JP2577945Y2 - ブーム作業車の作業台移動制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、起伏、伸縮等が自在な
ブームの先端に作業台を有してなる高所作業車のような
ブーム作業車に関し、さらに詳しくは、ブームの作動を
制御して作業台を所定経路に沿って移動させる作業台移
動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このようなブーム作業車として、例え
ば、高所作業車がある。高所作業車においては、作業台
に作業者が搭乗した状態でブームの起伏、伸縮等の作動
を行わせて作業台を所定高所に移動させ、作業者はこの
所定高所において作業を行うようになっている。作業台
を移動させるためのブームの起伏、伸縮等の作動制御
は、通常は作業台上の作業者がスイッチ、レバー類を操
作して行われる。ここで、ブームの起伏作動による作業
台の移動はブーム基部を中心としてブーム長さを半径と
する円弧に沿った移動であり、ブームの伸縮作動による
作業台の移動はブーム軸方向の直線に沿った移動であ
る。このため、作業者はこのような円弧に沿った移動と
直線に沿った移動とを組み合わせて作業台を所定位置に
移動させる操作を行う必要があり、その操作に熟練を要
する。特に、作業台を建物の壁に沿って垂直に移動させ
るような場合に、上記の円弧および直線に沿った移動を
組み合わせて作業台を垂直移動させるのは難しく、非常
に熟練を要する。

【０００３】このようなことから、ブームの作動を自動
制御するコントローラを設け、予め設定された経路に沿
って作業台を移動させるような、例えば、作業台を垂直
移動させるようにブームの作動を制御するようなことが
行われている。このように作業台を所定経路に沿って自
動的に移動させるような制御を行えば、作業者はこの制
御を行うモードを選択するだけで、例えば、作業台を垂
直に移動させることができ、熟練を要求されることもな
く便利である。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】このような自動移動制
御はブームの起伏角および伸縮量に基づいて作業台の位
置を算出し、この位置が所定経路に沿って移動するよう
に行われる。ところが、長尺のブームはその自重および
作業台の重量を受けてたわんだり、入れ子式ブーム部材
相互間のガタツキのため若干ブーム部材が傾いたりす
る。このようなたわみ、傾き等があると、ブームの起伏
角および伸縮量に基づいて算出した位置（これを仮想位
置と称する）が実際の作業台の位置（これを実位置と称
する）からずれるという問題がある。さらに、これらた
わみ量、ガタツキによる傾き角等はブームの起伏角およ
び伸縮量に応じて変動するため、上記のようにブームの
作動を制御して作業台を所定経路に沿って移動させると
きにブームの起伏角および伸縮量の変化とともにたわみ
量、傾き角等も変化するという問題がある。

【０００５】ここで、ブームの起伏角および伸縮量に基
づいて算出した仮想位置が所定経路に沿って移動するよ
うにブームの作動を制御しても、このように変化するた
わみ量等のために作業台の実位置は所定経路からずれた
経路に沿って移動するという問題が生じる。このため例
えば、作業台を建物の壁面に近接させた状態が垂直移動
させる場合、このようにずれた経路に沿って移動すると
作業台が壁面に接触するようなことがあるという問題が
ある。

