付けられることができる。
昇降アーム6、7は、機械本体2に対して移動することができ、移動は、好ましくは、少なくとも部分的に、マウント9の周りの(昇降アーム6、7のピボットBの周りの)回転運動である。回転運動は機械1の実質的に横方向の軸を中心とし、ピボットBは横方向に配置されている。
機械本体2に対する昇降アーム6、7の回転運動は、一実施形態において、一端が昇降アーム6、7の第1セクション6に連結され、第2端が機械本体2に連結された少なくとも1つの昇降アクチュエーター10の使用により行われる。昇降アクチュエーター10は、複動油圧リニアアクチュエータであるが、代わりに単動であることができる。
図1は、3つの位置、すなわち、X、Y、及びZに配置された昇降アーム6、7を示し、位置X及びYは破線で簡略化された形で示されている。位置Xに配置されているとき、昇降アームと地盤面との間の角度は55度である。この角度は、昇降アーム6、7の縦方向の主要部分、すなわち、アームが伸縮自在の場合に伸縮する部分に対して測定される。他の実施形態において、例えば、角度の異なる尺度が使用され、角度は、荷役用具のピボットBとピボットDとの間の想像線を用いて定義される(以下を参照)。位置Yに配置されているとき、角度は27度である。位置Zに配置されているとき、角度は−5度である。55度と−5度は、スタビライザーが収縮した状態の機械1の角度移動の上限と下限を表す。地面に接触するようにスタビライザーが展開されている場合、上限は、例えば、70度まで上げることができる(以下を参照)。明らかに、昇降アームはこれらの限界間の任意の角度に配置されることができる。他の機械は、機械の動作要件(最大及び最小リフト高さ及び前方リーチなど)と機械及び荷役装置の形状(例えば、ピボットBの位置、昇降アーム6、7の第2セクション7の遠位端にあるクランク部分の寸法)とに応じて異なる角度の上限及び下限を有する場合がある。理解されるように、昇降アームが地面に比較的近い位置にあるとき、昇降アームは比較的小さい角度にあり、地面から比較的離れた位置にあるとき、昇降アームは比較的大きい又は高い角度にある。
荷役用具11は、昇降アーム6、7の遠位端に配置されることができる。荷役用具11は、ピボットDを中心に昇降アーム6、7に対して回転可能なフォーク型用具を含むことができ、このピボットも横方向に配置されている。ショベル、グラブなど、他の用具を取り付けることができる。荷役用具11の移動は、荷役用具11及び昇降アーム6、7のセクション7の遠位端に連結された複動リニア油圧アクチュエータ(図示せず)の使用により行われることができる。
教示のオフハイウェイ機械1は、不整地上で荷Lを輸送するように構成されている、すなわち、荷役用具11によって荷が保持されている状態で、オペレーターは推進構造体を制御して荷と共に機械全体をある場所から別の場所に移動させる。
これは、ブームが横軸と直立軸の両方を中心に旋回可能な、すなわち、ブームはがタレット又はターンテーブル上で機械本体に対して回転することができ、横軸を中心に上方に旋回する、モバイルクレーンやロトテレハンドラーなどの機械とは対照的であるかもしれない。このような機械は、特定の場所に駆動されることができ、車輪又は他の推進手段を地面から完全に持ち上げるように、かつ直立回転軸が完全に垂直に配向されるように、4つ以上の安定脚に固定される。その固定された位置から、機械は、横軸と垂直軸の周りのブームの動きを用いてある場所から別の場所に荷を動かす。このため、ブームが直立軸を中心に移動することもできる機械には、様々な安定性の考慮事項が適用される。したがって、このような機械では、様々な安全法が、その結果として様々な安全システムが使用される。
機械1が荷役用具11によって支持される荷Lを持ち上げるとき、荷L(及び用具11)が機械1の軸の周りにモーメントを生じ、それにより機械がその軸を中心に傾く傾向がある。したがって、このモーメントは、本明細書では傾斜モーメントと呼ばれる。図示された実施例において、それを中心に機械1が傾く可能性が高い機械1のこの軸は、軸C、すなわち第1(又は前)車軸A1の周りである。
傾斜検知装置13(図3を参照)が設けられ、軸周りの機械1の傾斜モーメントを表すパラメーターを検知するように構成されている。
傾斜検知装置13は、軸周りの機械の傾斜モーメントを決定することができるように、コントローラー12に信号を発するようにさらに構成されている。一実施形態において、傾斜検知装置13は、機械1の車軸A1、A2に連結されたひずみゲージを含む。一実施形態において、傾斜検知装置13は、機械本体2と車軸との間に配置され、車軸への負荷(又は重量)を検知するように構成されたロードセルを含む。傾斜検知装置13は、第2(又は後)車軸A2に連結されるか又は他の方法で結びつけられることができる。
傾斜検知装置13は、一実施形態において、機械1の傾斜モーメントを決定することができるように様々なパラメーターを検知しかつこれらのパラメーターを使用して信号を生成する、いくつかのセンサーを含むことができる。
傾斜検知装置13は、理解されるように、他の形態をとることができる。
方向センサー装置14(図1〜3を参照)も設けられ、基準方向に対する荷役装置6、7の少なくとも一部の位置を表すパラメーターを検知するように構成されている。例えば、この基準方向は、水平な地面H(水平基準)又は重力による力の方向G(垂直基準、以降「重力」と呼ぶ)であることができる。言い換えれば、方向センサー装置は、機械本体2などの他の物体に対するその位置ではなく、空間内の荷役装置6、7の絶対方向を検知する。例えば、これは、機械本体2の傾きに関係なく、重力G(絶対垂直方向)に対する荷役装置6、7の角度又は水平な地面H(絶対水平方向)に対する角度であることができる。
方向センサー装置14は、基準方向H、Gに対する荷役装置6、7の少なくとも一部の方向を表す信号をコントローラー12に発するようにさらに構成されている。
方向センサー装置14は、荷役装置6、7に取り付けられるか又は他の方法で結びつけられ、機械本体2に対する荷役装置6、7の移動及び基準方向H、Gに対する機械本体2の傾斜の変化によってその出力信号を変化させるように構成された加速度計又はジャイロスコープ14であることができる。実際的には、加速度計14は重力Gに対する方向を検知する固体電子センサーである。しかしながら、水平な地面Hは重力Gに垂直であると仮定することができるので、コントローラー12又は加速度計14は、重力Gに対する方向を水平な地面Hに対する方向に変換することができる。理解を容易にするために、本教示は、基準方向を水平な地面Hであるものとして説明する。
