JP2530446B2 - 平衡荷役装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、重い荷物を非常に小さな力で昇降できる平
衡荷役装置で、特に平衡操作中のワークの衝撃、衝突、
ワーク重量の誤記憶時、さらに重量の急変時等に対して
安全性を持たせた平衡荷役装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の平衡荷役装置の安全に関する技術としては、例
えば、実開昭56−6900号に示されているように、機械的
に飛び跳ねを防止する装置がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の技術では、飛び跳ねのみを機械的に防止す
るだけで、積極的に危険、誤操作を検出することができ
ず、従って上記従来の技術ではワークの衝撃、衝突、ワ
ーク重量の誤記憶時、さらに重量の急変時等に対する安
全性を持たせることができなかった。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本発明は上記のことにかんがみなされたもので、平衡
荷役装置の主要構成物である力センサによりワークの衝
撃、ワーク重量の誤記憶、重量の急変を検知して安全対
策を施すことができる平衡荷役装置を提供しようとする
ものである。

すなわち、平衡荷役装置においては、作業者が人為的
に力をワークに加えることによりワークを昇降させる
が、このとき、このワークに加えられた力が、衝撃、ワ
ーク重量の急変等ではなく人為的に加えられた力である
か否かを判断する必要がある。

また平衡運転時のワークの重量記憶が誤っている場
合、ワークは作業者が人為的に力を加えない場合でも静
止することなく昇降してしまう。

上記の問題を下記の技術手段にて解決する。

（１）ワークへの衝撃、ワーク重量の急変 作業者が人為的にワークを昇降しようとしてワークの
人為的に加え得る力の変化率は衝撃等の場合と比較して
非常に小さい点に着目し、ワーク重量を常に力サンサに
て検出している。

そこで、力センサにてワーク重量及びワーク重量の変
化率を検出し、人為的に加え得る力の変化率より大き
く、かつ重量信号自身の変化がある場合は重量の急変と
判断し、また変化率が大きく、かつ重量の変化がない場
合は衝撃と判断して安全対策、すなわちそこで検出され
た力によるワークの昇降を禁止する。

（２）ワーク重量の誤記憶 ワーク重量を記憶する際に、作業者が誤ってワークに
手をかけてしまったりしてワーク重量を誤って記憶して
しまった場合、作業者が人為的に力を加えない場合でも
ワークが昇降してしまうが、この場合は、力センサで検
出される重量の変化が殆どない。一方作業者はワークに
一定の力を加えることは不可能であるから力センサの変
化が殆どない場合は記憶値が誤っていると判断する。

〔実 施 例〕

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の全体を概略的に示すもので、図中１
は電動機２にて回転駆動されるドラム、３は電動機２の
回転速度を検出する回転速度検出器である。一方４はロ
ープ５を介して上記ドラム１に巻き上げ吊されたワーク
である。そしてこのワーク４を吊るロープ５にはワーク
４の重量を検出する力センサ６と操作ボックス７とが介
装してある。８は操作レバーである。

操作ボックス７は操作レバー８の操作量に応じた速度
指令信号Viを出力するようになっている。一方力センサ
６はワーク４の重量を検出してその信号Ｔを出力するよ
うになっている。また回転速度検出器３は電動機２の回
転速度信号Vnを出力するようになっている。

９は制御装置であり、この制御装置９は力センサ６か
らの信号Ｔと、ワーク４の重量を記憶している記憶装置
10からの記憶値Woとを比較してその差である操作力信号
|Fh|を出力する第１の比較器11と、この操作力信号|Fh|
を通常の力ゲイン12aを介して受ける第１接点ａと、操
作力信号|Fh|を低減された力ゲイン12bを介して受ける
第２接点ｂと、停止回路12cに接続した第３接点ｃと、
この３つの接点に選択的に接続する第１スイッチ13a
と、この第１スイッチ13aに接続した第４接点ｄと、操
作ボックス７からの速度指令信号Viを受ける第５接点ｅ
と、この第4,第５接点d,eに選択的に接続する第２スイ
ッチ13bと、この第２スイッチ13bからの速度指令信号Vi
と上記回転速度検出器３からの回転速度信号Vnとを比較
してその偏差値ｆを出力する第２の比較器14と、この偏
差値ｆを比例積分する比例積分回路15と、この比例積分
回路15からの出力値に基づいた回転指令信号Voを電動機
２へ出力する電動機ドライバ16と、安全回路17とからな
っている。