【０００６】本考案はこのような問題に鑑みたもので、
ブーム作動に伴うそのたわみ量等の変化に拘らず、作業
台を所定経路に沿って正確に移動させることができるよ
うな構成のブーム作業車の作業台移動制御装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】このような目
的達成のため、本考案にかかる作業台移動制御装置は、
ブームの起伏および伸縮作動に対応してブームのたわ
み、ガタツキ等により生じる作業台の位置ずれ量の実測
値をメモリに記憶しており、起伏角検出器および伸縮量
検出器により検出したブームの起伏角および伸縮量から
ブームのたわみが生じない状態での作業台の仮想位置を
演算し、さらにメモリからこれら検出された起伏角およ
び伸縮量に対する位置ずれ量を読み出すとともにこの位
置ずれ量を用いて仮想位置を補正して作業台の実位置を
演算し、このようにして求められた作業台の実位置が所
定経路に沿って移動するようにブームの起伏、伸縮等の
作動を制御するように構成されている。このような構成
の制御装置を用いて作業台を所定経路に沿って移動させ
る制御を行った場合には、ブームのたわみ、ガタツキ等
が発生しても、これらに影響されることなく作業台の実
位置が所定経路に沿って移動する。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本考案の好ましい実施
例について説明する。本考案に係る作業台移動制御装置
を備えた高所作業車を図１に示している。この高所作業
車は、車体１上に旋回自在に旋回台３を備え、この旋回
台３に起伏シリンダ６の作動により起伏自在となって伸
縮ブーム４が枢支されて取り付けられている。伸縮ブー
ム４は入れ子式に伸縮自在となった基端ブーム４ａと先
端ブーム４ｂとからなり、基端ブーム４ａが旋回台３に
起伏自在に枢支され、先端ブーム４ｂは基端ブーム４ａ
に対して伸縮自在となっており内蔵の伸縮シリンダ（図
示せず）により伸縮される。先端ブーム４ｂの先端には
レベリング機構を介して作業台５が取り付けられてお
り、レベリング機構により作業台５は伸縮ブーム４の起
伏の如何に拘らず常に水平に保持される。また、車体１
の前後左右には作業時に車体１を安定支持するアウトリ
ガ２が設けられている。

【０００９】このような高所作業車において、高所作業
を行うときには、アウトリガ２により車体１を支持した
状態で、作業台５に作業者が搭乗し、この作業者が作業
台５に設けられている操作レバー等を操作して、旋回台
３の旋回作動、伸縮ブーム４の起伏作動および伸縮作動
を制御し、作業台５を所定高所に移動させる。このよう
にして作業台５が所定高所に移動した状態を図１に示し
ている。

【００１０】このように作業台５を所定高所に移動させ
る場合や、移動した後に別の位置に移動させる場合に、
作業台５を所定経路に沿って移動させることを要求され
る場合がある。例えば、作業台５を建物の壁に近づけて
作業する場合等に、壁面に沿って垂直に移動させること
を要求されることがある。この移動を作業者のレバー操
作によって行わせるのは熟練を要するため、この装置に
おいては伸縮ブーム４の起伏角および伸縮量を検出し、
この検出値に基づいて作業台５を垂直移動させるように
伸縮ブーム４の作動を制御するコントローラを設けてい
る。

【００１１】このようなコントローラは従来から用いら
れているが、従来においては、検出値のみに基づいて作
業台５の垂直移動を行わせる制御がなされていた。とこ
ろが、高所作業車においては、伸縮ブーム４の自重、作
業台５の自重および荷重により伸縮ブーム４がたわみ、
且つ基端ブーム４ａに対する先端ブーム４ｂのガタツキ
分だけ基端ブーム４ａに対して先端ブーム４ｂが傾くと
いう問題がある。このため、伸縮ブーム４は図１におい
て２点鎖線で示すように変形し、先端ブーム４ａにおけ
る作業台５を枢支する点Ａの位置がＡ′まで移動し、作
業台５の位置も２点鎖線で示す５′の位置まで移動す
る。しかも、伸縮ブーム４のたわみ等は起伏角および伸
縮量の変化に応じて変化する。なお、この図においては
伸縮ブーム４のたわみ等を誇張して表している。

【００１２】このため、従来の制御では作業台５を正確
に垂直に移動させることが難しいという問題がある。こ
れについて図２を参照して簡単に説明する。図２のグラ
フにおいて、原点Ｂは伸縮ブーム４の旋回台３に対する
枢支点Ｂに対応し、縦軸Ｈおよび横軸Ｒはそれぞれ、枢
支点Ｂから先端ブーム４ａにおける作業台５を枢支する
点Ａまでの垂直高さおよび水平距離を示している。この
グラフにおいて、Ａ１，Ａ２，Ａ３は先端ブーム４ａに
おける作業台５を枢支する点Ａの仮想位置を示し、Ａ
１′，Ａ２′，Ａ３′は点Ａの実位置を示す。