代替的な実施形態において、方向センサー装置14は、基準方向Hに対する機械本体2の傾きを検知するために機械本体2に取り付けられた加速度計と、機械本体2に対する荷役装置6、7の位置を測定するように構成されたセンサーとを含むことができる。センサーは、機械本体2に固定された一部分と、荷役装置6、7に固定された別個の可動部分とを有する、ピボットBに近接して取り付けられたポテンショメーターであることができる。荷役装置6、7が移動し、その位置が機械本体2に対して変化すると、ポテンショメーターの抵抗が変化し、位置に関連することができる信号を提供する。例えば、抵抗は、機械本体2に対する荷役装置6、7の角度に比例する。
代わりに、位置センサーは、昇降アクチュエーター10の一部分にある一連のマーキングと、各マーキングを検出するように構成された読取機とであることができる。昇降アクチュエーター10は、昇降アクチュエーター10の伸長により一連のマーキングのうちの1つ以上が読取機による検出のために露出するように配置されることができる。アクチュエーター10上のマーキングの位置が既知であれば、昇降アクチュエーター10の伸長を決定することができる。荷役装置6、7の絶対方向は、その後、基準方向H、Gに対する機械本体2の絶対方向と、機械本体2に対する荷役装置6、7の相対位置とを合計することにより導出されることができる。
他の方向センサー装置が可能であることが理解されるであろう。
一実施形態において、方向センサー装置14は、基準方向H、Gに対する荷役装置6、7の昇降アーム6、7の角度を表す信号を発するように構成されている。一実施形態において、この信号は、基準方向H、Gに対する昇降アーム6、7の絶対角度であり得る。
傾斜検知装置13及び方向センサー装置14から信号を受信するように構成されたコントローラー12(図1〜3を参照)が設けられている。これらの信号は、荷役装置6、7の絶対方向と機械1の傾斜モーメントを表す。コントローラー12は、任意の好適なマイクロプロセッサタイプのコントローラーであることができ、信号は、例えば機械1のCANバスを介して、任意の好適な有線又は無線通信システム又はプロトコルによって送信されることができる。
コントローラー12は、機械本体2に対する荷役装置6、7の少なくとも1つの移動を制御する少なくとも1つのアクチュエーター8、10に連結されている。コントローラー12は、以下に説明するように、1つ又は複数の条件が満たされたときに荷役装置6、7の移動を停止又は制限する(例えば、機械オペレーターによって入力される所望の速度よりも遅い速度まで遅くする)信号を発するように構成されている。
荷Lが荷役用具11によって支持されるとき、荷Lの重量は機械1の重量によって相殺される。しかしながら、傾斜モーメントが増加すると、第2車軸への重量が減少するため、機械1が不安定になる可能性がある。すなわち、機械1が軸Cを中心に傾く可能性がある。
機械1のコントローラー12は、例えば、第2(又は後)車軸A2への負荷(又は重量)であることができる傾斜モーメントを示す信号を受信するように構成されている。また、コントローラー12は、荷役装置の方向、例えば、基準方向H、G(例えば、水平な地面H)に対する昇降アーム6、7の角度を示す信号を受信するように構成されている。
図1を参照すると、位置X、Y、及びZにおける荷重の経路を示すベクトルが矢印Vx、Vy、及びVzで示されている。これらのベクトルのx成分及びy成分は、各矢印と共に直角三角形を形成する点線で示され、x成分は水平な地面Hに平行であり、y成分は重力Gに平行である。したがって、荷役装置6、7の位置Xでは、ベクトルの負のx成分は、位置Yよりも所与の負のy成分に対して大きく、位置Zでは、所与の負のy成分に対して小さな正のx成分がある。したがって、位置Xでは、荷役装置の所与の角速度に対して、軸xにおける荷Lの負の直線速度が大きくなる。この実施形態において、実際的には、これは、小さい角度よりも大きい角度から荷役装置を下げるときに荷がより速く前方に移動することを意味する。言い換えると、これは、軸Cに対する転倒モーメントがより速い速度で増加しており、その結果、突然の運動停止があった(すなわち、オペレーターが荷Lを下降させるのを突然停止した)場合に荷L及び荷役装置6、7に生じる縦方向又は前方への慣性が位置Y及びZよりも位置Xにおいて大きいことを意味する。
したがって、この問題に対処するために、1つの手段は、すべての動作状態で適切な安全マージンを提供するために、第2車軸A2により大きな閾値負荷を要求することである。しかしながら、このような安全マージンは、位置Y及びZでは過剰である場合があるため、このような閾値が存在する場合、機械1はこれらの位置で安全な動作を行うことを妨げられる可能性がある。このため、特定の動作を行うための機械の生産性が低下する可能性がある。
一実施形態(例えば、図7を参照)において、コントローラー12は、第1及び第2の記憶された閾値TV1及びTV2を含み、第1及び第2の閾値は異なる。荷役装置6、7の方向を表す信号が、荷役装置6、7が水平な地面Hに対して第1の方向にあることを示すとき、コントローラーは、傾斜モーメントを表す信号を第1の閾値TV1と比較する。その後、コントローラー12は、例えば、傾斜モーメントを表す信号が第1の閾値TV1に近いか又は近づいている場合に、荷役装置6、7の移動を制限又は実質的に防止するために信号又はコマンドを発することができる。
荷役装置6、7の方向を表す信号が、荷役装置6、7が水平な地面Hに対して第2の方向にあることを示すとき、コントローラーは、傾斜モーメントを表す信号を第2の閾値TV2と比較する。その後、コントローラー12は、例えば、傾斜モーメントを表す信号が第2の閾値TV2に近いか又は近づいている場合に、荷役装置6、7の移動を制限又は実質的に防止するために信号又はコマンドを発することができる。