安全回路17は第２図に示すようになっていて、力セン
サ６からの信号Ｔを微分する微分手段としての微分回路
18と、この微分回路18の微分値|Fd|を作業者がワーク４
に加える力の変化の変化率εｄと絶対値比較し、|Fd|＞
εｄのときにはワーク４に衝撃力が作用したと判断して
第１スイッチ13aにKn′の信号を出して、第１スイッチ1
3aを第２接点ｂに切換える第１の比較手段としての第１
の絶対値比較器19と、制御装置９の第１の比較器11から
の操作力信号|Fh|が人間が加えられない程大きい値εｈ
と絶対値比較して|Fh|＞εｈのときにはワーク重量の急
変と判断して、第１スイッチ13aへ停止信号を出してこ
の第１スイッチ13aを第３接点ｃへ切換え、またこれと
共に、記憶装置10へ再記憶信号を出す第２の比較手段と
しての第２の絶対値比較器20と、さらに操作力信号|Fh|
がゼロでなく、かつその変動が一定値以下で、その上ワ
ーク４が電動機２により昇降する場合に、記憶装置10に
よるワーク重量の記憶が正しく行なわれてないと判断し
て第１スイッチ13aに停止信号を出すと共に、記憶装置1
0に正しい重量を再記憶させる信号を出す判断手段とし
ての判断回路21とからなっている。なお、第1,第２の絶
対値比較器19,20及び判断回路21の出力信号回路に警報
器22が接続されている。

上記構成における作用を以下に説明する。

まず制御装置９の第２スイッチ13bを第５接点ｅに切
換えてからワーク４を吊り上げる方向に操作レバー８を
操作する。かくすると、このとき電動機２は停止してい
て回転速度検出器３からの回転速度信号Vnはゼロである
から、電動機２は上記操作レバー８の操作量に応じた速
度で回転され、ワーク４はドラム１、ロープ５を介して
吊り上げられる。そして操作レバー８を停止位置に戻す
ことにより電動機２は停止してワーク４は宙吊り状態に
なる。このときのワーク４の重量Ｗは記憶装置10にて記
憶されている。

ついで制御装置９の第２スイッチ13bを第４接点ｄに
切換える。

なお第１スイッチ13aは通常の場合第１接点に切換っ
ている。

ここで、作業者が、例えばワーク４を力Ｆで持ち上げ
ると、このときの持ち上げ力Ｆが力センサ６にて検出さ
れる。このときの持ち上げ力Ｆの検出信号Ｔは第１の比
較器11にて記憶装置10からの信号Woとが比較され、その
差の絶対値である操作力信号|Fh|が通常の力ゲイン12
a、第１スイッチ13a、第２スイッチ13bを経て第２の比
較器14、比例積分回路15、電動機ドライバ16を介して電
動機２が回転され、ワーク４は上記持ち上げ力Ｆに応じ
た速度で上昇をはじめる。

上記作用はワーク４を下降しようとする場合も全く同
様である。

上記ワーク４の昇降作動において、ワーク４に上記作
業者による操作力Ｆを越えて大きな力が作用したときに
は安全回路17の作用によりワーク４の昇降が停止され
る。またワーク４に力を加えなくてもワーク４が昇降す
る場合も、上記安全回路17によりワーク４の昇降が停止
されると共に、この場合は記憶装置10によるワーク４の
重量の誤記憶と判断して再記憶される。

