JP2022044140A - 高所作業車の安全装置 - Google Patents
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Abstract
Description
があり、作業の安全性が低下するという問題があった。
を排除した補正モーメントを算出して、この補正モーメントに基づきブームの作動制御を行うことで、水平荷重の作用方向および大きさの如何に拘わらず、実際のブームの作動姿勢(作業半径)に応じた作動制御を行うことができるため、ブームの先端部(作業台)が許容作業範囲を逸脱しても作動規制が掛からなかったり、本来安全な許容作業範囲内であるにも拘わらず作動規制が掛かったりすることで生じる不具合を未然に防止することができるようになり、その結果、作業の安全性および使い勝手を向上させることが可能となる。
シリンダ31の伸縮駆動により、ブーム30を軸方向(長手方向)に伸縮動させることができる。また、基端ブーム30aと支柱21との間には起伏シリンダ23が跨設されており、この起伏シリンダ23を伸縮駆動させることにより、ブーム30全体を上下面(垂直面)内で起伏動させることができる。なお、本実施形態では、詳細後述するが、この起伏シリンダ23に作用する軸力を検出して、この検出した軸力に基づきブーム30から車体2に作用する実モーメント(ブーム30の起伏面内においてフートピン22回りに作用する実モーメント)を検出し、これをブーム30の作動制御(モーメントリミッタ制御)に利用している。
御バルブ53は、コントローラ60からの制御信号(上部操作装置45及び下部操作装置27からの操作信号に応じた制御信号)に応じて油圧ポンプ51から各油圧アクチュエータ55に供給される作動油の供給方向及び供給量を制御し、各油圧アクチュエータ55の作動方向及び作動速度を制御する(ジャッキ装置及び高所作業装置の作動方向及び作動速度を制御する)。
り付けられるものである。仮支持装置100は、電柱間に架設された電線を仮支持する複数の電線支持部120と、これらの電線支持部120が取り付けられる支持アーム(仮腕木)130と、架設された電線から仮支持具110に付与される水平方向及び垂直方向の荷重を検出する荷重検出部140と、荷重検出部140をサブブーム74の先端部に取り付けるためのブラケット78とを有して構成される。
平荷重Fxの作用方向に応じて、正負の符号が含まれている。本実施形態では、サブブーム74の起伏面内において仮支持具110に対して外向きに働く水平荷重Fx(サブブーム74を倒伏させる方向に作用する水平荷重Fx)には正の符号(+)、サブブーム74の起伏面内において仮支持具110に対して内向きに働く水平荷重Fx(サブブーム74を起仰させる方向に作用する水平荷重Fx)には負の符号(-)が付加される。具体的に、図5(A)および図5(D)に示す状態では、いずれも水平荷重Fxが外向きに働いているため、該水平荷重Fxの符号として正の符号が付与される。一方、図5(B)および図5(C)に示す状態では、いずれも水平荷重Fxが内向きに働いているため、該水平荷重Fxの符号として負の符号が付与される。
ΔM=±Fx×H×|cosΨ| ・・・(1)
ここで、演算式(1)において「|cosΨ|」を乗算する理由は、起伏シリンダ23の軸力Pには、ブーム30の起伏面と直交する方向の荷重は反映されず、ブーム30の起伏面内での荷重のみが反映されるため(つまり、ブーム30の起伏面内で引張荷重として作
用する水平荷重Fxは軸力Pに反映されるが、ブーム30の起伏面と直交する方向への横曲げ荷重として作用する水平荷重Fxは軸力Pには反映されないため)、上記の実モーメントMa(軸力Pにより換算したモーメント)から水平荷重Fxによるモーメント成分を排除するには、水平荷重Fxのうちの起伏面内の荷重成分(起伏面内水平荷重Fk=Fx×|cosΨ|)のみを抜き出して演算する必要があるからである(図6を参照)。なお、この演算式(1)において、水平荷重Fxに付与される符号は、水平荷重算出部63により判定された符号(メモリに記憶された符号)が用いられる。つまり、水平荷重Fxの符号として正の符号が付与されている場合には、上記の演算式(1)に「+Fx」を適用し、水平荷重Fxの符号として負の符号が付与されている場合には、上記の演算式(1)に「-Fx」を適用する。具体的には、図5(A)および図5(B)に示すように、水平荷重Fxの符号として正の符号が付与されている場合には、水平荷重モーメントΔMは正の値となる(ΔM>0)。一方、図5(C)および図5(D)に示すように、水平荷重Fxの符号として負の符号が付与されている場合には、水平荷重モーメントΔMは負の値となる(ΔM<0)。
Mb=Ma-ΔM ・・・(2)
具体的には、図5(A)および図5(B)に示すように、水平荷重Fxがブーム30を倒伏させる方向(作業半径を拡大させる方向)に作用する場合(ΔM>0)には、補正モーメントMbは実モーメントMaよりも水平荷重モーメントΔMの分だけ減少する(Mb<Ma)。つまり、軸力Pが水平荷重Fxの影響で一時的に増加した分だけ、その水平荷重Fxによるモーメント成分を実モーメントMaから減算して、無負荷状態(水平荷重Fxのない状態)でのモーメントと等価の関係にある補正モーメントMb(Mb<Ma)を導出する。一方、図5(C)および図5(D)に示すように、水平荷重Fxがブーム30を起仰させる方向(作業半径を縮小させる方向)に作用する場合(ΔM<0)には、補正モーメントMbは実モーメントMaよりも水平荷重モーメントΔMの分だけ増加する(Mb>Ma)。つまり、軸力Pが水平荷重Fxの影響で一時的に減少した分だけ、その水平荷重Fxによるモーメント成分を実モーメントMaに加算して、無負荷状態(水平荷重Fxのない状態)でのモーメントと等価の関係にある補正モーメントMb(Mb>Ma)を導出する。