荷役装置6、7の移動を制限又は実質的に防止することは、例えば、昇降アクチュエーター10などの移動アクチュエーターへの及びそこからの油圧流体の流れを制限又は停止することを含むことができる。一実施形態において、荷役装置6、7の移動を制限又は実質的に防止することは、荷役装置6、7の1つ以上の方向への移動を制限又は実質的に防止することを含む。荷役装置6、7が昇降アーム6、7を含む実施形態において、昇降アーム6、7の移動を制限又は実質的に防止することは、アーム6、7の下降を防止することができるが、昇降アーム7の上昇及び/又は収縮を可能にすることができる。さらなる実施形態において、荷役装置の移動を制限することは、機械1全体の前進又は後進動作を制限することをさらに含むことができる。
したがって、コントローラー12による比較に使用される閾値は、荷役装置6、7の方向に依存する。この依存関係は多くの異なる形式をとる(以下を参照)。
荷役装置6、7の移動を制限又は実質的に防止することは、さもなければ機械1を転倒させる(又は転倒させる危険性のある)移動を防止又は制限することによって、機械が転倒するリスクを減らすことを目的としている。荷役装置6、7の方向に依存する閾値TV1、TV2の使用は、機械を転倒させたり、安全限界から外れたりするリスクがほとんどないか全くないときに、荷役装置6、7の移動を不必要に制限することを回避しようとするものである。
荷役装置6、7の移動の制限又は実質的な防止は、例えば、荷役装置6、7の少なくとも一部の移動の漸進的な減速、例えば、昇降アーム6、7の移動を減速して停止することを含むことができる。
一実施形態において、第1及び第2の閾値TV1及びTV2は、荷役装置6、7の方向に応じて選択される。単一の閾値を、水平な地面Hに対する荷役装置6、7のいくつかの異なる方向に適用されることができる。閾値は、水平な地面Hに対する荷役装置6、7の方向、例えば、水平な地面Hに対する荷役装置6、7の昇降アーム6、7の角度方向に比例又は実質的に比例することができる(図5及び6を参照)。荷役装置6、7の方向に対する閾値の比例又は実質的に比例する依存関係は、荷役装置6、7の方向のある範囲に制限されることができ(図6を参照)、又は荷役装置6、7の許可される方向又は可能な方向の全範囲にわたることができる(図5を参照)。
例えば、機械1は、昇降アーム6、7を含む荷役装置6、7を有することができ、方向センサー装置14は、水平な地面Hに対する昇降アーム6、7の角度(又は、昇降アーム6、7の角度を表すパラメーター)を検知するように構成されたセンサーを含むことができる。コントローラー12によって使用される閾値は、水平な地面Hに対する昇降アーム6、7の角度に応じて選択されることができる。第1の閾値TV1は下限を下回る角度に対して使用されることができ、第2の閾値TV2は上限を超える角度に対して使用されることができる。下限と上限が異なる角度にある場合、上限と下限の間で可変閾値を使用できる(可変閾値は、昇降アーム6、7の方向に比例することができる)。第1の閾値TV1は、好ましくは第2の閾値TV2よりも低い。
一実施形態において、複数の閾値があり、それぞれの荷役装置の方向はそれぞれの閾値に関連付けられている。閾値及び関連する荷役装置の方向は、コントローラー12によってアクセス可能なルックアップテーブルに保存されることができる。
一実施形態において、荷重センサー装置は、機械1の第2(又は後)車軸A2上の重量を検知する。この例示的な実施形態において、機械1の第2車軸への通常の負荷は、4000kgから6000kgである。コントローラー12の第1の閾値は、約30°未満(又は別の例では約20°〜25°未満)の水平に対する昇降アームの角度(機械が典型的な方向にある場合)に対して約1000kgになるように選択され、第2の閾値は、約45°よりも大きい(又は別の実施例では約40°よりも大きい)水平に対する昇降アームの角度に対して約3500kgになるように選択される。これらの角度の間(例えば、一実施例では30°〜45°の間)の任意の角度の閾値は、特定の角度間(例えば、一実施例では30°〜45°の間)に第1の閾値から第2の閾値までの所与の角度に対する閾値の実質的に線形の移り変わりがあるように、角度に比例又は実質的に比例することができる。
特定の機械に使用される閾値は、機械の特性に依存する。例えば、閾値は、機械の形状、機械の質量、荷役装置6、7の形状及び質量に依存することができる。また、荷役装置6、7が入れ子式に伸長可能な機械の場合、所与の角速度により、荷役装置の伸長に応じて直線速度の異なるx成分及びy成分が生じる。このため、伸長センサー装置(図示せず)も、コントローラーに信号を送ることができ、コントローラーは伸長に従って閾値を調整することができる。閾値は、動作中の機械の転倒を防ぐために選択される。
荷役装置6、7の方向に依存する、傾斜モーメントに対する閾値の選択により、機械1が全可動域内で安全に動作できることが理解されるであろう。
図5〜7は、様々な荷役装置の方向に対する可能な閾値の例の選択を示している。図5では、閾値は荷役装置6、7の方向に比例する。図6では、第1の閾値TV1が荷役装置6、7の方向の第1の範囲に使用され、第2の閾値TV2が荷役装置6、7の方向の第2の範囲に使用され、第1の範囲と第2の範囲との間の荷役装置6、7の所与の方向に使用される閾値は、荷役装置6、7の方向に比例して変化する。比例関係は、正比例又は三角関数(正接関数など)又は他の数学的関係に従って比例するものであることができる。図7では、第1の閾値TV1は荷役装置6、7の方向の第1の範囲に使用され、第2の閾値TV2は荷役装置6、7の方向の第2の範囲に使用される。図8は、可能な角度の範囲にわたって機械本体2に対して(ピボットBを中心に)移動することができる昇降アーム6、7を含む荷役装置6、7の特定の実施例における図7に示す関係の別の表現である。第1の閾値TV1が角度移動の第1の範囲で使用され、第2の閾値TV2が角度移動の第2の範囲で使用される。
図1に示すように、機械が支持される実際の地面は平ら又は水平(すなわち、重力Gに垂直)であることが明らかである。これらの教示に記載されたタイプの機械1の操作説明書には、通常、記載されたタイプの昇降操作は水平な地面でのみ行うべきであると示されている。
しかしながら、オペレーターがそのような指示を知らないか又は無視することを選択し、傾斜面に立った機械1で荷を操作する場合がある。記載されたタイプの機械(テレスコピックハンドラー、スキッドステアローダー、コンパクトトラックローダー、ホイールローダー、又はテレスコピックホイールローダーを含むオフハイウェイ作業機械)は一般に、建設、農業又は軍事環境においてオフロードで作業できるため、このような機械ではこのようなリスクが高まる。このため、それらは通常、次の機能、深い溝付きのタイヤ、無限軌道、機械本体に対する高い地上高、急なアプローチアングル及びデパーチャーアングル、差動制限装置、差動固定装置(ロッキングディファレンシャル)、及びそれらの牽引力及び上り坂を登る能力を向上させるためにすべての車輪又は無限軌道への駆動装置の1つ以上を備えている。