【００１３】この図から分かるように、従来では伸縮ブ
ーム４の起伏角および伸縮量から点Ａの位置（作業台５
の位置）を算出し、この位置を垂直に移動させるように
制御がなされていた。しかしながら、この位置は仮想位
置であり、作業台５の実位置はブーム４のたわみ等のた
めにＡ１′，Ａ２′，Ａ３′の位置にある。従来のコン
トローラによる制御では仮想位置が実線Ｌ１で示すよう
に垂直に移動する制御がなされるが、実位置は点線Ｌ２
で示すように移動することになる。

【００１４】これに対して本考案の制御装置は、実位置
が垂直に移動するように、すなわち、作業台５の実際の
位置が垂直に移動するように制御する。本考案の制御装
置の構成を図３に示しており、この装置は、実位置演算
器１１、データメモリ１２およびブーム作動制御器１３
からなるコントローラ１０を有しており、このコントロ
ーラ１３により起伏制御バルブ２５および伸縮制御バル
ブ２６の作動制御を行って、伸縮ブーム４の起伏および
伸縮作動制御を行う。この装置はさらに、作業者により
操作される自動移動制御用操作スイッチ２４を有し、こ
の操作スイッチ２４がオン操作されたときに所定の経路
に沿って作業台５を移動させる制御が行われる。また、
この制御のために、伸縮ブーム４の起伏角を検出する起
伏角検出器２１、伸縮量を検出する伸縮量検出器２２お
よび作業台５の荷重を検出する作業台荷重検出器２３も
有している。

【００１５】これら検出器２１，２２，２３および操作
スイッチ２４は実位置演算器１１に接続されており、操
作スイッチ２４からオン信号が入力されると、実位置演
算器１１は検出器２１，２２，２３の検出値とデータメ
モリ１２に記憶されたデータとを用いて、作業台５の実
位置を演算する。この実位置演算方法について以下に説
明する。

【００１６】データメモリ１２には、伸縮ブーム４の起
伏角および伸縮量を変化させたときに、ブーム４のたわ
み、ガタツキ等のために各位置で生じる垂直方向および
水平方向の位置ずれ量（点Ａの仮想位置と実位置とのず
れ量）の実測値が、前記点Ａの仮想位置での垂直高さＨ
および水平距離Ｒに対応してテーブル状となって記憶さ
れている。なお、この位置ずれ量は、作業台５の荷重に
応じて変化するため、代表的ないくつかの荷重に対応し
てそれぞれ実測されて複数のテーブル状になって記憶さ
れている。

【００１７】このため、実位置演算器１１においてはま
ず、作業台荷重検出器２３により検出された荷重に応じ
て、データメモリ１２から適切なデータテーブルが選択
される。そしてまず、検出器２１，２２により検出され
た値から点Ａの仮想位置（垂直高さＨおよび水平距離
Ｒ）を演算し、この垂直高さＨおよび水平距離Ｒに対応
する垂直方向および水平方向の位置ずれ量をこの選択さ
れたデータテーブルから読み出す。次に、仮想位置をこ
のようにして読み出した位置ずれ量だけ補正して点Ａの
実位置を演算する。この実位置データが実位置演算器１
１からブーム作動制御器１３に送られ、実位置が所定経
路に沿って、例えば、垂直方向に移動するように、ブー
ム作動制御器１３により起伏制御バルブ２５および伸縮
制御バルブ２６の作動制御が行われる。

【００１８】この作動制御の具体例を図４を用いて説明
する。この図では点Ａの仮想位置がＡ１である状態の作
業台５を垂直に下降させる制御を行う場合を説明する。
まず、この状態では起伏角検出器２１および伸縮量検出
器２２により検出された値から算出される点Ａの仮想位
置は点Ａ１であり、この時のブーム４のたわみ等により
生じる位置ずれ量をデータメモリ１２から読み出して、
実位置を求めると点Ａ１′となる。