以下その作用を第２図を参照して説明する。

力センサ６からの検出信号Ｔは第１の比較器11にて記
憶装置10からの記憶値Woと比較されていると共に、微分
回路18にて微分されている。このとき、作業者が人為的
にワーク４を昇降しようとして加え得る力の変化率は衝
撃等の場合と比較して非常に小さい。

そこで、力センサ６の検出信号Ｔの微分値|Fd|と作業
者がワーク４に加える力の変化率εｄとを絶対値比較器
19にて比較して、|Fd|＞εｄのときにはワーク４に衝撃
力が作用したことになり、絶対値比較器19からKn′信号
を第１スイッチ13aへ出してこの第１スイッチ13aを第２
接点ｂに切換える。

この作用により、第１の比較器11より出力された操作
力信号|Fh|は低減された力ゲインKn′を通って第１スイ
ッチ13aより下流側へ流れ、電動機２はワーク４が飛び
跳ねないような速度に自動的に減速される。

また記憶装置10による記憶値Woと力センサ６からの信
号Ｔとの差、すなわち、操作力信号|Fh|が人間が加えら
れない程大きい値εｈとなると、これが第２の絶対値比
較器20にて|Fh|＞εｈが比較されて、この絶対値比較器
20より第１スイッチ13aへ停止信号が出力されて第１ス
イッチ13aは第３接点ｃに切換り、モータ２は停止して
ワーク４の昇降が停止される。そしてこれと共に、第２
の絶対値比較器20から記憶装置10へ上記|Fh|＞εｈに基
づく信号が入力され、ワーク重量が再記憶される。

さらに、操作力信号|Fh|がゼロでなく、かつその変動
が一定値以下で、その上ワーク４が昇降する場合には、
判断回路21にて記憶装置10によるワーク重量の記憶が正
しく行なわれていないと判断し、判断回路21より第１ス
イッチ13aへ停止信号が出力されてワーク４の昇降が停
止され、またこれと共に、記憶装置10へ正しい重量を再
記憶させる信号を出力する。

上記作用において、ワーク４に衝撃力が作用した場合
は、力の微分値|Fd|が正常値以下に戻った時点で第１ス
イッチ13aは第１接点ａに切換って通常の作用を行なう
ようになり、その他の場合は、ワーク重量を再記憶した
後に通常の手段での操作が可能となる。

また上記各作用時にはそれぞれ警報器22に信号が入力
されて警報器22が作動する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、作業者の誤操作等によるワーク４の
飛び跳ね、分解作業時のワーク４の急上昇、急落下が防
止することができ、さらに、ワーク重量の誤記憶による
ワーク４の意図しない昇降を防止でき、平衡荷役装置を
安全に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は装置全体
を示す概略的な構成説明図、第２図は要部の概略的な構
成説明図である。 １はドラム、２は電動機、３は回転速度検出器、４はワ
ーク、６は力センサ、９は制御装置、10は記憶装置、11
は比較器、17は安全回路、19,20は絶対値比較器、21は
判断回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動機２にて重力に抗してワーク４を昇降
   し、かつこのワーク４に作用する上、下方向の操作力に
   応じた速度で上記電動機２を駆動するようにした平衡荷
   役装置において、ワーク２の重量を検出する力センサ６
   と、この力センサ６からの出力信号Ｔを微分する微分手
   段と、この微分手段による微分値|Fd|を作業者がワーク
   ４に加える力の変化の変化率εｄと絶対値比較し、その
   比較結果の信号を電動機２の速度制御手段に出力する第
   １の比較手段と、力センサ６の信号Ｔとワーク重量を記
   憶している記憶装置10からの信号Woとの差である操作力
   信号|Fh|の急変を判断して電動機を停止する信号と記憶
   装置に再記憶信号を出力する第２の比較手段と、上記記
   憶装置10の誤記憶を判断して電動機を停止する信号と記
   憶装置10に再記憶信号を出力する判断手段とからなる安
   全回路を設けたことを特徴とする平衡荷役装置。