図2は、約10度の上向きの傾斜面Iにある機械1を示しており、荷役装置6、7は、機械本体2に対して図1に示したのと同じ位置に傾斜しているが、水平な地面Hに対して約65度、37度、5度の方向にある。
図1と図2を比較すると、機械の傾斜により、ベクトルVxとVyの負のx成分が大きくなっていることがわかる。位置Yの成分の場合、負のx成分は図1の約2倍の大きさである。
機械1が下向きの傾斜面で操作される場合、逆のことが当てはまる。
このため、荷役装置6、7の絶対方向を検知することの利点は、それにより、機械1の傾きに関係なく、閾値が荷Lの移動ベクトルの前方成分の正確な測定値に基づくことができるため、高く評価される。傾斜に起因する傾斜検知装置13のある程度の変動は、それらが機械本体2に対する荷役装置6、7の相対位置に基づいている場合、閾値計算の不正確さを補償する。それでもなお、本教示は、システム全体をより精緻化することができ、それにより機械の生産性を高めることができる。
荷役装置6、7の絶対方向を測定することのさらなる利点は、このような測定に使用される加速度計が可動部分を持たないことができ、損傷しやすい領域から離れるように選択できる荷役装置の様々な場所に取り付けることができることである。これは、必然的に可動部品を含み、より損傷しやすい可能性のある機械本体2に荷役装置6、7を取り付ける場所に取り付けなければならない荷役装置の相対測定に通常使用されるポテンショメーターとは対照的である。
荷Lが下降して機械本体2に対して前方に移動すると、機械1の後端で地面に伝達される荷重の割合が減少し、前端で伝達される割合が増加することが理解されるであろう。例えば、前車軸A1に取り付けられた2つの車輪4と後車軸A2に取り付けられた2つの車輪5とを有する機械の場合、下降中に2つの前輪4を介して伝達される荷重が徐々に増加し、後輪5を介して伝達される荷重が徐々に低下する。詳細には、排他的ではないが、空気タイヤが装着されたホイールの場合、この荷重伝達により、フロントタイヤがわずかに圧縮され、リアタイヤがわずかに膨張する傾向がある。機械1が土などの圧縮可能な面の上に立つと、前輪が面内にある程度沈むこともある。その結果、機械本体が下降の結果として前方に傾く場合がある。絶対方向を検知することのさらなる利点は、この荷重伝達によって引き起こされるこのような動きも補正されることである。
絶対方向を測定することのさらなる利点は、これにより、マニュアル荷重チャートと、荷役装置に取り付けられることが多く、荷役装置の方向とひいては関連する絶対方向(通常は平らな地面)に対する機械の許容荷重とを示す、対応する機械オペレーター用視覚表示(振り子インジケーター)との密接な相関が得られることである。
一実施形態において、機械1は、機械本体2から伸長(展開)又は収縮させることができる1つ以上のスタビライザーSを含む。スタビライザーS又は各スタビライザーSは、好ましくは、機械1の荷役用具11に向かっている機械本体2の一部から延びている。好ましくは2つのスタビライザーSがあり、各スタビライザーは、好ましくは第1(又は前)車軸に連結された車輪に隣接して配置される。
スタビライザーS又は各スタビライザーSは、(図1及び2に破線で示すように)地面と接触し、荷Lによって生じる傾斜モーメントによって誘発される可能性のある軸(例えば軸C)の周りの機械1の動きを制限するように、延長されるように構成されている。言い換えれば、スタビライザーSを下降させて地面に接触させると、転倒軸が前方に移動するため、機械1はより大きな釣り合いモーメントを提供し、荷L、荷役用具11、及び荷役装置6、7の転倒モーメントが減少し、所与の荷の重量及び場所に対する前方安定性が大きくなる。
教示の機械1では、通常、後車軸に隣接して又は後車軸の後方にさらなるスタビライザーが存在する必要はない。これは、このようなスタビライザーは前方安定性をそれほど向上させず、通常、機械の後方に張り出した位置に荷が配置されないため、一般に後方安定性に対する要求がないためである。
言い換えれば、最適な前方安定性は、スタビライザーSで支持されている機械の前部によって達成され、機械の後部は、車軸A2に取り付けられた車輪5で支持されている。
機械1が1つ以上のスタビライザーSを含む場合、コントローラー12は、スタビライザーセンサー装置15(図3を参照)から信号を受信するようにさらに構成されることができ、信号はスタビライザー又は各スタビライザーが展開されているか否かを表す。スタビライザーS又は各スタビライザーSが展開されている場合、コントローラー12によって使用される閾値は、スタビライザーS又は各スタビライザーSが展開されていない場合に使用される閾値とは異なることができる。コントローラー12は、スタビライザーS又は各スタビライザーSが展開されていないときのための閾値の第1セットと、スタビライザーS又は各スタビライザーSが展開されているときのための閾値の第2セットとを含むことができる。スタビライザーS又は各スタビライザーSが展開されているときに使用される閾値は、一般に、スタビライザーS又は各スタビライザーSが存在しないか展開されていない場合について上述したのと同じ原理に従うことができる。閾値に関する上記の説明は、スタビライザーS又は各スタビライザーSが展開されているときの閾値にも同様に当てはまる。スタビライザーS又は各スタビライザーSが展開されているときに使用される閾値は、スタビライザーS又は各スタビライザーSが展開されていないときの荷役装置6、7の対応する方向に使用される閾値よりも高いことができる。