【００１９】この状態から作業台５を垂直下降させるに
は点Ａの実位置である点Ａ１′を実線Ｌ２で示すように
垂直下方に移動させる制御を行えば良い。そこで、移動
目標位置として目標実位置Ａ２′をまず設定する。そし
て、この目標実位置Ａ２′での位置ずれ量をデータテー
ブル１２から読み出して補正することにより目標実位置
Ａ２′に対する目標仮想位置Ａ２を求める。そして、現
在の仮想位置Ａ１を目標仮想位置Ａ２に移動させるよう
に伸縮ブーム４の作動制御を行えば、作業台５を正確に
垂直下降させる移動制御を行うことができる。

【００２０】なお、データテーブル１２に記憶される位
置ずれ量は点Ａの仮想位置に対するものであり、理論的
には目標実位置Ａ２′に対してそのまま用いることはで
きない。但し、図においては位置ずれ量を誇張して示し
ているが、この位置ずれ量は垂直高さＨおよび水平距離
Ｒに比較して小さな値であるで、目標実位置Ａ２′の位
置ずれ量として、点Ａ２′を仮想位置としてデータメモ
リ１２から読み出した位置ずれ量をそのまま使用しても
良い。もしくは、実位置Ａ１′から実位置Ａ２′まで移
動量とおなじだけ仮想位置Ａ１を移動させて求めた位置
を仮の仮想位置Ａ２″とし、この仮の仮想位置Ａ２″で
の位置ずれ量を用いて目標実位置Ａ２′を補正して目標
仮想位置Ａ２を求めても良い。

【００２１】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
起伏角検出器および伸縮量検出器の検出値から作業台の
仮想位置を演算し、この仮想位置に対応する位置ずれ量
をメモリから読み出すとともにこれにより仮想位置を補
正して実位置を演算し、この実位置が所定経路に沿って
移動するようにブームの起伏、伸縮等の作動を制御する
ように構成されているので、本考案の制御装置を用いて
作業台を所定経路に沿って移動させる制御を行った場合
には、ブームのたわみ、ガタツキ等が発生しても、これ
らに影響されることなく作業台の実位置を所定経路に沿
って正確に移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る作業台移動制御装置を備えた高所
作業車を示す正面図である。

【図２】従来の制御装置による作業台移動制御を説明す
るグラフである。

【図３】本考案に係る作業台移動制御装置の構成を示す
ブロック図である。

【図４】本考案の制御装置による作業台移動制御を説明
するグラフである。

【符号の説明】

３ 旋回台 ４ 伸縮ブーム ５ 作業台 １０ コントローラ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 起伏、伸縮等の作動が自在なブームの先
   端に作業台を備えてなるブーム作業車において、前記ブ
   ームの作動を制御して前記作業台を所定経路に沿って移
   動させるブーム作業車の作業台移動制御装置であって、 前記ブームの起伏角を検出する起伏角検出器と、 前記ブームの伸縮量を検出する伸縮量検出器と、 前記ブームの起伏角および伸縮量の変化に対応して前記
   ブームのたわみ、ガタツキ等により生じる前記作業台の
   位置ずれ量の実測値を記憶したメモリと、 前記両検出器により検出された前記ブームの起伏角およ
   び伸縮量から前記ブームのたわみが生じない状態での前
   記作業台の仮想位置を演算し、前記メモリからこれら検
   出された起伏角および伸縮量に対する位置ずれ量を読み
   出すとともにこの位置ずれ量を用いて前記仮想位置を補
   正して前記作業台の実位置を演算する実位置演算手段
   と、 この実位置演算手段により求められた前記作業台の実位
   置が前記所定経路に沿って移動するように前記ブームの
   起伏、伸縮等の作動を制御する作動制御手段とからなる
   ことを特徴とするブーム作業車の作業台移動制御装置。