トが増加する方向の作動(倒伏動、伸長動、所定方向への旋回動)を規制する。また、規制部68は、比較部57から停止信号を入力すると、ブーム30の作動を一旦停止させる。なお、規制部68が比較部57からの規制信号又は停止信号を入力した場合には、このようなブーム30の作動規制に加えて、例えば、警報音、警報ランプ、警報表示などによる警報作動を発するように構成してもよい(作業者に注意を促すようにしてもよい)。
ため、その分だけ起伏シリンダ23にかかる軸力Pが上昇して、実モーメントMaが増加する結果となる(実モーメントMaが規制モーメントMcを超えてしまうおそれがある)。そのため、従来の安全装置では、ブーム30の作業半径が所定の作業半径に達していなくても(ブーム30の先端部が許容作業範囲を逸脱していなくても)、電線からの反力(水平荷重Fx)が大きい場合には、実モーメントMaが規制モーメントMcを超過して、ブーム30の作動が規制されてしまう場合がある。このブーム30の作動規制は、ブームモーメントが増加する方向への作動(起伏作動、伸長作動、所定方向への旋回作動)を規制するものであるため、ブーム30を元の姿勢に戻すことができず(ブーム30を倒伏作動させることができず)、使い勝手が悪く作業性を低下させる原因ともなっていた。
算出部65と、モーメント補正部66と、位置検出部167と、積載荷重算出部168と、作業範囲記憶部169と、規制部170とを有している。
W=(Mb-Md)/R ・・・(3)
このように補正モーメントMbから作業台40に掛かる積載荷重Wを逆算することで、水平荷重Fxによる影響(誤差)を排除した適正な積載荷重Wを算出することができる。
2 車体
20 旋回台
27 下部操作装置
30 ブーム
40 作業台
45 上部操作装置
50 油圧ユニット
55 油圧アクチュエータ
60 コントローラ
61 作動制御部
62 実モーメント算出部(実モーメント検出手段)
63 水平荷重算出部(水平荷重検出手段)
64 仮支持点高さ算出部
65 水平荷重モーメント算出部(水平荷重モーメント算出手段)
66 モーメント補正部(モーメント補正手段)
67 比較部
68 規制部(規制手段)
74 サブブーム
100 仮支持装置
110 仮支持具(電線支持部材)
140 荷重検出部
141 水平荷重検出器(水平荷重検出手段)
142 垂直荷重検出器
154 軸力検出器(実モーメント検出手段)
156 ウインチ旋回角度検出器
167 位置検出部(位置検出手段)
168 積載荷重算出部(積載荷重算出手段)
169 作業範囲記憶部
170 規制部(規制手段)
Claims (3)
- 車体に少なくとも起伏動自在に設けられたブームと、
前記ブームの先端部に設けられた作業台と、
前記車体に作用する前記ブームの起伏軸回りの実モーメントを検出する実モーメント検出手段と、
前記ブームの先端部に設けられ、架設された電線を支持する電線支持部材と、
前記電線支持部材により前記電線が支持されている状態において当該電線から作用する水平方向の荷重を検出する水平荷重検出手段と、
前記水平荷重検出手段により検出された前記水平方向の荷重によって前記車体に作用する前記起伏軸回りの水平荷重モーメントを算出する水平荷重モーメント算出手段と、
前記実モーメント検出手段により検出された実モーメントに前記水平荷重モーメント算出手段により算出された水平荷重モーメントを合成して得られる補正モーメントを算出するモーメント補正手段とを備えることを特徴とする高所作業車の安全装置。 - 前記実モーメント検出手段により検出された実モーメントを予め設定された規制モーメントと比較し、前記実モーメントが前記規制モーメントを超過したときに前記ブームの作動を規制する規制手段を備え、
前記規制手段は、前記水平荷重検出手段により前記水平方向の荷重が検出されている場合、前記モーメント補正手段により算出された補正モーメントを前記規制モーメントと比較して、前記補正モーメントが前記規制モーメントを超過したときに前記ブームの作動を規制することを特徴とする請求項1に記載の高所作業車の安全装置。 - 前記実モーメント検出手段により検出された実モーメントから前記作業台の積載荷重を算出する積載荷重算出手段と、
前記ブームの先端部もしくは前記作業台の位置を検出する位置検出手段と、
前記積載荷重算出手段により算出された積載荷重に応じて設定される許容作業範囲と前記位置検出手段により検出される前記ブームの先端部もしくは前記作業台の位置とを比較し、前記ブームの先端部もしくは前記作業台の位置が前記許容作業範囲を超過したときに前記ブームの作動を規制する規制手段とを備え、
前記積載荷重算出手段は、前記水平荷重検出手段により前記水平方向の荷重が検出されている場合、前記モーメント補正手段により算出された補正モーメントから前記作業台の積載荷重を算出することを特徴とする請求項1に記載の高所作業車の安全装置。
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2020
- 2020-09-07 JP JP2020149617A patent/JP7554612B2/ja active Active
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