一実施形態において、オペレーターのために運転室3にインジケーター17(図4を参照)が設けられる。インジケーター17は、視覚インジケーター又は可聴インジケーター又はその両方であることができる。インジケーター17は、好ましくは複数の光源18(例えば、ランプ又は発光ダイオードであることができる)を含む。点灯する光源18の数は、一般に、コントローラー12によって受信される傾斜モーメントを表す信号に依存する。光源18の制御は、コントローラー12によって行われることができる。一実施形態において、インジケーター17は、アラームを鳴らし、アラームの特徴(例えば、ピッチ又は周波数)は、コントローラー12によって受信される傾斜モーメントを表す信号を表す信号に概ね依存して変化することができる。詳細には、コントローラー12は、インジケーター17を制御する信号を発することができる。この信号は、荷役装置6、7の移動を制限又は実質的に防止するためにコントローラー12によって発せられる信号と同じ信号であることも、さらなる信号であることもできる。一実施形態において、インジケーター17は、コントローラー12によっても受信されるように、傾斜モーメントを表す信号を受信する。コントローラー12は、インジケーター17の動作を決定するためにインジケーター17によって使用される信号をインジケーター17に発することができる。例えば、コントローラー12は、インジケーター17が傾斜モーメントを表す信号に適用することができるスケーリングファクター信号(以下を参照)をインジケーター17に発することができる。結果として生じるスケーリングされた信号は、インジケーター17を操作するために使用されることができる。
一実施形態において、光源は色分けされており、その傾斜モーメントがコントローラー12によって決定される関連する閾値を下回ると、1つ以上の緑色の光源が点灯し、関連する閾値に近いか又は近づいているとき、1つ以上の黄色又は赤色の光源が点灯(又は点滅)する。一実施形態において、関連する閾値に近いか又は近づいているとき、インジケーター17のアラームを鳴らすことができる。関連する閾値が近くないか又は近づいていない場合、アラームは無音であることができる。
一実施形態によれば、荷役装置6、7の方向を表す信号に依存するスケーリングファクターが、点灯される光源18の数を決定するために傾斜モーメントを表す信号に適用される。このスケーリングファクターは、荷役装置6、7の方向を表す信号に反比例することができる。スケーリングファクターのこの使用は、コントローラー12又はインジケーター17で行われる可能性がある。
したがって、機械1が転倒する危険性があることをインジケーター17に表示させる傾斜モーメントは、荷役装置6、7の方向に応じて変化する。
荷役装置6、7の方向への依存は、インジケーター17の動作をオペレーターが容易に理解できることを確実にしようとするものである。機械1の傾斜モーメントを表す信号のみに基づいてインジケーター17が動作する場合、例えば、機械1が転倒する危険があるときに点灯する光源18の数は様々である。これはオペレーターにとって混乱を招くであろう。
インジケーター17は、多くの異なる形態をとることができ、上述のように複数の光源18である必要はないが、機械1の安定性を表す数値を表示する数値インジケーターであることができる。インジケーター17はまた、運転室3内にある必要はないが、オペレーターがそれを見ること及び/又は聞くことができる場所の他の場所に設けることができる。
一実施形態において、インジケーター17は、コントローラー12が荷役装置6、7の移動を制限又は実質的に防止する信号を発したときに点滅する光源及び/又は鳴るアラームを含む。
一実施形態において、インジケーター17が設けられ、コントローラー12がインジケーター17に連結される。コントローラー12によってインジケーター17に発せられる信号は、インジケーター17の動作を制御し、コントローラー12は、荷役装置6、7の移動を制限又は実質的に防止するように動作可能であってもなくてもよい。
コントローラー12によって発せられる信号が、機械1の動作の態様を制御するために機械1の要素16(図3を参照)によって使用されること、その動作の2つの例が、荷役装置6、7の移動を制限又は実質的に防止すること及び警告を表示しかつ/警告を鳴らすことであることが理解されるであろう。他の動作の制御も可能である。このために、コントローラー12は、例えば、インジケーター17、又は荷役装置6、7の移動を制限又は実質的に防止するデバイスを含む機械の要素16に連結されることができる(これは、移動アクチュエーター、移動アクチュエーターの一部、又は移動アクチュエーターの制御要素であるであることができる)。
上記の教示は、上昇した方向からの荷の下降に関連して説明してきたが、教示は逆方向にも適用されることができる。すなわち、機械が急な上向きの傾斜面に置かれているときに荷を持ち上げるという極端な状態では、持ち上げるのを突然停止すると、機械が後車軸A2を中心に後方に傾く可能性がある。傾斜検知装置13は、後方傾斜モーメント13を監視するように構成されることができる。一実施形態において、傾斜検知装置13は、後方傾斜を監視するために機械1の車軸A1に連結されたひずみゲージを含む。一実施形態において、傾斜検知装置13は、機械本体2と車軸との間に配置され、車軸への負荷(又は重量)を検知するように構成されたロードセルを含む。傾斜検知装置13は、第1(又は前)車軸A1に連結されるか又は他の方法で結びつけられることができる。
特定の実施形態において、機械本体に対する荷役装置の相対位置も検知されることができる。これは、機械本体2にさらなる絶対方向センサー(例えば、加速度計)を配置し、2つの絶対方向センサーの値を比較して相対位置を得ることにより達成されることができる。代わりに、ポテンショメーター又はアクチュエーター伸長センサーを上記のように使用することができる。
相対位置は、それらが絶対方向の値から決定された場合にオペレーターを混乱させる可能性のある特定の機械インターロックを制御するために利用することができる。このようなインターロックの例は、スタビライザーの分離、旋回軸の揺れの分離、及びスタビライザーを展開する前の荷役装置の最大リフト角のためのものであることができる。それでもなお、他の実施形態において、これらのインターロックは相対的な方向の値によって決定されることができる。
前述の説明、又は以下の特許請求の範囲、又は添付の図面に開示され、それらの特定の形式で、又は開示された機能を実行するための手段、又は開示された結果を達成するための方法又はプロセスに関して表現された特徴は、必要に応じて、個別に、又はこのような特徴の任意の組み合わせで、その多様な形態の教示を実現するために利用されることができる。本教示の範囲内で多くの変更を行うことができることが理解されるであろう。

Claims (30)

  1. 機械本体と、前記機械本体に連結され、前記機械本体に対して移動アクチュエーターによって移動可能な荷役装置とを含む機械で使用するためのコントローラーであって、
    前記コントローラーは、基準方向に対する前記荷役装置の方向を表す信号と、前記機械の傾斜モーメントを表す信号とを受信するように構成され、
    前記コントローラーは、前記移動アクチュエーターを含む前記機械の要素によって使用される信号を発するようにさらに構成され、
    前記移動アクチュエーターは、前記コントローラーによって発せられた信号に応答して、前記傾斜モーメントを表す信号の値が閾値に達したとき、前記荷役装置の移動を制限又は実質的に防止するように構成され、
    前記閾値は、前記基準方向に対する前記荷役装置の方向を表す信号に依存する、コントローラー。
  2. 前記機械の要素は、前記コントローラーによって発せられた信号に応答して、警告を表示しかつ/又は警告を鳴らすように構成された前記機械のインジケーターを含む、請求項1に記載のコントローラー。
  3. 前記コントローラーは、前記機械の1つ以上のスタビライザーが展開されているか否かを表す信号を受信するようにさらに構成され、
    前記閾値は、前記機械の1つ以上のスタビライザーが展開されているか否かを表す信号にさらに依存する、請求項1又は2に記載のコントローラー。
  4. 前記荷役装置の方向を表す信号は、前記基準方向に対する前記荷役装置の角度を表す信号である、請求項1から3のいずれか一項に記載のコントローラー。
  5. 前記閾値は、前記基準方向に対する前記荷役装置の第1の方向に対応する第1の値を有し、
    前記閾値は、前記基準方向に対する前記荷役装置の第2の方向に対応する第2の値を有し、
    前記第1の値は前記第2の値よりも小さく、前記第1の方向は前記第2の方向よりも低い、請求項1から4のいずれか一項に記載のコントローラー。
  6. 前記機械の傾斜モーメントを表す信号は、前記機械の車軸への負荷を表す信号である、請求項1から5のいずれか一項に記載のコントローラー。
  7. 前記閾値は、前記荷役装置の1つ以上の所定の方向に関連付けられた第1の閾値と、前記荷役装置の1つ以上の他の所定の方向に関連付けられた第2の閾値とを含む、請求項1から6のいずれか一項に記載のコントローラー。
  8. 前記閾値は、前記荷役装置の方向の範囲にわたって前記荷役装置の方向を表す信号に比例又は実質的に比例する、請求項7に記載のコントローラー。
  9. 前記荷役装置の方向の範囲は、前記荷役装置の第1の方向と第2の方向との間であり、前記荷役装置の位置が範囲外にある場合、少なくとも1つの異なる閾値が使用される、請求項8に記載のコントローラー。
  10. 前記基準方向は重力又は水平レベルである、請求項1から9のいずれか一項に記載のコントローラー。
  11. 前記機械本体に対する前記荷役装置の位置を表す信号を受信するようにさらに構成されている、請求項1から10のいずれか一項に記載のコントローラー。
  12. 前記コントローラーは、前記機械本体に対する前記荷役装置の位置に基づいてインターロックを設定する信号を発するように構成されている、請求項11に記載のコントローラー。
  13. 請求項1から12のいずれか一項に記載のコントローラーを組み込んだ制御システム。
  14. 基準方向に対する前記荷役装置の方向を表す信号を送信するように構成された絶対方向センサー、例えば、加速度計又はジャイロスコープをさらに含む、請求項13に記載の制御システム。
  15. 請求項1から12のいずれか一項に記載のコントローラー又は請求項13又は14に記載の制御システムを組み込んだ機械。
  16. 荷役装置と、機械本体とをさらに含む、請求項15に記載の機械。
  17. 前記荷役装置が昇降アームを含み、前記昇降アームは前記機械本体に対して少なくとも旋回可能である、請求項16に記載の機械。
  18. 前記昇降アームは、前記機械の実質的に横方向の軸を中心に旋回可能であり、前記昇降アームは、前記機械の縦方向軸に実質的に平行に延びる、請求項17に記載の機械。
  19. 前記昇降アームは、前記機械本体の縦方向の中間点と前記機械本体の後部との間の位置を中心に旋回可能である、請求項17又は18に記載の機械。
  20. 前記機械本体の前方の前記昇降アームに荷役用具が取り付け可能である、請求項17から19のいずれか一項に記載の機械。
  21. 前記荷役機械は、地面の上での前記機械の移動を可能にする地面係合推進構造体をさらに含む、請求項15から20のいずれか一項に記載の機械。
  22. 機械本体と、前記機械本体に連結され、前記機械本体に対して移動可能な荷役装置とを含む機械を制御する方法であって、
    基準方向に対する前記荷役装置の方向を表す信号と、前記機械の傾斜モーメントを表す信号とを受信することと、
    前記傾斜モーメントを表す信号を、前記基準方向に対する前記荷役装置の方向を表す信号に依存する閾値と比較することと、
    前記傾斜モーメントを表す信号が前記閾値に達したときに、発せられた信号に応答して前記荷役装置の移動を制限又は実質的に防止するように、前記機械の要素によって使用される信号を発することと
    を含む方法。
  23. 前記コントローラーによって発せられた信号に応じて警告を表示しかつ/又は警告を鳴らすことをさらに含む、請求項22に記載の方法。
  24. 前記機械の1つ以上のスタビライザーが展開されているか否かを表す信号を受信することをさらに含み、前記閾値は、前記機械の1つ以上のスタビライザーが展開されているか否かを表す信号にさらに依存する、請求項22又は23に記載の方法。
  25. 前記荷役装置の方向を表す信号は、前記基準方向に対する前記荷役装置の昇降アームの回転角度を表す信号である、請求項22から24のいずれか一項に記載の方法。
  26. 前記機械の傾斜モーメントを表す信号は、前記機械の車軸への負荷を表す信号である、請求項22から25のいずれか一項に記載の方法。
  27. 前記閾値は、前記荷役装置の1つ以上の所定の方向に関連付けられた第1の閾値と、前記荷役装置の1つ以上の他の所定の方向に関連付けられた第2の閾値とを含む、請求項22から26のいずれか一項に記載の方法。
  28. 前記閾値は、前記荷役装置の位置の範囲にわたって前記荷役装置の方向を表す信号に比例又は実質的に比例する、請求項27に記載の方法。
  29. 前記荷役装置の方向の範囲は、前記荷役装置の第1の方向と第2の方向との間であり、前記荷役装置の方向が範囲外にある場合、少なくとも1つの異なる閾値が使用される、請求項28に記載の方法。
  30. 前記機械本体は、平らな地面に対して傾斜面に配置される、請求項22から29のいずれか一項に記載の方法。
JP2019184378A 2018-10-09 2019-10-07 機械、コントローラー、及び制御方法 Pending JP2020059605A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1816473.1 2018-10-09
GB1816473.1A GB2577899B (en) 2018-10-09 2018-10-09 A machine, controller, and control method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020059605A true JP2020059605A (ja) 2020-04-16

Family

ID=64397638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019184378A Pending JP2020059605A (ja) 2018-10-09 2019-10-07 機械、コントローラー、及び制御方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11447379B2 (ja)
EP (1) EP3636582A1 (ja)
JP (1) JP2020059605A (ja)
CN (1) CN111017731A (ja)
AU (1) AU2019246819A1 (ja)
GB (1) GB2577899B (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK180397B1 (en) 2019-07-04 2021-03-25 Hmf Group As Method for operating a crane, crane operating system and crane comprising this
US20210372090A1 (en) * 2020-06-02 2021-12-02 Manitou Equipment America, Llc Boom Extension and Rotation Monitoring System
CN111827689A (zh) * 2020-06-17 2020-10-27 上海建工二建集团有限公司 一种预制构件智能调垂安装系统及方法
CN112919339B (zh) * 2021-04-21 2023-11-03 三一汽车起重机械有限公司 一种起重机的防倾翻控制方法和起重机
CN116588859B (zh) * 2023-07-17 2023-11-17 临工重机股份有限公司 一种伸缩臂叉装车稳定性控制系统及方法

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB930904A (en) 1958-05-15 1963-07-10 British Hoist And Crane Compan Improvements in and relating to cranes
GB1403046A (en) 1972-09-08 1975-08-13 Weimar Kombinat Veb Load factor safety mechanism
FR2256101A1 (en) 1973-12-28 1975-07-25 Biron Didier Telescopic jib crane overload protection system - compares jib angle derricking force with permissible maxima
GB1528741A (en) 1974-10-12 1978-10-18 Liner Concrete Machinery Load handling vehicle
AT343860B (de) 1975-02-04 1978-06-26 Krueger & Co Kg Vorrichtung zur steuerung eines kranauslegerantriebes
FR2501390A1 (fr) 1981-03-05 1982-09-10 Camiva Dispositif de commande a microprocesseur pour echelle orientable deployable ou bras elevateur analogue
JPS61221099A (ja) 1985-03-27 1986-10-01 富士重工業株式会社 高所作業車制御装置
JPH07115838B2 (ja) 1989-02-13 1995-12-13 株式会社彦間製作所 クレーンの旋回規制機構
US5058752A (en) 1990-03-20 1991-10-22 Simon-R.O. Corporation Boom overload warning and control system
JPH045491A (ja) 1990-04-19 1992-01-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スクロール型流体機械
DE4030748A1 (de) 1990-09-28 1992-04-02 Linde Ag Flurfoerderzeug mit einer ueberwachungseinrichtung fuer den belastungszustand
US5147172A (en) 1991-09-03 1992-09-15 Caterpillar Inc. Automatic ride control
JP3252006B2 (ja) 1993-03-10 2002-01-28 株式会社タダノ ブーム付き作業車の制御装置
US5890870A (en) 1996-09-25 1999-04-06 Case Corporation Electronic ride control system for off-road vehicles
JP3853146B2 (ja) 2000-10-27 2006-12-06 株式会社アイチコーポレーション 高所作業車の作動制御装置
DE10115312A1 (de) 2001-03-28 2002-10-02 Man Wolffkran Verfahren zur Steuerung von Kranbewegungen sowie Kran
GB2390595B (en) 2002-07-12 2005-08-24 Bamford Excavators Ltd Control system for a machine
JP2006016887A (ja) 2004-07-02 2006-01-19 Hitachi Constr Mach Co Ltd 旋回装置
US7752779B2 (en) 2007-04-30 2010-07-13 Deere & Company Automated control of boom or attachment for work vehicle to a preset position
GB2471134B (en) 2009-06-19 2012-10-10 Bamford Excavators Ltd Speed sensitive longitudinal load moment control of a working machine
US8594896B2 (en) * 2009-12-18 2013-11-26 Caterpillar Sarl Lift arm control system
GB2483647B (en) * 2010-09-14 2014-04-09 Bamford Excavators Ltd A machine, controller, and control method
CN102464270B (zh) * 2010-11-11 2014-05-14 徐州重型机械有限公司 一种防倾翻力矩限制器系统及移动式起重机
CN102259799B (zh) * 2011-05-05 2012-12-05 中联重科股份有限公司 履带起重机安装用力矩控制方法、装置及履带起重机
US9593469B2 (en) * 2013-12-20 2017-03-14 Cnh Industrial America Llc System and method for controlling a work vehicle based on a monitored tip condition of the vehicle
WO2015192034A1 (en) * 2014-06-13 2015-12-17 Cnh Industrial America Llc Tipping indicator for a work vehicle
WO2016201294A1 (en) * 2015-06-12 2016-12-15 Manitowoc Crane Companies, Llc System and method for the calculation of capacity charts at intermediate counterweight positions
US10718098B1 (en) * 2016-03-24 2020-07-21 The Toro Company Stand-on or walk-behind utility loader with variable length lift arm assembly
US10626576B2 (en) * 2016-12-16 2020-04-21 Clark Equipment Company Loader with telescopic lift arm
US10782202B2 (en) * 2017-07-28 2020-09-22 Brandt Industries Canada Ltd. Load moment indicator system and method
KR102414027B1 (ko) * 2018-04-17 2022-06-29 히다찌 겐끼 가부시키가이샤 작업 기계

Also Published As

Publication number Publication date
GB2577899B (en) 2023-03-29
US11447379B2 (en) 2022-09-20
GB201816473D0 (en) 2018-11-28
GB2577899A (en) 2020-04-15
US20200109040A1 (en) 2020-04-09
CN111017731A (zh) 2020-04-17
EP3636582A1 (en) 2020-04-15
AU2019246819A1 (en) 2020-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2020059605A (ja) 機械、コントローラー、及び制御方法
JP5894992B2 (ja) 機械、制御装置、及び制御方法
US11787677B2 (en) Working machine having an electrical energy storage unit
US20220204324A1 (en) Control of a handling machine
US11772948B2 (en) Controller
AU2003204469A1 (en) Overturning moment measurement system
JP7189489B2 (ja) 移動式クレーン及びクレーンシステム
US20200277176A1 (en) Working Machine
KR102026383B1 (ko) 자세제어 기능을 가지는 지게차
EP3606862A1 (en) Crane with anti-tipping control system
CN212450392U (zh) 移动式起重机及其防倾覆监测装置
US20230227300A1 (en) Machine stability detection and indication for mobile lifting equipment
RU2799286C2 (ru) Управление погрузочно-разгрузочной машиной
GB2615956A (en) Working machine
GB2615031A (en) Working machine
GB2611700A (en) Working machine